Sistem Pernapasan Pada Serangga : Organ dan Mekanismenya

Sponsors Link

Serangga atau yang dikenal dengan nama Insecta termasuk dalam filum Arthropoda yang merupakan bagian dari kelompok Invertebrata karena salah satu ciri-ciri Invertebrata yaitu tidak bertulang belakang. Ciri khas dari kelompok Insecta ini selain tidak mempunyai tulang belakang yaitu mempunyai tubuh dan kaki yang beruas-ruas/bersendi-sendi. Berbicara tentang Invertebrata khususnya pada kelompok serangga, tentunya sangat unik dari segi sistem yang bekerja dalam tubuhnya seperti yang dibahas dalam materi ini yaitu tentang sistem pernapasan pada serangga.

Sama halnya dengan semua jenis hewan yang membutuhkan oksigen untuk kebutuhan tubuhnya, serangga pun sama. Namun, sistem pernapasan serangga menyangkut organ-organ yang bekerja dan juga mekanisme pernapasan (respirasi) pada serangga tentunya berbeda dengan kelompok hewan lain. Pernapasan pada serangga dikenal dengan istilah sistem trakea. Lebih jelasnya lagi, berikut ini MateriIpa membahasnya secara lengkap.

Organ Pernapasan Pada Serangga

Seperti yang diketahui, bahwa fungsi mulut pada serangga yaitu bermacam-macam tergantung tipe mulutnya. Pada sistem pernapasan serangga, mulut tidak mengambil peran dalam pernapasan. Namun, mulut lebih berperan dalam proses pengambilan dan pengolahan makanan seperti yang terdapat pada belalang.

Sistem pernapasan serangga (sumber: www2.estrellamountain.edu)

Belalang menjadi serangga yang dijadikan sebagai contoh mewakili kelompok serangga lain karena lebih mudah diamati dan bagian-bagiannya lebih jelas. Berdasarkan gambar anatomi belalang disamping, diketahui bahwa organ atau bagian-bagian tubuh serangga yang terlibat pada sistem pernapasan serangga adalah sebagai berikut:

Spirakel (spiracles)

Spirakel merupakan bagian dari rangka eksternal (exoskeletons). Terdapat sepasang pada bagian dada (thorax) dan segmen-segmen pada abdomen serangga, namun tidak semua segmen pada serangga terdapat spirakel. Bagian ini dapat terbuka dan tertutup karena diatur oleh katup otot. Fungsinya yaitu sebagai lubang aliran masuk dan keluarnya gas (oksigen dan karbon dioksida). Katup terbuka untuk memasukkan oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Spirakel dapat dilengkapi dengan rambut halus yang berfungsi menyaring udara.

Trakea (tracheae)

Trakea merupakan saluran seperti tabung/pembuluh yang terhubung dengan spirakel. Strukturnya kokoh karena tersusun atas zat kitin. Saluran ini bercabang-cabang melewati berbagai bagian tubuh serangga. Fungsi trakea adalah sebagai saluran tempat mengalirnya gas yang kaya oksigen dari luar ke seluruh tubuh dan juga sebagai saluran untuk mengalirkan karbon dioksida ke luar tubuh. Trakea dapat dipengaruhi oleh taenidia yang strukturnya tipis. Struktur ini membantu trakea dapat bersifat lentur/fleksibel dan meregang pada proses kontraksi-relaksasi selama pernapasan.

Trakeolus (tracheoles)

Trakeolus merupakan percabangan dari trakea yang memiliki struktur yang tipis. Fungsinya hampir sama dengan kapiler darah yang terdapat pada kelompok vertebrata. Strukturnya yang halus dan terdapat cairan serta terhubung langsung pada sel-sel tubuh agar difusi atau pertukaran oksigen dengan karbon dioksida dapat terjadi dengan mudah sehingga kebutuhan oksigen bagi sel-sel terpenuhi.

Kantong udara (air sacs)

Kantong ini berbentuk seperti balon dan terhubung dengan trakea, semacam alat tambahan pernapasan yang juga ditemukan pada burung. Kantong ini dapat meningkatkan efesiensi respirasi dengan menyediakan permukaan yang luas untuk pertukaran gas dan menjaga suplai udara. Ketika abdomen bergerak seperti memompa maka kantong udara akan mengembang dan mengempis sehingga meningkatkan volume udara yang akan dipindahkan selama respirasi. Ini sangat penting bagi kebanyakan serangga aktif atau yang berukuran besar karena membantu mereka bernapas selama pergerakan ketika terbang.

Mekanisme Pernapasan Pada Serangga

Sampai disini sudah jelas, bahwa darah pada serangga tidak ada kaitannya dengan proses pernapasan karena berbeda sistem yang membentuknya, tidak seperti pada kelompok vertebrata (contohnya mamalia) yang mempunyai aliran tertutup untuk sirkulasi dan respirasi sedangkan pada serangga dikenal dengan sistem trakea yang merupakan pembuluh utama untuk respirasi/pernapasan. Berikut ini adalah mekanisme pernapasan pada serangga:

Ketika otot katup spirakel berelaksasi (Inspirasi), maka spirakel terbuka sehingga udara yang kaya oksigen akan masuk melalui spirakel. Sebaliknya, jika otot katup berkontraksi (Ekspirasi) maka spirakel tertutup.
Mekanisme pernapasan pada serangga (sumber: Nirmala Josephine via www.slideshare.net)
Udara yang kaya oksigen akan masuk ke pembuluh trakea menuju percabanganya yaitu trakeolus. Aliran udara yang masuk juga dipengaruhi oleh kontraksi dan relaksasi abdomen. Jika abdomen relaksasi (Inspirasi), trakea tetap dalam keadaan normal, menyebabkan perbedaan tekanan udara (tekanan udara di dalam trakea rendah) sehingga oksigen akan masuk. Pada saat abdomen berkontraksi (Ekspirasi), maka trakea memipih sehingga karbon dioksida dikeluarkan. Pada serangga yang berukuran kecil, proses ini mungkin sangat lambat. Sedangkan pada serangga yang berukuran besar dan aktif proses ini berlangsung sangat cepat untuk membantu mempercepat proses difusi.
Udara yang telah sampai ke trakeolus akan mengalami proses difusi yaitu proses oksigen masuk ke dalam sel. Begitu pun karbon dioksida sebagai hasil buangan sel, akan berdifusi dan masuk ke saluran untuk dialirkan keluar tubuh melalui trakea.
Gerakan abdomen yang seperti memompa (kontraksi-relaksasi) sangat membantu proses pergerakan udara yang cepat. Pada beberapa spirakel akan berfungsi untuk mengeluarkan aliran udara yang banyak mengandung karbon dioksida dari dalam tubuh sedangkan yang lain berfungsi menghisap udara (kaya oksigen) dari luar untuk dialirkan ke dalam tubuh dengan cepat.
Adapun untuk jenis serangga air, tidak hanya mengandalkan spirakel dan trakea, mereka mempunyai mekanisme atau bagian tubuh yang membantu memperoleh oksigen, seperti tabung pernapasan pada larva nyamuk, membentuk gelembung udara dalam air, plastron (filamen udara) dan terdapat juga serangga yang mempunyai insang namun tetap melibatkan sistem trakea.

Walaupun sistem pernapasan serangga sangat sederhana, namun tetap cukup untuk menunjang kehidupannya sebagai kelompok Invertebrata. Trakea menjadi bagian yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan oksigen serangga seperti yang sudah dijelaskan bahwa sistem pernapasan atau respirasi dan sirkulasi pada serangga mempunyai saluran yang berbeda yaitu sistem trakea berupa aliran tertutup dan sistem sirkulasi berupa aliran terbuka, tidak seperti pada hewan berkembang lain yang dapat terjadi dalam satu aliran (pembuluh darah).

Demikianlah pembahasan MateriIpa kali ini, semoga bermanfaat untuk kita semua.