Makalah osmoregulasi

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

 Pergerakan air melalui membran selektif permiabel biasa disebut osmosis. Hal itu terjadi ketika dua larutan mempunyai perbedaan konsentrasi total larutan atau osmolality. Hewan yang memelihara keseimbangan antara cairan tubuh dengan keadaan lingkungan sekitar disebut osmoconfer.

Organisme harus melakukan osmoregulasi karena harus terjadi keseimbangan antara substansi tubuh dan lingkungan. Membran sel yang permeabel merupakan tempat lewatnya beberapa substansi yang bergerak cepat. Adanya perbedaan tekanan osmosis antara cairan tubuh dan lingkungan. Semakin jauh perbedaan tekanan osmose antara tubuh dan lingkungan, semakin banyak energi metabolisme yang dibutuhkan untuk melakukan osmoregulasi sebagai upaya adaptasi. Karena perbedaan proses osmoregulasi pada beberapa golongan ikan, maka struktur organ-organ osmoregulasinya juga kadang berbeda. Beberapa organ yang berperanan dalam proses osmoregulasi ikan, antara lain insang, ginjal, dan usus. Organ-organ ini melakukan fungsi adaptasi di bawah kontrol hormon osmoregulasi, terutama hormon-hormon yang disekresi oleh pituitari, ginjal, dan urofisis (Fujaya, 2004).

Osmoregulasi adalah kemampuan organisme untuk mempertahankan keseimbangan kadar dalam tubuh, didalam zat yang kadar garamnya berbeda. Secara sederhana hewan dapat diumpamakan sabagai suatu larutan yang terdapat di dalam suatu kantung membran atau kantung permukaan tubuh. Hewan harus menjaga volume tubuh dan kosentrasi larutan tubuhnya dalam rentangan yang agak sempit. Yang menjadi masalah adalah konsentrasi yang tepat dari cairan tubuh hewan selalu berbeda dengan yang ada dilingkungannya. Perbedaan kesentrasi tersebut cenderung mengganggu keadaan kondisi internal. Hanya sedikit hewan yang membiarkan kosentrasi cairan tubuhnya berubah-ubah sesuai degan lingkungannya dalam kedaan demikian hewan dikatakan melakukan osmokonfirmitas (Wulangi, 1993).

Osmoregulator merupakan hewan yang harus menyesuaikan osmolaritas internalnya, karena cairan tubuh tidak isoosmotik dengan lingkungan luarnya. Seekor hewan osmoregulator harus membuang kelebihan air jika hewan itu hidup dalam lingkungan hiperosmotik. Kemampuan untuk mengadakan osmoregulasi membuat hewan mampu bertahan hidup, misalnya dalam air tawar dimana osmolaritas tertentu rendah untuk mendukung osmokonformer, dan didarat dimana air umumnya tersedia dalam jumlah yang sangat terbatas. (Wulangi,1993).

B.       Rumusan Masalah

 Rumusan masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1.  Apakah pengertian osmoregulasi?

2.  Bagaimana osmoregulasi pada hewan darat?

C. Tujuan

 Tujuan dari makalah ini adalah sebagai berikut:

1.        Mengetahui pengertian osmoregulasi.

2.        Mengetahui osmoregulasi pada hewan darat.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian Osmoregulasi

 Osmoregulasi pada hewan di lingkungan Darat, yaitu memiliki keuntungan hewan yang berhasil hidup di darat dan mudah memperoleh oksigen. Sedangkan kerugiannya yaitu masalah keseimbangan air dan ion mudah terancam dehidrasi. Kehilangan air yaitu berupa penguapan yang dipengaruhi oleh kandungan uap air di atmosfer, gerakan udara, tekanan barometrik, luas pertmukaan penguapan, dan suhu.  Pada invertebrata darat, umumnya merupakan Antropoda, Insekta , dan laba-laba, yang paling banyak adalah insekta. Untuk membatasi pelepasan air dilakukan respirasi discontinue dan karbon dioksida dilepaskan secara periodic (setiap kali inspiratisi tidak selalu di ikuti dengan ekspirasi) (Cambell, 2012)

Osmoregulasi adalah proses mengatur konsentrasi cairan dan menyeimbangkan pemasukan serta pengeluaran cairan tubuh. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan di sekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan meletus, begitu pula sebaliknya,jika terlalu sedikit air maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsih ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel dan organisme hidup (Bentley, 2012).

Osmoregulasi sebagian besar didasarkan pada pergerakan terkontrol dari zat zat terlarut antara cairan internal dan lingkunganya eksternal, serta pergerakan air yang mengikuti osmosis. Osmoregulasi menyeimbangkan pengambilan dan kehilangan air dan zat terlarut. Semua hewan terlepas dari filogeni, habita, atau tipe zat buangan yang dihasilkan menghadapi kebutuhan osmoregulasi yang sama. Lama kelamaan, pengambilan dan kehilangan air haruslah seimbang. Jika pengambilan air berlebihan sel sel hewan membengkak dan pecah, jika kehilangan air terlalu banyak, mereka mengerut dan mati (Bentley, 2002).

  Osmoregulasi berfungsi untuk mempertahankan komposisi kandungan kandungan seluler, namun sebagian hewan melakukan ini secara dengan mengelola komposisi cairan tubuh internal yang merendam sel sel. Pada serangga dan hewan lain dengan sistem sirkulasi terbuka, cairan ini merupakan hemolimfe. Pada vertebrata dan hewan hewan lain dengan sistem sirkulasi tertutupsel sel terendam dalam cairan interstisial yang mengandung campuran zat zat terlarut yang dikontrol secara tak langsung oleh darah (Cambell, 2012). 

B.       Tantangan Osmotik

  Seekor hewan dapat mempertahankan keseimbangan air dengan dua cara, yang pertama adalah menjadi osmokonformer, yang isoosmotik dengan sekitarnya, yang kedua menjadi osmoregulator, yang mengontrol osmolaritas internal terlepas dari osmolaritas lingkunganya (Cambell, 2012).   

                   Gambar. Konsentrasi zat terlarut dan osmosis

     Osmoregulasi memungkinkan hewan hidup di lingkungan yang tidak bisa dihuni oleh osmokonformer, misalnya perairan twar dan habitat darat. Osmoregulasi juga memungkinkan banyak hewan laut untuk mempertahankan osmolaritas internal yang berbeda dari osmolaritas air laut. Agar sintas di lingkungan yang hipoosmotik, osmoregulator harus membuang kelebihan air. Dalam lingkungan hiperosmotik, osmoregulator harus mengambil air agar impas dengan kehilangan osmotik. Osmoregulator adalah mekanisme yang menjaga osmolaritasnya tanpa tergantung lingkungan sekitar. Karena kemampuan meregulasi maka osmoregulator dapat hidup di lingkungan air tawar, daratan, serta lautan. Di lingkungan dengan konsentrasi cairan yang rendah osmoregulator akan melepaskan cairan yang berlebih, dan sebaliknya, (Bentley, 2012).

     Sebagian besar hewan baik osmokonformer atau osmoregulator, tidak dapat mentoleransi perubahan besar dalam osmolaritas eksternaldan disebut stenohalin. Sebaliknya hewan eurihalin mencakup osmokonformer dan osmoregulator tertentu dapat sintasmenghadapi fluktuasi osmolaritas eksternal yang besar.  Osmokonormer merupakan hewan yang tidak mampu mempertahankan tekanan osmotik di dalam tubuhnya, oleh karena itu hewan harus melakukan berbagai adaptasi agar dapat bertahan didalam tempat hidupnya. Adaptasi dapat dilakukan sepanjang perubahan yang terjadi pada lingkungannya tidak terlalu besar dan masih ada dalam kisaran konsentrasi yang dapat di terimanya. Jika perubahan lingkungan terlalu besar maka hewan yang melakukan osmokonformer tidak dapat bertahan hidup di tempat tersebut (Bentley, 2002).

