integument serangga

38
TUGAS MAKALAH “STRUKTUR DAN MODIFIKASI INTEGUMEN” Oleh : M RASYID RIDHA B252140101

Upload: sevenrasyidridho

Post on 07-Feb-2016

545 views

Category:

Documents


109 download

DESCRIPTION

Pengenalan dasar integument (eksoskeleton) pada serangga

TRANSCRIPT

Page 1: INTEGUMENT SERANGGA

TUGAS MAKALAH

“STRUKTUR DAN MODIFIKASI INTEGUMEN”

Oleh :

M RASYID RIDHA

B252140101

PROGRAM STUDI PARASITOLOGI DAN ENTOMOLOGI KESEHATAN

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

Page 2: INTEGUMENT SERANGGA

DAFTAR ISI

Cover .............................................................................................................

Kata Pengantar...............................................................................................

Daftar Isi.........................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang........................................................................................

B. Tujuan......................................................................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Serangga..................................................................................................

B. Sistem Integumen Serangga....................................................................

1. Pengertian Integument......................................................................

2. Fungsi Integument............................................................................

3. Struktur Integument.........................................................................

4. Modifikasi Integument.....................................................................

5. Komposisi Kimia Integumen...........................................................

C. Komponen Lain Dari Kutikula................................................................

BAB III KESIMPULAN

Kesimpulan.....................................................................................................

Daftar Pustaka................................................................................................

2

Page 3: INTEGUMENT SERANGGA

BAB I

PENDAHULUAN

 A.   LATAR BELAKANG

Kurang lebih 1 juta spesies serangga telah diketahui dan hal ini

merupakan petunjuk bahwa serangga merupakan mahluk hidup yang

mendominasi bumi. Diperkirakan, masih ada sekitar 10 juta spesies serangga

yang belum diketahui. Peranan serangga sangat besar dalam menguraikan

bahan-bahan tanaman dan binatang dalam rantai makanan ekosistem dan

sebagai bahan makanan mahluk hidup lain. Serangga memiliki kemampuan

luar biasa dalam beradaptasi dengan keadaan lingkungan yang ekstrem,

seperti di padang pasir dan Antarktika.

Serangga termasuk filum Arthropoda yaitu kelompok hewan yang

mempunyai kaki beruas-ruas, tubuh bilateral simetris dan dilapisi oleh

kutikula yang keras (exosceleton). Serangga digolongkan dalam kelas insecta

(Hexapoda), karena memiliki 6 buah (3 pasang) kaki yang terdapat di daerah

dada (thorax). Jumlah kaki menjadi ciri khas serangga yang membedakannya

dengan hewan lain dalam phylum Arthropoda seperti laba-laba (Arachnida),

kepiting (Decapoda), udang (Crustacea), lipan dan luwing (Myriapoda),

Kehidupan serangga sudah dimulai sejak 400 juta tahun (zaman devonian).

Kira-kira 2 – 3 juta spesies serangga telah terindentifikasi. Diperkirakan,

jumlah serangga sebanyak 30-80 juta spesies yang meliputi sekitar 50% dari

keanekaragaman spesies di muka bumi. (Hadi, 2010).

Serangga juga memiliki keanekaragaman luar biasa dalam ukuran,

bentuk dan perilaku. Kesuksesan eksistensi kehidupan serangga di bumi ini

diduga berkaitan erat dengan rangka luar (eksoskeleton) yang dimilikinya,

yaitu Integumentnya yang juga merangkap sebagai rangka penunjang

tubuhnya, dan ukurannya yang relatif kecil serta kemampuan terbang

sebagian besar jenis serangga. Ukuran badannya yang relatif kecil

menyebabkan kebutuhan makannya juga relatif sedikit dan lebih mudah

3

Page 4: INTEGUMENT SERANGGA

memperoleh perlindungan terhadap serangan musuhnya. Beberapa jenis

serangga juga berguna bagi kehidupan manusia seperti lebah madu, ulat

sutera, kutu lak, serangga penyerbuk, musuh alami hama atau serangga

perusak tanaman, pemakan detritus dan sampah, dan bahkan sebagai makanan

bagi mahluk lain, termasuk manusia. Tetapi sehari-hari kita mengenal

serangga dari aspek merugikan kehidupan manusia karena banyak di

antaranya menjadi hama perusak dan pemakan tanaman pertanian dan

menjadi pembawa (vektor) bagi berbagai penyakit seperti malaria dan demam

berdarah. Walaupun demikian sebenarnya serangga perusak hanya kurang

dari 1 persen dari semua jenis serangga (Hadi et al, 2009; Hadi, 2010).

Dalam siklus kehidupan diperlukan suatu sistem untuk dapat survive

baik terhadap keturunannya, predator dan lingkungan. Peran Integumen

sangat diperlukan sebagai pertahanan awal dari berbagai macam gangguan

baik dari segi predator maupun lingkungan sehingga integumen dapat

melakukan perannya dalam kehidupan serangga.

