Belut listrik adalah sekelompok ikan air tawar yang berasal dari Amerika Selatan, tepatnya dari wilayah yang disebut Neotropis. Secara ilmiah, mereka dikelompokkan dalam genusElectrophorus dan merupakan anggota keluarga Gymnotidae. Keistimewaan utama mereka terletak pada kemampuan luar biasa untuk menghasilkan listrik dengan kekuatan yang cukup untuk melumpuhkan mangsanya. Sengatan listrik yang dihasilkan bisa mencapai tegangan hingga 860 volt. Kemampuan listrik belut ini pertama kali diteliti pada tahun 1775. Penelitian ini ternyata punya dampak besar, karena menjadi salah satu inspirasi penting bagi penemuan baterai listrik pada tahun 1800.
Meskipun namanya mengandung kata "belut," hewan ini sebenarnya tidak punya hubungan kekerabatan yang dekat dengan belut asli (kelompok ikan Anguilliformes). Belut listrik justru lebih tepat digolongkan sebagai anggota ordo Gymnotiformes, yaitu kelompok ikan pisau yang memiliki kemampuan merasakan medan listrik. Secara kekerabatan, mereka lebih dekat dengan ikan lele. Baru pada tahun 2019, para ilmuwan membagi belut listrik menjadi tiga spesies yang berbeda. Selama lebih dari dua abad sebelumnya, semua belut listrik dianggap sebagai satu jenis saja, yaitu Electrophorus electricus.
Belut listrik adalah hewan nokturnal, yang berarti mereka lebih aktif di malam hari. Mereka juga wajib menghirup udara dari permukaan air untuk bertahan hidup. Penglihatan mereka kurang baik, namun kekurangan ini diatasi dengan kemampuan elektrolokasi, yaitu menggunakan medan listrik untuk "melihat" lingkungan sekitar dan mencari mangsa. Makanan utama mereka adalah ikan-ikan kecil. Hal unik lainnya, belut listrik akan terus tumbuh sepanjang hidupnya. Seiring bertambahnya usia, jumlah tulang belakang mereka juga bertambah. Belut listrik jantan biasanya berukuran lebih besar daripada betinanya. Beberapa belut listrik yang dipelihara di penangkaran bahkan bisa hidup lebih dari 20 tahun.
Evolusi
Taksonomi
Ketika spesies yang sekarang kita kenal sebaga Electrophorus electricus pertama kali dideskripsikan oleh Carl Linnaeus pada tahun 1766, ia mendasarkannya pada pengamatan lapangan awal oleh para penjelajah Eropa di Amerika Selatan dan spesimen yang dibawa kembali ke Eropa untuk dipelajari.[3][4][5] Linnaeus memberinya nama Gymnotus electricus, menempatkannya dalam genus yang sama dengan ikan pisau bergaris, Gymnotus carapo.[6][7][8] Dalam catatan ilmiahnya, Linnaeus menyebutkan bahwa ikan ini berasal dari sungai-sungai di Suriname, mampu menghasilkan sengatan yang menyakitkan, dan memiliki lubang-lubang kecil di sekitar kepalanya.[6][b]
Pada tahun 1864, Theodore Gill merasa bahwa belut listrik memiliki keunikan tersendiri dan memindahkannya ke genus baru, yaitu Electrophorus.[7] Nama ini berasal dari bahasa Yunani, yaitu ήλεκτρον (ḗlektron yang berarti 'amber', zat yang mampu menyimpan listrik statis), dan φέρω (phérō yang berarti 'saya membawa'). Jadi, Electrophorus secara harfiah berarti 'pembawa listrik'.[1][10] Pada tahun 1872, Gill memutuskan bahwa belut listrik cukup berbeda untuk memiliki familinya sendiri, yang ia namakan Electrophoridae.[11] Pada tahun 1998, Albert dan Campos-da-Paz menggabungkan kembali genusElectrophorus ke dalam famili Gymnotidae, bersama dengan Gymnotus.[12] Pendapat ini juga diikuti oleh Ferraris dan rekan-rekannya pada tahun 2017.[8][2]
Pada tahun 2019, C. David de Santana dan timnya melakukan penelitian mendalam dan menemukan bahwa E. electricus sebenarnya terdiri dari tiga spesies yang berbeda. Kesimpulan ini didasarkan pada perbedaan dalam kode genetik (DNA), ekologi dan habitat (tempat tinggal dan cara hidup), anatomi dan fisiologi (bentuk tubuh dan cara kerjanya), serta kemampuan listrik masing-masing kelompok. Ketiga spesies tersebut adalah E. electricus (dengan pengertian yang lebih sempit dari sebelumnya), serta dua spesies baru yang diberi nama E. voltai dan E. varii.[13]
Filogeni
