TEORI TERBANG DAN SISTEM SAYAP PADA LEBAH

TEORI TERBANG DAN SISTEM SAYAP PADA
LEBAH

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah
Entomologi

Dosen:
Dr. H. Uus Toharudin, M.Pd.
Ida Yayu Nurul Hizqiyah, S.Pd., M.Si.

Saiman Rosamsi, M.Pd.

Disusun oleh:
Rania Khusnul Hasanah Sidik 185040032
Shiva Fatimah Putri Dea Ismy 185040041

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS PASUNDAN
2022

TEORI SAYAP DAN GAYA TERBANG PADA LEBAH

Para evolusionis menyatakan bahwa serangga mulai
terbang sejak 300 juta tahun yang lalu. Meski demikian, mereka
tidak mampu memberikan jawaban tuntas terhadap
pertanyaan−pertanyaan mendasar seperti: bagaimana caranya
serangga pertama membentuk sayap−sayapnya, memulai
terbang, dan bisa diam di udara?

Padahal, rancangan sempurna pada sayap serangga tidak
meninggalkan ruang bagi kejadian kebetulan. Dalam artikel
berjudul "The Mechanical Design of Insect Wings (Rancang Gerak
Sayap Serangga)," Ahli biologi Inggris Robin Wootton menulis:

“Makin baik kita memahami guna sayap−sayap serangga,
makin canggih dan indah rancangannya terlihat…
Bentuk−bentuknya umumnya dirancang dengan cacat sekecil
mungkin; cara kerjanya dirancang untuk menggerakkan
bagian−bagian rancangannya dengan cara yang terencana.
Sayap−sayap serangga menggabungkan kedua hal ini menjadi
satu, dengan menggunakan bagian−bagian rancangan dari
beragam bahan lentur, yang terangkai secara sempurna untuk
memungkinkan perubahan bentuk dalam menanggapi kekuatan
yang tepat dan untuk menghasilkan pemanfaatan udara sebaik
mungkin. Mereka malah sudah lebih dahulu mempunyainya, jika
memang ada kesesuaiannya dengan teknologi.”

SERANGGA LEBAH

Sumber: rekoforest.org
Lebah merupakan sekelompok besar serangga yang
dikenal karena hidupnya berkelompok meskipun sebenarnya
tidak semua lebah bersifat demikian. Semua lebah masuk dalam
suku atau familia Apidae (ordo Hymenoptera: serangga bersayap
selaput). Di dunia terdapat kira−kira 20.000 spesies lebah dan
dapat ditemukan di setiap benua, kecuali Antartika.
Sebagai serangga, ia mempunyai tiga pasang kaki dan dua
pasang sayap. Lebah membuat sarangnya di atas bukit,
di pohon kayu dan pada atap rumah. Sarangnya dibangun dari
propolis (perekat dari getah pohon) dan malam yang diproduksi
oleh kelenjar−kelelenjar lebah betina yang masih muda terdapat
dalam badannya. Lebah memakan nektar bunga dan serbuk sari.

Lebah bermetamorfosis secara sempurna atau dikenal
dengan holometabola. Ratu lebah akan meletakkan telur pada
sel atau sarang. Lalu, telur akan berubah menjadi larva. Lebah
pekerja akan memberi larva makan dalam sel atau sarang. Larva
tersebut menjadi besar dan akan berubah menjadi pupa. Pada
fase ini bagian tubuh lebah mulai terbentuk. pupa yang telah
berubah menjadi lebah dewasa akan keluar dari sarang.
 Koloni

Dalam suatu kelompok (disebut "koloni") terdapat tiga
"kasta", yaitu:
o Lebah Ratu, berjenis kelamin betina merupakan induk

semua lebah dalam satu koloni dalam satu koloni hanya
satu ekor lebah ratu.
o Lebah Betina, dikenal sebagai lebah pekerja jumlah lebah
pekerja bisa mencapai puluhan ribu, 30.000 ekor lebah dan
yang bibit unggul bisa mencapai sampai 60.000 ekor lebah.
o Lebah Jantan, jumlahnya hanya ratusan ekor lebah. Seekor
lebah yang mengumpulkan serbuk sari.

