Skutoida, Bangun Ruang Baru Temuan Ilmuwan.

Bagi sobat sains penggemar biologi dan geometri, ada berita menarik. Bulna Juli kemarin, para ilmuwan berhasil menemukan bentuk bangun ruang baru yang diberi nama skutoida. Kayak gimana sih?

Sobat sains masih ingat jaringan epitel? Jaringan ini terdiri dari sekumpulan sel sejenis yang melapisi permukaan tubuh dan bagian dalam rongga tubuh. Seperti apa bentuknya?

Apakah kalian menjawab kubus, balok, atau silinder? kalian tidak salah. Biasanya jaringan epitel memiliki bentuk tersebut. Di matematika, bentuk-bentuk ini disebut prisma, bangun ruang dengan alas dan tutup yang sama. Para ahli biologi pun meyakininya dan bentuk ini sudah terbukti secara eksperimen. Tapi asumsi bentuk ini mengabaikan sebuah faktor penting.

Gambar 1 Jaringan epitel datar umumnya berbentuk prisma dengan permukaan lingkaran, segiempat, atau sembarang (kiri). Pada jaringan epitel melengkung diasumsikan bentuknya limas terpancung/ frustum (kanan).

Jaringan epitel berbentuk prisma kalau jaringan tersebut datar. Padahal, banyak bagian tubuh yang memiliki jaringan epitel yang melengkung. Pada jaringan melengkung, ilmuwan belum bisa memecahkan apa bentuk sel-sel pada jaringan epitel. Tebakan bentuk yang paling mungkin adalah limas terpotong. Namun bentuk ini bertentangan dengan beberapa keadaan pada jaringan epitel.

Sampai pada bulan Juli lalu, akhirnya ilmuwan menemukan bentuk yang menggambarkan bentuk sel pada jaringan epitel melengkung. Kerennya, ternyata bentuk ini belum masuk pada jenis bentuk apapun, alias bentuk yang belum ditemukan sebelumnya. Kerennya lagi, hasil penelitian ini berkat kerja sama dari ahli biologi, fisikawan, matematikawan, serta ahli komputasi.

Gambar 2 Contoh bentuk skutoida dengan sisi segilima dan segienam (bawah). Bentuk dua skutoida apabila disatukan (atas)

Bentuk ini terdiri dari alas dan tutup yang berbeda segi. Beberapa rusuknya membentuk “tiang” seperti pada prisma, tapi salah satu rusuknya bercabang membentuk huruf “Y”. Bentuk ini didapat dengan asumsi bentuk dinding akan mencari keadaan energi terendah, konsep yang sama yang membuat gelembung berbentuk bulat. Dengan asumsi ini dan simulasi komputer, didapatlah bentuk skutoida. Nama skutoida sendiri terinspirasi dari bentuk toraks kumbang yang bernama skutelum.

Dengan semakin berkembangnya rekayasa pada biologi, penemuan bentuk ini dapat membantu teknisi biologi untuk membuat jaringan buatan yang sama dengan jaringan di alam. Dengan bentuk ini juga kita dapat mengetahui bentuk pengepakan benda yang paling efisien, sehingga di masa depan dapat menjadi inspirasi desain pengepakan barang.

Lagi-lagi manusia belajar dari alam.

Sumber:

Gómez-Gálvez, Pedro; et al (2018). “Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia”. Nature Communications. 9 (1).