Belut listrik termasuk dalam klad ikan yang memiliki kemampuan menghasilkan listrik kuat, yang tergabung dalam ordo Gymnotiformes. Ordo ini dikenal juga sebagai ikan pisau Amerika Selatan.[13] Jadi, belut listrik tidak berkerabat dekat dengan belut asli (Anguilliformes) yang sering kita lihat.[14] Di dalam ordo Gymnotiformes, belut listrik membentuk kelompok tersendiri. Diperkirakan garis keturunan genusElectrophorus (tempat belut listrik berada) berpisah dari saudara kandungnya yaitu genusGymnotus (ikan pisau bergaris), sekitar periode Cretaceous – zaman purba ketika dinosaurus masih merajai bumi.[15] Kebanyakan ikan pisau lainnya hanya mampu menghasilkan listrik lemah yang digunakan untuk elektrolokasi aktif, yaitu semacam "radar listrik" untuk mendeteksi lingkungan sekitar, namun tidak cukup kuat untuk menyetrum mangsa.[16] Hubungan kekerabatan antar kelompok ikan ini, seperti yang tergambar dalam kladogram (diagram yang menunjukkan hubungan evolusi), dianalisis dengan membaca urutan DNA mitokondria mereka pada tahun 2019.[17][18] Ikan yang memiliki kemampuan elektrolokasi aktif ditandai dengan simbol petir kuning kecil , sementara ikan yang mampu menghasilkan sengatan listrik kuat ditandai dengan simbol petir merah .[15][19][20]
Saat ini, terdapat tiga spesies belut listrik yang telah dideskripsikan secara ilmiah. Ketiganya tidak memiliki perbedaan yang signifikan dalam bentuk tubuh atau warna:[13]
Electrophorus electricus(Linnaeus, 1766)Spesies ini adalah jenis "asli" dari belut listrik. Ciri khasnya adalah bentuk kepalanya yang menyerupai huruf U, dengan tengkorak dan cleithrum (tulang selangka pada ikan) yang pipih.[13]
Electrophorus voltai(de Santana, Wosiacki, Crampton, Sabaj, Dillman, Castro e Castro Bastos dan Vari, 2019): Spesies ini dikenal sebagai penghasil bio listrik terkuat di alam, mampu menghasilkan tegangan hingga 860 volt. Mirip dengan E. electricus, spesies ini juga memiliki tengkorak dan cleithrum yang pipih, namun bentuk kepalanya lebih menyerupai telur.[13]
Electrophorus varii(de Santana, Wosiacki, Crampton, Sabaj, Dillman, Mendes-Júnior dan Castro e Castro, 2019): Dibandingkan dengan dua spesies lainnya, spesies ini memiliki tengkorak dan cleithrum yang lebih tebal, namun bentuk kepalanya lebih bervariasi.[13]
Badan (dari atas ke bawah) E. electricus, E. voltai, dan E. varii[13]
Diperkirakan E. varii berpisah dari spesies lainnya sekitar 7,1 juta tahun yang lalu pada periode Miosen akhir, sementara E. electricus dan E. voltai mungkin berpisah sekitar 3,6 juta tahun yang lalu pada periode Pliosen.[13]
Ekologi
Ketiga spesies belut listrik memiliki pembagian wilayah tinggal yang sebagian besar tidak tumpang tindih di bagian utara Amerika Selatan. E. electricus lebih banyak ditemukan di wilayah utara, terbatas di Perisai Guyana – sebuah wilayah dataran tinggi kuno. Sementara itu, E. voltai lebih banyak ditemukan di selatan, mulai dari Perisai Brasil ke arah utara. Kedua spesies ini sama-sama menyukai perairan di dataran tinggi. Berbeda dengan E. varii, yang wilayah tinggalnya lebih ke bagian tengah, terutama di dataran rendah.[13] Wilayah dataran rendah tempat E. varii tinggal punya lingkungan yang beragam, mulai dari sungai kecil, padang rumput, jurang, hingga kolam. Perubahan ketinggian air juga bisa sangat drastis antara musim hujan dan kemarau.[21] Semua jenis belut listrik senang tinggal di dasar sungai yang berlumpur dan terkadang di rawa-rawa. Mereka paling suka tempat-tempat yang teduh dan dalam. Uniknya, mereka bisa bertahan hidup di air yang kekurangan oksigen karena mereka punya cara sendiri untuk bernapas, yaitu dengan berenang ke permukaan air untuk menghirup udara.[22]
Belut listrik kebanyakan beraktivitas di malam hari (nokturnal).[23]E. voltai makanannya utamanya adalah ikan, terutama jenis Megalechis thoracata (ikan lele lapis baja).[24] Pernah juga ditemukan seekor E. voltai dengan sesilia(Typhlonectes compressicauda) di dalam perutnya. Sesilia ini semacam hewan amfibi tak berkaki yang punya racun di kulitnya. Ini mungkin menandakan bahwa E. voltai punya kekebalan terhadap racun tersebut.[25] Hal menarik lainnya, E. voltai kadang-kadang berburu secara berkelompok. Mereka pernah terlihat mengincar sekelompok ikan tetra, lalu menggiringnya dan melancarkan serangan bersama ke ikan-ikan yang berkerumun rapat.[26] Spesies lainnya, E. varii, juga pemangsa ikan. Ia terutama memangsa ikan dari keluarga Callichthyidae (ikan lele lapis baja) dan Cichlidae (ikan ciklid).[27]
