Edith Widder: Kehidupan bawah laut yang berpendar

Dengan semangat dari Jacques Cousteau, yang mengatakan, "Orang melindungi apa yang mereka cintai," Saya ingin berbagi dengan anda hari ini yang paling saya cintai di lautan samudera, yaitu luar biasa banyaknya dan bervariasinya binatang-binatang di dalam sana yang menghasilkan cahaya.

Ketagihan saya dimulai dengan sebuah alat selam aneh ini yang dinamakan Wasp. Itu bukan kependekan -- hanya saja ada yang pikir ini mirip serangga. Awalnya dirancang untuk digunakan oleh tambang minyak lepas pantai untuk menyelam di pengeboran minyak sampai sedalam 2.000 kaki. Setelah saya menyelesaikan program doktorat saya, saya beruntung sekali karena diundang untuk bergabung dengan sekelompok ilmuwan yang menggunakan pakaian itu untuk pertama kalinya sebagai alat penjelajah lautan. Kita terlebih dahulu berlatih di sebuah tangki di Port Heuneme. Dan setelah itu selam di lautan terbuka saya yang pertama di Selat Santa Barbara. Menyelam pada malam hari pada saat itu. Saya turun sampai kedalaman 880 kaki dan saya lalu mematikan lampu-lampunya. Dan lampunya saya matikan karena saya tahu saya akan menyaksikan fenomena binatang-binatang membuat cahaya yang dinamakan bioluminesens. Hanya saja saya sama sekali belum siap oleh sebegitu banyaknya dan begitu spektakulernya fenomena ini. Saya melihat serantaian ubur-ubur yang dinamakan siphonophores yang panjangnya melebihi ruangan ini mendenyutkan begitu banyaknya cahaya sampai-sampai saya bisa melihat tombol-tombol dan alat pengukur di dalam setelan selam tersebut tanpa memakai senter, hembusan dan gelombang ombak yang nampaknya seperti asap biru yang terang ditambah percikan yang meletus-letus dan mental berputar-putar ke atas persis seperti batang kayu yang dilempar ke dalam api unggun dan bara yang berpercikan, bedanya percikan-percikan itu warnanya biru membeku. Benar-benar memukau.

Biasanya orang yang tahu tentang bioluminesens sama sekali, mereka pasti membayangkan kunang-kunang. Dan ada beberapa makhluk darat yang bisa menghasilkan cahaya, seperti beberapa jenis serangga, cacing tanah, atau jamur. Tetapi umumnya, di daratan, mereka jarang sekali ditemukan. Di dalam laut, bisa dikatakan itu merupakan aturan umumnya, dan sama sekali tidak jarang. Jika saya berlayar keluar di lautan terbuka, bisa di mana saja di bumi ini, dan jika menyeret jala dari kedalaman 3000 kaki sampai ke permukaan, kebanyakan dari binatang-binatang, bahkan, di banyak kawasan, 80 sampai 90 persen dari binatang yang tertangkap di jala tersebut bisa menghasilkan cahaya. Ini bisa dijadikan pertunjukan cahaya yang indah.

Sekarang saya ingin memperlihatkan sebuah video pendek yang saya rekam dari dalam sebuah alat selam. Teknik ini saya temukan saat mengendalikan sebuah kapal selam satu orang yang dinamakan Deep Rover lalu diadaptasikan pada Johnson Sea-Link, seperti yang anda lihat ini. Jadi, dipasang di depan kaca observasi bulat sebuah lingkaran berdiameter tiga kaki dengan sebuah layar yang dilebarkan pada lingkaran tersebut. Dan di balik bulatan kaca itu dengan saya adalah sebuah kamera yang sepeka mata manusia yang memandang dalam kegelapan, walaupun sedikit lebih buram. Lalu anda nyalakan video kamera, dan matikan lampu. Percikan yang anda lihat bukanlah luminesens; itu hanya noise elektrik dari kamera tersebut. Anda belum dapat melihat luminesens sampai kapal selam mulai bergerak maju di dalam air, tapi ketika sudah berjalan, binatang2 baru mulai bermunculan di layar terstimulasi untuk bercahaya.

