integument serangga
DESCRIPTION
Pengenalan dasar integument (eksoskeleton) pada seranggaTRANSCRIPT
TUGAS MAKALAH
“STRUKTUR DAN MODIFIKASI INTEGUMEN”
Oleh :
M RASYID RIDHA
B252140101
PROGRAM STUDI PARASITOLOGI DAN ENTOMOLOGI KESEHATAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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