Kelompok 6 - Makalah Respirasi Hewan [PDF]

Citation preview

MAKALAH SISTEM RESPIRASI PADA HEWAN FISIOLOGI HEWAN Dosen Pengampu : Dr. Erlintan Sinaga, M.Kes KELOMPOK 6 FISIOLOGI HEWAN KETUA : RISCAL BONI TAMARO SITORUS 4181141034 ANGGOTA : NOVITA RULI FRANSIKA M



4183141049



RATNA KOMALA



4181141036



SALSABILA PUTRI LUBIS



4181141029



JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN SEPTEMBER 2020



KATA PENGANTAR Puji syukur Kami panjatkan dari kelompok 6 kepada kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah melimpahkan rahmat-Nya. Sehingga Saya dapat menyelesaikan penyusunan Makalah Sistem Pernafasan Hewan ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada bapak dosen, orang tua, temanteman, serta seluruh pihak yang terlibat dalam membantu terselesaikannya Makalah ini. Makalah Sistem Perrnafasan Hewan ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Genetika, Selain itu juga dimaksudkan untuk memberikan pemahaman dan pengetahuan mengenai Pewarisan Sifat melalui mata Kuliah Fisiologi Hewan. Kami berharap Makalah ini dapat memberi gambaran ataupun menjadi referensi kita dalam mengenal dan mempelajari Sistem Pernafasan Hewan. Dalam makalah ini saya menyadari masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu segala saran dan kritik guna perbaikan dan kesempurnaan sangat kami nantikan. Semoga makalah ini dapat bermanfaat khususnya bagi penyusun dan para pembaca pada umumnya.



Medan, 20 September 2020



Kelompok 6



ii



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ....................................................................................................................................................ii DAFTAR ISI..............................................................................................................................v INDIKATOR PEMBERLAJARAN..........................................................................................v BAB I PENDAHULUAN..........................................................................................................1 1.1 Latar Belakang..................................................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah............................................................................................................1 1.3 Tujuan...............................................................................................................................1 1.4 Manfaat Penulisan...........................................................................................................1 BAB II PEMBAHASAN...........................................................................................................3 BAB III PENUTUP..................................................................................................................27 3.1 Kesimpulan.....................................................................................................................27 3.2 Saran...............................................................................................................................29 DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................30



iii



INDIKATOR PEMBELAJARAN : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



Mahasiswa mampu menjelaskan Ketersediaan oksigen dalam udara dan air. Mahasiswa mampu menjelaskan Konformitas dan pengaturan. Mahasiswa mampu menjelaskan Tahapan Pertukaran Gas. Mahasiswa mampu menjelaskan Pertukaran gas pada hewan air. Mahasiswa mampu menjelaskan Pertukaran gas pada hewan darat. Mahasiswa mampu menjelaskan Transportasi gas. Mahasiswa mampu menjelaskan Pola respirasi pada hewan.



1



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem biologis yang terdiri dari organ dan struktur-struktur lain yang digunakan untuk pertukaran gas pada hewan dan tumbuhan. Anatomi dan fisiologi makhluk hidup yang mewujudkan pertukaran gas ini sangat bervariasi, bergantung pada ukuran tubuhnya, lingkungan tempat hidupnya, dan riwayat evolusinya. Pada hewan darat, pernapasan berlangsung pada paru-paru. Pertukaran gas di paru-paru terjadi pada jutaan kantung udara kecil. Pada mamalia dan reptil, kantung udara ini disebut alveolus , tetapi pada burung dinamakan atria. Saluran yang terbesar adalah trakea, yang bercabang di tengah dada menjadi dua bronkus utama. Bronkus memasuki paru-paru, tempat mereka bercabang menjadi bronkus sekunder dan tersier yang rongganya semakin sempit, lalu bercabang menjadi banyak tabung yang lebih kecil, yang dinamakan bronkiolus. Pada burung, bronkiolus disebut parabronki. Pada sebagian besar ikan dan sejumlah hewan akuatik lainnya, pernapasan berlangsung pada insang, yang merupakan organ eksternal (baik sebagian maupun sepenuhnya), yang terendam dalam lingkungan perairan. Air akan mengalir melewati insang dengan berbagai cara, baik aktif ataupun pasif. Hewan lain, seperti serangga, memiliki anatomi sistem pernapasan yang sangat sederhana. Pada amfibi, kulit pun berperan penting dalam pertukaran gas.  1.2. Rumusan Masalah : 1. 2. 3. 4.



Apa yang dimaksud dengan respirasi dan organ respirasi ? Bagaimana sistem pernapasan pada hewan vertebrata dan invertebrata? Bagaimana mekanisme pertukaran gas hewan air dan hewan darat? Bagaimana transportasi gas CO2 dan O2 pada hewan?



1.3. Tujuan Penulisan : 1. Mengetahui mengenai respirasi dan organ respirasi. 2. Mengetahui sistem pernapasan pada hewan vertebrata dan invertebrata. 3. Mengetahui mekanisme pertukaran gas pada hewan air dan hewan darat. 4. Mengetahui transportasi gas CO2 dan O2 pada hewan. D. Manfaat Penulisan : 1. Sebagai bahan referensi dalam memahami materi respirasi pada mata kuliah fisiologi hewan. 2. Sebagai penambah wawasan mengenai materi respirasi pada hewan. 3. Melatih diri untuk memilih informasi dan literatur yang tepat untuk membahas materi respirasi pada mata kuliah fisiologi hewan. 2



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Respirasi Respirasi merupakan aktivitas yang sangat penting dalam kehidupan Mahluk hidup. Proses respirasi mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Mahluk hidup seperti Manusia dan Hewan dalam bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan. Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu respirasi luar dan respirasi dalam. Respirasi luar merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara, sedangkan respirasi dalam merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh. peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung (oksigen) serta menghembuskan udara yang banyak memngandung karbondioksida sebagai sisa dari oksidasi keluar dari tubuh. Pengisapan udara ini disebut inspirasi dan menghembuskan disebut ekspirasi. 2.2 Organ-organ Pernapasan 1. Mulut dan hidung: pintu masuk keluar udara ke tubuh 2. Sinus: ruang sela di antara tulang kepala yang mengatur suhu dan kelembaban udara yang dihirup 3. Tenggorokan: tabung yang mengalirkan udara dari mulut dan hidung ke batang trakea 4. Trakea: bagian tubuh yang menghubungkan tenggorokan dan paru-paru 5. Tabung bronkial: tabung di bawah tenggorokan yang terhubung ke paru-paru 6. Paru-paru: organ yang mengeluarkan oksigen dan memasok ke seluruh tubuh 7. Diafragma: otot yang membanu paru-paru menarik dan mengeluarkan udara 8. Tulang rusuk: tulang yang mengelilingi dan melindungi paru-paru 9. Alveoli: kantong udara kecil di paru-paru sebagai tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida 10. Bronkiolus: cabang dari bronkial yang mengarah ke alveoli 11. Kapiler: pembuluh darah di dinding alveoli yang menggerakkan oksigen dan karbon dioksida



3



12. Lobus paru-paru: bagian paru-paru berbentuk bulat, tiga di paru-paru kanan dan dua di paruparu kiri 13. Pleura: kantung tipis yang mengelilingi lobus paru-paru 14. Cilia: rambut kecil yang berguna menyaring debu dan alergen dari saluran pernapasan 15. Laring: organ berongga yang dapat mengeluarkan suara saat udara masuk dan keluar 2.3 Pernafasan Hewan Vetebrata 2.3.1 Sistem Pernafasan Pada Mamalia Mamalia bernapas menggunakan paru-paru. Gas O2 masuk ke dalam tubuh melalui lubang hidung → faring → laring → trakea → bronkus → paru-paru. Kemudian gas O2 dari paru-paru diangkut darah ke jantung. Dari jantung, gas O2 diedarkan ke seluruh jaringan tubuh oleh darah. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut menuju jantung → paru-paru, dan keluar melalui organ-organ yang sama pula.



