Magnet dan Kaitannya dengan Navigasi Makhluk Hidup

Dahulu, di sebuah kota di Asia kecil yang bernama Magnesia, terdapat sebuah batu yang dapat menarik benda-benda tertentu. Peristiwa ini dianggap sebagai sesuatu yang ajaib. Ternyata, di berbagai penjuru dunia juga ditemukan batu-batu sejenis yang dapat menarik logam-logam tertentu. Selanjutnya, orang membuat serpihan batu ini menjadi kompas. Kemungkinan besar, bangsa Cina adalah yang pertama kali menggunakan kompas sebagai alat navigasi dalam pelayaran. Benda yang memiliki sifat dapat menarik logam tertentu disebut "magnet" yang berasal dari kata magnesia. Saat ini orang telah mampu membuat magnet dan bagaimana cara memanfaatkannya.

Sifat-Sifat Magnet

1. Magnet hanya menarik bahan-bahan tertentu

Tidak semua benda dapat ditarik oleh magnet. Magnet hanya menarik benda-benda tertentu saja. Semua bahan yang dapat ditarik oleh magnet disebut bahan magnetik atau feromagnetik. Bahan-bahan yang tidak dapat ditarik oleh magnet disebut bahan bukan magnetik atau paramagnetik. Bahan-bahan seperti besi, baja, nikel, dan kobalt merupakan bahan feromagnetik sedangkan tembaga, aluminium, karet, dan plastik merupakan bahan paramagnetik.
2. Magnet memiliki dua kutub magnet
Jika sebuah magnet batang ditaburi dengan serbuk besi, serbuk besi itu akan banyak menempel pada bagian ujung magnet batang itu. Pada bagian tengah magnet hampir tidak terdapat serbuk besi yang menempel. Ujung magnet yang didekati oleh serbuk besi disebut kutub magnet. Kutub magnet mempunyai gaya tarik terbesar diabanding bagian magnet lainnya. Akan tetapi tidak semua kutub magnet batang berada pada kedua ujungnya. Kutub magnet batang dapat dibuat agar berada pada sisi yang lain. Ujung magnet yang menghadap utara disebut kutub utara, sedangkan ujung magnet yang menghadap kutub selatan disebut kutub selatan. Jika kutub utara sebuah magnet didekatakan ke kutub utara magnet lainnya akan terjadi gaya tolak-menolak. Sebaliknya, jika kutub utara didekatkan ke kutub selatan magnet lain akan terjadi gaya tarik-menarik.

Konsep Medan Magnet
Perhatikan gambar berikut :

Dari gambar di atas, tampak bahwa gari-garis gaya magnet selalu membentuk garis-garis yang arahnya tidak pernah berpotongan satu sama lain. Garis-garis gaya magnet itu mulai dari kutub utara magnet ke arah kutub selatan magnet. Makin dekat ke magnet, garis-garis gaya magnet terlihat terlihat semakin rapat. Hal ini menunjukkan bahwa makin kuat gaya magnet, makin rapat garis-garis gaya magnetnya. Oleh karena kekuatan magnet terbesar berada di kedua kutub magnet, maka di sekitar kutub magnet terdapat garis-garis gaya magnet yang paling rapat. Medan magnet merupakan ruang di sekitar magnet dimana magnet lain atau benda-benda lain berbahan feromagnetik akan mengalami gaya magnetik jika diletakkan dalam ruang tersebut. Tiga aturan tentang garis-garis gaya magnet:

1. Garis-garis gaya magnet tidak pernah saling berpotongan.

2. Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan magnet.

3. Tempat yang garis-garis gaya magnetnya rapat menunjukkan gaya magnet yang kuat. Sebaliknya, tempat yang garis-garis gaya magnetnya renggang menunjukkan medan magnet yang lemah.

Cara Membuat Magnet

Perhatikan video berikut ini untuk mencoba sekaligus memahami cara membuat magnet :

Pengaruh Medan Magnet terhadap Navigasi Burung Migrasi

Diperkirakan burung mulai bermigrasi pada waktu yang sama setiap tahun. Keberangkatan burung untuk bermigrasi tampaknya ditentukan oleh pengaruh dari berbagai rangsangan luar (termasuk cuaca) dan penanggalan biologis akan memungkinkan burung mengetahui perubahan musim. Yang dimaksud penanggalan biologis adalah sebuah aturan tubuh misal berbentuk zat atau kelenjar yang bisa membedakan waktu, atau sampainya pada suatu waktu tertentu yang diperlukan.

Di antara penanggalan biologis tersebut terdapat kelenjar endokrin, alat yang dapat merangsang burung jantan untuk bernyanyi dan burung betina untuk bertelur. Burung mengalami perubahan biologis berhubungan dengan reproduksi di saat sebelum dan sesudah musim bersarang, sehingga kelenjar endokrin menjadi sangat aktif. Dalam masa aktifnya kelenjar endokrin inilah kebanyakan burung bermigrasi.