Biologi
Secara umum
Belut listrik memiliki bentuk tubuh yang panjang dan kekar, sedikit silindris di bagian depan, namun semakin pipih ke arah ekor. Jenis E. electricus bisa tumbuh hingga sepanjang 2 m (6 ft 7 in) dan beratnya mencapai 20 kg (44 pon). Mulutnya terletak di ujung moncong dan menghadap ke atas. Kulit mereka halus, tebal, berwarna antara cokelat hingga hitam, dengan bagian perut berwarna kuning atau merah dan tidak memiliki sisik.[13][28][29] Sirip dadanya masing-masing punya delapan tulang kecil berbentuk jari-jari di ujungnya.[28] Mereka memiliki lebih dari 100 ruas tulang belakang sebelum ekor (prakaudal), sementara jenis ikan gymnotid lainnya hanya memiliki hingga 51 ruas. Total tulang belakangnya bisa mencapai 300 ruas.[12] Tidak ada batas yang jelas antara sirip ekor dan sirip anal. Sirip analnya memanjang hampir di sepanjang bagian bawah tubuh dan memiliki lebih dari 400 tulang keras (jari-jari sirip).[13][30] Mereka memanfaatkan sirip analnya yang panjang, digerak-gerakkan seperti gelombang, sehingga badannya dapat meluncur maju.[31]
Belut listrik mendapatkan sebagian besar oksigen dengan cara menghirup udara menggunakan mekanisme yang disebut pemompaan bukal.[29][32] Cara ini memungkinkan mereka hidup di berbagai jenis habitat dengan kadar oksigen yang berbeda-beda, mulai dari sungai kecil, rawa, hingga genangan air.[32]:719–720 Uniknya, di antara semua jenis ikan gymnotid, rongga mulut belut listrik dilapisi oleh mukosa berumbai yang kaya akan pembuluh darah. Inilah yang memungkinkan terjadinya pertukaran gas antara udara dan darah.[12][33] Setiap dua menit sekali, belut listrik akan mengambil udara melalui mulutnya, menahannya di rongga mulut, lalu mengeluarkannya melalu celah insang di sisi kepala.[33] Berbeda dengan ikan lain yang bernapas dengan udara, insang kecil belut listrik tidak bekerja saat mereka menghirup udara. Sebagian besar karbon dioksida yang dihasilkan justru dikeluarkan melalui kulit.[29] Belut listrik bisa bertahan hidup di darat selama beberapa jam asalkan kulitnya tetap lembab.[34]
Belut listrik punya mata yang kecil dan penglihatan yang buruk.[29][35] Sebagai gantinya, mereka punya kemampuan pendengaran yang baik melalui aparatus Weber, yaitu serangkaian tulang kecil yang menghubungkan telinga bagian dalam dengan gelembung renang.[36] Semua organ vital belut listrik terletak berdekatan di bagian depan tubuh mereka yang hanya menempati sekitar 20% dari ruang tubuh. Organ-organ ini juga "terpisah" dari organ listrik mereka, seperti punya "ruangan khusus" sendiri.[37]
Belut listrik memiliki kemampuan mendeteksi keberadaan mangsa menggunakan elektroresepsi (penerima listrik) yang merupakan modifikasi dari organ gurat sisi di kepalanya. Organ gurat sisi ini sebenarnya berfungsi sebagai sensor mekanis, yang memungkinkan mereka merasakan pergerakan air yang disebabkan oleh hewan di sekitarnya. Saluran-saluran gurat sisi terletak di bawah kulit, tetapi posisinya terlihat sebagai garis-garis lubang kecil di kepala.[38] Khusus untuk berburu ikan pisau lainnya, belut listrik menggunakan reseptor tuberkular yang sensitif terhadap frekuensi tinggi, tersebar di berbagai bagian tubuhnya.[1]
Belut listrik memiliki tiga pasang organ listrik yang tersusun memanjang: organ utama, organ Hunter, dan organ Sachs. Organ-organ inilah yang memberi belut listrik kemampuan menghasilkan dua jenis pelepasan listrik: voltase rendah dan voltase tinggi.[13] Organ-organ ini tersusun dari elektrosit, yaitu sel-sel otot yang telah dimodifikasi.[39][40] Sama seperti sel otot, elektrosit belut listrik mengandung protein aktin dan desmin. Namun, jika protein pada sel otot membentuk struktur padat berupa serat-serat paralel, pada elektrosit protein-protein ini membentuk jaringan yang lebih renggang. Terdapat lima bentuk desmin yang berbeda pada elektrosit, dibandingkan dengan dua atau tiga bentuk pada sel otot.[41] Namun, fungsi desmin pada elektrosit masih menjadi misteri hingga tahun 2017.[42]
