FISIOLOGI SERANGGA HUTAN (SISTEM PENCERNAAN

FISIOLOGI SERANGGA HUTAN (SISTEM PENCERNAAN SERANGGA)
RIDWANTI BATUBARA, S. HUT
Fakultas Pertanian
Program Ilmu Kehutanan
Universitas Sumatera Utara
I. PENDAHULUAN
Serangga merupakan golongan hewan yang dominan di muka bumi. Dalam
jumlah, mereka melebihi semua hewan melata daratan lainnya dan praktis mereka
terdapat dimana-mana.
Banyak sekali serangga yang bermanfaat bagi manusia , tanpa mereka
manusia tidak akan berada dalam bentuk sekarang ini. Bermanfaat mulai dari proses
penyerbukan, sebagai makanan, hingga sebagai bahan dalam bidang penelitian dan
kedokteran. Dan yang sangat pentingnya adalah serangga sebagai pemakan bahan
organik yang membusuk, sehingga membantu merubah tumbuhan dan hewan yang
mati menjadi zat-zat yang lebih sederhana dan dikembalikan ke tanah.
Sebaliknya, banyak serangga adalah berbahaya atau sebagai perusak. Mereka
menyerang berbagai tumbuh-tumbuhan yang sedang tumbuh, termasuk tanaman
yang bernilai bagi manusia dan makan tumbuh-tumbuhan tersebut. Serangga
menyerang harta benda manusia, termasuk rumah-rumah, pakaian, persediaan
makanan, menghancurkan, merusak dan mencemarinya. Mereka menyerang
manusia dan hewan, banyak serangga adalah agen-agen dalam penularan berbagai
penyakit.
Berdasarkan dua kepentingan yang saling bertolak belakang tersebut di atas
maka sudah menjadi kewajiban kita untuk memikirkan bagaimana mengendalikan
mahluk yang bernama serangga ini agar fungsinya tetap dapat dirasakan sedangkan
kerugian karena kehadiran mereka dapat dihindarkan.
Oleh karena itu ilmu
mengenai serangga khususnya fisiologi serangga dapat digunakan sebagai dasar
pengetahuan bagaimana serangga dapat dikendalikan. Khusus untuk itu dalam
tulisan ini disajikan bagian dari fisiologi serangga yaitu sistem pencernaan serangga.
II. SALURAN PENCERNAAN
Serangga makan hampir segala zat organik yang terdapat di dalam, dan
sistem-sistem pencernaan mereka menunjukkan variasi yang besar.
Saluran
pencernaan adalah suatu buluh, biasanya berkelok, yang memanjang dari mulut
sampai anus. Sistem percernaan ini sangat beragam tergantung macam-macam
makanan yang dimakan. Kebiasaan-kebiasaan makan bahkan mungkin sangat
beragam pada satu jenis tunggal. Larva dan serangga dewasa biasanya mempunyai
kebiasaan makan yang sama sekali berbeda dan hal ini tentu akan menyebabkan
perbedaan dalam sistem-sistem pencernaan.
A. Stuktur Umum
Saluran pencernaan pada serangga dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu :
1. Saluran pencernaan depan (Stomodeum)
2. Saluran pencernaan tengah (Mesenteron)
3. Saluran pencernaan belakang (Proktodeum)
Saluran-saluran pencernaan tersebut berasal dari turunan yang berbeda,
saluran pencernaan depan dan belakang berasal dari jaringan ektodermal dan
saluran pencernaan tengah berasal dari jaringan endodermal.
2002 digitized by USU digital library
1
Bentuk saluran pencernaan ini dipengaruhi oleh cara makan dan makanan
serangga, sehingga hal ini akan menyebabkan adanya perbedaan-perbedaan
(penyesuaian-penyesuaian) diantara bentuk pencernaan serangga.
