Qmoet: Oktober 2009

LAPORAN PRAKTIKUM

KONSUMSI OKSIGEN

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas praktikum Fisiologi Hewan

Nama: Intan Qurrotul A’yuni

Kelas: Biologi B/V

Tanggal Praktikum : 14 Oktober 2009

Tanggal penyerahan: 21 Oktober 2009

FAKULTAS TABIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

KONSUMSI OKSIGEN

Tujuan : Mengetahui laju konsumsi oksigen dari beberapa hewan serangga

PENDAHULUAN

Oksigen diperlukan semua organisme karena berfungsi sebagai akseptor hydrogen dan akseptor alaktron terakhir dalam proses pernafasan sel. Tanpa oksigen produksi oksigen pada organism yang aerob akan berhenti. Karbondioksida merupakan salah satu sampah metabolism terbesar yang berasal dari oksidasi hidrat arang, protein dan lemak. Gas yang bersifat asam ini harus dibuang dari dalam tubuh organism. Hewan bernafas dengan mengambil oksigen dari lingkungannya dan hasil karbon dioksida dilepaskan ke lingkungannya. Dengan demikian juga tumbuhan mengambil oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Pada siang hari dari tumbuhan yang berhijau daun mengadakan proses pernafasan yang disebt dengan fotorespirasi. Pada hewan yang berukuran besar terdapat alat respirasi atau pernafasan yang disesuaikandengan lingkungannya., sedangkan pada hewan-hewan kecil pengambilan oksigen cukup dengan difusi. ( Djamhur:1985).

Alat respirasi merupakan alat atau bagian tubuh tempat oksigen dapat berdifusi masuk dan karbon dioksida dapat berdifusi keluar. Alat respirasi pada hewan bermacam-macam. Diantara hewan yang satu dengan hewan yang lainnya, ada yang berupa insang, paru-paru, kulit, paru-paru buku, trakea. Bhkan ada juga beberapa organism yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi secara langsung dari lingkungan ke dalam tubuh. Misalnya : teradapat pada hewan yang bersel satu yaitu porifera dan coelenterata. Pada hewanini oksigen berdifusi dari lingkungannya melalui rongga tubuh.

Oksigen atau yang disebut zat asam merupakan unsure kimia dalam system table periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Yng merupakan unsure golongan kalkogen dan dapat mudah bereaksi dengan hamper semua unsure lainnya terutama dengan unsur menjadi oksida. Pada temperature dan tekanan standar, dua atom ini berikatan menjadi dioksigen yang merupakan senyawa gas diatomic dengan rumus oksigen yang tidsak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen adalah unsure yang paling melimpah ketiga dialam semesta. Oksigen yaitu unsure penting bagi kelangsungan hidup organism. Oksigen diperlukan untuk proses oksidasi bahan-bahan makanan di dalam tubuh hewan agar dihasilkan energy untuk aktivitas hidupnya (http ://aprianatitik. wordpress. com/arsip/ minggu/111009/14.10 ).

Pada kebanyakan hewan golongan rendah kecuali pada golongan cephalopoda pengetahuan mengenai regulasi pengambilan oksigen dan penggunaanya masih belum memadai. Difusi pasif pada respirasi tergantung pada konsentrasi oksigen, sifat-sifat dari permukaan tempat berdifusi, dan suhu lingkungan. Pengambilan oksigen pada banyak hewan rendah mempunyai hubungan langsung dengan tekanan persial oksigen. Hal ini terjadi terutama pada hewan invertebrata tingkat rendah. Tetapi juga terdapat pada beberapa invertebrata tinggi contohnya pada udangKecepatan pengambilan oksigen dari lingkungannya tergantung pada kecepatan penggunaan oksigen pada proses pernafasan sel. Apabila proses oksidasi bertambah, maka banyak oksigen yang diperlukan. Oleh sebab itu terjadi difusi oksigen sebab di dalam sel pasti kekurangan oksigen. Sebaliknya, karbon dioksida di dalam sel selalu bertambah dari hasil oksidasi dan konsentrasinya lebih besar daripada konsentrasi di lingkungannya. Biasanya difusi karbon dioksida ke lingkungannya lebih cepat daripada difusi oksigen dari lingkungan ke dalam tubuhnya. ( Djamhur:1985). Pada vertebrata konsentrasi karbon dioksida merangsang kecepatan pernafasan.

Keberhasilan hewan hidup di darat karena dapat membatasi hilangnya air waktu bernafas. Alat pernafasan pada hewan darat merupakan organ dalam yang mungkin dapat mengambil oksigen tanpa kehilangan air. . ( Djamhur:1985).

Pada serangga air jentik nyamuk, udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernafasan ke permukaan air untuk mengambil udara.Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di dalam air dalam waktu yang lama. Contohnya : pada Kepik notonecta sp mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, oksigen di dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernafasan. Selain itu ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air atau pengambilan udara melalui cabang-cabang hlus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus, oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea. (http://ftp.ui.edu/bebas/v12/sponsor/sponsorpendamping/praweda/biologi/0074%20Bio%2028a.htm/minggu/111009/14.00).

Adapun fase pergerakan pernapasan serangga dibagi menjadi n3 fase, yaitu :

Inspirasi kurang lebih seperempat detik. Pada awal inspirasi katup spirakel terbuka.
Fase pertukaran selama 1 detik, baik spirakel pada toraks atau abdomen menutup
Fase ekspirasi dan spirakel abdomen membuka.

Udara masuk dari sistem trakea sebelah muka pada inspirasi dan bergerak ke belakang selama fase pertukaran gas dan pada fase 3 udara keluar dari spirakel bagian posterior. Membuka dan menutpnya spirakel dikntrol oleg sistem saraf.

Berbagai adaptasi untuk pengangkutan oksigen terjadi pada berbagai serangga air. Pada beberapa jenis larva, serangga yang hidup di air mempunyai insang trakea (tracheal gills) atau insang rektum (rectal gills). Serangga dwasa yang habitatnya di air di sekitar spirakel terdapat plastron yaitu daerah yang berserabut halus tempat mentimpan lapisan udara. (Djamhur;1985).

Pada jenis serangga seperti coloeptera, lipas, larva, pupa kupu-kupu, dan belalang terdapat gejala yang disebut respirasi siklik yaitu pengeluaran karbon dioksida yang terjadi dalam waktu yang pendek sekaligus, sedangkan pada pengambilan oksigen terjadi secara kontinu. Pengeluaran karbon dioksida terjadi pada jangka waktu tetentu dari mulai satu minggu sekali sampai beberapa kali tiap jam, tergantung pada jenis serangga, kecepatan metabolisme, dan suhu lingkungan.( Djamhur;1985).

Pada serangga kecil, proses difusi saja dapat membawa cukup oksigen dari udara ke dalam sistem trakea dan membuang cukup oksigen untuk mendukung respirasi seluler. Serangga yang lebih besar dengan kebutuhan energi yang lebih tinggi memventilasi sistem trakeanya dengan pergerakan tubuh berirama (ritmik) yang memanfaat dan menggabungkan pipa udara seperti alat penghembus seekor serangga yang sedang terbang mempunyai labu meabolisme yang tinggi dan mengkonsumsi 10 sampai 100 kali lebih banyak oksigen dibandingkan dengan yang dikonsumsinya ketika istirahat. Pada serangga terbang, kontraksi dan relaksasi secara beantian pada otot terbang akan memanfaatkan dan menggembungkan tubuh, secara cepat memompa udara melalui sistem trakea. (Campbell;2004).

Berlawanan dengan saluran respirasi yang bercabang diseluruh tubuh serangga, paru-paru hanya terbatas pada satu lokasi karena permukaan respirasi paru-paru tidak berhubungan langsung dengan semua bagian tubuh yang lain, maka kesenjangan itu harus di jembatani oleh sistem sirkulasi yang berfungsi mengangkut oksigen dari paru-paru ke bagian tubuh yang lain. Paru-paru mempunyai kapiler yang sangat padat persis di bawah epitelium, yang berfungsi sebagai permukaan respirasi. Paru-paru telah dievolusikan pada laba-laba, bekicot darat, dan vertebrata.( Campbell;2004).

Alat respirasi pada serangga, trakea merupakan alat pernafasan yang dimiliki oleh serangga dan arthopoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar atau eksoskeleton yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin . Spirakel terdapat sepasang dan tiap ruas tubuh yang kadang-kadang mmpunyai katup untuk menjaga penguapan air yang dikontrol oleh otot. Sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang dan sebaliknya spirakel menutup pada saat serangga beristirahat.(http://ftp.ui.edu/bebas /v12/sponsor/sponsor-pendamping/praweda/biologi/0074%20Bio%2028a.htm/minggu/111009/14.00). Dari spirakel , udara terus masuk ke pembuluh trakea memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Trakea memanjang bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus. Pada sistem trakea ini pengankutan oksigen dan karbon dioksida tidak memerlukan bantuan sistem transportasi, khususnya darah. (Cartono;2005).

Trakea tersususn dengan teratur sebagian berjalan longitudinal ( memanjang ) dan sebagian lagi transversal( melintang ). Adapun fungsi spirakel dan trakea adalah untuk memungkinkan lewatnya udara ke percabangan saluran yang disebut trakeol, yang merupakan saluran lembut intraseluler.(Darmadi Goenarso;2005).

ALAT DAN BAHAN

ALAT: Respirometer

Timbangan analitik
Pipet tetes
Stopwatch

BAHAN:

KOH
Eosin
Vaselin
Hewan percobaan: jangkrik
Tisue

CARA KERJA

Timbang serangga ( jangkrik )

Masukkan NOH yang dibungkus dengan tisue ke dalam respirometer

Masukkan jangkrik ke dalam botol respirometer

Olesi sambungan botol dan pipa dengan vaselin

Letakkan respirometer sejajar dengan meja

Teteskan eosin pada ujung respirometer yang terbuka pada angka nol

Amati pergerakan eosin dalam waktu 5 menit selama 3 kali

Catat jarak yang ditempuh

Hitung volume udara selama 5 menit sampai 3 kali

Hitung jumlah konsumsi oksigenper berat badan dalam 1 jam.

HASIL PENGAMATAN

Kelompok I

Jangkrik dengan berat badan 0,72 gram.

T_o: 0 T₁:0,37 T₂: 0,63-0,37=0,26 T₃: 0,80-0,63=0,17

Kelompok II

Jangkrik dengan berat badan 1,05 gram.

T_o: 0 T₁:0,87 T₂: 0,46 T₃: 0,37

Kelompok III

Jangkrik dengan berat badan 0,57 gram.

T_o: 0 T₁:0,2 T₂: 0,35-0,2=0,15 T₃: 0,52-0,35=0,17

Kelompok IV

Belalang dengan berat badan 0,12 gram.

T_o: 0 T₁:0,56 T₂: 0,86-0,56=0,30 T₃: 0,97-0,86=0,11

Kelompok V

Kecoa dengan berat badan 0,48 gram.

T_o: 0 T₁:0,51 T₂: 0,23 T₃: 0,15

Kelompok VI

Belalang dengan berat badan 0,14 gram.

T_o: 0 T₁:0,34 T₂: 0,59-0,34=0,25 T₃: 0,75-0,59=0,16

Kelompok	Nama Hewan	Berat (gram)	Perhitungan skala per 5 menit	Volume konsumsi O₂ rata-rata 5 menit (ml)	Laju Konsumsi O₂ ( ml/gram/jam)
I	Jangkrik	0,72 gram	T_o: 0 T₁:0,37 T₂: 0,26 T₃: 0,17	= =	= = 4,3
II	Jangkrik	1,05 gram	T_o: 0 T₁:0,87 T₂: 0,46 T₃: 0,37	= =	= =6,4
III	Jangkrik	0,57 gram	T_o: 0 T₁:0,2 T₂: 0,15 T₃: 0,17	= =	= =3,57
IV	Belalang	0,12 gram	T_o: 0 T₁:0,56 T₂: 0,30 T₃: 0,11	= =	= =32
V	Kecoa	0,48 gram	T_o: 0 T₁:0,51 T₂: 0,23 T₃: 0,15	= =	= =7,25
VI	Belalang	0,14 gram	T_o: 0 T₁:0,34 T₂:0,25 T₃:0,16	= =	= =21,42

PEMBAHASAN

Siapakan hewan/ jangkrik yang akan ditimbang,Timbanglah jangkrik dengan timbangan analitik dan ternyata berat jangkrik adalah 1,05 gram.Lalu bungkuslah KOH dengan tisue dan gulung lalu masukkan ke dalam botol respirometer. KOH befungsi untuk mengikat karbon dioksida. Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga.Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian tumbuhan yang diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikaliberasikan teliti hingga 0,01 ml. Kedua bagian ini dapat disatukan amat rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan) kayu atau logam. Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala. ( http://id.wikipedia.org/wiki/Respirometer/sabtu/171009/19.00)

Masukkan hewan yang telah ditimbang ke dalam botol respirometer kemudian tutup botol respirometer dengan pipa respirometer yang berskala. Olesi bagian sambungan botol dan pipa dengan vaselin. Fungsi dari vaselin disini adalah agar tidak terjadi pertukaran udara. Pastikan menutup sambungannya benar-benar rapat. Letakkan respirometer tadi dengan meja, dan pasangkan pada statifnya.

