RESPIRASI COMPARATIVA

Alat respirasi pada mahkluk hidup adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar. 

• Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru-paru buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata.  Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh.
• Pernapasan juga merupkan salah satu kebutuhan yang sangat mendasar bagi kehidupan seekor ikan. 
• Ikan harus mendapatkan supply oksigen yang cukup di dalam jaringannya agar dapat melepas energi melalui oksidasi lemak dan gula. 
• Energi yang terlepas dipergunakan untuk kegiatan tubuh didalam menjalani masa kehidupannya.
• Pernapasan adalah pertukaran gas yang dibutuhkan untuk metabolisme dalam tubuh.
• Metabolisme yang dimaksudkan adalah agar bisa tersedia energi yang akan digunakan untuk aktivitas
• Jadi aktivitas pada mahkluk hidup hanya bisa dilakukan jika terdapat energi cukup dan energi itu hanya bisa tersedia kalau di sel tubuh itu terjadi proses respirasi. OK
• Jadi Respirasi sunguh penting karena menyediakan energi dengan pengadaan oksigen dan membuang CO2 dari sisa respirasi .
• Hewan memiliki alat-alat pernapasan yang berbeda-beda. Mammalia, Reptilia, dan Amphibia memiliki saluran pernapasan berupa paruparu.
• Cacing (Annelida) dan Amphibia memiliki kulit yang berfungsi juga sebagai tempat pertukaran gas.
• Ikan mengambil oksigen yang berada di lingkungannya (air) dengan menggunakan sistem insang.
• Sebagian besar Arthropoda, terutama serangga, telah memiliki sistem saluran pernapasan.
• Meskipun demikian, terdapat kelebihan dan kekurangan pada setiap mekanisme pernapasan yang dimiliki oleh setiap makhluk.
• Misalnya, katak yang memiliki dua jenis mekanisme respirasi, tetap tidak dapat berada lama di darat karena adanya ancaman dehidrasi.
• Paru-paru tidak mampu mengikat udara yang terlarut dalam air, tetapi sistem pernapasan ini menguntungkan untuk hidup di daratan karena letaknya di dalam saluran pernapasan sehingga paru-paru terhindar dari penguapan air yang berlebihan.

Berikut akan dibahas mengenai sistem pernapasan pada beberapa hewan.

Sistem dan Organ Pernapasan Cacing (Annelida)

• 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

SISTEM RESPIRASI SERANGGA

• Serangga adalah kelompok Arthropoda yang paling banyak jenisnya.
• Meskipun serangga memiliki sistem peredaran darah terbuka, namun sistem pernapasan serangga langsung mencapai jaringannya lewat saluran yang disebut sistem trakea.
• Sistem trakea memiliki saluran-saluran tempat pertukaran udara yang bermuara di stigma atau spirakel, yaitu berupa lubang kecil yang berada di kedua tepi setiap ruas tubuh serangga.
• Spirakel memiliki bulu-bulu untuk menyaring kotoran.
• Spirakel juga memiliki katup.
• Dengan cara mengontraksikan otot-otot yang berhubungan dengan katup-katup tersebut, serangga dapat mengatur membuka dan menutupnya spirakel.
• Dalam tubuh serangga, terdapat trakea yang memanjang di sepanjang tubuhnya.
• Trakea itu bercabang-cabang menjadi saluran-saluran udara yang sangat kecil yang disebut trakeolus.
• Trakeolus bersentuhan langsung dengan jaringan dalam tubuh serangga.
• Ujung trakeolus memiliki cairan.
• Pada cairan inilah, oksigen dalam udara yang masuk ke dalam sistem trakea, berdifusi masuk ke dalam sel-sel jaringannya.
• Sebaliknya, karbon dioksida juga keluar melalui trakeolus

Gambar Sistem pernapasan serangga disebut sistem trakea.'

