MAKALAH
FISIOLOGI HEWAN
SISTEM
RESPIRASI
OLEH:
KELOMPOK
9.B
ANGGOTA:
ELFI RAHMI 1210422050
(27)
MIKEL YULIA 1210423014
MUDZULLAH RAFIQ 1210423016
JURUSAN
BIOLOGI
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
ANDALAS
PADANG
,2014
Sistem
Respirasi
Sistem
respirasi memiliki fungsi utama untuk memasok oksigen ke dalam tubuh serta
membuang CO2 dari dalam tubuh.Kita sering mendengar istilah respirasi eksternal
dan internal. Pada dasarnya, pengertian respirasi eksternal sama dengan
bernapas, sedangkan respirasi internal atau respirasi seluler ialah proses
penggunaan oksigen oleh sel tubuh dan pembuangan zat sisa metabolisme sel yang
berupa CO2.Penyelenggaraan respirasi harus didukung oleh alat pernapasan yang
sesuai, yaitu alat yang dapat digunakan oleh hewan untuk melakukan pertukaran
gas dengan lingkungannya.Alat yang dimaksud dapat berupa alat pernapasan khusus
ataupun tidak.
Oksigen yang diperoleh hewan dari
lingkungannya digunakan dalam proses fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan
ATP. Sebenarnya, hewan dapat menghasilkan ATP tanpa oksigen.Proses semacam itu
disebut respirasi anaerob. Akan tetapi, proses tersebut tidak dapat
menghasilkan ATP dalam jumlah banyak. Respirasi yang dapat menghasilkan ATP
dalam jumlah banyak ialah respirasi aerob. Dalam proses anaerob, sebuah molekul
glukosa hanya menghasilkan dua molekul ATP, sementara dalam proses aerob,
molekul yang sama akan menghasilkan 36 atau 38 molekul ATP.Oleh karena itu,
hampir semua hewan sangat sangat bergantung pada proses respirasi(pembentukan
ATP) secara aerob.Respirasi sel (internal) akan menghasilkan zat sisa berupa
CO2 dan air,yang harus segera dikeluarkan dari sel.(Isnaeni, 2006:191-192)
1. Organ
pernapasan pada hewan
Alat
respirasi adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan
sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar.
Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan
yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paruparu buku,
bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen
berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel
satu, porifera, dan coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari
lingkungan melalui rongga tubuh.
2. Pertukaran
Gas dan Pengaturan Respirasi
a. Pertukaran
Gas O2 Dan CO2
Pertukaran
gas antara tubuh hewan dan lingkungannya selalu terjadi pada lingkungan aquatic
maupun terrestrial. Bernafas, baik di udara ataupun di air, masing-masing
mengandung keuntungan dan kerugian. Bagi hewan yang bernafas yang di air,
kerugian yang pertama ialah adanya kenyataan bahwa dibandingkan dengan udara,
molekul air jauh lebih padat dan lebih sulit bergerak atau mengalir. Molekul
aiar kira-kira 1000 kali lebih padat dan 60 kali lebih sulit mengalir dari pada
udara. Jadi, dibandingkan dengan udara, air jauh lebih sulit mengalir ke organ
pernafasan. Oleh karena itu, untuk mengalirkan air ke organ pernafasannya,
hewan aquatic haris mengeluarkan energy lebih banyak dari pada energy yang
digunakan oleh hewan terrestrial.
