Jika Semut Dapat Tumbuh Sebesar Manusia, Akankah Dia Memiliki Kekuatan Super?

Singkatnya tidak.

Imajinasi kita dengan film-film superhero tentang serangga yang terkena paparan radioaktif dapat bermutasi menjadi serangga raksasa yang memiliki kekuatan super, membuat saya bertanya, dapatkah ini terjadi di dunia nyata?

Seekor semut dapat mengangkat sekitar beban 20 kali lebih berat daripada berat badannya sendiri, dan seekor kutu dapat melompat setinggi 40 kali lebih tinggi daripada tinggi badannya sendiri dalam satu kali lompatan.

Seandainya serangga-serangga ini tiba-tiba berubah wujud menjadi sebesar manusia, mungkin dia akan kehilangan “kekuatan super” yang dia miliki saat berukuran seperti sediakalanya. Mengapa bisa terjadi? Ini dia sebabnya

Kaki seekor semut dapat dianggap sebagai silinder, kekuatan kaki semut sesuai proporsional dengan daerah tampang lintang dari silinder tersebut. Manusia juga demikian. Kekuatan kaki manusia sebanding dengan daerah tampang lintang dari tulang dan otot di kaki.

Kita tahu luas penampang silinder adalah lingkaran, yaitu setara dengan πr² , dimana r adalah panjang jari-jarinya.  Jika katakanlah semut ini berubah ukuran menjadi 3 kali lebih besar. Maka daerah tampang lintang ini bertambah luas dengan faktor 9 kali, yang artinya juga kekuatan kaki semut meningkat menjadi 9 kali lebih kuat.

Bagaimana dengan massanya saat  semut berukuran 3 kali lipat?

Kita dapat mensederhanakan ini dengan menganggap isi tubuh semut dengan sebuah ruang. Massa semut sebanding dengan volume semut tersebut. Volume sebuah ruang misalnya bola setara dengan 4/3πr³. Lihatlah jari-jari mengandung pangkat 3, maka saat semut berukuran 3 kali lipat lebih besar, yang terjadi adalah volumenya bertambah 27 kali lipat lebih besar, yang berarti massa semut juga 27 kali lebih besar.

Dikarenakan volume organisme meningkat jauh lebih cepat daripada luas daerah tampang lintang di bagian tubuhnya, berarti massa organisme tersebut juga meningkat jauh lebih cepat daripada kekuatan organisme.

Mari bayangkan jika seekor semut membesar ukurannya menjadi 50 kali lipat, daerah tampang lintang kaki semut meningkat sehingga kekuatannya meningkat 2500 kali. Maka volume semut yang juga massanya meningkat sebesar 125.000 kali lipat!

Semut ini akan menjadi sangat berat, namun peningkatan kekuatannya tidak sesuai dengan peningkatan massanya. Hasilnya, kaki semut ini mungkin tidak akan mampu menyangga berat badannya sendiri.

Paling hebat, semut ini akan menjadi sekuat manusia yang berukuran sama. Kutu yang bisa melompat sangat tinggi dalam satu kali lompatan paling-paling hanya bisa melompati pagar kecil jika ia berukuran sebesar manusia.

Hubungan antara kekuatan dengan daerah tampang lintang tulang dan otot, massa dengan volume, menjelaskan mengapa gajah dan hewan besar lainnya berbentuk bulky –tidak ada yang bentuknya mirip serangga.

Gajah memiliki kaki-kaki yang tebal, karena dia memerlukan kekuatan daerah tampang lintang yang besar untuk menyangga massa tubuhnya yang besar. Kuda nil dan badak memiliki kaki-kaki yang sma besarnya untuk menyangga berat mereka. Kaki seekor jerapah lebih kecil dan kurus, tetapi badan jerapah juga tidak sebulky badan gajah atau kuda nil.

Juga ada faktor lain mengapa semut tidak akan memiliki kekuatan super jika ia berukuran sebesar manusia, yaitu terkait kebutuhan metabolisme –penggunaan energi- yang meningkat sebanding dengan peningkatan volume tubuh.

Singkatnya kemampuan organisme untuk mendapat atau melepas energi panas tidak sebanding dengan kebutuhan metabolisme saat dia membesar, karena luas permukaan tubuhnya yang kalah meningkat dibanding besar volumenya. Akibatnya semut bisa jadi terbakar karena dia tidak bisa melepas panas tubuhnya dengan cepat.

Hewan besar seperti gajah dapat bermetabolisme dengan baik dengan ukuran tubuhnya yang besar karena memiliki struktur pendukung, seperti kupingnya yang lebar berisi pembuluh darah yang dia gunakan untuk pendingan dan pemanasan tubuh.

Demikianlah, kita tidak memiliki semut yang dapat membesar atau mengecil secara dramatis dengan kekuatan super. Karena faktor geometri, ukuran tubuh, kekuatan dan metabolismenya. Namun kita ada contoh hewan lain yang berukuran besar.

Walaupun begitu, telah jelas jika alam memelihara potensi ketidakseimbangan apakah seharusnya organisme tertentu berukuran lebih kecil atau jauh lebih besar daripada ukurannya sekarang. Sekedar meyakinkan ya? Tidak perlu khawatir, tidak akan ada monster serangga raksasa yang akan menguasai Bumi.

Tulisan ini adalah kiriman dari penulis. Kamu juga bisa membuat tulisanmu sendiri di Saintif dengan bergabung di Saintif Community.