Cara Penguin Menyelam Dalam Waktu yang Lama

Ketika seekor penguin menyelam di bawah lautan es di Antartika untuk mencari makanan, mereka dapat menyelam lima kali lebih lama dibanding manusia yang menyelam pada kedalaman yang sama pada perairan yang lebih hangat. Selain itu penguin dapat menyelam selama sekitar 20 menit dengan hanya satu kali tarikan napas saja. Lalu bagaimana penguin dapat memperoleh kemampuan yang luar biasa ini? Berikut Kami uraikan penelitian yang dilakukan oleh beberapa ilmuwan tentang kemampuan menyelam penguin yang luar biasa unik ini.

Para ilmuwan meneliti kemampuan menyelam penguin dalam rangka mencari suatu cara yang berpotensi untuk membantu meningkatkan keberhasilan prosedur pembedahan dan anestesi, terutama untuk menghindari kerusakan jaringan ketika tubuh kekurangan oksigen. Untuk itu dipilih lah penguin Emperor sebagai objek pengamatan. Penguin Emperor adalah spesies penguin yang paling tinggi dan paling berat di antara semua spesies penguin lainnya. Selama hidup mereka, mereka diketahui akan tinggal di atas es dan berjalan hingga sejauh 100 mil dari sarang mereka untuk mencapai perairan yang dingin dan kemudian menyelam untuk mendapatkan ikan.

Para peneliti menemukan bahwa penguin dapat menyelam hingga kedalaman lebih dari 600 meter, bandingkan dengan manusia yang hanya dapat menyelam sedalam sekitar 100 meter jika menyelam tanpa alat bantuan. Para peneliti merasa heran bagaimana penguin Emperor dapat menyelam begitu dalam tanpa terkena penyakitdekompresi yang diakibatkan oleh tekanan yang besar. Penyakit ini merupakan suatu kondisi yang umum terjadi pada penyelam manusia yang terus menerus berada di lingkungan dengan tekanan tinggi yang menyebabkan nitrogen menumpuk di dalam darah. Menumpuknya nitrogen ini dapat menyebabkan gatal-gatal, nyeri, dan bahkan kadang-kadang berujung pada kematian.

Bahkan ikan Paus yang diketahui sebagai pemegang rekor untuk makhluk yangbernapas dari udara yang dapat menyelam paling dalam (sampai lebih dari 2000 meter) sekali pun mendapati gejala yang serupa. Anjing laut memang diketahui dapat menyelam lebih dalam daripada penguin. Selain itu, seperti penguin, mereka juga tidak mendapatkan gejala penyakit ini. Mereka menghindari kondisi ini dengan cara mengempiskan paru-paru mereka ketika mereka menyelam. Sehingga tidak ada pertukaran udara yang terjadi dan nitrogen pun tidak akan menumpuk di dalam darah. Sementara tidak mungkin bagi penguin untuk melakukan hal serupa karena mereka memiliki struktur paru-paru yang berbeda, sehingga pastinya ada mekanisme lain bagaimana mereka dapat menyelam begitu dalam tanpa khawatir mendapatkan masalah.

Penguin dapat berenang dan menyelam di bawah air untuk waktu yang lama dengan hanya satu kali tarikan napas tunggal karena organ tubuh penguin tetap dapat berfungsi cukup baik ketika tingkat oksigen sangat-sangat rendah di paru-paru dimana pada tingkat oksigen yang sama, manusia akan langsung kehilangan kesadarannya.

Dibandingkan dengan manusia, baik anjing laut maupun penguin memiliki lebih banyak oksigen yang beredar dalam darah mereka karena mereka memiliki volume darah yang lebih tinggi dan darah mereka juga mengandung lebih banyak hemoglobin, protein yang mengangkut oksigen melalui darah. Ditambah lagi penguin juga memiliki mioglobin lebih banyak dalam tubuh mereka, yang menyimpan oksigen dalam otot. Sehingga ketika mereka sedang menyelam, mereka memiliki banyak cadangan oksigen yang dapat mereka gunakan. Dan tidak seperti manusia, penguin juga akan menurunkan detak jantung mereka ketika mereka sedang menyelam, sehingga mereka dapat menghemat cadangan oksigen yang mereka miliki.

Penelitian Terbaru

Penelitian terbaru mengungkapkan bahwa penguin juga memiliki kemampuan untuk mengendalikan bagaimana dan kapan otot mereka menggunakan oksigen. Penguin dapat beralih di antara dua mode penggunaan oksigen. Pertama, menghentikan pasokan oksigen ke otot mereka, dan kedua, memberi otot mereka semburan pasokan oksigen tambahan sesaat untuk menjaga agar otot mereka tetap dapat bekerja.

Untuk mengetahui bagaimana penguin dapat menyelam sangat dalam dengan hanya sebuah tarikan napas tunggal dari udara, para peneliti merancang penyelidikan khusus untuk memonitor tingkat oksigen dalam otot penguin ketika mereka sedang menyelam. Hasil didasarkan pada tiga ekor penguin Emperor dan 50 kali penyelaman, yang berkisar di kedalaman antara 7 sampai 64 meter, dan berlangsung selama 2,3 sampai 11,4 menit.

Dari pengamatan tersebut, diketahui bahwa penguin memiliki dua pola yang berbeda ketika sedang menyelam. Salah satu pola yang digunakan yaitu mereka akan menutup aliran darah ke otot sepenuhnya, sehingga otot tidak lagi mendapat pasokan oksigen dari darah, tetapi seluruh bagian tubuh lainnya, terutama otak dan jantung, tetap mendapat suplai darah. Sementara dalam pola penyelaman lainnya, para peneliti melihat bahwa otot mendapatkan banyak pasokan oksigen.

Para peneliti percaya bahwa penguin secara selektif mengirim oksigen tambahan dari darah ke dalam otot, sehingga mereka otot mereka tidak mengalami kelelahan. Mereka hanya dapat melakukan ini untuk waktu yang terbatas, sampai tingkat oksigen darah menjadi terlalu rendah untuk seluruh tubuh. Sehingga akhirnya penguin perlu muncul lagi ke permukaan untuk menghirup udara.

Sementara menghentikan pasokan oksigen ke otot memaksa otot untuk mulai membuat energi menggunakan respirasi "anaerob", yang dilakukan tanpa oksigen. Hal ini akan menghasilkan produk sampingan yang disebut asam laktat yang dapat menjadi racun dalam dosis tinggi. Jika penguin membiarkan asam laktat terakumulasi pada otot mereka, maka diperlukan waktu yang lebih lama untuk memulihkan diri setelah menyelam. Hal ini mungkin menjadi alasan mengapa pada beberapa penyelaman penguin menambah pasokan oksigen sesaat seperti yang dijumpai pada pola penyelaman kedua.