PROTOZOA
1. PENGERTIAN PROTOZOA
Protozoa secara umum dapat dijelaskan bahwa protozoa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos artinya pertama dan zoon artinya hewan. Jadi, protozoa adalah hewan pertama. Protozoa merupakan kelompok lain protista eukariotik. Kadang-kadang antara algae dan protozoa kurang jelas perbedaannya. Kebanyakan Protozoa hanya dapat dilihat di bawah mikroskop. Beberapa organisme mempunyai sifat antara algae dan protozoa. Sebagai contoh algae hijau Euglenophyta, selnya berflagela dan merupakan sel tunggal yang berklorofil, tetapi dapat mengalami kehilangan klorofil dan kemampuan untuk berfotosintesa. Semua spesies Euglenophyta yang mampu hidup pada nutrien komplek tanpa adanya cahaya, beberapa ilmuwan memasukkannya ke dalam filum protozoa. Contohnya strain mutan algae genus Chlamydomonas yang tidak berklorofil, dapat dimasukkan ke dalam kelas Protozoa genus Polytoma. Hal ini merupakan contoh bagaimana sulitnya membedakan dengan tegas antara algae dan protozoa. Protozoa dibedakan dari prokariot karena ukurannya yang lebih besar, dan selnya eukariotik. Protozoa dibedakan dari algae karena tidak berklorofil, dibedakan dari jamur karena dapat bergerak aktif dan tidak berdinding sel, serta dibedakan dari jamur lendir karena tidak dapat membentuk badan buah.
Merupakan filum hewan bersel satu yang dapat melakukan reproduksi seksual (generatif) maupun aseksual (vegetatif). Habitat hidupnya adalah tempat yang basah atau berair. Jika kondisi lingkungan tempat hidupnya tidak menguntungkan maka protozoa akan membentuk membran tebal dan kuat yang disebut Kista. Ilmuwan yang pertama kali mempelajari protozoa adalah Anthony van Leeuwenhoek.
Karakeristik Umum Protozoa, Fagositosis (memakan partikel) dan Pinositosis (meminum cairan).
• Sel terbungkus plasmalemma/membran plasma, ada yang dilengkapi ektoplasma dan endoplasma
• Dapat hidup (bebas, komensal, mutualistik, dan parasit)
• Beberapa protozoa dikelompokkan sama dengan algae atau fungi, misalnya Euglena atau slime molds
• Reproduksi aseksual dan seksual
• Sebagian besar protozoa bersifat parasit dan memiliki dua bentuk, dalam keadaan yang sesuai bentuknya adalah Tropozoit, jika dalam keadaan ekstrim berbentuk Kista (cyst)
2. ARTI PENTING PROTOZOA
Protozoa berperan sebagai mata rantai penting dalam rantai makanan untuk komunitas dalam lingkungan akuatik. Sebagai contoh dalam perairan marin, zooplankton (organisme seperti hewan) adalah protozoa yang hidup dari fitoplankton (organism seperti tumbuhan) yang fotosintetik. Pada gilirannya mereka menjadi makanan bagi organisme-organisme laut yang besar. Hal mini dapat digambarkan sebagai berikut:
Energi cahaya fitoplankton zooplankton karnivora
(produsen primer) (konsumen primer) (konsumen sekunder)
Yang termasuk penting juga dalam keseimbangan ekologis pada banyak komunitas, baik dalam lingkungan daratan basah maupun dalam lingkungan akuatik, ialah protozoa saprofitik dan protozoa pemakan bakteri. Amaereka memanfaatkan substansi yang dihasilkanserta organism-organisme yang terlibat dalam tingkat dekomposisi akhir bahan organik. Hal ini dapat digambarkan sebagai berikut
Ada beberapa protozoa yang menyebabkan penyakit pada binatang, termasuk manusia. Mereka itu berkembang biak didalam inangnya, kurang lebih sama seperti bakteri. Beberapa hanya hidup sebagai parasit obligat dan dapat menimbulkan penyakit kronis atau akut pada manusia. Beberapa penyakit yang disebabkan oleh protozoa pada manusia adalah amebiasis usus, penyakit tidur afrika, dan malaria.
