Mata Kuliah Fisiologi Hewan Air

Ani Rahmawati

Jurusan Perikanan

Fakultas Pertanian

UNTIRTA

OSMOREGULASI

Draft

Only

OSMOREGULASI Berasal dari kata osmo dan regulasi

Artinya pengaturan tekanan osmotik (tekananuntuk mempertahankan partikel zat pelarutagar tidak mudah berpindah ke larutankonsentrasi tinggi) dalam tubuh

Kegunaan: supaya proses fisiologis dapatberjalan dengan baik

Proses fisiologis hanya dapat terjadi padakeadaan tertentu

Kenapa terjadi: hidup pada lingkungan tidakiso osmotik, perlu mempertahankankeseimbangan (homeostasis)

Draft

Only

Pengaturan osmoregulasi

Iso osmotik

Lingkungan hiperosmotik

Lingkungan hipoosmotik

Draft

Only

Isoosmotik (kadar garam sama)

Draft

Only

35% NaCl;

65% H2O

20% NaCl;

80% H2O

Sel cloride insang:NaCl (transpor aktif)

Minum

Lingkungan hiperosmotikmekanisme adaptasi untukmenghindari kehilangan air daritubuhnya. Kehilangan air daritubuhnya terjadi melalui insang. Ikanakan minum air laut dalam jumlahbanyak (menyebabkan garam yangikut masuk ke dalam tubuh menjadibanyak pula). Kelebihan garam iniharus dikeluarkan dari dalam tubuh.Pengeluaran kelebihan garam dalamjumlah besar dilakukan melaluiinsang, karena insang ikanmengandung sel khusus yang disebutsel klorit. Sel klorit adalah sel yangberfungsi untuk mengeluarkan NaCldari plasma ke air laut secara aktif

Draft

Only

100% H2O

93% H2O

7% NaCl;

0% NaCl;

Sel cloride insang:NaCl (transpor aktif)

Lingkungan hipoosmotik

Ikan membatasi pemasukan air(dan kehilangan ion) dengan caramembentuk permukaan tubuh yangimpermeable terhadap air, dimanaair dan ion tetap dapat bergerakmelewati insang yang relatifterbuka. Air yang masuk ke dalamtubuh dikeluarkan dalam bentukurin. Laju aliran urin lebih tinggi.Pengeluaran urin jugamenyebabkan pengeluaran ion.Oleh karena itu, ikan perlumelakukan transport aktif untukmemasukkan ion ke dalamtubuhnya terutama melalui insang..

Draft

Only

Ikan laut

Schmidt-Nielsen (1995)

Draft

Only

Ikan air tawar

Schmidt-Nielsen (1995)

Draft

Only

Draft

Only

Draft

Only

Ikan hidup di lingkungan perairan: tawar, payau, laut

Kulit ikan bersifat impermeabel, tetapi ikan memiliki insang dan membran

oral yang berperan dalam pertukaran gas. Air juga akan tertelan saat

makan

Ikan laut memiliki cairan tubuh lebih encer (hipoosmotik) daripada

lingkungannya cenderung kehilangan air dan mendapat tambahan

ion-ion

Ikan air tawar memiliki cairan tubuh yang konsentrasinya lebih besar

daripada lingkungan (hiperosmotik) ikan kehilangan garam dan

mengambil air melalui insang

Ikan yang bermigrasi dapat merubah sistem osmoregulasinya saat

berpindah lingkungan (tawar ke laut atau sebaliknya)Draft

Only

Sifat

Osmokonformer: tekanan osmotik tubuhberubah mengikuti perubahan tekananosmotik lingkungan

Contoh: dapnia

Osmoregulator: tekanan osmotik tubuhtetap walau terjadi perubahan tekananosmotik lingkungan

Contoh: udang, ikan, dsb

Draft

Only

Pengontrolan lingkungan internal (dalam tubuh)

Sebagian besar hewan hidup

pada lingkungan yang terlalu

ekstrim buat individu sel

2 proses homeostasis:

1. Osmoregulasi pengaturan keseimbangan cairan tubuh dan kelebihan/kehilangan air

2. Ekskresi membuang zat yang terkandung dalam sisa metabolismeDraft

Only

Prinsip Dasar (Rankin & Davenport, 1981)

Air

PelarutMembran semipermeabel

osmosis

Osmosis melewati membran semipermeabel (garisputus-putus).Semipermeabel tidak dapat dilewati oleh pelarut

Draft

Only

Euryhaline (euri = lebar, halo = garam) | Stenohaline (stenos = sempit)

Satuan: mol per liter atau mmol per liter

Osmolarity (osmolaritas) yaitu osmol per liter.

Osmolaritas suatu larutan tergantung kepada jumlah partikel2 terlarut.

Air laut mengandung 470 mmol sodium (Na+) dan 550 mmol chlorida (Cl-)

ditambah dengan jumlah ion2 divalen (magnesium dan sulfat), memiliki

konsentrasi osmotik 1000 miliosmol (mOsm) per liter.

