BIOLOGI - PERNAPASAAN HEWAN

BAB I. 

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Pada Experiment kami kami mencoba untuk mengetahui tingkat kebutukan oksigen (O₂) pada hewan tertentu. Oksigen pada dasarnya merupakan suatu hal yang sangat di butuhkan dalam kehidupan makluk hidup. Dalam menggunakan oksigen setiap makluk hidup mempunyai cara tersendiri yang dapat menunjang kehidupan makluk tersebut. Oksigen terdapat di berbagai tempat kecuali pada ruang hampa di luar angkasa. Alam menyediakan oksigen yang berlimpah sehingga setiap makluk hidup dapat mengunakanya secara bebas. Dari berbagai gas, oksigen merupakan salah satunya yang berfungsi bagi manusia maupun hewan. Hewan membutuhkan oksigen untuk bernapas sepertihalnya manusia tanpa oksigen manusia dan hewan akan mati.

Manusia  dapat mengikat oksigen dikarenakan terdapat hemogelobin didalam tumbuh manusia. Sedangkan hewan mempunyai pernapasan tertentu. Seperti         :

1.      Respirasi pada Amoeba
            Amoeba merupakan organisasi bersel tunggal. Tidak mempunyai alat respirasi khusus O₂ berdifusi secara langsung dari lingkungan ke dalam tubuhnya. Di dalam mitokondria, O₂ akan mengoksidasi zat makanan, dan akan menghasilkan energi dan sisa oksidasi berupa air dan CO₂. CO₂ akan dikeluarkan dari tubuh melalui difusi pula yang arahnya berlawanan dengan O₂.

2.      Respirasi pada Protozoa

            Protozoa tidak mempunyai alat pernapasan khusus untuk memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Oksigen masuk ke dalam sel malalui selaput plasma secara difusi. Demikian juga karbon dioksida dari dalam sel deikeluarkan melalui selaput plasma.

3.      Respirasi pada Cacing tanah
            Cacing tanah tidak mempunyai alat pernapasan khusus. Kulitnya banyak mengandung kelenjar lendir, sehingga kulit tubuhnya menjadi basah dan lembab. Oksigen yang diperlukan oleh tubuhnya masuk melalui seluruh permukaan tubuh secara difusi. Pengeluaran karbon dioksida juga melalu permukaan tubuh.

4.      Respirasi pada Reptil
            Reptil bernapas dengan paru-paru. Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida terjadi di dalam paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan keluar paru-paru karena adanya gerakan-gerakan dari tulang rusuk. Saluran pernapasan terdiri dari lubang hidung, trakea, bronkus dan paru-paru. Reptil  (ular, buaya, kadal, cecak dan buaya) bernnapas dengan paru - paru. Udara masuk melalui hidung kemudian masuk ke batang tenggorokan lalu ke paru - paru.

5.      Respirasi pada Serangga
            Respirasi serangga didukung oleh trakea/corong hawa. Corong hawa imi bermuara pada lubang kecil yang disebut spirakel, yang terletak berpasangan pada setiap segmen. Spirakel dapat membuka dan menutup karena kerja otot. Pada waktu terbang, spirakel membuka dan saat diam, spirakel menutup. Untuk dapat mencapai jaringan, trakea mempunyai cabang-cabang halus yang disebut trakeolus. Pada trakeolus ini pertukaran gas terjadi, sehingga trakeolus berfungsi seperti kapiler darah.

6.      Respirasi pada Ikan
            Ikan merupakan hewan vertebrata yang hidup di air dan menggunakan insang sebagai alat respirasinya. Di samping itu ada pula ikan yang bernafas menggunakan gelembung renang (pulmosis).

a.       Respirasi pada ikan bertulang sejati
      Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filament dan setiap filament mengandung banyak lamella. Pada filament terdapat pembuluh dara, yang memungkinkan O₂ dapat berdifusi masuk dan melepaskan CO₂ keluar. Pada ikan bertulang sejati mempunyai operculum (tutup insang).

b.      Respirasi pada ikan bertulang rawan
      Ikan tidak mempunyai operculum. Perubahan volume rongga mulut disebabkan oleh gerakan naik turunnya otot dasar mulut. Bila otot dasar mulut bergerak ke bawah rongga mulut membesar, tekanan kecil, air mengalir ke rongga mulut. Bila otot dasar mulut bergerak ke atas, volume rongga mulut kecil, tekanan besar, air mengalir melalui celah insang. Terjadilah pertukaran gas O₂ dan CO₂.

c.       Respirasi pada ikan paru-paru
      Pada ikan, disamping insang juga mempunyai gelembung renang. Gelembung renang ini dikelilingi oleh pembuluh darah, sehingga memungkinkan terjadinya difusi gas. Dengan adanya gelembung renang, dapat membantu respirasi ikan, apabila lingkungan tidak menguntungkan, misalnya kekurangan air.

7.      Respirasi pada Katak
            Pada saat berudu bernafas dengan insang. Lambat laun insang mengalami perubahan dari insang ke kulit, selaput rongga mulut dan paru-paru. Respirasi denagn menggunakan kulit berlangsung di darat dan di air. Kulit katak tipis dan selalu dalam keadaan lembab. Di samping itu terdapat banyak kapiler darah, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran gas dari luar ke darah. Paru-paru katak berupa kantong tipis, banyak dikelilingi pembuluh darah.

8.      Respirasi pada Burung

Didukung oleh : lubang hidung, trakea, paru-paru dan kantong hawa.
Cara pengambilan udara :

a.       Waktu Istirahat (tidak terbang)

~        Tulang rusuk bergerak ke depan, rongga dada membesar, tekanan kecil, udara, masuk ke paru-paru. Di dalam paru-paru terjadi difusi O2 ke pembuluh darah kapiler. Sebagian udara masuk ke pundi-pundi hawa.

~        Tulang rusuk kembali ke posisi semula, menyebabkan rongga dada mengecil, tekanan dalam paru-paru besar, udara keluar. Demikian pula udara dalam kantong hawa keluar melalui paru-paru dan terjadilah difusi gas. Jadi pada burung difusi gas dapat terjadi pada fase inspirasi dan ekspirasi.

b.      Waktu Terbang

Yang berperang penting adalah pundi-pundi udara karena otot penggerak rongga dada tidak berfungsi.

~        Saat sayap diangkat, pundit udara antar tulang korakoid terjepit, sedangkan pundit hawa di ketiak mengembang, tekanannya kecil, sehingga udara masuk ke pundi-pundi hawa ketiak. Terjadilah inspirasi.

~        Saat sayap turun, pundit hawa di ketiak terjepit, tekanannya menjadi besar.
Punditpundi hawa antar tulang korakoid mengembang, sehingga proses ekspirasi terjadi/ Fungsi kantong udara ialah sebagai alat untuk :

a)      membantu pernafasan, terutama pada waktu terbang

b)      membantu membesarkan ruang siring, sehingga dapat memperkeras suara

c)      menyelubungi alat-alat dalam dengan rongga udara untuk mencegah

d)     mencegah hilangnya panas badan yang terlalu besar

e)      memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh pada waktu burung berenang, yaitu dengan cara membesarkan atau mengecilkan kantong-kantong udaranya.

            Dari pengertian yang ada diatas tidak hanya manusia yang membutuhkan bernapas. Pernapasan dari berbagai macam hewan yang dapat dijadiakan diteliti memang segat banyak. Namun, mencari yang sedarhana lagi mudah didapat itu memang yang inginkan setiap peneliti. Dan hal itu pastinya harus membutukan media yang tepat, salah satunya kami menggunakan hewan belalang, jangkrik, dan ulat hongkong. Dari hewan-hewan tersebut kami kami akan meneliti sehingga mengetahui pernapasan yang dilakukan oleh hewan-hewan tersebut dalam jangka waktu tertentu. Oleh Karena itu, kami memulai meneliti untuk hewan hewan kecil, dan memang juga banyak hewan kecil namun kriteria hewan yang disebutkan diatas merupakan hewan yang ideal dan mudah didapatkan karena hewan-hewan tersebut hidup dipedesaan. Sehingga pernapasan hewan-hewan lain seperti pada jenis respirasi diatas dapat diketahui bahwa hewan experiment termasuk dalam jenis yang mana

B.  Rumusan Masalah

Ada tiga jenis hewan yang akan diuji pernapasan yaitu, belalang, jangkrik, dan ulat. dari ketiga hewan tersebut di buktikan bahwa hewan bernafas membutuhkan oksigen

C.  Tujuan Penelitian

                Mengetahui  bahwa hewan bernafas membutuhkan oksigen ( O₂ )

D.  Manfaat Penelitian

 Dapat diketahui bahwa hewan bernafas membutuhkan oksigen ( O₂ )

BAB II.

TINJAUAN PUSTAKA

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen (Tobin, 2005). Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6H2O + ATP  (Tobin, 2005).

Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen.

Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain temperatur, spesies hewan, ukuran badan, dan aktivitas (Tobin, 2005). Laju konsumsi oksigen dapat ditentukan dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan mikrorespirometer, metode Winkler, maupun respirometer Scholander.

Penggunaan masing-masing cara didasarkan pada jenis hewan yang akan diukur laju konsumsi oksigennya. Mikrorespirometer dipakai untuk mengukur konsumsi oksigen hewan yang berukuran kecil seperti serangga atau laba-laba.

Metode Winkler merupakan suatu cara untuk menentukan banyaknya oksigen yang terlarut di dalam air (Anonim, wikipedia.org). Dalam metode ini, kadar Oksigen dalam air ditentukan dengan cara titrasi. Titrasi merupakan penambahan suatu larutan yang telah diketahui konsentrasinya (larutan standar) ke dalam larutan lain yang tidak diketahui konsentrasinya secara bertahap sampai terjadi kesetimbangan (Chang, 1996).

Dengan metode Wingkler, kita dapat mengetahui banyaknya oksigen yang dikonsumsi oleh hewan air seperti ikan.

Proses respirasi pada serangga, sama dengan pada organisme lain, merupakan proses pengambilan oksigen (O2), untuk diproses dalam mitokhondria. Baik serangga terestrial maupun akuatik membutuhkan O2 dan membuang CO2, namun pada keduanya terdapat perbedaan jelas: di udara terdapat kl. 20% oksigen, sedang di air 10%. Oleh karenanya kecepatan diffusinya juga berbeda, di air 3 x 106 lebih kecil daripada kecepatan diffusi O2 di udara.

Sistem pernafasan pada serangga mengenal dua sistem, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Digunakan alat atau organ yang disebut spirakulum (spiracle),  juga tabung-tabung trakhea dan trakheola. Tekanan total dari udara sebenarnya merupakan jumlah tekanan gas N2, O2, CO2 dan gas-gas lain. O2 sendiri masuk ke dalam jaringan dengan satu proses tunggal yaitu adanya tekanan udara dalam jaringan. Tekanan O2 dengan demikian harus lebih besar daripada tekanan udara dalam jaringan, sebaliknya tekanan CO2 dalam jaringan harus lebih besar dibanding yang ada di udara.

Pada umumnya serangga akuatik kecil luas permukaan tubuhnya lebih besar daripada volumenya, sehingga diffusi O2 dapat berjalan dengan baik berhubung luas permukaan yang cukup untuk akomodasi aliran O2 dari luar tubuh.  Sebaliknya pada serangga yang ukurannya lebih besar, harus dibantu dengan menggunakan kantung udara (air-sacs), yang mengumpulkan udara dengan mekanisme kontraksi, yang harus didukung oleh suatu sistem pemanfaatan energi. Con­tohnya pada beberapa jenis belalang yang mampu hidup di dalam air.

Sistem respirasi terbuka banyak digunakan oleh serangga-serangga darat dan beberapa jenis serangga air, sedang sistem tertutup digunakan oleh serangga air, yang tidak menggunakan spirakulum, antara lain untuk mencegah supaya jangan terjadi evapotranspirasi.

Pada kepik air (Belastomatidae) digunakan apa yang disebut "insang fisis" atau physical gill digunakan untuk mengumpulkan gelembung, dan jaringan mengambil O2 dari dalam gelembung-gelembung udara yang disimpan. Jika tekanan parsial O2 menurun, tekanan udara di dalam air menjadi lebih besar, akan ada gerakan udara dari dalam air ke dalam tubuh serangga, sehingga terkumpullah gelembung-gelembung udara. Apabila di dalam gelembung udara yang disaring tersebut sudah terkan­dung terlalu banyak N2, maka serangga akan muncul ke permukaan dan membuka mulut.