Nah, pertama kalinya saya melakukan ini, yang saya lakukan hanya menghitung sumber-sumber cahaya. Saya tahu kecepatan laju kapal, dan saya tahu areanya. Dari situ saya bisa tahu berapa ratus sumber cahaya dalam perkubik meter. Rupanya saya baru saja sadar bahwa karena itu saya bisa mengidentifikasi binatang-binatang dari tipe kilasan dan percikan yang mereka hasilkan. Sehingga, di sini di Teluk Maine sedalam 740 kaki, Saya bisa menyebutkan hampir semua yang anda bisa temukan sampai nama speciesnya seperti letusan dan percikan yang besar-besar itu, datang dari seekor ubur-ubur sisir kecil (ctenophora). Ada juga udang kecil dan crustacea yang lain-lainnya, dan juga ubur-ubur. Itu salah satu ubur-ubur sisir tersebut. Dari sini saya mulai bekerja dengan seorang insinyur komputer penganalisa gambar untuk merancang sistem pengenalan otomatis yang dapat mengidentifikasi binatang-binatang tersebut lalu mengambil koordinat dari titik dampak mula-mula sehingga kemudian kita dapat melakukan hal-hal yang biasa ahli ekologi lakukan di daratan dan mencari jarak dari tetangga terdekat.

Meskipun demikian, anda tidak perlu turun jauh ke dalam lautan untuk melihat atraksi cahaya seperti ini. Anda bahkan bisa melihatnya di permukaan air. Ini adalah rekaman video yang diambil oleh Dokter Mike Latz di Institut Scripps seekor lumba-lumba berenang melewati plankton bioluminesens. Dan ini bukan tempat yang eksotik seperti beberapa teluk bioluminesens di Puerto Rico, ini sebenarnya direkam di Pelabuhan San Diego. Dan terkadang anda malah bisa melihat lebih dekat lagi dari itu karena bagian kepala dari sebuah kapal laut -- adalah WC, bagi pendengar yang senangnya di daratan -- dan WCnya disiram dengan air laut yang tak disaring yang sering mengandung plankton bioluminesens, jadi jika pada suatu malam anda sempoyongan mencari WC saat di kapal, dan saking telernya sampai lupa menyalakan lampu, anda bisa tiba-tiba seperti mendapat penglihatan religius.

Jadi, bagaimana makhluk hidup menghasilkan cahaya? Nah, pertanyaan ini, pada abad ke 19, psikolog Raphael Dubois dari Perancis bertanya tentang seekor kerang bioluminesens. Dia membawa pulang ke daratan dan berhasil mengekstrak beberapa kimia, satu, enzim yang dia namakan luciferase, dan substratnya, yang dia namakan luciferin diambil dari nama Lucifer, Pembawa Cahaya. Terminologi ini sampai sekarang masih dipakai, walaupun sebenarnya tak dipakai untuk menamakan kimia yang spesifik. karena bahan kimia tersebut ditemukan dalam bentuk dan rupa yang berbeda. Bahkan, kebanyakan orang yang belajar bioluminesens saat ini memusatkan perhatian pada sisi kimianya karena bahan kimia ini terbukti luar biasa berharga terutama untuk menghasilkan agen antibakterial, obat-obatan kanker, uji coba akan adanya makhluk hidup di Mars, mendeteksi polusi pada air, seperti yang kita terapkan di ORCA. Pada tahun 2008, penghargaan Nobel dalam bidang Kimia diberikan untuk hasil kerja terhadap sebuah molekul yang dipanggil protein floresens hijau, yang diisolasikan dari bahan kimia bioluminesens dari ubur-ubur, dan penemuan ini disamakan dengan penemuan mikroskop, berdasarkan dampaknya pada biologi sel dan teknik genetika.

