biologi vertebrata
TRANSCRIPT
RESPIRASI PADA VERTEBRATA
Makalah disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Biologi Umum
Dosen pembimbing : Widodo, M.pd
Kelompok VII :
1. Asmaniar (10690007)
2. wildan nafisa bara ( 10690026)
3. Yuliana Anjasari (10690056)
4. As’ad Hendro Saputro (10690040)
Pendidikan Fisika
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta
2011
1
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT,
karena hanya dengan rahmat, hidayah, asih sayang dan barokah-Nya, penulis dapat
menyelesaikan makalah yang berjudul “Respirasi Pada Vertebrata” iini. serta salam tidak
lupa penulis haturkan kepada junjungan kita, Rasullullah Muhammad SAW sebagai
pembawa revolusioner sejati, beserta keluarga, para sahabat dan umatnya sampai
harikiamat. .
Makalah ini disusun guna memenuhi tugas mata kuliah Biologi Umum di Fakultas
Sains dan Teknologi UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penyelesaian makalah ini tidak terlepas
dari peran dan sumbangsih pemikiran serta intervensi dari banyak pihak. Karena itu
dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih dan penghargaan
sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan penulisan makalah ini yang tidak dapat kami sebutkan satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih terdapat banyak kekurangan
dan jauh dari kesempurnaan sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis
harapkan. Semoga tulisan ini bermanfaat, Aamiin.
Yogyakarta, 14 April 201
Penulis
2
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………….……………………. 1
KATA PENGANTAR………………………………….……………………. 2
DAFTAR ISI ………………………………….……………………. 3
BAB I PENDAHULUA…………………………….…………………….
A.LATAR BELAKANG MASAL………………….……………………. 4
B.PERUMUSAN MASALAH ………………………………………….. 4
C.TUJUAN PENULISAN…………………………………………………. 5
D.METODE PENULISAN………………………………………………… 5
BAB II SISTEM RESPIRASI PADA VERTEBRATA... ... ... ... ... 6
A.PENGERTIAN SISTEM RESPIRASI... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
B RESPIRASI PADA VERTEBRATA KELAS AMFIBIA... ... ... ... 7
C.RESPIRASI PADA VERTEBRATA KELAS PISCES ... ... ... ... ... 12
D. RESPIRASI PADA VERTEBRATA KELAS REPTIL ... ... ... ... ... 15
E. RESPIRASI PADA VERTEBRATA KELAS AVES ... ..... ... ... ... 16
F. RESPIRASI PADA VERTEBRATA KELAS MAMALIA... ... ... ... 18
BAB III PENUTUP………………………………….……………………. 22
A.KESIMPULAN………………………………….……………………… 22
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….. 23
3
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG MASALAH
Setiap organisme mengalami proses respirasi untuk menghasilkan energi.
Respirasi merupakan proses pertukaran gas yang meliputi pengambilan oksige di udara
dan pembuangan karbondioksida(CO2). Sistem respirasi pada hewan berbeda-beda.
Hewan avertebrata dengan hewan vertebrata memiliki proses respirasi yang berbeda.
Begitu pula organ respirasi yang digunakan berbeda. Ada beberapa faktor yang
menyebabkan perbedan organ respirasi diantaranya; habitat tempat tinggal seperti
hewan yang hidup di darat dan di air, suhu lingkungan, kebiasaan hidup hewan seperti
burung terbiasa tebang yang memiliki keistimewaan pundi – pundi udara.
Hewan vertebrata adalah hewan yang memiliki tulang belakang, contohnya
kelas amfibia, pisces, aves, reptil dan mamalia. Sertiap kelas memiliki ciri yang berbeda
dan sisem respirasi yang berbeda dengan karakteristik organ yang berbeda pula. Pisces
hidup di air memiliki alat pernapasan ingsang, katak di waktu muda ingsang dan dewasa
dengan paru-paru dan kulit, aves dengan paru-paru yang dibantu dengan pundi – pundi
udara dan mamalia dengan paru-paru.
B. PERUMUSAN MASALAH
Agar tidak terjadi kesalahan dalam penyusunan makalah ini, maka kami
merumuskan masalah sebagai berikut :
A. Pengertian Respirasi
B. Respirasi pada vertebrata kelas amfibia
C. Respirasi pada vertebrata kelas pisces
D. Respirasi pada vertebrata kelas reptil
4
E. Respirasi pada vertebrata kelas aves
F. Respirasi pada vertebrata kelas mamalia
C. TUJUAN PENULISAN
Adapun tujuan penulisan dalam pembahasan masalah ini adalah mengetahui :
Memahami proses respirasi pada vertebrata pada masing –masing kelas
vertebrata.