 Dengan demikian kegiatan berkala kelenjar endokrin tampaknya merupakan salah satu penyebab burung memulai perjalanan panjangnya. Karena menetasnya anak burung dalam jumlah besar. Penyebab migrasi yang lain erat kaitannya dengan penambahan populasi baru. Ledakan jumlah kumpulan atau populasi burung akibat menetasnya anak burung menyebabkan tuntutan makanan dalam jumlah besar secara tiba-tiba, Tetapi hal ini bersifat sementara. Keadaan ini menyebabkan burung terbang ke daerah musim semi untuk memenuhi kebutuhan makanan berlimpah yang juga bersifat sementara.

Penanggalan biologis yang diatur oleh rangsangan dari luar dapat menyiapkan burung untuk bermigrasi, tetapi saat yang paling tepat untuk memulai migrasi ditentukan oleh cuaca. . Keadaan cuaca yang tepat untuk terbang sudah tiba. Semua faktor lain dapat memungkinkan keberangkatan, tetapi migrasi jarak jauh biasanya menunggu kondisi terbang yang baik. Jika kondisi alam untuk terbang sudah baik, maka burung migran masih harus menyiapkan dirinya untuk terbang jarak jauh yang meliputi:

a.       Angin, Burung memerlukan angin yang sesuai agar dapat membantu pergerakan selama perjalanan. Banyak burung-burung migran berjuang dalam keadaan yang paling tidak aman untuk mencapai tujuannya.

b.      Peralatan navigasi, kompas pada burung Selama penerbangan jauh yang berbahaya dari tempat asal ke tempat tujuan, burung-burung ini menggunakan berbagai macam kemampuan untuk menentukan arahnya: penglihatan visual, tanda magnet bumi, indera penciuman dan rasa, kemampuan untuk meneliti perbedaan gravitasi atau gaya tarik bumi.dengan kompas matahari Pola bintang, burung dapat menentukan arah terbangnya dengan tepat dalam berbagai keadaan, seperti siang hari, malam hari, cuaca mendung, maupun cuaca berkabut.

Pedoman utama yang dijadikan patokan arah oleh burung selama terbang bermigrasi adalah kompas matahari pada siang hari dan pola bintang pada malam hari.Yang dimaksud dengan pola bintang adalah perhatian burung-burung itu terpusat pada gerak putar keseluruhan bintang di langit. Di atas khatulistiwa, bintang-bintang tampak bergerak cepat. Tetapi mendekati kutub, kecepatannya berkurang. Tepat di atas kutub, bintang akan "berhenti".

Burung migrasi mengenal itu sebagai titik perputaran langit. Selain itu pedoman lain yang dipakai adalah penglihatan visual, tanda magnet bumi, indera penciuman dan rasa, kemampuan untuk mendeteksi variasi gravitasi. Satu hal yang pasti, kompas magnet para burung itu berbeda fungsi: dia bukan membedakan utara atau selatan seperti biasanya kompas, melainkan membedakan "arah kutub" dan "arah katulistiwa".

 Untuk itu kompas milik burung itu akan mencatat sudut antara garis medan magnet dengan permukaan Bumi. Karena sudut ini berada lebih dekat ke garis khatulistiwa daripada ke kutub, maka burung itu senantiasa bisa tahu dengan tepat, pada garis lintang utara atau selatan berapa ia berada. Ketiga kompas ini masing-masing digunakan sesuai kebutuhan. Pada awal perjalanan, ia bernavigasi dengan kompas matahari atau bintang (tergantung berangkatnya siang atau malam hari). Lalu untuk orientasi perjalanan jarak jauh, ia menggunakan kompas magnet.

Namun, bagaimana mereka bisa menemukan kembali dengan tepat tempat asalnya, hingga saat ini belum ada kesepakatan di kalangan ilmuwan. Ada yang meyakini kalau burung itu memiliki "peta" topografi di otaknya. Sedangkan yang lain memperkirakan burung itu berorientasi pada cahaya, tekanan udara, atau aroma lingkungan daerahnya. Usus dan hati mengecil. Untuk menghindari kelelahan, burung sudah bersiap diri sebelum terbang lama. Mereka mengkonsumsi sejumlah besar makanan berkadar lemak tinggi sebagai "bahan bakar". Otot sayapnya juga membesar. Selama terbang, usus mereka akan mengerut sepertiga dan hatinya mengecil. Selain meringankan beban tubuh saat terbang, lemak dari organ tubuh yang mengecil itu digunakan sebagai sumber energi tambahan. Begitu mereka tiba di tempat tujuan, organ tubuhnya kembali ke bentuk normal.

Kekuatan tubuh burung pengembara ini hebat, tapi lebih hebat lagi kerja alat-alat inderanya. Tentu saja ini hanya bisa dilihat di laboratorium. Selama perjalanan jauh, semua burung pengembara mengembangkan apa yang disebut siaga kembara Hal ini digunakan walau burung  berada di kandang. Kemampuan ini  tampak menonjol pada burung yang biasa terbang malam. Aktivitas ini menjadi ukuran daya mengembara burung itu. Makin besar daya itu, makin jauh perjalanan yang dia lakukan. Mengenai waktu yang tepat untuk beristirahat atau berhenti dan mengakhiri perjalanan, itu menjadi tugas jam tubuh yang sudah diatur sepanjang hari.