Selain itu, molekul-molekul ini memberitahu kepada kita bahwa, sebenarnya, bioluminesens telah berevolusi paling sedikit, 40 kali, bahkan 50 kali secara terpisah dalam sejarah evolusi, yang merupakan petunjuk jelas dari begitu pentingnya kemampuan ini untuk kelangsungan hidup. Jadi, apa yang membuat bioluminesens begitu penting bagi banyak hewan? Nah, untuk hewan-hewan yang berusaha menghindari predator dengan tinggal di dalam kegelapan, cahaya masih dapat digunakan karena tiga hal utama yang hewan tetap harus lakukan untuk dapat terus hidup, yaitu mencari makanan, menarik pasangan dan mencegah untuk tidak dimakan. Jadi, contohnya, ikan ini mempunyai semacam lampu mobil dibelakang matanya yang bisa dia pakai untuk mencari makanan atau mencari pasangan. Dan pada saat tak dipakai, ia bisa menggulungkannya ke dalam kepalanya sama seperti lampu pada Lamborghini. Ikan ini bisa dikatakan mempunyai lampu sorot jarak jauh.

yang satu ini, salah satu dari favorit saya, mempunyai tiga lampu di setiap sisi di kepalanya. Yang satu ini warnanya biru, dan itu adalah warna dari kebanyakan bioluminesens di dalam laut karena evolusi telah memilih warna yang dapat merambat terjauh dalam air laut guna mengoptimalkan komunikasi. Maka itu, kebanyakan binatang membuat cahaya biru, dan kebanyakan binatang hanya bisa melihat cahaya biru, tapi ikan ini benar-benar pengecualian yang mengagumkan karena dia mempunyai dua organ cahaya berwarna merah. Dan saya masih belum tahu kenapa ada dua, dan ini ingin sekali saya temukan jawabannya satu saat nanti. Jadi, hewan ini selain bisa melihat cahaya biru, dia juga dapat melihat cahaya merah. Jadi ibaratnya yang warna merah dipakai seperti teropong penembak jitu untuk dapat menyelinap pada binatang lain yang buta akan cahaya warna merah dan juga untuk melihat tanpa terlihat oleh yang lain. Dia juga mempunyai dagu kecil di sini dengan daya pengikat luminesens biru yang bisa dipakai untuk menarik mangsa dari kejauhan. Bahkan kebanyakan binatang menggunakan bioluminesens sebagai pancingan.

Ini juga salah satu ikan favorit saya. Ini adalah viperfish (ikan viper), dan dia mempunyai pemancing di ujung tangkai yang panjang yang melengkung di depan rahang giginya maka itu dinamakan ikan viper. Gigi ikan ini sangatlah panjang sehingga apabila mereka menutup mulut ke dalam, gigi itu akan menusuk otaknya sendiri. Oleh karena itu, giginya diselipkan persis di luar kepalanya. Ikan ini persis seperti pohon natal. seluruh tubuhnya nyala. Bukan hanya alat pemancingnya saja; dia mempunyai lampu senter tetap. Dia juga memiliki organ-organ becahaya bak permata di perutnya yang dia gunakan untuk semacam kamuflase yang menghapuskan bayangannya, sehingga ketika berenang dan seekor predator melihat ke atas dari bawah, dia bisa membuat dirinya seperti hilang. Di mulutnya juga ada organ cahaya. Ada organ cahaya di setiap sisiknya, di siripnya, di lapisan lendir di punggungnya dan di perutnya juga, semua digunakan untuk hal yang berbeda-beda, beberapa diantaranya kita sudah tahu, beberapa masih belum.

Dan kita sekarang jadi tahu lebih lagi mengenai bioluminesens berkat hasil karya Pixar, dan saya sangat bersyukur sekali Pixar bisa berbagi topik favorit saya dengan banyak orang. Saya berharap sekali, dengan dana mereka, mereka mau mengeluarkan sedikit dana untuk meminta konsultasi dari seorang mahasiswa yang malang, yang bisa memberi tahu mereka bahwa matanya kelihatan seperti mata ikan yang sudah diawetkan dengan formalin. Ini baru mata asli seekor ikan angler hidup. Dia mempunyai alat pemancing yang menonjol keluar di depan perangkap yang berupa geligi yang tajam seperti jarum, guna menarik mangsa yang tidak sadar. Yang ini mempunyai alat pemancing dengan berbagai macam benang dari ujungnya,

