PERTEMUAN IV BIOLOGI XI ( KAMIS, 28 JANUARI 2021)

Struktur dan fungsi organ pernapasan hewan (serangga dan burung)

Semua makhluk hidup pasti perlu bernapas untuk bertahan hidup. Alasannya karena ketika bernapas, kita akan menghirup oksigen yang berguna bagi tubuh untuk mengubah zat-zat makanan menjadi energi. Nah, energi inilah yang kita butuhkan untuk menjalani aktivitas sehari-hari.

Alat pernapasan setiap makhluk hidup juga berbeda-beda, begitupun dengan proses pernapasannya. Manusia misalnya, menggunakan paru-paru sebagai organ pernapasan utama. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk selalu menjaga kesehatan paru-paru agar terhindar dari gangguan sistem pernapasan nantinya.

Di artikel sebelumnya, kamu sudah paham betul apa saja sih organ-organ sistem pernapasan pada manusia beserta mekanismenya. Nah, kali ini, kita akan lanjut ke materi berikutnya, yaitu mengetahui sistem pernapasan pada hewan. 

Siapa nih yang suka pelihara burung? Ternyata, organ pernapasan utama burung sama dengan manusia loh, yaitu paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan letaknya di dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru burung juga diselimuti oleh selaput bernama pleura dan berhubungan dengan kantong-kantong udara.

Burung memiliki dua pasang lubang hidung yang terdapat pada pangkal paruh sebelah atas (lubang hidung luar) dan langit-langit rongga mulut (lubang hidung dalam). Saluran utama pernapasan (trakea) burung berupa pipa yang tersusun dari tulang rawan berbentuk cincin yang diselimuti otot-otot polos. Di bagian bawah trakea terdapat siring yang berfungsi untuk menimbulkan suara.

Paru-paru burung terdiri dari bronkus primer, bronkus sekunder, dan parabronkus. Bronkus primer merupakan saluran percabangan dari trakea. Percabangan ini membagi bronkus primer menjadi dua, yaitu bronkus kiri dan kanan. Kemudian, bronkus primer bercabang lagi menjadi bronkus sekunder (mesobronkus). Paru-paru burung tidak memiliki alveolus, tetapi digantikan oleh pembuluh udara (parabronkus). Nah, parabronkus ini berhubungan dengan pembuluh darah kapiler, sehingga dapat terjadi proses pertukaran gas secara difusi.

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, paru-paru burung berhubungan dengan kantong udara. Kantong udara berjumlah sembilan. Waduh! banyak banget tuh, ya. Dua kantong udara terletak di leher, satu di antartulang selangka, dua di rongga dada bagian depan, dua di rongga dada bagian belakang, dan dua di perut. Kantong udara memiliki beberapa fungsi, yaitu:

1) Membantu pernapasan saat terbang karena menyimpan banyak cadangan oksigen.

2) Memperkeras suara dengan memperbesar ruang siring.

3) Mempertahankan suhu badan dengan mencegah hilangnya panas badan secara berlebihan.

4) Mengatur massa jenis tubuh dengan memperbesar atau memperkecil kantong udara.

Kamu juga perlu ingat nih, meskipun kantong-kantong udara ini membantu pernapasan burung saat terbang, tapi di sana tidak terjadi proses difusi, ya.

Nah, teman-teman, sekarang kamu kan sudah tahu nih apa saja organ-organ pada sistem pernapasan burung. Selanjutnya, mari kita cari tahu bagaimana sih mekanisme atau proses pernapasan burung.

Mekanisme Pernapasan Burung

Mekanisme pernapasan pada burung dibagi menjadi dua, yaitu saat sedang beristirahat dan saat terbang.

Pada waktu istirahat, fase inspirasi (penarikan napas) terjadi ketika tulang rusuk bergerak ke bawah. Akibatnya, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang. Paru-paru yang mengembang menyebabkan udara dapat masuk. Kemudian, udara yang kaya oksigen sebagian diserap oleh paru-paru dan terjadi pertukaran gas. Sementara itu, sebagian lagi dialirkan menuju kantong udara bagian belakang. Nah, udara yang sudah ada di kantong udara bagian belakang mengalir lagi ke paru-paru dan menuju kantong udara bagian depan. Di sana, udara sudah tidak banyak mengandung oksigen.

Fase ekspirasi (pengeluaran napas) terjadi ketika tulang rusuk kembali ke posisi semula, rongga dada mengecil, dan paru-paru mengempis. Akibatnya, udara dari kantong udara masuk ke paru-paru. Di sana, juga berlangsung proses pertukaran gas O2 dengan CO2 secara difusi. Udara yang mengandung CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru, menuju trakea, dan berakhir melewati hidung.

Pada waktu terbang, pernapasan burung dibantu oleh kantong-kantong udara. Hal ini karena saat mengepakkan sayap, gerakan otot sayap menekan paru-paru, sehingga menghambat masuknya udara. Akibatnya, burung tidak dapat bernapas dengan baik.

Ketika sayap diangkat ke atas, terjadilah fase inspirasi. Kantong udara bagian ketiak mengembang, sedangkan kantong udara di antartulang korakoid terjepit. Udara luar kemudian masuk ke kantong udara di ketiak dan mengalir masuk ke kantong udara di perut (abdominal). Sebagian kecil udara akan dialirkan ke paru-paru dan kantong udara yang lain. Selanjutnya, kantong-kantong udara tersebut kemudian mengempis dan udara akan masuk ke paru-paru untuk proses difusi.