Morfologi
Ukuran dan bentuk protozoa sangat beragam. Beberapa bentuk lonjong atau membola, ada yang memanjang, ada pula yang polimorfik (mempunyai berbagai bentuk morfologi pada tingkat-tingkat yang berbeda dalam daur hidupnya). Beberapa protozoa berdiameter sekecil 1µm, yang lain seperti Amoeba proteus, berukuran 600µm atau lebih. Beberapa ciliata yang umum mencapai ukuran 2.000µm atau 2mm, jadi dapat dilihat dengan mudah tanpa perbesaran. Sel protozoa yang khas terbungkus oleh membran sitoplasma. Banyak yang dilengkapi dengan laisan luar sitoplasma bagian, yaitu ektoplasma, yang dapat dibedakan dari sitoplasma bagian dalam, atau endoplasma. Kebanyakan struktur selular terdapat dalam endoplasma. Setiap sel protozoa paling tidak mempunyai satu nucleus. Akan tetapi, banyak protozoa mempunyai nucleus bahurangkap (multiple nuclei) di sebagian besar siklus hidupnya. Pada siliata terdapat satu makronukleus besar dan satu mikronukleus kecil. Makronukleus mengawasi kegiatan metabolisme dan proses pertumbuhan serta regenerasi, sedangkan mikronukleus mengendalikan kegiatan reproduksi. Pelikel adalah lapisan yang meliputi membrane sitoplasma sel. Pada beberapa spesies amoeba pelikel ini merupakan lapisan yang tipis dan tidak kompak. Pelikel siliata tebal dan acapkali mempunyai lekukan-lekukan dan struktur yang beragam. Banyak protozoa membentuk struktur kerangka yang memberikan kekakuan kepada sel-selnya. Lapisan penutup yang longgar ini yang ada di sebelah luar pelikel dinamakan cangkang atau cangkerang (shell), terdiri dari bahan organic yang diperkuat dengan zat-zat organic seperti kalsium karbonat atau silika. Adanya pelikel, dan bukannya dinding sel, sebagai penutup merupakan salah satu cirri pembeda yang utama dalam kelompok protista. Banyak protozoa dapat membentuk sista, yang untuk sementara merupakan seludang. Dengan cara ini bentuk-bentuk vegetatif, atau trofozoit, melindungi dirinya terhadap bahaya dari alam sekitarnya, misalnya kekeringan dan kehabisan makanan atau keasaman perut dalam inangnya. Tingkatan perkembangan spesies-spesies parasitik yang dipindahkan ke inang yang lain selalu diseludangi oleh sista resisten.
Reproduksi
Protozoa berkembang biak melalui berbagai proses aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual berlangsung dengan pembelahan sel atau pembagian sel. Anak-anak sel dapat berukuran sama atau tak sama. Jika ada dua sel anak, maka proses pembagiannya ialah pembelahan biner, jika terbentuk banyak anak sel maka berlangsung pembelahan bahurangkap (multiple fision). Pembelahan dapat terjadi melintang atau secara membujur sepanjang selnya. Bertunas (berkuncup), yaitu suatu bentuk reproduksi aseksual, juga umum. Reproduksi seksual terjadi pada berbagai kelompok protozoa. Konjugasi yang merupakan penyatuan fisik sementara ada dua individu dibarengi dengan pertukaran bahan nucleus, hanya dijumpai pada siliata. Beberapa protozoa mempunyai daur reproduksi yang rumit, sebagian dari padanya harus berlangsung dalam inang vertebrata sedangkan sebagian lagi harus terjadi dalam inang-inang lain. Sebagai contoh, banyak spesies tripanosoma menghabiskan sebagian daur hidupnya dalam system peredaran inang-inang vertebrata dan sebagian lagi dalam avertebrata pengisap darah, seperti misalnya serangga.
Fisiologi
Stadium vegetatif atau stadium trofik protozoa yang hidup bebas terdapat dalam semua lingkungan akuatik, pasir, tanah, dan bahan organik yang membusuk.
Bagi protozoa yang mempunyai pigmen fotosintetik (protozoa seperti ini oleh beberapa ahli biologi dianggap algae), cahaya itu perlu sekali. Tetapi galibnya protozoa itu nonfotosintetik. Beberapa protozoa memperoleh nutrien organik terlarut melalui membrane sitoplasma, sebagaimana bakteri. Protozoa yang lain adalah holozoik, artinya mereka menelan makanan sebagi partikel-partikel padat melalui rongga mulut. Makanan yang ditelan itu biasanya ialah bakteri, ganggang atau protozoa lain. Setelah ditelan makanan itu terkurung dalam vakuola dan substansi yang kompleks itu dirombak oleh enzim-enzim menjadi bentuk terlarut yang dapat diasimilasi. Bahan tertelan yang tidak terurai menjadi bentuk terlarut di dalam vakuola dapat dikeluarkan dari sel melaui pori anus atau dapat tetap ada di vakuola tadi, yang kemudian bergerak ke permukaan sel. Disitu vakuola tersebut pecah dan membuka untuk membuang kotoran itu dari dalam sel. Jikalu protozoa itu parasit, maka dapat hidup dari sel-sel inangnya dan zat alir jaringannya. Parasit itu bahkan dapat memasuki sel-sel inangnya, hidup dari sitoplasma dan nukleusnya. Akibat kegiatan ini, inang itu dapat mengalami keadaan patologis.
Kadang kala, interaksi itu dapat secara timbale balik memberi keuntungan kepada kedua organism yang berasosiasi itu. Asosiasi (hubungan) seperti emikian dinamakan mutualisme. Sebagai contoh, flagelata tertentu yang hidup dalam usus rayap dan mencernakan selulosa dalam kayu menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan rayap tersebut. Jika flagelata ini dihilangkan, maka rayapnya mati; kalau flagelatanya dibuang dari usus rayap, mereka juga mati. Jadi flagelata itu dilengkapi dengan lingkungan terlindung dan persediaan makanan. Kebanyakan protozoa merupakan aerob obligat atau anaerob fakultatif. Baru sedikit saja spesies anaerob obligat yang sudah dilaporkan.
C. KLASIFIKASI PROTOZOA
Menurut klasifikasi lama protozoa dibagi menjadi 4 kelas berdasarkan alat
geraknya:
1. Rhizopoda (Sarcodina), alat geraknya berupa pseudopoda (kaki semu).
Bergerak dengan kaki semu (pseudopodia)yang merupakan penjuluran protoplasma sel. Hidup di air tawar, air laut, tempat-tempat basah, dan sebagian ada yang hidup dalam tubuh hewan atau manusia.Jenis yang paling mudah diamati adalah Amoeba.
Ektoamoeba adalah jenis Amoeba yang hidup di luar tubuh organisme lain (hidup bebas), contohnya Ameoba proteus, Foraminifera, Arcella, Radiolaria.
Entamoeba adalah jenis Amoeba yang hidup di dalam tubuh organisme, contohnya Entamoeba histolityca, Entamoeba coli.
• Amoeba proteus
memiliki dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dan
vakuola kontraktil.
• Entamoeba histolityca
menyebabkan disentri amuba (bedakan dengan disentri basiler
yang disebabkan Shigella dysentriae)
• Entamoeba gingivalis
menyebabkan pembusukan makanan di dalam mulut
radang gusi (Gingivitis)
• Foraminifera sp.
fosilnya dapat dipergunakan sebagai petunjuk adanya minyak
bumi. Tanah yang mengandung fosil fotaminifera disebut tanah globigerina.
• Radiolaria sp.
endapan tanah yang mengandung hewan tersebut digunakan
untuk bahan penggosok.
2. Flagellata (Mastigophora), alat geraknya berupa nagel (bulu cambuk). Dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu:
• Golongan phytonagellata
- Euglena viridis (makhluk hidup peralihah antara protozoa dengan ganggang)
- Volvax globator (makhluh hidup peralihah antara
protozoa dengan ganggang)
- Noctiluca millaris (hidup di laut dan dapat mengeluarkan
cahaya bila terkena rangsangan mekanik)
• Golongan Zooflagellata, contohnya :
- Trypanosoma gambiense & Trypanosoma rhodesiense.
Menyebabkan penyakit tidur di Afrika dengan vektor (pembawa)
lalat Tsetse (Glossina sp.)
Trypanosoma gambiense vektornya Glossina palpalis tsetse
sungai
Trypanosoma rhodeslense vektornya Glossina morsitans tsetse semak
- Trypanosoma cruzl penyakit chagas
- Trypanosoma evansi penyakit surra, pada hewan ternak
(sapi).
- Leishmaniadonovani penyakit kalanzar
- Trichomonas vaginalis penyakit keputihan
3. Ciliata (Ciliophora), alat gerak berupa silia (rambut getar).
Anggota Ciliata ditandai dengan adanya silia (bulu getar) pada suatu fase hidupnya, yang digunakan sebagai alat gerak dan mencari makanan. Ukuran silia lebih pendek dari flagel
Memiliki 2 inti sel (nukleus), yaitu makronukleus (inti besar) yang mengendalikan fungsi hidup sehari-hari dengan cara mensisntesis RNA, juga penting untuk reproduksi aseksual, dan mikronukleus (inti kecil) yang dipertukarkan pada saat konjugasi untuk proses reproduksi seksual.
Ditemukan vakuola kontraktil yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan air dalam tubuhnya. Banyak ditemukan hidup di laut maupun di air tawar. Contohnya:
Paramaecium caudatum disebut binatang sandal, yang memiliki dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dan vakuola kontraktil yang berfungsi untuk mengatur kesetimbangan tekanan osmosis (osmoregulator).
Memiliki dua jenis inti Makronukleus dan Mikronukleus (inti reproduktif). Cara reproduksi, aseksual membelah diri, seksual konyugas contoh, Balantidium coli menyebabkan penyakit diare.
4. Sporozoa, adalah protozoa yang tidak memiliki alat gerak
Cara bergerak hewan ini dengan cara mengubah kedudukan tubuhnya. Pembiakan secara vegetatif (aseksual) disebut juga Skizogoni dan secara generatif (seksual) disebut Sporogoni. Pada Apicomplexa (Sporozoa), tidak memiliki alat gerak khusus, menghasilkan spora (sporozoid) sebagai cara perkembang biakannya. Sporozoid memiliki organel-organel kompleks pada salah satu ujung (apex) selnya yang dikhususkan untuk menembus sel dan jaringan inang. Hidupnya parasit pada manusia dan hewan. Contoh : Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae, Plasmodium vivax, Gregarina.
Perkembangbiakan dengan cara pembelahan-mitosis Sebagian besar Protozoa berkembang biak secara aseksual (vegetatif) dengan cara : Pembelahan mitosis (biner), yaitu pembelahan yang diawali dengan pembelahan inti dan di ikuti pembelahan sitoplasma, kemudian menghasilkan 2 sel baru.Pembelahan biner terjadi pada Amoeba. Paramaecium, Euglena. Paramaecium membelah secara membujur/ memanjang setelah terlebih dahulu melakukan konjugasi.Euglena membelah secara membujur /memanjang (longitudinal).
Spora, Perkembangbiakan aseksual pada kelas Sporozoa (Apicomplexa) dengan membentuk spora melalui proses sporulasi di dalam tubuh nyamuk Anopheles. Spora yang dihasilkan disebut sporozoid. Seksual (Generatif), Perkembangbiakan secara seksual pada Protozoa dengan cara : Konjugasi, Peleburan inti sel pada organisme yang belum jelas alat kelaminnya. Pada Paramaecium mikronukleus yang sudah dipertukarkan akan melebur dengan makronukleus, proses ini disebut singami. Peleburan gamet Sporozoa (Apicomplexa) telah dapat menghasilkan gamet jantan dan gamet
Marga yang berhubungan dengan kesehatan manusia Toxopinsma dan Plasmodium.
Jenis-jenisnya antara lain:
- Plasmodiumfalciparum malaria tropika sporulasi tiap hari
- Plasmodium vivax malaria tertiana sporulasi tiap hari ke-3
(48 jam)
- Plasmodium malariae malaria knartana sporulasi tiap hari
ke-4 (72 jam)
- Plasmodiumovale malaria ovale
Klasifikasi baru (sejak 1986) berdasarkan struktur sel di bawah elektron mikroskop :
Phylum : Sarcomastigophora : Trypanosoma
• Sub-phylum Mastigophora
• Sub-pyhlum Opalinata
• Sub-pyhlum Sarcodina
Phylum : Labyrinthomorpha : Labyrinthula
Phylum : Apicomplexa: Toxoplasma
Phylum : Myxozoa : Ceratomyxa
Phylum : Microspora : Encephalitozoon
Phylum : Ascetospora : Marteilia
Phylum : Ciliophora : Balantidium
1. Sarcomastigophora
Flagela, pseudopodia, atau keduanya
Sub-phylum Mastigophora (flagela ada pada tahap dewasa)
o Kelas Phytomastigophorea: Flagelata yang mirip tanaman, mis. Euglena, Volvox
o Kelas Zoomastigophorea: flagelata yang tidak memiliki kromoplast, misal: Trichomonas, Trypanosoma
Sub-phylum Opalinata : parasit
Sub-phylum Sarcodina : pseudopodia
o Kelas Rhizopoda :misal Amoeba, Entamoeba
o Kelas Actinopoda : misal plankton
2. Labyrinthomorpha
• Kebanyakan hidup di laut
• Jumlah tidak banyak
• Parasit pada algae
• Contoh : Labyrinthula
3. Apicomplexa
Apical complex : seperangkat organel terdapat pada daerah ujung sel)
Pada tahap dewasa tidak ada flagela atau cilia Contoh : Plasmodium, Toxoplasma
4. Myxozoa
Spora multisel, bentuk kapsul dengan satu atau lebih polar
Parasit pada ikan dan invertebrata Contoh : Ceratomyxa, Myxidium
.
