biofisika

1. ppKELISTRIKAN DALAM TUBUH HEWAN
(BELUT LISTRIK)
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH
Mekanika dan Keelektromagnetan
yang dibina oleh Ibu Erni Yulianti, S.Pd., M.Pd dan Ibu Vita Ria Mustikasari,
S.Pd., M.Pd.
Oleh
Ghufron Nurpatriya Krisna (130351603582)
Rifka Amilia (130351615569)
Vindyastika Inke Rohana (130351615587)
Offering A
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
PRODI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
Desember 2014

2. a. Pendahuluan
Myoelectric merupakan modifikasi otot tertentu yang menghasilkan arus
listrik. Pada ikan pari terjadi modifikasi otot hypaxial di daerah ekor dengan
menghasilkan arus listrik sebesar 500 volt. Terdiri dari piringan bermuatan listrik
= elektroplax Tiap piringan berhubungan ujung-ujung syaraf sehingga terjadi
aliran listrik.
Organ elektrik pada bagian ekor. Masing-
masing diskus horizontal bernukleus
(elektroplax) merupakan modifikasi
serabut otot hipaksial tunggal. C=
Centrum, M = Myomer epaksial
(Puniawati,2008)
Fungsi :
1. melumpuhkan/ membunuh mangsa
2. komunikasi
3. sebagai alat indera
Beberapa ratus species ikan memiliki organ penghasil listrik, namun hanya
sedikit yang dapat menghasilkan daya listrik yang kuat. Organ penghasil listrik
yang dimiliki oleh kebanyakan ikan tersusun dari sel saraf dan sel otot yang telah
mengalami perubahan penting. Bentuk organ listrik seperti piringan kecil yang
memproduksi lendir disebut elektrosit, tersusun dan menyatu di bagian atas dari
susunan lain yang sejajar.
Pada umumnya, semua piringan menghadap arah yang sama yang memuat
150 atau 200 piringan setiap susunannya. Misalnya, pada ikan torpedo terdapat
140 sampai 1000 piringan listrik pada setiap kolom. Pada ikan torpedo yang
sangat besar, jumlah seluruh piringan sampai setengah juta.
Prinsip kerja piringan listrik ini mirip dengan cara kerja baterai. Ketika
ikan beristirahat, otot-otot yang tidak berhubungan belum aktif. Namun jika

3. menerima pesan dari saraf, akan segera bekerja secara serentak untuk
mengeluarkan daya listrik. Pada saat itu, voltase semua piringan listrik atau
elektrosit menyatu, sehingga mampu menghasilkan daya listrik sampai 220 volt
pada ikan torpedo atau sampai 650 volt pada belut listrik.
Pada umumnya semua spesies ikan tawar hanya bersifat listrik ringan,
kecuali sembilang listrik dan belut listrik. Ikan listrik yang hidup di laut memiliki
tenaga listrik yang lebih kuat dan berbahaya, karena air laut mengandung garam
membuat dirinya lebih tahan terhadap arus listrik. Posisi dan bentuk organ listrik
ini bervariasi tergantung pada speciesnya.
b. Analisis
Sungai Amazon dan Orinoco menjadi rumah bagi salah satu spesies luar
biasa, yakni belut listrik. Hewan dengan nama Latin Electrophorus electricus ini
mampu menghasilkan listrik hingga 650 volt. Nama electrophorus diambil dari
bahasa Yunani yang berarti sang pembawa listrik (electron = listrik, dan pherein =
membawa).
Bentuk tubuh belut listrik unik. Hampir 7/8 bagian tubuhnya berupa ekor.
Di bagian ekor inilah terdapat baterai-baterai kecil berupa lempengan-lempengan
kecil yang horizontal dan vertikal. Jumlahnya sangat banyak, lebih dari 5.000
buah.
Tegangan listrik tiap baterai kecil ini tidak besar, tetapi jika semua baterai
dihubungkan secara berderet (seri), akan diperoleh tegangan listrik sekitar 600
volt (bandingkan dengan batu baterai yang hanya 1,5 volt). Ujung ekor bertindak
sebagai kutub positif baterai dan ujung kepala bertindak sebagai kutub negatif.