Berbeda dari hewan aquatic, hewan yang
bernafas di udara tidak memerlukan banyak energy untuk mengalirkan udara ke
dalam organ pernafasannya. Akan tetapi, hewan yang bernafas di udara harus
mengeluarkan energy tambahan untuk melawan gaya grafitasi. Kandungan oksigen
dalam air jauh lebih rendah dari pada kandungan oksigen di udara. Kandungan
oksigen dalam air adalah 10 ml O2 per liter, sedangkan kandungan oksigen di
udara 200 ml per liter. Jadi, hewan yang bernafas di udara lebih mudah
memperoleh oksigen dari pada hewan akuatik. Namun, berkaitan dengan tingginya
kelarutan CO2 dalam air, yang mencapai 20-30 kali lebih besar dari pada
kelarutannya di udara. Hal ini menyebabkan hewan akuatik sangat mudah membuang
CO2 ke ingkungannya, dan hampir tidak memiliki masalah yang berkaitan dengan
pembuangan CO2. Berkaitan dengan hal itu, rangsang utama untuk bernafas pada
hewan akuatik adalah O2, sedangkan pada hewan terrestrial, stimulus utama untuk
bermafas adalah CO2.
Air mempunyai kapasitas lebih panas dari
pada udara. Hal ini berarti bahwa air
lebih efektif untuk mengurangi panas dan suhunya tidak mudah berubah. Keadaan
ini sangat menguntukan bagi hewan yang hidup di air, yang umumnya bersifat
ektotermik. Berbeda dengan air, udara memiliki kapasitas panas yang rendah
sehingga suhu udara sangat mudah berubah.
Pada amfibia, pengambilan O2 dan
pengeluaran CO2 dapat terjadi melalui paru-paru maupun kulit pada Rana
temporaria, pengambilan oksigen melalui paru-paru 3 kali lebih besar
dibandingkan melalui kulit. Pada Rana esculenta, paru-paru dan kulit memainkan
peran yang sama dalam hal pengambilan O2. Pengambilan oksigen terjadi selam
hewan bernafas, yaitu pada fase inspirasi, sedangkan pembunangan CO2 terjadi
pada fase ekspirasi. Inspirasi ialah masuknya udara dari atmosfer ke dalam
organ pernafasan, sedangkan ekspirasi adalah kebalikannya. Pada katak,
inspirasi diawali dengan kontraksi otot di dasar mulut, kemudian rongga muut
meluas sehingga terjadi tekanan negative di dalamnya. Selanjutnya, nosetril
tiba-tiba terbuka dan udara pun mengalir masuk melalui nostril.
System respiratori pada burung berupa
paru-paru yang di lengkapi dengan sejumlah kantong udara yang besar dan
memiliki membrane tebal. Pada burung, gerakan inspirasi terjadi karena kontraksi
otot-otot respiratori yang mendorong tulang-tulang iga kea rah depan sehingga
menghasilkan gerakan sternum ke depan dan ke bawah. Tulang-tulang iga lainnya
bergerak ke arah lateral dan menyebabkan peningkatan volume rongga tubuh. Pada
kondisi tersebut paru-paru dan katong udara ikut mengembang. Akibatnya, tekanan
pada paru-paru dan kantong udara turun sehingga udara atmosfer masuk ke
dalamnya.
Pada mamalia, fase inspirasi merupakan
proses aktif yang terjadi karena adanya kontraksi otot inspiratori (otot diantara
tulang-tulang iga dan digfragma). Kontarsi otot tersebut akan meningkatkan
volume rongga dada dan menyebabkan paru-paru mengembang serta timbul tekanan
negative di dalammya, sehingga udra atmosfer pun segera masuk paru-paru berbeda
dengan fase inspirasi yang bersifat aktif, fase ekspirasi merupakan proses
pasif. Ekspirasi terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan
pengerutan dinding alveoli.
b. Transpor
O2
Transpor
oksigen dalam darah terjadi dengan dua cara, yaitu dengan cara sederhana (terlarut
dalam plasma darah ) atau dengan cara diikat oleh pigmen respirasi, yaitu
senyawa khusus yang dapat mengikat dan melepas oksigen secara bolak-balik.
Beberapa hewan invertebrata sederhana mentranspor oksigen dengan cara
melarutkannya dalam darah. Sebenarnya, cara semacam itu tidak efektif, namun
masih dapat memenuhi kebutuhan tersebut karena invertebrata sederhana umumnya
memiliki tingkat metabolisme yang tendah.
