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:
Posting Komentar