C.      Hewan Darat

     Ancaman dehidrasi merupakan masalah regulasi utama bagi tumbuhan dan hewan darat. Manusia, misalnya, mati jika kehilangan sedikinya 12% air tubuhnya ( unta gurun dapat bertahan dua kali dari itu). Adaptasi adaptasi yang mengurangi kehilangan air adalah kunci kesintasan di darat. Seperti kutikula berlilin yang sangat berkontribusi terhadap keberhasilan tumbuhan darat, penutup tubuh sebagian hewan darat untuk memcengah dehidrasi. Contohnya, lapisan berlilin eksoskeleton serangga, cangkang bekicot, dan sel sel berkeratin yang menutupi sebagian besar vertebrata darat, termasuk manusia.  Kebanyakan hewan darat, terutama penghuni gurun, bersifat nocturnal, yang mengurangi kehilangan air evaporative akibat udara malam yang bersuhu lebih rendah dan berkelembagaan relatif lebih tinggi (Cambell,2012).

Meskipun memilik adaptasi adaptasi tersebut, sebagian besar hewan darat kehilangan air melalui berbagai rute: dalam urin dan fases, melalui kulitnya, dan dari permukaan yang lembab pada organ organ pertukaran gas. Hewan darat mempertahankan keseimbangan air dengan meminum dan mengkomsumsi makanan lembab serta menghasilkan air secara metabolis melalui respirasi seluler. Sejumlah hewan gurun, termasuk banyak burung pemakan serangga dan reptil teradaptasi dengan cukup baik untuk meminimalisis kehilangan air sehingga mereka dapat sintas tanpa minum (Cambell, 2012).  

                            

 

                             Gambar. Keseimbangan air pada dua hewan darat.

                   

                                  Gambar. Aliran keluar dan masuknya cairan.

                 Menurut Cambell, 2012 adaptasi ginjal vertebrata terhadap beraneka ragam lingkungan.

1.        Mamalia

          Nefron juksta medularis, dengan ciri ciri yang memekatkan urin, merupakan adaptasi kunci untuk kehidupan darat, memungkinkan mamalia membuang garam garam dan zat zat buangan bernitrogen tanpa menyianyiakan air. Kemampuan ginjal untuk menghasilkan urin hiperosmotik bergantung pada susunan tubulus dan saluran pengumpul yang tepat di dalam korteks dan medula. Dalam hal ini, ginjal adalah salah satu contoh yang paling jelas tentang bagaimana fungsi organ tak terpisahkan dari strukturnya.  

           Mamalia yang mengekspresikan urin yang paling hiperosmotik, misalnya tikus pelompat Australia, tikus kangguru amerika utara, dan mamalia gurun lainya, memiliki lengkung henle yang membentang jauh ke dalam medulla. Lengkung henle yang panjang mempertahankan gradient osmotic yang curam di dalam ginjal, menghasilkan urin yang menjadi sangat pekat saat mengalir dari korteks ke medulla di dalam saluran pengumpul.

          Sebaliknya, berang berang, tikus kesturi, dan mamalia akuatik lainya yang menghabiskan sebagian besar waktunya dalam perairan air tawar dan jarang menghadapi masalah dehidrasi memiliki nefron dengan lengkung henle yang relative pendek, menghasilkan kemampuan memekatkan urin yang lebih rendah. Mamalia darat yang hidup dalam kondisi yang lembab memiliki lengkung henle yang panjangnya sedang dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh mamalia air tawar dan mamalia gurun.

2.        Burung dan Reptil

             Sebagian burung hidup dalam lingkungan yang menyebabkan dehidrasi pada tunbuh. Seperti mamalia, burung memiliki ginjal dengan nefron jukstamedularis yang terspesialisasi untuk mengonservasi air. Akan tetapi, nefron burung memiliki lengkung henle yang membentang tidak terlalu jauh ke dalam medulla seperti mamalia. Dengan demikian ginjal burung tidak dapat memekatkan urin hingga osmolaritas tinggi seperti yang dicapai oleh ginjal mamalia. Walaupun burung dapat menghasilkan urin hiperosmotik, adaptasi konservasi air utamanya adalah memiliki asam urat sebagai molekul buangan bernitrogen. Karena asam urat dapat diekskresikan sebagai pasta,

senyawa ini mereduksi volume air.

                                        Gambar. Bagian tubuh kadal.