Pigmen respirasi merupakan protein dalam
darah (dalam sel darah atau plasma) yangg memiliki afinitas/ daya gabung tinggi
terhadap oksigen. Pigmen respirasi sangat diperlukan oleh darah / cairan tubuh
untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen. Ada beberapa macam pigmen
respirasi yang dapat ditemukan pada berbagai hewan. Keberadaan pigmen respirasi
dalam darah/ cairan tubuh benar-benar dapat meningkatkan kapasitas pengangkutan
oksigen secara bermakna. Sebagai contoh, keberadaan pigmen hemoglobin dalam
darah mamalia dapat meningkatkan kapasitas pengangkutan O2 oleh darah sebesar
20 kali lipat sehingga setiap 100 ml darah dapat membawa 20 ml oksigen. Tanpa
hemoglobin, darah hanya dapat mengangkut oksigen sebanyak 1 ml per 100 ml
darah.
Hemoglobin (biasa disingkat Hb)
merupakan pigmen respiratori yang paling dikenal, paling banyak dijumpai, dan
cara kerjanya paling efisien. Hb ditemukan dalam darah manusia, Protozoa, dan
kebanyakan filum hewan. Hb tersusun atas senyawa porfirin besi (hemin) yang
berikatan dengan protein globin (lihat gambar 8.2). pada daerah yang memiliki
tekanan/konsentrasi oksigen tinggi, seperti pada permukaan alveoli paru-paru,
Hb sangat mudah berikatan dengan oksigen dan membentuk oksihemoglobin.
Sistem respirasi juga memiliki fungsi
lain, yaitu menjaga keseimbangan elektrik dalam darah, yang dilaksanakan melaui
mekanisme HCO3/Cl-transporter atau chloride shift atau pertukaran HCO3/Cl-.
Chloride shift mekanisme untuk menjaga keseimbangan elektrik antara plasma
darah dan sel darah merah, dengan mengatur perpindahan ion Cl- ke arah tertentu
(ke dalam atau luar sel), sebagai imbangan bagi perpindahan ion HCO3- ke arah
yang berlawanan dengan arah yang ditempuh ion Cl-.
1.
Mekanisme
pernapasan pada vertebrata
A.
Sistem
Respirasi Pada Ikan
Ikan
bernapas pada insang yang terdapat di sisi kanan dan kiri kepala (kecuali ikan
Dipnoi yang bernapas dengan paru-paru). Selain berfungsi sebagai alat
pernapasan, insang juga berfungsi sebagai alat ekskresi dan transportasi
garam-garam. Oksigen dalam air akan berdifusi ke dalam sel-sel insang. Darah di
dalam pembuluh darah pada insang mengikat oksigen dan membawanya beredar ke
seluruh jaringan tubuh, darah akan melepaskan dan mengikat karbondioksida serta
membawanya ke insang. Dari insang, karbondioksida keluar dari tubuh ke air
secara difusi.
Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis
berwarna merah muda dan selalu lembab. Bagian terluar dari insang berhubungan
dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler
darah. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen, dan tiap filamen
mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah
yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2
berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang
yang disebut operculum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak
ditutupi oleh operculum.
Insang tidak saja berfungsi sebagai alat
pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam,
penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan
mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk
lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini
berfungsi menyimpan cadangan O2 sehingga ikan tahan pada kondisi yang
kekurangan O2. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah ikan gabus dan ikan
lele. Untuk menyimpan cadangan O2, selain dengan labirin, ikan mempunyai
gelembung renang yang terletak di dekat punggung.
Mekanisme pernapasan pada ikan diatur
oleh mulut dan tutup insang. Pada waktu tutup insang mengembang, membran brankiostega
menempel rapat pada tubuh, sehingga air masuk lewat mulut. Sebaliknya jika
mulut ditutup, tutup insang mengempis, rongga faring menyempit, dan membran
brankiostega melonggar sehingga air keluar melalui celah dari tutup insang. Air
dengan oksigen yang larut di dalamnya membasahi filamen insang yang penuh
kapiler darah dan karbon dioksida ikut keluar dari tubuh bersama air melalu
celah tutup insang. Ikan juga mempuyai gelembung renang yang berfungsi untuk
menyimpan oksigen dan membantu gerakan ikan naik turun.