Gambar 1. Hewan mamalia yaitu pernafasan pada kuda Mamalia adalah hewan menyusui. Contohnya sapi, kambing, kelinci, kucing, dan anjing. Di air, ada juga mamalia. Contohnya paus, dugong, singa laut, dan anjing laut. Manusia, dan hewan mamalia bernapas dengan paru-paru. Udara masuk ke lubang hidung, tenggorokan, kemudian paru-paru.



4



Gambar 2. Sistem pernafasan Pada manusia dan mamalia lainnya, anatomi sistem pernapasan umumnya berupa saluran pernapasan. Saluran tersebut dibagi menjadi saluran pernapasan atas dan bawah. Saluran atas meliputi hidung, rongga hidung, sinus paranasal, faring, dan bagian laring di atas pita suara. Saluran bawah, meliputi bagian bawah laring, trakea, bronkus, bronkiolus, dan alveolus. Bronkus pertama yang bercabang dari trakea merupakan bronkus utama, baik di kanan maupun kiri. Sebagai saluran dengan diameter terbesar kedua setelah trakea (1,8 cm), bronkus ini (berdiameter 1-1,4 cm), memasuki paru-paru di setiap hilum, tempat mereka bercabang menjadi bronkus sekunder yang lebih sempit yang dikenal sebagai bronkus lobar, dan cabang ini menjadi bronkus tersier yang lebih sempit yang dikenal sebagai bronkus segmental. Pembagian bronkus segmental lebih lanjut (berdiameter 1 hingga 6 mm), dikenal sebagai bronkus segmental urutan 4, 5, dan 6, atau dikelompokkan bersama sebagai bronkus subsegmental. Sistem pernapasan pada mamalia seperti ampibi memiliki paru-paru. Namun, belum sempurna atau dengan kata lain masihlah sederhana dan kurang elastik untuk memenuhi keperluan fisiologis dalam tubuhnya, oleh karna itu amfibi memerlukan alat bantuan berupa kulitnya dalam melakukan aktivitas respirasi tersebut. Dibandingkan dengan kelas mamalia yang lain seperti amfibi, pada kelas mamalia dialah yang sudah mengalami perkembangan yang sempurna. Pada sistem pernapasan mamalia alur hidung yang dimiliki mamalia mengandung tulang-tulang turbinal yang bekelok-kelok. Sehingga memperluas permukaan olfaktori. Laringnya memiliki atap dan mengandung pita sara. Memiliki dua paru-paru pada masingmasing masuk kedalam ruang pleura yang terpisah. Fase aktif dalam pernafasan sendiri disebut dengan inspirasi yang diikuti dengan terjadinya perataan dari diafragma dan elevasi pada tulangtulang iga dengan gerakan melengkung keluar.



2.3.2 Sistem pernafasan pada aves Saat terbang, pernapasan burung dibantu dengan pundi-pundi udara. Pundi-pundi udara merupakan kantong dengan dinding selaput yang sangat tipis dan elastis. Pundi-pundi udara 5



tersebut terletak diantara otot, tulang, dan otot-otot tubuh. Pada waktu terbang, sayap burung digerakkan oleh otot-otot dada. Aktivitas otot-otot dada ini akan mengganggu proses pemasukan udara oleh paru-paru (inspirasi). Udara pernapasan masuk melalui hidung lalu ke trakea dan bronkus menuju paru-paru dan dialirkan ke pundi-pundi udara. Oleh karena itu, oksigen diambil dari udara yang terdapat dalam pundi-pundi udara. Udara dari pundi-pundi dialirkan ke paruparu dengan cara menekan pundi-pundi (ekspirasi). Dalam paru-paru terjadi lagi penyerapan oksigen. Jadi, penyerapan oksigen dapat berlangsung dua kali yakni pada saat inspirasi dan ekspirasi. Saat burung terbang melayang tanpa mengepakkan sayapnya, burung berkesempatan mengisi kembali pundi-pundi udaranya. Ketika burung hinggap, burung bernapas menggunakan paru-paru. Jalannya pernapasan pada burung yang terbang atau tidak terbang adalah sebagai berikut: Udara masuk melalui hidung → tenggorokan → paru-paru → pundi-pundi udara → paru-paru → keluar melalui hidung.



Gambar 3. Pernafasan burung Pada umumnya, burung memiliki lima pasang pundi-pundi udara yang diberi nama sesuai dengan tempatnya, yakitu: 1. Sepasang pundi-pundi udara pangkal leher; 2. Sepasang pundi-pundi udara dada depan; 3. Sepasang pundi-pundi udara dada belakang; 4. Sepasang pundi-pundi udara perut; dan 5. Sepasang pundi-pundi udara antartulang selangka yang bercabang-cabang membentuk pundipundi udara dibawah tulang lengan atas. Alat pernapasan pada burung atau aves berupa paru-paru. Paru-paru pada burung memiliki ukuran yang relatif kecil jika dibandingkan dengan ukuran tubuhnya namun pada prinsipnya sistem pernapasan pada burung itu mirip dengan hewan mamalia lainnya, hanya saja pada burung terdapat tambahan 9 kantong udara (saccus pneumatikus). Kantong udara ini berfungsi sebagai perluasan paru-paru yang berfungsi untuk menampung udara cadangan 6



sedangkan pertukaran gas tetap dilakukan di dalam paru-paru. Kantong udara pada burung terletak dibeberapa posisi yaitu 2 buah di leher, 1 buah diantara tulang selangka, 2 buah berada di dada depan, 2 buah berada di dada belakang dan 2 buah kantong udara di perut. Paru-paru pada burung terdapat pada dada bagian dalam yang kemudian diselimuti oleh lapisan pleura. Paruparu burung tersusun atas bronkus primer dan mesobronkus yang saling berhubungan. Mesobronkus merupakan bronkiolus yang paling besar dimana memiliki dua cabang yakni dua set bronkus sekunder anterior (ventrobronkus) dan bronkus sekunder posterior (porsobronkus). Kedua bronkus sekunder ini dihubungkan oleh parabronkus dengan jumlah bisa sekitar 1000 buah dengan garis tengah kurang lebih 0,5 mm. Selain itu paru-paru juga berhubungan dengan kantong-kantong udara.



2.3.3 Sistem pernafasan pada reptil Reptilia bernapas menggunakan paru-paru.Gas O2 dalam udara masuk melalui lubang hidung => rongga mulut => anak tekak => trakea yang panjang => bronkiolus dalam paruparu.Dari paru-paru, O2 diangkut darah menuju seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung untuk dikeluarkan melalui paru-paru => bronkiolus => trakea yang panjang => anak tekak => rongga mulut => lubang hidung. Pada Reptilia yang hidup di air, lubang hidung dapat ditutup ketika menyelam.Studi tentang reptil, historis dikombinasikan dengan amfibi, disebut herpetologi. Reptil (ular, kadal, kura-kura, buaya, bunglon, dsb.) bernapas menggunakan paru-paru. Ada beberapa reptil yang mengambil oksigen melalui lapisan kulit di sekitar kloaka.



