Kapang dan Kesehatan

Kapang (mould/filamentous fungi) merupakan mikroorganisme anggota Kingdom Fungi yang membentuk hifa (Carlile & Watkinson 1994). Kapang bukan merupakan kelompok taksonomi yang resmi, sehingga anggota-anggota dari kapang tersebar ke dalam filum Glomeromycota, Ascomycota, dan Basidiomycota (Hibbett et al. 2007).

Carlile & Watkinson (1994) menyatakan bahwa jumlah spesies fungi yang telah teridentifikasi hingga tahun 1994 mencapai 70.000 spesies, dengan perkiraan penambahan 600 spesies setiap tahun. Dari jumlah tersebut, sekitar 10.000 spesies merupakan kapang. Menurut Moncalvo (1997) dan Kuhn & Ghannoum (2003), sebagian besar spesies fungi terdapat di daerah tropis disebabkan karena kondisi iklim daerah torpis yang hangat dan lembab yang mendukung pertumbuhannya. Habitat kapang sangat beragam, namun pada umumnya kapang dapat tumbuh pada substrat yang mengandung sumber karbon organik (Carlile & Watkinson 1994).

Kapang yang tumbuh dan mengkolonisasi bagian-bagian di dalam ruangan telah banyak diteliti. Kapang tersebut mudah dijumpai pada bagian-bagian ruangan yang lembab, seperti langit-langit bekas bocor, dinding yang dirembesi air, atau pada perabotan lembab yang jarang terkena sinar matahari. Genus kapang yang sering dijumpai tumbuh di dalam ruangan adalah Cladosporium, Penicillium, Alternaria, dan Aspergillus (Mazur et. al. 2006). Penelitian lain yang dilakukan oleh Brasel et al. (2005) menunjukkan bahwa kapang dari genus Stachybotrys juga ditemukan tumbuh di dalam ruangan.

Kapang melakukan reproduksi dan penyebaran menggunakan spora. Spora kapang terdiri dari dua jenis, yaitu spora seksual dan spora aseksual (Carlile & Watkinson 1994). Menurut Champe et al. (1981) dan Carlile & Watkinson (1994), spora aseksual dihasilkan lebih cepat dan dalam jumlah yang lebih banyak dibandingkan spora seksual. Spora aseksual memiliki ukuran yang kecil (diameter 1 – 10 μm) dan ringan, sehingga penyebarannya umumnya secara pasif menggunakan aliran udara (Carlile & Watkinson 1994). Apabila spora tersebut terhirup oleh manusia dalam jumlah tertentu akan mengakibatkan gangguan kesehatan (Curtis et al. 2004).
Gangguan kesehatan yang diakibatkan spora kapang terutama akan menyerang saluran pernapasan. Asma, alergi rinitis, dan sinusitis merupakan gangguan kesehatan yang paling umum dijumpai sebagai hasil kerja sistem imun tubuh yang menyerang spora yang terhirup (Curtis et al. 2004; Mazur et al. 2006). Penyakit lain adalah infeksi kapang pada saluran pernapasan, atau disebut mikosis. Salah satu penyakit mikosis yang umum adalah Aspergillosis, yaitu tumbuhnya kapang dari genus Aspergillus pada saluran pernapasan (Soubani & Chandrasekar 2002). Selain genus Aspergillus, beberapa spesies dari genus Curvularia dan Penicillium juga dapat menginfeksi saluran pernapasan dan menunjukkan gejala mirip seperti Aspergillosis (Mazur et al. 2006).


Daftar Pustaka

1. Bartlett, K.H., S.M. Kennedy, M. Brauer, C. van Netten & B. Dill. 2004. Evaluation and a predictive model of airborne fungal concentrations in school classrooms. Ann. occup. Hyg., 48(6): 547 – 554.
2. Brassel, T.L., J.M. Martin, C.G. Carriker, S.C. Wilson & D.C. Straus. 2005. Detection of airborne Stachybotrys chartarum macrocyclic trichothecene mycotoxins in indoor environment. Applied and Enviromental Microbiology, 71(11): 7376 – 7388.
3. Carlile, M.J. & S.C. Watkinson. 1994. The fungi. Academic Press Ltd., London: xiii + 482 hlm.
4. Champe, S.P., M.B. Kurtz, L.N. Yager, N.J. Butnick & D.E. Axelrod. 1981. Spore formation in Aspergillus nidulans: Competence and other developmental processes. Dalam: Turian,G. & H.R. Hohl. (eds). 1981. The fungal spore: Morphogenetics controls. Academic Press, London: 255 – 276.
5. Curtis, L., A. Lieberman, M. Stark, W. Rea & M. Vetter. 2004. Adverse healt effect of indoor molds. Journal of Nutritional & Environment, 14(3): 261 – 274.
6. Dahlan, Z. 1998. Masalah asma di Indonesia dan penanggulangannya. Cermin Dunia Kedokteran, 121: 5 – 9.
7. Gent, J.F., P. Ren, K.Belanger, E.Triche, M.B. Bracken,T.R. Holford,& B.P. Leaderer. 2002. Levels of household mold associated with respiratory symptoms in the first year of life in a cohort at risk for asthma. Environmental Health Perspectives, 110(12): A781 – A786.
8. Hibbet, D.S., et al. 2007. A higher-level phylogenetic classification of the Fungi. Mycological Research, 111: 509 – 547.
9. Kuhn, D.M. & M.A. Ghannoum. 2003. Indoor mold, toxigenic fungi, and Stachybotrys chartarum: Infectious disease perspective. Clinical Microbiology Reviews, 16(1): 144 – 172.
10. Mazur, L.J., J. Kim & the Commitee on Environmental Health. 2006. Spectrum of noninfectious healt effects from molds. Pediatrics, 118: 1909 – 1926.
11. Moncalvo, J-M. 1997. Evaluation of fungi biological diversity in the tropics: Systematics perspective. Dalam: Janardhanan, K.K., C. Rajendran, K. Natarajan & D.L. Hawksworth. (eds). 1997. Tropical mycology. Science Publications Inc., Enfield: 1 – 26.
12. Soubani, A.O. & P.H. Chandrasekar. 2002. The clinical spectrum of pulmonary aspetgillosis. Chest, 121(6): 1988 – 1999. 13. Verhoeff, A.P., et al.1992. Presence of viable mold propagules in air in relation to house damp and outdoor air. Allergy 47: 83 – 91.