Pada banyak serangga bagianbagian utama ini terbagi menjadi bagian lain
dengan berbgai fungsi yaitu faring, esofagus, krop dan proventrikulus pada saluran
pencernaan bagian depan, ventrikulus pada bagian pencernaan tengah, dan pirolus,
illeum serta rektum pada pencernaan bagian belakang. Beberapa sistem yang
mendukung fungsi sistem pencernaan adalah sistem syaraf pusat, sistem syaraf
stomatogastik, sistem endokrin dan sistem pernapasan.
1. Saluran Pencernaan Depan
Saluran pencernaan depan berasal dari jaringan ektodermal maka saluran
pencernaan bagian depan dilapisi kutikula yang disebut intima, yang dilepaskan
setiap pergantian kulit.
Saluran pencernaan depan lebih berfungsi sebagai
penyimpan makanan dan sedikit melakukan pencernaan. Pencernaan pada tempat
ini disebabkan masih adanya enzim-enzim yang terbawa dari mulut.
Saluran pencernaan depan tersusun dari :
a. Otot-otot yang memanjang (longitudinal)
b. Otot-otot melingkar (circular)
c. Sel-sel ephitelium yang pipih
d. Sel-sel yang bersifat impermiable
Akibat pergerakan otot-otot melingkar dan longitudinal menyebabkan
makanan dapat bergerak ke saluran tengah. Saluran pencernaan depan terdiri dari
beberapa bagian dan fungsi sebagai berikut :
- Rongga mulut sebagai masuknya makanan
- Faring (kerongkongan) merupakan bagian pertama sesudah rongga mulut yang
berfungsi sebagai penerus makanan ke oesophagus. Otot-otot yang menempel
pada faring berkembang dengan baik, hal ini sesuai dengan perannya yang
mendorong makanan dari mulut ke oesophagus . Pada serangga dengan tipe
menusuk dan mengisap pada faring terdapat pompa faringeal yang dipakai untuk
mengambil cairan.
- Oesophagus adalah bagian usus depan yang tidak berdiferensiasi yang
berfungsi mendorong makanan dari faring ke tembolok.
- Tembolok merupakan pembesaran usus bagian depan yang berfungsi sebagai
penyimpan makanan. Seringkali bila tembolok kosong akan melipat secara
longitudinal dan tranversal tetapi pada Periplanata (Dictyoptera) tembolok hanya
mengalami perubahan kecil pada volumenya karena apabila tembolok tidak berisi
makanan, tembolok tersebut diisi oleh udara.
Pada umumnya sekresi dan penyerapan tidak terjadi di dalam tembolok,
tetapi kadang kala terjadi secara enzimatik. Enzim didapat dari makanaan yang
tercampur air liur yang bergerak ke belakang menuju tembolok serta enzim dari
mesenteron yang dimuntahkan dari usus tengah. Walaupun proventrikulus
bertindak sebagai klep yang membatasi gerakan-gerakan makanan ke belakang
tetapi tidak menghalangi muntahan cairan.
- Proventrikulus, bagian ini mengalami modifikasi yang beraneka ragam pada
berbagai serangga.
Pada serangga pemakan bahan padat, proventrikulus
berfungsi sebagai pemecah makanan, sedangkan pada serangga pemakan cairan
proventrikulus termodifikasi menjadi katup. Pada lipas dan jangkrik, intima di
daalm proventrikulus berkembang menjadi enam keping otot yang keras atau
geligi yang berfungsi untuk memecah makanan.
Proventrikulus secara
keseluruhan mengontrol jalannya makanan dari stomadeum ke mesenteron.
2002 digitized by USU digital library
2
2. Saluran Pencernaan Tengah
Saluran pencernaan bagian tengah berfungsi sebagai pencerna dan penyerap
makanan. Saluran ini berasal dari mesodermal sehingga saluran ini tidak memiliki
kutikula dan sebagai gantinya adalah lapisan peritropik yang halus. Otot-otot pada
saluran ini berkembang. Menurut chapman (1982) saluran pencernaan ini disususn
oleh :
- Otot longitudinal
- Otot melingkar
- Sel-sel epityelium yang berbentuk kolumnar
- Sel-sel regeneratif (penghasil enzim)
- Membran peritropik
Pergerakan makanan ke saluran belakang pada saluran ini lebih disebabkan
oleh membran peritropik. Membran peritropik adalah suatu lapisan yang meliputi
lumen untuk melindungi sel-sel kolumnar yang berada di bawahnya dari makanan
dan mikroba. Membran peritropik terdiri atas khitin dan protein. Ada dua pendapat
mengenai terjadinya membran tersebut, pendapat pertama mengatakan bahwa
lapisan dihasilkan oleh bagian depan saluran pencernaan tengah, sedangkan
pendapat kedua mengatakan bahwa lapisan dihasilkan oleh sel-sel kolumnar sendiri.
Lumen memiliki mikropili yang merupakan tonjolan-tonjolan pada sel yang
dapat membentuk started border. Mikropili ini juga berfungsi memperbesar luas
permukaan penyerapan. Pada sel-sel ini terdapat banyak mitokondria sebagai
penghasil energi (ATP) untuk pergerakan makanan. Pada sel ini juga terdapat
banyak retikulum endoplasma sebagai tempat sintesis protein untuk menghasilkan
enzim-enzim pencernaan.
Pada sel epitelium yang kolumnar ditemukan sel Goblet. Pada selaput dasar
memiliki banayak lekukan-lekukan dan disana banyak terdapat mitokondria yang
panjang-panjang sehingga hal tersebut menjadi pembeda dengan sel-sel lain.
Saluran pencernaan tengah terdiri dari grastrik kaekum dan ventrikulus,
tempat terjadinya pencernaan secara enzimatis dan absorbsi nutrisi.
3. Saluran Pencernaan Belakang
Saluran pencernaan belakang berfungsi sebagai tempat pengeluaran sisa-sisa
makanan yang tidak terserap dan memaksimalisasi penyerapan sisa makanan yang
tidak terserap pada saat di mesenteron. Saluran pencernaan belakang ini berasal
dari jaringan ektodermal sehingga saluran ini memiliki kutikula yang disebut intima.
Pada saluran inilah sifat hemoestasis serangga terdapat.
Saluran pencernaan
belakang menurut Snogras (1935) tersusun dari :
- Otot melingkar
- Otot longitudinal
- Sel-sel epitel tipis yang berbentuk kubus
- Intima yang bersifat permiabel
Otot-otot pada saluran ini lebih berkembang sehingga dapat menyebabkan
sisa makanan dapat bergerak ke belakang dan keluar melalui anus.
Saluran
pencernaan belakang ini terdiri dari :
- Pilorus, bagian depan dari saluran ini tempat berpangkalnya tabung malphigi
- Illeum, berfungsi sebagai penyerapan air dari hemolimf atau juga penyerapan
amonia pada serangga “blowfly”. Pada rayap di illeum ini terdapat kantungkantung tempat organisme lain bersimbiosis (Chapman, 1982)
- Rektum, berfungsi sebagai reabsorbsi air, asam amino dan pada serangga
tertentu memiliki insang trakea. Pada rektum ini terjadi diferensiasi sel-sel, ada
yang memanjang dan ada yang membentuk bantalan
- Anus, bagian ujung saluran sebagai tempat keluarnya faeses
2002 digitized by USU digital library
3
Terdapat beberapa jenis kelenjer yang dapat beradsosiasi dengan sistem
pencernaan diantaranya adalah kelenjer mandibel, kelenjar maksila, kelenjar faring
dan kelenjar labium.
III. PENCERNAAN DAN PENYERAPAN
A. Pencernaan
Pencernaan adalah pemecahan molekul-molekul besar dan komplek (makro
molekul) menjadi molekul-molekul kecil dan sederhana (mikro molekul) yang dapat
melewati seluruh jaringan tubuh. Enzim-enzim yang berkzitzn dengan pencernaan
ada di dalam air liur dan dalam sekresi usus bagian tengah. Kecuali itu pencernaan
dipermudah oleh mikroorganisme.
Terdapat dua jenis pencernaan yaitu :
1. Pencernaan Di Luar Saluran Usus (Ekstrainstestinal Digestion)
Jenis pencernaan dimana makanan sebelum masuk ke dalam perut terlebih
dahulu telah mendapat perlakuan pencernaan sebelumnya.
Karena iar liur
mengandung enzim, seringkali pencernaan dimulai sebelum makanan ditelan. Hal ini
terjadi pada serangga-seranggga pengisap cairan.
Enzim disemprotkan pada
makanan sehingga larut sebelum ditelan.
2. Pencernaan Di Bagian Dalam Usus (Intrainstestinal Digestion)
Jenis pencernaan ini kebanyakan dilakukan oleh mahluk hidup dimana
pencernaan terjadi didalam perut setelah makanan dimakan.
Saluran pencernaan berperan terutama untuk pencernaan dan penyerapan
makanan. Pada umumnya pencernaan terjadi sebagian besar di dalam usus bagian
tengah, dimana enzim-enzim pencernan bayak diproduksi.
Enzim-enzim ini
berfungsi memecahkan subtansi yang komplek di dalam makanan menjadi subtansi
yang lebih sederhana sehingga dapat diserap dan kemudian diasimilasi oleh
serangga.
Kebanyakan karbohidrat diperoleh menjadi monosakarida.
Kebanyakan
serangga tidak memiliki enzim yang dapat memecahkan selulosa yang biasanya
terdapat didalam makanan serangga.
Dalam proses pencernaan dan penyerapan makanan ini, untuk melaksanakan
tugas enzim secara optimal dipengaruhi oleh kisaran pH dan Suhu
pH
pH pencernaan bagian depan sangat dipengaruhi oleh makanan dan berbedabeda menurut zat hara karena tidak ada buffer yang cocok untuk isi pencernaan
bagian depan. Lipas yang makan zat hara protein mempunyai pH 6,3, dengan
maltose 5,8 dan makan glukosa 4,5-4,8. pH yang lebih asam dengan memakn gula
yang kemudian dirubah oleh mikroorganisme menjadi asam organik.
Pencernaan bagian tengah mempunyai buffer sehingga tercapai pH yang
relatif tetap. Pada Aphis memiliki dua macam sistem buffer, yang pertama adalah
asam-asam organik komplek dan garam-garam yang memiliki pengaruh maksimum
pada pH 4,2 dan sistem yang kedua adalah serangkaian monohidrogen dan
dihidrogen fospat yang mempunyai pengaruh maksimum pada pH 6,8.
Di dalam pencernaan bagian tengah pH tersebut biasanya berkisar antara
6,0-8,0 tetapi pada larva Lepidoptera, kisaran umumnya 8,0-10,0. pH basa lebih
umum pada serangga fitopagus daripada serangga karnivora (Chapman, 1982).
Sedangkan menurut Lai dan Tamishiro dalam Raffiudin (1991) untuk rayap pH
pencernaan bagian tengah sampai belakang 6,0-7,5.
2002 digitized by USU digital library
4
Suhu
Aktivitas Enzim akan meningkat dengan naiknya suhu, tetapi hal ini terjadi
untuk periode yang singkat karena pada suhu tinggi enzim mengalami denaturasi
dan suhsu tinggi dalam waktu yang lama akan mengakibatkan enzim rusak.
B. Penyerapan
Kebanyakan pencernaan terjadi di dalam usus tengah tempat dimana enzim
disekresikan, tetapi karena cairan-cairan usus bagian tengah dimuntahkan kembali,
sejumlah pencernaan dapat terjadi juga di tembolok. Enzim yang berkaitan dengan
pencernaan terdapat dalam air liur dan sekresi usus bagian tengah. Enzim yang
terdapat di bagian usus tengah disesuaikan dengan makanan. Bila suatu serangga
utamanya memakn protein maka protease menjadi penting, sedangkan serangga
yang makan madu tidak terdapat protease. Serangga yang memakan bagian ploem
yang tidak mengandung polisakarida atau protein tidak terdapat amilase dan
protease, tetapi invertase.
