Sebagian orang mungkin mengenal Jepang sebagai salah satu negara penghasil ikan terbesar di dunia.Hal ini dapat dijelaskan karena di laut jepang sebelah timur adalah laut yang hangat. Ini disebabkan laut ini adalah laut pertemuan arus panas dan arus dingin dunia. Arus panas yang biasa disebut arus Kuroshio merupakan arus yang mengalir mulai dari Samudra Pasifik sebelah barat hingga ke pantai timur Taiwan dan terus ke timur laut Jepang. Sedangkan arus dingin atau yang biasa disebut arus Oyashioadalah arus air laut dingin yang berasal dari Samudra Arktik mengalir ke selatan melalui laut Bering. Kedua arus ini bertemu di sebelah timur Jepang menyebabkan airnya menjadi hangat. Arus ini selain mengalirkan air juga membawa banyak nutrisi sehingga memungkinkan banyak plankton sehingga ikan menjadi mudah dieksplorasi di sana.
Penjelasan di atas memberikan gambaran bahwa ikan laut menyenangi suatu kawasan perairan yang kaya nutrisi dan bersuhu lebih hangat. Lantas bagaimana dengan ikan tawar? Bagaimana pola adaptasi mereka ketika ditempatkan pada suhu yang berbeda? Bagaimana pula kita mencoba mensimulasikannya dan mengajarkannya di depan siswa? Yah. Kita membutuhkan suatu alat peraga atau alat praktikum.
Desain alat praktikum yang dibutuhkan?
Alat peraga atau alat praktikum yang dibutuhkan--karena ini adalah ikan--tentu adalah sebuah akuarium. Sudah tentu bukanlah akuarium biasa. Tetapi akuarium yang dapat mengakomodasi suhu-suhu yang berbeda. Akuarium yang dapat menampung air panas, air dingin dan air bersuhu sedang sekaligus. Sehingga akuarium yang dirancang haruslah bersekat-sekat atau berbilik-bilik. Akuarium yang dirancang pula, haruslah tidak menyebabkan suhu air tidak saling bercampur, sebagaimana telah dipelajari sejak SD, bahwa kalor (panas) dapat berpindah. Sehingga bahan dasar pembuatan akuarium tidak boleh dari bahan yang bersifat konduktor (menghantarkan panas), tetapi haruslah tetap memiliki kaca agar ikan masih dapat diamati dari luar.
Selain itu, agar air dengan multi-temperatur dapat dicampurkan dengan mudah, sekat-sekat dari bilik yang dimiliki oleh akuarium haruslah dapat dipasang dan dicabut dengan mudah. Ini agar ikan dapat diamati pergerakan posisinya, apakah mereka cenderung berada di air yang bersuhu panas, bersuhu campuran, ataupun bersuhu dingin ketika sekat-sekat pada bilik dibuka.Berbilik-bilik, tidak menghantarkan panas, sekatnya dapat dipasang dan dicabut dengan mudah, tapi tetap berkaca agar bisa diamati, mudah untuk dibuat prototipe-nya, menggiring kontruksi akuarium ini tersusun dari kayu sebagai rangka dan sekatnya namun tetap berdindingkan kaca.
Akuarium dibuat memanjang seperti balok dan tersusun dari bilik-bilik berbentuk kubus. Pada prototipe yang kami buat, akuarium multi-temperature ini terdiri dari empat bilik. Satu bilik untuk suhu panas, dua bilik untuk suhu sedang, dan satu bilik untuk suhu dingin. Berikut ini adalah gambarnya:
[caption id="attachment_383470" align="aligncenter" width="300" caption="Gambar 1. Prototipe akuarium untuk uji coba"][/caption]
Bagaimana membuatnya?
Prototipe di atas dapat dibuat dengan langkah yang tidaklah sulit dan bahan yang mudah diperoleh. Rangka dapat dibuat dari kayu. Dinding dapat dibuat dari kaca bening dengan tebal 5mm dengan dimensi 12,5 x 12,5 cm, dipasang pada rangka kayu dan direkatkan dengan kuat sehingga memastikan air tidak bocor dari akuarium.Agar lebih kuat dan mudah dibawa, akuarium dapat dilengkapi dengan kaki dari besi siku yang dapat dibuat melalui pengelasan. Satu bilik dapat berukuran 15 x 15 cm, sehingga akuarium ini dapat berdimensi 60 x 15 x 15 cm. Agar lebih menarik dan tahan lama, rangka kayu sebaiknya dicat dan dipernis.
Cara menggunakannya?