Protein kanal kalium yang terlibat dalam pelepasan listrik, termasuk KCNA1, KCNH6, dan KCNJ12, distribusinya berbeda-beda di antara ketiga organ listrik tersebut. Sebagian besar protein ini paling banyak terdapat di organ utama dan paling sedikit di organ Sachs, kecuali KCNH6 yang justru paling banyak di organ Sachs.[42] Organ utama dan organ Hunter kaya akan protein kalmodulin, yang berperan dalam mengendalikan kadar ion kalsium. Kalmodulin dan kalsium membantu mengatur kanal natrium berpintu voltase yang menghasilkan pelepasan listrik.[42][43] Organ-organ ini juga kaya akan natrium kalium ATPase, yaitu pompa ion yang digunakan untuk menciptakan perbedaan potensial melintasi membran sel.[42][44]
Pelepasan maksimum dari organ utama bisa mencapai setidaknya 600 volt, yang menjadikan belut listrik sebagai ikan listrik terkuat.[45] Ikan air tawar seperti belut listrik membutuhkan voltase tinggi untuk menghasilkan sengatan yang kuat karena air tawar memiliki resistansi yang tinggi. Ikan listrik air laut yang kuat seperti ikan pari torpedo menghasilkan sengatan dengan voltase yang jauh lebih rendah tetapi dengan arus yang jauh lebih tinggi. Belut listrik menghasilkan sengatan kuatnya dengan sangat cepat, dengan laju mencapai 500 Hertz, yang berarti setiap sengatan hanya berlangsung sekitar dua milidetik.[46] Untuk menghasilkan voltase tinggi, belut listrik menumpuk sekitar 6.000 elektrosit secara seri (memanjang) di organ utamanya. Organ ini mengandung sekitar 35 tumpukan semacam itu secara paralel, di setiap sisi tubuhnya.[46] Kemampuan menghasilkan denyut bertegangan tinggi dan berfrekuensi tinggi ini juga memungkinkan belut listrik melakukan elektrolokasi terhadap mangsa yang bergerak cepat.[47] Total arus listrik yang dialirkan selama setiap denyut bisa mencapai sekitar 1 ampere.[48]
Masih belum jelas mengapa belut listrik memiliki tiga organ listrik tetapi pada dasarnya menghasilkan dua jenis pelepasan, yaitu untuk elektrolokasi atau untuk melumpuhkan. Pada tahun 2021, Jun Xu dan rekan-rekannya menyatakan bahwa organ Hunter menghasilkan jenis pelepasan ketiga dengan voltase menengah, yaitu antara 38,5 hingga 56,5 volt. Pengukuran mereka menunjukkan bahwa pelepasan ini hanya terjadi sekali, kurang dari 2 milidetik, setelah pelepasan bertegangan rendah dari organ Sachs dan sebelum pelepasan bertegangan tinggi dari organ utama. Mereka berpendapat bahwa pelepasan ini tidak cukup kuat untuk merangsang respons dari mangsa, sehingga mereka menduga fungsinya mungkin untuk koordinasi di dalam tubuh belut listrik, dengan menyeimbangkan muatan listrik. Namun, mereka menyatakan bahwa penelitian lebih lanjut masih diperlukan.[49]
Ketika belut listrik mengidentifikasi mangsa, otaknya mengirimkan sinyal saraf ke organ listri.[46] Sel-sel saraf yang terlibat melepaskan bahan kimia neurotransmiterasetilkolin untuk memicu pelepasan listrik.[42] Hal ini membuka kanal ion, memungkinkan natrium mengalir ke dalam elektrosit dan membalik polaritas untuk sesaat.[42] Pelepasan dihentikan oleh aliran keluar ion kalium melalui serangkaian kanal ion yang terpisah.[42] Dengan menyebabkan perbedaan potensial listrik yang tiba-tiba, ia menghasilkan arus listrik dengan cara yang mirip seperti baterai, sel-sel ditumpuk untuk menghasilkan output voltase total yang diinginkan.[39] Diduga bahwa organ Sachs digunakan untuk elektrolokasi; pelepasannya hampir 10 volt pada frekuensi sekitar 25 Hz. Organ utama, yang didukung oleh organ Hunter dalam beberapa hal, digunakan untuk melumpuhkan mangsa atau untuk menghalau predator; ia dapat memancarkan sinyal dengan laju beberapa ratus hertz.[1][45] Belut listrik dapat memusatkan pelepasan untuk melumpuhkan mangsa lebih efektif dengan melengkungkan tubuh dan melakukan kontak dengan mangsa di dua titik sepanjang tubuh.[45] Ada juga dugaan bahwa belut listrik dapat mengendalikan sistem saraf dan otot mangsanya melalui denyut listrik, mencegah mangsa melarikan diri, atau memaksanya bergerak agar dapat dilacak,[50] tetapi hal ini masih diperdebatkan.[49] Dalam membela diri, belut listrik telah diamati melompat keluar dari air untuk memberikan sengatan listrik kepada hewan yang mungkin menjadi ancaman.[51] Sengatan dari belut listrik yang melompat cukup kuat untuk mengusir hewan sebesar kuda.[52]