Gambar 5. Sistem pernafasan reptil



Secara umum reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Tetapi pada beberapa reptilia, pengambilan oksigen dibantu oleh lapisan kulit disekitar kloaka. Pada reptilia umumnya udara luar masuk melalui lubang hidung, trakea, bronkus, dan akhirnya ke paru-paru. Lubang 7



hidung terdapat di ujung kepala atau moncong. Udara keluar dan masuk ke dalam paru-paru karena gerakan tulang rusuk. Sistem pernafasan pada reptilia lebih maju dari Amphibi. Dinding laring dibentuk oleh tulang rawan kriterokoidea dan tulang rawan krikodea. Trakhea dan bronkhus berbentuk panjang dan dibentuk oleh cincin-cincin tulang rawan. Tempat percabangan trakhea menjadi bronkhus disebut bifurkatio trakhea. Bronkhus masuk ke dalam paru-paru dan tidak bercabang-cabang lagi. Paru-paru reptilia berukuran relatif besar, berjumlah sepasang. Struktur dalamnya berpetak-petak seperti rumah lebah, biasanya bagian anterior lebih banyak berpetak daripada bagian posterior. 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 pernafasan reptil Sistem pernapsan reptil ialah salah satu sistem penting dalam tubuh hewan reptil. Gangguan dialami ketika alat pernapasan reptil bisa berdampak buruk pada kelangsungan hidupnya. Reptil hidup di air dan darat jadi berdampak pada pencemaran uadara dan berakibat fatal untuk kelangsungan spesies. Ringkasnya Pernapasan pada Reptil terjadi dalam urutan berikut: 



Otot tulang rusuk berkontraksi – rongga dada membesar – paru-paru mengembang – O2 masuk melalui lubang hidung – rongga mulut – anak tekak – trakea yang panjang – bronkiolus dalam paru-paru – O2 diangkut darah menuju seluruh tubuh.



8







tulang rusuk berelaksasi – rongga dada mengecil – paru-paru mengecil – CO2 dari jaringan tubuh menuju jantung melalui darah – paru-paru – bronkiolus – trakea yang panjang – anak tekak – rongga mulut – lubang hidung.



2.3.4 Sistem pernafasan amphibi Sistem pernapasan pada hewan amphibi tidak jauh berbeda dengan sistem pernapasan hewan vertebrata dan sistem pernapasan pada manusia dan lebih kompleks dari sistem pernapasan pada hewan invertebrata . Organ utama sistem pernafasan amphibi adalah paru-paru, permukaan kulit dan insang (pada saat katak masih berudu dan hidup didalam air). Alat-alat pernapasan amphibi hampir sama dengan alat-alat pernapasan manusia namun lebih sederhana. Mekanisme pernapasan ketika katak masih berupa berudu berbeda dengan mekanisme pernapasan ketika katak sudah bermetamorfosis menjadi katak dewasa. Daur hidup katak sebagai hewan amphibi dimulai saat katak bertelur dan telur-telur amphibi biasanya akan dikeluarkan didalam air. Telur yang menetas dalam air akan menjadi larva yang berbentuk berudu dan selanjutnya akan tumbuh dan bermetamorfosis menjadi hewan amphibi dewasa. Alat-alat pernapasan hewan amphibi berbeda dengan sedikit berbeda dengan alat-alat pernapasan pada manusia dan bergantung pada fase daur hidupnya. Pada saat fase berudu, amphibi akan bernapas dengan bantuan insang sementara saat dewasa hewan amphibi akan menggunakan paru-paru dan permukaan kulitnya yang tipis dan lembab.



Gambar 6. Pernafasan katak



Berikut adalah organ pada sistem pernapasan pada hewan amphibi : 1. Insang Insang pada berudu terletak di belakan kepala berudu dan terdiri dari 3 pasang. Insang pada berudu akan bergetar dan oksigen yang larut dalam air akan terserap dan selanjutnya akan masuk ke kapiler darah yang banyak jumlahnya dalam insang melalui proses difusi. Setelah 9



berumur 12 hari insang dalam pada berudu amphibi akan berubah menjadi insang luar yang tertutup oleh lapisan kulit.Fungsi insang pada berudu hampir sama dengan fungsi insang pada sistem pernafasan pada ikan. 2. Kulit Pernapasan pada amphibi juga berlangsung melalui kulitnya. Kulit amphibi tipis dan lembab serta banyak memiliki kapiler darah. Hal inilah yang memungkinkan katak dapat melangsungkan proses difusi oksigen dari lingkungan luar ke dalam tubuh. Mekanisme pernapasan melalui kulit dimulai saat oksigen masuk ke dalam tubuh melalui kulit dan selanjutnya akan dibawa melalui pembuluh vena pada kulit paru-paru yang yang disebut vena pulmo kutanea. Selanjutnya oksigen dari vena pulmo kutanea akan menuju jantung dan dialirkan keseluruh tubuh untuk proses metabolisme. Proses ekspirasi terjadi saat karbon dioksida dipompa oleh jantung ke dalam paru-paru dan permukaan kulit dan selanjutnya karbon dioksida akan dikeluarkan melalui arteri kulit paru-paru (arteri pulmo kutanea) lewat proses difusi. 3. Paru-paru Paru-paru hewan amphibi memuliki fungsi yang sama dengan fungsi paru-paru manusia namun memiliki bagian-bangian yang berbeda dengan bagian-bagian paru-paru manusia. Paru-paru amphibi masih dapat dibilang sederhana dan terdiri dari sepasang kantung tipis menyerupai balon dan elastis. Paru-paru amphibi berwarna kemerahan karena banyak mengandung pembuluh kapiler darah. Paru-paru terhubung dengan rongga mulut hewan amphibi melalui saluran bronkus yang pendek yang meiliki celah atau lubang pada rongga mulut yang disebut glotis. Pada glotis inilah juga terdapat larynx atau kotak suara. Fungsi bronkus pada hewan amphibi tidak jauh berbeda dengan fungsi bronkus manusia dan sistem paru-parunya sama dengan sistem pernapasan pada mamalia. Mekanisme pernafasan katak juga tidak jauh berbeda dengan sistem pernapasan manusia. Amphibi dapat mengambil oksigen diudara melalui lubang nostril pada hidungnya dan selanjutnya dibawa ke paru-paru. Namun, berbeda dengan manusia, katak tidak memiliki diafragma sehingga rongga dadanyya tidak bisa membesar dan mengecil. Mekanisme pernapasan hewan amphibi juga diatur oleh beberapa jenis otot yaitu otot rahang bawah (musculus submandibularis), otot sternohyodeus (musculus sternohyoideus), otot geniohyoideus (musculus geniohyoideus), dan otot perut. Berikut adalah mekanisme fase inspirasi dan ekspirasi pada hewan amphibi dan biasanya fase tersebut terjadi saat rongga mulut menutup. 4. Fase Inspirasi Otot sternohioideus berkontraksi –> rongga mulut membesar –> Oksigen masuk melalui koane (celah hidung) –> koane menutup –> otot submandibularis dan otot geniohioideus berkontraksi –> rongga mulut mengecil –> O2 terdorong ke paru-paru melalui celah-celah –>



10



pertukaran gas di paru-paru (Oksigen diikat oleh darah di kapiler dinding paru-paru, karbondioksida dilepaskan ke lingkungan). 5. Fase Ekspirasi Terjadi pertukaran gas di paru-paru –> otot submandibularis berelaksasi –> otot perut dan sternohioideus berkontraksi –> paru-paru mengecil –> udara tertekan keluar dan masuk ke rongga mulut –> koane membuka –> celah tekak menutup –> otot submandibularis dan geniohioideus berkontraksi –> rongga mulur mengecil –> karbondioksida terdorong keluar melalui koane. Demikian sistem pernapasan pada hewan amphibi berikut penjelasannya. Keseluruhan alat yang ada pada sistem pernapasan hewan amphibi dapat bekerja normal dalam kondisi lingkungan yang baik. Dampak pencemaran udara dapat mempengaruhi keberlangsungan hidup dan spesies hewan amphibi. 2.3.5 Sistem pernafasan pisces Sebagian besar ikan menggunakan alat pernapasan yang disebut insang. Pada ikan bertulang sejati, seperti ikan mas, insangnya memiliki tutup pelindung insang yang disebut operkulum. Namun, bagian ini tidak dimiliki ikan hiu. Insang berada pada sisi sebelah kanan dan sisi sebelah kiri kepala ikan, tepatnya terletak di dalam rongga insang. Setiap sisinya terdapat lembar insang berjumlah 5-7 buah, Masing-masing insang ini dipisahkan oleh sebuah celah insang. Insang ikan memiliki bagian-bagian penting seperti lengkung insang yang berasal dari tulang rawan, rigi-rigi insang yang berguna sebagai penyaring air saat bernapas, dan filamen / lembaran insang yang berwarna merah muda dengan bentuk seperti sisir. Warna merah muda menunjukkan bahwa lembaran insang terdapat pembuluh kapiler darah. Sehingga, sangat wajar bila pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di daerah ini.



Gambar 7. sistem pernapasan pada pisces Ketika bernapas, ikan menggunakan dua fase pernapasan, yakni fase inspirasi dan fase ekspirasi. Fase inspirasi terjadi jika air masuk ke dalam rongga mulut ikan. Masuknya air karena dipengaruhi tekanan udara dalam rongga mulut yang lebih kecil daripada tekanan udara di air. Sementara itu, fase ekspirasi terjadi saat rongga mulut ikan tertutup. Akibatnya, udara 11



masuk ke insang secara difusi. Secara bersamaan operkulum terbuka. Akibatnya, air mengalir melalui celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Secara otomatis, karbondioksida dilepaskan oleh darah dan sebaliknya oksigen diikat. Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler, sehingga memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Pada ikan bertulang sejati (Osteichthyes) insangnya dilengkapi dengan tutup insang (operkulum), sedangkan pada ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) insangnya tidak mempunyai tutup insang. Selain bernapas dengan insang, ada pula kelompok ikan yang bernapas dengan gelembung udara (pulmosis), yaitu ikan paru-paru (Dipnoi). Insang tidak hanya berfungsi sebagai alat pernapasan, tetapi juga berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator.



2.4 Sistem Pernapasan Invertebrata  Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, coelenterate, protozoa, dan cacing pada keempat hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh. Alat respirasi pada protozoa Hewan dalam golongan ini melakukan pernapasan melalui seluruh permukaan selnya. Oksigen dan karbon dioksida masuk dan keluar melalui membran sel secara difusi. Oksigen dan karbon dioksida tersebut merupakan gas-gas yang terlarut di dalam air. Contoh: amoeba sp. (purnama , 2017)



Gambar 8. alat respirasi pada protozoa Saat amoeba bernapas, konsentrasi oksigen dalam sel semakin berkurang (rendah), dsedangkan sisa metabolisme yang berupa karbondioksida didalam sel semakin tinggi 12



konsentrasinya. Di sisi lain, konsentrasi oksigen dalam air lebih tinggi dari pada di dalam sel, sementara konsentrasi oksigennya lebih rendah. Akibatnya, oksigen dari luar akan berdifusi kedalam sel , sementara karbon dioksida berdifusi keluar sel menuju air.



Alat respirasi pada porifera Hewan filum ini tubuhnya tersusun atas banyak sel dan memiliki jaringan yang sangat sederhana. Porifera tidak memiliki alat pernapasan khusus. Udara pernapasan dipertukarkan langsung oleh sel-sel di permukaan tubuh atau oleh sel-sel leher yang bersentuhan denan air. Contoh: spongia sp. (purnama,2017).



Gambar 9. Alat respirasi Porifera Alat respirasi pada coelenterata Hewan phylulm coelenterata tubuhnya tersusun atas banyak sel dan memiliki jaringan. Hewan ini tidak memiliki alat pernapasan yang lengkap. Alat bantu pernapasan berupa lekukanlekukan lapisan gastrodermal yang berada sedikit di bawah mulut, yang disebut sifonoglifa. Namun sel-sel di permukaan tubuh yang lain juga dapat melakukan pertukaran gas dengan lingkungannya. Contoh: aurelia aurita, hydra sp., dan metrium sp. (ubur-ubur) (purnama,2017).



13



Gambar 10. Respirasi pada coelentrata Alat respirasi pada cacing Golongan cacing (vermes) terbagi dalam tiga phylulm.pada cacing pipih (platyhelminthes) pernapasan terjadi di seluruh permukaan tubuh melalui difusi. Contoh: planaria sp.pada cacing gilik tidak bersegmen (nemathelminthes) pernapasannya juga melalui difusi lewat permukaan tubuhnya. Contoh: ascaris lumbricoides pada cacing gilik bersegmen (annelida) pernapasannya melalui permukaan kulit yang selalu basah oleh cairan mukus. Contoh: lumbricus sp (purnama,2017)



Gambar 11. Alat respirasi pada cacing



14



Melalui kulitnya , oksigen dari luar berdifusi ke dalam tubuh secara proses difusi. Hemoglobin yang terkandung dalam darah akan mengikat oksigen tersebut untuk di alirkan ke seluruh tubuh. Sementara, hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida di keluarkan melalui permukaan tubuh cacing. Pertukaran gas melewati permukaan tubuh pada cacing ini dinamakan juga pernapasan integumenter. Alat Pernapasan Pada Serangga 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 (stigma). Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel menpunyai 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 (purnama ,2017).



Gambar 13. alat pernapasan pada serangga Saat serangga melakukan pernapasan , udara masuk melalui bagian yang terletak pada permukaan tubuh. Bagian tersebut yaitu spirakel. Spirakel yang dilindungi oleh bulu halus berfungsi sebagai penyaring debu dan benda asing yang masuk menuju trakea. Setelah itu udara tersebut akan melewati pipa kecil yang disebut trakeola. Oksigen akan berdifusi masuk kedalam sel tubuh trakeola, sedangkan karbon dioksida akan berdifusi keluar lingkungan melewati trakea. Apabila serangga sedang aktif dan menggunakan banyak oksigen , sebagian besar cairan yang berwarna biru akan ditarik kedalam tubuh. Akibatnya, luas permukaan udara yang berkontak langsung dengan sel akan semakin luas. Seekor serangga yang mempunyai laju metabolisme yang lebih tinggi mengakibatkan otot akan berkontraksi dan berelaksasi secara 15



bergantian sehingga tubuh bisa menggembung dan membuat udara akan secara cepat terpompa melalui sistem trakea. Alat Pernapasan Pada Mollusca



Gambar 14. alat pernapasan pada Mollusca Hewan bertubuh lunak (Mollusca) yang hidup di air, seperti siput , cumi-cumi, dan kerang (bivalvia) bernapas menggunakan insang. Mollusca yang hidup didarat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.Mekanisme Pernapasan nya antara lain meliputi: oksigen dari luar -> masuk ke tubuh -> melalui paru-paru (moluska darat) / insang (moluska air) -> menuju ke jantung -> melalui aorta -> menyebar ke hemosoel. Di samping itu, kadang-kadang rongga mantel juga dapat melakukan fungsi respirasi. Pulmonum merupakan jalinan antara pembuluh-pembuluh darah yang berhubungan langsung dengan jantung. Alat respirasi 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 lembaranlembaran 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. Udara dari luar masuk melalui spirakel secara difusi, selanjutnya udara masuk di antara sel-sel lamela berdifusi dengan pembuluh darah sekitar lamela .Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata. (purnama,2017).



16



Gambar 15. Alat respirasi laba-laba.



2.5 Ketersediaan Oksigen di Udara dan Air 1. Oksigen Pada Air Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuknpernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama oksigen dalam suatu perairan berasal sari suatu proses difusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut (SALMIN, 2000). Kecepatan difusi oksigen dari udara, tergantung sari beberapa faktor, seperti kekeruhan air, suhu, salinitas, pergerakan massa air dan udara seperti arus, gelombang dan pasang surut. ODUM (1971) menyatakan bahwa kadar oksigen dalam air laut akan bertambah dengan semakin rendahnya suhu dan berkurang dengan semakin tingginya salinitas. Pada lapisan permukaan, kadar oksigen akan lebih tinggi, karena adanya proses difusi antara air dengan udara bebas serta adanya proses fotosintesis. Dengan bertambahnya kedalaman akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, karena proses fotosintesis semakin berkurang dan kadar oksigen yang ada banyak digunakan untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik Keperluan organisme terhadap oksigen relatif bervariasi tergantungpada jenis, stadium dan aktifitasnya. 17



Kebutuhan oksigen untuk ikan dalam keadaan diam relatif lebih sedikit apabila dibandingkan dengan ikan pada saat bergerak atau memijah. Jenis-jenis ikan tertentu yang dapat menggunakan oksigen dari udara bebas, memiliki daya tahan yang lebih terhadap perairan yang kekurangan oksigen terlarut (WARDOYO, 1978). Kandungan oksigen terlarut (DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan nornal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung kehidupan organisme (SWINGLE, 1968). Idealnya, kandungan oksigen terlarut tidak boleh kurang dari 1,7 ppm selama waktu 8 jam dengan sedikitnya pada tingkat kejenuhan sebesar 70 % (HUET, 1970). KLH menetapkan bahwa kandungan oksigen terlarut adalah 5 ppm untuk kepentingan wisata bahari dan biota laut (ANONIMOUS, 2004). 2. Oksigen Pada Udara Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan tergantung pada ketinggian dari permukaan tanah. Udara terdiri dari 3 unsur utama, yaitu udara kering, uap air, dan aerosol. Kandungan udara kering adalah 78,09% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon, 0,04% karbon dioksida, dan gas-gas lain yang terdiri dari neon, helium, metana, kripton, hidrogen, xenon, ozon, radon. (Wikipedia, 2018). Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat pada lapisan yang mengelilingi bumi. Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konstan. Udara yang masuk ke dalam tubuh mengandung berbagai gas seperti oksigen, karbon dioksida, argon, nitrogen, dan uap air. Gas oksigen merupakan komponen paling umum kedua dalam atmosfer bumi, menduduki 21,0% volume dan 23,1% massa (sekitar 1015 ton) atmosfer. Direktorat Pengawasan Norma Keselamatan Kerja (2016) menyatakan bahwa udara rendah oksigen bila konsentrasi oksigen di udara dibawah 19,5% dan udara kaya oksigen bila konsentrasi oksigen di udara melebihi 23,5%, artinya standar kadar oksigen di udara berkisar antara 20%-23%. Kadar oksigen di udara suatu lingkungan berbeda dengan lingkungan lain sehingga efektivitas pelaksanaan kegiatan yang sama dengan tempat yang berbeda akan berbeda. 2.6 Pertukaran Gas (oksigen dan CO2) di Paru-Paru Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi pada alveolus dan jaringan tubuh sel lewat proses difusi. Proses difusi terjadi secara bebas. Gerakan molekul-molekul dari konsentrasi atau tekanan yang tinggi melewati membran sel ke konsentrasi atau tekanan yang rendah. Oksigen masuk ke tubuh lewat rongga hidung (inspirasi) ke alveolus. Oksigen yang dari alveolus akan berdifusi lewat membran sel ke dalam kapiler arteri pori-pori. Masuknya oksigen (dari lingkungan) ke dalam alveolus menyebabkan tekanan parisal (PO2) untuk meningkat, lebih tinggi dari pada tekanan parsial (PO2) di kapiler arteri paru-paru. Jadi, karena gerakan molekul



18



itu dari tekanan parsial yang tinggi ke rendah, molekul oksigen akan berdifusi ke dalam kapiler arteri paru-paru.  Oksigen yang ada di kapileri diikat oleh eritrosit yang mengandung haemobglobin. Semakin tinggi tekanan parsial oksigen di dalam alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh haemoglobin. Setelah itu, haemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh terus berdifusi ke sel-sel tubuh buat respirasi. Oksigen ini akan dipakai oleh sel-sel tubuh dan jaringan tubuh untuk proses respirasi di mitokondria sel. Semakin banyak molekul oksigen yang dipakai, semakin banyak molekul karbon dioksida yang terbentuk dari prose respirasi. Molekul karbon dioksida yang di dalam jaringan tubuh akan berdifusi ke kapiler vena sel-sel tubuh. Lalu, karbon dioksida akan dibawa oleh eritrosit ke paru-paru. Di paru-paru, CO2 akan berdifusi ke dalam alveolus. CO2 itu dibawa keluar sebab saat CO2 bereaksi dengan air di eritrosit, akan menghasilkan asam karbonat yang menurunkan pH ke sekitar 4,5. Darah yang bersifat asam bisa melepaskan oksigen lebih banyak ke sel-sel dan jaringan tubuh yang memerlukannya. Faktor- Faktor yang mempengaruhi difusi gas melintasi membrane : 1. 2. 3. 4. 5.



Tekanan parsial gas, semakin tinggi tekanan parsial gas, semakin cepat proses difusi. Permeabilitas membrane respirasi Luas permukaan membrane respirasi Kecepatan sirkulasi darah di paru-paru Kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalam darah.



2.7 Tahapan pertukaran gas pada hewan air A. Ventilasi Insang Pada Ikan Proses penting yang membantu insang mengambil oksigen dari air adalah ventilation (ventilasi) yang merupakan suatu proses peningkatan aliran medium hidup yang mengandung oksigen (dalam hal ini air) pada permukaan organ pernapasan (dalam hal ini insang). Pengaturan pipa-pipa kapiler darah pada insang ikan juga meningkatkan proses pertukaran gas dan menurunkan energi yang diperlukan untuk menjalankan proses ventilisasi. Darah pada insang mengalir pada arah berlawanan pergerakan air pada insang. Hal ini memungkinkan oksigen bergerak dari air kedalam darah secara sangat efisien dengan menggunakan proses countercurrent exchange (pertukaran arus bolak-balik).Selalu terdapat perbedaan konsentrasi oksigen antara air dan darah dimana air selalu memiliki konsentrasi oksigen yang lebih tinggi. Perbedaan ini memungkinkan terjadinya difusi dari air menuju ke darah.



19



Gambar . proses insipirasi dan ekspirasi dengan adanya bantuan ventilasi Mekanisme pernapasan pada ikan yaitu pertukaran gas CO2 dan O2 terjadi secara difusi katika air dari habitat yang masuk kedalam mulut terdorong kearah daerah insang. Pada waktu mulut membuka, air masuk ke dalam rongga mulut sedangkan tutup insang menutup dan pada waktu menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. O2 yang banyak dikandung dalam air akan diikat oleh hemoglobin darah, sedangkan bersamaan dengan keluarnya air melalui insang CO2 yang dikandung didalam darah akan dikeluarkan keperaiaran. Darah yang sudah banyak mengandung O2 kemudian diedarkan kembali ke seluruh organ tubuh. 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 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan O2 (cahyani,2016). B. Countercurrent Exchange (Pertukaran Arus Bolak-Balik) pada Ikan  Insang adalah organ khusus yang mengandung filamen, yang selanjutnya membelah menjadi lamela. Lamela mengandung jejaring kapiler berdinding tipis yang memaparkan secara luas area pertukaran gas dengan volume air yang sangat besar yang melewatinya. Insang menggunakan sistem pertukaran arus balik yang meningkatkan efisiensi pengambilan oksigen dari air. Air beroksigen segar yang masuk melalui mulut tanpa terputus "dipompa" melalui insang dalam satu arah, sementara darah di lamela mengalir ke arah yang berlawanan, sehingga tercipta aliran darah dan air yang berlawanan yang merupakan mekanisme yang menjaga kelangsungan hidup ikan 20



Air diambil melalui mulut dengan menutup operkulum (penutup insang) dan memperbesar rongga mulut . Secara bersamaan, ruang insang membesar dan menghasilkan tekanan yang lebih rendah dibandingkan mulut sehingga air mengalir melalui insang. Rongga mulut kemudian berkontraksi menginduksi penutupan katup mulut secara pasif untuk mencegah air mengalir balik dari mulut. Sebaliknya, air di mulut dipaksa melewati insang, sementara ruang insang berkontraksi untuk mengosongkan air yang dikandungnya melalui bukaan operkulum (storer,1997).



Gambar . Mekanisme pernapasan pada ikan bertulang Aliran balik ke ruang insang selama fase inhalasi dicegah oleh membran di sepanjang batas ventroposterior operkulum.Dengan demikian, rongga mulut dan ruang insang bekerja bergantian sebagai pompa isap dan pompa tekanan untuk mempertahankan aliran air yang stabil ke insang dalam satu arah. Karena darah pada kapiler lamela mengalir berlawanan arah dengan air, aliran yang berlawanan ini mempertahankan gradien konsentrasi yang curam bagi oksigen dan karbon dioksida di sepanjang masing-masing kapiler (diagram yang lebih rendah pada. Oleh karenanya, oksigen dapat terus-menerus berdifusi ke dalam darah, sementara karbon dioksida ke dalam air.] Meskipun sistem pertukaran arus balik secara teoretis memungkinkan pemindahan gas pernapasan yang hampir komplit dari satu sisi penukar ke sisi lainnya, tetapi pada ikan, umumnya kurang dari 80% oksigen dalam air yang mengalir melalui insang, ditransfer ke darah. (campbell,1990). 2.8 Tahapan pertukaran gas pada Hewan darat A. Ventilasi Pada Burung Ketika burung terbang, pernapasan burung dibantu oleh pundi-pundi udara (sakus pneumaticus). Pundi-pundi udara yakni ialah kantong dengan dinding selaput yang sangat tipis dan elastis. Pundi-pundi udara tersebut berada diantara tulang, dan otot-otot pada tubuh. Ketika burung terbang, sayap burung digerakkan oleh otot-otot dada. Aktivitas otot-otot dada ini bisa mengganggu proses pemasukan udara oleh paru-paru. Udara pernapasan masuk melalui hidung lalu kemudian trakea dan bronkus menuju paru-paru dan dialirkan ke pundi21



pundi udara. Oleh sebab itu, oksigen diambil dari udara yang ada dalam pundi-pundi udara. Udara dari pundi-pundi dialirkan ke paru-paru dengan cara menekan pundi-pundi. Dalam paruparu terjadi lagi penyerapan oksigen. Maka, penyerapan oksigen bisa berlangsung dua kali yakni pada saat inspirasi dan juga pada saat ekspirasi.



Gambar Mekanisme pernapasan pada burung 1. Pernapas Burung ketika Tidak Terbang Burung tidak mempunyai diafragma yang membantu kontraksi otot. Sebagai gantinya otot tulang rusuk akan berkontraksi. Ketika otot tulang rusuk berkontraksi yakni pada saat tulang rusuk bergerak ke depan menyebabkan rongga dada membesar. 1. Fase inspirasi : Pada saat tulang rusuk berkontraksi, rongga dada akan membesar sehingga udara dari luar akan masuk melalui hidung, menuju trakea, bronkus,  serta bagian kecil udara masuk ke paru-paru dan yang sebagian besar masuk ke kantong udara bagian posterior. Udara yang berada di dalam kantong udara bagian belakang tadi akan mengalirkan sisa udara ke paruparu. Saat inilah sebagian oksigen masuk ke paru-paru dan O2 berdifusi ke dalam darah kapiler, dan sebagian udara dilanjutkan masuk ke dalam katong-kantong udara. 2. Fase Ekspirasi : tulang rusuk kembali ke posisi semula – rongga dada mengecil – tekanan membesar. Pada saat ini udara dalam alveolus dan udara dalam kantong-kantong hawa bersamasama keluar melalui paru-paru. Pada saat melewati alveolus, O 2 diikat oleh darah kapiler alveolus, dan darah melepas CO2. Dengan demikian, pertukaran gas CO2 dan O2 dapat berlangsung saat inspirasi dan ekspirasi. 2. Pernapasan pada burung saat terbang Pada saat terbang, burung tidak dapat menggerakkan tulang rusuknya. Oleh sebab itu, pada saat burung terbang yang berperan penting dalam pernapasan adalah kantong udara. Inspirasi dan ekspirasinya dilakukan secara bergantian oleh pundi-pundi hawa antar tulang korakoid (bahu) dan pundi hawa bawah ketiak. 22



1. Fase Inspirasi : Pada saat sayap diangkat, kantong udara antar tulang korakoid terjepit, sedangkan kantong udara ketiak mengembang, akibatnya udara masuk ke kantong udara ketiak melawati paru-paru, terjadilah inspirasi. Saat melewati paru-paru akan terjadi pertukaran gas O2 dan CO2. 2. Fase Ekspirasi : Sebaliknya pada saat sayap diturunkan, kantong udara ketiak terjepit, sedangkan kantong udara antar tulang korakoid mengembang, sehingga udara mengalir keluar dari kantong udara melewati paru-paru sehingga terjadilah ekspirasi. Saat melewati paru-paru akan terjadi pertukaran gas O2 dan CO2. Dengan cara inilah inspirasi dan ekspirasi udara dalam paru-paru burung saat terbang. Jadi pertukaran gas pada burung saat terbang juga berlangsung saat inspirasi dan ekspirasi. B. Ventilasi Paru-Paru Pada Katak Dengan Tekanan Posistif Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia. Katak mempunyai sepasang paruparu 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 (Purnama,2017)