Bagaimana mengoperasikan prototipe alat ini? Bilik-bilik yang ada pada akuarium ini diisi air dengan suhu yang berbeda. Bilik pertama diisi air panasyang pemanasannya dapat menggunakan filamen yang diperoleh dari pemanas air elektronik, atau menggunakan bunsen. Bilik kedua dan ketiga diisi dengan air biasa, sedangkan bilik keempat diisi dengan air dingin yang dapat diperoleh dengan merendamkan sejumlah batang es batu ke dalam air. Sebelum melakukan pengamatan tentang pergerakan posisi ikan, mula-mula akuarium yang dirancang digunakan untuk melakukan praktikum yang membuktikan bahwa alat peraba bukan merupakan alat pengukur suhu yang handal. Empat bilik pada akuarium diisi dengan air dengan suhu yang berbeda, kemudian tangan sebelah kanan dicelupkan ke dalam air bilik pertama yang sebelumnya telah dihanggatkan dengan pemanas, dan tangan sebelah kiri dicelupkan ke dalam air bilik keempat yang sebelumnya telah diberi pendingin es batu. Setelah beberapa saat kemudian kedua tangan tadi secara bersamaan diangkat kemudian dimasukkan ke dalam bilik yang berisi air biasa.
Ternyata, penginderaan dari tangan yang seharusnya merasakan air biasa, namun air biasa akan terasa panas pada tangan kiri, sedangkan air biasa terasa dingin pada tangan kanan yang telah dicelupkan air panas. Dari percobaan sederhana, ini dapat membuktikan bahwa indera peraba bukanlah pengukur suhu yang akurat, sehingga diperlukan alat termometer untuk pengukuran suhu yang lebih presisi.
Apa yang diamati?
Pengamatan dimulai dari disiapkan kembali air seperti sebelumnya, bila air sudah siap, ikan yang identik (baik jenis dan ukurannya) dapat dimasukkan ke masing-masing bilik. Ikan yang digunakan boleh menggunakan ikan nila, ikan mas atau ikan komet. Interaksi pertama dari ikan yang dapat diamati adalah dari gerak operkulumnya. Operkulum ikan adalah selaput yang menutup insang ikan dan bergerak terus ketika ikan sedang bernafas. Jumlah frekuesi mengatup dan membuka operkulum ikan pada masing-masing suhu air dapat diamati selama 30 detik. Pengamatan operkulum ikan harus disertai dengan pencatatan suhu air ketika pengamatan menggunakan termometer.
Proses utama pengamatan frekuensi mengatup dan membuka operkulum ikan adalah langkah operasional utama dari penggunaan prototipe ini. Termasuk ketika sekat-sekat antara tiap bilik dibuka, air bercampur antara air sedang dengan air dingin, maupun air sedang dengan air panas, hingga semua air pada keempat bilik telah bercampur. Tentu saja suhu air yang bercampur tersebut harus tetap diukur dengan termometer. Sehingga kita dapat memperoleh data berapa frekuensi mengatup dan membuka operkulum ikan pada berbagai suhu.
[caption id="attachment_383473" align="aligncenter" width="150" caption="Gambar 2. Ikan nila dalam bilik-bilik akuarium"]
1418827728614713736
[/caption]Pengamatan terakhir yang dapat diamati adalah posisi ikan pada akuarium ketika semua sekat dibuka, apakah mereka berada di daerah yang panas, sedang, ataukah dingin.Melalui proses ujicoba yang telah dilakukan, ternyata operkulum ikan cenderung lebih cepat ketika suhu air semakin tinggi. Ketika suhu air lebih dingin, pergerakkan operkulum ikan cenderung lebih lambat. Ini disebabkan karena ketika air panas, kadar oksigen dalam air semakin berkurang sehingga ikan membutuhkan gerakan lebih banyak untuk memperoleh oksigen yang terlarut dari dalam air. Fakta lain yang dapat diamati adalah bahwa ikan cenderung berada di wilayah air hangat, yaitu bilik dua dan tiga, dibandingkan dengan bilik satu dan empat. Ini menjelaskan teori bahwa ikan membutuhkan suhu yang sedang agar mekanisme biologisnya lebih berjalan efektif.
[caption id="attachment_383471" align="aligncenter" width="300" caption="Gambar 3. Ikan nila yang lebih senang berada di area hangat"]
1418826840509948615
[/caption]Implikasi
Prototipe akuarium multi-temperatur di atas telah cukup memberikan gambaran dan simulasi bahwa ikan ternyata memiliki perilaku adaptasi spesifik, yang dalam biologi dikenal sebagai istilah termoregulasi, ketika berada pada suhu yang berbeda. Adaptasi ini berupa gerak operkulumnya dan kecenderungan posisi ikan pada air yang lebih hangat. Prototipe ini diharapkan dapat dikembangkan dan dapat diterapkan pada pembelajaran di sekolah khususnya pada mata pelajaran sains, fisika, maupun biologi, terutama untuk materi yang membahas tentang suhu,kalor, perpindahan kalor, dan adaptasi makhluk hidup.
catatan:
Perangkat praktikum ini telah diujicoba di kampus Sekolah Pascasarjana UPI Bandung
oleh Muhammad Arsyad, S.Pd dan Dwi Indah Suryani, S.Pd
dengan bimbingan dari dosen Dr. Dadi Rusdiana, M.Si
