FISIOLOGI PERNAFASAN IKAN MAS (Cyprinus (Cyprinus carpio) carpio) 1
Kusfebriani, Nurhayati, Yulia H, Regina N
ABSTRAK Pengamatan yang dilakukan pada tanggal 18 Oktober 2010 ini bertujuan untuk mengetahui alat perrnafasan yang terdapat pada ikan mas (Cyprinus carpio) dan daya permebialitas permebialitas insang insang terhadap gas. Ikan mas mempunyai mempunyai alat pernafasan pernafasan primer berupa insang dan alat pernafasan sekunder berupa gelembung renang dengan tipe physostomus. Insang yang terdapat pada ikan ini berfungsi sebagai alat pernafasa n primer. Proses pernafasan tersebut dilakukan secara difusi difusi yait u proses mengalirnya suatu molekul gas dari lingkungan yang konsentrasi gasnya tinggi ke lingkungan yang konsentrasi gasnya lebih rendah.Insang rendah.Insang pada ikan mas yang berwarna berwarna pink dipengaruhi oleh habitatnya yang hidup di air yang kaya kaya akan O 2.. Terjadinya perubahan warna air kapur (CaCO3 ) yang menjadi menjadi bening setelah dimasukkan dimasukkan insang ikan mas menandakan menandakan adanya adanya perbedaan perbedaan tekanan pada insang insang dengan dengan larutan air air kapur sehingga sehingga terjadi terjadi difusi.
Kata kunci : Cyprinus carpio, difusi, gelembung renang, insang, permebialitas, pernafasan,
PENDAHULUAN penutup insang (operk ulum). Masing-masing Masing-masing l embar Ikan membutuhkan oksigen untuk proses
insang terdiri dari filamen insang, tulang lengkung
metabolisme dan membuang gas CO2 sebagai hasil
insang dan tapis insang. Tiap lembar insang
sisa metabolisme dalam sel. Proses pengikatan oksigen dan pengeluaran karbon dioksida tersebut oleh darah melalui permukaan organ pernapasan disebut Pernapasan. Pada proses pernapasan, pertukaran gas terjadi secara difusi, yakni terjadi suatu aliran molekul gas dari lingkungan yang konsentrasi gasnya tinggi ke lingkungan yang konsentrasi gasnya lebih rendah. Proses difusi terjadi pada dinding atau membran yang tipis dan lembab serta adanya perbedaan konsentrasi gas antara lingkungan luar dengan lingkungan dalam (kapiler darah). Difusi gas pada ikan memerlukan organ khusus yaitu insang. Insang (gill (gill ) adalah bentuk pelipatan ke arah luar pada permukaan tubuh yang dikhususkan untuk pertukaran gas. Insang sepenuhnya dikelilingi oleh air, karena itu membran sel respirasi tetap lembab. Namun, konsentrasi oksigen di air jauh lebih rendah daripada di udara. Dengan demikian insang harus sangat efisien untuk mendapatkan oksigen yang cukup dari air. Salah satu proses yang membantu mekanisme itu adalah dengan ventilasi, yaitu peningkatan aliran medium respirasi di atas permukaan respirasi. Pada ikan bertulang sejati, insang terdapat di kedua sisi kepala, insang ini ditutupi oleh tulang
1
memiliki filamen-filamen insang, yang jumlahnya berbeda antara jenis ikan yang satu dengan yang lainnya. Dalam beberapa hal berkurangnya jumlah lembar insang atau lamella insang pada suatu jenis ikan
diimbangi
dengan
berkembangnya
organ
pernapasan tambahan seperti labirin. Ikan secara terus menerus memompa air melalui mulut dan diatas lengkung insang, dengan menggunakan pergerakan terkoordinasi dari rahang dan operculum (penutup insang) untuk ventilasi ini. Masing-masing lengkung insang memiliki dua baris filament insang, yang terbuat dari lempengan pipih yang disebut lamella. Darah yang mengalir melalui kapiler di dalam lamella akan mengambil oksigen di
Mahasi sw a Univer sit as Negeri Jakart a F akult as MI PA Pendidikan Bi ol ogi Regul er 2008
1
darah. Pada ikan mas terdapat 4 pasang lembaran
f ungsi labir in tersebut sebab habitatnya hidup sudah
insang yang ber tipe hol obranc hi , yaitu filamen
menyediakan cukup oksigen.
ter letak pada setiap sisi septum. Insang pada ikan mas berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda
2.
ji Permeabilitas Insang
pink). Warna merah muda pada
insang ini disebabkan karena adanya pembuluh
Sebelum
Sesudah
darah yang membawa darah kaya akan oksigen
Warna insang
pink
Putih pucat
sehingga
Warna larutan
Putih
Bening
CaCO3
keruh
terdapat endapan di
menyebabkan
iskositas darah
yang
rendah. Sehingga, Insang pada ikan mas memiliki intensitas warna merah yang tidak pekat jika
dan
dasar
dibandingkan dengan ikan yang di air yang miskin O2 berwarna merah pekat/kecokelatan), misalnya ikan mu jair .