Pengenalan Bahan Baku Pakan Ikan

Penulis : Herry, S.Si
Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Tawar Sukabumi (BBPBAT Sukabumi)

PENDAHULUAN
Tujuan pemberian pakan pada ikan adalah menyediakan kebutuhan gizi untuk kesehatan yang baik, pertumbuhan dan hasil panenan yang optimum, produksi limbah yang minimum dengan biaya yang masuk akal demi keuntungan yang maksimum. Pakan yang berkualitas kegizian dan fisik merupakan kunci untuk mencapai tujuan-tujuan produksi dan ekonomis budidaya ikan. Pengetahuan tentang gizi ikan dan pakan ikan berperan penting di dalam mendukung pengembangan budidaya ikan (aquaculture) dalam mencapai tujuan tersebut. Konversi yang efisien dalam memberi makan ikan sangat penting bagi pembudidaya ikan sebab pakan merupakan komponen yang cukup besar dari total biaya produksi. Bagi pembudidaya ikan, pengetahuan tentang gizi bahan baku dan pakan merupakan sesuatu yang sangat kritis sebab pakan menghabiskan biaya 40-50% dari biaya produksi.

Di dalam budidaya ikan, formula pakan ikan harus mencukupi kebutuhan gizi ikan yang dibudidayakan, seperti: protein (asam amino esensial), lemak (asam lemak esensial), energi (karbohidrat), vitamin dan mineral. Mutu pakan akan tergantung pada tingkatan dari bahan gizi yang dibutuhkan oleh ikan. Akan tetapi, perihal gizi pada pakan bermutu sukar untuk digambarkan dikarenakan banyaknya interaksi yang terjadi antara berbagai bahan gizi selama dan setelah penyerapan di dalam pencernaan ikan Pakan bermutu umumnya tersusun dari bahan baku pakan (feedstuffs) yang bermutu yang dapat berasal dari berbagai sumber dan sering kali digunakan karena sudah tidak lagi dikonsumsi oleh manusia. Pemilihan bahan baku tersebut tergantung pada: kandungan bahan gizinya; kecernaannya (digestibility) dan daya serap (bioavailability) ikan; tidak mengandung anti nutrisi dan zat racun; tersedia dalam jumlah banyak dan harga relatif murah. Umumnya bahan baku berasal dari material tumbuhan dan hewan. Ada juga beberapa yang berasal dari produk samping atau limbah industri pertanian atau peternakan. Bahan-bahan tersebut bisa berasal dari lokasi pembudidaya atau didatangkan dari luar.

SUMBER PROTEIN
Kebutuhan protein untuk ikan dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti ukuran ikan, temperatur air, rata-rata pemberian pakan (feeding rate), ketersediaan dan kandungan gizi pakan, keseluruhan kandungan energi yang dapat dicerna oleh ikan dan mutu protein tersebut. Mutu protein tergantung pada kuantitas dan kualitas asam amino esensial yang terkandung di dalamnya serta daya serapnya (bioavailability). Protein yang dicerna oleh ikan digunakan sebagai sumber energi untuk pembaruan/mengganti jaringan yang rusak dan pertumbuhan ikan. Oleh karena pemakaian protein pakan akan sangat berguna jika semua protein tersebut digunakan untuk pertumbuhan atau perbaikan jaringan dan dapat dikatabolisme sebagai energi. Beberapa bahan baku yang dapat digunakan sebagai sumber protein adalah :
1. Tepung darah
2. Tepung kopra
3. Tepung Kedelai bebas lemak
4. Tepung ikan
5. Tepung daging dan tulang
6. Tepung kepala udang
7. Tepung udang
8. Tepung cumi-cumi
9. Ikan rucah
10. Ragi

SUMBER LEMAK
Lemak merupakan senyawa organik yang penting untuk penyusunan membran sel pada tanaman, hewan dan mikroba. Lemak merupakan senyawa tidak larut air tetapi dapat larut pada pelarut nonpolar (bukan air), seperti eter dan alkohol. Fungsi lemak secara umum adalah:
1. Sumber energi metabolisme, adenosine triphosphate (ATP). Lemak memiliki energi kira-kira dua kali lebih tinggi dari energi protein dan karbohidrat.
2. Sumber asam lemak esensial (EFA) yang berperan penting untuk pertumbuhan dan pertahanan.
3. Komponen penting pada membran sel dan subsel.
4. Sumber steroids yang berperan penting terhadap fungsi biologi seperti pemeliharaan sistem membran, transport lipid, dan prekursor hormon steroid.