A. Tujuan

1. Mengetahui pengertian sistem integumen serangga.

2. Mengetahui fungsi inetgumen serangga.

3. Mengetahui struktur integumen serangga.

4. Mengetahui modifikasi integumen serangga.

5. Mengetahui kandungan kimia dari Integumen.

6. Mengetahui bagian lain dari Integumen.

4

Page 5: INTEGUMENT SERANGGA

BAB II

TINJUAN PUSTAKA

A. Serangga

Serangga (disebut pula Insecta, dibaca “insekta”) adalah kelompok utama dari

hewan beruas (Arthropoda) yang bertungkai/kaki enam (tiga pasang); karena

itulah mereka disebut pula Hexapoda (dari bahasa Yunani yang berarti “berkaki

enam”)

 Klasifikasi ilmiah

Kerajaan: Animalia

Filum: Arthropoda

Upafilum: Hexapoda

Kelas:InsectaLinnaeu s , 1758

Lebih dari 800.000 spesies insekta sudah ditemukan. Terdapat 5.000 spesies

bangsa capung (Odonata), 20.000 spesies bangsa belalang (Orthoptera), 170.000

spesies bangsa kupu-kupu dan ngengat (Lepidoptera), 120.000 bangsa lalat dan

kerabatnya (Diptera), 82.000 spesies bangsa kepik (Hemiptera), 360.000 spesies

bangsa kumbang (Coleoptera), dan 110.000 spesies bangsa semut dan lebah

(Hymenoptera).

Secara umum serangga terbagi menjadi 3 bagian yaitu kepala, thorax dan

abdomen. Morfologi serangga terdiri dari kepala, toraks dan abdomen. Sedangakn

anantomi serangga terdiri dari Sistem saraf serangga dapat dibagi ke dalam otak

dan urat saraf ventral Struktur utama dari sistem pencernaan serangga adalah

tabung tertutup panjang yang disebut saluran pencernaan , yang berjalan

memanjang melalui tubuh. Saluran pencernaan makanan mengarahkan

unidirectionally dari mulut ke anus Sistem reproduksi serangga betina terdiri dari

5

Page 6: INTEGUMENT SERANGGA

sepasang ovarium , kelenjar aksesori, satu atau lebih spermathecae , dan saluran

yang menghubungkan bagian-bagian tersebut. Untuk serangga jantan, sistem

reproduksi adalah testis , ditangguhkan di rongga tubuh dengan tracheae dan

lemak tubuh. Pertumbuhan serangga biasanya melalui empat tahap bentuk hidup

yaitu: telur, larva / nimfa, pupa dan stadium dewasa.

Gambar 2.1. Bagian umum Anantomi Luar Serangga (dikutip dari :

http://www.insectsexplained.com/03external.htm)

Menurut Upik (2010) Karakteristik umum serangga yaitu :

a. Tubuh terbagi atas kepala, toraks dan abdomen.

b. Mempunyai sepasang sayap kecuali Anoplura, Mallophaga dan Siphonaptera.

c. Mempunyai sepasang antena.

d. Mempunyai tiga pasang kaki.

e. Perangkat mulut telah mengalami perkembangan dan penyesuaian sedemikian

rupa sehingga dikenal berbagai ragam tipe seperti menggigit/mengunyah,

menusuk, menghisap, menyerap dan sebagainya.

6

Page 7: INTEGUMENT SERANGGA

B. Sistem Integumen Serangga

1. Pengertian Integument.

Kulit (integumen) adalah lapisan terluar yang menyelubungi

permukaan tubuh suatu organisme, oleh karenanya kulit atau

Integumentum mempunyai fungsi utama sebagai pelindung terhadap

jaringan alat-alat tubuh yang ada di bawahnya. Integumen biasa juga

disebut sebagai exoskeleton. Istilah "exoskeleton" ciri itu berdasarkan

fungsinya sebagai dukungan eksternal utama untuk integritas tubuh

serangga (Borror et al, 1981)

Menurut Dyeer (2010) Integumen ini berasal dari bahasa Latin

"integumentum", yang berarti "penutup". Sistem integumen adalah sistem

organ yang membedakan, memisahkan, melindungi, dan

menginformasikan hewan terhadap lingkungan sekitarnya. Sistem ini

seringkali merupakan bagian sistem organ yang terbesar yang mencakup

kulit, rambut, bulu, sisik, kuku, kelenjar keringat dan produknya

(keringat atau lendir). Sistem integumen/sistem penutup tubuh (covering)

adalah suatu sistem penyusun tubuh suatu makhluk hidup yang

berhubungan langsung dengan lingkungan luar. Secara ilmiah

Integument adalah lapisan terluar yang terdapat diluar jaringan yang

terdapat pada bagian luar yang menutupi dan melindungi permukaan

tubuh, Integument merupakan organ yang paling luas pada permukaan

yang membungkus seluruh bagian luar tubuh sehingga Integument secara

umum berfungsi sebagai pelindung tubuh terhadap bahaya bahan kimia.

Cahaya matahari mengandung sinar ultra violet dan melindungi terhadap

mikroorganisme serta menjaga keseimbangan tubuh, misalnya menjadi

pucat, kekuning-kunigan, kemerah-merahan atau suhu Integument

meningkat. Ganguan psikis juga dapat mengakibatkan kelainan atau

perubahan pada Integument misanya karna stres, ketakutan, dan keadaan

marah akan mengakibatkan perubahan pada integument.

7

Page 8: INTEGUMENT SERANGGA

2. Fungsi Integument.

Integumen serangga sangat sering terlibat dalam strategi pertahanan

terhadap predator dan agen patogen. Umumnya merupakan titik kontak

pertama dalam interaksi antara musuh alami serangga dan semacamnya.

Ini seringkali menawarkan perlindungan yang efisien sebagai penghalang

fisik karena kekerasannya, misalnya, dalam kumbang dewasa. Pada

ekstrim yang berlawanan, sebuah kekuatan mekanik rendah integumen

dapat terlibat dalam strategi pertahanan serangga juga (klowden, 2007).

Menurut Bush et al (2008) integument berfungsi tidak hanya sebagai

pelindung seluruh tubuh, tetapi juga sebagai permukaan untuk otot

lampiran, penghalang air-ketat terhadap pengeringan, dan antarmuka

sensorik dengan lingkungan. Ini adalah struktur berlapis dengan empat

wilayah fungsional: epicuticle, procuticle, epidermis, dan membran basal,

sedangkan pada serangga air ada dua jenis rambut yang merupakan

bagian dari integumenr yang digunakan yaitu makro dan microtrichia

dan peran yang berbeda dalam mempertahankan “air repellency”,

Epidermis pada dasarnya merupakan suatu jaringan sekretorik yang

dibentuk oleh satu lapisan sel epitel. Hal ini bertanggung jawab untuk

memproduksi setidaknya bagian dari membran basement serta semua

lapisan atasnya dari kutikula. Membran basal adalah bilayer mendukung

mucopolysaccharides amorf (lamina basal) dan serat kolagen (lapisan

retikuler). Membran prokutikula terletak tepat di atas epidermis.

Prokutikula berisi microfiber kitin dikelilingi oleh matriks protein yang

bervariasi dalam komposisi dari serangga ke tempat serangga dan bahkan

dari ke tempat dalam tubuh serangga tunggal. Sebagai bentuk procuticle,

itu ditetapkan dalam lamellae tipis dengan microfiber kitin berorientasi

pada sudut yang sedikit berbeda di setiap lapisan berikutnya. Di beberapa

bagian tubuh, procuticle stratifies menjadi eksoocuticle dan endokutikula

(Klowden, 2007).

8

Page 9: INTEGUMENT SERANGGA

Diferensiasi exocuticle melibatkan proses kimia (disebut sclerotization)

yang terjadi segera. Selama sclerotization, molekul protein individu

dihubungkan oleh senyawa kuinon. Reaksi-reaksi “memperkuat” matriks

protein, menciptakan kaku “piring” dari exoskeleton yang dikenal

sebagai sclerites. Kuinon lintas-hubungan tidak terbentuk di bagian mana

resilin exoskeleton (suatu protein elastis) berada dalam konsentrasi

tinggi. Daerah ini merupakan membran dan kondisinya tetap lembut dan

fleksibel karena tidak pernah mengembangkan exocuticle. Epicuticle

adalah bagian terluar dari kutikula. Fungsinya adalah untuk mengurangi

kehilangan air dan menghalangi invasi benda asing. Lapisan paling

dalam epicuticle sering disebut lapisan cuticulin, strata terdiri dari

lipoprotein dan rantai asam lemak tertanam dalam kompleks protein-

polifenol. Sebuah monolayer berorientasi molekul lilin terletak tepat di

atas lapisan cuticulin, yang berfungsi sebagai penghalang utama untuk

pergerakan air ke dalam atau keluar dari tubuh serangga. Dalam banyak

serangga lapisan semen meliputi lilin dan melindunginya dari abrasi

(Klowden, 2007).

Warna exoskeleton diproduksi dalam beberapa cara. Cokelat diproduksi

oleh proses tanning kuinon. Melanisasi adalah proses produksi pigmen

hitam pekat dalam kutikula. Warna juga dapat disebabkan oleh pigmen

yang ditemukan dalam epidermis atau kutikula. Contoh dari ini

insecticyanin ditemukan dalam sel-sel epidermis Manduca Sexta, larva

hornworm di tomat, yang merupakan kombinasi dari pigmen biru yang

disebut biliverdin dan pigmen kuning yang disebut lutein yang diperoleh

dalam makanan. Banyak warna-warna cerah adalah karena sifat reflektif

dari kutikula. Warna-warni cerah diproduksi sebagai hasil dari campur

tangan oleh beberapa selaput film tipis dipisahkan oleh bahan hasil

indeks bias sedikit berbeda dalam warna metalik yang cerah. Variasi

cahaya menghasilkan warna putih dan beberapa hijau dan biru. Difraksi

adalah membelah cahaya menjadi warna spektral komponennya. Hal ini

9

Page 10: INTEGUMENT SERANGGA

dilakukan dengan serangkaian alur halus atau pegunungan dipisahkan

oleh spasi sesuai dengan panjang gelombang tertentu dari cahaya. Yang

terakhir adalah warna dasar yang dihasilkan oleh mikroarsitektur dari

kutikula (Russel, 2010).