Setiap kasta lebah mempunyai tugas masing−masing.
Lebah ratu hanya satu ekor dalam setiap koloni dan mengawal
semua kegiatan lebah betina dan lebah jantan.
Komposisi kromosomnya diploid sehingga dapat menghasilkan
keturunan. Badannya lebih besar karena sejak masih dalam
bentuk larva ia diberi makan royal jelly yang kaya
akan vitamin dan gizi.
 Pembagian Tugas

Sumber: http://medium.com/

Tugas utama ratu lebah adalah bertelur selama hidupya,
berjenis kelamin betina, perkawinan ratu lebah ini hanya sekali
seumur hidup, perkawinan dilakukan dengan cara terbang tinggi
diangkasa pada cuaca cerah dan pejantan yang bisa
mengejarnya akan dapat mengawini sang ratu lebah, pejantan
yang berbahagia itu tidak lama akan mati karena testisnya lepas
dan tertanam pada ovarium ratu lebah. Lebah ratu yang aktif
mampu bertelur kira−kira 2.000 butir telur sehari. Makanan ratu

merupakan sari madu (royal jelly), harapan hidup lebah ratu ialah
tiga tahun.

Lebah jantan bertugas mengawini lebah ratu muda yang
masih perawan jika akan membentuk koloni baru dan akan mati
setelah kawin. Lebah jantan merupakan lebah dari telur tak
terbuahi yang diberi makanan nektar dan madu biasa (bukan
"royal jelly"). Jumlah lebah jantan ini jumlahnya hanya ratusan.

Tugas lebah pekerja berjenis kelamin betina tugasnya
mengumpulkan serbuk sari dan nektar. Madu merupakan produk
hasil pengolahan makanan nektar yang dimuntahkan kembali
dari dalam tubuhnya dan disimpan dalam sarang lebah untuk
makanan cadangan, makanan madu ini juga
untuk larva dan pupa. Ada juga lebah betina yang bertugas
membersihkan sarang dan merawat telur dan anak−anak lebah.
Harapan hidup lebah pekerja ialah tiga bulan atau lebih sedikit
makanan utama lebah pekerja ini adalah madu.

Lebah pekerja terbentuk dari telur yang terbuahi dari
sperma yang tersimpan dalam ovarium yang jumlahnya
mencapai jutaan sperma, jenis kelaminnya sama dengan ratu
lebah bedanya lebah pekerja ini dari mulai telur menetes menjadi
larva dan setererusnya makanannya madu biasa sedangkan ratu
lebah mulai dari telur menetas menjadi larva sampai akhir hayat
makanannya sari madu (royal jelly). Apabila kesuburan
reproduksi telur sudah berkurang atau usia ratu sudah tua maka
secara naluri lebah pekerja mengadakan regenerasi
pembentukan koloni baru dan mencari telur−telur yang terbaik,
jika sudah menetas menjadi larva diberi makan sari madu (royal

jelly) atau ada yang menyebutnya susu ratu kerena warnanya
putih seperti warna susu jumlahnya biasanya lebih dari satu calon
ratu, sarangnya paling besar dan paling menonjol lebih panjang
dari sarang lebah pekerja, terletak paling bawah sarang.

Lebah pekerja bisa bertelur dan telurnya dapat menetas
jika koloni lebah kehilangan ratunya maka secara alami sesuai
naluri lebah betina akan bertelur dan yang lahir dari telur lebah
pekerja ini semuanya berjenis kelamin jantan karena dari telur
yang tak terbuahi, lebah pekerja tidak pernah dikawini oleh lebah
jantan.

Seringkali dalam film−film animasi, jika lebah−lebah
diambil madu yang mereka produksi mereka diambil, mereka
akan marah. Kemarahan lebah bisa disebabkan karena terganggu
dan terkejutnya koloni itu, bisa juga karena sifat agresif
kelompok lebah itu. Untuk budidaya peternakan lebah madu
dipilih dari koloni yang jinak dan tidak agresif. Madu dari hasil
peternakan lebah ini biasanya untuk komersil bisa juga untuk
kebutuhan sendiri. Terdapat pula lebah yang hidup menyendiri,
tidak dalam kelompok. Jenis lebah yang demikian disebut
lebah soliter.
 Cara Menentukan Arah

Lebah biasanya harus terbang menempuh jarak jauh dan
menjajagi wilayah luas untuk menemukan makanan. Mereka
mengumpulkan serbuk sari bunga dan bahan pembuatmadu
dalam jarak 800 m dari sarang. Seekor lebah, yang telah
menemukan bunga, terbang kembali ke sarangnya untuk
memberi tahu lebah lain tentang tempat bunga tersebut.

