Kamis, 16 Mei 2013

UNTA SEBAGAI HEWAN ENDOTERM DAN KATAK SEBAGAI HEWAN EKTOTERM



EKOLOGI HEWAN
UNTA SEBAGAI HEWAN ENDOTERM DAN KATAK SEBAGAI HEWAN EKTOTERM

Disusun Oleh       :  Kelompok 4
1.     Brigitta Linda                   (06101009024)
2.     Suci Rakhmadanti  (06101009025)
3.     Vera Junita             (06101009029)

Dosen Pengasuh :
1.  Drs. Zainal Arifin, M.Si.
2.  Mgs. M. Tibrani, S.Pd. MSi.

Program Studi Pendidikan Biologi
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2013
HEWAN EKTOTERM DAN HEWAN ENDOTERM

A.    Pengaturan Suhu Tubuh (Termoregulasi)
      Kepekaan terhadap stimulus merupakan salah satu ciri utama kehidupan. Tujuan akhir dari respon adalah untuk mempertahankan hidupnya. Respon hewan terhadap lingkungannya bervariasi tergantung dari jenis dan intensitas stimulus, jenis spesies, stadium perkembangan, umur, kondisi fisiologis dan kisaran toleransi terhadap lingkungannya. Pengaturan suhu tubuh merupakan salah satu respon dasar makhluk hidup yang dilakukan agar tetap exist. Pengaturan suhu tubuh merupakan bentuk dari adaptasi terhadap perubahan lingkungan.
        Pengaturan suhu tubuh adalah suatu mekanisme makhluk hidup untuk mempertahankan suhu internal agar berada di dalam kisaran yang dapat ditolelir. Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Mekanisme termoregulasi terjadi dengan mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
        Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (aves), dan mamalia.
      Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan harus mengatur panas yang diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu konduksi, konveksi, radiasi, dan evaporasi. Konduksi adalah perubahan panas tubuh hewan karena kontak dengan suatu benda. Konveksi adalah transfer panas akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui permukaan tubuh. Radiasi dapat mentransfer panas antar obyek yang tidak kontak langsung. Sebagai contoh, radiasi sinar matahari. Evaporasi proses kehilangan panas dari permukaan cairan yang ditranformasikan dalam bentuk gas.
           Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolism dengan perubahan hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
          Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontriksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh.

B.     Hewan Endoterm
         Hewan endoterm adalah kelompok hewan yang dapat mengatur produksi panas dari dalam tubuhnya untuk mengkonstankan atau menaikkan suhu tubuhnya, karena mempunyai daya mengatur yang tinggi. Hewan endoterm memiliki rentang toleransi terhadap lingkungan yang lebih panjang dibandingkan hewan ektoterm sehingga niche pokok hewan jenis ini pun panjang. Hal ini dipengaruhi oleh kemampuan untuk mengatur produksi dan pelepasan panas yang dimilikinya. Kemampuan untuk mengatur produksi dan pelepasan panas melalui mekanisme metabolisme ini dikarenakan hewan–hewan endoterm memiliki organ sebagai pusat pengaturnya, yakni otak khususnya hipotalamus sebagai thermostat atau pusat pengatur suhu tubuh. Suhu konstan untuk tubuh hewan–hewan endoterm biasanya terdapat di antara 35-40 derajat celcius. Karena kemampuannya mengatur suhu tubuh sehingga selalu konstan, maka kelompok ini disebut hewan regulator. Misalnya golongan aves dan mamalia, termasuk manusia. Dalam istilah lain kelompok hewan ini disebut juga sebagai kelompok homeoterm. Hewan endoterm adalah hewan-hewan yang dapat mengatur suhu tubuhnya sehingga selalu konstan berada pada kisaran suhu optimumnya.
      Kekonstanan suhu tubuh tersebut mengakibatkan hewan endoterm mampu menunjukkan kinerja konstan.  Daya pengatur suhu tubuh itu memerlukan biaya (energi) yang relatif tinggi sehingga persyaratan masukan makanan untuk energinya pun relatif tinggi pula. Dibandingksn dengan suatu hewan ektoterm yang sebanding ukuran tubuhnya, bahkan dalam kisaran suhu zona termonetral, suatu hewan endoterm memerlukan energi yang jauh lebih besar. Dibandingkan dengan hewan-hewan ektoterm yang menunjukkan strategi biaya-rendah yang kadang-kadang memberikan keuntungan rendah, hewan–hewan endoterm mempunyai strategi biaya tinggi yang memberi keuntungan yang lebih tinggi.
         Hewan–hewan endoterm, dalam  kondisi suhu lingkungan yang berubah–ubah, suhu tubuhnya konstan. Hal ini karena hewan–hewan ini mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mengatur suhu tubuhnya melalui perubahan produksi panas (laju metabolisme) dalam tubuhnya sendiri (terkait dengan sifat endoterm).