Secara rinci fungsi perlindungan tubuh oleh Integument, meliputi

(Klowden, 2007; Russel, 2010; Chapman, 1998):

a. Perlindungan mekanik/fisik terhadap jaringan di bawahnya

khususnya forgut dan hindgut.

b. Mencegah kekeringan dan gangguan terhadap keseimbangan air

dalam tubuh. (Gambar 2.2)

Gambar 2.2. Kecenderungan Kehilangan air (water loss) pada 2

insektisida terhadap fungsi temperatur. (dikutip dari :

www.entomol.nchu.edu.tw/)

c. Membantu mengatur pemindahan panas antara tubuh dengan

lingkungan.

d. Menjaga masuknya patogen, parasit, dan materi yang dapat

menimbulkan kerusakan di dalam tubuh.

e. Pertahanan awal terhadap predator dan Pestisida.

f. Pembantu pernafasan, sekresi, indra dan lain-lain.

10

Page 11: INTEGUMENT SERANGGA

Gambar 2.3. Mekanisme Umum Fungsi Integumen (Silva-Jothy

et al. 2005)

3. Struktur Integument.

Integument merupakan organ tubuh yang paling luas yang berkontribusi

terhadap total bentuk tubuh sebanyak 7 %. Keberadaan Integument

memegang peranan penting dalam mencegah terjadinya kehilangan

cairan yang berlebihan, dan mencegah masuknya agen-agen yang ada di

lingkungan seperti bakteri, kimia dan radiasi ultraviolet. Integument juga

akan menahan bila terjadi kekuatan-kekuatan mekanik seperti gesekan

(friction), getaran (vibration) dan mendeteksi perubahan-perubahan fisik

di lingkungan luar, sehingga memungkinkan seseorang untuk

menghindari stimuli-stimuli yang tidak nyaman. Integument membangun

sebuah barier yang memisahkan organ-organ internal dengan lingkungan

luar, dan turut berpartisipasi dalam berbagai fungsi tubuh vital.

Integumen terdiri dari tiga lapisan utama, yaitu (klowden, 2007) :

a) Lapisan dasar (basement membrane).

b) Epidermis atau hipodermis yang mempunyai ketebalan satu sel.

c) Lapisan kutikula yang tebalnya kurang lebih 1mm.

11

Page 12: INTEGUMENT SERANGGA

Kutikula berfungsi untuk melindungi jaringan hidup serangga dari

lingkungan sekitar serta membatasi kehilangan air yang hal tersebut

merupakan masalah utama bagi serangga yang hidup di darat. Menurut

Benots (2007) Setiap serangga mempunyai kasus yang berbeda dalam

manjaga keseimbangan air dalam tubuh, seperti pada Belgica antarctica

(Diptera: Chironomidae) yang merupakan serangga antartica akan

berdampak besar pada waktu dewasa (suhu diatas 15 derajat celcius dan

akan mengalami kematian jika kehilangan air lebih dari 30%).

Kutikula`memberikan kekuatan bagi tubuh, embelan tubuh dan juga

sebagai bahan pembentuk sayap serangga pterigota. Kutikulaada yang

bersifat kaku dan adapula yang tidak yaitu pada nimfa. Kutikula tidak

hanya terdapat pada bagian luar serangga tetapi ada juga yang terdapat

didalam yaitu sebagai apodema (pendukung internal dan berfungsi untuk

menempelnya otot), pelapis tabung trakea, pelapis beberapa jenis saluran

kelenjar dan saluran pencernaan depan (foregut) dan saluran pencernaan

belakang (hindgut), pelapis bagian tertentu dari sistem reproduksi

(Dyeer, 2010).

Kutikula terdiri dari sel-sel mati yang dibentuk oleh sel hidup di

bawahnya yaitu epikutikula, dan terdiri dari prokutikula dan epikutikula.

Prokutikula terdiri dari lapisan yang lebih tebal dibandingkan

epikutikula.

a) Prokutikula terdiri dari lapisan endokutikula dan eksokutikula.

b) Epikutikula merupakan lapisan tipis yang biasanya terdiri dari :

1) Lapisan dalam disebut lapisan kutikulin (lipoprotein).

2) Lapisan luar disebut lapisan lilin yang sulit ditembus air.

12

Page 13: INTEGUMENT SERANGGA

Gambar 2.4. Bagian Integumen (Klowden, 2007)

Pada lapisan luar dari kutikula yaitu setelah lapisan superfisial terdapat

lapisan semen dan lapisan lilin yang memiliki senyawa kimia (senyawa

lipida penolak air/hidrofobik) yang berperan untuk pencegah dehidrasi.

lapisan lilin juga bisa menyebabkan beberapa serangga memiliki

permukaan tubuh yang berkilauan.

Lapisan protikula adalah lapisan yang terdapat dibagian bawah

epikutikula. Yang terdiri dari endokutikula yang lebih tebal yang ditutupi

oleh eksokutikula yang lebih tipis. Bahan penyusun dari protikula disebut

kitin yang membentuk senyawa kompleks dengan protein.

Kekuatan kutikula terjadi akibat sklerotisasi, yang artinya terjadi proses

irreversibel (tidak dapat kembali) yang mengakibatkan kutikula menjadi

lebih gelap dan proteinnya menjadi tidak larut dalam air. Hanya

eksokutikula yang mengalami sklerotisasi. Molting adalah peristiwa dan

proses yang menyebabkan ekdisis yaitu terlepasnya kutikula lama

(Chapman, 1998) .