Bagaimana lebah ini menjelaskan lokasi bunga kepada
lebah lain di sarang? Dengan menari! Lebah yang kembali ke
sarangnya mulai menari. Tarian ini adalah sarana ekspresi,
yang mereka gunakan untuk memberi tahu lebah lain tentang
lokasibunga. Tarian yang diulang−ulang lebah tersebut
mengandung semua informasi tentang sudut, arah, jarak, dan
informasi perincian lain tentang sumber makanan, sehingga
lebahlain dapat mencapai tempat itu. Tarian ini berbentuk
angka “8” yang diulang terus−menerus oleh lebah tersebut.

Lebah tersebut membentuk bagian tengah angka “8”
dengan mengibas−ngibaskan ekor dan bergerak zig−zag.
Sudut antara gerakan zig−zag dan garis matahari−sarang
menunjukkan arah sumber makanan dengan tepat. Akan
tetapi, sekadar mengetahui arah sumber makanan tidaklah
cukup. Lebah pekerja juga harus “mengetahui” seberapa jauh
mereka harus menempuh perjalanan mengumpulkan bahan
pembuat madu. Jadi, lebah dari sumber bunga tersebut
memberitahukan jarak serbuk bunga dengan gerakan tubuh
tertentu, yakni dengan menggoyangkan bagian bawah
tubuhnya dan menimbulkan aliran udara.

Misalnya, untuk“menjelaskan” jarak 250 m, ia mengibaskan
bagian bawah tubuhnya lima kali dalam setengah menit.
Dengan demikian, lokasi pasti sumber makanan tersebut
dapat dijelaskan dengan terperinci, baik tentang jarak
maupun arahnya. Ada masalah baru bagi lebah yang
memerlukan waktu lama untuk terbang ke sumber makanan.
Saat lebah yang hanya mampu menjelaskan sumber makanan

berdasarkan arah matahari−kembali ke sarangnya, matahari
bergeser 1 setiap 4 menit. Akhirnya, lebah akanmelakukan
kesalahan 1 setiap 4 menit perjalanannya, yang ia beritahukan
pada lebah−lebah lain. Anehnya, lebah ini tidak menghadapi
persoalan tersebut! Mata lebah terdiri atas ratusan mata segi
enam kecil. Setiap lensa berfokus pada satu wilayah sempit,
persis seperti teleskop. Lebah yang melihat ke arah matahari
pada waktu tertentu di siang hari akanselalu dapat
menentukan lokasinya saat terbang. Lebah melakukan
perhitungan ini dengan memanfaatkan perubahan cahaya
matahari berdasarkan waktu. Akibatnya, lebah menentukan
arah lokasi sasaran tanpa salah, dengan melakukan koreksi
dalam informasiyang ia berikan di dalam sarang ketika
matahari bergerak maju.
 Metode Penandaan Bunga

Lebah madu dapat mengetahui kalau bunga yang ia temui
telah didatangi dan diambil nektarnya lebih dahulu oleh lebah
lain, dan ia segera meninggalkannya. Dengan demikian, ia
menghemat waktu dan tenaga.
 Sistem Terbang dan Teori–Teorinya

Ilmu gaya udara merupakan lanjutan dari ilmu yang lebih
tua yaitu ilmu gaya gerak air atau hidrodinamika dan ilmu
gaya gerak udara ini erat hubungannya dengan beberapa ilmu
yang lainnya yaitu ilmu alam (fisika), ilmu pasti (matematika),
ilmu gaya (mekanika), dan ilmu cuaca (meteorogia) yang
memberikan keterangan− keterangan asasi tentang udara

yang diam khususnya tentang perubahan−perubahan yang
dialami udara jika ketinggian bertambah.

Pada tahun 1810 Sir George Canley berpendapat bahwa
udara dipaksa meniup berlawanan dengan arah gerak dari
sayap dalam udara atau fluida tersebut. Kemudian pada tahun
1871 Pranoim Wenham merencanakan airfoil yang
melengkung seperti bentuk dari sayap burung. Juga pada
tahun ini Wenham yang pertama−tama membuat
terowongan angina yang digerakkan dengan tenaga uap.

Penyelidikan airfoil ini dilanjutkan oleh Wreight bersaudara
dengan mengadakan percobaan−percobaan kurang lebih 150
buah air foil disamping melengkapi alat−alat kemudi untuk
mengemudikan pesawat yang sedang terbang.dalam
penyelidikan Iaanc Newton telah menemukan gaya−gaya
udara yang melalui benda yang bergerak yaitu gaya angkat
(lift dan hambatan/drag).

