fisiologi hewan-pernafasan

15
I. TUJUAN Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui alat pernapasan ikan, dilihat dari insang, organ tambahan pada insang dan tipe gelembung renang. II. TINJAUAN TEORI Respirasi dapat diartikan : 1. Bernapas yaitu proses inspirasi dan ekspirasi. 2. Pertukaran gas yaitu O 2 dan CO 2 . Baik antara alveolus dan kapiler paru-paru, maupun antara kapiler jaringan dan sel di jaringan. Respirasi sel berlangsung dalam 4 tahap yaitu : glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus kreb, dan transpor elektron. Dari ke-4 tahap respirasi tersebut, hanya glikolisis yaitu pemecahan glukosa menjadi asam pituvat yang berlangsung secara anaerob. Pada tahap dekarboksilasi oksidatif dan siklus kreb, oksigen diperlukan untuk membentuk CO 2 . Pada tahap transpor elektron oksiden diperlukan sebagai penerima elektron terakhir membentuk radikal oksigen dan bereaksi dengan H + membentuk air. Pada tahap pertukaran gas, oksigen dari elveolus masuk ke kapiler paru-paru dan diikat oleh hemoglobin membentuk Hb(O 2 ) 4 dan terdapat sejumlah oksigen yang terlarut dalam plsama darah yang tidak diikat oleh Hb. Oksigen inilah yang menentukan tekanan parsial oksigen dalam darah. Di kapiler jaringan O 2 dilepas oleh Hb dan berdifusi ke dalam sel. O 2 selalu dilepas oleh Hb setelah sampai kapiler darah dikarenakan adanya peningkatan kadar H + (Penurunan pH). Hal inilah yang disebut dengan efek Bohr. Oksigen yang berdifusi ke dalam otot akan diikat oleh hemoglobin. Hasil respirasi di dalam sel adalah CO 2 , H 2 O dan energi dalam bentuk ATP dan panas yang hilang ke lingkungan. CO 2 akan diangkut oleh vena menuju ke jantung dan dibuang melalui ingsang, kulit, paru-paru. Energi dalam tubuh berasal dari oksidasi karbohidrat, lemak dan protein. 1

Upload: ayu-indraswary

Post on 17-Jan-2016

115 views

Category:

Documents


13 download

DESCRIPTION

Fisiologi Hewan-Pernafasan

TRANSCRIPT

Page 1: Fisiologi Hewan-Pernafasan

I. TUJUANTujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui alat pernapasan ikan, dilihat dari insang, organ tambahan pada insang dan tipe gelembung renang.

II. TINJAUAN TEORIRespirasi dapat diartikan :

1. Bernapas yaitu proses inspirasi dan ekspirasi.2. Pertukaran gas yaitu O2 dan CO2. Baik antara alveolus dan kapiler paru-paru, maupun antara kapiler jaringan dan sel di jaringan. Respirasi sel berlangsung dalam 4 tahap yaitu : glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif, siklus kreb, dan transpor elektron. Dari ke-4 tahap respirasi tersebut, hanya glikolisis yaitu pemecahan glukosa menjadi asam pituvat yang berlangsung secara anaerob. Pada tahap dekarboksilasi oksidatif dan siklus kreb, oksigen diperlukan untuk membentuk CO2. Pada tahap transpor elektron oksiden diperlukan sebagai penerima elektron terakhir membentuk radikal oksigen dan bereaksi dengan H+ membentuk air.

Pada tahap pertukaran gas, oksigen dari elveolus masuk ke kapiler paru-paru dan diikat oleh hemoglobin membentuk Hb(O2)4 dan terdapat sejumlah oksigen yang terlarut dalam plsama darah yang tidak diikat oleh Hb. Oksigen inilah yang menentukan tekanan parsial oksigen dalam darah. Di kapiler jaringan O2 dilepas oleh Hb dan berdifusi ke dalam sel. O2 selalu dilepas oleh Hb setelah sampai kapiler darah dikarenakan adanya peningkatan kadar H+ (Penurunan pH). Hal inilah yang disebut dengan efek Bohr. Oksigen yang berdifusi ke dalam otot akan diikat oleh hemoglobin.

