PERBEDAAN SISTEM RESPIRASI HEWAN
AVERTEBRATA DAN VERTEBRATA
A. Latar Belakang
Bernapas yaitu proses
menghirup oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Oksigen tersebut digunakan
dalam perombakan zat-zat makanan sehingga menghasilakan energi. Jadi, pernafasan
atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran
karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh.
Untuk pernapasan hewan-hewan
tertentu memiliki alat pernapasan. Alat-alat pernapasan tersebut berperan dalam
proses pemasukan oksigen dari lingkungan luar dalam tubuh serta pengeluaran
karbondioksida dari tubuh ke luar lingkungan. Alat-alat pernapasan pada hewan
berbeda-beda sesuai dengan perkembangan struktur tubuh dan tempat hidupnya.
Alat respirasi pada hewan
bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa
paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru-paru buku, bahkan ada beberapa
organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung
dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan
coelenterate. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui
rongga tubuh.
Sedangkan Sistem pernapasan pada manusia meliputi berbagai
organ pernapasan. Jalur pernapasan pada manusia
yaitu rongga hidung - faring - trakea - bronkus - bronkiolus - alveolus -
sel-seltubuh.
B.
Rumusan Masalah
Dari latar
belakang di atas dapat dirumuskan rumusan masalah sebagai berikut:
1.
Apa saja organ pernapasan pada hewan?
2.
Jelaskan pengaturan respirasi dan pertukaran gas!
3.
Jelaskan mekanisme respirasi pada vertebrata dan invertebrata!
SISTEM PERNAPASAN LABA-LABA
Laba-laba (Arachnida)
bernapas dengan paru-paru buku.
Paru-paru buku ini merupakan invaginasi (pelekukan ke dalam) abdomen. Paru-paru
buku memiliki banyak lamela seperti halaman buku yang dipisahkan oleh
batang-batang sehingga udara dapat bergerak bebas Udara dari luar, masuk
melalui spirakel secara difusi Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan
otot yang terjadi secara teratur.. Selanjutnya, udara masuk di antara sel-sel
lamela dan berdifusi dengan pembuluh darah di sekitar lamela.
.
Organ Pernapasan
pada Laba-laba
Laba-laba yang hidup di darat memiliki organ pernapasan
berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air bernapas
dengan insang buku. Paru-paru buku memiliki gulungan yang berasal dari
invaginasi perut. Masing-masing paru-paru buku ini memiliki lembaran-lembaran
tipis (lamela) yang tersusun berjajar. Paru-paru buku ini juga memiliki
spirakel tempat masuknya oksigen dari luar. Keluar masuknya udara disebabkan
oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur.
Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai
fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.
Paru-paru buku merupakan lekukan ke dalam dari permukaan
tubuh dan di dalamnya membentuk helaian-helaian dalam sebuah rongga. Helaian
tadi menempati sebuah ruang dan mempunyai lubang ke luar ( spirakel). Pada
beberapa jenis, spirakel dapat ditutup dan dibuka untuk mencegah kehilangan air
da pada beberapa jenis lain otot dapat menggerakan paru-paru buku sehingga
terjadi ventilasi udara.
Alat Pernapasan
pada Kalajengking dan Laba-laba
Kalajengking
dan laba-laba besar (Arachnida) yang hidup di darat memiliki alat pernapasan
berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air bernapas dengan insang buku.
Paru-paru buku memiliki gulungan yang berasal dari invaginasi perut. Masing-masing paru-paru buku ini memiliki lembaran-lembaran tipis (lamela) yang tersusun berjajar. Paruparu buku ini juga memiliki spirakel tempat masuknya oksigen dari luar. Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur. Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.
Paru-paru buku memiliki gulungan yang berasal dari invaginasi perut. Masing-masing paru-paru buku ini memiliki lembaran-lembaran tipis (lamela) yang tersusun berjajar. Paruparu buku ini juga memiliki spirakel tempat masuknya oksigen dari luar. Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur. Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.
Arthropoda merupakan segolongan hewan yang berhasil
sebagai penghuni darat. Rangka luar yang tidak dapat ditembus air melindungi
dirinya dari kekeringan. Chelicerata tingkat rendah seperti Limulus hidup di
air dan mempunyai insang buku sedamgkan pada Chelicerata tingkat tinggi
mempunyai paru-paru buku.
Paru-paru buku merupakan lekukan ke dalam dari permukaan tubuh dan di dalamnya membentuk helaian-helaian dalam sebuah rongga. Helaian tadi menempati sebuah ruang dan mempunyai lubang ke luar ( spirakel). Pada beberapa jenis, spirakel dapat ditutup dan dibuka untuk mencegah kehilangan air da pada beberapa jenis lain otot dapat menggerakan paru-paru buku sehingga terjadi ventilasi udara.