Ketika sayap diturunkan, dimulailah fase ekspirasi. Kantong udara bagian ketiak terjepit, sedangkan kantong udara di antartulang korakoid mengembang. Oleh karena kantong udara di ketiak terjepit, maka udara yang sebelumnya ada di sana mengalir ke paru-paru. Di sana terjadi proses pertukaran gas. Nah, udara dari paru-paru kemudian mengisi kantong udara bagian dada, sehingga kantong udara di dada mengembang. Selanjutnya, udara kotor dialirkan keluar melalui bronkus, trakea, lalu ke hidung.

Semakin tinggi burung terbang, semakin cepat burung harus mengepakkan sayapnya, agar memperoleh lebih banyak oksigen. Udara yang dihirup dari luar, sebagian kecil tetap berada di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke kantong udara sebagai cadangan. Sementara itu, udara di kantong udara hanya dimanfaatkan saat oksigen di paru-paru telah berkurang, yaitu saat burung sedang terbang.

Ada yang bisa menyebutkan, apa saja sih hewan-hewan yang termasuk kedalam kelompok insecta (serangga)? Mungkin ada yang menyebut kecoak, kupu-kupu, belalang, nyamuk, atau lalat? Ya, jawaban kamu betul semua.

Hewan-hewan arthropoda, seperti serangga memiliki sistem pernapasan yang lebih sederhana. Serangga memiliki organ pernapasan berupa trakea. Apa itu trakea? Trakea adalah pembuluh-pembuluh halus berbentuk tabung yang bercabang dan memenuhi seluruh bagian tubuh serangga. Dinding trakea tersusun dari zat kitin. Trakea terhubung dengan lubang-lubang kecil bernama stigma atau spirakel yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya udara.

Stigma terletak berpasangan di sisi bagian kanan dan kiri setiap segmen tubuh serangga. Namun, tidak semua serangga memiliki stigma di setiap segmen tubuhnya (hanya beberapa bagian segmen saja). Stigma memiliki bulu-bulu yang berfungsi untuk menyaring debu dan kotoran. Stigma juga dapat terbuka dan tertutup karena adanya katup-katup (valve) yang diatur oleh otot. Umumnya, stigma akan terbuka saat serangga terbang dan tertutup saat sedang beristirahat.

Kalau kamu perhatikan gambar di atas, serangga juga punya kantong udara, ya. Kantong udara ini terbentuk dari trakea dan berfungsi untuk menjaga persediaan udara. Terutama bagi organ-organ yang banyak membutuhkan oksigen.

Trakeolus adalah cabang-cabang trakea yang bentuknya kompleks dan tipis. Trakeolus berhubungan langsung dengan sel-sel jaringan tubuh dan tidak dilapisi oleh zat kitin. Trakeolus ini berisi udara dan juga cairan. Di trakeolus, terjadi proses difusi antara gas O2 dengan CO2. Nah, cairan tadi berguna untuk membasahi trakeolus agar proses difusi O2 berjalan lancar. Oleh karena itu, pada serangga, oksigen tidak diedarkan melalui darah, melainkan sistem trakea.

Mekanisme Pernapasan Serangga

Mekanisme pernapasan serangga berukuran besar diatur oleh gerakan otot perut (abdomen), sedangkan pernapasan serangga berukuran kecil dapat berjalan tanpa adanya gerakan tersebut. Gerakan otot ini berfungsi untuk mengatur dan menjaga jumlah udara yang masuk ke dalam tubuh.

Ketika otot katup stigma berelaksasi, stigma akan terbuka dan udara akan masuk melalui empat pasang stigma tubuh bagian depan. Proses ini bisa kita sebut sebagai awal fase inspirasi. Udara yang mengandung oksigen kemudian bergerak menuju trakea, lalu dialirkan ke trakeolus. Di sana, udara mengalami proses difusi dan pertukaran gas dari O2 menjadi CO2.

Gerakan otot perut (abdomen) yang seperti memompa (kontraksi-relaksasi) akan membantu mengatur aliran udara di dalam tubuh. Jika abdomen berelaksasi, maka trakea akan berukuran normal. Hal ini menyebabkan tekanan udara di dalam tubuh serangga lebih kecil dibandingkan dengan tekanan udara di luar. Akibatnya, oksigen akan diserap masuk ke dalam trakea. Sebaliknya, jika abdomen berkontraksi, maka trakea akan memipih dan udara yang mengandung karbon dioksida dalam tubuh akan dikeluarkan. Udara kotor ini akan keluar melalui enam pasang stigma tubuh bagian belakang. Otot katup stigma akan berkontraksi dan stigma akan tertutup (berakhirnya fase ekspirasi).     

Proses pernapasan serangga (sumber: tabletopwhale.com)

Sama seperti burung, ketika serangga terbang, mereka membutuhkan lebih banyak O2 dibandingkan saat beristirahat. Otot-otot yang menggerakkan sayap akan membuat kantong udara mengembang dan mengempis untuk menjaga ketersediaan udara saat terbang. Oh iya, ada satu fakta menarik terkait serangga. Oleh karena saluran pernapasan serangga terletak di bagian tubuhnya, memotong bagian kepala serangga tidak akan membuat mereka langsung mati, loh. Proses pernapasan masih tetap berjalan. Namun, lama-kelamaan, mereka juga akan mati karena kelaparan atau kehausan. 

KERJAKAN TUGAS BIOLOGI MELALUI LINK DIBAWAH INI !

https://forms.gle/UjwLkvCta2fBEN5o8