Sebaliknya terdapat juga serangga yang mampu tinggal lama di dalam air dengan bantuan suatu organ yang disebut plastron, suatu filamen udara. Dengan alat ini maka CO2 yang terbentuk dibuang, dan O2 yang terlarut diambil langsung.  Bangunan ini sering juga disebut sebagai insang fisis khusus (special physical gill). Karenanya serangga mampu bertahan di dalam air dalam jangka waktu yang lebih lama. Serangga air juga ada yang memanfaatkan insang trakheal (tracheal gill). (M. Abercrombie, 1993)

Respirometer Scholander digunakan untuk mengukur laju konsumsi oksigen hewan-hewan seperti katak atau mencit. Alat ini terdiri atas syringe, manometer,tabung spesimen, dan tabung kontrol.

BAB III. 

METODOLOGI PENELITIAN

A. Alat dan Bahan :

1. Serangga ( jangkrik, belalang, ulat hongkong )
2. Larutan KOH 4% atau kristal NaOH
3. Larutan Eosin
4. Vaselin atau plastisin
5. Kapas
6. Pipet tetes

B. Cara Kerja

1.      Membuat kelompok yang terdiri dari 5 orang untuk melakukan percobaan ini

2.      Memasukkan kristal NaOH atau KOH ke dalam botol respirometer, dan memasukkan kapas sebagai penyekat.

3.      Memasukkan serangga percobaan ke dalam respirometer.

4.      Selanjutnya menutup botol respirometer, pada ujung pipa kaca tetesi dengan larutan eosin dan diletakkan secara mendatar, kemudian membiarkan serangga melakukan respirasi di dalam botol respirometer tersebut.

5.      Memberi tanda dengan spidol pada pipa bertepatan dengan pewarna merah,

6.      Mencatat dalam satu menit ada berapa cm gerakan tetes larutan eosin, melakukan hingga 5 menit.

7.      Kemudian dilakukan berulang kali dengan menggunakan jenis serangga yang lain. Dan membandingkan mana yang memiliki laju respirasi tercepat.

8.      Terakhir mencatat hasilnya kedalam tabel.

C. Tabel Penelitian

Tabel 1.tabel penelitian

No	Waktu / Pergeseran	Panjang ( Cm )
		Belalang	Jangkrik	Ulat
1	1 menit
2	2 menit
3	3 menit
4	4 menit
5	5 menit

BAB IV.

DATA DAN PEMBAHASAN

A.  Deskripsi Data :

Tabel 2. hasil penelitian

No	Waktu / Pergeseran	Panjang ( Cm )
		Belalang	Jangkrik	Ulat
1	1 menit	6      Cm	8,5   Cm	14,4 Cm
2	2 menit	9,5   Cm	16    Cm	20,5 Cm
3	3 menit	12,3 Cm	20,5 Cm	23    Cm
4	4 menit	13,7 Cm	24,5 Cm	28,5 Cm
5	5 menit	14,5 Cm	29     Cm	-

B.  Pembahasan        

Dalam percobaan ini, khususnya pada percobaan yang menggunakan respirometer, Respirometer adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa hewan kecil seperti serangga. Prinsip kerja respirometer adalah alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernafasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme ada karbondioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organiseme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbondioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat di amati pada pipa kapiler berskala.lalu menggunakan KOH. Fungsi dari larutan ini adalah untuk mengikat CO2, sehingga pergerakan dari larutan Brodie benar-benar hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen. Adapun reaksi yang terjadi antara KOH dengan CO2 adalah sebagai berikut:

KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (Chang, 1996)

Selanjut nya menggunakan Larutan eosin yang berfungsi sebagai indikator oksigen yang dihirup oleh organisme pada respirometer. Larutan eosin selama percobaan selalu bergerak mendekati botol respirometer sederhana, karena organisme dalam percobaan dalam respirometer dapat menghirup udara O₂ melalui pipa sederhana sehingga larutan eosin yang berwarna dapat bergerak.

Pada percobaan pertama, yaitu menggunakan belalang yang dimasukkan ke dalam respirometer. Belalang ini dimasukkan ke dalam tabung respirometer kemudian dimasukkan KOH yang berfungsi untuk mengikat CO₂, namun KOH harus dibungkus terlebih dahulu dengan menggunakan kapas sebelum dimasukkan ke dalam tabung. Hal ini dimaksudkan untuk memisahkan belalang dengan zat kimia. Kemudian pada ujung pipa kapiler diberi cairan larutan eosin  sebagai indikator sekaligus memisahkan udara yang ada di dalam tabung dan udara yang ada di luar tabung. Selama 5 menit berada di dalam tabung respirometer eosin menunjukkan jarak 14,5 Cm.

