SISTEM PERNAPASAN PADA VERTREBRATA

Struktur dan Fungsi Sistem Pernapasan Pada Vertebrata
Pernapasan pada vertebrata menggunakan alat yang berbeda-beda.Vertebrata darat menggunakan paru-paru,sedangkan vertebrata airmenggunakan insang.Kelompok hewan tertentu menggunakan alat pernapasan tambahan,seperti gelembung renangdan kulit.Pada hewan,pernapasan (respirasi) berlangsung karena peranan berbagai organ dalam sistem pernapasan,seperti kulit,insang(branchia),paru-paru(pulmo)atau trakea.Pada dasarnya,struktur ini berbeda bentuknya,akan tetapi sama fungsinya.Masing-masing bentuk alat respirasi ini mempunyai suatu membran permeabel yang lembab atau basah,yang dilewati oleh molekul oksigen maupun karbondioksida dengan cara difusi

Hewan dapat memperoleh oksigen melalui salah satu dari lima macam mekanisme pokok berikut ini:
1. Difusi sederhana (difusi seluler) dari luar air atau udara melalui permukaan tubuhnya yang lembab atau basah,misalnya pada amoeba.
2. Difusi (difusi epidermal) dari udara atau air melalui jaringan tubuhnya yang tipis kedalam pembuluh darah,misalnya pada lumbricus.
3. Dari udara (melalui spirakulum) atau dari air (melalui insang trakea) ke dalam suatu sistem saluran udara(trakea) ke dalam jaringa tubuh,misalnya pada insekta.
4. Dari udara melalui permukaan insang(branchia) ke dalam pembuluh darah.misalnya pada ikan dan amphibia.
5. Dari udara melalui permukaan paru-paru(pulmo) yang lembab atau basah ke dalam pembuluh darah,misalnya pada vertebrata terestrial.

Alat pernapasan vertebrata diantaranya,yaitu:
1.Insang
Insang (Branchia)merupaka alat pernapasan yang terdapat pada vertebrata akuatik murni(kelompok fisces dan larva amphibia).Insang ini ada 2 macam,yaitu:insang externa dan insang interna,Insang externa umumnya bersifat sementara dan nantinya akan menghilang untuk di ganti paru-paru(pada amphibia),atau di ganti insang interna(pada petromyzon,polypterus,dan beberapa teleostei).Struktur insang luar ini,seperti filamen atau bulu dan bercabang-cabang seperti pohon,berjumlah sepasang dan umumnya terletak di kanan-kiri pangkal kepala.Pada katak insang externa ini akan m enghilang pada saat metamorfosis.Pda saat yang bersamaan paru-paru dikembangkan secara sempurna untuk segera dapat di fungsikan.Pada saat metamorfosis kulit berperanan sekali dalam membantu pernapasa.Oleh karena itu,kulit katak banyak mengandung kapiler-kapiler darah dan kelekjar musoca untuk membasahi permukaan kulit insang dalam,lazim di sebut insang saja terletak di dalam tubuh di daerah pangkal kepala dekat jantung.Insang pada ikan umumnya berjumlah sepasang,masing-masing terdiri atas 5 lembar lamella branchialis
Seperti telah disebutkan di muka setiap lamella terdiri atas arcus visceronlis(branchialis)yang kedua sisinya berceret filamen branchia,dan keduanya disebut holobranchia.Arcus branchialis tersusun dari bahan tulang oleh karenanya berfungsi sebagai penyokong insang.Beberapa ikan jenis tertentu pada insangnya terbentuk bangunan yang merupakan modifikasi orcus branchialis dan di sebut labirin(misalnya pada ikan lele)labirin ini berbentuk seperti pohon dan banyak mengandung pembuluh darah.Ikan bertulang rawan,chondrichtyes(misalnya;ikan hiu,ikan pori) mempunyai septum branchiale(yaitu sekat antara 2 hemibranchia)yang sangat pajang hingga melebihi panjang hemibranchia.
2. Paru-paru (Pulmo)
Pulmo Vertebrata pertama kali berkembang pada Amphibia dewasa dan srtukturnya masih sangat sederhana,yaitu berupa kantong tipis dengan sedikit lipatan-lipatan pada dinding dalamnya,tidak ada saluran paru-paru (trakea) seperti halnya Vertebrata yang lebih tinggi sebab hewan ini belum mempunyai leher yang nyata sehingga pulmo terletak dekat engan dunia luar.Pulmo dengan luar tubuh berhubungan melalui celah yang di sebut rima glottidis,merupakan bagian dari laring dan terletak di dalam rongga mulut dekat faring.Kesederhanaan srtuktur pulmo inilah yang menyebabkan katak masih menggunakan kulit sebagai alat bantu respirasi.
Pada reptilia,keadaan sudah lebih naju yaitu dengan terbentuknya sekat-sekat pemisah yang tumbuh sebagai lipatan-lipatan pada dinding dalam yang di maksudkan untuk memperluas permukaan respirasi.Pada ular pulmo kiri lebih kecil dari pada pulmo kanan dan bahkan kadang –kadang tidak ada sama sekali.Hal ini barang kali di sesuaikan dengan bentuk tubuh ular yang sempit memanjang.
Pada Aves,pulmo relatif kecil penuh pembuluh darah dan melekat pada costa dan vertebra thoracalis sehingga hanya mampu mengembang sedikit.Srtuktur alat pernapasan burung berbeda dengan Vertebrata lainya karena burung adalah kelompok vertebrata yang mampu terbang.Untuk keperluan fungsi terbang ini bronchus dimodifikasi sedemikian rupa sehingga terbentuk kantong-kantong udara atau succus pneumaticus.Mula-mula bronchus primer memasuki permukaan ventral pulmo menjadi mesobronchus.Dari mesobronchus terbentuk sejumlah bronchi sekunder yang tidak mengandung cincin-cincin cartilago lagi.Percabangan bronchus sekunder membentuk parabronchi dan masing-masing parabronchi membentuk kapiler-kapiler udara yang saling beranyaman.Dinding kapiler udara mengandung banyak pembuluh darah dan bagian inilah yang merupakan membrana respiratorik.Mesobronchus dan bronchus sekunder setelsh melalui pulmo akan meluas membentuk kantong-kantong udara atau saccus pneumaticus dan terletak di antara alat-alat viscera.Dengan menambah atau mengurangi atau mengurangi volume udara dalam kantong-kantong udara maka burung dapat mengatur tinggi rendahnya terbangnya.
Pada Mamalia,pulmo lebih kompleks terdiri atas beberapa lobi.Bronchus memasuki pulmo,kemudian bercabang-cabang menjadi saluran-saluran yang lebih kecil manuju ke rongga yang di sebut kantong udara.Pada dinding kantong udara ini terbentuk rongga-rongga yang berbentuk mangkok berdinding tipis di sebut alveoli yang selalu basah dan kaya pembuluh darah,di sinilah terjadi pertukaran gas O2 dan CO2..Pada mamalia akuatik(misal ikan paus,ikan lumba-lumba)alat respirasinya tetap menggunakan pulmo,namun di sini trakeanya bersekat-sekat untuk mencegah kemungkinan masuknya air ke dalam paru-paru.Biasanya sewaktu menarik napas,air ikut mengalir masuk tetapi akan terhenti sampai sekat pertama yang kemudian air tersebut akan di semprotkan ke luar lagi.Kadar O2 Dalam air memang lebih kecil dari pada di udara.Untuk menambah kebutuhan oksigen mamalia akuatik ini menyimpan oksigen di otot dalam bentuk ikatan mioglobin.Mioglobin ini akan membebaskan oksigennya bila lingkungan kekurangan oksigen,misalnya bila menyelam jauh dari permukaan air.Mamalia akuatik yang masih muda biasanya berada dekat permukaan air supaya lebih mudah memperoleh oksigen dari udara dan di samping itu kandungan mioglobin dalam otot masih sedikit.