  1. Unta sebagai Hewan Endoterm
       Unta hidup pada habitat gurun, dan tempat lain yang memiliki suhu panas yang ekstrem. Banyak adaptasi telah memungkinkan unta bertahan hidup pada lingkungan gurun yang sangat keras, misalnya penyimpanan panas dalam tubuh unta, otak selektif dalam mengontrol panas agar tetap pada suhu normal, bulu, pengaturan ginjal yang unik dalam hal mengatur urin, mekanisme respirasi, dan pengaturan semua hormon sebagai ciri penting bagi unta dalam hal thermoregulasi. Adaptasi-adaptasi ini adalah bentuk respon dasarnya terhadap perubahan suhu lingkungan dan jenis adaptasinya adalah adaptasi fisiologis.
           Unta dapat secara signifikan meningkatkan suhu tubuh mereka ketika berada di gurun yang panas dan menyimpan panas selama suhu gurun panas. Tujuan menyimpan panas adalah untuk menghemat air yang seharusnya dapat hilang unuk penguapan. Konservasi air di padang pasir sangat penting bagi unta pada waktu air langka. Pada malam hari ketika suhu turun, terlihat panas yang disimpan unta berkurang sehingga suhu tubuh unta kembali ke tingkat normal.
        Otak adalah salah satu bagian yang sensitif dari tubuh. Akibatnya unta selektif dalam menggunakan pendinginan otak sehigga dapat menjaga otak pada suhu yang lebih rendah selama masa stres panas, jika  otak sudah mengalami suhu yang sangat tinggi maka berbahaya bagi seluruh tubuh unta.
        Peran ginjal pada unta menjadi penting dalam hal konsentrasi urin. Ginjal dapat menghasilkan urine yang sangat pekat pada kebutuhan air. Kemampuan untuk mengatur urin dapat ditentukan oleh lengkung Henle dan struktur medula ginjal. Semakin lama lengkung Henle bekerja biasanya menunjukan kemampuan untuk menghasilkan urin yang lebih pekat.
        Kehilangan air dapat meningkatkan suhu tubuh dan frekuensi pernafasan. Untuk alasan ini, unta memiliki mekanisme pernapasan khusus. Kehilangan air dapat dikurangi dengan pendinginan dari proses penghembusan udara di bagian hidung yang memungkinkan untuk pemulihan air.
          Hormon memainkan peranan penting dalam konservasi air di masa panas tinggi dan dehidrasi,  dimana konsentrsi urin pada ginjal juga merupakan sebagai hasil dari hormon. Peningkatan suhu yang tinggi menyebabkan hewan melakukan osmoregulator tubuh agar tetap nyaman, dalam makalah ini hanya membahas tentang osmoregulasi tubuh unta dalam menghadapi perubahan suhu yang ektrim karena ketika siang maka suhu menjadi sangat tinggi dan malam menjadi sangat rendah.