Minyak ikan dan minyak sawit merupakan sumber lemak yang biasa terdapat pada pakan ikan. Beberapa bahan baku yang dapat digunakan sebagai sumber lemak adalah :
1. Minyak jagung
2. Gajih/gemuk sapi
3. Minyak ikan
4. Minyak kelapa
5. Minyak biji kapas
6. Minyak kedelai
7. Minyak ikan tuna
8. Minyak sawit
9. Minyak cumi-cumi

SUMBER KARBOHIDRAT
Karbohidrat merupakan senyawa organik terbesar yang biasa terdapat pada tanaman, seperti : gula sederhana, amilum (tapioka), selulosa, gum dan zat-zat lain yang berhubungan Karbohidrat merupakan sumber energi yang murah dan dapat menggantikan sumber energi protein yang lebih mahal. Pengunaan karbohidrat untuk menggantikan protein dan lemak sebagai sumber energi dapat dimaksimalkan untuk mengurangi biaya pakan, karena sumber energi karbohidrat lebih ekonomis, dan mudah dicerna dan dimanfaatkan oleh ikan. Sumber karbohidrat seperti tapioka, terigu, alginat, agar, karagenan dan gum dapat juga digunakan sebagai perekat pakan untuk menjaga stabilitas kandungan air pada pakan ikan dan udang. Beberapa bahan baku yang dapat digunakan sebagai sumber karbohidrat adalah :
1. Tepung terigu
2. Tepung tapioca
3. Tepung jagung
4. Tepung beras
5. Sagu
6. Agar-agar

MIKRONUTRIEN
Banyak komponen lain ditambahkan di dalam formulasi pakan disamping sumber bahan gizi yang utama (protein, lipid, karbohidrat). Di dalam formulasi pakan lengkap, mikronutrien ditambahkan dalam jumlah kecil dalam bentuk campuran vitamin dan mineral karena alasan ekonomi, zat-zat lain juga ditambahkan ke dalam formulasi pakan yang bertujuan untuk menjaga mutu pakan dari kerusakan oleh jamur selama penyimpanan dan menjaga stabilitas air pada pakan. Zat-zat tersebut antara lain: perekat sintetik, antioksidan dan inhibitor jamur. Beberapa zat-zat juga ditambahkan ke dalam pakan untuk membuat ikan agar lebih atraktif seperti figmen dan atraktan.

KUALITAS BAHAN BAKU
Untuk memproduksi pakan yang berkualitas diperlukan bahan baku pakan yang juga berkualitas. Bahan-bahan baku tersebut perlu dilindungi selama proses ataupun selama penyimpanan. Beberapa bahan baku juga mengandung zat anti nutrisi yang dapat menghambat pemanfaatan gizi (seperti protein) oleh ikan atau udang. Sebagai contoh: jenis kacang-kacangan yang mengandung zat penghambat tripsin dan kimortripsin (asam amino) sehingga enzim yang ada didalam ikan tidak dapat menyerap protein. Oleh karena itu, beberapa bahan baku perlu dilakukan proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam formulasi pakan. sebagian zat anti nutrisi ada yang mudah dihilangkan cukup dengan pemanasan, tetapi ada juga yang sulit dihilangkan dengan pemanasan.

Dalam menyiapkan pakan, sasaran utama bukan hanya mencampur bahan-bahan baku tetapi melindungi bahan-bahan baku tersebut selama proses. Seringkali, sebelum bahan-bahan tersebut digunakan, bahan tersebut harus diproses untuk menghilangkan zat-zat yang dapat menghambat pemanfaatan bahan gizi yang dibutuhkan oleh ikan. Proses tersebut bertujuan agar gizi pakan lebih efektif dimanfaatkan oleh ikan. Penyimpanan pakan juga harus diperhatikan seperti proses penyiapan dan pengolahan, karena mempengaruhi umur simpan dari pakan tersebut. Zat anti nutrisi pada beberapa bahan baku dan cara menghilangkan atau menghambatnya :
1. Inhibitor tripsin : Berikatan dengan tripsin sehingga tripsin tidak aktif
2. Kedelai dan kacang-kacangan : Pemanasan pada suhu 175-1950C, atau pemasakan selama 10 min
3. Lektin : Merusak sel darah merah
4. Kedelai dan kacang-kacangan : Didihkan dalam air atau autoclave selama 30 min.
5. Goitrogen : Menghambat pemasukan iodin oleh kelenjar tiroid
6. Kedelai dan kacang-kacangan : Kukus atau autoclave selama 30 min
7. Anti vitamin D : Berikatan dgn Vit. D, dan menjadikan tidak berfungsi
8. Anti vitamin E : Berkontribusi terhadap defisiensi Vit. E
9. Thiaminase : Berpengaruh terhadap kerusakan thiamin (Vit.B1)
10. Ikan rusak, kijing dan kedelai : Autoclave, pemanasan dan pemasakan zat yang tahan terhadap pemanasan
11. Estrogen (isoflavon) : Mengganggu terhadap kinerja reproduksi
12. Tanaman glikosida : Ekstraksi pelarut
13. Gossipol : Berikatan dengan fosfor dan beberapa protein
14. Tepung biji kapas : Penambahan garam besi dan fitase
15. Tannin : Berikatan protein menghambat pencernaan tripsin digestion
16. Sianogen : Melepaskan racun asam hidrosianik
17. Daun singkong : Perendaman dalam air selama 12 jam
18. Mimosin : Menggangu sintesis enzim dalam hati; merusak sell hepatopankreas pada udang
19. Daun Ipil-ipil : Perendaman dalam air selama 24 jam
20. Peroksida : Berikatan dengan proteins dan vitamin
21. Phytates : Berikatan dengan protein dan mineral dan menurunkan daya serapnya
22. Tepung jagung, kulit sereal, dan kacang-kacangan : Dikuliti (dibuang kulitnya).