Pada tahun 1902−1907 N Wilhelm Kutti (Jerman), N.E.
Janhowaki (Rusia), Frederiek W. Launohoster (Inggris)
menemukan teori bagaimana terjadinya gaya angkat (lift)
pada airfoil. Dengan penemuan−penemuan pada
tahun−tahun di atas jelaslah bahwa aerodinamika merupakan
ilmu yang masih baru, dan bukanlah suatu pengetahuan yang
abstrak seperti ilmu pasti dan mekanik karena hingga kini
penyelidikan−penyelidikan masih terus dilakukan.

Aerodinamika sebenarnya tidak lain daripada suatu yang
mempelajari atau menyelidiki sifat−sifat udara, reaksi−reaksi
dan akibat−akibat yang timbul dari gerakan udara terhadap

benda yang dilalui oleh udara atau gerakan benda−benda di
dalam udara tersebut. Jadi aerodinamika berarti pula
pengetahuan atau penyelidikan mengenai gerakan−gerakan
benda di dalam udara di mana pengertian ini sangat erat
hubungannya denganilmu penerbangan.

Adapun faktor−faktor yang mempengaruhi Aerodinamika:
o Temperature (suhu udara)
o Tekanan udara
o Kecepatan udara
o Kerapatan/kepadatan udara.
Untuk mempelajari ilmu aerodinamika, ada beberapa
hukum di antaramya Hukum Newton. Hukum Newton I
Mengatakan bahwa benda yang diam akan tetap diam
sedangkan benda yang bergerak akan tetap bergerak dalam
garis lurus dan kecepatan yang tetapkecuali suatu sebab dari
luar yaitu gaya yang memaksanya mengubah keadaan
tersebut. Hukum Newton II Mengatakan bahwa perubahan
banyaknya gerakan berbanding langsung dengan gaya yang
bekerja dan menurut garis kerja gaya tersebut. Selanjutnya
Hukum Newton II mengatakan bahwa benda yang bergerak
akan mendapat perlambatan. Hukum Newton III Mengatakan
bahwa aksi sama besar dan berlawanan arah dengan reaksi.
Artinya gaya yang dilaksanakan oleh dua benda terhadap
sesamanya sama besar dan berlawanan arahnya. Pemahaman
akan pergerakan udara (seringkali disebut "medan aliran") di
sekitar suatu benda membolehkan perhitungan gaya−gaya
dan momen−momen yang bertindak pada benda tersebut.

Sifat−sifat sejenis yang dihitung untuk suatu medan aliran
meliputi kecepatan, tekanan, kerapatan, dan temperatur
sebagai fungsi posisi ruang dan waktu.

Secara anatomi, bila kita membandingkan ukuran tubuh
dan sayap lebah, sesungguhnya sulit dipercaya lebah mampu
terbang. Pada tahun 1934 seorang ahli matematika Perancis
sampai pada kesimpulan itu setelah meneliti ukuran−ukuran
aerodinamika seekor lebah. Nyatanya lebah adalah serangga
yang mampu terbang menentang angin kencang.
Mengagumkan. Apa yang menyebabkan lebah mampu
terbang? Majalah National Geographic edisi Agustus 2008
melaporkan hasil penelitian tim yang dipimpin oleh Michael
Dickinson, seorang ahli biologi dari California Institute of
Technology. Ternyata lebah mengepakkan sayapnya yang
kecil itu dengan cara yang tidak umum di kalangan serangga.
Sebagian besar serangga menggerakkan sayapnya dalam
gerakan panjang dan konstan. Lebah mengubah metode itu
dengan gerakan pendek melengkung. Tetapi, rahasia
pentingnya adalah lebah mengepakkan sayapnya lebih cepat.
Bila rata−rata serangga lain terbang dengan kecepatan 200
kepakan per detik, maka lebah terbang dengan
menggerakkan sayap kecilnya lebih cepat: 240 kali per detik!

Sayap kecil bukan hukuman alam. Bukan pula kutukan
Tuhan sang pencipta. Ini pelajaran baru yang saya dapat dari
serangga yang saya kagumi itu: tak masalah bila kemampuan
kita terbatas, untuk bisa berhasil maka kita hanya harus
berusaha lebih keras. Belajar dari kisah lebah di atas, saya

menamakan ini Kaedah Terbang Lebah. Itu saja. Jangan
pernah menyesali keterbatasan. Jangan pernah mengutuki
apa yang diberikan Tuhan.”
APLIKASI TEORI SAYAP DAN GAYA TERBANG PADA LEBAH
 Teori Aerodinamika

