TERMOREGULASI
( Disusun Disusun guna memenuhi memenuhi tugas Mata Kuliah Fisiologi Hewan) Hewan )
Oleh Kelompok 1 : 1. Hesti C. Tias
(140210103053) (140210103053)
2. Dzikry Maghfirah
(140210103005) (140210103005)
3. Ayu Widiarti
(1402101030) (1402101030)
4. Rifka S. Marwa
(140210103008) (140210103008)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER 2016
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan izin dan kekuatan kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul “Termoregulasi ” tepat pada waktunya. Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisiologi Hewan. Kami menyadari bahwa makalah makalah ini masih banyak kekurangan dan kelemahannya, baik dalam isi maupun sistematikanya. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dan wawasan kami. Oleh sebab itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakan laporan ini. Akhirnya, kami mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan manfaat, khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.
Jember, 13 September 2016
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .............................................................................................................................ii DAFTAR ISI ...........................................................................................................................................iii BAB 1.......................................................................................................................................................1 PENDAHULUAN ....................................................................................................................................1 1.1
Latar Belakang .........................................................................................................................1
1.2
Rumusan Masalah ....................................................................................................................1
1.3
Tujuan ......................................................................................................................................2
BAB II ......................................................................................................................................................3 PEMBAHASAN ......................................................................................................................................3 2.1
DEFINISI TERMOREGULASI ..............................................................................................3
2.2
PENGARUH TERMOREGULASI PADA HEWAN. .............................................................3
2.3
KLASIFIKASIKAN
HEWAN
BERDASARKAN
KEMAMPUANNYA
UNTUK
MEMPERTAHANKAN SUHU TUBUH YANG DI MILIKINYA ....................................................8 BAB III.................................................................................................................................................. 19 PENUTUP ............................................................................................................................................. 19 3.1
Kesimpulan ........................................................................................................................... 1 9
3.2
Saran ...................................................................................................................................... 19
iii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam tubuh organisme (tingkat individu) pasti ada mekanisme regulasi untuk mencapai keadaan yang homeostatic. Regulasi merupakan suatu proses untuk mencapai keadaan yang stabil. Regulasi dilakukan dalam banyak bentuk, misalnya regulasi untuk mempertahankan cairan tubuh, osmolaritas tubuh, keasaman, suhu, kadar lemak, gula dan protein darah. Homeostatik pada dasarnya merupakan suatu upaya mempertahankan atau menciptakan kondisi yang stabil dinamis (steady state) yang menjamin optimalisasi berbagai proses fisiologis dalam tubuh. Untuk mencapai keadaan tersebut, tubuh melakukan berbagai aktivitas regulasi, sebagai mekanisme untuk mencapai homeostatis yang diharapkan. Regulasi dan homeostatis juga terjadi di tingkat populasi dan komunitas dalam suatu ekosistem. Beberapa hewan dapat bertahan hidup menghadapi fluktuasi lingkungan eksternal yang lebih ekstrem dibandingkan dengan keadaan yang dapat ditolerir oleh setiap individu selnya. Metabolisme sangat sensitif terhadap perubahan suhu lingkungan internal hewan. Termoregulasi membantu menjaga suhu tubuh di dalam kisaran optimal tersebut, sehingga sel sel dapat berfungsi secara efektif meskipun suhu eksternal berfluktuasi. Berbicara mengenai termo (panas), suhu menjadi salah satu factor yang mempengaruhi hewan itu sendiri. Berdasarkan pengaruh suhu lingkungan, hewan dibagi menjadi 3 golongan yaitu poikilotermik “berdarah dingin” diantaranya bangsa ikan, reptil, amphibi dan serangga , homoiotermik “berdarah panas” diantaranya bangsa aves dan mamalia sedangkan heterotermik misalnya insekta tertentu (Soewolo. 2000). Dan heterotermik “pada saat tertentu bersifat poikilotermik dan pada saat lain bersifat homoiotermik”.
1.2 Rumusan Masalah
Apa yang dimaksud dengan termoregulasi?
Bagaimanakah pengaruh termoregulasi pada hewan?
Ada
berapakah
klasifikasi
hewan
berdasarkan
kemampuannya
untuk
mempertahankan suhu tubuh?
1
1.3 Tujuan
Untuk mengetahui pengertian termoregulasi
Untuk mengetahui bagaimana pengaruh termoregulasi pada hewan
Untuk mengetahui penggolongan atau pengklasifikasian hewan berdasarkan kemampuannya untuk mempertahankan suhu tubuh
2
BAB II PEMBAHASAN
2.1
DEFINISI TERMOREGULASI
Termoregulasi adalah pemeliharaan suhu tubuh didalam suhu kisaran yang membuat sel-sel mampu berfungsi secara efisien. Sebagian besar hewan dapat bertahan hidup menghadapi fruktuasi lingkungan ekstenal yang lebih ekstrim dibandingkan dengan keadaan yang sangat ditolerir oleh setiap individu selnya.Meskipun spesies hewan yang berbeda telah diadaptasikan terhadap kisaran suhu yang berbeda-beda, setiap hewan mempunyai kisaran suhu yang optimum.Didalam kisaran tersebut banyak hewan dapat mempertahankan suhu internal yang konstan meskipun suhu eksternalnya berfruktuasi (Campbell, 2004). Menurut Soewolo (2000) suhu merupakan salah satu faktor pembatas penyebaran hewan, dan selanjutnya menentukan aktivitas hewan. Rentangan suhu lingkungan di bumi jauh lebih besar di bandingkan dengan rentangan penyebaran aktivitas hidup. Suhu udara di bumi terentang dari -70 ° - +85° . Secara umum aktivitas kehidupan terjadi antara rentangan sekitar 0° -40° . Kebanyakan hewan dalam rentangan sempit. Berdasarkan pengaruh suhu terhadap lingkungan hewan dibagi menjadi 3 golongan yaitu poikilotermik ‘’berdarah dingin’’, homoiotermik ‘’berdarah panas’’ dan heterotermik “pada saat tertentu bersifat poikilotermik dan pada saat lain bersifat homoiotermik’’ , yang termasuk golongan hewan poikilotermik adalah bangsa ikan, reptil, amphibi dan serangga.Golongan hewan homoiotermik adalah bangsa aves dan mamalia sedangkan heterotermik misalnya insekta tertentu. 2.2
PENGARUH TERMOREGULASI PADA HEWAN
Pengaruh termoregulasi sangatlah banyak bagi hewan, suhu sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup. Suhu tubuh yang konstan (tidak banyak berubah) sangat dibutuhkan oleh hewan, karena reaksi enzimatis, Peningkatan suhu dapat meningkatkan laju reaksi metabolisme (perubahan suhu berpengaruh terhadap energi kinetik molekul zat), Aktivitas metabolisme bergantung pada kemampuan untuk mempertahankan suhu 3
yang sesuai pada tubuhnya. Suhu sel yang mengalami metabolisme akan lebih tinggi dari pada suhu mediumnya, karena oksidasi dan glikolisis membebaskan panas. Suhu tubuh hewan tergantung pada keseimbangan antara cara yang cenderung menambah panas dan cara yang cenderung mengurangi panas (Soewolo. 2000). Metabolisme sangat sensitif terhadap perubahan suhu lingkungan internal seekor hewan. Sebagai contoh, laju respirasi seluler meningkat seiring peningkatan suhu sampai titik tertentu dan kemudian menurun ketika suhu itu sudah cukup tinggi sehingga mulai mendenaturasi enzim. Sifat-sifat membran juga berubah dengan perubahan suhu. Seekor hewan endotermik memanaskan tubuhnya terutama dengan cara menyerap panas dari sekelilingnya. Jumlah panas ini diperoleh dari metabolismenya sendiri umumnya dapat diabaikan, sebaliknya seekor hewan endotermik mendapatkan sebagian besar atau semua panas tubuhnya dari metabolisme tubuhnya sendiri (Campbell,2004). Hal ini juga sesuai dengan Hukum Toleransi Shelford yang berbunyi ” bahwa setiap organisme mempunyai suatu minimum dan maksimum ekologis, yang merupakan batas bawah dan batas atas dari kisaran toleransi organism itu terhadap kondisi faktor lingkungannya”. Apabila organisme terdedah pada suatu kondisi faktor lingkungan yang mendekati batas kisaran toleransinya, maka organisme akan mengalami keadaan kecaman stress fisiologis. Dengan perkataan lain organisme berada dalam kondisi kritis berupa hipotermia suhu rendah, sedang pada suhu ekstrim tinggi akan mengakibatkan gejala hipertermia. Apabila kondisi lingkungan suhu yang mendekati batas-batas kisaran toleransi hewan itu berlangsung lama dan tidak segera berubah menjadi baik, maka hewan itu akan mati (Dharmawan, 2005). Pengaruh suhu pada lingkungan, hewan dibagi menjadi dua golongan,yaitu poikiloterm dan homoiterm. Poikiloterm suhu tubuhnya dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini juga disebut hewan berdarah dingin. Dan hewan homoiterm sering disebut hewan berdarah panas (Duke’s, 1985). Hewan berdarah panas adalah hewan yang dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi, berkeringat yang menyejukkan badan. Melalui evaporasi berfungsi menjaga suhu tubuh agar tetap
konstan. Contoh
hewan berdarah panas adalah bangsa burung dan mamalia, hewan yang berdarah dingin
4
adalah hewan yang suhu tubuhnya kira-kira sama dengan suhu lingkungan sekitarnya (Guyton, 1987). Hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Interaksi panas hewan dengan lingkungan menguntungkan untuk mengatur suhu tubuh meningkatkan/menurunkan pelepasan panas dari tubuh dan memperoleh panas melalui : 1. Konduksi Perpindahan atau pergerakan panas antara dua benda yang saling bersentuhan. Panas mengalir dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhulebih rendah. Dipengaruhi oleh: a. Luas permukaan benda yang saling bersentuhan. b. Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut. Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yangdimiliki suatu benda) dari kedua benda.Mamalia dan Aves:
Konduktivitasnya rendah.
Penahan panas yang baik ialah rambut dan bulu.
Hanya akan melepaskan sejumlah kecil panas dari tubuhnya ke benda lain yang bersentuhan dengannya.
2. Konveksi Perpindahan panas antara dua benda yang terjadi melalui zat alir (fluida)yang bergerak.Proses Konveksi: a. Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal. b. Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida disekeliling tubuh ditingkatkan. c. Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga. 3. Radiasi Perpindahan panas antara dua benda yang tidak saling bersentuhan misalnya pada proses perpindahan panas dari matahari ke tubuh hewan. Frekuensi dan Intensitas Radiasi: a. Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggisuhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitasradiasinya. b. Tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik. 5
c. Berjemur
pada
hewan
(khususnya
poikiloterm)
untuk
menaikkan
atau
memperoleh panas tubuh. 4. Evaporasi Proses perubahan benda dari fase cair ke fase gas.misalnya padamekanisme ekskresi kelenjar keringat. Evaporasi: a. Cara penting untuk melepaskan panas tubuh. b. Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (padaanjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya). c. 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
mempunyai
kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibatdi dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal padalebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalamsarangnya. 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, danmodifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontriksi pembuluh darah di bagiankulit dan counter current 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 tropisuntuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi. Mekanisme
yang
mempengaruhi
kecepatan
produksi
panas
tubuh
dapat
diklasifikasikan menjadi: A. Produsi Panas (1) Mekanisme dan control tingkah laku Mekanisme tingkah laku seperti latihan ringan (pemanasan). Bergerak ke lingkungan yang suhunya mendekati suhu optimum. Misalnya kadal berjemur 6
untuk memanaskan tubuhnya.Hewan juga mengkontrol luas permukaan tubuhnya yang memungkinkan pertukaran panas dengan menyesuaikan postur tubuhnya. (2) Mekanisme dan control adaptif atau aklimatisasi Mekanisme adaptif lebih lamban daripada dua proses yang lain, yaitu memproduksi penambahan panas pada metabolism basal. kontrol adaptif meliputi perubahan jangka panjang pada bulu dan insulasi lapisan lemak subdermal (mungkin secara hormonal), dan perrubahan kapasitas untuk control otonomik kehilangan panas evaporative melalui keringat. (3) Mekanisme dan control otonomik Mekanisme otonomik seperti mempercepat metabolism simpanan energi. Control otonomik aliran darah ke kulit Vertebrata mempengaruhi perbedaan suhu, dan selanjutnya mempengaruhialiran panas pada permukaan tubuh. Aktivasi otot pilorektor menentukan tegaknya bulu dan rambut, yang selanjutnya menentukan keefektifan insulasi. Berkeringat dan salvias selama terengah-engah menyebabkan pendinginan evaporative (Soewolo. 2000).
B. Transfer Panas Kecepatan transfer panas (kalori per jam) kedalam atau keluar tubuh tergantung dari tiga faktor : (1) Luas Permukaan Luas permukaan per gram jaringan perbandingan terbalik dengan peningkatan masa tubuh.Ini berarti bahwa hewan kecil memiliki suatu aliran panas lebih tinggi perunit berat tubuh. (2) Perbedaan Suhu Makin dekat seekor hewan memelihara suhu tubuhnya ke suhu lingkungan, makin sedikit panas akan mengalir ke dalam atau ke luar tubuhnya. (3) Konduktansi Panas spesifik permukaan tubuh hewan Permukaan jaringan poikiloterm memiliki konduktansi panas yang tinggi, sehingga hewan ini memiliki suhu tubuh mendekati suhu lingkungan (kecuali apabila hewan berjemur di panas matahari). Hewan homoioterm memiliki bulu, rambut, atau lapisan lemak untuk mengurangi konduktansi permukaan tubuhnya, karena sifat yang penting dari 7
rambut dan bulu adalah menyerap dan menahan panas jadi tidak merambatkan panas (Soewolo. 2000). Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat dari kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoioterm 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 homoioterm adalah hewan yang dapat menjaga suhu tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya lebih tinggi dibandingkan lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi, berkeringat yang menyejukkan badan. Melalui evaporasi berfungsi menjaga suhu tubuh agar tetap konstan. Contoh hewan homoioterm adalah bangsa burung dan mamalia (Jamaria, 2012).
2.3 KLASIFIKASIKAN HEWAN BERDASARKAN KEMAMPUANNYA UNTUK MEMPERTAHANKAN SUHU TUBUH YANG DI MILIKINYA A. Hewan Poikiloterm
Poikiloterm adalah hewan berdarah dingin. Arti kata poikiloterm adalah hewan yang suhu tubuhnya kira-kira sama dengan suhu lingkungan di sekitarnya. Suhu tubuh hewan poikiloterm dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih ti nggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan poikiloterm adalah hewan yang sangat bergantung pada suhu di lingkungan luarnya untuk meningkatkan suhu tubuhnya karena panas yang dihasilkan dari keseluruhan sistem metabolismenya hanya sedikit. Suhu tubuh hewan ini berubah sesuai dengan suhu lingkungannya. Hewan ini akan aktif bila suhu lingkungan panas dan akan pasif (berdiam di suatu tempat) bila suhu lingkungan rendah.Hal yang menyebabkan hewan tersebut tidak dapat menghasilkan panas yang cukup untuk tubuhnya adalah karena darah dari hewan poikiloterm ini biasanya bercampur antara darah bersih dan darah kotor. Ini disebabkan karena belum sempurnanya katup pada jantung hewan tersebut. Hewan yang tergolong poikiloterm antara lain, Pisces, Amphibi, Reptilia. Pada hewan poikiloterm air, suhu tubuhnya sangat di tentukan oleh keseimbangan konduktif dan konvektif dengan air mediumnya, dan suhu tubuhnya 8
mirip dengan suhu air. Hewan memproduksi panas internal dengan metabolik, dan ini mungkin meningkatkan suhu tubuh diatas suhu air. Namun air menyerap panas begitu efektif dan hewan poikilotermik tidak memiliki insulin sehingga perbedaan suhu hewan dengan air sangat kecil(Soewolo,2000). Pada hewan poikiloterm darat, misalnya katak, keong, dan serangga, suhu tubuhnya dapat lebih mendekati suhu udara lingkungan. Input radiasi panas dari matahari atau sumber lain misalnya, mungkin meningkatkan suhu tubuh di atas suhu udara lingkungan, dan penguapan air melalui kulit dan organ-organ respiratori menekan suhu tubuh beberapa derajat di bawah suhu lingkungan. Hewan darat dapat memelihara keseimbangan suhu tubuh dengan mengurangi penguapan dan kehilangan panas lewat konduksi dan memaksimalkan penambahan panas melalui radiasi dan panas metabolik. Pada dasarnya sumber panas internal dan eksternal dapat di lakukan dengan cara simultan, tetapi nampaknya penggunaan sumber eksternal lebih ekonomis daripada metabolisme (Soewolo,332:2000). Cara adaptasi hewan ektoterm terhadap suhu sangat panas dan suhu sangat dingin (ekstrem) 1. Adaptasi terhadap suhu sangat panas
Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan dan mengubah organ metabolik agar dapat bekerja pada suhu tinggi (hewan gurun) 2. Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
Menambah zat terlarut ke dalam cairan tubuh untuk meningkatkan konsentrasi osmotik, misalnya fruktosa dan gliserol (titik beku cairan tubuh di turunkan hingga suhu di bawah 0° ). Dalam lingkungan akuatik, pelepasan panas
dilakukan secara konveksi,
misalnya bila lingkungan panas ikan berenang ke dasar perairan atau bawah pepohonan, evaporasi katak yaitu dengan bersembunyi pada bongkahan batu, evaporasi buaya dengan membuka mulut untuk menguapkan panas tubuh. Contoh: Pisces
Ikan adalah anggota vertebrata poikilotermik (berdarah dingin) yang hidup di air dan bernapas dengan insang. Ikan merupakan kelompok vertebrata yang paling beraneka ragam dengan jumlah spesies lebih dari 27,000 di seluruh dunia. Secara 9
taksonomi, ikan tergolong kelompok paraphyletic yang hubungan kekerabatannya masih diperdebatkan; biasanya ikan dibagi menjadi ikan tanpa rahang (kelas Agnatha, 75 spesies termasuk lamprey dan ikan hag), ikan bertulang rawan (kelas Chondrichthyes, 800 spesies termasuk hiu dan pari), dan sisanya tergolong ikan bertulang keras (kelas Osteichthyes). Air sebagai lingkungan hidup organisme air termasuk ikan relatif tidak begitu banyak mengalami fluktuasi suhu dibandingkan dengan udara, hal ini disebabkan panas jenis air lebih tinggi daripada udara. Artinya untuk naik 1° C, setiap satuan volume air memerlukan sejumlah panas yang lebih banyak dari pada udara. Pada perairan dangkal akan menunjukkan fluktuasi suhu air yang lebih besar dari pada perairan yang dalam. Sedangkan organisme memerlukan suhu yang stabil atau fluktuasi suhu yang rendah. Agar suhu air suatu perairan berfluktuasi rendah maka perlu adanya penyebaran suhu. Hal tersebut tercapai secara sifat alam antara lain sebagai berikut :
Penyerapan (absorbsi) panas matahari pada bagian permukaan air. Angin, sebagai penggerak permindahan massa air. Aliran vertikal dari air itu sendiri, terjadi bila disuatu perairan (danau) terdapat lapisan suhu air yaitu lapisan air yang bersuhu rendah akan turun mendesak lapisan air yang bersuhu tinggi naik kepermukaan perairan. Suhu berpengaruh terhadap kelangsungan hidup ikan, mulai dari telur, benih
sampai ukuran dewasa. Suhu air akan berpengaruh terhadap proses penetasan telur dan perkembangan telur. Rentang toleransi serta suhu optimum tempat pemeliharaan ikan berbeda untuk setiap jenis/spesies ikan, hingga stadia pertumbuhan yang berbeda. Suhu memberikan dampak sebagai berikut terhadap ikan : a.
Suhu dapat mempengaruhi aktivitas makan ikan peningkatan suhu
b.
Peningkatan aktivitas metabolisme ikan
c.
Penurunan gas (oksigen) terlarut
d.
Efek pada proses reproduksi ikan
e.