Hasil respirasi di dalam sel adalah CO2, H2O dan energi dalam bentuk ATP dan panas yang hilang ke lingkungan. CO2 akan diangkut oleh vena menuju ke jantung dan dibuang melalui ingsang, kulit, paru-paru. Energi dalam tubuh berasal dari oksidasi karbohidrat, lemak dan protein.

Karbohidrat, lemak dan protein dapat disimpan dalam tubuh sebagai sumber energi cadangan. Karbohidra disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan di otot jantung dan jaringan lain (common metabolic pool). Bila tubuh kekurangan suplai makanan sumber energi, maka sumber energi cadangan di dalam tubuh akan segera dibongkar. Pertama glikogenolisis (peguraian glikogen menjadi glukosa 1 fosfat), kedua lipolisis (penguraian lemak dari jaringan dan ditransfer ke hati, tempat berlangsungnya glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa dari bahan non karbohidrat), ketiga adalah proteolisis (penguraian protein menjadi asam amino ditransfer ke hati, seperti langkah ke dua).

Glukoneogenesis sangat penting karena sumber enegeri untuk sel saraf, sel darah, dan sel ginjal yang tidak memiliki cadangan energi. Glikogen di dalam tubuh hanya bertahan sebagai sumber energi selama 1,5 hari. Oleh karena itu, bila dalam 30 menittubuh kekurangan karbohidrat, maka lemak dan protein akan dirubah menjadi glukosa (glukoneogenelisis) agar sel syaraf, sel darah, dan sel lainnya tidak mati karena kekurangan energi.

Glukosa, asam lemak dan asam amino mengalami glikolisis menjadi asam piruvat. Selanjutnya asam piruvat akan mengalami dekarboksilasi menjadi asetil

1

Page 2: Fisiologi Hewan-Pernafasan

koenzim A. Sedangkan asam amino dapat berlangsung diubah menjadi asetil Koenzim A. Koenzim A selanjutnya masuk ke matriks mitokondria tempat berlangsungnya siklus krebs (siklus asam trikarboksilat).

Hasil oksidasi seluler dalam mitokondria adalah : 1. Energi yang di tangkap oleh ADP menjadi ATP dan ada yang hilang ke dalma

lingkungan dalam bentuk panas. ATP dapat disimpan dalam bentuk keratin fosfat (fosfokreatin)2. Karbondioksida (CO2) 3. Air (H2O)Khusus pada oksidasi asam amino terdapat hasil buangan berupa amoniak

(NH3) yang bersifat racun, hingga harus dibuang. Terdapat berbagai perbedaan antara hewan vetebrata dalam proses membuang NH3. Pada amphibia dan pisces, NH3 dibuang dalam bentuk amoniak, pada reptilia dan aves dibuang dalam bentuk urea yang larut dalam air

Karbon dioksida (CO2) yang terbentuk di mitokondria selanjutnya di transfer ke pembuluh darah kapiler. Dari kapiler, CO2 dibawa ke paru-paru oleh dalam dalam bentuk CO2 terlarut, HbCO2 dan H2CO3. Pengangkutan CO2 paling banyak dalam bentukmHCO3

- di eritrosit, hal ini disebabkan pembentukan H2CO3

dikatalis oleh kalsium karbonat anhidrase yang ada di dalam eritrosit. Setelah sampai di kapiler paru-paru, CO2 Berdifusi ke alveoli.

Mekanisme Pertukaran Gas Oksigen (O2) dan Karbondioksida (CO2) Pada Ikan. 

Insang dimiliki oleh jenis ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dare 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 operkulum,sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.

Gambar 1. Struktur ingsang ikan

2

Page 3: Fisiologi Hewan-Pernafasan

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 Oksigen, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.

Gambar 2. Mekanisme respirasi pada ikan

Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, O2 dari air masuk ke dalam insang kemudian O2 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, CO2 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh.

Gambar 3. Mekanisme pernafasan pada ikan bertulang sejati

3

Page 4: Fisiologi Hewan-Pernafasan

Mekanisme Pertukaran Gas Oksigen (O2) dan Karbondioksida (CO2) Pada Katak.