4. Biomimetik sistem untuk menghasilkan listrik akan dimodelkan setelah
sel-sel khusus dalam organ listrik Electrophorus electricus, yang ditunjukkan di
atas. Hewan-hewan ini memiliki tumpukan electrocytes khusus (electroplax)
masing-masing sangat sarat dengan pengangkutan ion yang mampu memberikan ~
150mV dan pA 1 ~, sehingga total kekuatan organ ~ 600W (~ ~ 600V dan 1A).
Membran electrocyte berisi (minimal) Na / K pompa, saluran Na, K saluran,
saluran Cl, dan saluran Ca.
Pembedahan belut listrik dipimpin Alessandro Volta untuk eksperimen
dengan sel galvanik terisolasi dari tembaga dan seng untuk membentuk tumpukan
volta (Volta 1800) - ia hubungkan dengan inventing baterai DC berdasarkan
pekerjaan ini. Dalam pemahaman saat ini electrocyte telah menunjukkan bahwa
mereka adalah sel yang khusus berasal dari sel-sel otot dan terdiri dari membran
dikemas dengan saluran ion dan pompa ion - mereka memiliki sedikit fungsi lain
selain untuk menghasilkan daya.
Belut listrik dapat mengatur hubungan antara baterai kecil dalam tubuhnya
untuk menghasilkan tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar. Untuk
navigasi, belut listrik hanya membutuhkan tegangan listrik yang kecil. Tetapi
ketika bertemu dengan musuh atau mangsanya, belut listrik akan memberikan
tegangan semaksimal mungkin melalui kepala dan ekornya yang ditempelkan
pada tubuh musuh atau mangsanya. Arus listrik sekitar 1 ampere yang

5. ditimbulkan oleh tegangan listrik yang tinggi ini akan mengalir dan membunuh
mangsanya. Hewan lain tidak terganggu karena mereka tidak bersentuhan
langsung dengan ekor dan kepala belut.
Gambar 1. Belut listrik
Belut listrik memiliki tubuh yang memanjang dengan bentuk silinder yang
sekilas mirip ular. Panjangnya dapat mencapai 2,5 m dengan berat sekitar 20 kg.
Warna tubuhnya abu-abu gelap kecoklatan pada bagian dorsal dan warna kuning
atau oranye pada bagian ventral-anterior. Kemampuan hewan ini dalam
menghasilkan listrik (bioelektrogenesis) berasal dari tiga organ abdominal, yakni
organ utama (Main organ), organ Hunter, dan organ Sachs. Ketiga organ ini
mampu membuat dua jenis listrik, yakni listrik bervoltase tinggi dan bervoltase
rendah. Ketiga organ ini terdiri dari sel yang terdiferensiasi dari sel otot, yakni sel
elektrosit. Bentuk sel elektrosit ini mirip dengan bentuk compact disk. Sel
elektrosit tersebut memiliki ion kalium berkonsentrasi tinggi di dalam sel dan ion
natrium yang berkonsentrasi rendah di luar sel. Membran sel elektrosit bersifat
permeable terhadap ion kalium tetapi tidak pada ion natrium.
Gambar 2. Sel elektrosit dalam keadaan normal

6. Gambar 3. Sel elktrosit ketika terjadinya proses perpindahan ion
Mekanisme terjadinya perpindahan elektron sehingga dapat terjadinya
beda potensial dalam sel jika ditinjau dari segi biokimia dapat dijelaskan sebagai
berikut. Asetilkolin yang merupakan neurotransmitter, dapat mengaktifkan sel
elektrosit. Asetilkolin ini disekresikan melalui sinaps dari sel saraf pada salah satu
sisi sel elektrosit, yang mengakibatkan terbukanya saluran ion pada sisi tersebut.
Ion natrium akan dengan mudah masuk sel secara cepat melalui saluran ini.
Akibatnya, keseimbangan potensial sel akan berubah. Untuk menyeimbangkan
kembali kondisi sel, ion kalium akan keluar sel melalui sisi lain dari sel elektrosit.
Proses perpindahan ion natrium ke dalam sel tidak bisa terjadi begitu saja. Karena
hal tersebut melawan gradien konsentrasi, maka proses perpindahan terjadi secara
transport aktif. Perpindahan ion ke natrium ke dalam sel secara transport aktif
tersebut memerlukan energi yang berasal dari ATP. Dan setiap ATP yang terlibat
itu menggunakan sekitar tiga elektron dalam proses transfer elektron.
Belut listrik memiliki kemampuan untuk menyingkronkan sel elektrosit
sehingga dapat aktif secara bersamaan. Hal tersebut memungkinkan belut listrik
dapat menghasilkan tegangan listrik yang besar. Untuk menemukan mangsa,
organ Sachs akan mentransmisikan sinyal listrik lemah yang digunakan untuk
menentukan lokasi dan arah mangsa. Saat mangsa telah ditemukan, belut listrik
akan menggunakan organ listrik yang lebih besar, yakni organ utama dan organ
Hunter, untuk menyengat mangsanya
Belut listrik memiliki sel ‘baterai’ yang berjajar di sepanjang tubuhnya.
Ujung ekor bertindak sebagai kutub positif ‘baterai’ dan ujung kepala bertindak
sebagai kutub negatif. Untuk mendeteksi sekitarnya, belut listrik memancarkan
medan listrik di sekitar tubuhnya, seperti tampak pada gambar di bawah.

