Jika ada kompetisi "lempar tinja terjauh" di Olimpiade satwa, penguin pasti menjadi kandidat kuat peraih medali emas. Burung laut yang menggemaskan namun menyimpan kejutan ini memiliki kemampuan unik untuk melontarkan kotorannya dengan jarak yang mencengangkan, bahkan hampir dua kali lipat panjang tubuhnya sendiri. Fenomena aneh tapi nyata ini telah menarik perhatian para ilmuwan, mendorong mereka untuk meneliti secara mendalam mekanisme di balik "senjata" biologis penguin ini. Mereka berusaha menghitung seberapa besar kekuatan yang dihasilkan oleh rektum penguin yang relatif kecil, serta seberapa jauh kotoran tersebut dapat meluncur di udara.
Lebih dari satu dekade lalu, tepatnya pada tahun 2003, sekelompok ilmuwan telah melakukan studi awal mengenai tekanan yang dibutuhkan oleh penguin dagu (Pygoscelis antarcticus) dan penguin Adelie (Pygoscelis adeliae) untuk mengeluarkan kotoran mereka. Penelitian tersebut difokuskan pada lintasan horizontal, yang dianggap sebagai arah buang air besar paling umum pada kedua spesies penguin tersebut. Hasil penelitian ini, yang diterbitkan dalam jurnal Polar Biology, tidak hanya memberikan wawasan ilmiah yang menarik, tetapi juga menghibur, sehingga para penulisnya dianugerahi Penghargaan Ig Nobel pada tahun 2005 untuk kategori dinamika fluida. Penghargaan ini diberikan untuk penelitian ilmiah yang awalnya membuat orang tertawa, tetapi kemudian membuat mereka berpikir.
Namun, rasa ingin tahu ilmiah tidak pernah padam. Pada tanggal 2 Juli 2020, sebuah tim peneliti lain menerbitkan sebuah studi baru di situs pracetak arXiv, yang menganalisis lintasan feses yang berbeda pada penguin Humboldt (Spheniscus humboldti). Spesies penguin ini memiliki kebiasaan buang air besar dalam bentuk busur menurun, menjauhi sarang mereka yang biasanya terletak di dataran tinggi. Perbedaan lintasan ini memunculkan pertanyaan baru dan menantang para ilmuwan untuk menggali lebih dalam mekanisme pelemparan tinja penguin.
Tim ilmuwan yang baru ini tidak hanya mengamati, tetapi juga melakukan perhitungan ulang terhadap tekanan internal di dalam usus dan rektum penguin, dengan mengoreksi viskositas kotoran dan memperhitungkan hambatan udara di sepanjang lintasan lengkung. Hasilnya, mereka menemukan bahwa gaya yang bekerja bahkan lebih ekstrem dari yang diperkirakan sebelumnya. Tekanan diukur dalam satuan kilopascal (kPa), di mana 1 kPa setara dengan 1.000 newton per meter persegi. Dalam studi baru ini, para ilmuwan menghitung bahwa tekanan yang dihasilkan di rektum penguin yang sedang buang air besar mencapai 28,2 kPa, sekitar 1,4 kali lipat dari perkiraan dalam studi tahun 2003. Temuan ini menunjukkan bahwa kekuatan yang terlibat dalam proses pelemparan tinja penguin jauh lebih besar dari yang diperkirakan sebelumnya.
"Saya terkejut dengan tekanan rektal penguin yang sangat kuat," kata Hiroyuki Tajima, asisten profesor di Departemen Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Kochi di Jepang, yang juga merupakan penulis utama studi tersebut. Kekaguman Tajima ini mencerminkan betapa menakjubkannya adaptasi biologis yang dimiliki oleh penguin.
Meskipun penguin Humboldt hanya memiliki tinggi sekitar 71 cm, para ilmuwan menemukan bahwa burung tersebut dapat menghasilkan energi pendorong tinja yang cukup untuk melontarkan ‘bom’ tinja dengan kecepatan hampir 8 km/jam, dan mendarat hingga jarak 134 cm. Untuk memberikan perspektif yang lebih jelas, Tajima mengilustrasikan bahwa pencapaian ini setara dengan manusia dewasa yang menembakkan tinja mereka hingga jarak lebih dari 3 meter. Bayangkan kekuatan dan tekanan yang dibutuhkan untuk mencapai hal tersebut!