D. METODE PENULISAN
Metode yang digunakan penulis adalah metode kepustakaan yaitu memberikan
gambaran tentang materi-materi yang berhubungan dengan permasalahan melalui
literatur buku-buku yang tersedia,tidak lupa juga penulis mengambil sedikit dari media
massa atau internet
5
BAB II
SISTEM RESPIRASI VERTEBRATA
A. Pengertian Respirasi
Respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan
jasad hidup melalui pemecahan zat untuk digunakan dalam menjalankan fungsi
hidup. Dalam pengertian kegiatan kehidupan sehari-hari, respirasi dapat
disamakan dengan pernapasan. Namun demikian, istilah respirasi mencakup
proses-proses yang juga tidak mencakup pada istilah pernapasan. Respirasi terjadi
pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu sampai satuan
terkecil(sel). Apabila pernapasan biasanya diasosiasikan dengan penggunaan
oksigen sebagai senyawa pemecah, respirasi tidak senantiasa melibatkan oksigen.
Fungsi dari pernapasan adalah pengiriman oksigen ke organ,jaringan dan
organ dan pengeluaran limbah pernapasan yang berupa karbondioksida.
Pernapasan dibagi menjadi dua yaitu external dan internal. pernapasan External
mengacu pada pertukaran gas antara lingkungan dan darah melalui permukaan.
Pernapasan Internal mengacu pada
pertukaran gas antara darah dan jaringan tubuh.
Pada dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami sel sebagai
unit penyimpan energi kimia pada organisme hidup. Sel seperti molekul gula atau
asam-, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul sederhana.
Karena proses ini adalah reaksi eksoterm (melepaskan energi), energi yang dilepas
ditangkap oleh ADP atau NADP membentuk ATP atau NADPH. Pada gilirannya,
berbagai reaksi biokimia endotermik (memerlukan energi) dipasok kebutuhan
energinya dari kedua kelompok senyawa terakhir ini.
Kebanyakan respirasi yang dapat disaksikan manusia memerlukan oksigen
sebagai oksidatornya. Reaksi yang demikian ini disebut sebagai respirasi aerob.
Namun demikian, banyak proses respirasi yang tidak melibatkan oksigen, yang
disebut respirasi anaerob. Yang paling biasa dikenal orang adalah dalam proses
6
pembuatan alkohol oleh khamir. Berbagai bakteri anaerob menggunakan belerang
(atau senyawanya) atau beberapa logam sebagai oksidator.
B. Respirasi Pada Kelas Amfibia
Kodok (bahasa Inggris: frog) dan katak alias bangkong (b. Inggris: toad)
adalah hewan amfibia yang paling dikenal orang di Indonesia. Anak-anak
biasanya menyukai kodok dan katak karena bentuknya yang lucu, kerap
melompat-lompat, tidak pernah menggigit dan tidak membahayakan. Hanya orang
dewasa yang kerap merasa jijik atau takut yang tidak beralasan terhadap kodok.
Kedua macam hewan ini bentuknya mirip. Kodok bertubuh pendek,
gempal atau kurus, berpunggung agak bungkuk, berkaki empat dan tak berekor
(anura: a tidak, ura ekor). Kodok umumnya berkulit halus, lembab, dengan kaki
belakang yang panjang. Sebaliknya katak atau bangkong berkulit kasar berbintil-
bintil sampai berbingkul-bingkul, kerapkali kering, dan kaki belakangnya sering
pendek saja, sehingga kebanyakan kurang pandai melompat jauh. Namun kedua
istilah ini sering pula dipertukarkan penggunaannya.
Kodok dan katak mengawali hidupnya sebagai telur yang diletakkan
induknya di air, di sarang busa, atau di tempat-tempat basah lainnya. Beberapa
jenis kodok pegunungan menyimpan telurnya di antara lumut-lumut yang basah di
pepohonan. Sementara jenis kodok hutan yang lain menitipkan telurnya di
punggung kodok jantan yang lembab, yang akan selalu menjaga dan
membawanya hingga menetas bahkan hingga menjadi kodok kecil.Sekali bertelur
katak bisa menghasilkan 5000-20000 telur, tergantung dari kualitas induk dan
berlangsung sebanyak tiga kali dalam setahun.
Telur-telur kodok dan katak menetas menjadi berudu atau kecebong (b.
