Ergonomi dan Genetika

Ergonomi mempunyai prinsip dasar merancang sistem kerja agar sesuai dengan karakteristik atau keterbatasan manusia yang bekerja (fit the job to the man / the worker) sehingga kerja lebih safe, health terjaga, dan pada akhirnya productivity meningkat. Karakteristik atau keterbatasan manusia ini bias disebut sebagai atribut atau ukuran yang melekat pada manusia. Atribut atau ukuran itu bisa diartikan sebagai / bisa berupa keadaan, kemampuan, kelebihan, kebolehan, kelemahan, karakteristik, keterbatasan, kebutuhan, keahlian, bakat dan minat, potensi, trait, fenotip dsb. Atribut atau ukuran ini lebih sering disebut sebagai antropometri / ukuran manusia. Walaupun antropometri lebih sering dikaitkan dengan ukuran yang bersifat fisik (selengkapnya klik disini) seperti antropometri fisik, fisiologi tubuh dsb namun antropometri atau ukuran manusia juga bisa bersifat non fisik seperti psikometri, behavioral trait, kognitif, kecerdasan dsb. Contoh variabel antropometri fisik adalah seperti yang disebutkan disini. Sedangkan contoh variabel antropometri yg bersifat non fisik adalah seperti IQ, EQ, tingkat akurasi, error, speed dalam tugas tertentu dsb.


Jumlah variabel antrpometri atau trait yang dimiliki manusia itu sangat banyak sekali. Sebuah sumber mengatakan jumlah variabel antropometri (fisik) yang sudah ditemukan berjumlah sekitar 2.200 variabel (Stellman). Bahkan ada sumber yang mengatakan variabel yg sesungguhnya jauh lebih banyak lagi. Semua variabel dan trait ini menjadikan manusia sangat bervariasi dan setiap individu itu unik bahkan kembar identik sekalipun. Lalu sebenarnya apa sih yang menentukan antropometri-antropometri tersebut? Referensi-referensi menyatakan bahwa ada beberapa faktor yang mempengaruhi antropometri terutama antropometri fisik sebagai berikut:
  • Umur
    Ukuran tubuh pria akan berkembang sejak lahir sampai dengan ±20 tahun, sedangkan tubuh wanita akan sampai dengan ±17 tahun. Namun, ada kecenderungan penyusutan dimensi tubuh setelah 60 tahun.
  • Jenis kelamin
    Ukuran tubuh pria umumnya lebih besar dibandingkan wanita, kecuali di bagian dada dan pinggul.
  • Rumpun dan suku bangsa
  • Kondisi sosial ekonomi serta konsumsi gizi
  • Pekerjaan/aktivitas harian
  • Waktu pengukuran
Dari beberapa faktor di atas ada beberapa yang cukup menarik yakni umur, jenis kelamin dan rumpun atau suku bangsa karena faktor-faktor ini bisa disebut bawaan “dari sononya” atau sudah fitrahnya, berbeda dengan faktor-faktor seperti kondisi sosial ekonomi serta konsumsi gizi dan pekerjaan/aktivitas harian yang bersifat faktor lingkungan. Untuk faktor-faktor yang versifat bawaan sebenarnya masih bisa digali lebih jauh mengenai sumber yang menjadi asal muasal penentu faktor tersebut. Apakah sumber itu? Sumber tersebut adalah DNA atau gen.

DNA & Gen dan Karakteristik Manusia

Teori mengatakan bahwa DNA menentukan profil dan karakter seseorang. DNA adalah kode-kode genetik dalam inti sel, yang akan menginstruksikan bagaimana tubuh dan karakter (misal bakat) seseorang akan berkembang.


Tepat pada fase di mana sel telur yang baru saja dibuahi di dalam rahim ibu, semua karakteristik yang akan kita miliki di kemudian hari telah ditentukan dalam takdir tertentu dan dikodekan di dalam DNA kita dalam suatu bentuk yang teratur. Semua ciri kita, seperti tinggi badan, warna kulit, golongan darah, bentuk wajah yang akan kita miliki ketika berumur tiga puluhan dikodekan di dalam inti sel awal kita tiga puluh tahun dan sembilan bulan sebelumnya, sejak saat pembuahan.

Bentuk informasi di dalam DNA tidak hanya menentukan oleh sifat-sifat fisik yang di atas; ia juga mengendalikan ribuan operasi dan sistem lainnya yang berjalan di dalam sel dan tubuh. Misalnya, bahkan tinggi rendah atau normalnya tekanan darah seseorang tergantung pada informasi yang tersimpan di dalam DNA.

