Bernafas atau tidak bernafas, itulah pertanyaannya.
Apa yang akan terjadi jika Anda tenggelam di kolam yang suhu airnya berada di atas titik beku dan permukaannya ditutup oleh es selama 100 hari?
Yah, jelas Anda akan mati.
Hal itu terjadi karena Anda tidak seperti kura-kura yang bersuhu dingin. Ditambah, Anda tidak bisa bernapas melalui pantat Anda.
Tapi kura-kura bisa, dan ini salah satu alasan mengapa kura-kura luar biasa.
Cuaca dingin melambat
Sebagai makhluk ektoterm–hewan yang mengandalkan sumber panas eksternal–suhu tubuh kura-kura mengikuti suhu lingkungannya. Jika air kolam adalah 1 derajat Celsius, begitu juga tubuh kura-kura.
Tapi kura-kura memiliki paru-paru dan mereka juga menghirup udara. Jadi, bagaimana cara mereka bertahan hidup di kolam dingin yang tertutup permukaan es yang menghalangi mereka mendapatkan udara? Jawabannya terletak pada hubungan antara suhu tubuh dan metabolisme.
Kura-kura dalam air dingin memiliki metabolisme yang lambat. Semakin dingin, metabolismenya semakin lambat, yang berarti kebutuhan energi dan oksigen menjadi lebih rendah.
Ketika kura-kura berhibernasi, mereka bergantung pada energi yang tersimpan dan mengambil oksigen dari air kolam dengan mengarahkannya melalui permukaan tubuh dengan pembuluh darah. Dengan cara ini, mereka bisa mendapatkan oksigen yang cukup untuk mendukung kebutuhan minimal mereka tanpa menggunakan paru-paru. Kura-kura memiliki satu area yang memiliki banyak pembuluh darah–yakni pantat mereka.
Saya tidak bercanda, kura-kura benar-benar dapat bernapas melalui pantat mereka. (Istilah teknisnya adalah respirasi kloaka.)
Tidak beku, hanya dingin
Manusia, tidak seperti kura-kura, adalah endoterm, makhluk yang perlu memberi energi pada tubuh dengan makanan untuk menghasilkan panas tubuh dan mempertahankan suhu konstan agar tetap hidup dan sehat.
Saat cuaca dingin, kita memakai banyak pakaian untuk mempertahankan panas metabolik dan tetap hangat. Untuk memasok permintaan tinggi dari sistem metabolisme kita, manusia memerlukan paru-paru untuk mendapatkan oksigen yang cukup.
Bagi manusia, perubahan suhu tubuh umumnya merupakan pertanda penyakit, bahwa ada sesuatu yang salah. Ketika suhu tubuh kura-kura berubah, itu hanya karena lingkungan menjadi lebih hangat atau lebih dingin.
Meski demikian bahkan ektoterm memiliki keterbatasan. Dengan sangat sedikit pengecualian (misalnya kura-kura kotak), kura-kura dewasa tidak dapat selamat dari suhu beku; mereka tidak dapat bertahan hidup dengan kristal es di badan mereka. Inilah sebabnya kura-kura air tawar berhibernasi dalam air, di mana suhu tubuh mereka relatif stabil dan tidak akan turun di bawah titik beku.
Air merupakan penyangga suhu; yang memiliki panas spesifik yang tinggi, yang berarti dibutuhkan banyak energi untuk dapat mengubah suhu air. Suhu air kolam tetap cukup stabil selama musim dingin dan ektoterm yang berada di air akan memiliki suhu tubuh yang sama stabilnya. Udara, di sisi lain, memiliki kapasitas panas yang rendah sehingga suhunya berfluktuasi, dan dapat menjadi terlalu dingin untuk kelangsungan hidup kura-kura.
Otot yang kram
Kolam yang permukaannya tertutup es memberikan dua masalah bagi kura-kura: mereka tidak dapat muncul ke permukaan untuk bernafas, dan hanya sedikit oksigen baru yang masuk ke dalam air. Selain itu, terdapat juga makhluk-makhluk lain di kolam yang menghirup oksigen yang berasal dari tanaman air selama musim panas.