5. Microspora
Parasit pada invertebrata dan vertebrata rendah
Spora berdinding tebal yang mengandung suatu bahan infeksi atau sporoplasma ang berperan dalam proses invasi. Contoh : Encephalitozoon cuniculi, Enterocytozoon bieneusi
6. Ascetospora
Parasit pada invertebrata dan sedikit vertebrata
Spora multisel, tanpa kapsul atau filamen
Seluruh spesiesnya adalah parasit Contoh : Marteilia, Haplosporidium
7. Ciliophora
• Ada cilia
• 2 jenis nukleus
• Heterotrof
• Vakuola kontraktil
• Contoh : Paramecium, Balantidium, merupakan parasit yang biasa menginfeksi babi, tikus, monyet, anjing, juga manusia
8. Parasit Helminths
• Termasuk parasit Metazoa
• Menginfeksi manusia, terutama di daerah tropis
• Terdiri dari dua Phyla : Platyhelminthes dan Nematoda
• Phylum : Platyhelminthes
Kelas Monogenea
Kelas Cestoda (contoh: Taenia)
Kelas Aspidogastrea
Kelas Digenea
• Phylum : Nematoda
Kelas Rhabditida
Kelas Strongylida
Kelas Ascaridida (contoh : Ascaris)
Kelas Oxyurida
Kelas Spirurida
Kelas Enoplida
VEKTOR
• Pada umumnya parasit protozoa maupun helminths masuk menginfeksi hewan dan manusia melalui vektor
• Umumnya vektor berupa serangga, seperti nyamuk, lalat, kutu, kumbang, ticks, dan moluska
• Infeksi (transmisi): hewan ke hewan, hewan ke manusia
Vektor adalah organisme yang tidak menyebabkan penyakit tapi menyebarkannya dengan membawa patogen dari satu inang ke yang lain. Berbagai jenis nyamuk, sebagai contoh, berperan sebagai vektor penyakit malaria yang mematikan. Pengertian tradisional dalam kedokteran ini sering disebut "vektor biologi" dalam epidemiologi dan pembicaraan umum.
Dalam terapi gen, virus dapat dianggap sebagai vektor jika telah di-rekayasa ulang dan digunakan untuk mengirimkan suatu gen ke sel targetnya. "Vektor" dalam pengertian ini berfungsi sebagai kendaraan untuk menyampaikan materi genetik seperti DNA ke suatu sel.
Minggu, 26 Desember 2010
POSTING FISIOLOGI HEWAN 3
TERMOREGULASI
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia.
Endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia. Hewan endoterm disebut juga hewan homoiterm. Karena Suhu tubuh hewan ini lebih konstan . Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi. Mekanisme Termoregulasi yaitu mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Panas yang hilang dapat berlangsung secara radiasi, konveksi, konduksi dan evaporasi. Radiasi adalah transfer energi secara elektromagnetik, tidak memerlukan medium untuk merambat dengan kecepatan cahaya. Frekuensi dan Intensitas Radiasi:
1. Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya
2. tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik
3. berjemur pada hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh
Konduksi merupakan transfer panas secara langsung antara dua materi padat yang berhubungan lansung tanpa ada transfer panas molekul. Panas menjalar dari yang suhunya tinggi kebagian yang memiliki suhu yang lebih rendah. Konveksi adalah suatu perambatan panas melalui aliran cairan atau gas. Besarnya konveksi tergantung pada luas kontak dan perbedaan suhu.
Proses Konveksi:
1. Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal.
2. Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan.
3. Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga.
Evaporasi merupakan konveksi dari zat cair menjadi uap air, besarnya laju konveksi kehilangan panas karena evaporasi (Martini, 1998).
Evaporasi:
1. Cara penting untuk melepaskan panas tubuh
2. Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (pada anjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya)
3. Jika suhu tubuh meningkat, keringat akan membasahi kulit, selanjutnya keringat akan menyerap kelebihan panas dari tubuh dan mengubahnya menjadi uap, setelah keringat mengering, suhu tubuh pun turun
Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat dari kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air.
Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontruksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Suhu Tubuh Hewan
Suhu tubuh ideal yang paling disukai yaitu Suhu Ekritik (berkisar antara 35-40oC). Kisaran toleransi termal adalah kisaran suhu yang lebih luas dan dapat diterima hewan. Titik terendah dari kisaran toleransi termal yaitu suhu kritis minimum, titik tertinggi dari kisaran toleransi termal suhu kritis maksimum. Apabila suhu berada di titik terendah (dibawah) dan tertinggi(diatas) maka tidak cocok. Suhu tubuh konstan sangat dibutuhkan karena perubahan suhu berpengaruh pada konformasi protein dan ativitas enzim apabila aktivitas enzim terganggu maka reaksi dalam sel terganggu serta perubahan suhu tubuh berpengaruh pada energi kinetik molekul zat partikel zat saling bertumbukan maka laju reaksi dalam sel terganggu. Kenaikan suhu lingkungan mengakibatkan peningkatan laju reaksi dan berpengaruh pada aktivitas metabolisme sel tubuh.
Laju aliran panas dipengaruhi oleh:
1. Luas permukaan benda yang saling bersentuhan
2. Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut
3. Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda) dari kedua benda
Hewan ektoterm terestrial pada invertebrata dan vertebrata memperoleh panas dengan cara menyerap radiasi matahari.
1. Mengubah warna permukaan tubuh (ubah penyerapan melanin, contoh: belalang rumput dan kumbang mengubah warna tubuhnya menjadi lebih gelap
2. Menghadapkan tubuh ke arah matahari, contoh: belalang Locust tegak lurus ke arah matahari
Hewan Ektoterm Terestrial pada invertebrata dan vertebrata melepaskan panas dengan cara:
1. Mengubah orientasi tubuh menjauhi sinar matahari
2. Memanjat pohon
3. Vasokonstriksi
4. Vasodilatasi
ADAPTASI HEWAN EKTOTERM TERHADAP SUHU SANGAT PANAS DAN SANGAT DINGIN
Adaptasi terhadap suhu sangat panas
1. Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan:
a. melalui kulit, bagi hewan yang berkulit lembab (cacing dan katak) atau dengan cara berkeringat (untuk hewan yang mempunyai kelenjar keringat)
b. melalui saluran pernafasan, bagi hewan yang kulitnya tebal dan kedap air (reptil dan insekta)
2. Mengubah mesin metaboliknya agar bisa bekerja pada suhu tinggi (kadal dan reptil gurun)
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
1. meningkatkan konsentrasi osmotik, titik beku cairan tubuh dapat diturunkan hingga dibawah 0oC
2. menghambat pembentukan kristal es di dalam sel, mencegah kerusakan membran.
Termoregulasi pada hewan endoterm
Suhu tubuh terlalu tinggi dilepaskan dengan cara:
a. Vasodilatasi daerah perifer tubuh
b. Berkeringat dan terengah-engah
c. Menurunkan laju metabolisme (misal: menekan sekresi tiroksin)
d. Respons perilaku (misal: berendam di air)
Suhu tubuh terlalu rendah, cara untuk mempertahankan atau meningkatkan produksi panas:
a. Vasokonstriksi
b. Menegakkan rambut (merinding)
c. Menggigil (shivering)
d. Meningkatkan laju metabolisme (dengan meningkatkan sekresi tiroksin)
e. Respons perilaku (menghangatkan diri)
Mekanisme produksi panas pada hewan endoterm
Pertama, meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka (kontraksi otot), terjadi secara sadar dengan cara menggerakkan anggota tubuh dan tanpa sadar dengan cara menggigil (gerakan yang tidak teratur dan tidak mempunyai tujuan pergerakan tertentu, misalnya saat dingin).
Kedua
A. Memetabolisme jaringan lemak cokelat:
jaringan lemak coklet berbeda dengan jaringan lemak putih
jaringan lemak coklet dibungkus oleh selaput yang dipersarafi dengan baik oleh sistem saraf simpatis
jika dirangsang, lemak akan dimetabolisme dalam mitokondria sel lemak, dan panas akan dihasilkan
membutuhkan banyak oksigen sehingga hewan harus meningkatkan pasokan oksigen
B. Meningkatkan sekresi hormon tiroid (T3 dan T4), hormon yang dapat meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel
C. Menyerap radiasi panas matahari
D. Menegakkan rambut/bulu sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil
E. Mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah)
F. Memberikan berbagai tanggapan perilaku
Adaptasi hewan endoterm terhadap suhu sangat panas dan sangat dingin
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
Pertama, Masuk ke dalam kondisi heterotermi, yaitu mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh, contoh: burung dan mamalia kutub yang mempunyai suhu pada pusat tubuh sebesar 38oC, namun suhu kakinya hanya sekitar 3oC, secara fisiologis, kaki tetap berfungsi normal (telah beradaptasi pada tingkat sel dan tingkat molekul)
Kedua, Hibernasi atau torpor, yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan adanya penurunan laju metabolisme, laju denyut jantung, laju respirasi, dan sebagainya. Periode hibernasi, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu, bahkan beberapa bulan. Berakhirnya hibernasi dicapai dengan kebangkitan spontan melalui peningkatan laju metabolisme dan suhu tubuh secara cepat, yang akan segera mengembalikannya ke keadaan nomal.
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
Pertama, Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah.
Kedua, Melakukan gular fluttering, yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus-menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur. Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun.
Ketiga Hipertermik mengurangi pelepasan air dari tubuh, yang seharusnya digunakan untuk mendinginkan tubuh melalui penguapan (untuk sementara). Hipertermik menimbulkan masalah karena organ tertentu dalam tubuh (misalnya otak) kurang mampu mentoleransi kenaikan suhu yang terlalu besar. Pendinginan dilakukan dengan cara kerja mirip heat exchanger, lokasinya terletak pada rongga hidung.
Pengendalian Suhu Tubuh Hewan Endoterm
Komponen penyelenggara pengendalian suhu tubuh, reseptor (Termoreseptor) yaitu reseptor panas aktif bila suhu tubuh meningkat dan reseptor dingin aktif bila suhu tubuh menurun. Komparator (kordinator) yaitu pusat control. Efektor mekanisme perbaikan.
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia.
Endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia. Hewan endoterm disebut juga hewan homoiterm. Karena Suhu tubuh hewan ini lebih konstan . Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi. Mekanisme Termoregulasi yaitu mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Panas yang hilang dapat berlangsung secara radiasi, konveksi, konduksi dan evaporasi. Radiasi adalah transfer energi secara elektromagnetik, tidak memerlukan medium untuk merambat dengan kecepatan cahaya. Frekuensi dan Intensitas Radiasi:
1. Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya
2. tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik
3. berjemur pada hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh
Konduksi merupakan transfer panas secara langsung antara dua materi padat yang berhubungan lansung tanpa ada transfer panas molekul. Panas menjalar dari yang suhunya tinggi kebagian yang memiliki suhu yang lebih rendah. Konveksi adalah suatu perambatan panas melalui aliran cairan atau gas. Besarnya konveksi tergantung pada luas kontak dan perbedaan suhu.
Proses Konveksi:
1. Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal.
2. Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan.
3. Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga.
Evaporasi merupakan konveksi dari zat cair menjadi uap air, besarnya laju konveksi kehilangan panas karena evaporasi (Martini, 1998).
Evaporasi:
1. Cara penting untuk melepaskan panas tubuh
2. Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (pada anjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya)
3. Jika suhu tubuh meningkat, keringat akan membasahi kulit, selanjutnya keringat akan menyerap kelebihan panas dari tubuh dan mengubahnya menjadi uap, setelah keringat mengering, suhu tubuh pun turun
Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat dari kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air.
Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontruksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Suhu Tubuh Hewan
Suhu tubuh ideal yang paling disukai yaitu Suhu Ekritik (berkisar antara 35-40oC). Kisaran toleransi termal adalah kisaran suhu yang lebih luas dan dapat diterima hewan. Titik terendah dari kisaran toleransi termal yaitu suhu kritis minimum, titik tertinggi dari kisaran toleransi termal suhu kritis maksimum. Apabila suhu berada di titik terendah (dibawah) dan tertinggi(diatas) maka tidak cocok. Suhu tubuh konstan sangat dibutuhkan karena perubahan suhu berpengaruh pada konformasi protein dan ativitas enzim apabila aktivitas enzim terganggu maka reaksi dalam sel terganggu serta perubahan suhu tubuh berpengaruh pada energi kinetik molekul zat partikel zat saling bertumbukan maka laju reaksi dalam sel terganggu. Kenaikan suhu lingkungan mengakibatkan peningkatan laju reaksi dan berpengaruh pada aktivitas metabolisme sel tubuh.
Laju aliran panas dipengaruhi oleh:
1. Luas permukaan benda yang saling bersentuhan
2. Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut
3. Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda) dari kedua benda
Hewan ektoterm terestrial pada invertebrata dan vertebrata memperoleh panas dengan cara menyerap radiasi matahari.