Misteri di Balik Tape

oleh milmi pada Juli 23, 2008, 02:39:00
Tape merupakan makanan fermentasi tradisional yang sudah tidak asing lagi. Tape dibuat dari beras, beras ketan, atau dari singkong (ketela pohon). Berbeda dengan makanan-makanan fermentasi lain yang hanya melibatkan satu mikroorganisme yang berperan utama, seperti tempe atau minuman alkohol, pembuatan tape melibatkan banyak mikroorganisme.

Inokulum tape, atau sering disebut ragi tape, telah lama diteliti. Dwidjoseputro & Wolf (1970) merupakan salah satu peneliti pertama yang berusaha mengidentifikasi mikroorganisme dari ragi tape dan berhasil mengidentifikasi dua spesies khamir yaitu Candida lactosa dan Pichia malanga. Djien (1972) adalah peneliti lain yang berhasil mengidentifikasi kapang Chlamydomucor oryzae, lima spesies dari genus Mucor dan satu spesies Rhizopus, serta khamir Pichia burtonii dan Endomycopsis fibuliger dari ragi tape. Chlamydomucor oryzae merupakan sinonim dari Amylomyces rouxii, dan nama terakhir tersebut merupakan nama yang sekarang digunakan (Ellis et al. 1976), Endomycopsis fibuliger dan Candida lactosa merupakan sinonim dari Saccharomycopsis fibuligera (Barnett et al. 2000), sedangkan Pichia malanga merupakan sinonim Saccharomycopsis malanga (Barnett et al. 2000). Penelitian-penelitian terbaru mengungkapkan spesies-spesies lain yang terdapat dalam ragi tape selain yang telah disebutkan di atas, antara lain khamir Candida utilis dan Saccharomyces cerevisiae,serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp. (Gandjar 2003).

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan mikroorganisme yang terdapat di dalam ragi tape adalah kapang Amylomyces rouxii, Mucor sp., dan Rhizopus sp.; khamir Saccharomycopsis fibuligera, Saccharomycopsis malanga, Pichia burtonii, Saccharomyces cerevisiae, dan Candida utilis; serta bakteri Pediococcus sp. dan Bacillus sp. Kedua kelompok mikroorganisme tersebut bekerja sama dalam menghasilkan tape.

Mikroorganisme dari kelompok kapang akan menghasilkan enzim-enzim amilolitik yang akan memecahkan amilum pada bahan dasar menjadi gula-gula yang lebih sederhana (disakarida dan monosakarida). Proses tersebut sering dinamakan sakarifikasi (saccharification). Kemudian khamir akan merubah sebagian gula-gula sederhana tersebut menjadi alkohol. Inilah yang menyebabkan aroma alkoholis pada tape. Semakin lama tape tersebut dibuat, semakin kuat alkoholnya. Pada beberapa daerah, seperti Bali dan Sumatera Utara, cairan yang terbentuk dari pembuatan tape tersebut diambil dan diminum sebagai minuman beralkohol.

SOD sebagai anti Aging

Faktor eksternal penyebab proses aging adalah akibat diet yang tidak sehat, hidup, kebiasaan buruk, polusi dan stres. Proses penuaan ini dapat diperlambat dengan produk yang populer disebut sebagai anti aging.

Menurut dr. Edwin Djuanda, SpKK, yang telah mempelajari anti aging di Amerika Serikat tujuh tahun silam, anti aging adalah cabang ilmu kedokteran yang mempelajari, mencegah, mengobati secara dini, dan mengobati proses penuaan. Oleh karena itu proses penuaan itu bisa dianggap sebagai penyakit.

Antioksidan Superoxide dismutase (SOD) adalah antioksidan primer, merupakan enzim yang sebenarnya sudah ada di dalam tubuh yang berfungsi sebagai pelindung hancurnya sel-sel dalam tubuh serta mencegah proses peradangan karena radikal bebas.

Penelitian membuktikan bahwa SOD memperlihatkan efek regeneratif pada jaringan karena terjadi kerusakan akibat faktor usia, penyakit, dan luka (Lefaix, 1993). Hasil laporan penelitian pada Journal of Nature Genetic dan berita harian USA Today menunjukkan bahwa SOD memberikan keuntungan maksimal sebagai anti aging.

Sumber GULA baru

oleh pai99 pada Oktober 10, 2008, 02:30:00
Secara umum, kondisi pergulaan nasional, paling tidak, memiliki tiga persoalan utama. Pertama, rendahnya harga beli gula bagi produksi petani karena rendahnya harga gula dipasaran dunia. Kedua, rendahnya produktivitas pabrik gula dan banyak yang tidak efisien. Ketiga, perkembangan industri gula nasional terus merosot. Produksi gula di Indonesia mengalami penurunan pertahunnya sebesar 2,14% atau 44.328,695 ton. Sedangkan perkembangan konsumsi gula di Indonesia meningkat dari tahun 1991/1992 sampai tahun 2000/2001 sebesar 2,03% atau 61.186 ton. Kedua faktor tersebut memicu kenaikkan trend impor gula di Indonesia per tahunnya sebesar 11,94% atau 116.535,839 ton.