Pada beberapa jenis ikan, misalnya
gabus, lele atau gurami, rongga insangnya mempunyai perluasan ke atas yang
berupa lipatan-lipatan tidak teratur yang disebut labirin. Rongga labirin
berfungsi menyimpan udara sehingga jenis ikan tersebut dapat hidup di air kotor
dan kekurangan oksigen. Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh
katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar
sepanjang hidupnya adalah salamander. Hal-hal yang berkaitan dengan sistem
pernapasan ialah perairan harus mengandung O2 cukup banyak bila perairan kurang
O2, ikan akan menuju ke permukaan, ke tempat pemasukkan air dan menuju tempat
air yang berarus. Selain itu daun insang harus dalam keadaan lembab.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi kebutuhan ikan akan O2 antara lain :
1.
Ukuran dan umur (standia hidup) : ikan-ikan kecil membutuhkan lebih banyak O2,
2.
Aktivitas ikan : yang aktif berenang perlu lebih banyak O2,
3.
Jenis kelamin : ikan betina membutuhkan lebih banyak O2.
B.
Sistem
Respirasi pada Burung
Alat
pernapasan pada burung adalah paru-paru. Ukuran paru-paru relativ kecil
dibandingkan ukuran tubuh burung. Paru-paru burung terbentuk oleh bronkus
primer, bronkus sekunder, dan pembuluh bronkiolus. Bronkus primer berhubungan
dengan mesobronkus. Mesobronkus merupakan bronkiolus terbesar. Mesobronkus
bercabang menjadi dua set bronkus sekunder arterior dan posterior yang disebut
ventrobronkus dan dorsobronkus dihubungkan oleh parobronkus. Paru-paru burung
memiliki ±1000 buah parabronkus yang bergaris tengah ±0,5 mm. Paru-paru burung
memiliki perluasan yang disebut kantong udara yang mengisi daerah selangka dada
atas, dada bawah, daerah perut, daerah tulang humerus dan daerah leher.
Susunan
alat pernapasan burung adalah sebagai berikut:
a. Lubang
hidung,
b. Celah
tekak pada dasar faring, berhubungan dengan trakea,
c. Trakea,
berupa pipa dengan penebalan tulang rawan berbentuk cincin yang tersusun di
sepanjang trakea,
d. Siring
(alat suara), terletak di bagian bawah trakea. Dalam siring terdapat otot
sternotrakealis yang menghubungkan tulang dada dan trakea, serta berfungsi
untuk menimbulkan suara. Selain itu terdapat juga otot siringialis yang
menghubungkan siring dengan dinding trakea sebelah dalam. Dalam rongga siring
terdapat selaput yang mudah bergetar. Getaran selaput suara tergantung besar
kecilnya ruangan siring yang diatur oleh otot sternotrakealis dan otot
siringalis,
e. Bifurkasi
trakea, yaitu percabangan trakea menjadi dua bronkus kanan dan kiri,
f. Bronkus
(cabang trakea) terletak di antara siring dan paru-paru,
g. Paru-paru
dengan selaput pembungkus paru-paru yang disebut pleura.
Pada
burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru.
Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang
dilindungi oleh tulang rusuk.
Jalur pernapasan pada burung berawal di
lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah
tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya
panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir
trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri.
Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink (alat suara yang terletak
pada bagian bawah trakea) yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan
berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara.
Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan bronkus sekunder dan
dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus (di
bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak
parabronkus (100 atau lebih). .
Parabronkus berupa tabung- tabung kecil.
Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi.
Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi
hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap.
Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di
pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan, pundi-pundi hawa hanya
berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena
adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. .
Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan
hanya pada saat udara (O2) di paru-paru berkurang, yakni saat burung sedang
mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung
hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke
paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi
maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga
dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar
akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbondioksida keluar. Bersamaan
dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan
terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan
oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi. .
Selain itu, pada waktu burung tidak
terbang, pernapasan terjadi karena gerakan tulang dada sehingga tulang-tulang
rusuk bergerak ke muka dan ke arah bawah. Akibatnya, rongga dada membesar dan
paru-paru akan mengempis sehingga udara dari kantong udara kembali ke
paru-paru. Jadi, udara segar mengalir melalui parabronkus pada waktu inspirasi
dan ekspirasi sehingga fungsi paru-paru burung lebih efisien daripada paru-paru
mamalia. Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari
berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh
C.
sistem
respirasi pada amphibi
Pada
katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru.
Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput
rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak
terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga
mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara
berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang
tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan
kulit, ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan
mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang
masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke
jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari
jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru
lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran
oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.
Selain bernapas dengan selaput rongga
mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paru-paru walaupun paru-parunya
belum sebaik paru-paru mamalia. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang
berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru
diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan
dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang
pendek.
Dalam paru-paru terjadi mekanisme
inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase
inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga
mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme
inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga
rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane.
Setelah itu koane menutup dan otot
rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut
mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat
celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah
yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida
dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot
perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan
keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya
koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga
diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil.
Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbondioksida keluar.
4. Respirasi reptil
Paru-paru
reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru
reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi
memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak
efektif.
Pada kadal, kura-kura, dan buaya
paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahanbelahan yang membuat
paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal
misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan
hewan tersebut melayang di udara.
2. MEKANISME RESPIRASI
PADA INVERTEBRATA
1. Respirasi serangga
Proses
respirasi pada serangga, sama dengan pada organisme lain, merupakan proses
pengambilan oksigen (O2), untuk diproses dalam mitokhondria. Baik serangga
terestrial maupun akuatik membutuhkan O2 dan membuang CO2, namun pada keduanya
terdapat perbedaan jelas: di udara terdapat kl. 20% oksigen, sedang di air 10%.
Oleh karenanya kecepatan diffusinya juga berbeda, di air 3 x 106 lebih kecil
daripada kecepatan diffusi O2 di udara.
Pernafasan pada serangga
Sistem pernafasan pada serangga mengenal
dua sistem, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Digunakan alat atau organ
yang disebut spirakulum (spiracle), juga
tabung-tabung trakhea dan trakheola. Tekanan total dari udara sebenarnya
merupakan jumlah tekanan gas N2, O2, CO2 dan gas-gas lain. O2 sendiri masuk ke
dalam jaringan dengan satu proses tunggal yaitu adanya tekanan udara dalam
jaringan. Tekanan O2 dengan demikian harus lebih besar daripada tekanan udara
dalam jaringan, sebaliknya tekanan CO2 dalam jaringan harus lebih besar
dibanding yang ada di udara.
Pada umumnya serangga akuatik kecil luas
permukaan tubuhnya lebih besar daripada volumenya, sehingga diffusi O2 dapat
berjalan dengan baik berhubung luas permukaan yang cukup untuk akomodasi aliran
O2 dari luar tubuh. Sebaliknya pada serangga yang ukurannya lebih besar, harus
dibantu dengan menggunakan kantung udara (air-sacs), yang mengumpulkan udara
dengan mekanisme kontraksi, yang harus didukung oleh suatu sistem pemanfaatan
energi. Contohnya pada beberapa jenis belalang yang mampu hidup di dalam air.