Dulu kami bepikir perbedaan bentuk pemancing digunakan untuk mencari mangsa yang berbeda jenis, sampai satu saat dilakukan analisa pada isi perut mereka oleh para ilmuwan, atau kemungkinan besar murid-murid mereka, yang menemukan bahwa mereka semua makan makanan yang hampir sama. Jadi sekarang, kami percaya bahwa perbedaan dari bentuk pancingan itu adalah cara sang jantan mengenali betinanya di dunia ikan pemancing, karena banyak sekali dari yang jantan adalah yang dikenal sebagai jantan kerdil. Ikan kecil yang satu ini tidak memiliki cara untuk menghidupkan dirinya. Dia tak punya alat pemancing untuk menarik mangsa dan tak punya gigi untuk memakan mangsanya. Satu-satunya harapan untuk hidup di planet ini adalah sebagai gigolo. Dia harus mencari si betina dan lalu dia akan melekatkan diri seumur hidup. Jadi pejantan kecil ini telah menemukan pasangannya, dan kalau kalian perhatikan, dia mengetahui bagaimana untuk mengaitkan diri sedemikian sehingga dia tidak perlu melihat si betina. (Tawa) Tapi dia tahu yang mana yang enak dilihat apabila dia melihatnya, sehingga dia mencap hubungan mereka dengan ciuman abadi. Tubuhnya menyatu dengan tubuh si betina, darahnya mengalir ke tubuhnya dan dia akhirnya menjadi hanya sebuah kantong sperma. (Tawa) Yah inilah versi dalam lautnya kebebasan wanita. Dia selalu tahu di mana suaminya berada, dan dia tidak perlu berhubungan dengan hanya satu suami, karena beberapa dari yang betina sering sekali mempunyai beberapa ekor jantan yang melekat.

Intinya, mereka memakainya untuk mencari makanan, dan untuk menarik pasangan. Mereka juga sering memakai ini untuk bela diri, dengan berbagai cara. Banyak dari mereka mampu mengeluarkan luciferin atau luferase di dalam air sama seperti seekor cumi-cumi atau gurita mampu mengeluarkan awan tinta. Udang ini bahkan memuntahkan cahaya dari mulutnya seperti naga yang menghembuskan api untuk membutakan atau mengalihkan perhatian ikan viper itu sehingga udang ini sempat berenang ke dalam kegelapan. Dan banyak binatang2 lain lagi yang bisa melakukan ini. Ubur-ubur, dan juga cumi-cumi, dan masih banyak lagi jenis2 crustacean yang lainnya.

Bahkan ada ikan yang bisa. Ikan ini dipanggil ikan pundak tabung bersinar karena di pundaknya ada sebuah pipa atau pembuluh yang dapat memuncratkan cahaya. Dan beruntung sekali saya berhasil menangkap salah satu dari mereka pada saat berekspedisi pukat dari Barat Laut pantai Africa untuk dokumentari "Blue Planet", untuk bagian dalam laut dari "Blue Planet." Dan kami memakai jala pemukat khusus sehingga kami dapat mengangkat binatang ini hidup-hidup. Jadi kami menangkap salah satu dari mereka, dan saya bawa ke lab. Di sini saya sedang memegangnya, dan saya akan menyentuh tabung di pundaknya, dan pada saat saya menyentuhnya, anda akan lihat bioluminescence keluar. Tapi bagi saya yang mengejutkan bukan hanya jumlah cahaya, tetapi faktanya bukan hanya luciferin dan luciferates. Untuk ikan ini, seluruh sel berikut inti dan selaputnya. Sesungguhnya ini sangat memakan banyak energi untuk seekor ikan ini, dan kami masih tidak mengerti kenapa dia lakukan itu. Salah satu misteri yang butuh dipecahkan.