Sistem Organ Pernapasan Katak (Amphibia). Sepasang paru-paru pada katak berbentuk seperti balon elastis tipis yang diliputi kapiler darah. Dinding bagian dalam paru-paru ini memiliki lipatan-lipatan yang berperan sebagai perluasan. Paru-paru ini dihubungkan dengan semacam bronkus pendek yang berhubungan dengan rongga mulut. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi atau relaksasinya otot-otot rahang bawah dan otot perut. 

Gambar 4. Mekanisme pernafasan pada katak

Pada Gambar 4. Ditunjukan bahwa katak tidak memiliki tulang rusuk dan diagfragma. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi otot-otot rahang bawah dan otot perut.  Rongga mulut membesar ketika otot rahang bawah (submaksilaris) mengendur, dan otot sternohioideus di bagian bawah rahang berkontraksi. Hal ini menyebabkan peningkatan tekanan dalam rongga mulut sehingga terjadi aliran udara melalui rongga mulut dan koane. Ketika otot submaksilaris dan otot genio hioideus berkontraksi, rongga mulut mengecil. Koane menutup dan celah faring membuka sehingga udara terdorong masuk ke dalam paru-paru. Kemudian, di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas. 

Pada proses ekspirasi, otot submaksilaris kembali berelaksasi dan otot sternohioideus serta otot-otot perut berkontrasi sehingga menekan paru-paru dan mendorong udara kaya CO2 keluar rongga mulut. Segera setelah celah faring menutup dan koane membuka, otot submaksilaris dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Akibatnya, udara yang kaya CO2

tertekan keluar. Pernapasan dengan menggunakan kulit dapat berlangsung ketika berada di darat maupun di air. Kulit katak tipis dengan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar pada kulitnya. 

Selain itu, memiliki banyak kapiler yang merupakan perkembangan dari sistem pernapasan menggunakan insang luar. Pada saat berada dalam stadium

4

Page 5: Fisiologi Hewan-Pernafasan

larva, organ yang dimiliki bukanlah paru-paru, tetapi insang luar. Insang luar berupa lipatan-lipatan kulit yang mengandung banyak pembuluh darah.

III.ALAT DAN BAHANAlat yang digunakan dalam praktikum, yaitu:- Papan bedah- Pisau bedah- Pinset- KapasBahan yang digunakan dalam praktikum, yaitu:- Ikan Lele- Ikan sapu-sapu- Ikan mas- Alkohol

IV. CARA KERJA1. Memingsankan ikan (lele, mas dan sapu-sapu) dengan kapas yang sudah

diberi alcohol2. Membedah ikan (lele,mas dan sapu-sapu) pada papan bedah.

Bagian ikan yang dibedah adalah pada bagian operculum sampai bagian tubuh ikan.

3. Mengamati insang pada masing-masing ikan, serta mengamati organ tambahan pada insang untuk mengetahui apakah ada labirin pada masing-masing ikan.

4. Mengamati gelembung renang (ductus pneumaticus) pada masing-masing ikan, termasuk tipe fisotomus atau fisoklistus?

5

Page 6: Fisiologi Hewan-Pernafasan

V. HASIL PENGAMATANStruktur Ikan Mas Ikan Lele Ikan Sapu-sapu

1. Operkulum - Terdiri atas 2 lapisan

- Terletak dibagian sisi kanan dan kiri

- Terdiri atas 1 lapisan

- Terletak dibagian belakang kepala

- Terdiri atas 2 lapisan

- Terdapat dibawah interior

2. Insang- Struktur- Warna

- Terdiri atas empat lembar insang

- Terdapat seperti filamen (lamela)

- Berwana merah pekat

- Terdiri atas 4 lembar insang

- Terdapat seperti filamen (lamela)

- Berwarna merah hati, pucat

- Terdiri atas 4 lembar insang

- Berwarna merah tua

3. Labirin- Struktur- Warna

Tidak ada

- Berbentuk seperti bunga karang

- Berwarna merah pucat

Tidak ada

4. Ductus pneumaticus

- Tipe: Fisostomus- Terdiri atas dua

gelembung (besar dan kecil)