Sumber utama gula di Indonesia saat ini adalah tebu (Saccharum officinale) yang sekarang produktivitasnya menurun disebabkan oleh perubahan iklim di Indonesia yang tidak menentu. Jika hanya mengandalkan produksi gula dari tebu, penurunan produksi gula akan terus turun dan impor gula akan terus meningkat. Maka dari itu, diperlukan sumber produksi gula selain tebu yang dapat menjawab tantangan masalah perikliman dan situasi produksi industri yang ada di Indonesia saat ini.

Caryota mitis Lour. (fish-tail palm) memiliki kandungan sukrosa yang sangat tinggi pada air bunganya, yaitu sebesar 83,5 %. Karena hanya memanfaatkan bunganya saja, Caryota mitis dapat dikelola sebagai tanaman perkebunan, seperti halnya kelapa sawit, yang dapat dipanen terus-menerus selama waktu reproduktif pohon tersebut. Hipotesis kami adalah air bunga (nira) pada Caryota mitis Lour. dapat digunakan sebagai sumber gula alternatif pengganti tebu.

Proses untuk mendapatkan sukrosa murni dari air bunga pohon tersebut dapat dilakukan melalui proses ekstraksi air bunga, pengendapan kotoran, pemurnian air gula & pemisahan dari kandungan senyawa lainnya, kristalisasi dan dilakukan penyimpanan untuk selanjutnya diproses menjadi kristal gula murni.

Keberhasilan introduksi sumber gula yang satu ini akan menjadi wacana baru dalam perkembangan bio-industri skala nasional sekaligus menjawab tantangan kebutuhan salah satu komoditas pangan terpenting baik di Indonesia maupun dunia.

Memahami Gender, Mamahami Sains

oleh INAL pada Oktober 22, 2008, 12:47:00

Kadang-kadang hal di depan mata bisa terlewatkan begitu saja. Bagi sebagian orang, perbedaan kecenderungan antara laki-laki dan perempuan merupakan sesuatu yang tak dapat diterima. Meski perbedaan itu adalah gejala universal, mereka tetap teguh mengganggap hal tersebut sebagai akibat konstruksi sosial yang dibangun dengan sewenang-wenang.

Bagi para ilmuwan, klaim tentang adanya konstruksi sosial gender adalah hal yang aneh. Laki-laki dan perempuan jelas berbeda. Bukan karena konstruksi sosial, melainkan karena secara biologis memang berbeda sehingga kecenderungan psikologis antar keduanya otomatis juga berlainan. Fenomena itu terwujud nyata di berbagai kebudayaan, kelas, etnis, agama, baik di masa kini maupun di masa lampau.

Penjelasan ilmiah semacam itu sayangnya sering dinilai tidak relevan. Para penentang justru gencar mengkritik institusi sains yang dianggap sama tak beresnya dengan institusi lain yang meminggirkan perempuan, khususnya sejak dekade 1990-an.

Helena Cronin, filsuf ilmu alam dan salah seorang direktur di Centre for Philosophy of the Natural and Social Science, menganggap pengabaian tersebut adalah tindakan keliru. Dalam esai Darwinian Insights into Sex and Gender, dia mengatakan bahwa pemahaman ilmiah justru sangat berguna dalam membantu kita bagaimana seharusnya memandang persoalan kesenjangan gender.

Buah Seleksi Alam

Semuanya bermula pada satu miliar tahun silam, ketika organisme yang bereproduksi secara seksual bermunculan. Strategi reproduksi model baru itu memerlukan dua hal, yakni berkompetisi untuk memperoleh pasangan serta mengasuh keturunan. Dua tugas tersebut awalnya dilakukan sama rata oleh kedua jenis kelamin. Namun, karena tidak stabil, sejumlah organisme mulai mengembangkan spesialisasi, khususnya dalam memproduksi sel kelamin.

Sebagian menghasilkan sel sperma yang aktif tapi miskin nutrisi dalam jumlah besar, sebagian lain menghasilkan sel telur yang pasif tapi kaya nutrisi dalam jumlah sedikit. Pemisahan itu makin melebar dari generasi ke generasi karena terbukti memberi keuntungan dalam menghadapi seleksi alam. Setelah melewati waktu evolusi yang panjang, perbedaan antarkeduanya pun begitu mencolok: yang satu cenderung berkompetisi meraih pasangan, sementara yang satu cenderung memfokuskan diri dalam mengasuh keturunan.

Pada manusia, pembagian tugas berlangsung dengan cara yang lebih halus. Kendati pada mulanya hanya persoalan strategi reproduksi, namun hal itu telah merembes hingga jauh ke dalam psikologis, yang tentu saja mempengaruhi perbedaan prioritas, emosi, harapan, dan hasrat kita.

Kecenderungan psikologis tersebut telah dibuktikan dalam berbagai penelitian yang berskala luas. Salah satu contohnya adalah tentang kecemburuan seksual. Teori Darwin memprediksi bahwa kecemburuan laki-laki akan terpusat pada ketaksetiaan seksual karena berkaitan erat dengan rasa unggul dalam persaingan, sementara kecemburuan perempuan lebih terfokus pada hal yang berkaitan dengan sisi emosional karena membutuhkan rasa aman dan nyaman guna mengasuh keturunan.

Persis demikianlah yang didapat. Dalam sebuah penelitian, 85 persen perempuan menyebutkan bahwa ketaksetiaan emosional sangat mengganggu mereka, sedangkan dari pihak laki-laki hanya 40 persen yang merasakan hal itu. Penelitian semacam ini telah diulang berkali-kali dalam beragam kebudayaan serta menggunakan berbagai parameter psikologis.