Informasi yang tersimpan di dalam DNA sedikit pun tidak boleh dianggap enteng. Walaupun sukar untuk dipercaya, dalam sebuah molekul DNA tunggal milik manusia, terdapat cukup informasi untuk mengisi tepat sejuta halaman ensiklopedia. Coba pikirkan; tepat 1.000.000 halaman ensiklopedia…. inti dari setiap sel mengandung sebanyak itu informasi, yang digunakan untuk mengendalikan fungsi tubuh manusia.

Jika satu potong informasi yang ada di dalam gen manusia akan dibaca setiap detik, tanpa henti, sepanjang waktu, akan dibutuhkan 100 tahun sebelum proses selesai. Jika kita bayangkan bahwa informasi di dalam DNA dijadikan bentuk buku, lalu buku-buku ini ditumpuk, maka tingginya akan mencapai 70 meter.

Kalau kita berbicara tentang kode-kode dalam DNA, kita bisa menganalogikan DNA sebagai kode-kode dalam huruf seperti bahasa Inggris dan bahasa Indonesia serta bahasa lainnya yang tersusun oleh huruf-huruf A,B,C sampai Z yang berjumlah 26 huruf atau kode. Huruf-huruf tersebut membentuk suatu kata dan kalimat sebagai sarana komunikasi dan alur informasi antar individu, kelompok dan generasi. Adapun kode-kode di dalam DNA serupa dengan ini, semua sifat manusia tersimpan di dalam DNA yang tersusun hanya dari 4 huruf : A,T,G dan C. Satu huruf mewakili satu dari empat basa khusus yang disebut ‘nukleutida’. Setiap huruf mewakili satu dari empat basa khusus yang disebut 'nukleotida'. Jutaan basa ini berbaris dalam sebuah rangkaian yang bermakna dan membentuk molekul DNA.

Begitulah informasi di dalam bank data pada molekul disimpan. Sementara kita menguraikan sistem pengkodean dalam gudang data ini, kita akan terus menggunakan analogi huruf ini untuk molekul asam nukleat yang membentuk DNA. Huruf-huruf ini bersesuaian dua-dua membentuk sebuah pasangan basa. Pasangan basa ini bertumpuk di atas pasangan lainnya membentuk gen. Masing-masing gen, yang terdiri dari satu bagian molekul DNA, menentukan sifat tertentu dari tubuh manusia. Tak terhitung banyaknya ciri seperti tinggi badan, warna mata, materi dan bentuk hidung, mata, dan tengkorak dibentuk oleh perintah gen yang terkait. Kita dapat membandingkan setiap gen ini dengan halaman sebuah buku. Pada halaman itu terdapat naskah yang tersusun dari huruf A - T - G - C.

Terdapat kurang lebih 200.000 gen di dalam DNA sel manusia. Setiap gen tersusun dari rangkaian nukleotida khusus, jumlah yang berkisar antara 1000 dan 186.000 sesuai tipe protein yang berhubungan. Gen-gen ini menyimpan kode dari hampir 200.000 protein yang berfungsi di dalam tubuh manusia dan mengendalikan produksi protein-protein ini.

Gen-gen berada di dalam kromosom. Ada 46 kromosom di dalam inti setiap sel manusia (kecuali pada sel-sel reproduksi). Jika kita bandingkan setiap kromosom dengan sebuah jilid buku yang terdiri dari hlaman-halaman gen, kita dapat katakan bahwa di dalam sel terdapat "ensiklopedia sel" sebanyak 46 jilid, yang meliputi seluruh karakteristik manusia. Dengan mengingat contoh ensiklopedia barusan, ensiklopedia sel ini sebanding dengan pengetahuan yang terkandung dalam 920 jilid 'Ensiklopedia Britannica'.

Urutan huruf-huruf di dalam DNA setiap manusia berbeda. Inilah alasan mendasar mengapa miliaran orang yang pernah hidup di muka bumi tampak berbeda satu sama lain. Struktur dan fungsi dasar organ-organ sama pada setiap orang. Namun, setiap orang diciptakan begitu mendetail dan khusus dengan perbedaan yang demikian halus sehingga walau semua orang diciptakan dari pembelahan sebuah sel tunggal dan memiliki struktur dasar yang sama, miliaran manusia yang berbeda telah muncul.

Semua organ di dalam tubuh dibangun dengan sebuah perencanaan yang digariskan oleh gen kita. Sebagai contoh, menurut peta gen yang dirampungkan oleh para ilmuwan, di dalam tubuh manusia, kulit dikendalikan oleh 2.559 gen, otak oleh 29.930 gen, mata oleh 1.794 gen, kelenjar ludah oleh 186 gen, jantung oleh 6.216 gen, dada oleh 4.001 gen, paru-paru oleh 11.581 gen, hati oleh 2.309 gen, usus oleh 3.838 gen, otot kerangka oleh 1.911 gen, dan sel-sel darah oleh 22.902 gen.

