Sekilas, ular bukanlah hewan yang tampak mampu berdiri tegak. Mereka tidak memiliki kaki, tidak memiliki tulang belakang yang kaku seperti tiang, dan tubuhnya sangat fleksibel sehingga mudah membengkok ke segala arah.
Namun kenyataannya, beberapa jenis ular mampu mengangkat tubuhnya hampir lurus ke atas dan mempertahankan posisi tersebut dalam waktu tertentu. Yang lebih mengejutkan, mereka bahkan bisa melakukannya sambil bertumpu pada cabang pohon yang sempit.
Pada beberapa spesies, hampir 70 persen tubuh ular dapat terangkat ke udara, sementara bagian tubuh lainnya tetap menempel pada permukaan sebagai penopang.
Bagian tubuh yang terangkat ini tetap hampir vertikal dan seimbang, meskipun ular tidak memiliki anggota tubuh untuk menjaga keseimbangan. Fenomena inilah yang menarik perhatian para ilmuwan.
**Kombinasi Fisika dan Kontrol Otot**
Para peneliti baru-baru ini mencoba memahami bagaimana ular mampu melakukan hal tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan ini bukan semata-mata soal kekuatan otot, tetapi merupakan kombinasi antara hukum fisika, kontrol otot yang presisi, dan kemampuan ular memahami posisi tubuhnya sendiri.
Penelitian ini dipimpin oleh L. Mahadevan dari Harvard University, yang timnya meneliti fisika di balik gerakan biologis. Studi tersebut menggabungkan pendekatan biologi, matematika, dan pemodelan mekanika untuk menjelaskan bagaimana ular mampu melakukan aksi keseimbangan yang tampak sangat rumit ini.
Mahadevan mengatakan bahwa perilaku ini sebenarnya dapat dijelaskan secara ilmiah. “Bagi sebagian orang ini mungkin seperti mimpi buruk, tetapi kini kami telah menganalisis secara matematis dan fisik strategi kontrol serta fisika tersembunyi yang memungkinkan ular menantang gravitasi,” ujar Mahadevan.
**Fungsi Evolutif: Berpindah Antar Cabang**
Kemampuan ini sering digunakan oleh ular yang hidup di pohon, seperti brown tree snake dan scrub python. Ketika berpindah dari satu cabang ke cabang lain, ular harus menjangkau celah di antara ranting.
Untuk melakukannya, ular mengangkat sebagian besar tubuhnya ke udara lalu menjulurkannya ke depan hingga mencapai cabang berikutnya.
Posisi ini sebenarnya terlihat sangat tidak stabil. Tubuh ular yang lunak dan fleksibel seharusnya mudah melengkung atau bahkan jatuh karena tarikan gravitasi. Namun, ular mampu mempertahankan posisi tersebut cukup lama untuk mencapai cabang tujuan.
**Strategi Kontrol di “Lapisan Batas”**
Saat para peneliti melacak gerakan ular secara detail, mereka menemukan sesuatu yang mengejutkan. Ular tidak membuat seluruh tubuhnya menjadi kaku ketika berdiri tegak.
Sebaliknya, sebagian besar kontrol terjadi pada area kecil di dekat pangkal tubuh, tepat di titik tempat tubuh ular mulai terangkat dari cabang atau permukaan tempat ia bertumpu.
Di bagian ini, tubuh ular membengkok dan otot-ototnya bekerja sangat aktif. Para peneliti menyebut area ini sebagai semacam “lapisan batas” (boundary layer).
Di atas zona tersebut, bagian tubuh ular yang menjulang ke atas tetap hampir lurus dan relatif stabil.
Strategi ini sangat efisien. Ketika tubuh berada dalam posisi hampir vertikal, gaya gravitasi hanya menghasilkan sedikit gaya pembengkokan. Dengan memusatkan usaha di pangkal tubuh saja, ular dapat menghemat energi untuk mempertahankan posisi tegaknya.
**Propriosepsi: Kemampuan Merasakan Posisi Tubuh**
Peneliti juga meneliti bagaimana ular mengoordinasikan otot-ototnya saat menjaga keseimbangan. Kunci utamanya adalah propriosepsi, yaitu kemampuan hewan untuk merasakan posisi dan bentuk tubuhnya sendiri.
Para ilmuwan membuat model matematika yang memperlakukan tubuh ular seperti filamen elastis aktif—struktur fleksibel yang dapat merasakan bentuknya sendiri dan merespons dengan kontraksi otot.
Dari model tersebut, muncul dua kemungkinan strategi kontrol. Strategi pertama: otot bereaksi terhadap lengkungan lokal pada tubuh dan membuat bagian tersebut lebih kaku. Strategi kedua: otot bekerja secara terkoordinasi di sepanjang tubuh untuk mengurangi total energi yang dibutuhkan.
Kedua metode ini menghasilkan postur berbentuk huruf S yang sering terlihat pada ular yang berdiri tegak. Namun, strategi koordinasi otot ternyata membutuhkan energi yang jauh lebih sedikit.
**Menjaga Keseimbangan: Tantangan Sesungguhnya**
Menariknya, penelitian ini menunjukkan bahwa mengangkat tubuh bukanlah bagian tersulit bagi ular. Yang jauh lebih sulit adalah menjaga keseimbangan setelah tubuh berada dalam posisi tegak.
Para peneliti menemukan bahwa gaya otot yang dibutuhkan untuk mengangkat tubuh sebenarnya tidak terlalu besar. Namun, gaya yang lebih kuat diperlukan untuk mencegah tubuh ular terguling ketika gravitasi terus menariknya keluar dari keseimbangan.
Hal inilah yang menjelaskan mengapa ular yang berdiri tegak sering terlihat sedikit bergoyang. Gerakan kecil tersebut sebenarnya merupakan penyesuaian terus-menerus yang dilakukan ular untuk menjaga stabilitas tubuhnya.
**Inspirasi untuk Teknologi Robot**
Penelitian ini tidak hanya menjelaskan perilaku unik pada ular, tetapi juga membuka peluang bagi bidang rekayasa teknologi. Robot yang terbuat dari material fleksibel sering mengalami kesulitan menjaga stabilitas ketika harus menjangkau ke atas atau ke depan.
Dengan memahami bagaimana ular memusatkan kontrol hanya pada satu bagian tubuhnya, para insinyur bisa merancang mesin yang lebih efisien dan stabil.
Penulis utama studi ini, Ludwig Hoffmann, mengatakan bahwa strategi ini dapat menjadi inspirasi bagi teknologi masa depan. “Dengan memusatkan kontrol pada bagian yang paling penting, para insinyur dapat belajar membangun mesin yang sekaligus efisien dan tangguh,” kata Hoffmann.
**Solusi Sederhana untuk Masalah Kompleks**
Pada akhirnya, alam sering menemukan solusi sederhana untuk masalah fisika yang rumit. Dalam kasus ular yang dapat berdiri tegak, rahasianya terletak pada memusatkan usaha di titik yang paling menentukan, sementara bagian tubuh lainnya tetap hampir diam.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Journal of The Royal Society Interface.
Temuan ini menunjukkan bahwa kemampuan
Sumber: Kompas.com
Buku Terkait: