Pernapasan pada Hewan Invertebrata

1. Pernapasan pada Hewan Invertebrata

  Hewan-hewan Invertebrata ada yang belum memiliki sistem pernapasan khusus, seperti Porifera dan sebagian cacing (Vermes). Umumnya hewan-hewan tersebut melakukan pernapasan langsung, yaitu secara difusi melalui permukaan tubuhnya. Namun, pada hewan-hewan yang lebih tinggi, seperti Mollusca dan Arthropoda sudah memiliki sistem pernapasan khusus, walaupun masih sederhana. Misalnya Insecta dan Myriapoda beranapas menggunakan trakea, hewan-hewan Arachnida, misalnya laba-laba bernapas menggunakan paru- paru buku. Hewan-hewan yang hidup di air misalnya Crustacea (golongan udang-udangan) dan Mollusca (siput dan kerang) bernapas menggunakan insang.

  a. Porifera

  Ostium Oskulum

  Sel epitel

  Porifera bernapas dengan cara memasukkan air melalui

  Ostium

  Koanosit

  pori-pori (ostium) yang terdapat pada seluruh permukaan

  (pori)

  tubuhnya, masuk ke dalam rongga spongocoel. Proses

  pernapasan selanjutnya dilakukan oleh sel leher (koanosit), yaitu sel yang berbatasan langsung dengan rongga spongocoel. Perhatikan Gambar 7.10.

  Aliran air

  Aliran air yang masuk melalui ostium menuju rongga spongocoel membawa oksigen sekaligus zat-zat makanan.

  Amoebasit

  Pengikatan O 2 dan pelepasan CO 2 dilakukan oleh sel leher (koanosit). Selain melakukan fungsi pernapasan, sel leher sekaligus melakukan proses pencernaan dan sirkulasi zat

  Koanosit

  makanan. Selanjutnya, air keluar melalui oskulum.

  Aliran air

  Flagella

  b. Vermes (Cacing)

  Sumber: Biology, Mader S.S.

  Sebagian besar Vermes bernapas menggunakan per-

  Gambar 7.10

  mukaan tubuhnya, misalnya anggota filum Platyhelminthes

  Irisan melintang dinding tubuh Porifera

  yaitu Planaria dan anggota filum Annelida yaitu cacing tanah (Pheretima sp.). Namun, pada beberapa Annelida bernapas dengan insang, misalnya Annelida yang hidup di air yaitu Polychaeta (golongan cacing berambut banyak) ini bernapas menggunakan sepasang porapodia yang berubah menjadi insang.

  Biologi Kelas XI

  Pada Planaria, O 2 yang terlarut di dalam air berdifusi melalui permukaan tubuhnya. Demikian juga dengan pengeluaran CO 2 . Pada cacing tanah, O 2 berdifusi melalui permukaan tubuhnya yang basah, tipis, dan memiliki pembuluh-pembuluh darah. Selanjutnya, O 2 diedarkan ke O 2 seluruh tubuh oleh sistem peredaran darah. CO 2 sebagai CO 2 sisa pernapasan dikeluarkan dari jaringan oleh pembuluh darah, kemudian keluar melalui permukaan tubuh secara difusi. Perhatikan Gambar 7.11.

  Permukaan tubuh cacing tanah selalu basah. Hal ini

  berfungsi untuk mempermudah proses difusi O 2 melalui permukaan tubuhnya. Coba Anda lakukan kegiatan berikut

  Sumber: Inquiry Live, Mader, S.S.

  Gambar 7.11 Pertukaran gas pada Planaria

  untuk membuktikannya.

  Mengamati Pernapasan Cacing tanah

  2. Bagaimana gerakan kedua cacing tanah

  Sediakanlah 2 cacing tanah, lup, kaca, dan

  tersebut?

  3. Mengapa cacing tanah yang diletakkan pada

  kertas isap (tisu). Letakkan satu cacing tanah di

  kertas isap selalucepat berhenti? Jelaskan.

  atas kaca dan satunya lagi pada kertas isap. Amati

  4. Apa kesimpulan Anda dari kegiatan ini?

  kedua cacing tersebut meliputi keadaan tubuhnya dan gerakannya selama ±15 menit. Gunakanlah

  Tulislah laporan kegiatan ini dan bahaslah

  lup agar Anda dapat mengamati secara jelas.

  bersama teman-teman Anda di kelas.

  Pertanyaan:

  1. Mengapa permukaan tubuh cacing dijaga agar selalu basah?

  c. Mollusca

  Cangkang

  Rongga mantel

  Hewan bertubuh lunak (Mollusca) yang hidup di air,

  Usus

  Insang

  seperti siput, cumi-cumi, dan kerang (Bivalvia) bernapas menggunakan insang. Perhatikan Gambar 7.12. Aliran air masuk ke dalam insang dan terjadi pertukaran udara dalam

  Kaki

  Radula

  lamela insang. Mollusca yang hidup di darat, seperti siput

  Sumber: Biology, Raven dan Johnson

  darat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.

  Gambar 7.12

  d. Arthropoda

  Alat pernapasan siput

  1) Insecta

  Insecta bernapas menggunakan sistem trakea. Sistem trakea pada serangga, misalnya belalang terdiri atas spirakel, saluran (pembuluh trakea), dan trakeolus. Spirakel atau stigma merupakan jalan keluar masuk- nya udara dari dan ke dalam sistem trakea, terdapat di kerangka luar (eksoskeleton), berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh, dan merupakan tempat bermuaranya pembuluh trakea.

  Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.

  240 Sistem Pernapasan pada Manusia dan Hewan

  Udara masuk melalui empat pasang spirakel depan dan keluar melalui enam pasang spirakel belakang. Oksigen dari luar masuk lewat spirakel, kemudian menuju pembuluh-pembuluh trakea, selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus. Dengan demikian, oksigen dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus merupakan cabang-cabang terkecil berukuran ± 0,1 mμ dari saluran pembuluh trakea yang ber- hubungan langsung dengan jaringan tubuh dan tidak berlapis zat kitin. Trakeolus ini merupakan tempat terjadinya pertukaran udara pernapasan. Trakeolus mempunyai fungsi sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada Vertebrata. Perhatikan Gambar 7.13.

  Sel-sel tubuh

  Kantung udara

  Trakeolus

  Kantung udara

  Dinding tubuh

  tempat udara masuk

  Udara

  Sumber: Biology, Campbel Gambar 7.13

  Sistem trakea pada belalang

  Mekanisme pernapasan pada belalang diatur oleh otot perut (abdomen). Ketika otot perut (abdomen) berelaksasi, volume trakea normal sehingga udara masuk. Sebaliknya, ketika otot abdomen berkontraksi, volume trakea mengecil sehingga udara keluar. Jalur yang dilalui udara pernapasan, yaitu udara luar → stigmaspirakel → saluranpembuluh trakea → trakeolus → jaringan

  tubuh. Jadi, sistem trakea berfungsi mengangkut O 2 dan

  mengedarkannya ke seluruh tubuh, serta sebaliknya

  mengangkut CO 2 hasil pernapasan untuk dikeluarkan

  dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut udara pernapasan.

  Pada serangga air, seperti jentik nyamuk, udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke permukaan air untuk mengambil udara. Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara, sehingga dapat menyelam di dalam air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral.

  Selama menyelam, O 2 dalam gelembung udara di-

  pindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.

  Adapula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambil- an udara melalui cabang-cabang halus serupa insang.

  Selanjutnya O 2 diedarkan melalui pembuluh trakea.

  Biologi Kelas XI

  Lakukan kegiatan berikut agar Anda lebih me- mahami proses pernapasan dan banyaknya oksigen yang diambil serangga waktu bernapas.

  Mengamati Pernapasan pada Serangga

  Isilah hasil pengamatan Anda dalam tabel di bawah ini.

  Sediakan respirometer sederhana 3 buah, pipet tetes, pinset, lup, 2 ekor belalang yang

  Respiro-

  Kedudukan Eosin Keterangan

  berbeda ukuran tubuhnya, kapas, plastisinvaselin,

  NaOHKOH kristal, dan eosin (cairan berwarna). 10 menit 15 menit Masukkan kristal NaOHKOH ke dalam tabung

  respirometer A, B, dan C. Tutuplah kristal tersebut

  C

  dengan selapis kapas. Masukkan seekor belalang

  ke dalam tabung respirometer B dan C. Pasanglah

  Pertanyaan:

  tutup tabung respirometer yang mempunyai pipa

  1. Mengapa dalam kegiatan ini menggunakan

  kapiler berskala. Lapisilah sambungan antara tutup

  NaOH atau KOH?

  dan tabung respirometer dengan plastisinvaselin

  2. Bandingkan letak eosin pada ketiga respiro-

  agar tidak bocor. Setelah itu, masukkan setetes

  meter. Jelaskan mengapa demikian.

  eosin (cairan berwarna) pada ujung pipa kapiler.

  3. Bagaimana Anda mengetahui bahwa

  Lakukan hal yang sama pada tabung respirom-

  serangga bernapas mengambil oksigen?

  eter lain secara bersamaan. Amati perubahan letak

  4. Hitunglah rata-rata kebutuhan oksigen yang

  eosin pada kedua pipa kapiler berskala setiap

  digunakan oleh belalang setiap menit.

  5 menit. Catatlah hasil pengamatan Anda dalam

  5. Amati bagian abdomen hewan percobaan

  tabel.

  ketika berada dalam tabung respirometer. Jika tidak jelas, gunakan lup. Bagaimana gerakan

  A

  perutnya?

  6. Apa kesimpulan Anda dari kegiatan ini? Tulislah hasil laporan Anda dari kegiatan ini dan

  kumpulkan kepada bapak atau ibu guru Anda.

  B

  C

  2) Arthropoda Lain

  Lamela paru-paru

  Laba-laba (Arachnida) dan kalajengking (Scorpionida)

  bernapas dengan paru-paru buku. Paru-paru buku ini

  Aliran darah

  dalam lamela

  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 (lihat Gambar 7.14). Udara dari luar, masuk melalui spirakel secara difusi. Selanjut-

  Atrium

  Udara mengalir

  nya, udara masuk di antara sel-sel lamela dan berdifusi

  ke dalam melalui lubang spirakel

  dengan pembuluh darah di sekitar lamela.

  Sumber: Zoologi Umum, Villee, Walker, dan Barnes Gambar 7.14

  Sayatan melalui paru-paru buku pada laba-laba

  242 Sistem Pernapasan pada Manusia dan Hewan

  Arthropoda yang hidup di air, misalnya dari golongan Crustacea (udang-udangan), seperti udang dan ketam,

  bernapas dengan insang buku. Perhatikan Gambar 7.15. Satu insang ketam

  terdiri atas setumpuk

  Insang buku ini tumbuh dari dasar anggota tubuh dan

  lamela yang terpaut pada sumbu sentral

  dinding tubuh yang berdekatan, dan menjulur ke atas ke dalam ruang brankial. Tiap insang terdiri atas sumbu sentral tempat pertautan lamela atau filamen. Aliran air dihasilkan oleh gerakan mendayung dari insang timba, yaitu suatu penjuluran berbentuk bulan sabit dari salah satu penjuluran mulut (maksila kedua). Pada udang, air masuk ke dalam ruang brankial di belakang karapaks dan di antara kaki. Selanjutnya, saluran di dalam sumbu insang membawa darah ke dan dari ruang di dalam

  Insang

  lamela, pertukaran udara pernapasan berlangsung timba

  Sirkulasi air dalam tubuh ketam

  melalui dinding tipis lamela. Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur. Sumber: Zoologi Umum, Villee, Walker, dan Barnes

  Baik paru-paru buku maupun insang buku, keduanya Gambar 7.15 mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru Insang pada Crustacea pada Vertebrata.