Pernapasan Hewan Protozoa, Cacing, Serangga, Ikan, Katak, Reptil, & Burung

      Pernapasan pada hewan, pertukaran gas oksigen dan karbondioksida yang terjadi dalam setiap tubuh hewan kemungkinan dapat berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena ada nya perbedaan organ yang digunakan dalam proses bernapas. Selain itu, habitat hewan tersebut juga turut membedakan mekanisme pernapasannya. Sebagai contoh, hewan yang hidup di perairan memiliki mekanisme pernapasan yang berbeda dengan hewan yang hidup di daratan.
      Berikut ini akan di bahas beberapa sistem pernapasan hewan, baik invertebrata maupun vertebrata. Simak uraian berikut.
a. Sistem Pernapasan pada Protozoa
       Hewan protozoa seperti Amoeba atau Paramaecium bernapas menggunakan permukaan tubuhnya. Oksigen dan karbondioksida saling berdifusi melalui membran sel. Saat Amoeba bernapas, konsentrasi oksigen dalam sel semakin berkurang (rendah), sedangkan sisa metabolisme yang berupa karbondioksida di dalam sel semakin tinggi konsentrasinya. Di sisi lain, konsentrasi oksigen dalam air lebih tinggi daripada di dalam sel, sementara konsentrasi oksigennya lebih rendah. Akibatnya, oksigen dari luar akan berdifusi ke dalam sel, sementara karbondioksida berdifusi keluar sel menuju air. Perhatikan gambar berikut:

      Pertukaran gas tersebut akan terjadi pada seluruh luas permukaan tubuh protista. Selain itu, proses seperti ini terjadi juga pada organisme uniselluler lain dan beberapa hewan seperti spons, Cnidaria, dan cacing pipih.
 

b. Sistem Pernapasan pada Cacing
       Cacing senang hidup di daerah lembab. Hal ini dilakukan supaya kulit cacing selalu lembab. Bagi cacing, misalnya saja cacing tanah, kulitnya dijadikan sebagai organ pernapasan atau tepatnya sebagai tempat pertukaran gas. 

 Melalui kulitnya, oksigen dari luar berdifusi ke dalam tubuh secara difusi. Hemoglobin yang terkandung dalam darah akan mengikat oksigen tersebut untuk dialirkan ke seluruh tubuh. Sementara, hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida dikeluarkan melalui permukaan tubuh cacing. Pertukaran gas melewati permukaan tubuh pada cacing ini dinamakan juga pernapasan integumenter.
 

c. Sistem Pernapasaan pada Serangga
       Serangga memiliki organ pernapasan yang khas. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida dilakukan melalui trakea. Trakea merupakan bagian tubuh serangga yang terbuat dari pipa/tabung udara. Jumlah trakea di dalam tubuh serangga sangat banyak. Oleh karena itu, sistem pernapasan serangga dinamakan sistem trakea. Perhatikan gambar berikut:

Saat serangga melakukan pernapasan, udara masuk trakea melalui bagian yang terletak pada permukaan tubuh. Bagian tersebut dinamakan spirakel. Spirakel dilindungi oleh bulu halus dengan fungsi sebagai penyaring debu dan benda asing yang masuk menuju trakea. 

      Setelah itu, udara tersebut akan melewati pipa kecil yang disebut trakeola. Trakeola juga ini akan terhubung dengan membran sel. Trakeola memiliki ujung kecil tertutup dan mengandung cairan dengan warna biru gelap. Oksigen akan berdifusi masuk ke dalam sel tubuh melalui trakeola, sedangkan karbondioksida akan berdifusi keluar. Setelah melewati trakeola, karbondioksida akan dikeluarkan ke lingkungan melewati trakea.
      Apabila serangga sedang aktif dan menggunakan banyak oksigen, sebagian besar cairan yang berwarna biru akan ditarik ke dalam tubuh. Akibatnya, luas permukaan udara yang berkontak langsung dengan sel menjadi semakin luas. Seekor serangga yang sedang terbang mempunyai laju metabolisme lebih tinggi dibandingkan saat istirahat. Otot akan berkontraksi dan berelaksasi secara bergantian sehingga tubuh bisa memampat dan menggembung. Oleh karenanya udara akan secara cepat terpompa melalui sistem trakea.
Sebagian besar serangga hidup di daratan. Namun, ada juga serangga yang hidup pada perairan seperti larva capung.

d. Sistem Pernapasan pada Ikan
       Sebagian besar ikan menggunakan alat pernapasan yang disebut insang. Pada ikan bertulang sejati, seperti ikan mas, insangnya memiliki tutup pelindung insang yang disebut operkulum. Namun, bagian ini tidak dimiliki ikan hiu. Insang berada pada sisi sebelah kanan dan sisi sebelah kiri kepala ikan, tepatnya terletak di dalam rongga insang. Setiap sisinya terdapat lembar insang berjumlah 5-7 buah, Masing-masing insang ini dipisahkan oleh sebuah celah insang.

Insang ikan memiliki bagian-bagian penting seperti lengkung insang yang berasal dari tulang rawan, rigi-rigi insang yang berguna sebagai penyaring air saat bernapas, dan fi lamen/lembaran insang yang berwarna merah muda dengan bentuk seperti sisir. Warna merah muda menunjukkan bahwa lembaran insang terdapat pembuluh kapiler darah. Sehingga, sangat wajar bila pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di daerah ini.
       Ketika bernapas, ikan menggunakan dua fase pernapasan, yakni fase inspirasi dan fase ekspirasi. Fase inspirasi terjadi jika air masuk ke dalam rongga mulut ikan. Masuknya air karena dipengaruhi tekanan udara dalam rongga mulut yang lebih kecil daripada tekanan udara di air. Sementara itu, fase ekspirasi terjadi saat rongga mulut ikan tertutup. Akibatnya, udara masuk ke insang secara difusi. Secara bersamaan operkulum terbuka. Akibatnya, air mengalir melalui celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Secara otomatis, karbondioksida dilepaskan oleh darah dan sebaliknya oksigen diikat.
 

e. Sistem Pernapasan pada Katak
       Mulai muda hingga dewasa, katak mempunyai alat pernapasan yang berbeda-beda. Saat masih berudu, insang digunakan katak untuk mengambil dan mengeluarkan oksigen. Kira-kira umur 12 hari, katak akan menggunakan insang dalam sebagai alat pernapasan. Sesudah dewasa, alat pernapasan insang akan diganti dengan paru-paru. Saat di air, katak tersebut bernapas menggunakan permukaan kulitnya. Selain itu, katak juga menggunakan alat pernapasan rongga mulut yang berupa glotis.

      Pada tubuh katak, tulang rusuk dan sekat diafragma tidak dapat temui perannya dalam pernapasan. Akan tetapi, peran tersebut digantikan oleh otot rahang bawah, otot sterno hioideus, otot genio hioideus, dan otot perut. Saat menggunakan paru-paru, mekanisme pernapasan katak berlangsung dalam dua fase, yaitu fase inspirasi dan fase ekspirasi. Ma singmasing fase ini terjadi dalam keadaan mulut tertutup.Terjadinya fase inspirasi diawali dengan tertutupnya celah tekak dan mulut. Selanjutnya otot rahang bawah mengendur dan otot sterno hioideus berkontraksi, sehingga rongga mulut membesar. Keadaan tersebut membuat, udara dari luar masuk ke dalam rongga mulut dan hulu tenggorokan melalui koane. Kemudian, sekat akan menutup koane. Oleh kontraksi otot rahang bawah dan otot genio hioideus, rongga mulut menjadi kecil. Akibatnya, tekanan di dalam rongga mulut menjadi besar. Adanya perbedaan tekanan udara, membuat udara masuk menuju celah-celah yang terbuka (faring) dan dilanjutkan menuju paru-paru. Oleh karenanya, pertukaran oksigen dan karbondioksida terjadi.
       Fase ekspirasi akan terjadi bila otot rahang bawah mengendur, sementara otot sterno hioideus dan otot perut berkontraksi. Akibatnya, udara dalam paru-paru tertekan keluar. Udara tersebut akan masuk ke dalam rongga mulut. Berikutnya, celah tekak menutup dan koane membuka. Otot rahang bawah berkontraksi dan diikuti otot genio hioideus. Akibatnya, rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut menjadikan karbon dioksida keluar dari tubuh katak. Perhatikan gambar berikut:

f. Sistem Pernapasan pada Reptilia
       Berbeda dengan organ pernapasan serangga, organ yang digunakan pada pernapasan reptilia adalah paru-paru. Sebab, sebagian besar reptilia hidup di daratan atau habitat yang kering. Untuk mengimbanginya, kulit reptilia bersisik dan kering, supaya cairan dalam tubuhnya tidak mudah hilang. Kulit bersisik pada reptilia merupakan suatu adaptasi hidup dalam udara kering, dan bukan sebagai alat pertukaran gas.