Isotonic isosmotic.

Sel hidup dikatakan isotonik jika dimasukkan ke dalam larutan tidak mengkerut

atau membengkak (ukuran, bentuk dan volume tetap).

Contoh: sel mamalia dicelupkan ke dlm larutan NaCl 150 mmol per liter (0,9%)

akan tetap. Namun jika dicelupkan ke dalam larutan urea 0,3 mol per liter, sel

tersebut akan membengkak dan pecah karena penetrasi urea ke dalam sel

sehingga Konsentrasi urea dalam larutan dan dalam sel sama. Elektrolit tidak

bergerak meninggalkan sel.

Draft

Only

Avertebrata yang hidup di air tawar dan air payau

Hewan air laut akan beradaptasi terhadap perubahan salinitas (pada

level yang tidak Ekstrim). Avertebrata laut yang masuk perairan payau

terdiri dari 2 tipe:

1. Pasif osmoconformer

2. Aktif osmoconformer (memiliki daya tahan lebih baik)

Mekanisme osmoregulasi pada avertebrata

Jika hewan bersifat hiperosmotik terhadap lingkungan, maka:(a) Air akan cenderung masuk ke dalam tubuhnya(b) Bahan2 terlarut akan berkurang

Hal ini dpt dikurangi dengan membuat permukaan tubuh impermeabel,tetapi pada organ respirasi hal ini tidak dapat dihindari. Untuk itu perlutransport aktif, yaitu mengambil bahan-bahan terlarut tadi yangdiperoleh dari makanan.

Draft

Only

Avertebrata yang menempati salinitas tinggi (melebihi normal

air laut): hyporegulation

Pada udang Palemonetes dan Leander, berbeda dengan hewan

lainnya.

Jika dalam kondisi normal, mereka hipotonik terhadap medium.

Jika pada kondisi salinitas ekstrim terjadi hyporegulation

(mengatur konsentrasi osmotik tubuh tetap lebih rendah dari

medium)

Artemia salina yang ditemukan di danau garam dan kolam-

kolam di daerah pantai yang mengalami evaporasi tinggi. Pada

air laut yang salinitasnya rendah berperilaku seperti hewan

yang hidup di air payau. Jika hidup dikondisikan pada air laut

dengan kadar garam tinggi (sampai 300 gram garam per liter)

berperan sebagai hyporegulator

Draft

Only

Hewan air vertebrata

(a) Hewan yang konsentrasi osmotiknya sama atau sedikit lebih tinggi dari airlaut (Hagfish, Elasmobranchii, Latimeria, dan kodok pemakan kepiting(crab-eating, frog)

(b) Hewan yang konsentrasi osmotik tubuhnya sekitar sepertiga darikonsentrasi osmotik air laut (lampreys dan teleostei).

Elasmobranchii laut (hiu dan pari)- Konsentrasi garam dalam tubuh sekitar sepertiga dari konsentrasi garam air

laut- Mempertahankan keseimbangan osmotik dengan bahan organik, terutama

urea (Urea yang dilepas sebagai urin diserap kembali oleh ginjal, sehinggatertahan dalam darah). Namun urea dapat mendestabilisasi protein danenzim. Tetapi mekanisme ini diredam dengan adanya TMAO(Trimethylamine oxide) dalam darah. Selain TMAO juga terdapat amines,betaine, dan sarcosine yang peranannya sama dengan TMAO.

Elasmobranchii tawarMemiliki konsentrasi darah lebih rendah daripada spesies laut. Hal ini

mengurangi Problem osmoregulasi karena jumlah zat terlarut yang lebihsedikit.

Draft

Only

IKAN TELEOSTEI

Spesies air laut mempertahankan tekanan osmotik tubuh sekitar 1/4 - 1/3 tekanan

osmotik air laut. Beberapa memiliki toleransi yang tinggi thd salinitas sehingga

dapat bergerak antara laut, payau dan air tawar (contoh salmon dan sidat). Terjadi

proses perubahan mekanisme osmoregulasi sesuai dengan stadia hidupnya.

Ikan air laut:

- Hypoosmotik terhadap lingkungan

- Air cenderung keluar dari tubuhnya terutama melalui insang yang bersifat

permeabel

- Meminum air, tetapi sekaligus menambah garam dalam tubuhnya, oleh sebab itu

garam tersebut harus dibuang melalui insang melalui transport aktif.

- Permeabilitas yang rendah terhadap ion. Transport ion dilakukan melalui sel-sel

klorida yang memiliki enzim Na+/K+ ATPase atau dikenal dg pompa sodium

Ikan air tawar:

- Hiperosmotik terhadap medium

- Air cenderung masuk dari lingkungan. Kelebihan air dibuang melalui urin yang

encer

- Insang agak permeabel terhadap ion, sehingga kehilangan ion dikompensasi

dengan ion uptake (pengambilan ion dari lingkungan)

Draft

Only

Draft

Only