Ada sebuah contoh lain yang lebih menarik. Pada 1960, di Amerika Serikat, sebuah tindakan sirkumsisi yang ceroboh membuat seorang anak laki-laki mengalami kerusakan penis parah sehingga dokter memutuskan melakukan amputasi. Selanjutnya mereka mencoba mengubah si anak menjadi perempuan melalui kastrasi (kebiri), pembedahan, dan terapi hormon. Nama John diubah menjadi Joan, didandani sebagai perempuan, dan diberi boneka. Dia pun tumbuh menjadi seorang gadis.

Pada 1973, John Money, seorang psikolog beraliran Freud, mengeluarkan pernyataan fantastis bahwa Joan adalah remaja yang sukses direkayasa dengan baik dan kasusnya dianggap menyudahi semua spekulasi terdahulu: peran gender dapat dibangun lewat pendekatan sosial.

Kenyataan sesungguhnya baru terungkap pada 1997 ketika keberadaan Joan dilacak kembali. Kontras dengan pernyataan Money, Joan menuturkan bahwa di masa kanak-kanak dia sangat tidak bahagia. Dia selalu ingin memakai celana panjang, bercampur dengan anak laki-laki, dan buang air kecil sambil berdiri. Saat berumur 14 tahun, dia mengetahui kejadian yang sesungguhnya dan itu justru membuatnya lega. Dia pun menghentikan terapi hormon, mengubah kembali namanya menjadi John, kembali menjalani hidup sebagai laki-laki, menjalani operasi pengangkatan payudara, dan pada usia 25 tahun menikahi seorang janda serta mengadopsi anak.

John kini menjadi bukti telak yang berbalik 180 derajat dari penyataan Money sebelumnya: yang berperan dalam penentuan gender adalah faktor bawaan, bukan rekayasa sosial. Bukti makin diperkuat dengan sejumlah penelitian di bidang neurologi dan genetika yang senantiasa mengarah pada kesimpulan serupa.

Sains dan Keadilan Gender

Jika gejala tersebut demikian universal―melitasi bermacam kebudayaan, kelas, etnis, agama, sejarah, dan jenjang usia―mengapa perbedaan gender masih saja dikatakan sebagai hasil konstruksi sosial? Padahal, sains telah menunjukkan dan menjelaskan mengapa semua perbedaan itu bisa terjadi. Perbedaan gender adalah karakter yang tak terpisahkan dari spesies manusia. Karakter itu telah mengantarkan kita melewati bermacam bentuk seleksi alam yang senantiasa ada dan berubah.
Yang keliru bukan perbedaan gender, melainkan ketidakadilan. Ketidakadilan itulah yang harus diperangi, bukan sains. Pemahaman ilmiah sudah seharusnya diterima. Sains memang tak bisa mendikte norma dan tujuan yang harus kita sasar, tapi sains dapat membantu kita mencapai tujuan itu. Pemahaman keilmuan soal bagaimana psikologis laki-laki dan perempuan bisa demikian berbeda bisa menolong kita untuk memikirkan kebijakan yang adil untuk kedua belah pihak.

Bisakah Kita Mengenal BLACK HOLe

Judhistira Aria Utama (Astronomi FMIPA-ITB)

MUNGKIN tidak ada objek astronomi yang sepopuler lubang hitam (black hole). Di dalam arena diskusi dengan masyarakat luas di setiap kesempatan, pertanyaan mengenai objek eksotik yang satu ini seakan tidak pernah lupa untuk dilontarkan. Siapa sangka, istilah yang pertama kali diberikan oleh John Archibald Wheeler pada 1969 sebagai ganti nama yang terlalu panjang, yaitu completely gravitational collapsed stars, ini menjadi sedemikian akrab di kalangan awam sekalipun?

Konsep lubang hitam pertama kali diajukan oleh seorang matematikawan-astronom berkebangsaan Jerman, Karl Schwarzschild, pada tahun 1916 sebagai solusi eksak dari persamaan medan Einstein (Relativitas Umum). Penyelesaian berupa persamaan diferensial orde dua nonlinear--yang dihasilkan Schwarzschild hanya dengan bantuan pensil dan kertas kala itu--sangat memikat Einstein. Pasalnya, relativitas umum yang bentuk finalnya telah dipaparkan Einstein di Akademi Prusia pada 25 November 1915, oleh penemunya sendiri "hanya" berhasil dipecahkan dengan penyelesaian pendekatan. Bahkan dalam perkiraan Einstein, tidak akan mungkin menemukan solusi eksak dari persamaan medan temuannya tersebut.

Istilah lubang hitam sendiri menggambarkan kondisi kelengkungan ruang-waktu di sekitar benda bermassa dengan medan gravitasi yang sangat kuat. Menurut teori relativitas umum, kehadiran massa akan mendistorsi ruang dan waktu. Dalam bahasa yang sederhana, kehadiran massa akan melengkungkan ruang dan waktu di sekitarnya. Ilustrasi yang umum digunakan untuk mensimulasikan kelengkungan ruang di sekitar benda bermassa dalam relativitas umum adalah dengan menggunakan lembaran karet sangat elastis untuk mendeskripsikan ruang 3 dimensi ke dalam ruang 2 dimensi.