SISTEM PEREDARAN DARAH PADA HEWAN

Ikan (Pisces)

Jantung ikan terdiri atas dua ruangan, yaitu sebuah serambi atau atrium dan sebuah bilik atau ventrikel. Untuk menjaga agar aliran darah tetap searah, antara serambi dan bilik terdapat katup jantung.

 

Sistem sirkulasi pada ikan: peredaran darah tunggal.

Bila bilik jantung berkontraksi, darah akan terpompa ke luar menuju ke insang. Di dalam kapiler insang CO₂ dibebaskan ke dalam air, sedangkan oksigen dari air berdifusi ke dalam darah insang, sehingga darah yang meninggalkan insang banyak mengandung oksigen. Dari insang darah mengalir melalui vena sambil mengedarkan oksigen dan sari makanan ke seluruh tubuh dan selanjutnya menuju ke atrium jantung, lalu mengalir ke bilik.

Peredarah darah ikan hanya sekali melewati jantung. Peredaran darah yang demikian disebut peredaran darah tunggal.

Katak (Amphibi)

Sel-sel darah katak terdiri atas sel-sel darah merah (eritrosit) dan sel-sel darah putih (leukosit). Eritrositnya berinti, berbentuk bulat panjang, pipih dan mengandung hemoglobin. Leukositnya tidak berwarna, berinti dan dapat bergerak bebas secara ameboid.

Jantung katak mempunyai tiga ruangan, yakni satu ventrikel atau bilik, dua serambi atau atrium kiri dan kanan yang berdinding tipis. Di antara serambi dan bilik terdapat katup jantung. Di samping itu terdapat kantong berdinding tipis tempat bermuaranya vena yang mengangkut darah yang kaya CO₂ dari berbagai organ tubuh selain paru-paru dan kulit, disebut sinus venosus. Darah yang masuk ke sinus venosus ini kaya akan CO₂. Darah dari sinus venosus akan masuk ke atrium kanan.

 

Sistem sirkulasi pada katak. Perhatikan ventrikelnya hanya satu.

Darah dari ventrikel keluar melalui batang nadi atau trunkus arteriosus. Batang nadi ini selanjutnya bercabang-cabang menjadi dua. Yang satu mengalirkan darah ke seluruh tubuh, sedang yang lain mengalirkan darah menuju ke kepala (arteri karotis) serta ke kulit dan paru-paru (arteri pulmokutanea). Di dalam kapiler paru-paru dan kulit darah akan membebaskan CO₂ dan mengikat oksigen, selanjutnya mengalir melalui vena pulmo kutanea kembali ke atrium kiri. Darah yang melalui pembuluh vena ini kaya akan oksigen.

Darah yang berasal dari seluruh tubuh membawa sisa metabolisme dan CO₂ kembali ke jantung melalui vena cava yang bermuara pada sinus venosus, dan akhirnya darah mengalir masuk ke atrium kanan. Darah yang berasal dari atrium kiri dan kanan akan dipompa masuk ke dalam ventrikel, akibatnya terjadi percampuran antara darah kotor dan darah bersih.

Pada katak terdapat hga macam sistem vena, yaitu:

1.  sistem vena kava, yang terdiri dari vena kava yang berasal dari tungkai depan dan kepala,serta vena kava yang berasal dari alattubuh bagian belakang

2.  sistem vena pulmo kutanea, yakni vena yang mengangkutdarah dariparu-paru dan kulit

3.  sistem vena porta, yakni vena yang merngalirkan darah dari organ tubuh sebelum kembali ke jantung mampir terlebih dahulu ke organ lain. Pada katak ada dua macam vena porta:

• vena porta hepatica: vena yang mampir ke hati
• vena porta renalis: vena yang mampir ke ginjal

Di samping peredaran darah, pada katak juga terdapat peredaran getah bening atau peredaran limfe yang merupakan sistem peredaran terbuka. Peredaran ini berperan penting dalam pengambilan cairan tubuh dari dalam darah.