Sistem dan Organ Pernapasan Ikan (Pisces) 

• Insang adalah organ pernapasan utama pada ikan.
• Beberapa hewan lain juga memiliki insang untuk bernapas, di antaranya udang, kepiting, cacing laut, serta bintang laut.
• Air berperan sebagai media pernapasan.
• Oksigen yang terkandung di dalam air yang jumlahnya sangat sedikit, disaring oleh lembaran-lembaran insang.
• Namun, konsentrasi oksigen di dalam air dapat berubah sejalan dengan naiknya suhu dan salinitas air.
• Bahan-bahan pencemar organik yang diuraikan oleh bakteri dan jamur juga dapat mengurangi jumlah oksigen dalam air.
• Lembaran-lembaran insang tersebut dipenuhi oleh pembuluh-pembuluh darah.
• Air mengalir melewati lembaran-lembaran insang tersebut sehingga oksigen yang terlarut di dalamnya dapat berdifusi masuk ke dalam pembuluh darah

Gambar Proses pertukaran gas terjadi di permukaan insang.

• Air masuk melalui mulut dan keluar melalui operkulum insang.
• Proses inspirasi terjadi ketika volume rongga mulut membesar sehingga tekanan di dalam rongga mulut meningkat dan air mengalir masuk ketika mulut terbuka.
• Air tertahan di dalam mulut karena selaput yang membatasi rongga mulut dan insang masih tertutup. Ketika selaput terbuka, air mengalir melewati lamela insang.
• Pada saat itulah, terjadi proses pertukaran gas di permukaan insang. Darah melepaskan CO2 ke dalam air dan mengikat O2 yang terdapat dalam air.
• Pada jenis-jenis ikan tertentu, seperti lele, mampu hidup di dalam air kotor. Insangnya memiliki perluasan berupa lipatan-lipatan (labirin) yang membentuk rongga.
• Rongga labirin dapat menyimpan oksigen sehingga ketika ikan tersebut berada di dalam air yang kotor atau bahkan dalam lumpur, ikan tersebut masih dapat bernapas.

Sistem dan Organ Pernapasan Katak (Amphibia)

• Sepasang paru-paru pada katak berbentuk seperti balon elastis tipis yang diliputi kapiler darah.
• Dinding bagian dalam paru-paru ini memiliki lipatanlipatan yang berperan sebagai perluasan.
• Paru-paru ini dihubungkan dengan semacam bronkus pendek yang berhubungan dengan rongga mulut. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma.
• Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi atau relaksasinya otot-otot rahang bawah dan otot perut

Gambar Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diagfragma.

Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi otot-otot rahang bawah dan otot perut.

• Rongga mulut membesar ketika otot rahang bawah (submaksilaris) mengendur, dan otot sternohioideus di bagian bawah rahang berkontraksi.
• Hal ini menyebabkan peningkatan tekanan dalam rongga mulut sehingga terjadi aliran udara melalui rongga mulut dan koane.
• Ketika otot submaksilaris dan otot genio hioideus berkontraksi, rongga mulut mengecil.
• Koane menutup dan celah faring membuka sehingga udara terdorong masuk ke dalam paruparu. Kemudian, di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas.
• Pada proses ekspirasi, otot submaksilaris kembali berelaksasi dan otot sternohioideus serta otot-otot perut berkontrasi sehingga menekan paru-paru dan mendorong udara kaya CO2 keluar rongga mulut.
• Segera setelah celah faring menutup dan koane membuka, otot submaksilaris dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil.
• Akibatnya, udara yang kaya CO2 tertekan keluar.
• Pernapasan dengan menggunakan kulit dapat berlangsung ketika berada di darat maupun di air.
• Kulit katak tipis dengan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar pada kulitnya.
• Selain itu, memiliki banyak kapiler yang merupakan perkembangan dari sistem pernapasan menggunakan insang luar.
• Pada saat berada dalam stadium larva, organ yang dimiliki bukanlah paru-paru, tetapi insang luar.
• Insang luar berupa lipatan-lipatan kulit yang mengandung banyak pembuluh darah.
• Pada salamander, salah satu jenis Amphibia, insang luar ini tetap ada hingga hewan tersebut dewasa.

Sistem dan Organ Pernapasan Burung (Aves)

• Pada prinsipnya, sistem respirasi burung mirip dengan sistem respirasi pada Mammalia.
• Perbedaannya, burung memiliki 6 pasang kantung udara (saccus pneumatikus). Kantung udara ini terbentuk sebagai semacam perluasan dari paru-paru.
• Namun, pertukaran gas tetap terjadi di dalam paru-paru, sedangkan kantung udara berfungsi menampung udara cadangan.
• Berdasarkan letaknya terhadap paru-paru, beberapa kantung udara disebut kantung udara posterior (di belakang paru-paru, meliputi dua pasang kantung udara di perut) dan anterior (di depan paru-paru, meliputi sepasang di rongga dada dan sepasang di pangkal leher).
• Kantung udara anterior di antaranya terletak di pangkal leher, rongga dada (di antara tulang selangka), dan di antara tulang korakoid.
• Kantung udara posterior di antaranya terletak di pangkal leher di bawah sayap (ketiak), dan dua pasang di rongga perut.

Kantung-kantung udara ini berfungsi:

1. membantu pernapasan, terutama pada saat terbang;
2. membantu memperkeras suara saat berkicau;
3. mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu besar dan melindungi dari kedinginan;

• memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh burung perenang pada waktu burung tersebut berenang.
• Paru-paru burung berbeda dengan paru-paru manusia.
• Selain ukurannya yang cukup kecil jika dibandingkan dengan ukuran tubuhnya, struktur bagian dalamnya pun berbeda.
• Alveoli yang merupakan bagian ujung dalam saluran pernapasan manusia, digantikan oleh saluran-saluran kecil yang disebutparabronkus.
• Saluran-saluran kecil tersebut dibungkus oleh pembuluhpembuluh darah.
• Pertukaran udara terjadi di dalam saluran parabronkus

Gambar Organ respirasi pada burung terdapat perbedaan antara fase inspirasi dan ekspirasi pada bagian paru-paru.

• Pada saat burung tidak terbang, proses inspirasi terjadi dengan memperbesar rongga dada.
• Pembesaran rongga dada diikuti dengan aliran udara dari luar tubuh melewati hidung, faring, trakea, dan bronkus.
• Sebagian besar udara diteruskan ke kantung-kantung udara posterior,
• sedangkan sebagian lagi langsung melewati paru-paru.
• Saat rongga dada mengecil, terjadi ekspirasi. Udara dari kantung udara posterior mengalir ke kantung udara interior, melewati parabronkus.
• Dalam parabronkus terjadi pertukaran gas. Udara kaya CO2 ditampung sementara dalam kantung-kantung udara anterior.
• Saat inspirasi berikutnya, udara mengalir lagi mengisi kantung udara posterior dan paru-paru.
• Ketika ekspirasi, udara mengalir melewati paruparu mengisi kantung udara anterior, sedangkan udara hasil pernapasan pertama dikeluarkan.
• Secara kontinu, paru-paru burung dilewati udara pada saat inspirasi dan ekspirasi.
• Pada saat burung terbang, mekanisme perbesaran rongga dada tidak dapat dilakukan karena tulang dada dan tulang rusuk merupakan tempat perlekatan untuk otot-otot terbang.
• Aliran udara ke dalam paru-paru terjadi ketika burung mengepakkan sayap.
• Pada saat sayap diangkat ke atas, kantung udara di ketiak mengembang sehingga terjadi proses inspirasi.
• Ketika sayap turun, kantung udara di antara tulang korakoid mengembang dan kantung udara ketiak terjepit sehingga udara mengalir ke dalam kantung udara di antara tulang korakoid melewati paru-paru.
• Saat itulah terjadi proses pertukaran gas.