Bagian yang mengeras dari kutikula terutama terdapat pada lapisan

eksokutikula, disebabkan oleh adanya sklerotin sebagai hasil dari proses

pengerasan yang disebut dengan sklerotisasi. Kutikula relatif permiabel,

dan bila keadaannya tipis, maka dapat dilalui oleh air dan gas. Pada

kutikula sering dijumpai (Klowden 2007; Bush, 2008) :

13

Page 14: INTEGUMENT SERANGGA

a) Sulkus, yaitu lekukan pada kutikula bagian luar

b) Sutura, yaitu garis persatuan antara dua sklerit yang terpisah

c) Apodema atau apofisis, yaitupenonjolan bagian dalam kutikula

4. Modifikasi Integument

Beberapa modifikasi integumen yaitu (Klowden, 2007) :

f. Arthrodial Membrane yaitu merupakan memban yang elastis (flexible)

yang berada diantara segmen tubuh dimana tidak terdapat

eksokutikula. Pada endokutikula yang tidak berwarna gelap terdapat

komposisi khusus yaitu pretin asam dan resilin (Protein yang

fleksibel) untuk menopang bagiannya (Gambar 2.5).

Gambar 2.5. Sebuah Penampang Integumen Antara Dua Segmen

yang Menunjukkan Tidak Adanya Eksikutikula yang Menghasilkan

Membran Arthrodial Fleksibel.

g. Ecdysial line atau Garis Ecdisal : merupakan area dimana

eksokutikula mengecil, har tersebut dilakukan karena sebagai selama

ecdysis akan terjadi kelemahan pada bagian tersebut (Gambar.2.6).

14

Page 15: INTEGUMENT SERANGGA

Gambar 2.6. Sebuah Penampang Integumen Di daerah Yang Diprogram

Untuk Membagi Selama Ecdysis.

h. Pore canals : merupakan bagian luar dari cytoplasmic dari sel

epidermis yang memperpanjang dati dari dalam epeidermis dari

kutikula menuju kepermukaan.

Gambar 2.6. Kanal-kanal Pori Yang Membentang Dari Epidermis

Ke permukaan Kutikula.

15

Page 16: INTEGUMENT SERANGGA

5. Komposisi Kimia Integumen.

Pada Kutikula komposisi utama terdiri dari (Klowden, 2007):

a. Proteins

Protein dapat sering merupakan lebih dari setengah berat kering kutikula

serangga. Mereka terutama terletak di dalam procuticle, tetapi epicuticle juga

mengandung beberapa protein kecil yang relatif sulit untuk mengekstrak.

Tahap spesifik sifat kutikula serangga sebagian besar berasal dari tahap-

spesifik protein yang berbeda yang disintesis dan cara di mana mereka

berinteraksi dengan lipid yang ada. Protein kutikula disintesis terutama oleh

sel-sel epidermis menurut pola sementara selama proses molting, dan urutan

sintesis mereka bahkan dapat memperpanjang seluruh instar untuk mengubah

sifat kutikula selama instar tersebut. Berbeda dengan chitin dalam lamina dari

procuticle, lokasi dari protein beruang sedikit hubungan dengan waktu

mereka sekresi.

Studi awal struktur kutikula disebut protein tunggal yang disebut arthropodin

yang terdiri sebagian besar protein kutikula. Namun, istilah "arthropodin"

tidak lagi digunakan setelah menjadi jelas bahwa keragaman protein kutikula

sebenarnya hadir. Banyak protein yang ditemukan dalam kutikula serangga

berbeda satu sama lain dengan hanya beberapa asam amino dan dianggap

sebagai varian dari protein yang sama, berbagi asal evolusi umum dan

ditempatkan di keluarga yang sama. Sejumlah besar protein kutikula

diidentifikasi sampai saat ini dapat ditempatkan dalam salah satu dari tiga

keluarga protein. Protein dari daerah fleksibel dari kutikula serangga yang

tidak menjadi sclerotized mengandung urutan asam amino lestari dikenal

sebagai urutan konsensus Rebers-Riddiford (RR-1), dinamai studi yang

pertama diidentifikasi dalam Manduca dan Drosophila. Bagian protein dari

kutikula sclerotized keras kekurangan RR-1 urutan tetapi mungkin malah

mengandung varian RR-2 u. Kedua RR-1 dan RR-2 wilayah protein ini

16

Page 17: INTEGUMENT SERANGGA

mungkin terlibat dalam pengikatan protein untuk chitin, karena cenderung

menjalani pelipatan yang menempatkan daerah mengikat pada sisi yang sama

dari molekul. Lima protein yang berasal dari kutikula postecdysial dari

berbagai arthropoda yang dikategorikan sebagai tambahan RR-3 varian.

Protein kutikula yang berisi-RR 1 atau RR-2 daerah yang terikat pada rantai

kitin, sedangkan orang-orang yang tidak memiliki daerah cenderung berada di

ruang antara kitin, membentuk matriks protein dan molekul air (Gambar 2.7).

Lebih dari 400 berbeda urutan protein kutikula telah diidentifikasi dari enam

perintah serangga.

Gambar 2.7. Matriks Protein (rantai pendek) dan Filamin Kitin (gray bands)

yang Berasosiasi di Procuticle. Molekul Air Ditampilkan Sebagai Lingkaran

Kecil. (Andersen, 2000; cit Klowden 2007).