Suhu ekstrim bisa menyebabkan kematian ikan. Kisaran suhu air yang sangat diperlukan agar pertumbuhan ikan-ikan pada
perairan tropis dapat berlangsung berkisar antara 25° C – 32° C. Kisaran suhu tersebut biasanya berlaku di Indonesia sebagai salah satu negara tropis sehingga sangat 10
menguntungkan untuk melakukan kegiatan budi daya ikan. Suhu air sangat berpengaruh terhadap proses kimia, fisika dan biologi di dalam perairan, sehingga dengan perubahan suhu pada suatu perairan akan mengakibatkan berubahnya semua proses di dalam perairan. Hal ini dilihat dari peningkatan suhu air maka kelarutan oksigen akan berkurang. Dari hasil penelitian diketahui bahwa peningkatan 10° C suhu perairan mengakibatkan meningkatnya konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sekitar 2 – 3 kali lipat, sehingga kebutuhan oksigen oleh organisme akuatik itu berkurang. Suhu air yang ideal bagi organisme air yang dibudidayakan sebaiknya adalah tidak terjadi perbedaan suhu 58 yang mencolok antara siang dan malam (tidak lebih dari 5° C). Pada perairan yang tergenang yang mempunyai kedalaman air minimal 1,5 meter biasanya akan terjadi pelapisan (stratifikasi) suhu. Pelapisan ini terjadi karena suhu permukaan air lebih tinggi dibanding dengan suhu air dibagian bawahnya. Stratifikasi suhu pada kolom air dikelompokkan menjadi tiga yaitu pertama lapisan epilimnion yaitu lapisan sebelah atas perairan yang hangat dengan penurunan suhu relatif kecil (dari 32° C menjadi 28° C). Lapisan kedua disebut dengan lapisan termoklin yaitu lapisan tengah yang mempunyai penurunan suhu sangat tajam (dari 28° C menjadi 21° C). Lapisan ketiga disebut lapisan hipolimnion yaitu lapisan paling bawah di mana pada lapisan ini perbedaan suhu sangat kecil relatif konstan. Stratifikasi suhu ini terjadi karena masuknya panas dari cahaya matahari ke dalam kolom air yang mengakibatkan terjadinya gradien suhu yang vertikal. Pada kolam yang kedalaman airnya kurang dari 2 meter biasanya terjadi stratifikasi suhu yang tidak stabil. Amphibi
Poikilotermis seperti amphibi memiliki pola regulasi suhu yang cukup unik.Amphibi memiliki perubahan temperatur tubuh yang spesifik sehubungan dengan lingkungannya.Kulit amphibi kendati tidak efektif untuk regulasi fisiologis, namun memberikan proteksi dalam kondisi ekstrim. Pada lingkungan yang kering dan panas, air akan hilang dari kulit melalui evaporasi. Ketika berada di darat, kulit yang basah akan berfungsi seperti termometer gelembung basah dan evaporasi yang konstan dari air pada kulit akan menjaga suhu tubuh berada di bawah suhu lingkungan. Umumnya amphibi sangat sensitif terhadap suhu tinggi dan karenanya lebih rendah daya adaptasinya dibandingkan dengan reptil, burung dan mamalia.Amphibi tidak dapat melawan suhu tinggi dari lingkungan sekitarnya melalui mekanisme fisiologis.Akan 11
tetapi, hewan tersebut meregulasi temperatur tubuhnya melalui perubahan perilaku dan aklimatisasi termal. Aklimatisasi termal digunakan untuk perubahan temperatur yang terjadi di alam, sedangkan aklimasi digunakan untuk istilah bagi perubahan suhu yang dikondisikan di laboratorium.Perubahan iklim selalu berasosiasi dengan perubahan laju metabolisme hewan. Jika hewan dipelihara di lingkungan yang baru yang berbeda dari habitat aslinya, mungkin hewan tersebut akan memperlihatkan perubahan perubahan spesifik untuk bertahan hidup atau bahkan mengalami kematian. Beberapa poikilotermis memperlihatkan peningkatan mendadak dari laju metabolismenya ketika suhu eksternal meningkat dan pada kondisi dingin juga akan memperlihatkan penurunan yang tiba-tiba. Perubahan pada laju metabolisme dideskripsikan sebagai kompensasi konsekuensi aklimatisasi. Ketika hewan tersebut kembali ke kondisi temperatur normalnya, laju reaksi tidak akan kembali ke level awal, tetapi mungkin akan lebih tinggi atau lebih rendah sesuai dengan arah aklimatisasinya. Permasalahan aklimatisasi termal telah menimbulkan pengaruh kompensasi suhu terhadap laju metabolisme. Amphibi dapat mentolerir suhu tinggi sebagai konsekuensi esensial dari aklimatisasinya. Pada lingkungan yang panas hewan ini beradaptasi secara morfologi dengan cara menguapkan panas dari dalam tubuhnya. Sedangkan secara tingkah laku yang dilakukan katak adalah bersembunyi pada bongkahan tanah yang dianggap lebih rendah suhunya. Namun jika suhu lingkungan ekstrim panas katak menggunakannya untuk memaksimalkan reproduksinya. Dengan tujuan melestarikan spesiesnya. Telur yang dihasilkan ditempelkan pada daun atau ranting pohon. Ketika lingkungan sudah memungkinkan seperti pada saat musim penghujan, Maka telur tersebut akan berkembang menjadi berudu yang akhirnya akan menjadi katak dewasa yang baru. Reptil
Seperti ikan dan amfibi, reptil adalah hewan ektotermik atau poikiloterm. Semua reptile tidak terlalu termofilik, hanya dapat mencapai fungsi utama merekaseperti bergerak, makan, dan reproduksi pada suhu relatif tinggi. Variasi suhu yang terbatas menyebabkan perbedaan fungsi fisiologi dari satu spesies dengan spesies lain (Cowles and Bogert, 1944; Saint Girons and Saint Girons, 1956). Perilaku termoregulasi bukanlah proses akhir, tetapi mekanisme penting yang memungkinkan reptil untuk meningkatkan kinerja yaitu kecepatan fisiologis berjalan, 12
pertumbuhan, reproduksi dan pencernaan, dengan memanfaatkan pola distribusi termal dilingkungan untuk mencapai suhu fisiologis tubuh yang optimal.