Gambar Proses Respirasi katak menggunakan paru paru Seekor amfibi seperti katak memventilasi paru-parunya dengan pernapasan tekanan positif (positive pressure breathing), menggembungkan paru-paru dengan aliran udara yang dipaksakan. Selama tahap inhalasi pertama, otot-otot menurunkan dasar rongga mulut amfibia, menarik udara masuk melalui lubang-lubang hidung. Kemudian, dengan lubang-lubang hidung dan mulut yang tertutup, dasar rongga mulut terangkat, memaksa udara menuruni trakea. Selama ekshalasi, udara didorong keluar kembali oleh lentingan paru-paru yang elastis dan kompresi dinding tubuh yang berotot. Ketika katak-katak jantan menggembungkan dirinya dalam pameran agresif atau percumbuan, mereka memutus siklus pernapasan ini, menghirup udara beberapa kali tanpa menghembuskan napas sama sekali(campbell,2008)   



23



2.9 Mekanisme Transport Gas CO2 dan O2 1. Mekanisme Transport Gas Protozoa : Oksigen di udara -> berdifusi melalui membran ke sitoplasama -> menuju mitokondria > oksigen digunakan untuk memecah senyawa organik -> menghasilkan energi dan zat sisa berupa air dan karbon dioksida -> zat sisa menuju membran -> karbon dioksida berdifusi> karbon dioksida masuk ke udara. 2. Mekanisme Transport Gas Protozoa : Air beroksigen masuk ke tubuh melalui pori-pori -> oksigen dalam air masuk melalui koanosit secara difusi  dibawa ke mitokondria -> oksigen dipakai mengurai senyawa organik -> menghasilkan karbon dioksida -> karbon dioksida larut dalam air -> air dibawa menuju membran -> keluar dari membran menuju spongosol -> digerakkan sel flagellum koanosit -> keluar melalui oskulum. Porifera bernapas dengan cara memasukkan air melalui pori-pori (ostium) yang terdapat pada seluruh permukaan tubuhnya, masuk ke dalam rongga spongocoel. Proses pernapasan selanjutnya dilakukan oleh sel leher (koanosit), yaitu sel yang berbatasan langsung dengan rongga spongocoe. Aliran air yang masuk melalui ostium menuju rongga spongocoel membawa oksigen sekaligus zat-zat makanan. Pengikatan O2 dan pelepasan CO2 dilakukan oleh sel leher (koanosit). Selain melakukan fungsi pernapasan, sel leher sekaligus melakukan proses pencernaan dan sirkulasi zat makanan. Selanjutnya, air keluar melalui oskulum. 3. Mekanisme Transport Gas Anelida : Oksigen dari lingkungan berdifusi -> masuk ke kapiler darah pada kulit -> oksigen diikat hemoglobin -> darah diedarkan ke seluruh tubuh -> menghasilkan karbon dioksida -> karbon dioksida berdifusi keluar melalui kulit Cacing menggunakan permukaan tubuhnya untuk bernapas. Hewan ini memanfaatkan permukaan kulitnya untuk bernapas. Oleh karena itu, kulit cacing tanah selalu basah untuk memudahkan terjadinya pertukaran udara. Di bawah permukaan kulitnya yang basah tersebut, ternyata terdapat kapiler-kapiler darah. Melalui kapiler ini, oksigen berdifusi masuk ke dalam kulit, lalu ditangkap dan diedarkan oleh sistem peredaran darah. Sebaliknya, karbon dioksida yang terkandung dalam darah dilepaskan dan berdifusi keluar tubuh. Sebagian besar Vermes bernapas menggunakan permukaan tubuhnya, misalnya anggota filum. 4. Mekanisme Transport Gas Molusca : Oksigen dari lingkungan berdifusi -> masuk ke kapiler darah pada kulit -> oksigen diikat hemoglobin -> darah diedarkan ke seluruh tubuh -> menghasilkan karbon dioksida -> karbon dioksida berdifusi keluar melalui kulit 24



Cacing menggunakan permukaan tubuhnya untuk bernapas. Hewan ini memanfaatkan permukaan kulitnya untuk bernapas. Oleh karena itu, kulit cacing tanah selalu basah untuk memudahkan terjadinya pertukaran udara. Di bawah permukaan kulitnya yang basah tersebut, ternyata terdapat kapiler-kapiler darah. Melalui kapiler ini, oksigen berdifusi masuk ke dalam kulit, lalu ditangkap dan diedarkan oleh sistem peredaran darah. Sebaliknya, karbon dioksida yang terkandung dalam darah dilepaskan dan berdifusi keluar tubuh. Sebagian besar Vermes bernapas menggunakan permukaan tubuhnya, misalnya anggota filum Platyhelminthes 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.



 



5. Mekanisme Transport Gas Serangga



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 o2 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 nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke permukaan air untuk mengambil udara. Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu 25



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 cabangcabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea. 6. Mekanisme Transport Gas Ikan Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, 02 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, c02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh. 7. Mekanisme Transport Gas Katak Mekanisme pernapasan pada katak melalui 2 tahap yaitu, 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 sternohioideus berkonstraksi 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. 8. Mekanisme Transport Gas burung Mekanisme pernapasan pada burung melalui 2 tahap yaitu (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 (O2) 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 26



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 paruparu dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.



BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Pernapasan pada Mamalia Mamalia bernapas menggunakan paru-paru. Gas O2 masuk ke dalam tubuh melalui lubang hidung → faring → laring → trakea → bronkus → paru-paru. Kemudian gas O2 dari paru-paru diangkut darah ke jantung. Dari jantung, gas O2 diedarkan ke seluruh jaringan tubuh oleh darah. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut menuju jantung → paru-paru, dan keluar melalui organ-organ yang sama pula. Pernapasan pada Aves Burung terbang melayang tanpa mengepakkan sayapnya, burung berkesempatan mengisi kembali pundi-pundi udaranya. Ketika burung hinggap, burung bernapas menggunakan paruparu. Jalannya pernapasan pada burung yang terbang atau tidak terbang adalah sebagai berikut: Udara masuk melalui hidung → tenggorokan → paru-paru → pundi-pundi udara → paru-paru → keluar melalui hidung. Pernapasan pada Reptil Reptilia bernapas menggunakan paru-paru.Gas O2 dalam udara masuk melalui lubang hidung => rongga mulut => anak tekak => trakea yang panjang => bronkiolus dalam paruparu.Dari paru-paru, O2 diangkut darah menuju seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung untuk dikeluarkan melalui paru-paru => bronkiolus => 27