Urutan huruf di dalam DNA menentukan struktur seorang manusia hingga bagian terkecil. Selain ciri seperti tinggi badan, mata, rambut, dan warna kulit, sebuah sel tunggal DNA juga mengandung rancangan dari 206 tulang, 600 otot, jaringan 10.000 otot pendengaran, jaringan 2 juta saraf penglihatan, 100 miliar sel saraf, dan 100 triliun sel di dalam tubuh.

Namun perlu diingat bahwa walaupun karakteristik manusia / fenotip sangat besar dipengaruhi oleh gen / genotip namun ada faktor lain yang sedikit banyak juga mempengaruhi yakni faktor lingkungan.
dengan F berarti fenotip, G berarti genotip, dan L berarti lingkungan.

Hubungan Ergonomi dan Genetika

Ergonomi atau human factors membutuhkan sekumpulan data karakteristik atau ukuran manusia atau antropometri dalam merancang sistem kerja agar mengahasilkan kerja yang memenuhi safety, health, productivity, dan quality. Seperti telah disebutkan di atas bahwa karakteristik atau trait manusia tersebut ditentukan oleh gen atau DNA. Bisa dibilang gen adalah faktor utama / sumber asal penentu karakteristik atau ukuran manusia atau antropometri. Oleh karena itu walaupun jarang dikaitkan atau mungkin masih dianggap jauh keterkaitannya namun tidak bisa dipungkiri bahwa ergonomi dan antropometri tidak bisa dilepaskan dari genetika.


Beberapa referensi sudah mulai menyebutkan keterkaitan ergonomi dan genetika seperti pada penelitian berjudul “Towards a Theory of Human Intraspecific Variation for Ergonomics and Human Modeling” oleh Bradly Alicea, Michigan State University, Amerika Serikat yang kurang lebih membuat sebuah model komputasi untuk pemetaan variasi manusia atau untuk memahami variasi intraspesifik dengan pengetahuan tentang dasar genetik dari sifat fenotip. Pemodelan ini menggunakan pemetaan biologis-realistis antara genotip dan fenotip yang dibuat menggunakan algoritma genetika dan jaringan saraf. Pemodelan ini memungkinkan untuk menandai interaksi antar gen-gen dan antar gen-lingkungan terhadap fenotip yang dihasilkan. Pemodelan ini juga akan membantu dalam pemahaman gambaran besar variasi manusia dan dapat diaplikasikan di bidang ergonomi. Selain itu pemodelan ini juga berguna untuk simulasi dan menyederhanakan multi variasi karakteristik manusia sehingga dapat digunakan dalam pemodelan digital dan hal ini sangat relevan dengan desain-desain atau perancangan-perancangan ergonomi, dimana selama ini ergonomi sudah menerapkan prinsip-prinsip tentang variasi antropometri / karakteristik / trait manusia namun masih tanpa merujuk pada dasar-dasar genetik manusia. Pemodelan semacam ini memungkinkan kita untuk menangkap beberapa fitur dari fenotip manusia secara lebih kompleks. Selain itu dalam hubungannya penelitian ergonomi yang sangat concern terhadap variasi manusia, karena data genomik tersedia untuk menginformasikan fenotip manusia, pendekatan ini dapat digunakan untuk memprediksi seluruh rentang variasi manusia, bahkan memungkinkan kita untuk mengkarakterisasi komponen genetik dan morfologi individu dalam populasi yang berada di luar persentil ke-95. Pendekatan ini juga dapat memberikan wawasan besar variasi manusia di luar sampel yang mungkin telah ada di masa lalu atau ada sebagai laten yang tidak tampak atau tidak bisa diketahui jika menggunakan pengukuran antropometri yang biasa yakni pengukuran statis.

Pada intinya, penelitian semacam ini membuktikan bahwa untuk mengukur atau menganalisis karakteristik atau ukuran manusia atau antropometri tidak hanya dapat dilakukan dengan menggunakan data fenotip (karakteristik yang tampak) saja seperti yang telah dilakukan selama ini namun suatu saat juga bisa melibatkan gen atau DNA atau data-data genomik. Tentunya hal ini dapat meningkatkan informasi tentang manusia atau human factors dan perancangan yang bersifat ergonomis pun dapat ditingkatkan kualitasnya.

Postingan terkait: