PERBEDAAN SISTEM RESPIRASI HEWAN AVERTEBRATA DAN VERTEBRATA

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.

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.

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.

Kesimpulan

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.