Konsep suhu
optimum fisiologis berhubungan dengan suhu tubuh yang sering reptil pilih, mengingat berbagai zona termal lingkungan dari panas ke dingin. Ini dikenal sebagai suhu tubuh yang disukai atau eccritic dan suhu pada proses fisiologis yang dikatakan bekerja paling baik. Selain faktor ekologi, rentang suhu optimum juga dapat dipengaruhi oleh kondisi fisiologis hewan pada waktu tertentu, misalnya pencernaan atau kondisi reproduksi. Suhu mematikan sulit untuk didefinisikan dengan tepat, karena tingkatan suhu ini tergantung pada waktu pemaparan. Suhu kritis lebih mudah untuk ditentukan, karena lebih dibutuhkan dari sudut pandang ekologi. Apabila reptile terkena suhu ini dan tidak mampu bergerak, maka akan mengalami kematian. Suhu tubuh reptil di satu sisi bergantung pada kalori yang didapat oleh radiasi matahari langsung atau terpapar dari lingkungan, konduksi dari substrat dan secara konveksi dari udara. Di sisi lain hal ini juga tergantung pada kalori yang hilang akibat radiasi, konduksi, konveksi dan evaporasi. Jumlah energi yang diserap tergantung pada spektrum energi radiasi yang jatuh pada hewan ini dan pada refleksi atau pantulan dari integumen, hal ini juga dipengaruhi oleh luas permukaan terekspos serta oleh orientasi hewan. Dua faktor yang terakhir berada di bawah kendali hewan ini,
dengan mengubah warna atau
reflektifitas integumen banyak spesies hewan ini dapat memodifikasi spektrum serap. Tingkat pertukaran panas dengan konduksi jelas tergantung padaluas permukaan yang bersentuhan dengan substrat dan juga pada konduktivitas substrat tertentu, yang relatif tinggi untuk pasir dan batu tapi cukup rendah untuk hewan yang hidup dihutan misalnyadi mana substrat ditutupi dengan sampah (Joly danSaintGirons, 1975). Reptile yang hidup di daerah lembab dengan gradient lingkungan yang sangat kecil menyebabkan variasi suhu tubuh reptile sangat sedikit antara suhu di siang hari dengan suhu di malam hari yaitu hanya sekitar 20°sampai 25.Berbeda dengan reptile yang hidup di daerah yang memiliki iklim yang lebih bervariasi, terutama di daerah gurun yang jarang terdapat vegetasi penutup.Biasanya reptile ini memiliki termoregulasi yang luar biasa. Misalnya contoh spesies reptile yang tinggal di daerah gurun yaitu The Sahara viper Cerastes akan cara mengubur tubuhnya di pasir dengan hanya memperlihatkan kepalanya, mampu mempertahankan suhu tubuh antara 32° dan
13
33° disepanjang hari, meskipun faktanya variasi suhu udara dan suhu permukaan tanah jauh berbeda(Joly dan Saint Girons, 1975). Reptil terestrial, terutama yang hidup dipepohonan, miliki lingkungan yang jauh lebih heterogen dari sudut pandang termal, memanfaatkan radiasi terutama surya untuk meningkatkan suhu tubuh dan melakukan berbagai cara untuk menghindari panas yang berlebihan. Masalah utama bagi spesies hewan ini yang tinggal di daerah beriklim sedang dan dingin adalah salah satunya yaitu pemanasan suhu tubuh. (Joly dan Saint Girons, 1975). Pada hewan poikilotermik darat, suhu tubuhnya dapat lebih mendekati suhu udara lingkungan. Imput radiasi panas dari matahari atau sumber lain misalnya, mungkin meningkatkan suhu tubuh diatas suhu udara lingkungan, dan penguapan air melalui kulit dan organ respiratori menekankan suhu tubuh beberapa derajat di bawah suhu lingkungan (Soewolo. 2000). Lingkungan terrestrial suhu berubah dengan variasi cukup besar (suhu siang dan malam sangat berbeda) dan hewan dapat maksimal dalam menyerap panas matahari. Cara perolehan panas yaitu dengan menyerap mengubah warna permukaan tubuh / menjadi gelap (belalang, kumbang) berjemur/menghadap matahari (belalang, kumbang, kadal). Sedangkan cara melepaskan panas yaitu orientasi tubuh menjauhi sinar matahari dan memanjat pohon. B. Hewan Homeoterm
Hewan homeotermadalah hewan yang suhu tubuhnya berasal dari produksi panas di dalam tubuh, yang merupakan hasil samping dari metabolisme jaringan. Suhu tubuh hewan ini relatif konstan, tidak terpengaruh oleh suhu lingkungan disekitarnya. Hal ini karena darah bersih dan darah kotor pada hewan ini sudah tidak bercampur lagi karena katup pada jantungnya sudah sempurna. Hewan yang tergolong homeoterm ini antara lain, Aves dan Mamalia. Kondisi homeoterm menyangkut keseimbangan yang serasi antara dua faktor, yaitu; (1) produksi panas dan (2) kehilangan panas.Laju produksi panas dan kehilangan panas pada hewan sangat bervariasi, tergantung pada kondisi lingkungan (panas, dingin), aktivitasnya (diam, aktif).Untuk memelihara keseimbangan suhu tersebut, hewam homoeoterm melakukan regulasi kimiawi dan regulasi fisik .Regullasi kimiawi menyangkut produksi panas metabolic sedangkan regulasi fisik menyangkut kegiatan fisik untuk memodifikasi kehilangan panas (Soewolo. 2000).