Beberapa jenis Arachnida mempunyai system pernafasan dengan trakea. Trakea merupakan invaginasi atau lekukankedalam dari ektoberm dan umumnya mempunyai lubang ke luar yang disebut spirakel. Bentuknya berupa pembuluh yang silindris yang mempunyai lapisan kitin. Trakea ini memiliki cabang-cabang dan cabang ini disebut dengan trakeolus. Trakeolus ini pada ujungnya buntu dan berisi udara atau kadang-kadang cairan.
System trakea merupakan system untuk pengambilan O2 dan mendistribusikan tubuh kemudian mengeluarkan CO2. Udara masuk trakea dengan cara difusi melalui spirakel.
Paru-paru buku merupakan lekukan ke dalam dari permukaan tubuh dan di dalamnya membentuk helaian-helaian dalam sebuah rongga. Helaian tadi menempati sebuah ruang dan mempunyai lubang ke luar ( spirakel). Pada beberapa jenis, spirakel dapat ditutup dan dibuka untuk mencegah kehilangan air da pada beberapa jenis lain otot dapat menggerakan paru-paru buku sehingga terjadi ventilasi udara.
Beberapa jenis Arachnida mempunyai system pernafasan dengan trakea. Trakea merupakan invaginasi atau lekukankedalam dari ektoberm dan umumnya mempunyai lubang ke luar yang disebut spirakel. Bentuknya berupa pembuluh yang silindris yang mempunyai lapisan kitin. Trakea ini memiliki cabang-cabang dan cabang ini disebut dengan trakeolus. Trakeolus ini pada ujungnya buntu dan berisi udara atau kadang-kadang cairan.
System trakea merupakan system untuk pengambilan O2 dan mendistribusikan tubuh kemudian mengeluarkan CO2. Udara masuk trakea dengan cara difusi melalui spirakel.
Sistem respirasi adalah
suatu proses pertukaran gas oksigen (O2) dari udara oleh organisme hidup yang
digunakan untuk serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida
(CO2) yang harus dikeluarkan, karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Setiap
makhluk hidup melakukan pernafasan untuk memperoleh oksigen O2 yang digunakan
untuk pembakaran zat makanan di dalam sel-sel tubuh. Alat pernafasan setiap
makhluk tidaklah sama, pada hewan invertebrata memiliki alat pernafasan dan
mekanisme pernafasan yang berbeda dengan hewan vertebrata. Ada dua jenis
respirasi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup yaitu respirasi internal
dan respirasi eksternal. Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen dan
pelepasan karbon dioksida dari sel. Sedangkan respirasi eksternal adalah proses
penggunaan oksigen oleh sel tubuh dan pembuangan sisa hasil metabolisme selyang
berupa O2 (Isnaeni, 2006).
SISTEM
PERNAFASAN PADA BURUNG
Sistem respirasi pada
unggas (ayam) terdiri dari nasal cavities, larynx, trachea (windpipe), syrinx
(voice box), bronchi, bronchiale dan bermuara di alveoli. Oleh karena unggas
memerlukan energi yang sangat banyak untuk terbang, maka unggas memiliki sistem
respirasi yang memungkinkan untuk berlangsungnya pertukaran oksigen yang sangat
besar per unit hewan.Untuk melengkapi kebutuhan oksigen yang tinggi tersebut
maka anatomi dan fisiologi sistem respirasi unggas sangat berbeda dengan
mammalia.Perbedaan utama adalah fungsi paru-paru.Pada mammalia, otot diafragma
berfungsi mengontrol ekspansi dan kontraksi paru-paru.Unggas tidak memiliki
diafragma sehingga paru-paru tidak mengembang dan kontraksi selama ekspirasi
dan inspirasi.Paru-paru hanyalah sebagai tempat berlangsungnya pertukaran gas
di dalam darah (Sembiring, 2009).
Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi
di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga
dada yang dilindungi oleh tulang rusuk. Jalur pernapasan pada burung berawal di
lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak
yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang
berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea
bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam
bronkus pada pangkal trakea terdapat syrink yang pada bagian dalamnya terdapat
lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu
menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan
bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral)
dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan
dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).
Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus
bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain
paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa
(sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap.
Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di
pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya
berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena
adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien.
Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan
(toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian
belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantongudara abdominal).
Masuknya
udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi
otot antartulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan
tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara
dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga
dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang
masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke
pundi- pundi hawa sebagai cadangan udara.
Udara pada
pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara di paru-paru berkurang,
yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau
diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen
pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot
interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi
semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari
tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida
keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk
ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru.
Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun
inspirasi.