Sistem respirasi terbuka banyak digunakan
oleh serangga-serangga darat dan beberapa jenis serangga air, sedang sistem
tertutup digunakan oleh serangga air, yang tidak menggunakan spirakulum, antara
lain untuk mencegah supaya jangan terjadi evapotranspirasi. Pada kepik air
(Belastomatidae) digunakan apa yang disebut “insang fisis” atau physical gill
digunakan untuk mengumpulkan gelembung, dan jaringan mengambil O2 dari dalam
gelembung-gelembung udara yang disimpan. Jika tekanan parsial O2 menurun,
tekanan udara di dalam air menjadi lebih besar, akan ada gerakan udara dari
dalam air ke dalam tubuh serangga, sehingga terkumpullah gelembung-gelembung
udara. Apabila di dalam gelembung udara yang disaring tersebut sudah
terkandung terlalu banyak N2, maka serangga akan muncul ke permukaan dan membuka
mulut.
Sebaliknya terdapat juga serangga yang
mampu tinggal lama di dalam air dengan bantuan suatu organ yang disebut
plastron, suatu filamen udara. Dengan alat ini maka CO2 yang terbentuk dibuang,
dan O2 yang terlarut diambil langsung.
Bangunan ini sering juga disebut sebagai insang fisis khusus (special
physical gill). Karenanya serangga mampu bertahan di dalam air dalam jangka
waktu yang lebih lama. Serangga air juga ada yang memanfaatkan insang trakheal
(tracheal gill). (M. Abercrombie, 1993)
mekanisme dan morfologi respirasi serangga
Jika otot perut belalang berkontraksi
maka trakea mexrupih sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot
perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga
tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai
akibatnya udara di luar yang kaya O2 masuk ke trakea. Sistem trakea berfungsi
mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut
CO2 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada
serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas
pernapasan..
Di bagian ujung trakeolus terdapat
cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti
jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke
perxnukaan air untuk mengambil udara. Serangga air tertentu mempunyai gelembung
udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama. Misalnya, kepik
Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada
permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui
sistem trakea ke sel-sel pernapasan.
2.
Filum
Protozoa
Respirasi
dengan cara aerob atau anaerob. Pada respirasi aerob terjadi oksidasi dengan O2
yang masuk dalam tubuh dengan cara difusi dan osmosis melalui seluruh permukaan
tubuh, sedang pada anaerob terjadi pembongkaran zat yang kompleks menjadi zat
yang sederhana dengan menggunakan enzim-enzim tanpa memerlukan oksigen. Hasil
kedua peristiwa itu akan sama yakni dihasilkan energi dan zat sisa-sisa yang
akan ditampung dalam vakuola kontraktil sebagai zat ekskresi.
Pernafasan
pada amoeba
3.
Filum
Porifera (Hewan Spons)
Sebetulnya
spons tidak mempunyai alat atau organ pernafasan khusus, kendati demikian
mereka dalam hal respirasi bersifat aerobik. Dalam hal ini yang bertugas
menangkap/mendifusikan oksigen yang terlarut di dalam air medianya bila di
jajaran luar adalah sel-sel epidermis (sel-sel pinakosit), sedangkan pada
jajaran dalam yang bertugas adalah sel-sel leher (khoanosit) selanjutnya
oksigen yang telah berdifusi ke dalam kedua jenis sel tersebut diedarkan ke
seluruh tubuh oleh amoebosit. Berhubung hewan spons bersifat sesil artinya
tidak mengadakan perpindahan tempat sedangkan hidupnya sepenuhnya tergantung
akan kaya tidaknnya kandungan material (oksigen, partikel makanan) dari air
yang merupakan medianya, maka ketika Porifera masih dalam fase larva yang
sanggup mengadakan pergerakan yaitu berenang-renang mengenbara kian kemari
dengan bulu-bulu getarnya, ia akan memilih tempat yang strategis dalam arti
yang kaya akan kandungan material yang dibutuhkan untuk kepentingan hidup.