Inggris: tadpole), yang bertubuh mirip ikan gendut, bernafas dengan insang dan
selama beberapa lama hidup di air. Perlahan-lahan akan tumbuh kaki belakang,
yang kemudian diikuti dengan tumbuhnya kaki depan, menghilangnya ekor dan
bergantinya insang dengan paru-paru. Setelah masanya, berudu ini akan melompat
ke darat sebagai kodok atau katak kecil. Pengenalan tentang katak, bisa dipahami
lewat morfologinya, cara hidup, dan reproduksinya. Akan tetapi, pengenalan
7
tentang katak akan ditinjau dari segi morfologinya, habitat, cara mendapatkan
makanan dan bernafas untuk memperoleh energi melalui proses oksidasi biologi.
a. Morfologi Kodok1
Kepala dan badan lebar bersatu, ada dua pasang kaki atau anggota, tak ada
leher dan ekor. Bagian dalam ditutupi dengat kulit basah halus lunak. Kepala
mempunyai mulut tang lebar untuk mengambil makanan, 2 lubang hidung/ nares
externa yang kecil dekat ujung hidung yang berfungsi dalam pernapasan, 2 mata
yang besar spherik, dibelakangnya 2 lubang pipih tertutup oleh membrane
tympani yang berfungsi sebagai telinga untuk menerima gelombang suara. Tiap
mata mempunyai kelopak mata atas dan bawah, serta di dalamnya mempunyai
selaput mata bening membrane nictitans untuk menutupi mata apabila berada di
dalam air. Di bagian ujung belakang badan dijumpai anus, lubang kecil untuk
membuang sisa-sisa makananyang tak dicerna, urine dan sel-sel kelamin/ telur
atau sperma dari alat reproduksi.
Kaki katak terdiri atas sepasang kaki depan dan sepasang kaki belakang.
Kaki depan terdiri atas lengan atas (brancium), lengan bawah (antebrancium),
tangan (manus), dan jari-jari (digiti). Pada kaki belakang terdiri atas paha (femur),
betis (crus), kaki (pes) dan jari-jari (digiti).
Secara umum katak jumlah jari tungkai depan biasanya empat jari dan
tungkai belakang lima jari. Pada tungkai belakang memanjang yang berpotensi
untuk melompat. Kadang-kadang dijumpai jari tambahan sebagai prehaluk pada
sisi ventral kaki. Prehaluk ini pada Spadefoot (katak penggali tanah) berupa tulang
-tulang keras yang digunakan untuk menggali tanah sebagai tempat bersembunyi.
Kulit amphibi sangat penting dalam respirasi dan proteksi. Kulit yang tipis
fleksibel membagi bagian luar badan untuk melindungi organisme terhadap
penyakit, berfungsi dalam pernapasan, penyerapan air, sebab katak tidak pernah
minum. Di lengkapi dengan kelenjar mukosa yang menyebabkan kulit terjaga
kelembabannya, bagi spesies yang hidup di air, mukus memberikan minyak
pelumas bagi tubuh. Sebagian besar memiliki kelenjar granular dan kelenjar
1 ? http://forumbiologifromxia9.blogspot.com/2009/05/pb-7-sistem-respirasi-1.html
8
mukus. Keduanya mirip, akan tetapi hasil produksinya berbeda. Kelanjar granular
memproduksi zat abnoxious atau racun untuk melindungi diri dari musuh.
Keduanya dikelompokkan sebagai kelenjar alveolar (kelenjar yang tidak
mempunyai saluran pengeluaran, tetapi produknya di keluarkan lewat dinding
selnya sendiri secara alami). Kelenjar racun dapat menimbukan iritasi pada kulit.
Katak adalah bilateral simetris, dengan bagian sisi kiri dan kanan equal.
Bagian tengah disebut medial, samping/lateral, badan muka depan adalah ujung
anterior, bagian belakang disebutujung posterior, bagian punggung atau dorsal,
sedang bagian muka ventral. Bagian badan terdiri atas kepala/ caput,
kerongkongan/ cervik, dada/ thorax atau pectoral, perut atau abdomen, pantat
pelvis serta bagian kaudal pendek (Kastowo, 1982: 32).
b. Habitat dan Makanan Katak
Kodok dan katak hidup menyebar luas, terutama di daerah tropis yang
berhawa panas. Makin dingin tempatnya, seperti di atas gunung atau di daerah
bermusim empat (temperate), jumlah jenis kodok cenderung semakin sedikit.
