Kamis, 21 Februari 2013

PRAKTIKUM SISTEM RESPIRASI PADA SERANGGA

Pendahuluan
Serangga bernafas dengan menggunakan tabung udara yang di sebut trakea. Udara keluar masuk ke pembulu trakea melalui lubang kecil setiap ruas-ruas tubuh yang di sebut stigma atau spirakel melewati trakea, menuju ke trakeol dan trakeolus berukuran halus yaitu 0.1  nano meter, ujungnya berbatasan dengan sel-sel tubuh, sehingga langsung terjadi difusi gas.
Tujuan
1.      Membuktikan bahwa pernapasan pada serangga membutuhkan oksigen
2.      Melihat faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah kebutuha oksigen pada serangga pada saat bernapas
Alat dan Bahan
1.      Respirometer sederhana
2.      Timbangan
3.      2 Ekor belalang (kumbang,capung, dll)
4.      Kristal NAOH/KOH
5.      Eosin / Tinta
6.      Kapas / tissue
7.      Pipet atau sirink
Dasar Teori
Bernafas artinya melaksanakan pertukaran gas, yaitu: mengambil oksigen (O2) dan mengeluarkan karbondioksida (CO2). Pertukaran gas O2 dengan CO2 dapat berlangsung melalui proses difusi. Pada hewan berukuran kecil terdapat perbandingan antara luas permukaan dengan volume tubuh yang cukup besar sehingga dapat melaksanakan pertukaran gas dan cukup untuk memenuhi kebutuhannya. Hal ini dapat dilakukan melalui cara difusi melalui pertukaran tubuhnya. Tetapi pada hewan berukuran besar, terutama pada hewan yang aktif, perbandingan antara luas dengan volume tubuh terlalu kecil untuk melakukan hal yang serupa, karenanya diperlukan suatu permukaan tubuh yang khusus untuk pernafasan, untuk menangkap O2 dan melepaska CO2. Alat-alat ini dapat berupa insang atau paru-paru atau saluran udara (trakea) atau bentuk lain yang dapat melangsungkan pertukaran O2 dengan CO2. Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam system table periodic yang mempunyai lambing O dan nomor atom 8, ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya. Pada tempratur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi oksigen, yaitu senywa gas diatomic dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau
Menurut logler (1977) konsumsi oksigen dapat dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu:
• Intensitas dari metabolisme oksidatif dalam sel
• Kecepatan pertukaran yang mengkontrol perpindahan air disekitar insang yang berdifusi melewatinya
• Factor internal yaitu kecepatan sirkulasi darah dan volume darah yang dibawa menuju insang
• Afinitas oksigen dari haemoglobin.                                                                                     

Serangga merupakan hewan terestial yang tidak memiliki paru-paru tetapi menggunakan system trakea untuk pertukaran gas. Kulit pada serangga terletak dikedua sisi bagian toraks dan abdomen, memiliki sederatan paru-paru atau disebut juga spirakel, yang tersusun pada setiap segmen dan behubungan dengan system saluran trakea spirakel dilindungi katub atau rambut-rambut untuk mencegah evaporasi yang berlebihan lewat pori-pori ini. Trakea tersusun dengan teratur, sebagian berjalan longitudinal dan sebagian lagi tranpersal. Diameter trakea yang besar berkisar sekitar 1mm dan selalu terbuka dengan penebalan berbentuk spiral dan melingkar, terbentuk dari khitin yang keras, merupakan suatu bahan yang juga terdapat pada kutikula (Darmadi Goenarso,2005)
Trakea merupakan invaginasi (lekukan kedalam)dari ectoderm dan umumnya mempunyai lubang keluar yang disebut spirakel. Bentuknya berupa pembuluh yang silindris yang mempunyai lapisan kitin (chitin). Lapisan kitin ini mempunyai penebalan seperti spiral. Spirakel terdapat sepasang tiap ruas tubuh yang kadang-kadang mempunyai katup untuk menjaga penguapan air. Trakea mempunyai cabang-cabang dan cabang yang terkecil yang menembus jaringan disebut trakeolus dengan diameter 1-24. Trakeolus tidak mempunyai lapisan kitin dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas, trakeolus pada serangga ujungnya buntu dan berisi udara atau kadang-kadang berisi cairan.
Alat pernapasan pada serangga berupa trakea, udar masuk dan keluar melalui lubang kerut yang disebut spirakel atau stigma yang terletak di kanan kiri tubuhnya. Dari stigma udara terus masuk ke pembuluh trakea memanjang dan sebagian ke kantung hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh. Pada system trakea ini pengangkutan oksigen dan karbon dioksida tidak memerlukan bantuan system transportasi khususnya darah.
Fungsi spirakel dan trakea untuk memungkinkan lewatnya udara kepercabangan saluran yang disebut trakeol, yang merupakan saluran lembut intraseluler dengan diameter sekitar 1μm. Jumlahnya sangat banyak dan berada diberbagai jaringan, terutama otot. Berbeda dengan trakease, saluran-saluran lembut ini tidak dilapisi dengan kutikula, pertukaran gas terjadi dengan mudah melewati dinding saluran ini. System pernapasan pada serangga melalui sejumlah percabangan saluran udara pada system trakea. Oksigen langsung dibawa ke jaringan, jadi tidak dilaksanakan melewati aliran darah. Distribusi oksigen dan pengeluaran karbondioksida tidak dilakukan lewat system peredaran. Pada kebanyakan serangga dengan difusi saja sudah tercukupi oleh karena itu tubuh serangga pada umumnya berukurab kecil. Pada beberapa spesies difusi ini dibantu dengan gerakan ritmiks toraks atauabdomen.

Cara mengalirkan udara (ventilsi) seperti itu, pada belalang spirakel dibuka dan ditutup bergantian, sehingga udara dapat masuk ke tubuh lewat spirakel toraks dan keluar tubuh lewat spirakel abdomen. Selain itu serangga dapat mengendalikan laju masuknya oksigen ke jaringan. Bila terjadi peningkatan otot (saat terbang ) akan terjadi penumpukan asam laktat di jaringan. Akibatnya tekanan osmosis cairan jaringan meningkat sehingga cairan di trakeol terserap masuk, sehingga jalan udara lebih leluasa mencapai jaringan dan difusi oksigen ke jaringan lebih cepat.

Ada tiga fase gerakan pernafasan serangga, yaitu:
• Inspirasi kurang ¼ detik, pada awal inspirasi katub spirakel terbuka
• Fase pertukaran selama 1 detik, baik spirakel pada toraks atau abdomen menutup
• Fase ekspirase, dan spirakel abdomen membuka

Udara masuk dari system trakea sebelah muka pada inspirasi dan bergerak ke belakang selama fase pertukaran gas dan pada fase ke-3 udara keluar dari spirakel bagian posterior. Membuka dan menutupnya spirakel dikontrol oleh system saraf.

System trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya keseluruh tubuh dan sebaliknya mengangkut CO2 hasil respirasi untuk dikelurkan dari tubuh. Maka darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernafasan. Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air jentik nyamuk udara di peroleh dengan menjulurkan tabung pernafasan kepermukaan air untuk mengambil udara, serangga air tertentu mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, karbondiksida dalam gelembung dipindahkan melalui system trakea ke sel-sel pernafasan. Selain itu adapula serangga yang pengambilan udara melelui cabang-cabang harus serupa insang selanjutnya dari cabang halus ini oksigen di edarkan melalui pembuluh trakea.

Salah satu factor yang mendukung laju metabolisme yang tinggi, adalah bahwa sel-sel otot terbang dibungkus dengan mitokondria dan pipa trake mempunyai oksigen yang mencukupi bagi tiap-tiap organel yang membangkitkan ATP ini.

Cara kerja
1.      Membungkus  NAOH dengan tissue atau kapas, dan letakan dalam tabung respirometer
2.      Menimbang berat 2 Ekor serangga dan masukkan ke dalam tabung respirometer
3.      Merangkai alat respirometer kemudian  pada ujung pipa kapiler meneteskan eosin, ditutup  dengan ibu jari
4.      Mengamati dan mencatat perubahan kedudukan eosin pada pipa berskala setiap 2 menit selama 10 menit
5.      Melakukan percobaan yang sama dengan  hewan yang beratnya berbeda
6.      Mencatat hasil pengamatan pada table hasing pengamatan