7. Gambar 4. Menunjukkan perubahan medan listrik pada belut oleh obyek
Belut listrik dapat mengatur hubungan antara ‘baterai’ kecil dalam
tubuhnya itu untuk mendapat tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar. Jika
belut listrik memiliki 5000 ‘baterai’ yang tersusun seri setiap barisnya dengan
total kurang lebih 140 baris yang tersusun paralel, serta nilai hambatan 0,25 W
dan tegangan baterai 0,15 Volt maka dapat dituliskan:
Vbaris = 5000 x Vsel baterai = 5000 x 0,15 V = 750 V
Sedangkan Hambatannya,
Rbaris = 5000 x Rsel baterai = 5000 x 0,25 W = 1250 W
Rangkaiannya dapat digambarkan sebagai berikut,
Gambar 5. Menunjukkan rangkaian sel ‘baterai’ dengan lingkungannya
Gambar 6. Menunjukkan rangkaian beserta arah arus yang mengalir
Arus yang melalui ikan (Ifish) akan berbeda dengan arus yang mengalir dalam sel
‘baterai’.
Ifish = 140 x I …1)
Selanjutnya dibuatkan loop (diambil satu loop),

8. Gambar 7. Menunjukkan sebuah loop yang dibuat dalam rangkaian
diperoleh,
-1250Ω I + 750V - 800Ω Ifish = 0 …2)
Maka dari persamaan 1) dan 2) diperoleh arus yang mengalir pada ikan dan arus
yang mengalir dalam sel ‘baterai’.
I ≈ 6,2 x 10-3A dan Ifish ≈ 0,9A
Walaupun arus yang dihasilkan kecil, namun daya yang dihasilkan akan besar
karena diakibatkan oleh tegangan yang besar.
P = V. Ifish = 750 V. 0,9 A = 675 Watt
Belut listrik memiliki lapisan lemak tipis yang melindungi tubuhnya, sehingga ia
menjadi kebal terhadap rasa sakit dan dampak lain yang ditimbulkan oleh
sengatan listrik.
c. Kesimpulan
1. Hewan memiliki myoelectric , dimana myoelectric merupakan modifikasi
otot tertentu yang menghasilkan arus listrik.
2. Belut listrik memiliki sel ‘baterai’ yang berjajar di sepanjang tubuhnya.
Ujung ekor bertindak sebagai kutub positif ‘baterai’ dan ujung kepala
bertindak sebagai kutub negatif.
3. Membran electrocyte pada belut berisi (minimal) Na / K pompa, saluran
Na, K saluran, saluran Cl, dan saluran Ca.
4. Mekanisme kelistrikan pada belut sama dengan pada manusia. Ion Na
akan masuk dalam sel dan ion k akan keluar sel secara transport aktif.
Perbedaan potensial antara ion-ion inilah yang akan menyebabkan adanya
listrik yang mengalir pada tubuh belut.

9. DAFTAR PUSTAKA
Apa Kabar Dunia. 2011. Bagaimanakah Cara Belut Listrik Mengeluarkan Listrik,
(Online), (http://www.apakabardunia.com/2011/04/bagaimanakah-
cara-belut-listrik.html), diakses 29 November 2014.
Arto. 2014. Ini dia Cara Belut Menghasilkan Listrik, (Online),
(http://artofelectro.blogspot.com/2014/02/ini-dia-cara-belut-
menghsilkan-listrik.html), diakses 28 November 2014.
Lutfita, 2008. Misteri Belut Listrik, (Onlie), (http://azzahraku.multiply.com/),
diakses 1 Desember 2014.
Yahya, Harun. 2005. KEAJAIBAN DESAIN DI ALAM, (Online),
(http://www.harunyahya.com/indo/index.php), diakses 28
November 2014.