3.        Amfibi

           Ginjal amfibia memiliki fungsi yang sangat mirip dengan ginjal ikan air tawar. Ketika berada dalam air tawar, ginjal katak mengekskresikan urin encer sementar kulitnya mengakumulasi garam garam tertentu dari air melalui transport aktif. Di darat, saat dehidrasi merupakan masalah osmoregulasi yang paling mendesak, katak mengosservasi cairan tubuh dengan mereabsorpsi air melalui epitelum kandung kemih.

                                          Gambar. Bagian tubuh Katak.

4.      Serangga

            Kehilangan air pada serangga terutama terjadi melalui proses penguapan. Hal ini dikarenakan serangga memiliki ratio luas permukaan tubuh dengan masa tubuhnya sebesar 50 kali, bandingkan dengan mamalia yang mempunyai rasio luas permukaan tubuh terhadap masa tubuhnya yang hanya ½ kali. Jalan utama kehilangan air pada serangga adalah melalui spirakulum untuk mengurangi kehilangan air dari tubuhnya maka kebanyakan serangga akan menutup spirakelnya pada saat diantara dua gerakan pernapasannya. Cara mengatasi yang lain adalah dengan meningkatkan impermeabilitas kulitnya, yaitu dengan memiliki kutikula yang berlilin yang sangat impermeable terhadap air, sehingga serangga sedikit sekali kehilangan air melalui kulitnya. Sebagai organ ekskretori serangga memiliki badan Malphigi yang bersama-sama dengan saluran pencernaan bagian belakang membentuk sistem ekskretori osmoregulatori. 

 

                                     Gambar. Bagian tubuh Serangga.

5.      Annelida

        Cacing tanah seperti Lumbricus terestris merupakan regulator hiperosmotik yang efektif. Hewan ini secara aktif mengabsorbsi ion-ion. Urine yang diproduksinya encer, yang secara esensial bersifat hipoosmotik mendekati isoosmotik terhadap darahnya. Diduga konsentrasi urinnya disesuaikan menurut kebutuhan keseimbangan air tubuhnya. Homeostasis regulasi juga dilakukan dengan pendekatan prilaku yaitu aktif dimalam hari dan menggali tanah lebih dalam bila permukaan tanah kering.

                               Gambar. Bagian tubuh cacing pipih.

6.      Molusca

        Pada tubuh keong/siput memiliki permukaan tubuh berdaging yang sangat permeable terhadap air. bila dikeluarkan dari cangkangnya, maka air akan hilang secepar penguapan air pada seluas permukaan tubuhnya. Semua keoang atau siput bernapas terutama dengan paru-paru yang terbentuk dari mantel tubuhnya dan terbuka keluar melalui lubang kecil. Toleransi terhadap air sangat tinggi. Tekanan osmotik cairan internal bervariasi secara luas tergantung kandungan air lingkungannya. Untuk menghindari kehilangan air yang berlebih, keong atau siput lebih aktif dimalam hari dan bila kondisi bertambah kering , keoang akan berlindung dengan membenamkan diri kedalam tanah serta menutup cangkangnya dengan semacam operculum yang berasal dari lendir yang dikeluarkannya. Banyak keong darat yang secara rutin mengeluarkan suatu zat yang mengandung nitrogen dalam bentuk asam urat yang sulit larut dalam air, yang terbukti bahwa ternyata zat ini meningkat pada beberapa spesies dalam masa kesulitan mendapatkan air. Selama masa estivasi (tidur musim panas) asam urat ini disimpan dalam ginjal dengan maksud mengurangi kehilangan air untuk menekskresikan nitrogen tersebut. Banyak spesies keong yang menyimpan air didalam rongga mantelnya yang rupanya digunakan pada liungkungan kering.

                                            Gambar. Bagian tubuh siput.

DAFTAR PUSTAKA

Cambel, dkk.2012. Biologi Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Fujaya, Y. 2004. Fisiologi Ikan. Jakarta: Rineka Cipta

P.J. Bentley. 2002. Endocrine and Osmoregulation: Acomprative account in vertebrate. The university of Jerman.

Wulangi, S Kartolo. 1993. Prinsip-prinsip fisiologi Hewan. Bandung: DepDikBud