apakah terdapat perubahan pada larutan air kapur
Alat pernaf asan sekunder pada ikan mas terdapat
satu
Percobaan ini dilakukan untuk melihat
buah
gelembung
renang
CaCO3 ) dan juga perubahan pada dan juga
yang
perubahan pada insang yang dimasukkan ke dalam
berwarna putih bening dengan tipe hy sost omus,
air kapur . Setelah insang ikan mas dimasukkan
yaitu gelembung renang yang berhubungan dengan
selama kurang lebih 20 menit didapatkan hasil
saluran pencernaan esop hagus).
bahwa air kapur yang keruh berubah men jadi cukup
Ikan mas memiliki siklus hidup melayang dan
menyelam
di
dalam
air ,
sehingga
bening dan terdapat endapan, selain itu warna insang yang sebelumnya berwarna merah muda
membutuhkan gelembung renang yang memiliki
men jadi
f ungsi utama sebagai alat hi dr ost ati ..
dara yang
dikarenakan ter jadinya proses dif usi gas CO2 yang
merupakan isi dar i gelembung renang terdir i dar i
dihasilkan dar i reaksi kimia antara CaCO3 dengan
campuran nitrogen, oksigen, dan karbondioksida. Gelembung
renang
dapat
mengatur
2 O.
berwarna
lebih
pucat.
al
tersebut
. Adapun reaksi yang ter jadi adalah sebagai
ber ikut:
tekanan darah agar sama dengan tekanan udara lingkungan hi dr ost ati ) karena pada gelembung ini dimasuki
2O
+ CaCO3 CO2 + Ca(OH) 2 + endapan
oleh pembuluh darah. Gelembung juga
berperan sebagai pengabsorbsi dan pensekresi gas
adi, hasil reaksi kimia air kapur yaitu gas
dar i atau ke dalam darah yang sesuai dengan
CO2 akan masuk ke insang secara dif usi gas. Hal
keseimbangan tekanan udara. Campuran udara di
inilah yang menyebabkan warna merah muda pada
dalam
insang semakin lama semakin pudar . Perubahan
gelembung
renang
masih
menyerupai
campuran udara di atmosf er . Pada saat ter jadinya
warna
pengisian atau pengosongan gelembung renang
kurangnya oksigen dalam darah, insang yang
dengan udara maka berat jenis seluruh tubuh ikan
berwarna merah memiliki banyak
akan berubah. Sehingga, ikan mas dapat melayang
mengikat O2.
dan menyelam di dalam air .
tersebut
if usi
men jadi
dapat
agak
ter jadi
pucat
karena
darah
karena
yang
adanya
idak adanya organ respirasi sekunder ,
perbedaan tekanan pada insang dengan larutan air
labir in, pada ikan mas, dikarenakan adaptasi ikan
kapur . Pada filamen insang terdapat pembuluh
mas terhadap habitat ikan mas yang kaya akan O2.
darah yang memiliki banyak kapiler sehingga
al ini tidak berkesinambungan dengan f ungsi
memungkinkan O2 dan CO2 berdif usi. Pada ikan
labir in, yaitu sebagai alat bantu pernapasan dan
yang masih hidup per tukaran gas O2 dan CO2
sebagai per luasan area penyerapan O2 pada ikan
ter jadi secara dif usi dar i insang ke kapiler dan
yang memiliki habitat di air yang kadar oksigennya
kapiler ke jar ingan.
rendah. Sedangkan ikan mas tidak membutuhkan 3
KESI
P
Alat pernaf asan pada ikan bergantung pada habitatnya. Alat pernaf asan pr imer pada ikan adalah insang. Ikan yang hidup di air yang kaya O2 memiliki alat
pernaf asan
renang
yang
sekunder ber f ungsi
berupa juga
gelembung
sebagai
alat
hidrostatik.sedangkan ikan yang hidup di air yang miskin O2 memiliki alat pernaf asan sekunder berupa labir in sebagai tempat cadangan oksigen. er jadinya perubahan warna air kapur (CaCO3)
Gelembung renang ikan mas
yang men jadi bening setelah dimasukkan insang ikan mas menandakan adanya perbedaan tekanan pada insang dengan larutan air kapur sehingga ter jadi dif usi.
P S
Campbell,
eil.A. 2004.
Bi ol og i
KA
Jili d III.
er j. Wasmen
analu. akar t a : Er langga Lehninger ., 1994. Dasar-d asar
Bi ok i mi a
Jili d I .
akar t a :
Er l angga. Sherwood, Lauralle. 2001. Si st em. er j. Brahm
i si ol og i M anusi a, d ar i S el K e . Pendit. akar t a : EGC
Insang setelah beberapa lama dimasukkan ke air kapur (larutan CaCO3)
Sur i pto. 2010. Cat at an K uli ah Fi si ol og i H ewan. B andung : I B.
awaban per tanyaan AMPI AN
1.
engapa keluar masuknya O2 dan CO2 dar i organ respirasi ke jar ingan dan sebaliknya
Foto kegiatan
ber langsung secara dif usi? awab : Hal ini dikarenakan adanya perbedaan tekanan.
ekanan CO2 dalam jar ingan lebih
besar dalam darah sehingga CO2 berdif usi dalam
arah
yang
ber lawanan
sedangkan
tekanan O2 dalam darah lebih besar dar ipada dalam jar ingan sehingga O2 lebih mudah masuk ke dalam jar ingan. Selain itu, organ pernaf asan memiliki sif at yang mendukung proses dif usi, yaitu memiliki membran yang bersif at permeable, permukaan mebran basah,
Insang ikan mas
memiliki
askular itas
tinggi
dan
memiliki
permukaan yang relatif luas. 2.
Buatlah kurva disosiasi HbO2! awab : Kurva disosisasi HbO2 adalah kurva yang
menggambarakan
pembebasan
O2
pada
pengikatan hemoglobin
dan darah
4
secara
kooperatif.
Faktor-faktor
yang
pada waktu yang sama membentuk tambahan
mempengaruhi pergeseran kurva disosisasi
ikatan fosfat berenergi tinggi.
adalahafinitas oksigen. Afinitas oksigen pada hemoglobin
adalah
ditingkatkan
labil.
dengan
Kini dapat ditentukan jumlah total molekul
Afnitas
dapat
ATP yang dibentuk untuk energi dari satu
menurunkan
suhu,
molekul glukosa, jumlahnya adalah 2 selama
peningkatan pH dasar darah, atau kadar
glikolisis, 2 selama siklus asam sitrat dan
difosfogliserat (DP ) yang rendah. Keadaan ini
selama fosforilasi oksidatif. Yang membuat
mengakibatkan disosiasi hemoglobin-oksigen
jumlah total
bergeser ke kiri.
tiap molekul glukosa yang didegradasi menjadi
38
34
molekul ATP terbentuk untuk
CO2 dan air. Jadi 30.000 kalori energi disimpan dalam bentuk ATP, sedangkan 686.000 kalori dikeluarkan selama oksidasi lengkap setiap grm molekul glukosa. Hal ini menggambarkan efisiensi keseluruhan transfer energi sebesar 44%.
Sisa energi sebesar 6% menjadi panas,
oleh karena itu tidak dapat digunakan oleh s el untuk melakukan fungsi spesifik. 4.
Sebutkan membran respirasi atau pada bagian apa pertukaran O2 dan CO2 berlangsung pada
Sepanjang kisaran tekanan parsial oksigen dimana kurva disosiasi memiliki kemiringan yang tajam, perubahan Po2 sedikit saja akan menyebabkan
hemoglobin
memuat
ikan, katak, reptilian, burung dan mamalia! Jawab : a.
labirin.
atau
3.
b.
terdapat
pada
Katak:
kulit,
paru-paru
(trakhea,
Difusi
gas
di kulit secara difusi langsung dengan
Jawab : angkah akhir pada fosforilasi oksidatif
air.
adalah mengkonservasi ADP menjadi ATP. Ini terjadi dalam gabungan molekul protein yang
c.
membran
mitokondria
alveolus pada paru-paru
dan
menonjolkan kepala seperti bongkol ke bagian
d.
parabronkhus, kapiler-kapiler udara).
dinamai ATP sintetase. Dipostulasikan bahwa
Difusi gas terjadi di alveolus pada
konsentrasi ion hidrogen yang lebih tinggi di
paru-paru. Kantong udara menyimpan
dalam ruang antara 2 membran mitokondria
udara (O2). Selama burung terbang,
dan perbedaan potensial listrik yang kasar yang dalam
membran
sumber oksigen yang dipakai adalah
ini
yang berasal dari kantung ud ara.
menyebabkan ion hidrogen mengalir ke dalam matriks mitokondria melalui zat dari molekul ATPase. Dalam melakukan ini, energi yang berasal dari aliran ion hidrogen digunakan oleh
Burung: kantong udara (pundit-pundi hawa), paru-paru (trachea, bronchus,
dalam matriks. Molekul ini adalah ATPase,
bagian
Reptil: paru-paru (trachea, bronchus, selat kompleks). Difusi gas terjadi di
besar, yang menonjol ke segala arah melalui
melintasi
gas
renang,
terjadi di alveolus pada paru-paru dan
ATP di dalam sel!
dalam
Difusi
gelembung
bronchus,bronkheoli).
Jelaskan secara singkat mekanisme sintesis
bagian
insang,
kapiler-kapiler darah di lamella insang.
melepaskan oksigen dalam jumlah yang sangat banyak.
Ikan:
e.
Mamalia:
paru-paru
(trakhea,
bronchus, bronkheoli, alveoli). Difusi gas terjadi di alveolus pada paru-paru
ATPase. Untuk mengubah ADP menjadi ATP dengan menggabungkan ADP dengan fosfat, 3