 IKAN - PISCES

• Alat respirasi pada mahkluk hidup adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar. 
• Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru-paru buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata.  Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh.
• Pernapasan juga merupkan salah satu kebutuhan yang sangat mendasar bagi kehidupan seekor ikan. 
• Ikan harus mendapatkan supply oksigen yang cukup di dalam jaringannya agar dapat melepas energi melalui oksidasi lemak dan gula. 
• Energi yang terlepas dipergunakan untuk kegiatan tubuh didalam menjalani masa kehidupannya.
• Ikan hanya dapat hidup di air dan mempunyai alat pernapasan yang khusus. 
• Ikan bernapas dengan insang yang terdapat pada sisi kanan dan kiri kepala Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. 
• Bagian terluar dare insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. 
• Tiap lembaran insang terdiri dare sepasang filamen, dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). 
• Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan OZ berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operkulum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.
• Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. 
• 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 02. 
• Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele. 
• Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.

Morfologi Bentuk Insang

Pada prinsipnya ada dua macam bentuk isang, yaitu :

1. Insang yang mempunyai tutup insang, misalnya teleostei.
2. Insang yang tidak memiliki tutup insang, misalnya selachii. Pada selachii ini arcus branchiallis mempu nyai lanjutan yang panjang dan ujungnya melengkung disebut sebagai : septum interbranchiale.

• Mekanisme pernafasan pada teleostei dapat dibedakan menjadi dua fase yaitu :

1. Fase inspirasi : pemasukan oksigen ke dalam alat pernapasan. Fase ini dapat terjadi apabila tekanan cavum oris lebih kecil dari pada tekanan di luar.
2. Fase ekspirasi : proses pelepasan udara dari alat pernafasan kea lam sekitarnya. Fase ini dapat terjadi apabila tekanan dalam cavum oris lebih besar dari pada tekanan di lingkungan luar.

• Oleh karena pada golongan selachii tidak mempunyai tutup insang maka mekanisme pernafasan golongan ikan tersebut dilakukan dengan cara memperbesar atau memperkecil cavum oris dengan jalan menurunkan atau menaikkan dasar mulut.
• Untuk beberapa ikan membutuhkan alat bantu pernafasan, ada beberapa macam alat bantu pernafasan, yaitu :

1.  labyrinth : merupakan rawan yang berlipat-lipat seperti bunga mawar yang mengandung epithelium pernafasan. Terletak dalam suatu kantong di daerah derso lateral pre operculum. Misalkan terdapat pada ikan Tricogaster sp, Halostoma sp,Anabas sp.
2. amborescene : merupakan bangunan yang berbentuk seperti pohon yang terletak pada bagian atas lengkung insang kedua dan ketiga. Misalnya pada ikan Clarias sp.
3. diverticula : terletak pad daerah pharynx. Misalnya pada ikan Ophiocephalus sp.

Gelembung Renang 

• Gelembung renang pada ikan berwarna keputih-putihan. 
• Secara umum gelembung renang ikan terdiri dari dua rongga. 
• Tetapi ada juga jenis ikan yang sulit ditemukan gelembung renangnya. 
• Bentuk gelembung renang pada setiap jenis ikan cukup bervariasi. 
• Bahkan diantara kedua rongga itu bisa juga bervariasi seperti halnya pada ikan mas (Cyprinus carpio) rongga bagian anterior lebih besar dari pada rongga bagian posterior. 
• Tetapi ada juga yang bagian posterior lebih besar dari pada bagian anterior contoh pada ikan tawes (Puntius javanicus).
• Pada beberapa jenis ikan, pneumatocyv mempunyai hubungan dengan esophagus dengan perantara suatu saluran yang disebut sebagai : ducus pneumaticus. 
• Berdasarkan ada tidaknya ducus pneumaticus ini maka ikan dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu :

1. Physostomy, yaitu golongan ikan yang mempunyai ducus pneumaticus
2. Physoclisti, yaitu golongan ikan yang tidak mempunyai ducus pneumaticus

• Golongan ikan yang tidak mempunyai ducus pneumaticus, pemasukan dan pengeluaran udara ke dalam pneumatocyt dilakukan oleh suatu bangunan yang terdapat pada bagian muka atas dari dinding pneumatocyt yang disebut macula rubra. 
• Macula rubra ini berupa anyaman pembuluh darah yang disebut sebagai rate mirabile.