Bila kita mencoba menggelindingkan sebuah bola pingpong di atas hamparan lembaran karet tersebut, bola akan bergerak lurus dengan hanya memberi sedikit tekanan pada lembaran karet. Sebaliknya, bila kita letakkan bola biliar yang massanya lebih besar (masif) dibandingkan bola pingpong, akan kita dapati lembaran karet melengkung dengan cekungan di pusat yang ditempati oleh bola biliar tersebut. Semakin masif bola yang kita gunakan, akan semakin besar tekanan yang diberikan dan semakin dalam pula cekungan pusat yang dihasilkan pada lembaran karet.

Sudah menjadi pengetahuan publik bila gerak Bumi dan planet-planet lain dalam tata surya mengorbit Matahari sebagai buah kerja dari gaya gravitasi, sebagaimana yang telah dibuktikan oleh Isaac Newton pada tahun 1687 dalam Principia Mathematica-nya. Melalui persamaan matematika yang menjelaskan hubungan antara kelengkungan ruang dan distribusi massa di dalamnya, Einstein ingin memberikan gambaran tentang gravitasi yang berbeda dengan pendahulunya tersebut. Bila sekarang kita menggulirkan bola yang lebih ringan di sekitar bola yang masif pada lembaran karet di atas, kita menjumpai bahwa bola yang ringan tidak lagi mengikuti lintasan lurus sebagaimana yang seharusnya, melainkan mengikuti kelengkungan ruang yang terbentuk di sekitar bola yang lebih masif. Cekungan yang dibentuk telah berhasil "menangkap" benda bergerak lainnya sehingga mengorbit benda pusat yang lebih masif tersebut. Inilah deskripsi yang sama sekali baru tentang penjelasan gerak mengorbitnya planet-planet di sekitar Matahari a la relativitas umum. Dalam kasus lain bila benda bergerak menuju ke pusat cekungan, benda tersebut tentu akan tertarik ke arah benda pusat. Ini juga memberi penjelasan tentang fenomena jatuhnya meteoroid ke Matahari, Bumi, atau planet-planet lainnya.

Radius kritis

Melalui persamaan matematisnya yang berlaku untuk sembarang benda berbentuk bola sebagai solusi eksak atas persamaan medan Einstein, Schwarzschild menemukan bahwa terdapat suatu kondisi kritis yang hanya bergantung pada massa benda tersebut. Bila jari-jari benda tersebut (bintang misalnya) mencapai suatu harga tertentu, ternyata kelengkungan ruang-waktu menjadi sedemikian besarnya sehingga tak ada satupun yang dapat lepas dari permukaan benda tersebut, tak terkecuali cahaya yang memiliki kelajuan 300.000 kilometer per detik! Jari-jari kritis tersebut sekarang disebut Jari-jari Schwarzschild, sementara bintang masif yang mengalami keruntuhan gravitasi sempurna seperti itu, untuk pertama kalinya dikenal dengan istilah lubang hitam dalam pertemuan fisika ruang angkasa di New York pada tahun 1969.

Untuk menjadi lubang hitam, menurut persamaan Schwarzschild, Matahari kita yang berjari-jari sekira 700.000 kilometer harus dimampatkan hingga berjari-jari hanya 3 kilometer saja. Sayangnya, bagi banyak ilmuwan kala itu, hasil yang diperoleh Schwarzschild dipandang tidak lebih sebagai sebuah permainan matematis tanpa kehadiran makna fisis. Einstein termasuk yang beranggapan demikian. Akan terbukti belakangan, keadaan ekstrem yang ditunjukkan oleh persamaan Schwarzschild sekaligus model yang diajukan fisikawan Amerika Robert Oppenheimer beserta mahasiswanya, Hartland Snyder, pada 1939 yang berangkat dari perhitungan Schwarzschild berhasil ditunjukkan dalam sebuah simulasi komputer.

Kelahiran lubang hitam

Bagaimana proses fisika hingga terbentuknya lubang hitam? Bagi mahasiswa tingkat sarjana di Departemen Astronomi, mereka mempelajari topik ini di dalam perkuliahan evolusi Bintang. Waktu yang diperlukan kumpulan materi antarbintang (sebagian besar hidrogen) hingga menjadi "bintang baru" yang disebut sebagai bintang deret utama (main sequence star), bergantung pada massa cikal bakal bintang tersebut. Makin besar massanya, makin singkat pula waktu yang diperlukan untuk menjadi bintang deret utama. Energi yang dimiliki "calon" bintang ini semata-mata berasal dari pengerutan gravitasi. Karena pengerutan gravitasi inilah temperatur di pusat bakal bintang menjadi meninggi.

Dari mana bintang-bintang mendapatkan energi untuk menghasilkan kalor dan radiasi, pertama kali dipaparkan oleh astronom Inggris Sir Arthur Stanley Eddington. Sir Eddington juga yang pernah memimpin ekspedisi gerhana Matahari total ke Pulau Principe di lepas pantai Afrika pada 29 Mei 1919 untuk membuktikan ramalan teori relativitas umum tentang pembelokan cahaya bintang di dekat Matahari. Meskipun demikian, fisikawan nuklir Hans Bethe-lah yang pada tahun 1938 berhasil menjelaskan bahwa reaksi fusi nuklir (penggabungan inti-inti atom) di pusat bintang dapat menghasilkan energi yang besar. Pada temperatur puluhan juta Kelvin, inti-inti hidrogen (materi pembentuk bintang) mulai bereaksi membentuk inti helium. Energi yang dibangkitkan oleh reaksi nuklir ini membuat tekanan radiasi di dalam bintang dapat menahan pengerutan yang terjadi. Bintang pun kemudian berada dalam kesetimbangan hidrostatik dan akan bersinar terang dalam waktu jutaan bahkan milyaran tahun ke depan bergantung pada massa awal yang dimilikinya.