Siklus kehidupan
Belut listrik berkembang biak saat musim kemarau, yaitu sekitar bulan September hingga Desember. Bayangkan saat air sungai mulai surut dan menyisakan genangan-genangan kecil. Di sanalah, pasangan jantan dan betina belut listrik terlihat bersama. Si jantan ini benar-benar ayah siaga, dia membuat "sarang" dari air liurnya sendiri. Uniknya, air liur ini berfungsi seperti lem untuk merekatkan bahan sarang. Di dalam sarang itulah, si betina meletakkan sekitar 1.200 telur untuk dibuahi. Telur-telur belut listrik akan menetas sekitar tujuh hari kemudian. Selama masa perkembangbiakan, induk berina akan terus meletakkan telur secara bertahap sepanjang musim kawin, tidak langsung semuanya sekaligus.[53] Setelah mencapai ukuran sekitar 15 mm (0,59 in), mereka mulai beralih memakan makanan lain. Ketika ukurannya mencapai 9 cm (3,5 in) barulah mereka mulai aktif berburu makanan sendiri.[54] Belut listrik menunjukkan dimorfisme seksual, artinya ada perbedaan ukuran antara jantan dan betina. Belut listrik jantan baru siap kawin saat ukurannya mencapai 12 m (39 ft) dan cenderung tumbuh lebih besar daripada betinanya. Sementara itu, belut listrik betina mulai bereproduksi pada ukuran sekitar 70 cm (2 ft 4 in). Belut listrik dewasa memberikan pengasuhan jangka panjang yang berlangsung selama empat bulan. Namun, E. electricus dan E. voltai, dua spesies yang hidup di dataran tinggi dengan aliran sungai yang deras, tidak terlalu mengandalkan sistem pengasuhan ini.[21] Selama masa pengasuhan, sang jantan menjaga sarang dan anak-anaknya dari bahaya.[55] Beberapa belut listrik yang dipelihara di penangkaran bahkan bisa hidup lebih dari 20 tahun.[28]
Seiring berjalannya waktu dan pertumbuhan, belut listrik akan terus menambahkan ruas tulang belakang ke tubuhnya.[28] Organ listrik mereka pun berkembang secara bertahap. Organ utama menjadi organ listrik pertama yang berkembang, diikuti oleh organ Sachs, dan terakhir organ Hunter. Semua organ listrik ini sudah terbentuk sempurna saat tubuh belut mencapai panjang 23 cm (9,1 in). Bahkan, belut listrik sudah mampu menghasilkan sengatan listrik sejak ukuran tubuhnya masih kecil, yaitu sekitar 7 cm (2,8 in).[54]
Interaksi dengan manusia
Penelitian awal
Catatan tertulis pertama tentang belut listrik atau puraké (bahasa Tupi yang berarti 'si pembuat lumpuh') berasal dari catatan pastur Jesuit Fernão Cardim pada tahun 1583.[56] Pada tahun 1760-an, para naturalis seperti Bertrand Bajon, seorang ahli bedah militer Prancis di Guyana Prancis, dan Ramón M. Termeyer [pl], seorang Jesuit di wilayah Sungai Plate, melakukan eksperimen awal tentang sengatan belut listrik yang melumpuhkan.[3] Pada tahun 1775, John Walsh mempelajari ikan "torpedo" (pari listrik).[4] Kedua ikan ini dibedah oleh ahli bedah dan anatomi John Hunter.[4][5] Hunter memberitahu Royal Society bahwa "Gymnotus Electricus[...] sangat mirip dengan belut[...] tetapi tidak memiliki sifat-sifat khusus ikan itu."[5] Ia mengamati adanya "dua pasang organ [listrik] ini, yang lebih besar [organ utama] dan yang lebih kecil [organ Hunter]; satu ditempatkan di setiap sisi", dan bahwa mereka menempati "mungkin[...] lebih dari sepertiga keseluruhan hewan [berdasarkan volume]".[5] Ia menggambarkan struktur organ-organ tersebut (tumpukan elektrosit) sebagai "sangat sederhana dan teratur, terdiri dari dua bagian; viz. yaitu partisi atau septa datar, dan pembagian silang di antara mereka." Ia mengukur ketebalan elektrosit sebesar 1⁄17 inci (1,5 mm) di organ utama, dan 1⁄56 inci (0,45 mm) di organ Hunter.[5]
Ahli bedah John Hunter membedah seekor belut listrik pada tahun 1775.