 Hasil pengamatan
Jenis hewan
Berat
SKALA KEDUDUKAN EOSIN
I
II
III
IV
V
Jangkrik













Analisis Data
1.      Apa yang menyebabkan terjadinya pergerakan eosin?
Jawab  : Cairan eosin bergerak, karena pada saat organisme bernapas,mereka menghirup oksigen atau udara di sekitar. Pada saat merekaberada di dalam respirometer sederhana, udara yang tersimpan didalamnya tidak dapat keluar ataupun masuk, sehingga jumlah udarayang berada di dalam respirometer tersebut semakin sedikit. Karenapada ujung respirometer diberikan eosin, sehingga eosin tersebutakan terseret mendekat akibat dari bertambah sedikitnya jumlahudara yang ada di respirometer tersebut. Seperti pada sedotan saatkita hirup maka air yang ada di bawahnya akan tersedot
2.      Apa fungsi penambahan NaOH/KOH pada perangkat respirometer sederhana tersebut?
Jawab  : Fungsi KOH/NaOH pada percobaan diatas adalah mempercepat proses pernapasan pada belalang dan mengikat CO2 agar tidak mengganggu proses respirasi
3.      Apakah ada kaitan antara berat badan serangga dengan kecepatan respirasinya?
Jawab  : Ada, semakin berat tubuh serangga maka semakin cepat pernapasan pada serangga (belalang). Sebaliknya, semakin ringan tubuh serangga maka semakin lambat pernapasan pada serangga (belalang).
4.      Apakah ada kaitan antara jenis serangga dengan kecepatan respirasinya?
Jawab :  Ada, karena kecepatan respirasi juga dipengaruhi :
            Emosi
Umur
Jenis K            elamin (pada manusia dan hewan)
Posisi organisme
Ukuran badan

Pembahasan
Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga, bunga, akar, kecambah yang segar. Jika tidak ada perubahan suhu yang beraarti, kecepatan pernapasan dapat dinyatakan dalam ml/detik/g, yaitu banyaknya oksigen yang digunakan oleh makhluk percobaan tiap 1 gram berat tiap detik. Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala.
Prinsip kerja respirometer digunakan untuk mengukur laju konsumsi oksigen hewan-hewan seperti katak atau mencit. Alat ini terdiri atas syringe, manometer, tabung specimen, dan tabung control. Tabung specimen, tabung kapiler, kran 3 arah, syringe saluran masuk saluran keluar, tabung specimen, tabung kontol dan manometer.
Kapas kecil dimasukan ke dalam tabung specimen dan ditetesi dengan larutan KOH 20% hingga jenuh, setelah itu kawat kasa dimasukan kedalam tabung specimen, kemudian hewan percobaan yang telah ditimbang beratnya dimasukan kedalamnya juga. Setelah itu pergerakan posisi larutan iod dapat diamati dan dapat dicatat. Fungsi dari larutan KOH adalah untuk mengikat CO2, sehingga prgerakan dari larutan iodium benar-benar hanya disebabkan konsumsi oksigen.

Adapun reaksi yang terjadi antara KOH dengan CO2 adalah sebagai berikut:
KOH+CO2 K2CO3+H2O. Beberapa factor yang mempengaruhi laju kerja oksigen, adalah:
• Tempratur • Aktifitas
• Spesies hewan • Ukuran badan
Perbedaan jenis ini tentu saja mengakibatkan perbedaan laju konsumsi oksigen, karena perbedaan jenis tentu saja menunjukan perbedaan karakter morfologis seperti ukuran tubuh, serta aktifitas yang dilakukan oleh masig-masing hewan tersebut. Walaupun begitu literature menunjukan sesuatu mengenai laju konsumsi oksigen yaitu bahwa suhu mempengaruhi besarnya laju konsumsi oksigen hal ini berkaitan dengan hukum Van’t Hoff. Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.
Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata. Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut :Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya COZ keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea. Sistem trakea berfungsi mengangkut OZ dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut C02 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan. Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke perxnukaan air untuk mengambil udara.
Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan. Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.

Kesimpulan
Bedasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat di tarik kesimpulan bahwa KOH/NaOH dapat Membantu mempercepat proses pernapasan pada belalang, dan terdapat hubungan antara berat searangga dengan kecepatan pernafasannya, Semakin Berat tubuh belalang maka semakin banyak oksigen yang di butuhkan sehingga semakin cepat pernapasannya. Sebaliknya, Semakin ringan berat serangga maka makin sedikit pula oksigen yang ia butuhkan sehingga semakin lambat pernapasannya.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar