Belajar Ilmu Pengetahuan Alam

Uraian Mekanisme Pernapasan pada Ikan Secara Detail

Uraian Mekanisme Pernapasan pada Ikan Secara Detail - Konsumsi akan oksigen yang tinggi terjadi pada setiap makhluk hidup. Makhluk hidup daratan dapat dengan mudah mendapat oksigen, hal ini karena kadar oksigen di atmosfer jauh lebih tinggi dibanding oksigen terlarut. Sehingga pada fauna perairan memiliki alat respirasi yang sangat berbeda dengan fauna daratan. Ikan dan fauna air lainnya menggunakan insang untuk mendapatkan oksigen dan membuang limbah karbondioksida hasil metabolisme. Insang tidak cocok untuk hewan daratan, karena memiliki struktur yang basah dan akan menjadi kering bila terpapar udara.

Sebagai medium respirasi, air memiliki keuntungan dan kerugian. Keuntungan yang diperoleh ialah struktur insang tetap terjagadan dapat dengan mudah mempertahankan kelembapan. Hal ini karena insang senantiasa dikelilingi oleh air. Namun konsentrasi oksigen yang larut di dalam air sangat rendah bila dibandingkan kadar oksigen di atmosfer. Semakin hangat dan semakin asin suatu perairan maka akan semakin sedikit kadar oksigen yang terlarut di dalamnya. Dengan demikian, insang harus sangat efisien untuk mengikat oksigen dalam air. Salah satu proses yang membantu adalah ventilasi, yaitu peningkatan aliran medium respirasi di atas permukaan respirasi. Ventilasi membawa aliran oksigen segar dan membuang karbondioksida yang dikeluarkan oleh insang. Karena air jauh lebih rapat dan mengandung sedikit oksigen persatuan volume dibandingkan dengan udara, maka seekor ikan menghabiskan banyak energi untuk memventilasi insangnya.

Pengaturan posisi kapiler dalam seekor ikan juga dapat meningkatkan pertukaran gas. Darah mengalir dengan arah yang berlawanan dengan aliran air di dalam insang. Pola tersebut memungkinkan oksigen untuk diangkut ke dalam darah dengan proses yang sangat efisien yang dikenal dengan pertukaran lawan arus (countercurrent exchange). Ketika darah mengalir ke kapiler, darah tersebut semakin banyak terisi oleh oksigen. Akan tetapi, secara bersamaan pula ia akan berhadapan dengan air dengan konsentrasi oksigen yang lebih tinggi karena air tersebut baru saja mulai mengalir di atas insang. Hal tersebut menandakan bahwa di sepanjang kapiler terdapat suatu gradien difusi yang mendorong perpindahan oksigen dari air ke darah.

Insang ikan tersusun atas empat pasang lengkung insang. Masing-masing lengkung insang memiliki dua baris filamen yang tersusun atas lempengan pipih disebut dengan lamela. Lamela-lamela ini kaya akan jaringan pembuluh kapiler darah, dengan adanya lamela meningkatkan luas permukaan respirasi pada ikan. Sehingga sangat membantu memaksimalkan pengikatan oksigen terlarut dalam air.  Sebagian besar ikan memiliki operkulum (penutup insang) yang akan melindungi bagian-bagian insang dari kerusakan mekanik. Respirasi pada ikan terjadi dengan koordinasi gerakan rahang dan penutup insang. Air masuk ke dalam mulut dan akan dikeluarkan melalui operkulum insang.

Advertisement

Mekanisme Pernapasan Ikan


Proses inspirasi dimulai saat masuknya air karana gerakan “pompa” yang diciptakan oleh mulut. Ketika mulut membuka, operkulum menutup yang membuat volume rongga mulut membesar namun tekanannya mengecil. Kondisi tersebut akan membuat air mengalir masuk ke dalam mulut. Menutupnya operkulum membuat selaput insang tertutup sehingga air tertahan untuk beberapa saat di dalam rongga mulut. Ketika mulut menutup, operkulum dibuka hal ini menyebabkan selaput insang pun terbuka. Pada saat ini air yang tertahan di dalam rongga mulut akan mengalir melalui selaput-selaput insang (lamela) dan proses pertukaran udara terjadi. Di dalam lamela terjadi pertukaran oksigen (dari air yang akan diikat) dan karbondioksida (limbah metabolisme yang akan dibuang).

Beberapa ikan memiliki insang yang mengalami modifikasi yang disesuaikan dengan habitatnya. Contoh ikan lele, insangnya mengalami perluasan yang membentuk rongga, disebut dengan labirin. Labirin berfungsi untuk menyimpan udara sebagai cadangan bagi ikan. Hal ini memungkinkan bagi ikan-ikan dapat bertahan hidup ketika berada dalam air yang kotor atau berlumpur. Selain itu, kelompok lungfish merupakan kelompok ikan yang memiliki organ semacam “paru-paru” yang membantu memaksimalkan pernapasan oleh insang.  Dengan adanya organ tersebut memungkinkan ikan dapat mengambil oksigen dari udara.

Sebuah mekanisme aliran lawan arus (countercurrent) membantu memaksimalkan pengikatan oksigen dari air. Air yang mengalir ke dalam lengkung insang memiliki arah yang berlawanan dengan aliran darah di dalam lamela insang.  Sistem Aliran ini sangat menguntungkan bagi ikan. Aliran lawan arus mampu memaksimalkan pengikatan oksigen terlarut sampai 80%. Sebaliknya jika arus searah hanya mampu memperoleh palig banyak 50% oksige yang terlarut oleh air. 

Sumber:

Campbell, N.A. dkk. 2003. Biologi Jilid IIi. Erlangga. Jakarta.
Ferdinand, F. Biologi SMA kelas 2. Depdiknas. Jakarta
http://new.freshwaterlife.org/gills-and-respiration
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/351582/lungfish/63419/Adaptations-for-breathing

Share :

Facebook Twitter Google+
Back To Top