"Gymnotus Electricus", karya Hunter, bagian bawah dan atas, 1775.Gambar tersebut menempati empat halaman makalahnya untuk Royal Society.[5]
Pembedahan, menunjukkan organ listrik di dalam tubuh. Di sebelah kanan, kulit dilipat ke belakang untuk memperlihatkan organ utama di atas organ Hunter.
Pada tahun 1775, Hugh Williamson, seorang dokter dan politikus Amerika yang pernah belajar dengan Hunter,[57] mempresentasikan makalah berjudul "Eksperimen dan pengamatan pada Gymnotus Electricus, atau belut listrik" di Royal Society. Ia melaporkan serangkaian eksperimen, seperti "7. Untuk mengetahui apakah belut membunuh ikan-ikan itu dengan mengeluarkan cairan [listrik] yang sama yang mempengaruhi tangan saya ketika saya menyentuhnya, saya memasukkan tangan saya ke dalam air, agak jauh dari belut; seekor ikan lele lain dilemparkan ke dalam air; belut itu berenang mendekatinya ... [dan] menyengatnya, yang membuatnya langsung membalikkan perutnya, dan terus tidak bergerak; pada saat itu juga saya merasakan sensasi di persendian jari-jari saya seperti pada percobaan 4." dan "12. Alih-alih memasukkan tangan saya ke dalam air, agak jauh dari belut, seperti pada percobaan terakhir, saya menyentuh ekornya, agar tidak menyinggungnya, sementara asisten saya menyentuh kepalanya dengan lebih kasar; kami berdua menerima sengatan yang parah."[58]
Pada tahun 1800, penjelajah Alexander von Humboldt bergabung dengan sekelompok penduduk asli yang pergi memancing dengan kuda. Sekitar tiga puluh ekor kuda digiring ke dalam air. Ia mencatat bahwa injakan kaki kuda membuat ikan-ikan, yang panjangnya mencapai 5 kaki (1,5 m), keluar dari lumpur dan mendorong mereka untuk menyerang, muncul dari air dan menggunakan listrik mereka untuk menyengat kuda-kuda tersebut. Ia melihat dua kuda lumpuh karena sengatan dan kemudian tenggelam. Belut listrik, setelah memberikan banyak sengatan, "sekarang membutuhkan istirahat panjang dan banyak makanan untuk mengganti hilangnya kekuatan galvanik yang mereka derita", "berenang dengan malu-malu ke tepi kolam", dan mudah ditangkap menggunakan seruit kecil bertali. Humboldt mencatat bahwa orang-orang tidak memakan organ listriknya, dan bahwa mereka sangat takut pada ikan ini sehingga mereka tidak akan memancingnya dengan cara biasa.[60]
Pada tahun 1839, ahli kimia Michael Faraday secara ekstensif menguji sifat-sifat listrik belut listrik yang diimpor dari Suriname. Selama empat bulan, ia mengukur impuls listrik yang dihasilkan oleh hewan tersebut dengan menekan dayung dan pelana tembaga berbentuk pada spesimen tersebut. Melalui metode ini, ia menentukan dan mengukur arah dan besarnya arus listrik, dan membuktikan bahwa impuls hewan tersebut bersifat listrik dengan mengamati percikan api dan defleksi pada galvanometer. Ia mengamati belut listrik meningkatkan sengatannya dengan melingkarkan diri di sekitar mangsanya, dengan ikan mangsa "mewakili diameter" di seberang lilitan. Ia menyamakan kuantitas muatan listrik yang dilepaskan oleh ikan tersebut dengan "listrik dari baterai Leyden yang terdiri dari lima belas stoples, berisi 23.000 cm2 (3.500 sq in) kaca yang dilapisi di kedua sisinya, diisi hingga tingkat tertinggi".[61]
Ahli zoologi Jerman Carl Sachs dikirim ke Amerika Latin oleh ahli fisiologi Emil du Bois-Reymond, untuk mempelajari belut listrik.[62] Ia membawa serta galvanometer dan elektroda untuk mengukur pelepasan listrik organ ikan tersebut,[63] dan menggunakan sarung tangan karet agar dapat menangkap ikan tanpa tersengat, yang mengejutkan penduduk setempat. Ia menerbitkan penelitiannya tentang ikan tersebut, termasuk penemuannya tentang apa yang sekarang disebut organ Sachs, pada tahun 1877.[49][63]
Ilustrasi seniman tentang pengalaman Alexander von Humboldt pada tahun 1800 saat berburu belut listrik menggunakan sekawanan kuda, seperti yang diceritakan dalam bukunya Journey to the Equinoctial Regions of the New Continent tahun 1859.[60] Gambar oleh James Hope Stewart; ukiran oleh William Home Lizars.