Reptilia

Reptilia mempunyai jantung yang terdiri atas 4 ruangan, yakni dua serambi dan dua bilik. Antara serambi kanan dan kiri serta bilik kanan dan kiri telah bersekat, tetapi belum sempurna, sehingga darah yang kaya O₂ dalam bilik kiri dan darah yang kaya CO₂ dalam bilik kanan dapat bercampur. Pada buaya, sekat antar bilik mempunyai lubang kecil yang dikenal sebagai foramen panizzae. 

 

Jantung Reptile. Perhatikan foramen pannizae-nya.

Darah bersih dipompa dari bilik kiri melalui aorta ke seluruh tubuh untuk mengedarkan nutrisi dan oksigen. Dari jaringan tubuh, darah yang mengandung CO₂  dan sisa metabolisme kembali ke serambi kanan dan masuk ke ventrikel kanan untuk selanjutnya dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis. Di paru-paru CO₂ dibuang dan oksigen diikat oleh darah. Darah bersih ini kemudian kembali ke serambi kiri melalui vena pulmonalis, lalu mengalir ke bilik kiri dan siklus yang sama terulang.

Burung (Aves) dan Mamalia

Jantung burung dan mamalia sama. Mempunyai 4 ruangan, yaitu dua serambi kanan dan kiri, serta dua bilik kanan dan kiri. Antar serambi dan antar bilik telah dipisahkan oleh sekat yang sempurna.

 Jantung aves dan mamalia

Sistem Peredaran Darah pada Vertebrata

       Berdasarkan jenis cairan yang diedarkan, sistem peredaran darah pada vertebrata dibedakan menjadi dua macam, yakni sistem peredaran darah dan sistem limfatik (peredaran getah bening). Berdasarkan cara peredarannya, sistem sirkulasi pada vertebrata ada 2 macam/ yaitu: sistem peredaran darah terbuka pada limfa, dan sistem peredaran darah tertutup pada darah.
      Sistem peredaran darah pada vertebrata berbeda dengan sistem peredaran darah pada invertebrata dalam hal ada tidaknya pusat koordinasi peredaran. pada invertebrata dijumpai suatu pusat koordinasi peredaran.
     Sistem peredaran darah vertebrata terdiri dari jantung, arteri, vena, kapiler, dan darah. Jantung adalah pusat peredaran. Jantung yang tersusun oleh otot vang kuat memiliki kontraksi vang ritmik (teratur); biasa kita sebut detak atau denyut. Dengan kekuatan kontraksinya, jantung mampu mendorong darah meninggalkan jantung.  Arteri dan vena dapat dijumpai pada hewan vertebrata.
    Pembuluh darah yang meninggalkan jantung disebut arteri (nadi). Selanjutnya, arteri bercabang-cabang di seluruh bagian tubuh menjadi arteri yang halus dan disebut kapiler.
    Darah dari seluruh tubuh akan kembali melalui venula (pembuluh balik kapiler) kemudian menuju ke vena (pembuluh balik yang lebih besar) dan akhirnya kembali ke jantung.
    Plasma darah vertebrata tak berwarna dan mengandung sel darah merah (eritrosit). Pada umumnya eritrosit vertebrata berbentuk oval .dan berinti. Akan tetapi, eritrosit pada mamalia berbentuk bikonkaf dan tidak berinti. Sel darah putih (leukosit) ada beberapa macam dan masing-masing mempunyai tugas khusus.
    Selain itu, terdapat juga keping-keping darah (trombosit). Eritrosit berwarna merah karena adanya hemoglobin yang berperan dalam pengikat O2,pada sistem pernapasan. Plasma darah berberfungsi membawa sari-sari makanan, sampah metabolisme, hasil proses sekresi, dan beberapa gas.
    Pada hewan vertebrata, vena yang membawa darah meninggalkan lambung dan usus disebut vena porta karena membawa darah ke susunan kapiler yang lain. Bila kapiler yang dituju adalah kapiler dalam hati (hepar) maka vena ini disebut vena porta hepatika. Pada umumnya vertebrata tingkat rendah memiliki vena portal renalis (ginjal).
Sistem peredaran getah bening (sistem limfatik) berperan dalam pertahanan tubuh dan pengembalian plasma dari jaringan - jaringan.