Selain itu, satu jenis bela diri lagi yaitu sesuatu yang dinamakan alarm maling. Alasannya sama mengapa alarm maling dipasang di mobil. Suara klakson dan lampu yang menyala-nyala adalah untuk menarik perhatian, supaya moga-moga pihak polisi datang dan menangkap si maling. Pada saat seekor binatang terperangkap di genggaman pemburunya, satu-satunya harapan melarikan diri bisa dengan menarik perhatian binatang lain yang lebih besar dan berbahaya lagi, yang akan mengancam yang menyerang, dengan demikian mendapat kesempatan untuk melarikan diri. Ubur-ubur ini, contohnya, mempunyai cahaya bioluminesens yang spektakuler. Ini diambil pada saat kami mengejarnya dari kapal selam. Yang anda lihat masih bukan luminesens, itu tangkisan cahaya dari kelenjar kelaminnya. Kami berhasil menangkapnya dengan alat khusus yang dipasang di depan kapal yang membolehkan kami membawanya dalam kondisi asli, untuk dibawa ke laboratorium di kapal. lalu untuk menghasilkan cahaya yang akan anda lihat yang saya lakukan hanya menyentuhnya sekali sedetik di pada lingkaran syarafnya dengan sesuatu yang tajam andaikan gigi tajam seekor ikan. dan sesaat ia mulai bercahaya, saya berhenti menyentuhnya. Ini satu pertunjukan cahaya yang sulit untuk dipercaya. seperti roda yang bercahaya. Dan setelah telah membuat kalkulasi bahwa ini bisa dilihat dari kejauhan 300 kaki oleh si predator. Dan saya pikir, iya yah, itu bisa digunakan sebagai umpan yang cukup baik. Karena, salah satu hal yang membuat saya frustrasi sebagai seorang penjelajah dalam laut adalah banyaknya binatang di laut yang masih belum kita ketahui karena cara kita menjelajah lautan.

Satu-satunya cara kita mengerti kehidupan di dalam laut, ialah dengan menarik jala dibelakang kapal. Dan saya menantang anda untuk menyebutkan ilmu pengetahuan lain yang masih bergantung pada teknologi kuno yang berusia ratusan tahun. Cara yang satu lagi ialah dengan turun ke bawah dengan kapal selam atau kendaraan lain yang dikendalikan dari jauh. Saya sudah turun dalam kapal selam ratusan kali. Meski saya hanya duduk di dalam kapal selam, Saya sadar keberadaan saya sangat menggangu. Cahaya yang terang dan suara mesin yang berisik. Binatang apa saja yang masih waras akan jauh menghindar. Maka itu, sudah lama saya ingin mendapatkan cara lain untuk menjelajah.

Dan lalu, beberapa waktu yang lalu, saya mendapatkan ide tentang sistem kamera ini. Bukan sesuatu yang terlalu canggih. Kami memanggil alat ini "Mata di lautan". Dan, ilmuwan telah memakai teknik ini di daratan selama bertahun-tahun, kami hanya memakai warna yang tak terlihat oleh binatang, lalu menggunakan kamera yang khusus menangkap warna itu. Karena infra merah tidak bisa dipakai di dalam air, kami mencoba cahaya merah jarak jauh, tetapi itupun ternyata bermasalah karena terlalu mudah terserap. Akhirnya merakit kamera yang diintensifikasikan yang gambarnya mirip seperti ubur-ubur elektronik. Masalah dalam bidang ilmu pengetahuan, anda harus memberitahu agen penyedia dana apa yang anda akan temukan sebelum mereka memberikan dananya. Dan saat itu saya sendiri tak tahu apa yang bisa ditemukan, sehingga saya tidak dapat memperolah dana untuk ini. Akhirnya saya kerjakan sendiri; Saya meminta mahasiswa dari Harvey Mudd Engineering Clinic pada awalnya untuk mengerjakan ini sebagai proyek mereka, dan lalu saya cari lagi dana dari sana sini.