Tidak ada Tidak ada

VI. PEMBAHASAN6.1 Ikan Mas

Klasifikasi ilmiahKerajaan : AnimaliaFilum : ChordataKelas : ActinopterygiiOrdo : CypriniformesFamili : CyprinidaeGenus : CyprinusSpesies : C. carpio

OperkulumMerupakan tutp insang, yang terdiri dari dua celah, terletak pada baian kanan

dan kiri. Operculum berfungsi melindungi bagian kepala dan mengatur mekanisme aliran air sewaktu bernapas.

InsangInsang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut

operkulum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum. Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator.

6

Page 7: Fisiologi Hewan-Pernafasan

Stickney (1979) menyatakan salah satu penyesuaian ikan terhadap lingkungan ialah pengaturan keseimbangan air dan garam dalam jaringan tubuhnya, karena sebagian hewan vertebrata air mengandung garam dengan konsentrasi yang berbeda dari media lingkungannya. Ikan harus mengatur tekanan osmotiknya untuk memelihara keseimbangan cairan tubuhnya setiap waktu. Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator.

Ikan Mas mempunyai empat buah insang yang ditutup oleh tutup insang (operkulum). Proses pernapasan pada ikan adalah dengan cara membuka dan menutup mulut secara bergantian dengan membuka dan menutup tutup insang. Pada waktu mulut membuka, air masuk ke dalam rongga mulut sedangkan tutup insang menutup. Oksigen yang terlarut dalam air masuk berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. Dan pada waktu menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. Bersamaan dengan keluarnya air melalui insang, karbondioksida dikeluarkan. Pertukaran oksigen dan karbondioksida terjadi pada lembaran insang. Insang pada Ikan Mas berwarna merah pekat (merah bata). Menurut asumsi praktikan, warna merah pekat pada insang Ikan Mas, diakibatkan karena sumber O2 di habitat ikan Mas tinggi. Seperti yang kita ketahui bahwa habitat Ikan Mas yaitu di bagian permukaan air yang memiliki arus cukup kencang.

Selaput tipis bekerja se-bagai klep pada celah insang. Bagian depan dari selaput melekat pada operculum, sedangkan pada bagian belakangnya terlepas bebas. Selaput kulit tipis ini disebut membran branchiostegii yang disokong oleh beberapa potong yang terletak pada dinding ventral pharing disebut radii branchiostegii. Septum insang hanya satu saja dan tidak menonjol keluar dari lamela insang, serta kadang-kadang insang tidak ada. Jari-jari insang selalu ada sepasang untuk setiap lengkung insang ber-jumlah 5, tetapi lengkung insang 1 dan 5 berupa hemibranchia, hanya lengkung kedua, tiga dan empat saja yang berupa holobranchia. Lamela insang pada lengkung pertama hanya ada pada bagian belakang lengkung insang dan pada lengkung insang kelima pada bagian depan saja.

Gelembung renangGelembung renang pada ikan mas terdiri dari dua kantung gas yang terletak

pada bagian dorsal, memiliki dinding yang fleksibel yang berkontraksi dan berkembang berdasarkan tekanan ambien. Dinding gelembung renang memiliki sedikit pembuluh darah dan dilapisi dengan kristal guanine yang membuatnya kedap udara. Penyesuaikan tekanan gas menggunakan kelenjar gas sehingga mendapatkan daya apung netral dan dapat naik dan turun pada berbagai kedalaman. Gelembung renang merupakan organ internal yang dipenuhi oleh gas yang berfungsi memberi kemampuan ikan untuk mengendalikan daya apung sehingga mampu menghemat energy untuk berenang . Fungsi lain gelembung renang adalah digunakan sebagai ruang beresonansi untuk memproduksi atau menerima suara. Pengisian gelembung renang dengan udara dilakukan dengan cara mengalirkan udara dari tractus pneumaticus sampai terjadi penggembungan.

