LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN

“FISIOLOGI SISTEM RESPIRASI”

Disusun oleh :

Kelompok 1

Rizki Fauziah (3415110139)Qoyima Kamilah (3415111362)

M. Nicova Kresnada (3415111368)Anggi Diah Aristi (3415111375)Indriya Rahayu (3415111391)

Pendidikan Biologi RegulerFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Jakarta2014

HASIL PENGAMATAN

1. Pengamatan Alat Pernafasan Ikan

Ikan Gurami (Oshpronemus gouramy)

Gambar 1. Insang pada ikan gurame

Ikan Mas (Cyprinus carpio)

Gambar 2. Ductus pneumaticus pada ikan mas Gambar 3. Insang pada ikan mas

Ikan lele (Clarias batracus)

Gambar 4. Labirin karang pada ikan lele

Dustus pneumaticus (swim bladder)

Lembaran2 insang

Labirin berbentuk seperti bunga karang

Alat respirasi pada ikanIkan Primer Sekunder

Ikan gurame

Insang berlamela seperti benang-benang halus yang banyak. Warna merah (++). Halus, ukurannya lebih besar dan lebih panjang

Labirin. Berlamela, berlipat-lipat, Merah terang dan kontur kasar, banyak lekukan dan lebih kecil serta lebih pendek (bentuk bunga mawar)

Ikan mas Insang, Warna merah (+++). Halus, ukurannya lebih besar dan lebih panjang

Gelembung udara, tipe fisotomus, berwarna putih dan terdapat dua rongga yang pertama lebih besar. Kontur licin.

Ikan lele Insang Warna merah (+). Halus, ukurannya lebih besar dan lebih panjang

Labirin, berbentuk bunga karang , warna merah terang dan kontur kasar.

2. Pengamatan Oksidasi JaringanSebelum Sesudah

- Jantung Merah keunguan Putih bening- Saraf Merah Putih- Otot Putih butek Putih keunguan- Hati Merah tua pekat Hitam- Ginjal Merah gelap Merah

Gambar 5. Organ dalam katak setelah diinjeksi metilen blue

3. Permeabilitas Paru-Paru Terhadap Gas

Sebelum direndam larutan CaCO3 Setelah direndam larutan CaCO3

Warna paru-paru merah Paru-paru kempes Larutan CaCO3 agak keruh dan

tidak ada endapan

Warna paru-paru merah muda pucat

Paru-paru mengembung Larutan CaCO3 bening dan ada

sedikit endapan

Gambar 6. Paru-paru sebelum dicelupkan ke dalam larutan CaCO3

Gambar 7 dan 8. Paru-paru setelah dicelupkan ke dalam larutan CaCO3

PEMBAHASAN

1. Pengamatan Alat Pernapasan Ikan Ikan gurame memiliki empat lembar insang serta organ pernapasan tambahan

berupa labirin pada lembaran insang keempat yang berbentuk seperti bunga mawar. Labirin merupakan perluasan ke dalam rongga insang, membentuk lipatan-lipatan dan merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin merupakan suatu bentuk adaptasi ikan gurame terhadap ketersediaan oksigen. Dengan organ tambahan ini memungkinkan ikan ini mengambil langsung oksigen langsung dari udara sehingga ia mampu bertahan di lingkungan dengan kadar oksigen yang rendah (Susanto,1999).

Bentuknya yang berlipat-lipat berfungsi memperluas permukaan respirasi pada kondisi daerah yang kurang oksigen. Labirin kaya akan darah yang memungkinkan transfer oksigen dari air yang dihirup ke sistem peredaran darah gurame. Dengan memiliki organ ini, gurame dapat bertahan hidup di air yang rendah oksigen. sehingga keberadaan bagian tubuh tersebut sangat menguntungkan bagi ikan gurame (Tucker, 1989).

Labirin juga membantu ikan untuk membentuk buih/gelembung yang biasa digunakan sebagai sarang telur mereka. Labirin akan menahan udara yang mereka hirup dan kemudian dikeluarkan lagi setelah dilapisi zat berminyak sehingga terciptalah buih/gelembung di permukaan air. Ciri khas ikan labirin lainnya adalah kemampuan yang mengagumkan untuk hidup pada kondisi air yang menggenang, misalnya di rawa, genangan sungai yang mengalir pelan, waduk, danau, genangan sawah yang berhubungan dengan sungai, dll. Jenis ikan yang memiliki labirin mempunyai ketahanan hidup di air yang keruh.