Selanjutnya pada percobaan kedua, yaitu menggunakan jangkrik dengan cara yang sama dimasukkan kedalam tabung respirometer kemudian dimasukkan KOH yang berfungsi untuk mengikat CO_2, dan KOH yang terbungkus kapas. Kemudian pioa kapiler di beri larutan eosin sebagau indikator sekaligus memisahkan udara yang ada di dalam tabung dan udara yang ada di luar tabung, pada percobaan kedua dengan menggunakan jangkrik ini ternyata pernapasan nya lebih cepat dibandingkan dengan percobaan pertama yang menggunakan belalang, dalam waktu 5 menit eosin sudah menunjukkan batas maksimum ( 29,5 Cm ), salah satu faktornya yaitu karena jangkrik memiliki stigma lebih banyak dari pada stigma pada belalang.

Yang terakhir yaitu percobaan ketiga, yang menggunakan ulat hongkong. Dengan cara yang sama pada percobaan satu dan percobaan dua, ulat hongkong dimasukan ke dalam tabung respirometer kemudian dimasukkan KOH yang berfungsi untuk mengikat CO_2, dan KOH yang terbungkus kapas. Kemudian pioa kapiler di beri larutan eosin sebagau indikator sekaligus memisahkan udara yang ada di dalam tabung dan udara yang ada di luar tabung, dalam percobaan menggunakan ulat hongkong ini pernafasan nya lebih cepat dibanding dengan belalang dan jangkrik, eosin sudah menunjukkan angka maksimal pada menit ke 4 ( 28,5 ). Berarti stigma yang terdapat pada ulat hongkong ini jauh lebih banyak dari pada belalang dan jangkrik, atau bisa juga karena faktor yang lain misalnya : suhu dan berat tubuh, karena semakin kecil ukuran dan berat tubuh maka semakin cepat pernapasannya.

C.  Pertanyaan

1.      Mengapa tetesan eosin bergeser ? kemanakah arah pergeseran nya ?

2.      Faktor apakah yang mempengaruhi pergeseran eosin?

3.      Dari bermacam – macam serangga tersebut, manakah laju pergeseran tercepat ? mengapa demikian ?

4.      Apakah peranan NaOH / KOH dalam percobaan ?

Jawaban :

1.      Karena di tabung tersebut hewan belum bernafas, eosin belum bergerak dan menutup ujung tabung, ketika hewan sudah bernafas dan menghirup udara, eosin bergerak karena volume udara terhirup saat serangga bernafas.

2.      Yang mempengaruhi pergeseran eosin yaitu banyak sedikit nya stigma yang ada pada masing masing serangga.

3.      Laju pergeseran yang tercepat yaitu ulat hongkong, karena ulat hongkong memiliki lebih banyak stigma dibanding dengan belalang ataupun jangkrik.

4.      Peranan NaOH / KOH dalam percobaan yaitu untuk mengikat Karbon Dioksida (CO₂)

BAB V.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan :

-          Jadi hewan bernafas menggunakan oksigen ( O2 ) hal itu dibuktikan ketika menghirup udara di dalam tabung, kemudian larutan eosin bergerak menuju serangga.

-          Ulat hongkong bernapas lebih cepat di karenakan memiliki stigma yang lebih banyak

B. Saran :

-          Perlu dilakukan lebih banyak percobaan lagi, agar bisa membandingkan laju respirasi serangga satu dengan yang lainya

DAFTAR PUSTKA :

Saktiyono. 2008. Seribu Pena Biologi. Jakarta : Erlangga

Syamsuri Istamar, dkk. 2007. Biologi SMA Kelas XI. Malang : Erlangga

Tim LBB SSCintersolusi. 2012. TEXT BOOK SSCIntersolusi : SSCI

Pratiwi D. A. 2007. Biologi Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga

https://www.google.com/biologi ( laporan respirasi pada hewan )/laporan biologi tentang

 respirasi hewan _ Goresan tangan.htm

diakses : pada 9 februari 2013

https://www.google.com /biologi ( laporan respirasi pada hewan )/LAPORAN PRAKTIKUM

 PERNAPASAN PADA HEWAN « Iyus Abdusyakir.htm

diakses : pada 9 februari 2013

https://www.google.com/biologi ( laporan respirasi pada hewan )/RheeaLicious  Laporan

            Praktikum Biologi  Respirasi Hewan dan Tumbuhan.htm

diakses : pada 9 februari 2013

LAMPIRAN