DiagramMichael Faraday tentang pengaturan untuk "Penelitian Eksperimental dalam Kelistrikan" pada belut listrik, 1838. Ikan berada dalam bak kayu bundar di air dangkal. Dia mencatat bahwa sengatan terkuat diperoleh ketika kedua tangan atau sepasang dayung tembaga ditempatkan di air, pada posisi 1 dan 8, yaitu di kepala dan ekor ikan.[61]
Ilustrasi temuan Carl Sachs tentang organ Sachs (ditunjukkan dengan warna hitam pada angka 6) dengan pola pelepasan listrik (4, 5, 8), 1877
Elektrosit buatan
Jumlah elektrosit yang sangat banyak pada belut listrik menjadi "berkah tersembunyi" bagi para ahli biologi. Elektrosit ini memungkinkan mereka mempelajari kanal natrium berpintu voltase secara mendalam hingga tingkat molekuler. Kanal ini adalah mekanisme penting yang memicu kontraksi otot pada banyak spesies. Namun, mempelajari kanal ini pada otot biasa bukanlah perkara mudah karena jumlahnya sangat sedikit.[40] Pada tahun 2008, Jian Xu dan David Lavan merancang sel buatan yang mampu meniru perilaku listrik elektrosit belut listrik. Elektrosit buatan ini menggunakan pilihan konduktor yang diperhitungkan secara cermat pada skala nanometer – ukuran yang sangat kecil, tak terlihat oleh mata telanjang. Sel-sel buatan ini bekerja dengan prinsip transpor ion, persis seperti cara kerja elektrosit alami, namun dengan kepadatan daya keluaran yang lebih besar, dan efisiensi konversi energi yang lebih tinggi. Elektrosit buatan ini berpotensi menjadi sumber daya untuk perangkat medis implan, seperti prostesis retina (mata buatan) dan perangkat mikroskopis lainnya. Para peneliti ini berkomentar bahwa pekerjaan mereka "telah memetakan perubahan dalam desain tingkat sistem dari elektrosit" yang dapat meningkatkan baik kepadatan energi maupun efisiensi konversi energi.[39] Pada tahun 2009, mereka berhasil membuat protosel sintetis yang dapat menyediakan sekitar seperdua puluh kepadatan energi baterai asam timbal, dengan efisiensi konversi energi sebesar 10%.[64]
Pada tahun 2016, Hao Sun dan rekan-rekannya mendeskripsikan serangkaian perangkat peniru belut listrik yang berfungsi sebagai kapasitor elektrokimia dengan tegangan keluaran tinggi. Perangkat ini dibuat dalam bentuk serat lentur yang dapat ditenun menjadi tekstil. Sun dan timnya menduga bahwa perangkat penyimpanan ini dapat berfungsi sebagai sumber daya untuk produk-produk seperti jam tangan listrik atau dioda pemancar cahaya (LED).[65]
Catatan
^Semua catatan ini berasumsi bahwa hanya ada satu spesies belut listrik. Oleh karena itu, meskipun sebelum tahun 2019 sinonimi nama-nama lain dianggap merujuk pada E. electricus, kini sinonimi tersebut dianggap merujuk pada genus belut listrik secara keseluruhan.
^Terjemahan William Turton tahun 1806 dari edisi yang lebih baru:
"GYMNOTUS. Kepala dengan operkulum lateral; 2 tentakel di bibir atas: mata tertutup oleh kulit biasa: membran insang dengan 5 berkas: tubuh tertekan, berkarina di bagian bawah dengan sirip.
Electricus. Kehitaman, tanpa sirip punggung; sirip ekor sangat tumpul dan bergabung dengan sirip anal [sirip]. Electrical G[ymnotus]. Menghuni berbagai sungai di Amerika Selatan; panjang 3–4 kaki; memiliki kekuatan luar biasa untuk menimbulkan kejutan listrik setiap kali disentuh. Kejutan ini dapat dialirkan melalui tongkat kepada orang yang memegangnya, dan sangat kuat hingga membuat anggota tubuh orang yang terpapar menjadi mati rasa. Dengan kekuatan ini, ia melumpuhkan dan kemudian menangkap ikan dan hewan kecil yang berani mendekatinya.
Kepala bertabur titik-titik berlubang; tubuh kehitaman dengan sejumlah pita melingkar kecil atau lebih tepatnya kerutan, yang memungkinkannya untuk memendekkan dan memanjangkan tubuhnya; lubang hidung 2 di setiap sisi, yang pertama besar, berbentuk tabung dan menonjol, yang lainnya kecil, dan sejajar dengan kulit; gigi kecil, berduri: lidah lebar dan langit-langit mulutnya berverukosa."[9]
^ abFerraris, C. J. Jr; de Santana, C. D.; Vari, R. P. (2017). "Checklist of Gymnotiformes (Osteichthyes: Ostariophysi) and catalogue of primary types". Neotropical Ichthyology. 15 (1). doi:10.1590/1982-0224-20160067.
