How Do Oysters Make Pearls

Pernahkan kalian membayangkan bagaimana mutiara dapat diproduksi oleh kerang? Kerang memiliki permukaan luar yang begitu kasar. Namun di dalam cangkangnya kita mungkin akan menemukan sebuah perhiasan yang cantik yang memiliki warna indah berbentuk bulat halus. Actually, mutiara terbuat dari bahan yang sama dengan cangkang kerang, duri bulu babi, cangkang remis, batu karang, dan siput yang semuanya terbuat dari senyawa kimia yang sama, yaitu kalsium karbonat (CaCO3). Akan tetapi, bagaimana senyawa ini mampu membentuk berbagai jenis bahan? Kalsium karbonat biasa ditemukan di darat dan lebih banyak lagi di laut. Bumi yang kita tempati ini memiliki lempengan yang kaya akan kalsium dan selama milyaran tahun mengendap dan meresap ke sungai dan samudera. Terutama terjadi di saluran-saluran hidrotermal di mana air laut yang panas bertemu dengan batuan basal kaya kalsium. Sementara itu, karbon dioksida yang ada di udara akan berinteraksi dengan air laut yang kemudian menghasilkan karbonat yang terlarutkan. Persamaannya seperti ini.

CO2 (aq) + H2O (l) H2CO3 HCO3- + H+

HCO3- CO32- + H+

Setiap tahunnya, laut menyerap sekitar sepertiga emisi gas karbon dioksida di bumi sehingga menambahkan banyak sekali karbonat di dalamnya. Sehingga tidak aneh jika makhluk laut memanfaatkan kelebihan bahan ini. Kalsium dan karbonat bercampur menjadi berbagai bentuk yang indah. 

Oke kembali lagi ke tiram, sama halnya moluska air lainnya, tiram memulai hidupnya sebagai larva yang tidak bercangkang. Kemudian dengan cepat ia membentuk cangkang pelindung. 

Pertama, sebuah organ yang disebut 'mantel' mengeluarkan kandungan organik berupa protein dan molekul lain untuk membentuk sebuah rangka. Tiram akan menyaring air laut guna menangkap kalsium dan karbonat kemudian mencampurkannya ke bahan pembangunnya. Tiram meletakkan bahan ini di atas rangkanya yang diliputi dengan protein yang menarik dan mengarahkan molekul-molekul kalsium karbonat menjadi lapisan-lapisan. Setiap rangka protein yang terbentuk tergantung pada spesies moluska dan lingkungan. Hal ini bisa kita amati keragaman dari segi bentuk, ukuran maupun warna. Dalam pembuatan kalsium karbonat, moluska ini cenderung berhati-hati, bahkan memanipulasi CaCO3 di tingkat molekul. 

Dengan bantuan protein khusus, moluska dapat memproduksi dua struktur kristal dari CaCO3, yaitu kalsit dan aragonit yang tentunya memiliki susunan kimia yang sama. Kedua senyawa ini memiliki kualitas yang berbeda yang disebabkan oleh kisi-kisi kristalnya terbentuk. Kalsit cenderung stabil dan tidak mudah larut seiring waktu dibanding aragonit. 

Jadi, kebanyakan cangkang moluska memiliki lapisan luar yang kokoh yang terbentuk dari kalsit. Sebagai molekul yang sedikit mudah larut, aragonit dapat lebih mudah beradaptasi di lingkungan yang lebih asam. Jadi, kebanyakan cangkang moluska memiliki lapisan interior dari aragonit untuk mempertahankan level pH di bagian dalamnya. Akan tetapi, terdapat satu bentuk aragonit yang lebih kuat dan multifungsi dari yang lain. Nacre. Moluska membuat bahan spesial ini secara berturut-turut dengan menyusun lapisan arganoit yang diselingi protein. Lapisan-lapisan ini ditumpuk sama halnya seperti batu bata heksagonal, masing-masing dikelilingi oleh bahan organik lainnya untuk mengatur arahnya. 

Struktur nacre yang berbentuk lapisan seperti bata adalah kunci dari kilau indah pelangi khasnya. Lapisan tersebut memiliki ketebalan yang serupa dengan gelombang cahaya, sehingga cahaya yang dipantulkan dari permukaan interiornya bertabrakan dengan cahaya yang terpantul dari permukaan luarnya. Saat partikel cahaya terpantul pada nacre, maka nacre akan terpantul pada strukturnya yang berlapis-lapis seperti kristal menjadi aliran riak warna pelangi. Nacre tidak hanya cantik, ia juga menjadi salah satu biomaterial terkuat dan teringan yang kita ketahui. 

Bukan hanya tiram yang memproduksi zat ini, ada banyak spesies moluska yang mengeluarkan nacre sebagai bentuk pertahanan diri utamanya. Apabila parasit penyusup atau bahkan partikel seperti pasir melukai mantel, moluska akan melapisinya dengan sel pemroduksi nacre dengan membentuk zat yang dikenal sebagai kantung mutiara. Sehingga kantung itu sepenuhnya akan menyerap penyusup-- melarutkan ancaman tersebut menjadi bola nacre bagaikan batu permata (opal). Dengan mekanisme pertahanan ini, moluska dapat memproduksi mutiara yang merupakan harta yang tak lekang oleh waktu.