BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sama seperti makhluk hidup lainnya dan manusia dan hewan vertebrata maupun invertebrata , ikan juga membutuhkan oksigen untuk melangsungkan hidupnya. Tanpa keberadaan oksigen, ikan tidak dapat melakukan proses metabolisme tubuhnya dan itu berarti ikan tidak dapat mengubah makanannya menjadi energi. Udara adalah salah satu kebutuhan makhluk hidup, itulah mengapa bernapas adalah salah satu ciri – ciri makhluk hidup. Berdasarkan tempat hidupnya ikan dikategorikan sebagai hewan air. Sistem pernapasan pada ikan berbeda dari hewan Amphibi karena ikan hanya hidup di air tidak didua alam meskipun amphibi juga memiliki salah satu organ pernapasan yang sama dengan ikan. Sistem pernapasan ikan bergantung pada suatu organ utama yang disebut insang. Insang pada ikan berfungsi untuk mengikat oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida sebagai hasil respirasi. Organ insang juga berhubungan langsung dengan pembuluh darah sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran langsung antara oksigen dan karbon dioksida. Insang pada ikan terletak di dua sisi tubuh ikan bagian depan. Dapat dikatakan bahwa insang adalah salah satu dari bagian – bagian tubuh hewan yang penting khususnya pada ikan. Proses pernapasan diatur oleh mekanime sedemikian rupa yang akan berusaha dibahas didalam makalah ini. B. Tujuan Menguraikan sistem pernapasan pada ikan meliputi alat, fungsi, dan mekanisme pada sistem pernapasan yang ada pada ikan. 1 BAB II PEMBAHASAN A. SISTEM PERNAPASAN IKAN Hewan air bernapas menggunakan insang sebagai organ respirasi untuk membantu mengikat oksigen yang terlarut dalam air dan membuang kelebihan karbondioksida. Insang merupakan pelipatan ke arah luar pada permukaan tubuh. Pelipatan pada insang membuat luas permukaan insang lebih besar dibanding permukaan bagian tubuh lainnya. Insang merupakan organ respirasi yang sangat tepat bagi ikan. Susunan membran yang basah akan senantiasa mempermudah dalam pengikatan oksigen terlarut. Sebaliknya, hewan – hewan darat sangat tidak cocok bernapas dengan insang, karena membran yang basah pada insang akan mengering melalui penguapan oleh udara. Sistem trakea dan paru-paru merupakan sebuah adaptasi yang dilakukan oleh hewan darat, alat respirasi yang teletak di dalam tubuh, agar kelembapannya tetap terjaga. Ikan bernapas menggunakan insang yang tersusun atas empat pasang lengkung insang. Masing-masing lengkung memiliki dua baris filamen yang tersusun atas lempengan pipih disebut dengan lamela. Lamela meningkatkan luas permukaan respirasi yang tersusun atas membran tipis dan banyak mengandung jaringan kapiler pembuluh darah tepat dibawahnya. Sebagian besar ikan memiliki insang internal, karena ditutupi oleh operkulum sehingga tak tampak dari luar. Semua jenis ikan bertulang keras (ikan mas, gurame, dll) memiliki operkulum. Sedang beberapa ikan memiliki tipe insang eksternal karena tidak memiliki penutup insang (operkulum) sehingga celah insangnya tampak dari luar, seperti pda hiu, pari. 1. Sistem Pernapasan pada ikan bertulang sejati Salah satu contoh ikan bertulang sejati yaitu ikan mas. Insang ikan mas tersimpan dalam rongga insang yang terlindung oleh tutup insang (operkulum). Perhatikan Gambar 1. Insang ikan mas terdiri dari lengkung insang yang tersusun atas tulang rawan berwarna putih, rigi-rigi insang yang berfungsi untuk menyaring air pernapasan yang melalui insang, dan filamen atau lembaran 2 insang. Filamen insang tersusun atas jaringan lunak, berbentuk sisir dan berwarna merah muda karena mempunyai banyak pembuluh kapiler darah dan merupakan cabang dari arteri insang. Di tempat inilah pertukaran gas CO2 dan O2 berlangsung. Gambar. 1 Insang Ikan Gas O2 diambil dari gas O2 yang larut dalam air melalui insang secara difusi. Dari insang, O2 diangkut darah melalui pembuluh darah ke seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung. Dari jantung menuju insang untuk melakukan pertukaran gas. Proses ini terjadi secara terus-menerus dan berulang-ulang. Mekanisme pernapasan ikan bertulang sejati dilakukan melalui mekanisme inspirasi dan ekspirasi. Perhatikan Gambar. 2 3 Gambar. 2 Fase Inspirasi dan Ekspirasi Ikan Bertulang Belakang a) Fase inspirasi ikan Gerakan tutup insang ke samping dan selaput tutup insang tetap menempel pada tubuh mengakibatkan rongga mulut bertambah besar, sebaliknya celah belakang insang tertutup. Akibatnya, tekanan udara dalam rongga mulut lebih kecil daripada tekanan udara luar. Celah mulut membuka sehingga terjadi aliran air ke dalam rongga mulut. b) Fase ekspirasi ikan Setelah air masuk ke dalam rongga mulut, celah mulut menutup. Insang kembali ke kedudukan semula diikuti membukanya celah insang. Air dalam mulut mengalir melalui celah-celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Pada tempat ini terjadi pertukaran udara pernapasan. Darah melepaskan CO2 ke dalam air dan mengikat O2 dari air. 4 Pada fase inspirasi, O2 dan air masuk ke dalam insang, kemudian O2 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, CO2 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang, dan dari insang diekskresikan keluar tubuh. Pada dasarnya pernapasan pada ikan bertulang sejati memiliki penutup insang (operkulum) dan umunya meiliki satu celah pada insangnya. 2. Sistem Pernapasan pada ikan bertulang rawan Insang ikan bertulang rawan tidak mempunyai tutup insang (operkulum) misalnya pada ikan hiu. Masuk dan keluarnya udara dari rongga mulut, disebabkan oleh perubahan tekanan pada rongga mulut yang ditimbulkan oleh perubahan volume rongga mulut akibat gerakan naik turun rongga mulut. Bila dasar mulut bergerak ke bawah, volume rongga mulut bertambah, sehingga tekanannya lebih kecil dari tekanan air di sekitarnya. Akibatnya, air mengalir ke rongga mulut melalui celah mulut yang pada akhirnya terjadilah proses inspirasi. Bila dasar mulut bergerak ke atas, volume rongga mulut mengecil, tekanannya naik, celah mulut tertutup, sehingga air mengalir ke luar melalui celah insang dan terjadilah proses ekspirasi CO2. Pada saat inilah terjadi pertukaran gas O2 dan CO2. 3. Sistem Pernapasan pada ikan paru-paru ( Dipnoi ) Pernapasan ikan paru-paru menyerupai pernapasan pada Amphibia. Selain mempunyai insang, ikan paru paru mempunyai satu atau sepasang gelembung udara seperti paru-paru yang dapat digunakan untuk membantu pernapasan, yaitu pulmosis. Pulmosis banyak dikelilingi pembuluh darah dan dihubungkan dengan kerongkongan oleh duktus pneumatikus. Saluran ini merupakan jalan masuk dan keluarnya udara dari mulut ke gelembung dan sebaliknya, sekaligus memungkinkan terjadinya difusi udara ke kapiler darah. Ikan paru-paru hidup di rawa-rawa dan di sungai. Ikan ini mampu bertahan hidup walaupun airnya kering dan insangnya tidak berfungsi, karena ia bernapas menggunakan gelembung udara. Ada tiga jenis ikan paru-paru di dunia, yaitu ikan paru-paru afrika, ikan paru paru amerika selatan, dan ikan paru paru queensland (Australia) Gambar . 5 Gambar 3. Jenis ikan Paru-paru (Dipnoi) Pada beberapa jenis ikan, seperti ikan lele, gabus, gurami, dan betok memiliki alat bantu pernapasan yang disebut labirin. Labirin merupakan perluasan ke atas dalam rongga insang, dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Rongga labirin berfungsi menyimpan udara (O2), sehingga ikan-ikan tersebut dapat bertahan hidup pada perairan yang kandungan oksigennya rendah. Selain dengan labirin, udara (O2) juga disimpan di gelembung renang yang terletak di dekat punggung. B. INSANG SEBAGAI ALAT PERNAPASAN PADA IKAN Insang pada ikan dapat menarik oksigen lebih maksimal daripada paruparu pada sistem pernapasan pada manusia bahkan jika kadar oksigen dalam air dibawah 21% atau 210ppm. Insang didesain dengan bentuk dan fungsi yang diadaptasikan untuk hidup dalam air. Insang terdiri dari filamen-filamen yang langsung terhubung pada air dan didesain agar air dapat terus masuk dan mengalirkan udara. Tidak seperti paru-paru sebagai alat pernapasan pada manusia dimana udara yang baru akan masuk setelah sisa udara yang lama 6 dikeluarkan, pada ikan pertukaran udara berlangsung otomatis tanpa perlu menunggu sisa udara lama dikeluarkan dan ikan tidak perlu membuang energi untuk proses ini. Hal inilah yang menyebabkan kerja insang lebih efisien dari fungsi paru – paru manusia. Gambar 4. Bagian insang Insang terdiri dari gill filament atau lembaran insang yang terstruktur dan memiliki permukaan yang luas untuk menyerap oksigen. Transfer gas pernafasan pada ikan dilakukan melalui epitel khusus yakni lamella dan filamen insang yang epithelium respiratorik. Epitelium ini sangat tipis dan ukurannya menyesuaikan. Pada ikan biasanya terdapat 4 lembar insang pada setiap sisi tubuh, Ikan hiu dan Ikan pari memiliki 5 insang sedangkan beberapa spesies bahkan memiliki 6 atau 7 lembaran insang. 7 1. Bagian – bagian Insang Ada beberapa bagian yang menyusun insang pada ikan, yaitu : Lengkung insang yang tersusun dari tulang rawan Rigi – rigi insang (tapis insang) yang terletak di depan lengkung insang. Rigi insang tersusun oleh beberapa tulang dan berfungsi untuk menyaring air Lembaran insang (filamen insang), bagian ini terletak dibelakang bagian lengkung insang. Lembaran insang biasanya berwarna merah karena mengandung pembuluh darah. Lembar insang berbentuk menyerupai sisir. Tiap lembaran insang memiliki filamen dan setiap filamen terdiri dari banyak lembaran tipis atau lamella. 2. Bentuk insang Pada dasarnya ada dua macam bentuk insang pada ikan sesuai dengan jenisnya : a. Insang dengan operkulum atau tutup insang. Jenis ikan ini biasanya ditemui pada ikan bertulang sejati atau Osteichthyes seperti gurame, bandeng dan lainnya. Operkulum terdiri dari beberapa bagian yakni opercle, preopercle, interopercle, and subopercle. Bagian posterior operculum berfungsi untuk menjaga air dan oksigen agar tidak keluar kembali saat proses respirasi serta menjaga tekanan air. b. Insang tanpa tutup atau operkulum. Jenis insang ini dimiliki oleh ikan bertulang rawan atau Chondrichthyes seperti hiu dan pari. Pada jenis insang ini terdapat suatu struktur khusus yang disebut septum interbranchiale. Septum interbranchiale adalah jaringan ikat dan otot yang yang berada diantara tiap lembaran insang. 3. Fungsi Insang Selain berperan langsung pada proses respirasi sebagai alat pertukaran oksigen dan karbondioksida seprti halnya fungsi alveolus pada manusia, insang juga memilki beberapa fungsi lain diantaranya : Mengatur keseimbangan asam basa Mengatur regulasi ion 8 Eksresi nitrogen Menyaring makanan Air yang tercemari oleh polutan lingukngan seperti amonia, logam berat, nitrit, pestisida atau zat berbahaya lain, hal itu akan mengganggu proses pernapasan pada ikan bahkan berakibat fatal meracuni tubuh ikan yang kemudian dikonsumsi oleh manusia. Insang pada ikan juga dapat terkontaminasi bakteri yang juga efeknya merugikan bagi manusia. 4. Cara kerja insang Proses pernapasan diawali dengan membukanya mulut ikan kemudian tertutupnya operkulum. Air yang kaya oksigen akan masuk dan terdoronh ke dalam mulut ikan dan melalui insang. Molekul oksigen akan ditangkap oleh Haemoglobin pada jaringan pembuluh darah dalam insang dan diedarkan ke seluruh tubuh ikan. Karbondioksida dan buangan respirasi lainnya juga akan dilepaskan melalui insang. Kemuidian ikan akan menutup mulutnya dan membuka tutup insang selanjutnya air akan mengalir melalui insang. C. ALAT BANTU PERNAPASAN TAMBAHAN PADA IKAN Beberapa ikan memiliki alat bantu pernapasan diantaranya adalah : 1. Labirin Labirin adalah salah satu alat bantu pernapasan pada ikan namun tidak semua ikan memiliki labirin. Labirin adalah perluasan insang pada bagian atas yang berbentuk lipatan dan membentuk rongga yang tidak beraturan. Beberapa ikan yang memiliki labirin diantaranya ikan lele ( Clarias batrachus ) dan gabus ( Channa striata ). Labirin berfungsi untuk menyimpan cadangan oksigen yang nantinya bisa digunakan pada saat ikan berada pada daerah atau lingkungan dengan kadar oksigen rendah. Beberapa ikan seprti ikan cupang ( Betta sp ) mampu mengambil oksigen langsung dari atmosfer dengan menggunakan labirin sehingga labirin pada ikan berfungsi seperti paru – paru pada manusia. 9 2. Arborescene Beberapa spesies ikan seperti lele, gurame atau nila juga memiliki struktur tambahan yang disebut arborescejne. Arborescene adalah struktur tambahan pada insang yang berwarna merah dan berbentuk seperti bunga karang. Struktur tersebut membantu ikan untuk bernapas pada lingkungan dengan kadar oksigen yang rendah. 3. Diverticula Pada ikan yang hidup didaerah tropis misalnya gabus ( Channa striata ) biasanya terdapat struktur tambahan yang disebut dengan diverticula. Diverticula terletak pada daerah pharynx. 4. Gelembung Renang Beberapa spesies ikan juga memiliki alat bantu pernapasan yang disebut dengan gelembung renang terkecuali ikan petualang yang berenang diperairan luas seperti hiu dan ikan yang hidup di air dengan arus yang deras. Bentuk gelembung renang bervariasi pada tiap spesies ikan misalnya pada ikan mas (Cyprinus carpio ) bagian anterior gelombang renang pada ikan mas lebih besar dari bagian posteriornya. Berbeda halnya dengan ikan mas, bagian posterior gelembung renang ikan tawes ( Puntius javanicus ) lebih besar dari bagian anteriornya. Gelembung renang adalah kantong yang berisi udara atau oksigen dan berada pada rongga tubuh ikan. Gelembung renang memiliki fungsi untuk menjaga posisi ikan agar dapat mengapung saat berada dalam air sehingga ikan tidak perlu terus menerus berenang. Ada juga ikan yang memfungsikan gelembung renang seperti layaknya paru – paru, contohnya Dipnoi atau ikan paru-paru yang hanya hidup di benua Australia dan Afrika. Meskipun paru – paru pada ikan yang dimaksud dapat menyimpan oksigen akan tetapi tidak diketahui pasti berapa kapasitas total udara yang dapat ditampung seperti pada kapasital vital paru – paru manusia. Mekanisme pernapasan ikan dengan gelembung renang Oksigen masuk dan berdifusi melalui dinding gelembung renang Oksigen lalu masuk melalui jaringan kapiler yang meluas dan udara diambil sebanyak – banyaknya Pada dinding belakang gelembung renang terdapat dinding tipis yang berfungsi sebagai alat sekresi sisa pernafasan dimana karbondioksida akan dikeluarkan dari dalam tubuh. 10 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Sistem pernapasan pada ikan ialah proses mengikat oksigen didalam air dan melepaskan karbondioksida menggunakan insang dan alat bantu pernapasan lain yang dibedakan berdasarkan ikan bertulang sejati dan ikan bertulang rawan. B. Saran Sistem pernapasan ikan yang begitu kompleks membuat penelaahan dan pengkajian sangat perlu ditingkatkan demi kemajuan ilmu pengetahuan. 11 DAFTAR PUSTAKA Campbell, N.A. dkk. 2003. Biologi Jilid II. Erlangga. Jakarta. http://www.mhhe.com/biosci/genbio/raven6b/graphics/raven06b/other/raven06_53.p df http://www.as.wvu.edu/~sraylman/comparative/lectures/10respiration.pdf Diakses 20 januari 2018 http://www.sentra-edukasi.com/2011/08/sistem-pernapasan-ikanpisces.html#.WnFtmbyWZH1 Diakses 20 januari 2018 12