7

Page 8: Fisiologi Hewan-Pernafasan

Sementara pengosongan dilakukan dengan menekan gelembung ke usus. Pada gelembung renang berbentuk fisostom pengisisan gelembung renang dilakukan pertama kali bersamaan dengan pigmentasi mata dan pembukaan mulut larva.

VI.2 Ikan LeleSistem respirasi ikan lele didukung oleh alat pernafasannya, yang terdiri dari

insang dan labirin. Insang seperti alat pernafasan ikan lainnya merupakan alat respirasi utama. Dan pada ikan lele terdapat 4 lembar insang di kedua sisi kepalanya. Alat respirasi tambahan ikan lele atau assesori respiratori organ berupa perluasan insang yang disebut labirin (air-breathing organ). Labirin ber berwarna kemerahan yang terletak dibagian atas lengkung insang kedua dan keempat. Fungsi labirin ini untuk mengambil oksigen dari permukaan air dan dapat mengambil oksigen dari udara secara langsung untuk beberapa saat. Menurut sunita (2003) ikan lele mampu bertahan diluar air selama 31 jam. Dengan alat pernafasan tambahan ini ikan lele mampu bertahan hidup pada kondisi oksigen yang minim. Namun semakin minim oksigen yang ada dilingkungan maka terjadi peningkatan mukus yang disekresikan oleh Mucous cells (MCs). Sel ini terdapat di jaringanikat longgar sub-epitelial. Mukus ini berbahan dasar mucopolisakarida. Mukus ini membantu untuk mencegah pengeringan.

Proses terjadinya pertukaran udara didalam tubuh ikan lele pada permukaan insang yang kemudian masuk ke pembuluh darah. Gbr 1. Tipe respirasi ini disebut counter-current exchange. (Thomas.1988)

gambar 1. Difusi oksigen pada ikan

VI.3 Ikan Sapu-sapuIkan sapu – sapu memiliki 2 operculum yang terletak di bagian bawah

anterior. Memiliki 4 lembar insang dan berwarna merah tua. Warna merah tua ini mengindikasikan bahwa ikan sapu – sapu termasuk ikan yang daerah renangnya berada di atas permukaan atau pertengahan perairan karena kaya akan oksigen terlarut. Sementara labirin tidak terdapat dalam ikan sapu – sapu. Hal ini mengindikasikan bahwa ikan sapu – sapu berada di daerah perairan yang kaya akan oksigen terlarut sehingga ia tidak perlu memperluas insangnya untuk

8

Page 9: Fisiologi Hewan-Pernafasan

membentuk labirin sebagai tempat cadangan oksigen. Ductus pneumaticus pun juga tidak terlihat pada ikan sapu – sapu. Hal ini sesuai dengan perilaku ikan ini yang tidak lincah, melainkan hanya menempel pada batu yang berada didekat permukaan karena memang ikan ini bukan pemangsa, melainkan pemakan alga sehingga tidak perlu kecepatan lebih untuk bergerak dalam air. mulutnya termodifikasi seperti alat penghisap yang digunakan untuk menempel pada batu dan memakan alga yang ada di permukaan batu tersebut.

VII.KESIMPULAN

Ikan bernapas dengan menggunakan insang. Insang pada ikan berbeda-beda sesuai dengan jenis ikan masing-masing. Pada ikan mas memiliki 4 lembar insang, ikan lele 4 lembar insang dan pada ikan sapu-sapu juga memiliki 4 lembar insang. Pada ikan lele terdapat organ tambahan yang terletak dibawah insang yaitu labirin. Labirin pada ikan lele berbentuk seperti bunga karang. Pada ikan mas terdapat ductus pneumaticus dengan tipe fisotomus.

DAFTAR PUSTAKAKholish.2008. Panduan lengkap agribisnis lele. penebar swadya, anggota

IKAPI.JakartaSunita & Tarun. 2003. Histopathological Analysis of the Respiration Organs of

the Air-Breathing Catfish (Linn.) Exposed to the Air. Acta zoologica Taiwanica 14(1):45-64(2003)

9

Page 10: Fisiologi Hewan-Pernafasan

LAMPIRAN

1. Ikan Mas

2. Ikan Lele

3. Ikan Sapu-sapu

10