Salah satunya ialah karena kodok termasuk hewan berdarah dingin, yang
membutuhkan panas dari lingkungannya untuk mempertahankan hidupnya dan
menjaga metabolisme tubuhnya.2
Kodok memangsa berbagai jenis serangga yang ditemuinya, seperti
nyamuk, belalang, kupu-kupu. Kodok kerap ditemui berkerumun di bawah cahaya
lampu jalan atau taman, menangkapi serangga-serangga yang tertarik oleh cahaya
lampu tersebut.
Sebaliknya, kodok juga dimangsa oleh pelbagai jenis makhluk yang lain:
ular, kadal, burung-burung seperti bangau dan elang, garangan, linsang, dan juga
dikonsumsi manusia.
c. Sistem Respirasi pada Kelas Amfibia
2 Wijaya jati, 2008, BIOLOGI Interaktif Kelas XI IPA, Jakarta: Ganeca Exact, hal. 157
9
Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-
paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air.
Tiga alat bantu pernafasan pada amfibia yaitu:3
Selaput rongga mulut: 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
Kulit: berfungsi sebagai tempat pertukaran udara karena mengandung
banyak kapiler. 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 paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia.
Paru-paru: 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
3 http://tedbio.multiply.com/journal/item/7
10
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 karbon dioksida keluar.4
Dengan bantuan alat pernapasan seperti selaput rongga mulut, kulit
maupun paru-paru, katak menghirup oksigen melalui salah satu alat bantu
pernafasan tersebut. Makanan dalam perut katak yang dilumatkan dengan asam
laktat seperti serangga, akan dirubah menjadi gula atau glukosa. Dengan bantuan
oksigen tersebut glukosa akan melalui pembakaran oksigen atau biasa dikenal
dengan proses oksidasi akan dirubah kedalam bentuk energi. Reaksi persamaan
kimianya bisa ditulis dengan
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energi (38 ATP)
Dimana glukosa dan oksigen dalam tubuh katak akan dirubah menjadi
karbon dioksida, air, dan energi sehingga katak mampu melakukan aktifitasnya
melalui energi (38 ATP) dari hasil proses oksidasi biologi tersebut. Sedangakan air
hasil proses oksidasi tersebut akan dikeluarkan melalui kulit dan air kencingnya.
Karbon dioksida yang tidak dibutuhkan katak akan dikeluarkan melalui salah satu
alat pernapasan tersebut.
C. Respirasi Pada Pisces
4 Diah Aryulina, Dkk, 2009, BIOLOGI Jilid 2, Bandung: ESIS, hal 164
11
Pada ikan alat pernafasannya berupa insang yang terluar berhubungan
dengan air dan yang dalam berhubungan dengan kapiler darah. Di setisp lembsrsn
insang terdapat filamen yang terdiri dari lapisan tipis(lamela). Pada filamen
terdapat kapler darah sehinggamemudahkan pertukaran antara oksigen (O2) dan
karbondioksida (CO2). Namun adapula ikan yang bernafas dengan gelembung
udara yang menyerupai paru-paru. Perbedaannya terletak pada ketahanan
hidupnya, jika ikan dengan insang hanya bisa bernafas di air, ikan paru (dipnoi)
dapat bertahan hidup tanpa air, karena kerja insangnya digantikan oleh gelembung
udara yang menyerupai paru-paru.
Ada beberapa fungsi insang, yaitu :
1) sebagai alat pernafasan
2) alat ekskresi garam-garam
3) penyaring makanan
4) alat pertukaran ion
5) osmolegurator
a) Susunan Insang Ikan
tutup insang/operkulum(pada ikan bertulang sejati), untuk melindungi
bagian kepala dan mengtur mekanisme aliran air.
selaput tipis di pinggir operkulum(membran brankiostega), untuk
klep/katup pada waktu air masuk ke rongga mulut.
lengkung insang (arkus brankialis)
lembaran insang berwarna kemerahan.
saringan insang(tapis insang), untuk mencegah benda-benda asing masuk
ke rongga insang.
b) Proses Inspirasi Dan Ekspirasi Pada Ikan
12
Proses inspirasi, gerakan tutup insang ke samping dan selaput tutup insang
tetap menempel, mulut terbuka dan tekanan air dalam mulut menurun. Hal itu
menyebabkan air masukke dalam rongga mulut.
Proses ekspirasi, air yang telah masuk mengakibatkan rongga mult menutp.
Sementara itu insang kembali ke kedudukannya serta celah insang terbuka. Air
mengalir keluar melalui celah insang. Pada proses ini saat di insang terjadi
pertukaran karbondioksida (CO2) dari sel-sel darah ke air dan oksigen (O2) dari
air ke sel-sel darah.