Ikan mas bernapas dengan insang yang terdapat pada sisi kiri dan kanan kepala. Masing-masing mempunyai empat lembar insang yang ditutup oleh tutup insang (operkulum). Lembaran-lembaran insang berwarna merah tua karena banyak mengandung kapiler-kapiler darah sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Proses pernapasan pada ikan berlangsung dengan 2 tahap, yaitu tahap inspirasi dan tahap ekspirasi. Pada proses inspirasi, operkulum menutup, rongga mulut membesar, tekanan rongga mulut mengecil, mulut membuka, dan air masuk ke dalam rongga mulut. Oksigen yang terlarut dalam air masuk berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam lembaran insang. Sedangkan ekspirasi yaitu dengan mulut menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. Bersamaan dengan keluarnya air melalui insang, karbon dioksida dikeluarkan.

Berbeda dengan ikan gurame, ikan mas tidak mempunyai labirin, tetapi mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung. Gelembung berenang berfungsi sebagai alat hidrostatik, untuk menentukan tekanan air sehubungan dengan kedalaman perairan. Pneumatocyst terdapat di bagian dorsal rongga badan, yaitu di sebelah ventral dari ren, aorta abdominalis, dan columna vertebralis. Umumnya berbentuk oval dengan warna keputih-putihan, terdiri atas dua bagian yang tidak sama besar. Dari bagian anterior, tepat di perbatasan antara bagian anterior dan bagian posterior, keluar sebuah saluran yang menghubungkan pneumatocyst dengan esophagus. Saluran ini disebut ductus pneumaticus dan berfungsi sebagai jalan keluar masuknya udara ke dalam pneumatocyst. Pada ikan mas, ductus pneumaticus ini menghubungkan gelembung renang dengan saluran pencernaan, sehingga termasuk tipe fisostomus.

Anatomi insang ikan dapat digunakan sebagai penunjuk kondisi lingkungan ikan. Ikan mas tidak mempunyai labirin karena ikan mas hidup di perairan luas yang terbuka, yang masih tersedia cukup oksigen. Ikan mas menyukai tempat hidup (habitat) di perairan yang airnya tidak terlalu dalam dan alirannya tidak terlalu deras, seperti di pinggiran sungai atau danau. Ikan mas dapat hidup baik di daerah dengan ketinggian 150--600 meter di atas permukaan air laut (dpl) dan pada suhu 25-30° C.Bagian-bagian Insang :

1. Tulang Lengkung Insang sebagai tempat melakeatnya tulang tapis insang dan daun insang, mempunyai banyak saluran-saluran darah dan saluran syaraf.

2. Tutup Insang (Operkulum), hanya terdapat pada ikan bertulang sejati, sedangkan pada ikan bertulang rawan, tidak terdapat tutup insang. Operkulum berfungsi melindungi bagian kepala dan mengatur mekanisme aliran air sewaktu bernapas.

3. Membran Brankiostega (selaput tipis di tepi operkulum), berfungsi sebagai katup pada waktu air masuk ke dalam rongga mulut.

4. Lengkung Insang (Arkus Brankialis).5. Lembaran (Filamen) Insang (Holobrankialis), bewarna kemerahan.

6. Saringan Insang (Tapis Insang/gills rakers), tulang yang muncul dari lengkung branchial yang berfungsi untuk menyaring makanan dan menjaga agar tak ada benda asing yang masuk ke dalam rongga insang. Jarak, bentuk dan struktur dari gill rakers ini bervariasi, biasanya digunakan dalam klasifikasi dan identifikasi spesies ikan dan menentukan ukuran makanan yang bisa dimakan oleh ikan.