14
Cara yang dilakukan hewan homoetermik terhadap suhu sangat pana dan sangat dingin (ekstrem) 1. Suhu ekstrem dingin
Hewan endotermik penurunan suhu mengakibatkan pusat tubuhnya memproduksipanas tambahan, yang terdiri dari dua yaitu termogenesis mengigil dan non mengigil. Hibernasi yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan penurunan lain mmetabolisme, dennyut jantung, respirasi dan lain-lain. Torpor hampir sama dengan hibernasi tapi berlangsung beberapa jam saja. Estivasi tidak aktif dalam musim panas. 2. Suhu ekstrem panas
Meningkatkan penguapan (keringat). Gular fluttering yaitu gerakan menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat untuk meningkatkan penguapan melalui saluran pernafasan contoh anjing dan burung. Strategi hipertermik yaitu menyimpan kelebihan panas metabolik dalam tubuh contoh unta (Soewolo. 2000). Vasodilatasi dan vasokontriksi mempengaruhi pertukaran panas dan bisa juga mempengaruhi pertukaran panas dan juga perbedaan suhu di dalam tubuh hewan. Aves yang hidup didarat biasanya bereaksi terhadap dingin dengan menegakkan bulu sehingga bisa menyerap lapisan udara diam yang lebih tebal lagi. Aves biasanya hidup ditempat dimana hewan endotermik memerlukan pendinginan maupun penghangatan tubuh. Pada cuaca yang panas, aves darat sangat mengandalkan pendinginan melalui evaporasi. Panting atau menjulurkan lidah keluar adalah hal yang penting pada sebagian aves dan beberapa aves mempunyai suatu kantung yang banyak dialiri oleh pembuluh darah di dasar mulutnya serta mampu mengembangkempiskan kantung itu akan meningkatkan evaporasi dari aves tersebut (Isnaini, 2006). Hewan homeoterm biasanya akan mempertahankan suhu tubuh yang tinggi dan tetap aktif pada suhu luar yang dingin maupun hangat. Aktivitas hewan poikiloterm menjadi berkurang pada suhu yang menurun. Beberapa pengecualian ditemukan, misalnya pada kadal. Kadal yang berjemur, suhunya bertahan tinggi (420C) bahkan lebih tinggi dari suhu lingkungan. Untuk membedakan kadal dengan hewan homeoterm digunakan istilah ektoterm dan endoterm. Jika hewan homeoterm dihadapkan pada suhu lingkungan yang ekstrem, maka tingkat aktivitas termoleguratori untuk memelihara kekonstanan suhu tubuhnya 15
meningkat sesuai dengan perubahan suhu lingkungan yang ekstrem tadi. Pada suhu yang moderat, kecepatan basal produksi panas seimbang dengan kehilangan panas kelingkungan. Rentangna suhu moderat ini disebut zona suhu netral, hewan endoterm dapat meregulasi suhu tubuhnya dengan mengatur kecepatan kehilangan panas melalui pengaturan hantaran permukaan tubuh. Penyesuaian ini termasuk respon-respon seperti respon vasomotor, perubahan postur tubuh, regulasi pilomotor dan keefektivan insulasi bulu dan rambut. Dalam rentangan suhu ini, bulu dan rambut ditegakkan oleh otot pilomotor dalam kulit untuk menyediakan lapisan udara tenang yang tebal dan pada ujung atas rentangan suhu ini, bulu dan rambut ditempelkan ke kulit. Bila suhu lingkungan diturunkan, hewan endoterm akan merespon dengan berbagai refleks yang cenderung mengkonservasi panas. Pembuluh darah dikuli t akan menyempit, rambut dan bulu dapat berdiri, dan hewan akan mempersempit permukaan tubuhnya yang bersinggungan dengan udara, misalnya dengan menekuk tubuhnya, menyembunyikan anggota tubuhnya. Contoh : 1. Mammalia Tikus yang di aklimasikan pada suhu 30° , pemanasan dengan bergerak dapat mengganti termogenesis mengigil sebagai sumber panas pada suhu lingkungan di atas 10° , tetapi pada suhu di bawah 10° , jumlah panas yang di produksi terus menerus melalui pemanasan (gerak badan), tidak cukup mengganti panas yang hilang, sehingga menghasilkan keadaan hiportemia. Namun bila hewna di aklimasikan pada suhu 6° , tingkat termogenesis non-menggigil akan meningkat secara nyata dan menekan pemanasan, dapat mengganti mengigil sebagai suatu sumber panas suhu lingkungan serendah-20°. 2. Serangga Pada suhu ekstrem terlalu dingin serangga menggigil dengan menggunakan kontraksi otot untuk membebaskan panas. Sebagai respon terhadap penurunan suhu, sistem saraf mengaktifkan unit-unit motor kelompok otot rangka antagonistik, sehingga terjadi gerakan mengigil yang menghasilkan panas. Aktivasi otot menyebabkan ATP dihidrolisis untuk menghasilkan energi untuk kontraksi. Mengigil tidak menghasilkan kerja fisik, tetapi menghasilkan energi kimia yang di bebaskan selama kontraksi dengan wujud panas (Soewolo. 2000). Penukaran panas lawan arus 16
Sistem penukar lawan arus memerangkap panas didalam inti tubuh sehingga mengurangi kehilangan panas dari ekstremitas, terutama ketika hewan terendam dalam air dingin atau saat bersentuhan dengan es atau salju. Pada dasarnya panas di dalam darah arteri yang keluar dari inti tubuh di transfer secara langsung ke darah vena yang kembali ke inti tubuh, bukan hilang ke lingkungan (Campbell,18:2004).