Protein lain berisi berulang sekuens asam amino hidrofobik (Ala-Ala-Pro-Ala

/ Val) yang mengalami bergantian struktural sering menghasilkan molekul

spiral yang mudah dideformasi. Area kutikula yang memiliki elastisitas yang

tidak biasa mengandung resilin protein (nama dari nama latin resilire yang

artinya melompat kembali), yang memiliki bentuk seperti karet dan

dihantarkan secara melingkar oleh rantai proteinnya yang dihubungkan oleh

17

Page 18: INTEGUMENT SERANGGA

residu di- dan trityrosine. Pada bagian ini mengandung persentase yang tinggi

dari glisin dan prolin residu dan urutan asam amino yang meminimalkan

secara silang dengan protein lain yang dapat mengurangi elastisitas. Resilin

telah disebut karet dan hampir sempurna yang memungkinkan penyimpanan

energi pada sendi kaki, di dinding tubuh dada, dan di engsel sayap untuk

bergerak. Serangga terbang dimungkinkan karena energi yang tersimpan

dalam resilin selama upstroke dilepaskan untuk melengkapi energi dari otot

selama downstroke daya penghasil. Pompa faring dalam saluran pencernaan

mengisap serangga yang disertakan dengan resilin, yang memungkinkan

mereka untuk memperluas dengan kontraksi otot dan kontrak dari energi yang

tersimpan dalam elastisitas. Menurut Bjerke (1989) Konsentrasi pada kasus

kehilangan air (water loss) akan mengakibatkan Asam amino yang rendah

(dibawah 10 mm) dan sodium merupakan kation yang paling banyak hilang.

Gambar 2.8. Keluarga protein kutikula berdasarkan transportasi mereka. Protein Kelas C

biasanya disintesis oleh sel-sel epidermis dan disimpan ke dalam kutikula. Protein Kelas

T diambil dari hemolymph oleh sel-sel epidermis dan disimpan di kutikula. Protein Kelas

H disintesis oleh sel-sel dan dikeluarkan hanya dalam hemolymph, sementara protein

Kelas BD diangkut di kedua arah. (Setelah Sass et al., 1993 cit Klowden, 2007).

18

Page 19: INTEGUMENT SERANGGA

Protein juga dapat diklasifikasikan ke dalam bahan dasar kutikula

berdasarkan produksi dan transportasi mereka (Gambar 2.13). Protein kelas C

kutikula yang lebih tradisional disintesis oleh sel-sel epidermis dan disekresi

ke dalam kutikula di atas mereka. Protein Kelas H disekresikan hanya dalam

hemolymph, di arah lain. Kelas BD (dua arah) protein yang disintesis oleh

sel-sel epidermis dan disekresikan baik dalam kutikula dan ke hemolymph

tersebut. Pigmen biru insecticyanin adalah contoh dari protein BD yang

terletak di epidermis, kutikula, dan hemolymph dari Manduca. Protein Kelas

T diangkut melintasi sel-sel epidermis dari hemolymph ke kutikula dan dapat

disintesis oleh hemosit atau situs nonepidermal lainnya. Ini kutikula

klasifikasi protein fi kasi didasarkan sepenuhnya pada routing dan fungsi

mereka; protein dalam masing-masing kelas mungkin memiliki fungsi yang

tidak terkait dengan satu sama lain dalam kelompok mereka. Sel-sel

epidermis yang mampu baik sintesis maupun transportasi protein berakhir di

kutikula dan hemolymph.

Warna serangga mungkin merupakan hasil dari penyerapan panjang

gelombang tertentu dari cahaya oleh pigmen protein. Beberapa pigmen dapat

disintesis oleh serangga dan disimpan dalam kutikula. Ini termasuk

ommochromes, pteridines, melanins, porfirin, dan pigmen empedu. Pigmen

lainnya tidak dapat disintesis dan harus berasal dari produk tanaman yang

tertelan. Ini termasuk karotenoid dan pigmen avenoid fl. Pewarnaan hitam

dan coklat umum di banyak serangga adalah hasil dari salah kuinon

sclerotization protein kutikula atau pengendapan pigmen melanin dalam sel-

sel epidermis. Melanism merupakan mekanisme penting yang memungkinkan

serangga yang hidup di ketinggian yang lebih tinggi dan lintang untuk

menyerap lebih banyak radiasi matahari sehingga mereka dapat memanas

lebih cepat untuk mempertahankan tingkat aktivitas.

19

Page 20: INTEGUMENT SERANGGA

Gambar 2.9. (A) Sebuah sel epidermis pada sayap lepidopteran membentuk skala.

Tulang rusuk dan lamellae pada skala (B) lentur cahaya dan menghasilkan warna

struktural. (Dicetak ulang dengan izin dari Ghiradella (1991) cit Klowden, 2007).

Pewarnaan kutikula mencolok terang beberapa serangga sering hasil dari re fl

ecting sifat struktur kutikula dan tidak untuk setiap pigmen protein. Warna fisik

ini didasarkan pada urutan struktural dalam kutikula yang memanipulasi

dipantulkan cahaya oleh gangguan sehingga panjang gelombang yang diperkuat

atau berkurang. Banyak mentega neotropical fl ies dalam genus Morpho memiliki

biru dan hijau warna metalik yang dihasilkan dari fi nely lamellated skala kembali

fl ecting cahaya berulang kali pada lapisan berturut-turut dan menyebabkan

gangguan ini (Gambar 2.15). Warna sangat terang mereka memungkinkan mereka

untuk terlihat dari lebih dari seperempat mil jauhnya, memfasilitasi sinyal

conspesifik.