A. Organ-organ
yang berkaitan dalam sistem pernafasan pada unggas, yaitu:
1. Nares
Anteriores (lubang hidung), berjumlah sepasang terdapat pada pangkal rostrum
bagian dorsal.
2. Nares
Posteriores, lubang pada palatum, hanya 1 buah, terletak di tengah.
3. Glottis,
terletak tepat di belakang pangkal lidah dan melanjutkan kecaudal, ke dalam
larynx.
4. Larink,
bagian yang disokong oleh cartilago cricoidea, dan cartilago arytenoidea yang
berjumlah sepasang.
5. Trachea
adalah lanjutan larynx ke arah caudal.
6. Bronchus
adalah percabangan trachea ke kanan dan ke kiri, disebut Bronchus dexter dan
sinister.
7. Pulmo,
terdapat pada ujung-ujung bronchi berjumlah sepasang, melekat pada dinding
dorsal thorax. Pulmo ini dibungkus oleh selaput yang disebut pleura.
8. Syrinx
tersusun dari beberapa annulus trachealis yang paling caudal dan annulus
bronchialisyang paling cranial.
B. Fungsi utama dari sistem respirasi, yaitu:
1. Sebagai jalur
untuk keluar masuknya udara dari luar ke paru-paru.
2. Menyediakan
oksigen untuk darah dan mangambil karbondioksida dari dalam darah.
3. Sumber
produksi suara termasuk untuk berbicara, menyanyi, dan bentuk komunikasi
lainnya.
C. Sistem
mekanisme pernafasan pada unggas (burung) menjadi dua macam, yaitu:
1. Pernafasan
pada waktu istirahat.
Pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai
berikut. Burung mengisap udara lalu udara mengalir lewat bronkus ke pundi-pundi
hawa bagian belakang bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru
mengalir ke pundi – pundi hawa, udara di pundi-pundi belakang mengalir ke
paru-paru lalu udara menuju pundi – pundi hawa depan. Adapun fase-fase yang
terjadi ketika pernafasan istirahat, yaitu:
a. Fase
inspiratio, pada fase ini costae bergerak ke arah cranioventral, sehingga cavum
thornealis membesar, pulmo mengembang sehingga udara masuk ke dalam pulmo.
b. Fase
expiratio, pada fase ini costae kembali ke kedudukan semula, cavum thornealis
mengecil. Polmu mengempis, udara keluar dari pulmo.
2. Pernafasan
pada waktu terbang.
Saat terbang pergerakan aktif dari rongga dada tidak dapat
dilakukan karena tulang dada dan tulang rusuk merupakan pangkal perlekatan otot
yang berfungsi untuk terbang.Pada saat terbang, kantung udara berperan sangat
penting.Inspirasi dan ekspirasi dilakukan bergantian oleh kantung udara di
antara tulang coracoid (interclavicular sac) dan kantung udara di bawah tulang
ketiak (subsapular sac).Saat mengepakan sayap (sayap diangkat ke atas), kantong
udara di antara tulang coracoid terjepit sehingga udara kaya oksigen pada
bagian itu masuk ke paru-paru (inspirasi).Saat sayap terkepak turun, kantung
udara di bawah ketiak terjepit sementara kantung udara di antara tulang
coracoid mengembang, sehingga udara masuk ke kantung udara di antara coracoid
(ekspirasi). Semakin tinggi burung terbang, maka semakin cepat kepakan
sayapnya, karena kadar oksigen pada udara di lapisan atassemakin kecil atau
menipis.
Sistem respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen
(O2) dari udara oleh organismehidup yang digunakan untuk serangkaian
metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO2) yang harus dikeluarkan,
karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Sistem respirasi pada unggas (ayam) terdiri
dari nasal cavities, larynx, trachea (windpipe), syrinx (voice box), bronchi,
bronchiale dan bermuara di alveoli.Sistem respirasi burung tidak memiliki
diafragma, melainkan, udara berpindah dan keluar dari sistem pernapasan melalui
perubahan tekanan pada kantung udara. Otot yang berada di dada menyebabkan
sternum yang akan mendorong ke luar. Hal ini mengakibatkan tekanan negatif di
udara kantung, sehingga udara memasuki sistem pernapasan.
Respirasi berfungsi
menyediakan permukaan untuk pertukaran gas antara udara dan sistem aliran
darah, sebagai jalur untuk keluar masuknya udara dari luar ke paru-paru,
melindungi permukaan respirasi dari dehidrasi, perubahan temperatur, dan
berbagai keadaan lingkungan yang merugikan atau melindungi sistem respirasi itu
sendiri dan jaringan lain dari patogen dan sebagai sumber produksi suara
termasuk untuk berbicara, menyanyi, dan bentuk komunikasi lainnya.