KELOMPOK 1
1. Apa yang dimaksud dengan lingkungan internal dan lingkungan eksternal suatu organisme? Apa pula peranannya dalam mekanisme ekskresi? - lingkungan internal : lingkungan yang berada didalam tubuh suatu organisme yang meliputi cairan di dalam tubuh dan bagian-bagian yang ada di dalam tubuh lainnya. - lingkungan eksternal : lingkungan ang berada di luar tubuh organisme, lingkungan hidup dimana suatu organsime tinggal (medium).
Konsentrasi yang tepat dari cairan tubuh hewan selalu berbeda dengan yang ada di lingkungannya. Terhadap lingkungan hidupnya, ada hewan yang membiarkan konsentrasi cairan tubuhnya berubah-ubah mengikuti perubahan mediumnya (osmokonformer). Ada hewan yang mempertahankan agar tekanan osmotik cairan tubuhnya relatif konstan lebih rendah dari mediumnya (hipoosmotik) atau lebih tinggi dari mediumnya (hiperosmotik). Untuk mempertahankan cairan tubuhnya, maka hewan melakukan regulasi osmotik (osmoregulasi), hewannya disebut regulator osmotik atau osmoregulator.
Hewan osmokonfomer merupakan merupakan konfomer volume, sebaliknya hewan osmoregulator regulator volume.
Titik kritis atas
Titik kritis bawah
2. Jelaskan perbedaan sistem ekskresi dengan vakuola kontraktil, sistem sel nyala, nefridia, alat ekskresi arthropoda, dan ginjal vertebraata! • Sistem ekskresi dengan vakuola kontraktil, biasanya dimiliki hewan protozoa dan anthozoa. Vakuola kontraktil berfungsi sebagai organ regulasi osmotik dan regulasi volume. Vakuola kontraktil terbentuk dengan isinya yang hipoosmotik dengan salah satu caranya sebagai berikut: vesikel-vesikel kecil yang mengelilingi vakuola kontraktil mula-mula berisi cairan yang isotonik dengan sitosol. Vesikel-vesikel kemudian memasukkan Na+ ke cairan vesikel dan mengeluarkan K+ dari cairan vesikel secara transpor aktif dengan menggunakan energi ATP yang dibuat dalam mitokondria.
Akhirnya setelah konsentrasi osmootik cairan vesikel berkurang sampai sekitar setengah konsentrasi dalam sitosol (cairan vesikel menjadi hipoosmotik), vesikel-vesikel bergerak menuju dan menuangkan isinya ke dalam vakuola kontraktil (fase pengisian). Fase pengisian ini akan terjadi terus menerus sampai vakuola kontraktil cukup besar. Kemudian vakuola kontraktil berkontraksi secara tiba-tiba, sehinngga cairan dissemprotkan ke luar melalui pori-pori pada permukaannya (fase pengosongan). Setelah itu akan dimulai fase pengisian berikutnya. Mekanisme seperti itu memungkinkan terjadinya larutan hipoosmotik dengan menahan garam yang bermanfaat.
•Nefridia, merupakan suatu pembuluh sederhana yang terbuka keluar menuju suatu lubang (nephridial pore). Terdapat 2 tipe nefridia: (1) protonefridium, yaitu suatu pembuluh yang ujung internalnya tertutup dan bagian dalam ujung ini memiliki “sel api” atau sel rambut, (2) metanefridium, yaitu suatu pembuluh ekskretori yang ujungnya berhubungan dengan rongga tubuh (coloem) melalui suatu struktur berbentuk corong yang disebut nefridiostom •Sistem sel nyala, merupakan sel sel yang terletak pada ujung protonefridia yang memiliki banyak silia yang mengarah ke dalam lumen, struktur ini disebut sel nyala karena bila silia bergoyang akan memberikan gambaran seperti gerak nyala api.
• Alat ekskresi arthropoda, berupa saluran malpighi, yang jumlahnya berkisar dari dua sampai beberapa ratus. Setiap saluran bermuara ke intestin, pada perbatasan antara usus tengah dengan usus belakang; ujung yang lain buntu pada kebanyakan serangga terletak dalam hemocoel.
• Ginjal vertebrata, ginjal filtrasi-reabsorbsi dapat memproses cairan dalam jumlah besar, dan sering lebih dari 99% volume yang difilter direabsorbsi kurang dari 1% diekresikan sebagai urin. Ginjal vertebrata terdiri atas unit-unit fungsional yang disebut nefron.
3. Jelaskan perbandingan ginjal pronephros, mesonephros, dan metanephros! - Pronefros : Ginjal pronefros adalah yang paling primitiv dan hanya fungsional pada jenis ikan tingkat rendah, misalnya pada Cyclostoma. Meski terdapat pada perkembangan embrional sebagian besar ikan, tetapi saat dewasa tidak fungsional, fungsinya akan digantikan oleh mesonephros. Perkecualian pada ikan hagfish dan lamprey. - Mesonefros : Ginjal bertipe mesonefros, berfungsi seperti opistonefros pada embrio emniota. Keduanya mirip, perbedaan prinsip adalah kaitannya dengan sistem peredaran darah, tingkat kompleksitas, dan pada efisiensinya. - Metanerfos : Ginjal ini terbentuk dari degenerasi dari pronerfos dan mesonerfos.
Ginjal yang pertama kali diibentuk adalah ginjal pronefros yang terletak didaerah kepala. Selanjutnya dibentuk ginjal mesonefros yang diikuti dengan berdegenerasinya pronefros. Kemudian pada daerah sebelah posterior mesonefros dibentuk ginjal metanefros. Ketiga jenis ginjal tersebut merupakan organ-organ yang berpasangan. Ginjal dibentuk dari mesoderem intermediat dimulai dengan tampaknya pronefros yang terdiri atas beberapa pasang tubulus pronefros yang teletak ada bagian cephal dari mesoderem intermediat. Tubulus-tubulus tersebut dibentuk dengan urutan cephalocaudal. Pronefros pertama tampak sebagai deretan yang terdiri atas segmen-segmenn yang disebut nefrotom, yaitu massa sel-sel mesoderem intermediat. Nefrotom kemudian terpisah membentuk suatu rongga yang disebut nefrocoel yang bersinambungan dengan coelom, yaitu rongga yang memisahkan lapisan parietal dari mesoderem lateral.
Perkembangan ginjal embrio manusia: A) Menunjukkan bakal pronefros, mesonefros dan metanefros pada jaringan nefrogenik. B) Pronefros berdegenerasi, pembentukan mesonefros. C) Pertumbuhan tunas ureter mencapai jaringan nefrogenik untuk merangsang pembentukan metanefros. D) Mesonefros berdegenerasi, metanefros sedang berkembang.
• Pisces : punya tipe ginjal pronerfos dan mesonerfos • Aves: punya tipe ginjal pronerfos, mesonerfos dan metanerfos • Ampibi ; punya tipe ginjal pronerfos, mesonerfos dan metanerfos • Mamalia: punya tipe ginjal pronerfos, mesonerfos dan metanerfos
4. Dibandingkan dengan tekanan osmotis lingkungan luarnya, lingkungan internal organisme dapat bersifat isoosmotik, hipoosmotik dan hiperosmotik. Jelaskan!
JAWABAN
Kebanyakan invertebrata luar tekanan osmotik cairan tubuhnya sama dengan tekanan osmotik air laut. Cairan tubuh demikian dikatakan isotonik atau isosmotik dengan medium tempat hidupnya. Sebaliknya ada hewan atau organisme yang mempertahankan agar tekanan osmotik cairan tubuhnya relatif konstan lebih rendah dari mediumnya disebut hipoosmotik atau lebih tinggi dari mediumnya disebut hiperosmotik
5. Jelaskan mekanisme regulasi hipostomatik dan regulasi hiperosmotik! Jawab: Pada dasarnya regulasi hiperosmotik menghadapi dua masalah fisiologi: 1. air cenderung masuk kedalam tubuh hewan, sebab konsentrasi zat terlarut dalam tubuh hewan lebih tinggi dari pada dalam mediumnya. 2. zat terlarut cenderung keluar tubuh sebab konsentrasi didalam tubuh lebih tinggi daripada diluar tubuh, disamping itu pembuangan air sebagai penyeimbang air masuk, juga membawa keluar zat terlarut didalamnya.
Untuk mengatasi masalah ini maka regulator hiperosmotik harus: 1. mengurangi masuknya air dalam tubuh (meningkatkan impermeabilitas dinding tubuh) atau mengeluarkan kelebihan air yang ada dalam tubuh sebaliknya terhadap zat terlarut hewan harus: 2. memasukkan garam-garam kedalam tubuh lewat makan dan minum atau mempertahankan zat terlarut yang ada dalm tubuhnya. Sebaliknya regulator hipoosmotik menghadapi dua masalah fisiologi: 1. air cenderung keluar tubuh sebab kadar air dalam tubuh lebih tinggi dari pada mediumnya.
2. Zat terlarut cenderung masuk kedalam tubuh sebab kadar zat terlarut diluar tubuh lebih tinggi daripada dalam cairan tubuhnya untuk mengatasi hal tersebut maka regulator hipoosmotik harus: 1. menghambat keluarnya air dari dalam tubuh atau mempertahankan air yang ada dalam tubuh, sebaliknya terhadap zat terlarut hewan harus: 2. berusaha mencegah masuknya garam kedalam tubuh atau mengeluarkan kelebihan garam yang masuk ke dalam tubuh. Untuk mengatur kadar air dan zat terlarut dalam tubuhnya hewan menggunakan organ-organ ekskresi yang dalam bekerjanya banyak menggunakan mekanisme transport aktif.
6. Bagaimana ikan tulang rawan mempertahankan tekanan osmotik lingkungan internalnya? ikan tulang rawan (Chondrichthyes) memiliki konsentrasi garam darah selalu lebih tinggi dari lingkungannya. Bagian osmotik yang disebabkan oleh NaCl hanya 45% dari keseluruhan. Bagian terbesar konsentrasi osmotik terbentuk oleh banyaknya urea dan beberapa oksida trimethyleamine (TMO) yang berada dalam semua jaringan dan cairan tubuh. Jadi, Untuk mempertahankan tekanan osmotik lingkungan internalnya, dia mengeluarkan urin yang hiposmotik dari darahnya.
7. Jelaskan perubahan mekanisme osmoregulasi ikan yang bermigrasi dari air laut ke air tawar! Contoh pada ikan Salmon. Ketika migrasi ke air tawar untuk memijah, ikan salmon itu akan berhenti atau sedikit minum dan insangnya akan mulai mengambil garam dari lingkungan yang konsentrasinya tidak pekat. Ikan salmon ini akan menyeimbangkan perolehan air dengan banyak mengeluarkan urin.
Telur ikan salmon akan menetas di sungai, hal ini kemungkinan disebabkan karena hubungannya dengan faktor suhu yang sesuai, faktor makanan yang dibutuhkan untuk anak-anaknya, dan faktor hormonal. Setelah dewasa, barulah ikan salmon akan kembali ke laut dan akan mengalami perubahan fisiologis, yakni perubahan osmoregulasi dari air tawar ke air laut (hyperosmosis ke hypoosmosis). Ketika salmon sudah terbiasa dengan air asin, kulitnya akan berubah menjadi seperti sutra yang berkilauan.
Migrasi pada ikan Salmon
8. Apakah organisme osmokonformer selalu eurihalin dan organisme osmoregulator selalu stenohalin? Jelaskan! Osmoregulasi adalah proses mengatur konsentrasi cairan dan menyeimbangkan pemasukan serta pengeluaran cairan tubuh oleh sel atau organisme hidup. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan disekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan pecah, begitu pula sebaliknya, jika terlalu sedikit air, maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsi ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel atau organisme hidup. Hewan harus melakukan osmoregulasi, utamanya ialah karena perubahan keseimbangan jumlah air dan zat terlarut di dalam tubuh memungkinkan terjadinya perubahan arah aliran air/zat terlarut menuju ke arah yang tidak diharapkan. Proses inti dalam osmoregulasi yaitu osmosis. Osmosis adalah pergerakan air dari cairan yang mempunyai kandungan air lebih tinggi (yang lebih encer) menuju ke cairan yang mempunyai kandungan air yang lebih rendah (yang lebih pekat).