20

Page 21: INTEGUMENT SERANGGA

b. Chitin

Diproduksi oleh epidermal dan midgut endodermal sel, kitin merupakan

komponen utama lainnya dari procuticle tersebut, bervariasi dari 10% sampai

45% dari total berat kering kutikula tergantung pada spesies dan panggung.

Ini juga merupakan komponen matriks peritrofik yang melapisi midgut. Di

Manduca Sexta, larva, pupa, dan kutikula dewasa mengandung 14%, 25%,

dan 7% kitin, masing-masing. Selain kehadirannya di kutikula arthropoda, itu

adalah terlibat dalam pembentukan kerangka Annelida dan moluska dan juga

diproduksi oleh beberapa protozoa dan jamur. Sebagai yang paling umum

polisakarida amino yang ditemukan di alam, itu saingan selulosa dalam

produksi tahunan.

Kitin adalah polisakarida asetat yang mirip dengan selulosa. Ini adalah

polimer N-asetil-D-glukosamin dengan residu tambahan beberapa

glukosamin unacetylated dan terhubung dengan bercabang β-1,4 hubungan,

yang membuat rantai kitin pita seperti (Gambar 2.16).

Gambar 2.10. Sebagian dari rantai kitin, menampilkan dua residu N-asetil-D-

glukosamin dan salah satu glukosamin.

21

1-4 -linkage

GlucosamineN-acetyl-D-glucosamine

Page 22: INTEGUMENT SERANGGA

Kitin memiliki stabilitas kimia yang tidak biasa, yang tidak larut dalam air,

asam encer, terkonsentrasi alkali, alkohol, dan pelarut organik. Dalam

terkonsentrasi alkali pada suhu tinggi, kelompok asetil yang terpisah dan

kitosan terbentuk. Langkah-langkah dalam sintesis kitin menjadi penting dan

lebih baik dipahami sebagai konsekuensi dari penemuan kelas senyawa yang

menghalangi pembentukan kitin dan menyebabkan serangga mati karena

mereka gagal untuk menghasilkan kutikula kekuatan suboptimal. Sintesis

kitin dimulai dengan glikogen dilepaskan dari lemak tubuh. Enzim glikogen

fosforilase mengubah ini untuk glukosa-1-fosfat dengan rilis akhir trehalosa

dalam hemolymph tersebut. Trehalosa yang bertindak oleh trehalase enzim

untuk menghasilkan glukosa yang terfosforilasi, aminated, dan asetat,

membentuk monomer yang diaktifkan oleh uridin difosfat dan ditambahkan

ke akhir rantai kitin yang ada.

c. Lipids atau lemak

Sebagian besar lipid hadir dalam kutikula dilokalisasi di lapisan lilin di atas

amplop di mana mereka mencegah pengeringan dan memberikan isyarat

kimia untuk pengakuan spesies. Sebagai penghalang utama untuk penetrasi

bahan kimia lingkungan, sifat lipid kutikula harus dipahami dalam rangka

untuk merancang insektisida kontak yang efektif yang mampu melintasi

penghalang ini. Mereka ada dalam keadaan solid dalam kutikula, tetapi pada

suhu tinggi mereka mungkin mengalami perubahan fasa. Meskipun

kehilangan air sederhana pada suhu rendah, setelah lipid mencapai suhu

transisi ini meningkat kehilangan air secara substansial.

Sejumlah hidrokarbon bertindak sebagai feromon seks dan isyarat pengakuan

kasta dalam serangga sosial. Telur diletakkan oleh semut ratu dapat diakui

oleh para pekerja berdasarkan hidrokarbon permukaannya. Beberapa

serangga mengeluarkan jumlah yang luar biasa dari lilin di samping lipid

disimpan dalam kutikula. Lebah madu menghasilkan lilin dari kelenjar

epidermal perut untuk membangun sarang lebah dari sarang, dan serangga

22

Page 23: INTEGUMENT SERANGGA

skala menggunakan lilin yang mereka hasilkan, disimpan sebagai "mekar,"

untuk perlindungan dari predator dan dari pengeringan.

Lipid dalam kutikula disintesis sebagian besar oleh oenocytes dan sel-sel

lemak tubuh dan kemudian diambil oleh sel-sel epidermis untuk distribusi

mereka melalui kanal pori pada permukaan integumen. Karena lipid yang

tidak larut dalam air hemolymph, mereka harus diangkut oleh molekul protein

khusus yang disebut lipophorins yang bertindak sebagai angkutan lipid dapat

digunakan kembali. Sejumlah lipid yang berbeda ditemukan di kutikula,

campuran biasa dari n-alkana, alkena n-, di- dan trimethylalkanes, dan

monomethylalkanes.