7. Mulut Ikan.8. Labirin (jika ada).9. Gelembung renang/swim bladder dan ductus pneumaticus (jika ada)

Hal-hal yang berkaitan dengan sistem pernapasan :1. Perairan harus mengandung O2 cukup banyak2. Bila perairan kurang O2, ikan akan antara lain :

a. menuju permukaan b. menuju tempat pemasukkan airc. menuju tempat air yg berarus

3. Daun insang harus dalam keadaan lembab

Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan ikan akan O2:1. Ukuran dan umur (stadia hidup): ikan-ikan kecil membutuhkan O2 lebih besar2. Aktivitas ikan: yang aktif berenang membutuhkan O2 lebih besar3. Jenis kelamin: ikan betina membutuhkan O2 lebih besar4. Stadia reproduksi: ikan yang bereproduksi membutuhkan O2 lebih besar

Ikan lele merupakan ikan yang hidup pada kondisi oksigen rendah (berlumpur). Pada ikan lele insangnya berwarna merah pekat dan filamen pendek. Warna merah pada insang ini disebabkan karena adanya pembuluh darah yang membawa darah kaya akan oksigen sehingga menyebabkan viskositas darah yang rendah. Hal tersebut dikarenakan, ikan lele hidup di air yang miskin O2. Pada ikan lele, terdapat organ tambahan yang disebut arboresent organ atau labirin. Organ tersebut berupa struktur dengan kenampakan mirip bunga karang yang berwarna merah (Kholis, 2011). Struktur yang berlipat-lipat berfungsi memperluas permukaan respirasi. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan O2 sehingga ikan lele tahan pada kondisi yang kekurangan O2. Labirin kaya dengan kapiler darah. Alat ini terletak di dalam ruangan sebelah atas insang. Organ tersebut berfungsi untuk membantu mengikat oksigen pada kondisi oksigen rendah dan organ ini sangat efektif untuk pengambilan oksigen di udara (Asyari, 2007). Pada ikan lele tidak terdapat gelembung renang. Pada ikan yang tidak mempunyai struktur tambahan, terdapat kompensasi dengan cara menambah jumlah filamen insang, hal tersebut dapat dijumpai pada ikan nila dan ikan mas.

Mekanisme sistem respirasi pada ikanMekanisme pernapasan pada ikan diatur oleh mulut dan tutup insang. Pada

waktu tutup insang mengembang, membran brankiostega menempel rapat pada tubuh, sehingga air masuk lewat mulut. Sebaliknya jika mulut ditutup, tutup insang mengempis, rongga faring menyempit, dan membran brankiostega melonggar sehingga air keluar melalui celah dari tutup insang. Air dengan oksigen yang larut di dalamnya

membasahi filamen insang yang penuh kapiler darah dan karbon dioksida ikut keluar dari tubuh bersama air melalu celah tutup insang.

Insang umumnya tidak cocok untuk hewan yang hidup didarat, karena luas permukaan membran basah yang besar apabila terpapar udara akan menjadi terlalu banyak kehilangan air akibat penguapan, dan juga karena insang akan mengempes ketika filamen halusnya, yang tidak didukung lagi oleh air aka saling menempel satu sama lain (Campbell, 2003).

2. Pengamatan Oksidasi JaringanPraktikum oksidasi jaringan pada katak menggunakan metilen biru sebagai

indikator bahwa telah terjadi oksidasi jaringan pada katak. Sebelum melakukan penginjeksian, metilen biru dicampur dengan NaCl. Pencampuran antara metilen biru dengan NaCl dilakukan karena adanya NaCl dalam tubuh katak sehingga metilen biru dapat larut dalam cairan tubuh katak. Jadi NaCl berfungsi sebagai perantara mengalirnya metilen biru ke jaringan tubuh katak.

Penginjeksian metilen biru+NaCl dilakukan pada bagian saccus lymphaticus dorsalis, karena saccus lymphaticus katak mempunyai ukuran yang lebih besar bila dibandingkan dengan bagian lain sehingga memudahkan praktikkan menginjeksikan metilen biru untuk masuk ke dalam jaringan tubuh katak. Selain itu, tujuan penginjeksian dilakukan di saccus lymphaticus adalah untuk mengurangi resiko kematian pada katak karena percobaan ini dilakukan saat katak dalam keadaan setengah sadar sehingga metilen biru dan NaCl dapat dialirkan ke seluruh jaringan tubuh melalui pembuluh darah.