     Walau begitu, ada pula mekanisme pernapasan reptilia yang dibantu oleh permukaan epitelium lembab di sekitar kloaka. Reptilia demikian misalnya kura-kura dan penyu. Hal ini dilakukan karena tubuh kura-kura dan penyu terdapat tempurung yang kaku. Tempurung ini menyebabkan gerak pernapasan kedua hewan tersebut terbatas. Mekanisme pernapasan reptilia terjadi dalam dua fase, yaitu fase inspirasi dan fase ekspirasi. Saat tulang rusuk mengembang, volume rongga dada akan mening kat. Selanjutnya udara (oksigen) akan masuk ke dalam paru-paru, sehingga terjadi fase inspirasi. Sedangkan, fase ekspirasi akan terjadi, jika tulang rusuk merapat, sehingga udara (karbon dioksida) dan uap air keluar dari paru-paru.
g. Sistem Pernapasan pada Burung
       Burung merupakan salah satu hewan yang memiliki kekhasan pada sistem pernapasannya dibandingkan hewan lain. Sebelum kita membahasnya lebih detail, terlebih dahulu lakukan rubrik Telisik berikut. Saat bernapas, burung menggunakan organ-organ pernapasan seperti lubang hidung, tekak, trakea, bronkus, dan paru-paru. Lihat gambar beriut:

Trakea burung memiliki siring yang berfungsi sebagai sumber suara. Siring tersebut terletak pada percabangan trakea atau bifurkasi trakea. Otot yang menyusun siring disebut otot stemotrakealis. Otot tersebut menghubungkan tulang dada dan trakea. Antara siring dan dinding trakea sebelah dalam dihubungkan oleh suatu otot yang disebut otot siringalis. Paru-paru burung relatif kecil bila dibandingkan besar tubuhnya.
       Paru-paru burung ini dibungkus oleh suatu selaput paru-paru yang disebut pleura. Paru-paru juga terhubung dengan beberapa kantung/ pundi-pundi udara yang dinamakan sakus pnematikus. Masing masing kantung udara terletak pada pangkal leher, ruang dada, antartulang karakoid, ketiak, di antara lipatan usus atau rongga perut, dan berhubungan dengan tulang-tulang panjang seperti tulang paha dan tulang lengan atas. Keseluruhan jumlah kantung udara ada sembilan buah. Namun, paru-paru burung tidak tersusun alveoli.      

       Pada paru-parunya hanya ada pembuluh udara yang disebut parabronki. Kantung udara burung memiliki fungsi penting, yakni membantu pernapasan saat burung terbang, membantu memperbesar siring sehingga suara menjadi keras, dan menyelubungi alat-alat dalam de ngan rongga udara sehingga tidak kedinginan. Selain itu, kantung udara dapat mencegah hilangnya panas badan yang berlebihan dan memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh saat berenang yaitu dengan cara membesarkan dan mengecilkan kantung udara.
      Burung yang terbang dengan burung yang istirahat mempunyai mekanisme pernapasan yang berbeda. Namun, secara umum kedua keadaan tersebut tidak terlepas dari dua fase pernapasan. Fase yang dimaksud yakni fase ins pirasi dan fase ekspirasi. Saat burung beristirahat, fase inspirasi terjadi sebagai berikut; perlekatan tulang-tulang rusuk pada tulang dada dan tulang belakang tidak melalui persendian, sehingga tulang-tulang rusuk masih dapat bergerak sedikit. Tulang rusuk bergerak ke depan dan ke bawah, rongga
dada membesar dan paru-paru mengembang, akibatnya udara dari luar masuk ke dalam paru-paru melalui saluran pernapasan. Pada waktu udara masuk ke dalam paru-paru, sebagian O2 diambil, dan sebagian lainnya masuk ke dalam kantung-kantung udara.
      Sementara itu, fase ekspirasi di awali dengan mengecilnya rongga dada. Keadaan ini mengakibatkan paru-paru mengecil dan udara dalam kantung-kantung udara dikeluarkan melalui paru-paru. Akibatnya, O2 diikat oleh darah yang terdapat dalam pembuluh-pembuluh kapiler dinding paru-paru. Dengan demikian, pengambilan O2 dapat terjadi baik bisa berlangsung pada fase inspirasi maupun ekspirasi. Adapun mekanisme pernapasan saat burung terbang terjadi juga secara inspirasi dan ekspirasi. Kedua fase ini dilakukan oleh burung melalui kantung udara yang terdapat di antara tulang karakoid. Pada waktu sayap diangkat ke atas, kantung udara di antara tulang karakoid terjepit. Sementara pada saat yang sama kantung udara pada ketiak mengembang. Akibatnya, O2 masuk/inspirasi ke kantung udara perut. Selanjutnya, O2 ini akan dialirkan ke dalam paru-paru dan sebagian yang lain masuk ke dalam kantung udara.      Sebaliknya, fase ekspirasi terjadi ketika sayap bergerak ke bawah, sehingga mengakibatkan kantung udara pada ketiak terjepit. Pada posisi seperti itu, kantung udara di antara karakoid akan mengembang. Alhasil, CO2 keluar dari tubuh burung.