Proses diatas terjadi pada ikan bertulang sejati. Proses inspirasi dan
ekspirasi pada ikan bertulang rawan sama, hanya saja pada tiadak memiliki tutup
insang, melainkan digantikan oleh selaput kulit yang tersusun dari sel-sel.
c) Mekanisme inspirasi dan ekspirasi
Inspirasi, otot sternoideus berrelaksasi, rongga mulut membesar, dan udara
masuk melalui koane (celah hidung). Koane menutup dan otot submandibularis
dan otot geniohioideus berkontraksi mengakibatkan mulut mengecil, sehingga
udara terdorong masuk ke paru-paru dan terjadi pertukaran gas oksigen (O2) dan
karondioksida (CO2).
Inspirasi, otot sternoideus berrelaksasi, rongga mulut membesar, dan udara
masuk melalui koane (celah hidung). Koane menutup dan otot submandibularis
dan otot geniohioideus berkontraksi mengakibatkan mulut mengecil, sehingga
udara terdorong masuk ke paru-paru dan terjadi pertukaran gas oksigen (O2) dan
karondioksida (CO2).
Ekspirasi, otot submandibularis berelaksasi sementara itu otot perut dan otot
sternoideus berkontrksi. Akibatnya paru-paru mengecil dan tekanan udaranya
meningkat. Udara yang mengandung karbondioksida (CO2) keluar membuka
koane, dan rongga mulut pun terbuka. Udara keluar dari rongga mulut.
Ekspirasi, otot submandibularis berelaksasi sementara itu otot perut dan otot
sternoideus berkontrksi. Akibatnya paru-paru mengecil dan tekanan udaranya
13
meningkat. Udara yang mengandung karbondioksida (CO2) keluar membuka
koane, dan rongga mulut pun terbuba. Udara keluar dari rongga mulut.
d. perbedaan Inspirasi dan Ekspirasi
No Perbedaan Inspirasi Ekspirasi
1 Mulut Terbuka Tertutup
2 Tutup insang Ke luar/ke samping Ke kedudukannya
3 Rongga mulut Besar Mengecil
4 Selaput tipis Menempel/mengecil Membesar
5 Tekanan udara di
mulut
Kecil Besar
6 Udara Pengambilan o2 Pengeluaran co2
e) Gambar Sistem Respirasi Pisces
14
D. Respirasi Pada Reptil
Reptilia bernafas meggunakan paru-paru. Gas O2 masuk melalui lubang
hidung kemudian masuk ke rongga mulut. Dari mulut menuju ke anak tekak, lalu
diteruskan menuju ke trakhea yang tidak panjang. Lalu menuju ke bronkeolus dan
di paru, paru terjadi pertukaran gas O2 dengan CO2. O2 kemudian diangkut
menuju jaringan tubuh yang dipompa dari jantung. Gas CO2 dari jaringan tubuh
diangkut menuju jantung dan dipompa ke paru-paru untuk pertukaran dengan gas
O2. Udara yang mengandung CO2 kemudian dikeluarkan. Dari paru-paru menuju
ke bronkeolus, kemudian ke trakhea tidak panjang lalu ke anak tekak. Dari anak
tekak dilanjutkan menuju ke rongga mulut kemudian dikeluarkan melalui lubang
hidyng.
Pada reptil yag hidup di air terdapat lubang hidung reptilea terdapat katup.
Katup tersebut tertutup saat menyelam, agar air tidak masuk. Secara umum
reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Tetapi pada beberapa reptilia,
pengambilan oksigen dibantu oleh lapisan kulit disekitar kloaka. Pada reptilia
umumnya udara luar masuk melalui lubang hidung, trakea, bronkus, dan akhirnya
ke paru-paru. Lubang hidung terdapat di ujung kepala atau moncong. Udara
keluar dan masuk ke dalam paru-paru karena gerakan tulang rusuk.
Secara umum reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Tetapi pada
beberapa reptilia, pengambilan oksigen dibantu oleh lapisan kulit disekitar kloaka.
Pada reptilia umumnya udara luar masuk melalui lubang hidung, trakea, bronkus,
dan akhirnya ke paru-paru. Lubang hidung terdapat di ujung kepala atau
15
moncong. Umumnya reptilia mempunyai trachea yang panjang dimana
dindingnya disokong oleh sejumlah cincin cartilago. Udara keluar dan masuk ke
dalam paru-paru karena gerakan tulang rusuk. Sistem pernafasan pada reptilia
lebih maju dari Amphibi. Laring terletak di ujung anterior trachea. Dinding laring
dibentuk oleh tulang rawan kriterokoidea dan tulang rawan krikodea. Trakhea dan
bronkhus berbentuk panjang dan dibentuk oleh cincin-cincin tulang rawan.