Produk pencernaan diserap di dalam usus tengah dan sedikit pada usus
bagian belakang. Terdapat sejumlah penyerapan kembalui dari air seni pada usus
bagian belakangini. Sel-sel yang berhubungan dengan penyerapan mirip dengan selsel yang menghasilkan enzim. Tidak terjadi fagositas terhadap partikel makanan,
semua subtansi diserap dalam bentuk cairan.
Proses penyerapan dapat terjadi akibat proses yang aktif dan pasif terutama
tergantung pada konsentrasi relatif subtansi di dalam dan di luar usus, difusi terjadi
dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Pergerakan air yang pasif
yang mencakup pergerakan dari larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang
rendah ke tekanan osmisis yang tinggi. Pergerakan aktif tergantung dari beberapa
proses metabolik untuk pergerakan subtansi terhadap konsentrasi.
C. Efisiensi Penggunaan Makanan
Efisiensi serangga mengkonsumsi makanannya sangat bervariasi tetapi
kebanyakan serangga fitofaghus mencerna dan meyerap hanya relatif kecil dari
makan yang dimakan dan sebagian besar makanan dikeluarkan tampa perubahan
sebagai faeses.
Penggunaan makanan beraneka ragam dari suatu serangga ke serangga
lainnya. Pada serangga penghisap cairan sedikit atau tidak ada sisa zat padat.
Penggunaan makanan sangat tinggi pada serangga-serangga seperti ini. Sebaliknya
pada aphid penggunaan makanan biasanya jelek. Cairan tumbuhan diambil dari
tumbuhan dan mengalir terus, kebanyakan keluar dari duburnya sebagai tetes
embun madu. Kira-kira 50-60 % nitrogen yang dimakan diambil dari tumbuhan.
Biasanya pada serangga fitopagus penggunaan makanan juga buruk. Pada
larva instar kelima Schistocera menggunakan hanya 35 % berat kering makanannya,
tetapi pada instar pertama menggunakan 78 % dari berat kering makanannya. Hal
ini terjadi pada keadaan makanan berlimpah. Bila serangga kelaparan makanan
tertahan di usus jangka yang lama dan penggunaanya lebih efisien.
IV. PENUTUP
Demikianlah uraian singkat mengenai saluran pencernaan serangga,
khususnya serangga yang menjadi hama hutan dan hasil hutan. Semoga dari uraian
di atas memberikan gambaran yang jelas tentang fisiologi serangga dan
pengetahuan yang dasar ini dapat digunakan untuk modal dalam mengendalikan
serangga.
2002 digitized by USU digital library
5
DAFTAR PUSTAKA
Batubara, R.
1999.
Anatomi dan Aktivitas Enzim Selulase Dalam Saluran
Pencernaan Rayap Tanah Coptotermes curvignathus Holmgren dan
Macrotermes gilvus Hagen. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB. Bogor.
Borror, D. J, C. A Triplehorn and N. F Johnson. 1982. An Introduction to the Study of
Insecs. Sixth Edition. Saunders Collage Publishing. Advision of Holt. rinehart
and Winston, Inc.
Chapman, R. F. 1982. The Insect : Structur and Function. Third Edition. Harvard
University press. Cambriidge, Masschusett.
Harris Victor, W. 1971. Termites : Their Recognition and Control. Second Edition.
Longman. Bristol, Inggris.
Raffiudin, R.
1991.
Populasi Flagellata Dalam Usus Rayap Coptotermes
Curvignathus Holmgren Dengan Pemberian Tiga Jenis Pakan. Skripsi Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB. Bogor.
Snodgrass, R. E. 1956. Anatomy of Honey bee. Constable, London.
2002 digitized by USU digital library
6