KOMPONEN LAIN DARI KUTIKULA

Fenol, sebagian besar berasal dari metabolisme tirosin, telah diidentifikasi dari

kutikula arthropoda. Biasanya terlibat dalam reaksi pembentukan bagian dalam

procuticle untuk menstabilkan matriks protein. Terdapat sejumlah enzim yang

terkait dengan tanning kutikula termasuk berbagai phenoloxidases. Biasanya

tidak lebih dari jumlah jejak komponen anorganik, namun pada beberapa

serangga, termasuk pupa dari Musca autumnalis (Diptera), menyimpan sejumlah

besar kalsium. Kalsium karbonat juga terakumulasi dalam tubulus Malphigi pada

stdium larva dan dimasukkan ke dalam puparium sebagai sarana pengerasan

kutikula (klowden, 2007).

Pengendapan mangan (Mn) dan seng (Zn) di ujung-ujung ovipositors

memungkinkan serangga untuk menahan keausan serta kekuatan terhadap habitat

serangga. Tingginya kadar Mn dan Zn yang terdapat di bagian lateral dari

perpotongan dari rahang serangga herbivora seperti belalang dan ulat dapat

berfungsi meningkatkan kekerasan dan mengurangi keausan abrasif.

23

Page 24: INTEGUMENT SERANGGA

BAB III

KESIMPULAN

1. Serangga (disebut pula Insecta, dibaca “insekta”) adalah kelompok utama

dari hewan beruas (Arthropoda) yang bertungkai/kaki enam (Hexapoda).

2. Kulit (integumen) adalah lapisan terluar yang menyelubungi permukaan

tubuh suatu organisme, oleh karenanya kulit atau Integumentum

mempunyai fungsi utama sebagai pelindung terhadap jaringan alat-alat tubuh

yang ada di bawahnya. Integumen biasa juga disebut sebagai exoskeleton.

3. fungsi Integument meliputi (a). Perlindungan mekanik/fisik terhadap jaringan

di bawahnya khususnya forgut dan hindgut; (b) Mencegah kekeringan dan

gangguan terhadap keseimbangan air dalam tubuh; (c). Membantu mengatur

pemindahan panas antara tubuh dengan lingkungan; (d). Menjaga masuknya

patogen, parasit, dan materi yang dapat menimbulkan kerusakan di dalam

tubuh; (e). Pertahanan awal terhadap predator dan Pestisida; (f). Pembantu

pernafasan, sekresi, indra dan lain-lain.

4. Integumen terdiri dari tiga lapisan utama, yaitu lapisan dasar (basement

membrane), epidermis atau hipodermis yang mempunyai ketebalan satu sel

dan Lapisan kutikula yang tebalnya kurang lebih 1mm.

5. Modifikasi Integument berperan sebagai memban yang elastis (flexible),

Ecdysial line atau Garis Ecdisal dan Pore canals.

6. Pada Kutikula komposisi utama terdiri dari proteins, chitin (kitin) dan lipid

(lemak).

7. Fenol merupakan sebagian besar berasal dari metabolisme tirosin, sejumlah

enzim yang terkait dengan tanning kutikula termasuk berbagai

phenoloxidases, Kalsium karbonat, Pengendapan mangan dan seng telah

diidentifikasi bagian dari kutikula.

24

Page 25: INTEGUMENT SERANGGA

DAFTAR PUSTAKA

Benoit Joshua B et al. 2007 Moist habitats are essential for adults of the Antarctic midge, Belgica antarctica (Diptera: Chironomidae), to avoid dehydration. Eur. J. Entomol. 104: 9–14, 2007. http://www.eje.cz/scripts/viewabstract.php?abstract=1191

Bjerke Ragnar et al. 1989. Water Balance and Osmotic of The East African Scorpion Lychas Burdoi (Simon). J. Fauna Norv. Ser B 36. 33 – 36 oslo 1989.

Borror. 1992. Pengenalan Pelajaran Serangga, edisi VI. Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Bush John W.M., David L. Hub, Manu Prakashc. 2008. Advances in insect physiology vol. 34: The Integument of Water-walking Arthropods: Form and Function. USA. Elsevier Ltd.

Chapman R.F. (1998) The Insects, Structure and Function. Fourth edition. Cambridge University Press.

Dyer lee. 2010 Insect body plan and integument. Power Point. Biology Department University of Nevada Reno. wolfweb.unr.edu/~ldyer/classes/331/week2.pdf

Hadi Muchamad, Udi Tarwodjo, Rully Rahadian. 2009. Biologi Insekta (Entomologi). Yigyakarta. . Graha Ilmu.

Hadi, Upik Kesumawati. 2010. Pengenalan Arthropoda Dan Biologi Serangga. Paper (Pengendalian Hama Permukiman di Indonesia). http://upikke.staff.ipb.ac.id/2010/12/16/pengenalan-arthropoda-dan-biologi-serangga/

Integumentary system. http://www.faculty.ucr.edu/~insects/pages/teachingresources/files/INTEGUMENTARY_SYSTEM1.pdf

James L. Nation. Encyclopedia of Entomology 2008, pp 2015-2019 Integument: Structure and Function http://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4020-6359-6_1557

Marc J. Klowden. Physiological Systems in Insects, Second Edition . University of Idaho, Moscow, Idaho 2007.

Russell Jurenka. 2010. Insect Physiology. USA. Encyclopedia of Life Support Systems :Department of Entomology, Iowa State University,

Silva-Jothy et al. 2005. Insect Immunity: An evolutionary ecology perspective. Adv. Insect Physiol. 32: 2-48)

25