Victor Benno Meyer-Rochow, penulis utama studi tahun 2003, menyatakan bahwa dia sangat senang bahwa peneliti lain telah mengambil idenya untuk meneliti kotoran penguin. Hal ini menunjukkan bahwa penelitian ilmiah adalah sebuah proses berkelanjutan, di mana penemuan-penemuan baru dibangun di atas fondasi pengetahuan yang telah ada sebelumnya. Meyer-Rochow juga mengapresiasi pendekatan baru yang digunakan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Tajima.
Studi baru ini menggambarkan bahwa penguin mengeluarkan feses melengkung ke atas sebelum turun, sebuah fenomena yang belum pernah diamati oleh Benno Meyer-Rochow dan rekannya pada penguin Adélie. Perbedaan ini mungkin disebabkan oleh perbedaan spesies, lingkungan, atau bahkan perbedaan dalam metode pengamatan.
"Namun demikian, tentu saja ada kemungkinan kami melewatkannya atau penguin-penguin ini terkadang melakukannya ketika mereka berdiri di atas batu yang tidak rata dan/atau membungkuk ke depan lebih dari yang kami amati," ujar Benno Meyer-Rochow, dengan sikap rendah hati seorang ilmuwan sejati. Pernyataan ini menekankan pentingnya pengamatan yang cermat dan berkelanjutan dalam penelitian ilmiah.
Lebih lanjut, Meyer-Rochow menjelaskan bahwa burung pemakan daging atau ikan biasanya buang air besar dengan lebih kuat daripada burung pemakan biji-bijian. Hal ini mungkin disebabkan karena kotoran burung pemakan daging mengandung asam urat yang lebih tinggi dan dapat mengiritasi. Oleh karena itu, tekanan yang lebih kuat diperlukan untuk mengeluarkan kotoran tersebut dari tubuh.
Meskipun semburan kotoran membantu penguin menjaga sarang mereka tetap rapi, tekanan tinggi yang dikeluarkan penguin menimbulkan bahaya pekerjaan bagi pengasuh penguin di kebun binatang dan akuarium, lapor para penulis studi. Temuan ini memiliki implikasi praktis yang signifikan bagi para profesional yang bekerja dengan penguin.
Oleh karena itu, temuan mereka memiliki sisi praktis, membantu para ahli satwa liar yang merawat penguin untuk membangun ‘zona aman’ sehingga mereka dapat tetap berada jauh dari jangkauan penguin selama burung-burung tersebut buang air besar secara tiba-tiba. Dengan memahami mekanisme dan jangkauan pelemparan tinja penguin, para pengasuh dapat mengambil langkah-langkah pencegahan yang diperlukan untuk melindungi diri mereka sendiri.
Penelitian ini tidak hanya memberikan wawasan baru tentang biologi dan perilaku penguin, tetapi juga menyoroti pentingnya penelitian yang mungkin tampak aneh atau tidak penting pada pandangan pertama. Terkadang, penemuan-penemuan yang paling menarik dan bermanfaat berasal dari penelitian yang tidak konvensional.
Selain itu, studi ini juga menekankan pentingnya kerjasama dan kolaborasi dalam penelitian ilmiah. Tim peneliti yang dipimpin oleh Tajima membangun di atas penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Meyer-Rochow dan rekannya, menunjukkan bahwa penelitian ilmiah adalah sebuah proses kumulatif di mana pengetahuan dibangun dari waktu ke waktu.
Secara keseluruhan, penelitian tentang kemampuan penguin untuk melemparkan tinja mereka adalah contoh yang menarik tentang bagaimana rasa ingin tahu ilmiah dan penelitian yang cermat dapat mengungkap fakta-fakta yang menakjubkan tentang dunia di sekitar kita. Dari perhitungan tekanan rektal hingga implikasi praktis bagi pengasuh penguin, penelitian ini memberikan kontribusi yang berharga bagi pemahaman kita tentang kehidupan penguin dan dunia alam secara keseluruhan. Lebih dari itu, penelitian ini mengingatkan kita bahwa bahkan hal-hal yang paling sederhana dan menjijikkan pun dapat menjadi sumber inspirasi dan penemuan ilmiah yang luar biasa. Jadi, lain kali Anda melihat penguin, ingatlah bahwa di balik penampilannya yang lucu dan menggemaskan, terdapat sebuah mesin pelempar tinja yang luar biasa.