Pada kantung limfa ada banyak jalan (saluran) sehingga ketika cairan disuntikkan pada kantung limfa maka cairan tersebut akan menyebar dengan cepat dan memudahkan proses oksidasi jaringan didalamnya. Kantung limfa ini memiliki afinitas lebih tinggi sehingga oksigen diikat oleh hemoglobin lalu oksigen masuk di sepanjang pembuluh darah. Ketika metilen biru disuntikkan, menyebabkan metilen biru yang diikat oleh hemoglobin bukan oksigen. Maka metilen biru masuk ke pembuluh darah kemudian masuk ke eritrosit dan diikat oleh hemoglobin membentuk metilen hemoglobin. Setelah 30 menit, diketahui bahwa metilen biru yang beredar ke seluruh jaringan berada di saccus lymphaticus akan beredar ke jantung dan masuk ke dalam pembuluh darah dan beredar ke seluruh organ dan jaringan melalui pembedahan.

Berdasarkan hasil pengamatan setelah pembedahan, katak yang diinjeksi metilen biru+NaCl hampir semua jaringan-jaringannya mengalami perubahan warna menjadi putih, merah pucat, hingga hitam kebiruan. Pemeriksaan juga dilakukan 15 menit setelah pos mortal dan didapatkan hasil bahwa seluruh jaringan yang diamati mengalami perubahan warna menjadi lebih pucat atau lebih gelap.

Perubahan warna terjadi karena tekanan O2 dalam darah menurun sehingga ikatan HbO2 terurai. Selain itu pada kantung limfe memiliki afinitas lebih tinggi sehingga oksigen diikat oleh hemoglobin lalu oksigen masuk ke sepanjang pembuluh darah. Metilen biru memiliki afinitas lebih tinggi daripada gas oksigen terhadap hemoglobin. Sehingga ketika disuntikkan metilen biru, yang diikat oleh hemoglobin bukan oksigen tetapi metilen biru. Hemoglobin adalah suatu pigmen (berwarna merah) karena berikatan dengan oksigen dan berwarna biru apabila mengalami deoksigenasi.

Dengan demikian, darah arteri yang teroksigenasi sempurna tampak merah, dan darah vena yang telah kehilangan sebagian oksigennya di jaringan memperlihatkan rona kebiruan. Di pembuluh darah, metilen biru yang memiliki afinitas (daya ikat) yang lebih tinggi dibandingkan oksigen menyebabkan terbentuknya ikatan metHb (methemoglobin) sehingga warna organ menjadi kebiruan. Itulah tandanya bahwa telah terjadi deoksidasi jaringan, karena suplai oksigen di jaringan berkurang drastis akibat penambahan metilen biru. Metilen biru yang telah masuk pembuluh darah akan masuk ke eritrosit dan diikat oleh hemoglobin dan membentuk metilenhemoglobin (MetHb) dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

HbO2 Hb + O2

Hb + Met MetHbMetilen biru yang diikat oleh hemoglobin akan diserap ke jaringan, sehingga

akan terjadi kematian jaringan (hipoksia) karena jaringan kekurangan oksigen sehingga tidak dapat memproduksi energi, maka kemampuan sel eritrosit semakin lama semakin tidak dapat mempertahankan ikatan Hb dengan metilen biru menyebabkan organ menjadi warna biru. Hipoksia adalah kekurangan O2 di tingkat jaringan. Ketika campuran metilen biru dan hemoglobin pecah maka hemoglobin akan masuk ke pembuluh darah sehingga peredaran darah tidak dapat bekerja secara maksimal dan melepaskan metilen biru ke pembuluh darah dan proses oksidasi jaringan pun terhenti, 15 menit kemudian setelah pos mortal, terlihat warna jaringan semakin pucat karena proses oksidasi jaringan terhenti.

3. Permeabilitas Paru-Paru Terhadap GasParu yang digunakan pada praktikum adalah paru-paru katak yang terdiri dari

dua paru (di sebelah kanan dan di sebelah kiri tubuh katak). Paru katak berwarna merah sesaat setelah dilakukan pembedahan.