Bila air yang merupakan media hidupnya
itu mengalami penyusutan kandungan oksigennya, maka hal ini akan mempengaruhi
kehidupan Porifera yang bersangkutan, artinya tubuhnya juga akan mengalami
penyusutan sehingga menjadi kecil dan bila kekurangan sampai melampaui batas
toleransinya maka Poriferanya akan mati.
Pernafasan pada porifera melaui
permukaan tubuhnya.
4.
Filum
Coelenterata (Hewan Berongga)
Hewan
Hydra “pertukaran gas pada hydra terjadi secara langsung pada permukaan
tubuhnya. Hal ini karena Hydra tidak mempunyai organ khusus untuk pernafasan,
pembuangan hasil ekskresi, dan juga tidak mempunyai darah serta sistem
peredaran darah. Semua organ-organ itu bagi Hydra tidak diperlukan, sebab
tubuhnya tersusun atas deretan sel-sel yang sebagian besar masih bebas
bersentuhan langsung dengan air yang ada di sekitarnya. Di samping itu dinding
tubuh Hydra merupakan dinding yang tipis, oleh sebab itu pertukaran gas oksigen
dan karbondioksida maupun zat-zat sampah dari bahan nitrogen tidak menjadi
persoalan bagi tubuh Hydra.
Pertukaran zat tersebut berlangsung
secara langsung dengan dunia luar secara difusi dan osmosis melalui membran
dari masing-masing sel. Dengan perkataan lain proses pernafasan maupun
pembuangan sisa metabolisme dilakukan secara mandiri oleh masing-masing sel
ynag bersangkutan.
Hewan Scypozoa “seperti halnya hydra,
Ubur-ubur ini tidak mempunyai alat respirasi maupun ekskresi yang khusus. Kedua
proses tersebut dilakukan secara langsung melalui seluruh permukaan tubuhnya.
Dalam hal ini sistem saluran air dan sistem saluran gastrovaskular sangat
membantu dalam memperlancar proses respirasi maupun ekskresi. Gas-gas O2 yang
terlarut di dalam air akan masuk secara difusi masuk kedalam lapisan epidermis
maupun gastrodermis tubuh ubur-ubur. Sebaliknya gas-gas O2 yang dihasilkan dari
proses respirasi akan dikeluarkan dari tubuhnya secara difusi. Demikian halnya
dengan zat-zat sampah, terutama yang berupa zat-zat nitrogen sebagai sisa-sisa
metabolisme, akan dibuang secara langsung oleh sel-sel epidermis maupun
gastrodermis ke lingkungan luar tubuh.
Hewan Anthozoa “seperti halnya
Coelenterata yang lain, tidak mempunyai alat khusus untuk pernafasan maupun
pembuangan hasil ekskresi. Dalam hal ini pernafasan baik pemasukan oksigen yang
terlarut di dalam air laut, maupun pengeluaran gas karbondioksida berlangsung
secara difusi-osmosis secara langsung melalui semua permukaan tubuhnya. Yang
dimaksud dengan permukaan tubuh ialah baik permukaan epidermis maupun permukaan
gastrodermis yang menghadap kearah liang atau rongga gastrovaskuler. Dalam hal
ini, aliran air yang timbul di dalam saluran gastrovaskuler disebabkan oleh
gerak sapu dari rambut-rambut getar yang berjajar-jajar di bagian dinding
stomodeum maupun dinding gastrovaskular (coelenteron). Gerak rambut getar yang
ada pada dinding gastrovaskular menimbulkan aliran air ke luar. Kedua mekanisme
ini sangat membantu dalam hal pertukaran gas maupun sisa-sisa metabolisme
lainnya.
5.
Filum
Platyhelminthes
Cacing
pipih belum memiliki alat pernafasan khusus. Pengambilan oksigen bagi anggota
yang hidup bebas dilakukan secara difusi melalui permukaan tubuh. Sementara
anggota yang hidup sebagai endoparasit bernafas secara anaerob, artinya
respirasi berlangsung tanpa oksigen. Hal ini terjadi karena cacing endoparasit
hidup pada lingkungan yang kekurangan oksigen.