Tetesi eosin pada ujung pipa respirometer yang terbuka Dan tempat eosin harus sejajar dengan angka nol. Apabila tidak sejajar dengan angka nol maka dalam perhitungannya nanti harus dikurangi dengan angka awal. Di angka berapa eosin diam selama waktu 5 menit lalu kurangi hail tersebut dengan angka ketika pertama kali eosin dimulai. Amati pergerakan eosin tersebut lalu catatlah jarak yang ditempuh eosin selama 5 menit dan hasil yang di dapat adalah 0,87 lalu teteskan eosin sejajar dengan angka nol dan catat jarak yang di tempuh selama 5 menit dan hasil yang di dapat adalah 0,46 dan lakukan hal yang sama dan hasil yang di dapat adalah 0,37.

Setelah di dapat T_o: 0, T₁:0,87, T₂: 0,46, T₃: 0,37 lalu hitunglah volume konsumsi oksigen rata-rata dengan menggunakan rumus , yaitu ==kemudian hitung laju konsumsi oksigen (ml/g/jam) dengan menggunakan rumus yaitu ==6,4. Angka 12 diperoleh dari 1 jam =60 menit dibagi 5 menit( waktu saat pengamatan ) dan hasilnya adalah 12.

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu . (Seeley;2002). Laju metabolisme berkaitan dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen. (Tobin;2005). Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untukmenghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya juga. Akan tetapi laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen. Faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen adalah temperatur, ukuran badan dan aktivitas yang dilakukannya. ( Tobin;2005). Hurkat dan Marthur (1976) menambahkan bahwa knsumsi oksigen pada tiap organisme berbeda-beda tergantung pada jenis kelamin temperatur, ukuran badan, aktivitas dan hormon. Semakin kecil hewannya akan semakin semakin cepat laju konsumsinya dan begitu pula sebaliknya semakin besar hewannya maka semakin lambat lajunya.Semakin sedikit oksigen di dalam botol respirometer maka semakin lambat lajunya.

Dari percobaan yang dilakukan ada kelompok III yang hewannya kecil tapi laju konsumsi oksigennya lambat mungkin karena jangkriknya di dapat pada sehari sebelum praktikum dan di masukkan ke dalam toples jadi selama itu tidak menghiruk oksigen bebas jadi pada saat dipakai praktikum sudah kehabisan oksigen sehingga laju konsumsi oksigennya lambat.

Serangga mempunyai sistem pernafasan dengan trakea. Trakea merupakan lekukan dalam dari ektoderm dan umumnya mempunyai lubang keluar yang disebut spirakel. Bentuknya berupa pembuluh yang silindris yang mempunyai lapisan kiti. Lapisan ktin ini mempunyai penebalan seperti spiral. Spirakel terdapat sepasang dan tiap ruas tubuh yang kadang-kadang mmpunyai katup untuk menjaga penguapan air. Trakea mempunyai cabang-cabang dan cabang yang terkecil yang menembus jaringan disebut trakeolus yang berdiameter 1-24. Trakeolus tidak mempunya lapisan kitin dan dibentuk oleh sel yang disebut dengan trakeoblas. Trakeolus pada serangga ujungnya buntu dan berisi udara atau kadang-kadang berisi cairan. Sistem trakea merupakan suatu sistem yang berfungsi untuk mengambil oksigen dari udara, mendistribusikannya ke seluruh tubuh dan megeluarkan karbon dioksida. Jadi darah serangga tidak berfungsi sebagai pengangkutan gas. Perkembangan sistem trakea disesuaikan dengan perkembangan pada serangga. Pada serangga yang primitif tiap segmen mempunyai trakea yang terpisah namun pada serangga yang tingkatannya lebih tinggi, seluruh sistem trakea saling berhubungan. Pada serangga yang paling primitif bernafas cukup dengan difusi gas dari permukaan tubuhnya. ( Djamhur;1985).

Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut :Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya oksigen keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya 0₂ masuk ke trakea (http://images.google.co.id/imgres?imgurl/sabtu/171009/19.10)