Semakin besar massa awal bintang, semakin cepat laju pembangkitan energinya sehingga semakin singkat pula waktu yang diperlukan untuk menghabiskan pasokan bahan bakar nuklirnya. Manakala bahan bakar tersebut habis, tidak akan ada lagi yang mengimbangi gravitasi, sehingga bintang pun mengalami keruntuhan kembali.

Nasib akhir sebuah bintang ditentukan oleh kandungan massa awalnya. Artinya, tidak semua bintang akan mengakhiri hidupnya sebagai lubang hitam. Untuk bintang-bintang seukuran massa Matahari kita, paling jauh akan menjadi bintang katai putih (white dwarf) dengan jari-jari lebih kecil daripada semula, namun dengan kerapatan mencapai 100 hingga 1000 kilogram tiap centimeter kubiknya! Tekanan elektron terdegenerasi akan menahan keruntuhan lebih lanjut sehingga bintang kembali setimbang. Karena tidak ada lagi sumber energi di pusat bintang, bintang katai putih selanjutnya akan mendingin menjadi bintang katai gelap (black dwarf).

Untuk bintang-bintang dengan massa awal yang lebih besar, setelah bintang melontarkan bagian terluarnya akan tersisa bagian inti yang mampat. Jika massa inti yang tersisa tersebut lebih besar daripada 1,4 kali massa Matahari (massa Matahari: 2x10 pangkat 30 kilogram), gravitasi akan mampu mengatasi tekanan elektron dan lebih lanjut memampatkan bintang hingga memaksa elektron bergabung dengan inti atom (proton) membentuk netron. Bila massa yang dihasilkan ini kurang dari 3 kali massa Matahari, tekanan netron akan menghentikan pengerutan untuk menghasilkan bintang netron yang stabil dengan jari-jari hanya belasan kilometer saja. Sebaliknya, bila massa yang dihasilkan pasca ledakan bintang lebih dari 3 kali massa Matahari, tidak ada yang bisa menahan pengerutan gravitasi. Bintang akan mengalami keruntuhan gravitasi sempurna membentuk objek yang kita kenal sebagai lubang hitam. Bila bintang katai putih dapat dideteksi secara fotografik dan bintang netron dengan teleskop radio, lubang hitam tidak akan pernah dapat kita lihat secara langsung!

Mengenali lubang hitam

Bila memang lubang hitam tidak akan pernah bisa kita lihat secara langsung, lantas bagaimana kita bisa meyakini keberadaannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, John Wheeler sebagai tokoh yang mempopulerkan istilah lubang hitam, memiliki sebuah perumpamaan yang menarik. Bayangkan Anda berada di sebuah pesta dansa di mana para pria mengenakan tuksedo hitam sementara para wanita bergaun putih panjang. Mereka berdansa sambil berangkulan, dan karena redupnya penerangan di dalam ruangan, Anda hanya dapat melihat para wanita dalam balutan busana putih mereka. Nah, wanita itu ibarat bintang kasat mata sementara sang pria sebagai lubang hitamnya. Meskipun Anda tidak melihat pasangan prianya, dari gerakan wanita tersebut Anda dapat merasa yakin bahwa ada sesuatu yang menahannya untuk tetap berada dalam "orbit dansa".

Demikianlah para astronom dalam mengenali keberadaan sebuah lubang hitam. Mereka menggunakan metode tak langsung melalui pengamatan bintang ganda yang beranggotakan bintang kasat mata dan sebuah objek tak tampak. Beruntung, semesta menyediakan sampel bintang ganda dalam jumlah yang melimpah. Kenyataan ini bukanlah sesuatu yang mengherankan, sebab bintang-bintang memang terbentuk dalam kelompok. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa di galaksi kita, Bima Sakti, terdapat banyak bintang yang merupakan anggota suatu gugus bintang ataupun asosiasi.

Telah disebutkan di atas bahwa medan gravitasi lubang hitam sangat kuat, jauh lebih kuat daripada bintang kompak lainnya seperti bintang “katai putih” maupun bintang netron. Dalam sebuah sistem bintang ganda berdekatan, objek yang lebih masif dapat menarik materi dari bintang pasangannya. Demikian pula dengan lubang hitam. lubang hitam menarik materi dari bintang pasangan dan membentuk cakram akresi di sekitarnya (bayangkan sebuah donat yang pipih bentuknya). Bagian dalam dari cakram yang bergerak dengan kelajuan mendekati kelajuan cahaya, akan melepaskan energi potensial gravitasinya ketika jatuh ke dalam lubang hitam. Energi yang sedemikian besar diubah menjadi kalor yang akan memanaskan molekul-molekul gas hingga akhirnya terpancar sinar-X dari cakram akresi tersebut. Sinar-X yang dihasilkan inilah yang digunakan oleh para astronom untuk mencurigai keberadaan sebuah lubang hitam dalam suatu sistem bintang ganda. Untuk lebih meyakinkan bahwa bintang kompak tersebut benar-benar lubang hitam alih-alih bintang “katai putih” ataupun bintang netron, astronom menaksir massa objek tersebut dengan perangkat matematika yang disebut fungsi massa. Bila diperoleh massa bintang kompak lebih dari 3 kali massa Matahari, besar kemungkinan objek tersebut adalah lubang hitam.