C. Hewan Heteroterm
Heterotermik adalah hewan yang mampu memproduksi panas endotermik dalam berbagai tingkat, tetapi umumnya tidak meregulasi suhu tubuh dalam rentangan yang pendek.Golongan hewan heterotermik misalnya insekta tertentu. Heterotermik dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu:
Heterotermik temporal Heterotermik temporal merupakan suatu kategori yang luas, dimana suhu tubuh hewan dapat berbeda sekali setiap saat.Misalnya terdapat pada kebanyakan serangga terbang, phyton dan beberapa ikan, yang dapat meningkatkan suhu tubuh diatas suhu lingkungan dengan sifat panas yang dibangkitkan sebagai suatu hasil yang melibatkan aktifitas otot.Beberapa serangga mempersiapkan terbang dengan pemanasam otot-otot terbangnya beberapa saat sebelum terbang. Termogenesis sebelum terbang ini 17
dilakukan dengan menggetarkan daerah toraks, dengan cara ini suhu terbang dapat ditingkatkan
misalnya
Monotremata
seperti Echidna,
mamalia
(unta),
aves
(hummingbirds) (Soewolo. 2000).
Heterotermik regional Heterotermik regional sebenarnya adalah poikilotermik, seprti teleostei besar yang dapat mencapai suhu tubuh dalam (suhu jaringan dalam) cukup tinggi melalui aktivitas otot,
sementara
jaringan
periveral
dan
ekstremitas
mendekati
suhu
lingkungan.Misalnya ikan hiu, tuna serangga terbang dan contoh khususnya adalah skroktum beberapa mamalia. Skrotum beberapa mamalia yang menggantungi tetes di luar tubuhnya, sehingga membuat skrotum bersuhu lebih rendah dari bagian tubuh yang lain. Skrotum mengkerut pada saat dingin dan mengembang pada saat panas., hal ini bertujuan untuk melindungi ‘’ Overheating’’ testes yang dapat berpengaruh jelek terhadap produksi sperma (Soewolo. 2000).
18
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
3.1.1. Termoregulasi adalah pemeliharaan suhu tubuh didalam suhu kisaran yang membuat sel-sel mampu berfungsi secara efisien. Sebagian besar hewan dapat bertahan hidup menghadapi fruktuasi lingkungan ekstenal yang lebih ekstrim dibandingkan dengan keadaan yang sangat ditolerir oleh setiap individu selnya. suhu merupakan salah satu faktor pembatas penyebaran hewan, dan selanjutnya menentukan aktivitas hewan. 3.1.2. Pengaruh termoregulasi pada hewan, beberapa hewan memiliki kemampuan untuk mempertahankan suhu tubuh, dibagi menjadi tiga kategori : termoregulasi pada hewan poikiloterm yaitu suhu intern hewan sesuai dengan suhu lingkungan contohnya reptil, amphibi, dan pisces, termoregulasi pada hewan homoeoterm yaitu hewan berusaha mempertahankan suhu tubuhnya dari perubahan suhu lingkungan contohnya mamalia dan aves, termoregulasi pada hewan heteroterm yaitu hewan pada saat tertentu bersifat poikiloterm, dan saat tertentu bersifat homoeoterm contohnya insekta.
3.2
Saran
Mudah-mudahan dari makalah yang kami buat pembaca mampu memahami termoregulasi dan untuk menambah pemahaman dapat membaca buku refensi lain.
19
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Neil A., Jane B. Reece dan Lawrence G. Mitchell. 2004. Biologi Edisi Kelima Jilid 3.Jakarta: Penerbit Erlangga Cowles, R. B., and Bogert, C. M., 1944: A preliminary study of the thermal requirements of desert Reptiles. Bull. Amer. Mus. Nat. Hist. 83: 261-296 Dharmawan, Agus. 2005. Ekologi Hewan. Malang: UM Press Duke, NH. 1985.The Physiology of Domestic Animal.Comstock Publishing. New York Isnaini. 2006. Fisiologi Hewan. Jakarta : Universitas Terbuka Press Jamaria. 2012.Termoregulasi pada Hewan. Makassar: Universitas Hasanuddin Joly, J., and Saint Girons, H., 1975: Influence de la température sur la vitesse de la spermatogenèse, la durée de l'activité spermatogenétique et l'évolution des caractères sexuels secondaires du Lézard des murailles, Lacerta muralis L. (Reptilia, Lacertidae). Arch. Anat. micr. 64: 317-336 Soewolo. 2000. Pengantar Fisiologi Hewan. Departemen Pendidikan Nasional: Proyek Pengembangan Guru Sekolah Menengah IBRD Loan No.3979 Sukarsono. 2009. Ekologi Hewan. Malang: UMM Press
20
