Sistem Respirasi Pada Hewan & Manusia

Sistem Respirasi Pada Hewan & Manusia

A. Sistem Respirasi pada Hewan

Alat respirasi adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar.

Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, 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 coelenterata Alat respirasi ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru paru buku,.

Sistem respirasi pada hewan bersel satu

Pada hewan satu sel, misalnya Amoeba dan Paramaecium, proses pertukaran oksigen dan CO2 berlangsung melalui seluruh permukaan tubuhnya secara difusi. Proses difusi dan gerakan sitoplasma akan mengantarkan oksigen menuju ke mitokondria. Di dalam mitokondria oksigen digunakan untuk memecah senyawa organik, sehingga dihasilkan energi dan zat sisa berupa air dan CO2.

Gambar 1. Respirasi pada amuba

Pada cacing tanah pertukaran gas berlangsng secara difusi melalui seluruh permukaan tubuh. Cacing tanah tidak mempunyai alat pernapasan khusus. Kulitnya banyak mengandung kelenjar lendir. Dengan adanya lendir, kulit cacing selalu dalam keadaan basah dan licin untuk mempermudah difusi gas. Melalui kulit yang basah ini, cacing menyerap oksigen serta mengeluarkan karbondioksida dan uap air secara difusi.

Sistem Respirasi pada Porifera

Hewan fillum Porifera atau kelompok hewan berpori tubuhnya tersusun atas banyak sel dan memilki jaringan yang sangat sederhana. Hewan ini banyak ditemukan di pantai atau laut. Porifera tidak memiliki alat pernafasan khusus.Alat respirasinya masih sangat sederhana.Air yang mengandung oksigen terlarut masuk melalui pori-pori tubuhnya.Selanjutnya oksigen yang terlarut dalam air masuk melalui sel-sel permukaan tubuhnya, yaitu sel koanosit secara difusi. di dalam mitokondria pada sel koanosit,oksigen digunakan untuk mengurai molekul organic menjadi molekul anorganik yang disertai pelepasan karbondioksida. Selanjutnya molekul-molekul karbondioksida yang terlarut dalam air akan bergerak berlawanan arah menuju membram sel dan keluar menuju spongosol. Air dalam spongosol digerakkan oleh flagellum sel koanosit dan mengalir keluar melalui oskulum.

Gambar 2. Respirasi pada Porifera

Sistem respirasi pada Coelenterata

Coelenterata tersusun dari dari dua lapisan sel, yaitu lapisan luar berasal dari ectoderm dan lapisan dalam berasal dari endoderm. Lapisan sel yang berasal dari ectoderm disebut epidermis dan lapisan yang berasal dari endoderm disebut gastrodermis. Pertukaran gas terjadi secara difusi pada sel di luar permukaan tubuh yang bersentuhan dengan air. Untuk respirasi, coelenterata mempunyai alat bantu berupa lekukan jaringan yang terdapat pada gastrodermis, disebut sifonoglia. Sifonoglifa adalah alat respirasi pada Coenlenterata (hewan berongga) terutama yang termasuk golongan Anthozoa, misalnya pada Anemon laut

Gambar 3. Respirasi pada Coelenterata

Sistem respirasi pada cacing khusus.

Oksigen berdifusi ke dalam kapiler darah yang terdapat pada kulit melalui permukaan kulit yang lembab. Oksigen akan diikat oleh hemoglobin yang terkandung dalam darah cacing untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Gas hasil respirasi yaitu karbondioksida dikeluarkan dari tubuh juga melalui permukaan kulitnya. Karena respirasi cacing dilakukan melalui permukaan tubuhnya (integument), maka respirasi cacing disebut respirasi integumenter.

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). Kata ini berasal dari bahasa Latin “integumentum”, yang berarti “penutup”. Pertukaran gas-gas pada cacing lebih mudah terjadi pada kulit yang lembab, sehingga cacing hidup di tempat yang lembab. Habitat yang lembab akan menjaga permukaan di tubuhnya tetap basah (lembab). Sebanyak 85 % dari berat tubuh cacing tanah berupa air, sehingga sangatlah penting untuk menjaga media pemeliharaan tetap lembab (kelembaban 15 – 30 %). Tubuh cacing mempunyai mekanisme untuk menjaga keseimbangan air dengan mempertahankan kelembaban di permukan tubuh dan mencegah kehilangan air yang berlebihan. cacing yang terdehidrasi akan kehilangan sebagian besar berat tubuhnya dan tetap hidup walaupun kehilangan 70 – 75 % kandungan air tubuh. Kekeringan yang berkepanjangan memaksa cacing tanah untuk bermigrasi ke media yang lebih cocok.

Gambar 4. Respirasi pada Cacing

Sistem respirasi pada Arthropoda

Alat pernafasan pada hewan Arthropoda, khususnya pada serangga adalah berupa pembuluh trakea. Udara masuk dan ke luar melalui lubang kecil yang disebut spirakel atau stigma yang terdapat di kanan kiri tubuhnya. Dari spirakel, udara masuk ke pembuluh trakea yang memanjang. Trakea memanjang ini selanjutnya bercabang-cabang menjadi saluran halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh. Oksigen yang masuk melalui saluran ini akan langsung berdifusi ke dalam jaringan. Dengan cara yang sama, CO2 dilepaskan jaringan, masuk ke pembuluh trakhea, dan dikeluarkan. Oleh sebab itu, pada sistem trakea ini pengangkutan O2 dan CO2 tidak diedarkan oleh darah, karena darah serangga tidak mengandung hemoglobin.

Gambar 5. Respirasi pada Insekta

Paru-paru buku adalah alat respirasi pada kelompok laba-laba dan kalajengking. Keduanya termasuk dalam Arthropoda (hewan yang kakinya beruas). Organ yang berada di bagian ventral (bawah perut) ini memiliki bentuk lembaran bertumpuk seperti buku. Udara yang mengalir melalui celah-celah buku tersebut memungkinkan terjadinya pertukaran gas O2 dengan CO2.

Sistem respirasi pada Ikan

Insang dimiliki oleh jenis ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dare insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dare sepasang filamen,dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operkulum,sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.

Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan O2 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan O2. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele. Untuk menyimpan cadangan O2, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.

Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, O2 dari air masuk ke dalam insang kemudian O2 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, CO2 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh.

Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander.

Gambar 6. Respirasi pada Ikan

Sistem Respirasi pada Katak

Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit, ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea).Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.

Gambar 7. Respirasi pada Amphibi

Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia.

Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.

Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideusberkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane.

Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar.

Sistem Respirasi pada Reptilia

Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.

Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahan-belahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.

Gambar 8. Respirasi pada Reptil

Sistem respirasi pada Burung

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 sirink yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yangmerupakan 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).

Para bronkus 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(kantong udara 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 (OZ) di paruparu 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.

Bagan pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.

Burung mengisap udara à udara mengalir lewat bronkus ke pundi-pundi hawa bagian belakang à bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundi-pundi hawa à udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru à udara menuju pundi-pundi hawa depan.

Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.

Gambar 9. Respirasi pada Aves ( Burung )

TUGAS

1. Sebutkan organ pernapasan pada hewan-hewan di atas

2. Jelaskan Mekanisme pernapasan pada hewan (serangga dan burung)