Tempat percabangan trakhea menjadi bronkhus disebut bifurkatio trakhea.
Bronkhus masuk ke dalam paru-paru dan tidak bercabang-cabang lagi. Paru-paru
reptilia berukuran relatif besar, berjumlah sepasang. Struktur dalamnya berpetak-
petak seperti rumah lebah, biasanya bagian anterior lebih banyak berpetak
daripada bagian posterior.
Paru-paru dikelilingi oleh rongga dada yang bertulang rusuk. Tulang-tulang
rusuk ini dapat secara bergantian merenggang, dan kemudian merapat oleh karena
adanya perangkap otot-otot tulang rusuk yang berlawanan. Bila tulang-tulang
rusuk merenggang, volume rongga dada akan meningkat. Perluasan ini
menimbulkan sebagian paru-paru hampa dan segera terisi oleh karena masuknya
udara segar. Udara yang segar tentu membawa persediaan oksigen yang baru bagi
jaringan paru-paru yang basah itu. Kontraksi rongga dada kemudian mendesak
udara keluar dari paru-paru. Udara yang dihembuskan miskin akan oksigen, tetapi
kaya akan karbondioksida yang diterima ketika di dalam paru-paru (Kimball,
1999).
Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida terjadi di dalam
paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan keluar paru-paru karena adanya
gerakan-gerakan dari 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 belahan-belahan 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.
a. Mekanisme Pernafasan pada reptil adalah sebagai berikut :
16
• Fase Inspirasi : Tulang rusuk merenggang dan volume rongga dada
meningkat, sehingga paru-paru yang kosong akan terisi oleh udara yang banyak
mengandung oksigen
• Fase ekspirasi : Tulang rusuk merapat, sehingga udara yang mengandung
CO2 dan uap air akan terdesak keluar dari paru-paru.
E. RESPIRASI PADA AVES
a. Pernapasan pada Aves
Alat pernafasan pada burung (unggas) terbagi atas paru-paru mempunyai
bronkhus tertier yang lebih banyak jumlahnya dibandingkan dengan paru-paru
ayam. Ayam mempunyai 7 kantong hawa, yaitu sepasang kantong hawa
servikalis, sepasang abdominalis, sepasang torakalis, dan sebuah kantong hawa
klavikularis. Kalkun mempunyai 8 kantong hawa dan sebuah kantong hawa
servikalis (sama dengan klavikularis), 2 pasang kantong torakalis, 2 pasang
kantong abdominalis.
Pada umumnya kebanyakan jenis burung kecil hanya sedikit atau tidak
memiliki pneumatic bones, sedangkan jenis burung yang besar mempunyai
banyak pneumatic bones. Jadi, ternyata bahwa ada tidaknya pneumatic bones
hanya berperan kecil dalam kemampuan terbang. Ada pendapat yang menyangkal
bahwa humerus pada ayam itu merupakan pneumatic bones, tetapi ada pendapat
lain yang menyatakan bahwa pneumatic bones pada ayam meliputi hampir semua
vertebre servikalis, 2 tulang rusuk yang pertama, tulang dada, humerus, dan
bagian setengah bawah korakoid. Semua pneumatic bones tidak berhubungan
dengan kantong hawa, tetapi humerus berhubungan dan beberapa jenis burung
dapat bernafas melalui humerus pada kondisi tertentu.5
5 Duellman, William E., Schlager, Neil, 2003, "Animal Life Encyclopedia: Volume 6 Aves", Thomson-Gale
17
Selama pernafasan (respirasi), terjadi gerakan dada (thorax = thorak) dan
perut. Pada inspirasi, sternum korakoid, furkula, dan rusuk bergerak ke depan dan
ke bawah. Rusuk vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi
diameter vertical thorak bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah
kecil. Paru-paru membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik
ke arah dalam.
b. Pernafasan Aves Selama Terbang
Persediaan dan kecepatan oksigen (O2) berdifusi dalam paru-paru sangat
penting artinya bagi bangsa burung pada waktu terbang. Pada waktu terbang
konsumsi oksigen bisa 10 – 15 kali lebih banyak dibandingkan dengan pada
keadaan istirahat. Konsumsi itu juga tergantung pada kecepatan terbang. Pada
kecepatan terbang 35 km/jam, oksigen yang diperlukan rata-rata 21,9 ml/g/jam
atau 12,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan keadaan tidak terbang, dan pada
kecepatan terbang 40 km/jam konsumsi oksigen 23ml/g/jam.