Sumber: Sumarwan, dkk.. 2006. Ilmu Pengetahuan Alam SMP Jilid 3B Kelas IX. Jakarta: Erlangga

Read More

Sistem Ekskresi pada Manusia

Metabolisme menghasilkan energi dan zat yang berguna bagi tubuh. Selain itu, metabolisme juga menghasilkan zat-zat sisa (sampah) yang tidak diperlukan oleh tubuh. Zat-zat sisa ini harus dikeluarkan dari dalam tubuh karena dapat meracuni dan berbahaya bagi tubuh. Proses pengeluaran zat-zat sisa dari dalam tubuh disebut ekskresi. Alat-alat yang berfungsi melakukan ekskresi antara lain ginjal, paru-paru, kulit, dan hati.

GINJAL

Sebagian besar produk sisa metabolisme sel berasal dari perombakan protein, misalnya amonia dan urea. Kedua senyawa tersebut beracun bagi tubuh dan harus dikeluarkan secara teratur dari tubuh. Pengeluaran zat tersebut dilakukan oleh ginjal dan hasil pengeluarannya berupa air seni (urin).

Struktur Ginjal

Di dalam tubuh kita ada sepasang ginjal. Kedua ginjal terletak di sebelah kiri dan kanan ruas tulang pinggang di dalam rongga perut. Letak ginjal kiri lebih tinggi daripada ginjal kanan. Ginjal berwarna merah keunguan dan bentuknya seperti kacang merah. Massa kedua ginjal sekitar 120-150 gram dan dilindungi oleh lapisan lemak yang tebal.

Ginjal terdiri atas tiga bagian, yaitu kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medula), dan rongga ginjal (pelvis ginjal). Tiap-tiap ginjal tersusun atas sekitar satu juta unit penyaring kecil yang disebut nefron. Proses penyaringan darah terjadi pada bagian kulit ginjal. Di dalam kulit ginjal terdapat ratusan ribu badan Malpighi iyang terdiri atas glomerulus (anyaman pembuluh darah kapiler) dan kapsul Bowman. Glomerulus dikelilingi oleh kapsul Bowman yang bentuknya seperti cawan dan berdinding ganda.

Sumsum ginjal merupakan tempat berkumpulnya pembuluh-pembuluh halus dari kapsul Bowman. Pembuluh-pembuluh halus tersebut mengalirkan urin ke saluran yang lebih besar dan bermuara di rongga ginjal. Selanjutnya urin dialirkan melalui saluran ginjal (ureter) yang ditampung di dalam kantong kencing (kantong kemih). Jika kantong kemih banyak mengandung urin, dinding kantong tertekan sehingga otot melingkar pada pangkal kantong meregang. Akibat meregangnya otot melingkar tersebut, timbul rasa ingin buang air kecil. Selanjutnya, urin dikeluarkan melalui saluran kemih (uretra).

Cara Kerja Ginjal

Daerah yang banyak mengandung sisa metabolisme masuk ke ginjal melalui pembuluh nadi ginjal. Cairang yang keluar dari pembuluh darah masuk ke nefron. Nefron tersusun atas glomerulus dan kapsul Bowman.  Membran glomerulus dan kapsul Bowman bersifat permeabel terhadap molekul kecil dan ion. Air, gula, asam amino, dan urea terpisah dari darah kemudian menuju ke kapsul Bowman. Proses ini disebut filtrasi. Sebenarnya dari sekitar 180 liter air yang disaring oleh kapsul Bowman setiap hari, hanya satu liter air yang diekskresikan sebagai urin. Sebagian besar air diserap kembali di dalam pembuluh halus.

Cairan dari kapsul Bowman,menuju ke saluran pengumpul. Dalam perjalanannya, terjadi penyerapan kembali glukosa dan bahan-bahan lain oleh saluran darah. Peristiwa ini disebut reabsorpsi. Bahan-bahan seperti urea dan garam tidak direabsorpsi dan tetap berada di dalam tubulus. Bahan yang tidak direabsorpsi bergabung dengan air menjadi urin.

HATI

Hati terletak di dalam rongga perut sebelah kanan, di bawah sekat rongga dada atau diafragma. Hati merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh yang berwarna merah tua. Pada orang dewasa, beratnya kira-kira 2 kg. Hati disebut alat sekresi karena hati mengeluarkan empedu.

Empedu yang dihasilkan di hati akan ditampung dalam kantong empedu dan disalurkan ke usus dua belas jari melalui saluran empedu. Hati disebut juga alat ekskresi karena empedu yang dikeluarkan mengandug zat sisa yang berasal dari sel darah merah yang telah rusak dan dihancurkan di dalam limpa.

Sebagai alat ekskresi, hati juga mempunyai fungsi, yaitu:

*Menyimpan gula dalam bentuk glikogen

*Mengatur kadar gula dalam darah

*Menetralkan racun yang masuk ke dalam tubuh

*Tempat pembuatan protrombin dan fibrinogen

*Tempat pengubahan provitamin A menjadi vitamin A

Read More