Osmoregulasi dapat juga didefinisikan sebagai proses homeostasis untuk menjaga agar cairan tubuh selalu berada dalam keadaan stabil atau steady state. Masalah osmoregulasi antara lain sebagai berikut: Setiap individu hewan membutuhkan konsentrasi garam yang berbeda dengan lingkungannya. Hewan harus mempunyai konsentrasi air yang sama (partikel konsentrasi terlarut total) terhadap lingkungannya, yang berarti membutuhkan sejumlah besar energy untuk membuang air dari tubuhnya. Hewan perlu untuk membuang sejumlah sisa hasil metabolisme yang larut dalam air seperti ammonia, kreatinin, dan pigmen darah.
Berdasarkan kemampuannya menjaga tekanan osmotik tubuh, dikenaln adanya hewan osmoregulator dan osmokonformer. Osmokonformer merupakan hewan yang tidak mampu mempertahankan tekanan osmotik di dalam tubuhnya, oleh karena itu hewan harus melakukan berbagai adaptasi agar dapat bertahan di dalam tempat hidupnya. adaptasi dapat dilakukan sepanjang perubahan yang terjadi pada lingkungannya tidak terlalu besar dan masih ada dalam kisaran konsentrasi yang dapat diterimanya. Jika perubahan lingku ngan terlalu besar maka hewan yang melakukan osmokonfermer tidak dapat bertahan hidup di tempat tersebut. Osmoregulasi adalah organisme yang menjaga osmolaritasnya tanpa tergantung lingkungan sekitar. Oleh karena kemampuan meregulasi ini maka osmoregulator dapat hidup di lingkungan air tawar, daratan, serta lautan. Di lingkungan dengan konsentrasi cairan yang rendah, osmoregulator akan melepaskan cairan berlebihan dan sebaliknya. Eurihalin adalah kemampuan suatu organisme terhadap keadaan perubahan salinitas yang tinggi. Sedangkan Stenohalin adalah tingkat adaptasi yang sempit terhadap salinitas yang tinggi. Berdasarkan penjelasan diatas, dapat dikatakan bahwa umumnya organisme osmokonformer selalu stenohalin. dan organisme osmoregulator selalu eurihalin.
9. Jelaskan mengapa nelayan yang kehausan di laut tidak berani minum air laut sedangkan burung laut meminum air laut? Manusia tidak dilengkapi dengan organ untuk mengekskresikan air laut. Ginjal manusia mampu memindah sampai sekitar 6 gr Na+ dari aliran darah/liter urin yang diproduksi. Air laut mengandung sekitar 12 gr/liter Na+. Jadi minum air laut dapat menyebabkan manusia mengakumulasi garam tanpa penambahan air yang eqivalen secara fisiologis. Dengan kata lain, untuk mengekskresikan garam yang ditelan bersama sejumlah air laut, ginjal manusia memerlukan jumlah air lebih banyak daripada yang terkandung dalam air laut yang diminum, jadi minum air laut akan diikuti dehidrasi secara cepat. Sedangkan pada burung laut yang memperoleh makanan dari laut menghadapi masalah berupa pemasukan garam yang berlebihan. Hal ini berarti bahwa burung tersebut harus berusaha mengeluarkan kelebihan garam dari tubuhnya. Burung mengeluarkan kelebihan garam tersebut melalui kelenjar garam (kelenjar nasal), yang terdapat pada cekungan dangkal dikepala bagian atas, disebelah atas setiap matanya, didekat hidung. Apabila burung laut menghadapi kelebihan garam didalam tubuhnya, hewan itu akan menyekresikan cairan pekat yang banyak mengandung NaCl. Kelenjar garam ini hanya aktif pada saat tubuh burung dijenuhkan oleh garam.