trakea yang panjang => anak tekak => rongga mulut => lubang hidung. Pada Reptilia yang hidup di air, lubang hidung dapat ditutup ketika menyelam.Studi tentang reptil, historis dikombinasikan dengan amfibi, disebut herpetologi. Reptil (ular, kadal, kura-kura, buaya, bunglon, dsb.) bernapas menggunakan paru-paru. Pernapasan pada Amphibi Insang pada berudu terletak di belakan kepala berudu dan terdiri dari 3 pasang. Insang pada berudu akan bergetar dan oksigen yang larut dalam air akan terserap dan selanjutnya akan masuk ke kapiler darah yang banyak jumlahnya dalam insang melalui proses difusi. Setelah berumur 12 hari insang dalam pada berudu amphibi akan berubah menjadi insang luar yang tertutup oleh lapisan kulit. Pernapasan pada amphibi juga berlangsung melalui kulitnya. Kulit amphibi tipis dan lembab serta banyak memiliki kapiler darah. Hal inilah yang memungkinkan katak dapat melangsungkan proses difusi oksigen dari lingkungan luar ke dalam tubuh. Paruparu hewan amphibi memuliki fungsi yang sama dengan fungsi paru-paru manusia namun memiliki bagian-bangian yang berbeda dengan bagian-bagian paru-paru manusia. Paru-paru amphibi masih dapat dibilang sederhana dan terdiri dari sepasang kantung tipis menyerupai balon dan elastis. Paru-paru amphibi berwarna kemerahan karena banyak mengandung pembuluh kapiler darah. Paru-paru terhubung dengan rongga mulut hewan amphibi melalui saluran bronkus yang pendek yang meiliki celah atau lubang pada rongga mulut yang disebut glotis. Pernapasan pada Pisces Ketika bernapas, ikan menggunakan dua fase pernapasan, yakni fase inspirasi dan fase ekspirasi. Fase inspirasi terjadi jika air masuk ke dalam rongga mulut ikan. Masuknya air karena dipengaruhi tekanan udara dalam rongga mulut yang lebih kecil daripada tekanan udara di air. Sementara itu, fase ekspirasi terjadi saat rongga mulut ikan tertutup. Akibatnya, udara masuk ke insang secara difusi. Secara bersamaan operkulum terbuka. Akibatnya, air mengalir melalui celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Secara otomatis, karbondioksida dilepaskan oleh darah dan sebaliknya oksigen diikat. Pernapasan pada Amoeba Amoeba bernapas menggunakan seluruh permukaan selnya. Saat amoeba bernapas, konsentrasi oksigen dalam sel semakin berkurang (rendah), dsedangkan sisa metabolisme yang berupa karbondioksida didalam sel semakin tinggi konsentrasinya. Di sisi lain, konsentrasi oksigen dalam air lebih tinggi dari pada di dalam sel, sementara konsentrasi oksigennya lebih rendah. Akibatnya, oksigen dari luar akan berdifusi kedalam sel , sementara karbon dioksida berdifusi keluar sel menuju air. Pernapasan pada Porifera



28



. Porifera tidak memiliki alat pernapasan khusus. Udara pernapasan dipertukarkan langsung oleh sel-sel di permukaan tubuh atau oleh sel-sel leher yang bersentuhan denan air.\ Pernapasan pada Coelentrata Alat bantu pernapasan berupa lekukan-lekukan lapisan gastrodermal yang berada sedikit di bawah mulut, yang disebut sifonoglifa. Namun sel-sel di permukaan tubuh yang lain juga dapat melakukan pertukaran gas dengan lingkungannya Pernapasan pada Cacing Cacing bernapas menggunakan permukaan tubuh atau kulitnya , oksigen dari luar berdifusi ke dalam tubuh secara proses difusi. Hemoglobin yang terkandung dalam darah akan mengikat oksigen tersebut untuk di alirkan ke seluruh tubuh. Sementara, hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida di keluarkan melalui permukaan tubuh cacing. Pertukaran gas melewati permukaan tubuh pada cacing ini dinamakan juga pernapasan integumenter.



Pernapasan pada Serangga Saat serangga melakukan pernapasan , udara masuk melalui bagian yang terletak pada permukaan tubuh. Bagian tersebut yaitu spirakel. Spirakel yang dilindungi oleh bulu halus berfungsi sebagai penyaring debu dan benda asing yang masuk menuju trakea. Setelah itu udara tersebut akan melewati pipa kecil yang disebut trakeola. Oksigen akan berdifusi masuk kedalam sel tubuh trakeola, sedangkan karbon dioksida akan berdifusi keluar lingkungan melewati trakea. Apabila serangga sedang aktif dan menggunakan banyak oksigen , sebagian besar cairan yang berwarna biru akan ditarik kedalam tubuh. Akibatnya, luas permukaan udara yang berkontak langsung dengan sel akan semakin luas. Seekor serangga yang mempunyai laju metabolisme yang lebih tinggi mengakibatkan otot akan berkontraksi dan berelaksasi secara bergantian sehingga tubuh bisa menggembung dan membuat udara akan secara cepat terpompa melalui sistem trakea. Pernapasan pada Mollusca Mollusca yang hidup didarat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.Mekanisme Pernapasan nya antara lain meliputi: oksigen dari luar -> masuk ke tubuh -> melalui paru-paru (moluska darat) / insang (moluska air) -> menuju ke jantung -> melalui aorta -> menyebar ke hemosoel. Di samping itu, kadang-kadang rongga mantel juga dapat melakukan fungsi respirasi. Pulmonum merupakan jalinan antara pembuluh-pembuluh darah yang berhubungan langsung dengan jantung. Pertukaran Gas Hewan Darat dan Hewan Air



29



Hewan darat bernapas melalui pernapasan paru-paru. Proses pertukaran gas, oksigen ke karbon dioksida, dikenal sebagai proses pernapasan. Hewan darat melakukan pertukaran gas ini terus menerus. Pada hewan yang lebih kompleks, gas-gas ini harus diproses melalui sistem pernapasan. Pada mamalia dan reptil, kantung udara ini disebut alveolus (bentuk jamak: alveoli), tetapi pada burung dinamakan atria. ada sebagian besar ikan dan sejumlah hewan akuatik lainnya, pernapasan berlangsung pada insang, yang merupakan organ eksternal (baik sebagian maupun sepenuhnya), yang terendam dalam lingkungan perairan. Air akan mengalir melewati insang dengan berbagai cara, baik aktif ataupun pasif. Pertukaran gas terjadi di insang yang terdiri dari filamen tipis atau sangat datar, serta lamela yang mempertemukan secara luas jaringan yang sangat tervaskularisasi dengan air. 3.2 SARAN Makalah ini masih memiliki banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun penyampaian materi, oleh karena itu kritik dan saran pembaca sangat dibutuhkan



DAFTAR PUSTAKA Campbell, Neil A. (1990). Biology (edisi ke-Second). Redwood City, California: Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. hlm. 836–838. ISBN 0-8053-1800-3. Cahyani, dwi dan yunita N.W. 2016.Sistem Pernapasan (Respirasi). https://piscespintar.wordpress.com/category/materi/fisiologi/sistem-pernapasan/ (diakses 19 september 2020). Campbell.2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 3. Jakarta: Elangga Hal 79-81 Storer, Tracy I.; Usinger, R. L.; Stebbins, Robert C.; Nybakken, James W. (1997). General Zoology(edisi ke-sixth). New York: McGraw-Hill. hlm. 668–670.ISBN 0-07-061780-5. Purnamasari,R dan Dwi rukma santi.2017.Fisiologi Hewan.Surabaya : Program Studi Arsitektur UINSunan Ampel. Purnomo, Sudjiono, T. Joko, dan S. Hadisusanto. 2009. Biologi Kelas XI untuk SMA dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 386. Purba, Leony dan Nelius. 2020. Pengaruh Kandungan Oksigen Udara Sekolah Terhadap Konsentrasi Belajar Siswa. JurnalEduMat Sains. 4(2). 169-182 Ferdinand, Fictor P dan Moekti Ariebowo.2009.Praktis Belajar Biologi 2 untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Visindo Media Persada. 30



Sri, Lestari Endang.2009.Biologi 2 Makhluk Hidup Dan Lingkungannya Untuk SMA/MA Kelas XI. Solo: CV Putra Nugraha. Rachmawati, Faidah dkk.2009.Biologi Untuk SMA/MA Kelas XI Program IPA. Jakarta: CV Ricardo. Rochmah, S. N., Sri Widayati, M. Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 346 Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) Sebagai Salah Satu Indikator Untuk Menentukan Kualitas Perairan. Oseana. Vol. XXX No. 3. 21-26



31