^ abde Asúa, Miguel (9 April 2008). "The Experiments of Ramón M. Termeyer SJ on the Electric Eel in the River Plate Region (c. 1760) and other Early Accounts of Electrophorus electricus". Journal of the History of the Neurosciences. 17 (2): 160–174. doi:10.1080/09647040601070325. PMID18421634.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Linnaeus, Carl (January 1806). A General System of Nature. Diterjemahkan oleh Turton, William. Lackington, Allen, and Company. hlm. 708–709 (as printed), 712–713 in reader. (free, registration required)
^Alda, Fernando; Tagliacollo, Victor A.; Bernt, Maxwell J.; Waltz, Brandon T.; Ludt, William B.; Faircloth, Brant C.; Alfaro, Michael E.; Albert, James S.; Chakrabarty, Prosanta (6 December 2018). "Resolving Deep Nodes in an Ancient Radiation of Neotropical Fishes in the Presence of Conflicting Signals from Incomplete Lineage Sorting". Systematic Biology. 68 (4): 573–593. doi:10.1093/sysbio/syy085. PMID30521024.
^Oliveira, Marcos S. B.; Mendes-Júnior, Raimundo N. G.; Tavares-Dias, Marcos (10 September 2019). "Diet composition of the electric eel Electrophorus voltai (Pisces: Gymnotidae) in the Brazilian Amazon region". Journal of Fish Biology. 97 (4): 1220–1223. doi:10.1111/jfb.14413. PMID32463115.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Mendes-Júnior, Raimundo Nonato Gomes; Sá-Oliveira, Júlio César; Vasconcelos, Huann Carllo Gentil; et al. (2020). "Feeding ecology of electric eel Electrophorus varii (Gymnotiformes: Gymnotidae) in the Curiaú River Basin, Eastern Amazon". Neotropical Ichthyology. 18 (3). doi:10.1590/1982-0224-2019-0132.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ abcdAlbert, J. S. (2001). "Species diversity and phylogenetic systematics of American knifefishes (Gymnotiformes, Teleostei)". Miscellaneous Publications. University of Michigan Museum of Zoology (190): 66. hdl:2027.42/56433.
^Sfakiotakis, M.; Lane, D. M.; Davies, B. C. (1999). "Review of fish swimming modes for aquatic locomotion". Journal of Oceanic Engineering. 24 (2): 237–252. Bibcode:1999IJOE...24..237S. doi:10.1109/48.757275.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ abJohansen, Kjell; Lenfant, Claude; Schmidt-Nielsen, Knut; Petersen, Jorge A. (1968). "Gas exchange and control of breathing in the electric eel, Electrophorus electricus". Zeitschrift für Vergleichende Physiologie. 61 (2): 137–163. doi:10.1007/bf00341112.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^ abVerçoza, Gabriel; Shibuya, Akemi; Bastos, Douglas A.; Zuanon, Jansen; Rapp Py-Daniel, Lúcia H. (2021). "Organization of the cephalic lateral-line canals in Electrophorus varii de Santana, Wosiacki, Crampton, Sabaj, Dillman, Mendes-Júnior & Castro e Castro, 2019 (Gymnotiformes: Gymnotidae)". Neotropical Ichthyology. 19 (2). doi:10.1590/1982-0224-2020-0075.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Mermelstein, Claudia Dos Santos; Costa, Manoel Luis; Moura Neto, Vivaldo (2000). "The cytoskeleton of the electric tissue of Electrophorus electricus, L". Anais da Academia Brasileira de Ciências. 72 (3): 341–351. doi:10.1590/s0001-37652000000300008. PMID11028099.
^Papavero, Nelson; Teixeira, Dante Martins (2014). Zoonímia tupi nos escritos quinhentistas europeus [Tupi zoonymy in 16th century European writings] (dalam bahasa Portugis). São Paulo: Arquivos do NEHiLP. hlm. 277. ISBN978-85-7506-230-2.
^VanderVeer, Joseph B. (6 July 2011). "Hugh Williamson: Physician, Patriot, and Founding Father". Journal of the American Medical Association. 306 (1). doi:10.1001/jama.2011.933.
^Sun, Hao; Fu, Xuemei; Xie, Songlin; et al. (14 January 2016). "Electrochemical Capacitors with High Output Voltages that Mimic Electric Eels". Advanced Materials. 28 (10): 2070–2076. Bibcode:2016AdM....28.2070S. doi:10.1002/adma.201505742. PMID26766594.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
Bibliografi
Moller, P. (1995). Electric Fishes: History and Behavior. Springer. ISBN978-0-412-37380-0.