Akuarium dan Institut Penelitian Monterey Bay meminjamkan saya R.O.V mereka. untuk mejalani percobaan dan untuk mencari tahu, misalkan, warna merah apa saja yang bisa kami gunakan supaya kami dapat melihat binatang, tanpa mereka dapat melihat balik, akhirnya ubur-ubur elektroniknya jadi. Anda dapat melihat sendiri begitu sulitnya mennyelesaikan proyek ini karena, saat saya menempel 16 LED biru dengan epoksi -- dan jika anda perhatikan, pada epoksi yang kita pakai tulisan Ziploc masih bisa terlihat. Tanpa perlu disebut lagi, jika dirakit sendiri jadi seperti ini, cukup banyak uji coba untuk menjalankan semua ini. Tapi pada akhirnya semuanya tergabung, dan semuanya bekerja, dan, luar biasanya, momen itu terekam oleh juru potret Mark Richards, yang kebetulan di sana pas pada saat kami berhasil membuat semuanya bekerja. Yang di sebelah kiri itu saya, kemudian mahasiswa pasca-sarjana saya, Erica Raymond, dan Lee Fry, yang menjadi insinyur di proyek ini. Foto ini kami pajang di laboratorium sebagai tanda kebanggaan dengan judul: "Insinyur memuaskan dua wanita bersamaan." Dan kami pada saat itu merasa benar-benar gembira.

Jadi sekarang kami mempunyai sebuah sistem yang dapat kami bawa ke suatu tempat yang bisa dikatakan seperti sumber ketenangan di dasar lautan yang semestinya dipatroli oleh predator-predator besar. Kemudian, kami bawa ini pertama kali ke tempat yang sering dipanggil brine pool (kolam air asin di dasar laut) yang letaknya di bagian Utara dari Teluk Besar Mexico. Tempat yang begitu ajaib. Saya mengerti kalau cuplikan ini tidak begitu menarik untuk kalian -- saat itu kamera kami kurang begitu bagus -- meskipun demikian saya gembira sekali. Kami berada di ujung kolam air asin tersebut. seekor ikan datang berenang mengarah ke kamera. kelihatan jelas ia tidak terganggu oleh kami. Dan saya dapat menatap ke luar jendela pada kedalaman laut. Saya, untuk pertama kalinya, dapat melihat apa yang sebenarnya binatang-binatang tersebut lakukan ketika kami tidak di dalam sana mengganggu mereka. Empat jam setelah kami turun, kami telah memprogram ubur-ubur elektronik ini untuk nyala untuk pertama kalinya. 86 detik setelah cahayanya yang berbentuk roda dinyalakan, kami merekam ini. Ini adalah seekor cumi-cumi, panjangnya lebih dari enam kaki, ini benar-benar penemuan baru untuk ilmu pengetahuan, ia tidak bisa diklasifikasikan ke dalam keluarga manapun yang diketahui sekarang. Saya tak bisa meminta bukti konsep yang lebih baik lagi.

Berdasarkan ini, saya kembali ke National Science Foundation dan memberitahu, "Ini yang akan kami temukan." Lalu mereka memberi saya cukup dana untuk melakukannya dengan benar, termasuk merancang webcam dalam laut pertama di dunia, yang sudah dipasang di Tebing Monterey semenjak tahun lalu. Dan sekarang, lebih baru lagi, sistem yang lebih moduler, yang lebih mudah dibawa, yang jauh lebih mudah untuk diluncurkan dan diambil kembali, yang saya harap dapat dipakai di "bintik-bintik harapan"-nya Sylvia untuk membantu menjelajah dan melindungi daereh-daerah ini, dan, bagi saya, untuk belajar lagi mengenai bioluminesens di daerah "bintik-bintik harapan" ini

Jadi salah satu pesan dari semua ini adalah bahwa masih banyak lagi yang bisa dijelajah di lautan, dan Sylvia sudah katakan tadi bahwa kita telah membinasakan lautan kita sebelum kita tahu apa yang ada di dalamnya, dan dia benar sekali. Maka dari itu, jika anda pernah mendapat kesempatan untuk menyelam di dalam kapal selam, katakan iya, seribu kali iya, dan matikan semua lampu. Saya jamin, anda pasti suka.

Terima kasih.

(Tepuk tangan)