Pernafasan pada platyhelmintes
6.
Filum
Nemathelminthes
Cacing
Ascaris tidak mempunyai alat respirasi. Respirasi dilakukan secara anaerob.
Energi diperoleh dengan cara mengubah glikogen menjadi CO2 dan asam lemak yang
diekskresikan melalui kutikula. Namun sebenarnya Ascaris dapat mengkonsumsi
oksigen kalau di lingkungannya tersedia. Jika oksigen tersedia, gas itu diambil
oleh hemoglobin yang ada di dalam dinding tubuh dan cairan pseudosoel.
7.
Filum
Annelida
Cacing
tanah bernapas dengan kulitnya, sebab kulitnya bersifat lembab, tipis, banyak
mengandung kapiler-kapiler darah.
8.
Filum
Mollusca
Sebagian
besar Mollusca organ respirasinya adalah insang. Insang diadaptasikan untuk
pertukaran gas oksigen dan kabondioksida dalam air melalui permukaan insang
yang luas dan berbentuk membran yang tipis. Pada Mollusca, insang disebut juga
ktinidium (Yunani : kteis; sebuah sisir). Ktenidia terdiri atas sebuah filamen
(= lamela) yang ditutupi silia. Gerakan silia menyebabkan air melintasi
permukaan filamen, oksigen berdifusi melintasi membran menuju ke darah, dan
karbondioksida berdifusi keluar. Pada beberapa Mollusca seperti remis dan
bivalvia lain, silia pada insang juga berperan menyaring partikel makanan,
kemudian mengirimnya ke mulut dalam bentuk benang lendir. Setelah insang aliran
air biasanya menuju anus dan saluran keluar ginjal sambil membawa bahan yang
akan dibuang. Pada beberapa Mollusca, air masuk melalui incurent siphon dan
keluar melalui excurent siphon. Sebelum mencapai insang aliran air yang masuk
dideteksi oleh organ sensorik (osphradium) yang dapat berfungsi mendeteksi
endapan lumpur, makanan atau predator.
Beberapa Mollusca yang tidak memiliki
insang, maka pertukaran gas respirasi terjadi secara langsung melalui permukaan
mantel. Keong memiliki kemampuan adaptasi intuk kehidupan darat yaitu dengan
hilangnya insang, maka mantel yang dimilikinya dimodifikasi menjadi sebuah
paru-paru untuk pernapasan udara. Beberapa keong (pulmoat) kembali ke habitat
air, namun tetap mempertahankan paru-parunya. Untuk itu mereka terlihat sering
merambat naik ke permukaan air untuk mengambil udara.
9.
Filum
Echinodermata
Organ
respirasi pada Asterias adalah insang, atau papula dan kaki tabung. Papula
merupakan organ respirasi utama. Mereka adalah sederhana, kontraktil,
transparan, hasil pertumbuhan dari dinding tubuh pada permukaan aboral
mempunyai ephithelium bersilia pada permukaan sebelah luar dan sebelah
dalamnya. Itu merupakan derivat atau perubahan lanjut dari coelom dan sisa
lumennya berhubungan langsung dengan coelom. Pertukaran O2 dan CO2 terjadi di
antara air laut dan cairan tubuh dari insang-insangnya. Silia pada epithelium
mempunyai peranan vital dalam menggerakkan cairan coelom dan dalam menciptakan
air untuk pernapasan keluar masuk di dalam air laut. Di samping dindingnya
tipis, kaya akan percabangan dan bagia-bagian tubuh lembab, juga bertindak
sebagai organ-organ respirasi.
DAFTAR
PUSTAKA
Isnaeni,Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Kanisius. Yogyakarta.
Kastawi,Yusuf.
2003. Zoologi Avertebrata. FMIPA UM. Malang.
Goenarso,Darmad.
2005. Fisiologi Hewan. UT
Tidak ada komentar:
Posting Komentar