Paru-paru katak tersusun atas jaringan epitel pipih selapis, sehingga bisa terjadi pertukaran gas melalui membran paru-paru yang tersusun dari jaringan tersebut. Setelah ditekan, paru-paru katak diikat dengan benang halus di daerah bronkus yang bertujuan agar aliran darah dari pembuluh darah tidak mengalir ke dalam paru-paru dan tercipta tekanan udara antara lingkungan dengan bagian dalam paru. Paru yang sudah diikatkan dipotong pada bagian trakhea untuk dimasukkan ke dalam air kapur (larutan CaCO3).

Paru-paru katak dimasukkan ke dalam air kapur yang memiliki banyak gas CO2, namun hal ini tidak membuat paru-paru katak menjadi kolaps. Hal ini disebabkan karena sel-sel alveolus tipe II mengeluarkan suatu campuran kompleks lemk dan protein yang disebut surfaktan paru. Peran surfaktan paru dalam mengurangi kecenderungan alveolus mengalami recoil sehingga mencegah alveolus kolaps, penting untuk membantu mempertahankan stabilitas paru. Selain itu, dengan menurunkan tegangan permukaan alveolus, surfaktan paru memberi manfaat penting lainnya, yaitu bahan ini meningkatkan compliance paru, mengurangi kerja untuk mengembangkan paru (Sherwood, 2011). Menurut Sloane (2004), surfaktan mengurangi tegangan permukaan cairan yang menurunkan kecenderungan pengempisan alveoli dan memungkinkan alveoli untuk berinflasi dalam tekanan yang lebih rendah.

Setelah direndam larutan CaCO3, paru-paru katak menjadi mengembang dan warnanya berubah menjadi merah muda pucat karena adanya akumulasi CO2 ke dalam paru. Surfaktan paru juga membantu menstabilkan ukuran alveolus serta membantu alveolus tetap terbuka dan ikut serta dalam pertukaran gas (Sherwood, 2011). Larutan CaCO3 menjadi bening karena gas CO2 didalam air kapur telah masuk ke dalam alveolus secara difusi. Sehingga CO2 yang tertinggal hanya sedikit di dalam air kapur serta ada sedikit endapan Ca(OH)2. Berikut ini persamaan reaksi yang terjadi:

CaCO3 (s) + H2O (l) → H2CO3 (l) + Ca(OH)2 (l) H2CO3 (l) → H2O (l) + CO2 (g)

Tekanan CO2 pada larutan CaCO3 (air kapur) lebih besar dibandingkan dengan tekanan CO2 di dalam alveolus, sehingga CO2 berdifusi dari dalam larutan CaCO3 ke dalam alveolus sesuai dengan selisih tekanan sehingga paru-paru terlihat menggembung karena terisi oleh CO2 yang terdapat dalam larutan air kapur. Paru-paru katak menjadi mengembang setelah dicelupkan ke dalam larutan CaCO3 disebabkan karena adanya perbedaan tekanan parsial gas CO2 antara di dalam air kapur dengan di dalam paru. Tekanan parsial ini tidak terlalu beda jauh, karena gas yang terdapat di dalam air kapur ada yang menguap ke udara, tetapi masih tersisa gas yang terlarut didalam air kapur, sehingga tekanan tetap terjadi walau tidak begitu besar.

DAFTAR PUSTAKA

Ansyari. 2007. Pentingnya labirin bagi ikan rawa. Jurnal Bawal. Vol.1 No.5. Agustus 2007: 161-167.

Campbell, et al. 2003. Biologi Jilid 3. Jakarta: Erlangga.Mahyuddin, Kholish. 2011. Panduan Lengkap Agribisnis Lele. Jakarta: Penebar

Swadaya.Sherwood, Lauralee. 2011. Fisiologi Manusia. Jakarta: EGC.Sitanggang, L. 1995. Budidaya Gurame . Jakarta: PT Penebar.Sloane, Ethel. 2004. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC.Susanto H. 1995. Budidaya ikan di Pekarangan. Jakarta: PT Penebar.Tucker, C.S. and E.H. Robinson. 1991. Channel Catfish Farming Handbook. An Avi

Book. New York. 454 pp.