Konsumsi oksigen paling tinggi pada waktu terbang menaik dan paling
rendah pada waktu terbang menurun. Beberapa peneliti mengasumsikan bahwa
pernafasan (aliran udara paru-paru) ada hubungan (sinkronisasi) dengan berbagai
gerakan sayap pada waktu terbang. Pada waktu sayap bergerak ke bawah, terjadi
ekspirasi.
c. Respirasi pada Aves
Pada kapiler jaringan, O2 berdifusi ke dalam jaringan oleh suatu proses
penting yang sama dengan yang terjadi dalam paru-paru. Dengan demikian
tekanan O2 (PO2) dalam cairan interstisial di luar kapiler rendah dan diperkirakan
sangat bervariasi, rata-rata sekitar 40 mm Hg, sedangkan di dalam darah arteri
tinggi sekitar 95 mm Hg. Oleh karena itu, pada kapiler tekanannya berbeda
sampai 55 mm Hg yang menyebabkan difusi O26. Pada waktu itu, darah yang
mengalir melalui kapiler banyak O2 berdifusi ke dalam jaringan dan PO2 kapiler
6
18
mendekati 40 mm Hg dalam cairan jaringan. Konsekwensinya, darah venous yang
meninggalkan jaringan mengandung O2 yang sangat penting untuk berbagai
aktivitas. Reaksi persamaan oksidasi pada Aves bisa dituliskan:
Makanan burung + O2 --> CO2 + H2O + Energi
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energi
Oksidasi Biologi --> Energi --> Aktivitas Tubuh
d. Gambar sistem Respirasi Pada Aves
F. Respirasi pada Mamalia
19
Pernafasan pada mamalia mempunyai 2 arti yang sangat berbeda :
1) Pernafasan oksigen (O2 ) dalam matabolisme karbohidrat dan berbagai molekul
organik lainnya.
2) Suatu proses yang melibatkan pertukaran O2 dan CO2 di antara berbagai sel
suatu organisme dan lingkungan luar.
Sebagian besar sel tubuh mamalia memperoleh energi dari reaksi kimia
yang melibatkan O2. Sel itu harus mampu melenyapkan CO2 yang merupakan hasil
akhir utama dari metabolisme oksidasi. Organisme bersel satu pertukaran O2 dan
CO2 terjadi secara langsung dengan lingkungan luar, tetapi hal itu sama sekali
tidak mungkin untuk sebagian besar sel organisme yang kompleks seperti manusia
maupun hewan/ternak. Oleh karena itu, evaluasi hewan besar memerlukan
perkembangan suatu sistem khusus yaitu sistem respirasi (pernafasan) untuk
pertukaran O2 dan CO2 bagi hewan tersebut dengan lingkungan sekitarnya
meliputi : paru-paru, jalan udara ke paru-paru, dan struktur dada yang
bertanggung jawab terhadap gerakan udara keluar dan masuk ke paru-paru.
a. Transportasi O2 dan CO2 pada Mamalia
Gas dapat mengaliri suatu tempat ke tempat lain dengan jalan difusi dan
hal ini selalu disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan dari satu tempat terhadap
tempat lainnya. Jadi, O2 berdifusi dari alveoli ke dalam pembuluh darah kapiler
pulmonaris karena perbedaan tekanan yang dalam hal ini tekanan O2 (PO2) di
dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan PO2 di dalam darah pulmonaris.
Darah pulmonaris diangkut melalui sirkulasi darah menuju berbagai jaringan
perifir. Di sana PO2 lebih rendah dalam sel dibandingkan dengan yang di dalam
darah arteri yang masuk ke dalam berbagai pembuluh darah kapiler. Di situ lagi
PO2 jauh lebih tinggi dalam darah kapiler menyebabkan O2 berdifusi ke luar dari
pembuluh kapiler dan seluruh cairan interstisial menuju sel.7
7 Salman, Aykar, 1999, Biologi Umum SMU Kelas II, Jakarta: Erlangga, hal 89
20
Karena O2 dimetabolisasikan dengan makanan dalam sel untuk membentuk
CO2 maka tekanan CO2 (PCO2) meningkat mencapai nilai tinggi dalam sel yang
menyebabkan CO2 berdifusi dari sel ke dalam jaringan kapiler. CO2 dalam darah
diangkut ke kapiler pulmonaris. CO2 itu berdifusi ke luar dari darah dan menuju
ke dalam alveoli karena PCO2 di dalam alveoli lebih rendah dibandingkan dengan
yang di dalam darah. Hal yang mendasar di sini adalah bahwa angkutan O 2 dan
CO2 ke dan dari berbagai jaringan tergantung dari difusi dan aliran darah secara
berturut-turut.
Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membrana respirasi sama
dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan. Jadi, faktor yang menentukan
betapa cepat suatu gas melalui membrana tersebut adalah : 1). ketebalan
membrana, 2).luas permukaan membrana, 3).koefisien difusi gas dalam substansi
membrana, dan 4). perbedaan tekanan antara kedua sisi membrana.
Sering terjadi kecepatan difusi melalui membrana tidak proporsional
terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan
ketebalan melebihi 2 – 3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat
mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus
pada olahragawan, luas permukaan membrana respirasi sangat mempengaruhi
prestasi dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang
berkurang dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan. Dalam
hal koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan
ternyata CO2 berdifusi melalui membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O2, dan
O2 dua kali lebih cepat dari N2.
Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas
mengalir melalui membrana respirasi. Dengan demikian, bila tekanan parsial
suatu gas dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah
seperti halnya O2 , difusi terjadi dari alveoli ke arah dalam, tetapi bila tekanan gas
dalam darah lebih besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO2
maka difusi terjadi dari darah ke dalam alveoli
21
b. Kapasitas Difusi Membrana Respirasi Mamalia
Kemampuan seluruh membrana respirasi untuk terjadinya pertukaran gas
antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan istilah kapasitas
difusinya, yang dapat didefinisikan sebagai volume gas yang berdifusi melalui
membrana tadi setiap menit untuk setiap perbedaan tekanan 1 mm Hg. Kapasitas
difusi O2 laki-laki muda dewasa pada waktu istirahat rata-rata 21 ml per menit per
mm Hg. Rata-rata perbedaan tekanan O2 menembus membrana respirasi selama
dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas tenang kira-kira 11 mm Hg.
Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230 ml O2 berdifusi normal
melalui membrana respirasi setiap menit; dan itu sama dengan kecepatan tubuh
menggunakan O2. Di lain pihak, kapasitas difusi CO2 belum pernah dihitung
karena kesukaran teknis.
Sebenarnya sangat penting diketahui kapasitas difusi yang tinggi dari CO2
itu. Bila tidak demikian maka membrana respirasi banyak mengalami kerusakan.
Akibatnya, kapasitasnya membawa O2 ke dalam darah sering tidak cukup
sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada
ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO2
d. Mekanisme Respirasi Mamalia
Selama respirasi, terjadi gerakan dada (thorax) dan perut. Pada inspirasi
sternum coracoid , furcula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk
vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertikal
dada bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru
membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah dalam.
22
BAB III
PENUTUP
A.KESIMPULAN
Dari beberapa pembahasan mengenai sistem respirasi vertebrata diatas, maka dapat
diambil beberapa kesimpulan di antaranya:
1. Respirasi pada amfibi, terjadi perbedaan organ respirasi saat larva bernapas
dengan ingsang, larva berkembang dengan ingsang dalam dan sat dewasa
dengan paru-paru dan kulit
23
2. Respirasi pada pisces,sistem pernapasan ikan menggunakan ingsang. Ingsang
ikan memiliki keistimewaan berupa tutup ingsang (operkulum)
3. Respiras pada reptil, pada umumnya yang digunakan sebagai alat pernapasan
adalah paru – paru , namun reptil memiliki alat bantu yaitu berupa kulit yang
terletak didekap kloaka
4. Respirasi pada Aves,sistem respirasi burung menggunakan paru – paru sebagai
alat pernapasan.pertukaran udara pada burung terjadi pada para bronkus yang
banyak mengandung pembulu darah.paru – paru burung memiliki keistimewaan
karena mengalami perluasan menjadi pundi – pundi udara.
5. Respirasi pada mamalia,sistem respirasi mamalia menggunakan paru – paru
sebagai alat pernapasan.Paru – paru berfungsi sebagai tempat difusi oksigen,
sedangkan karbondioksida berdifusi dari kapiler.
DARTAR PUSTAKA
http://forumbiologifromxia9.blogspot.com/2009/05/pb-7-sistem-
respirasi-1.
http://tedbio.multiply.com/journal/item/7
Kenneth V.Kardong.Ph.D.2009.VERTEBRATES.New York:McGraw-Hill
Salman, Aykar.1999.Biologi Umum SMU Kelas II, Jakarta: Erlangga
Wijaya jati, 2008, BIOLOGI Interaktif Kelas XI IPA, Jakarta: Ganeca Exact
24
25