Selama musim dingin, saat banyak oksigen dipakai, kadar oksigen kolam menjadi rendah atau anoksik (kehabisan oksigen). Beberapa kura-kura dapat menangani kolam dengan kandungan oksigen rendah–beberapa lainnya tidak.
Kura-kura penggigit dan kura-kura berwarna dapat bertahan dalam situasi yang penuh tekanan ini dengan mengganti sistem metabolisme mereka ke metabolisme yang tidak membutuhkan oksigen. Kemampuan ini luar biasa, tapi bisa berbahaya, bahkan mematikan, jika berlangsung terlalu lama, karena asam menumpuk di jaringan tubuh mereka sebagai akibat dari pergantian metabolisme ini.
Berapa lama “terlalu lama”? Baik kura-kura penggigit maupun kura-kura berwarna dapat bertahan hidup di air dingin di laboratorium selama lebih dari 100 hari. Kura-kura berwarna adalah juara dalam hal bertahan hidup dari keadaan anoksia. Mereka memindahkan kalsium dari cangkangnya untuk menetralkan asam, dengan cara yang sama kita menggunakan antasida yang mengandung kalsium untuk perut mulas kita.
Pada musim semi, ketika kura-kura anaerob bangun dari hibernasi, tubuh mereka pada dasarnya kram semua. Ini seperti ketika Anda melakukan perjalanan yang berat–tubuh Anda beralih ke metabolisme anaerob, asam laktat menumpuk dan Anda mengalami kram. Kura-kura sangat ingin berjemur di bawah sinar matahari untuk menaikkan suhu tubuh mereka, sehingga meningkatkan metabolisme dan menghilangkan produk sampingan berupa asam.
Dan sulit untuk bergerak ketika mereka begitu kram, sehingga mereka sangat rentan terhadap predator dan bahaya lainnya. Munculnya musim semi bisa menjadi waktu yang berbahaya bagi kura-kura lesu ini.
Kura-kura melacak cuaca dingin
Ahli biologi lapangan cenderung meneliti selama musim semi dan musim panas, ketika hewan-hewan paling aktif. Tapi di Ontario yang musim dinginnya panjang banyak spesies kura-kura yang tidak aktif selama setengah dari kehidupan mereka.
Memahami apa yang mereka lakukan dan butuhkan selama musim dingin sangat penting untuk konservasi dan perlindungan habitat mereka, terutama mengingat bahwa dua pertiga spesies kura-kura berisiko punah.
Kelompok penelitian saya telah memantau beberapa spesies kura-kura air tawar selama hibernasi mereka. Kami menempelkan perangkat kecil yang mengukur suhu ke kulit kura-kura dan memungkinkan kami untuk melacak mereka di bawah permukaan es.
Kami telah menemukan bahwa semua spesies memilih untuk hibernasi di lokasi lahan basah yang sedikit di atas titik beku, dan mereka bergerak berkeliling di bawah permukaan es, mereka berhibernasi dalam kelompok dan kembali ke tempat yang sama di musim dingin setelah musim dingin.
Terlepas dari semua penelitian ini, masih sangat sedikit yang kita ketahui tentang kehidupan kura-kura.
Jadi, saya melakukan apa yang akan dilakukan oleh seperti ahli biologi lainnya: saya mengirim mahasiswa saya untuk melakukan penelitian lapangan pada suhu -25 derjat Celsius. Kami bukan ahli biologi yang penelitiannya terbatas pada cuaca yang bagus saja.
Selain itu, ada keindahan yang tak tertandingi selama musim dingin di Kanada, terutama ketika Anda membayangkan semua kura-kura yang mengagumkan di bawah permukaan es, bernafas melalui pantat mereka.
Artikel ini diterjemahkan dari bahasa Inggris oleh Muhammad Gaffar.