Pada dasarnya terbang itu memakai Teori Aerodinamika
baik itu pada lebah maupun pada pesawat, Aerodinamika
adalah salah satu cabang dinamika yang berkenaan dengan
kajian pergerakan udara, khususnya ketika udara tersebut
berinteraksi dengan benda padat. Aerodinamika adalah
cabang dari dinamika fluida dan dinamika gas, dengan banyak
teori yang saling berbagi pakai di antara mereka.
Aerodinamika seringkali digunakan secara sinonim dengan

dinamika gas, dengan perbedaan bahwa dinamika gas berlaku
bagi semua gas.
o Sayap Yang Melipat pada Lebah Madu

1. Bagian pendukung ketiga pada kitin
2. Keadaan terlipat

Banyak serangga yang dapat melipat sayapnya.
Sayap dapat dengan mudah dilipat dengan bantuan
lempeng kitin pendukung pada pangkalnya. Angkatan
Udara Amerika telah memproduksi pesawat penyusup
E6B dengan sayap yang dapat dilipat setelah terilhami
oleh contoh ini. Sementara lebah dan lalat dapat
melipat seluruh sayapnya ke badannya, E6B hanya
mampu melipat separuh sayapnya ke atas separuh
bagian yang lain.
o Resilin

Sambungan sayap terbentuk dari suatu protein
khusus, yang disebut resilin, yang memiliki kelenturan luar
biasa. Di laboratorium, para insinyur kimia bekerja untuk
menggandakan bahan kimia ini, yang menunjukkan sifat
yang jauh lebih unggul dibandingkan karet alam maupun

buatan. Resilin merupakan suatu zat yang mampu
menyerap gaya yang dikenakan padanya maupun
melepaskan energi kembali begitu gaya tersebut
terangkat. Dari sudut pandang ini, efisiensi resilin
mencapai nilai yang sangat tinggi, 96%. Dengan cara ini,
sekitar 85% energi yang digunakan untuk mengangkat
sayap disimpan dan digunakan kembali ketika sayap

dikatupkan/terlipat lagi. 11 Selaput dan otot dada juga
dibuat untuk membantu keadaan ini.

Gambar diatas menunjukkan jalan yang dilalui oleh
seekor lebah yang ditempatkan di dalam kotak kaca,
memperlihatkan bagaimana lebah itu berhasil terbang ke
segala arah termasuk naik, turun, dan dalam mendarat
serta lepas landas.

Gambar lainnya memperlihatkan kemampuan
manuver dari tiga pesawat yang dianggap terbaik dalam
kelompoknya. Namun, lalat dan lebah mampu secara
tiba−tiba mengubah arah ke segala penjuru tanpa
mengurangi kecepatan. Contoh ini dengan jelas

menunjukkan betapa lemahnya teknologi pesawat jet
dibandingkan dengan lebah.

 Dalam Al−Quran
“Betapa lebah adalah serangga yang pola kehidupannya

banyak memberi hikmah bagi kita manusia. Dalam Al−Quran
bahkan ada ayat yang dikumpulkan dalam satu bagian
bernama Surat An−Nahl, Surat Lebah. Saya ingatkan beberapa
hikmah itu:
1. Seperti lebah, kunjungilah tempat−tempat yang baik, tidak

mengandung fitnah, dan carilah rezeki yang halal dari
sumber−sumber yang halal. Lebah terbang dari bunga ke
bunga menjemput sari madu dan mengumpulkannya di
sarang.
2. Lebah hidup rukun dalam satu koloni dan patuh pada
seorang ratu, pemimpin koloni itu. Maka, taatilah
pemimpin yang baik, kita percaya dan kita berikan amanah
untuk menjadi pemimpin.
3. Lebah taat pada pembagian kerja. Ada yang bertugas
membuat sarang, ada yang mencari madu, dan ada yang
menjaga sarang, ada yang menjaga ratu. Kita pun harus
menjalankan peran kita sebaik−baiknya. Jangan
mengambil pekerjaan yang tidak kita kuasai, jangan
merampas wilayah peran orang lain.
4. Lebah lebih beruntung daripada lalat karena punya sengat,
tapi itu tidak digunakan sembarangan. Karena sekali
menyengat berarti sesudah itu kematian. Maka lebah hanya
akan menyerang bila koloninya terancam. Lihatlah, betapa
lebah tidak bertindak untuk kepentingan pribadi. Pelajaran
yang dapat diambil adalah kita tidak boleh diam ketika kita

diganggu, kita harus rela membela bila kepentingan,
martabat, dan harga diri kita dilecehkan.