1. Mengubah warna permukaan tubuh (ubah penyerapan melanin, contoh: belalang rumput dan kumbang mengubah warna tubuhnya menjadi lebih gelap
2. Menghadapkan tubuh ke arah matahari, contoh: belalang Locust tegak lurus ke arah matahari
Hewan Ektoterm Terestrial pada invertebrata dan vertebrata melepaskan panas dengan cara:
1. Mengubah orientasi tubuh menjauhi sinar matahari
2. Memanjat pohon
3. Vasokonstriksi
4. Vasodilatasi
ADAPTASI HEWAN EKTOTERM TERHADAP SUHU SANGAT PANAS DAN SANGAT DINGIN
Adaptasi terhadap suhu sangat panas
1. Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan:
a. melalui kulit, bagi hewan yang berkulit lembab (cacing dan katak) atau dengan cara berkeringat (untuk hewan yang mempunyai kelenjar keringat)
b. melalui saluran pernafasan, bagi hewan yang kulitnya tebal dan kedap air (reptil dan insekta)
2. Mengubah mesin metaboliknya agar bisa bekerja pada suhu tinggi (kadal dan reptil gurun)
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
1. meningkatkan konsentrasi osmotik, titik beku cairan tubuh dapat diturunkan hingga dibawah 0oC
2. menghambat pembentukan kristal es di dalam sel, mencegah kerusakan membran.
Termoregulasi pada hewan endoterm
Suhu tubuh terlalu tinggi dilepaskan dengan cara:
a. Vasodilatasi daerah perifer tubuh
b. Berkeringat dan terengah-engah
c. Menurunkan laju metabolisme (misal: menekan sekresi tiroksin)
d. Respons perilaku (misal: berendam di air)
Suhu tubuh terlalu rendah, cara untuk mempertahankan atau meningkatkan produksi panas:
a. Vasokonstriksi
b. Menegakkan rambut (merinding)
c. Menggigil (shivering)
d. Meningkatkan laju metabolisme (dengan meningkatkan sekresi tiroksin)
e. Respons perilaku (menghangatkan diri)
Mekanisme produksi panas pada hewan endoterm
Pertama, meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka (kontraksi otot), terjadi secara sadar dengan cara menggerakkan anggota tubuh dan tanpa sadar dengan cara menggigil (gerakan yang tidak teratur dan tidak mempunyai tujuan pergerakan tertentu, misalnya saat dingin).
Kedua
A. Memetabolisme jaringan lemak cokelat:
jaringan lemak coklet berbeda dengan jaringan lemak putih
jaringan lemak coklet dibungkus oleh selaput yang dipersarafi dengan baik oleh sistem saraf simpatis
jika dirangsang, lemak akan dimetabolisme dalam mitokondria sel lemak, dan panas akan dihasilkan
membutuhkan banyak oksigen sehingga hewan harus meningkatkan pasokan oksigen
B. Meningkatkan sekresi hormon tiroid (T3 dan T4), hormon yang dapat meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel
C. Menyerap radiasi panas matahari
D. Menegakkan rambut/bulu sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil
E. Mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah)
F. Memberikan berbagai tanggapan perilaku
Adaptasi hewan endoterm terhadap suhu sangat panas dan sangat dingin
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
Pertama, Masuk ke dalam kondisi heterotermi, yaitu mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh, contoh: burung dan mamalia kutub yang mempunyai suhu pada pusat tubuh sebesar 38oC, namun suhu kakinya hanya sekitar 3oC, secara fisiologis, kaki tetap berfungsi normal (telah beradaptasi pada tingkat sel dan tingkat molekul)
Kedua, Hibernasi atau torpor, yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan adanya penurunan laju metabolisme, laju denyut jantung, laju respirasi, dan sebagainya. Periode hibernasi, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu, bahkan beberapa bulan. Berakhirnya hibernasi dicapai dengan kebangkitan spontan melalui peningkatan laju metabolisme dan suhu tubuh secara cepat, yang akan segera mengembalikannya ke keadaan nomal.
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
Pertama, Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah.
Kedua, Melakukan gular fluttering, yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus-menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur. Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun.
Ketiga Hipertermik mengurangi pelepasan air dari tubuh, yang seharusnya digunakan untuk mendinginkan tubuh melalui penguapan (untuk sementara). Hipertermik menimbulkan masalah karena organ tertentu dalam tubuh (misalnya otak) kurang mampu mentoleransi kenaikan suhu yang terlalu besar. Pendinginan dilakukan dengan cara kerja mirip heat exchanger, lokasinya terletak pada rongga hidung.
Pengendalian Suhu Tubuh Hewan Endoterm
Komponen penyelenggara pengendalian suhu tubuh, reseptor (Termoreseptor) yaitu reseptor panas aktif bila suhu tubuh meningkat dan reseptor dingin aktif bila suhu tubuh menurun. Komparator (kordinator) yaitu pusat control. Efektor mekanisme perbaikan.
Langganan:
Postingan (Atom)