Penyimpanan Panas dan Konservasi Air pada Unta
     Pada saat air langka maka unta akan terkena dehidrasi, sehingga suhu tubuh unta berbeda secara signifikan dibandingkan dengan unta yang sudah dalam keadaan terhidrasi. Dalam keadaan telah terhidrasi maka suhu badan hariannya berfluktuasi dengan hanya 2 derajat celsius, sementara suhu unta dehidrasi akan berbeda sebanyak 7 derajat celsius. Begitu besar variasi suhu tubuh berhubungan dengan kebutuhan untuk menghemat air.
      Dehidrasi unta akan meningkatkan suhu tubuh dalam upaya untuk mencegah kehilangan air melalui penguapan (evaporasi). Unta dapat mentolerir suhu tinggi, dan oleh karena itu unta menyimpan panas di siang hari sehingga menyebabkan fluktiasi suhu tubuh yang drastis karena ketika malam yang dingin, tubuh telah memilliki panas yang cukup agar bisa terjadi konduksi dan difusi.

Pendinginan Otak Unta
         Pada unta, darah dari arteri ke jaringan otak melewati pembuluh rete sebelum memasuki otak. Dalam rongga hidung terjadi penguapan panas yang kemudian mendinginkan darah vena (rongga hidung menjadi dingin). Pendinginan darah vena ini bergerak dari tempat vena hidung ke vena oftalmia yang terhubung ke sinus cavernous.
        Sinus cavernous tergabung dengan karotis rete, namun darah arteri karotis rete tidak bercampur dengan darah vena yang dingin dari carvenous sinus. Hal ini merupakan sistem pendingin dari kepala dan otak seekor unta, karena dengan cara ini, darah didinginkan sebelum memasuki otak sehingga suhu otak tetap beberapa derajat lebih rendah dibandingkan suhu tubuh.

Peran Bulu dalam Mengatur Panas (Evaporasi)
      Bulu tebal yang dimiliki unta dapat secara signifikan mengurangi jumlah panas dari lingkungan yang diperoleh, namun ada batas efektifnya, lapisan bulu tidak bisa terlalu tebal agar panas metabolik unta tidak cepat habis. Mantel bulu tidak hanya membatasi jumlah panas yang diperoleh di dalam tubuh, tetapi dengan berbuat demikian unta juga dapat mengurangi jumlah air yang digunakan untuk mengatur suhu tubuhnya.
         Mantel bulu melayani tujuan ganda. dalam musim panas, lapisan bulu yang cukup tebal untuk mencegah jumlah perpindahan panas eksternal yang berlebihan. Namun, pada waktu musim dingin unta yang menggunakan mantel musim dinginnya untuk mencegah hilangnya panas ke lingkungan. Bulu unta mungkin tampak agak tidak penting pada awalnya, tetapi dalam kenyataan itu memainkan peran utama dalam suhu dan control air.

Peran Ginjal Pada Unta
       Dehidrasi unta yang terkena kondisi panas gurun memiliki kemampuan untuk menghemat air dengan mempekatkan urin sehingga konsentrasi air kencing unta secara signifikan lebih besar dari air laut. Selain mempertahankan lebih banyak air, tingkat garam yang terkonsentrasi dalam urin memungkinkan unta untuk minum air asin misalnya unta memakan tanaman segar pada sungai yang telah mengering dan biasanya tanaman ini mengandung konsentrasi  garam  tinggi.
      Ketebalan relatif medula dalam ginjal Unta camelian menunjukkan bahwa ketebalan ini memiliki hubungan langsung dengan kemampuan untuk menghasilkan urin yang sangat pekat. Ketebalan relatif medulla dan ukuran panjang lengkung Henle yang merupakan indikator konsentrasi urin. Ketebalannya adalah 7,89 Abdalla (1979) menyimpulkan dari temuan dan perbandingan dengan mamalia lain bahwa ginjal Unta camelian ternyata memang memiliki ciri-ciri anatomi yang diperlukan dalam memproduksi urin pekat
         Etzion dan Yagil (1986) menyelidiki ginjal unta rehidrasi. Ketika unta yang mengalami dehidrasi dan sesegera meminum air maka air dengan cepat diserap ke dalam aliran darah, sehingga ADH ginjal menurun dan ginjal akan berfungsi normal kembali hanya dalam waktu 30 menit setelah minum. Dapat simpulkan bahwa unta tidak hanya beradaptasi dengan baik dalam menahan air, tetapi juga dengan kemampuannya dengan cepat mengembalikan fungsi ginjal serta beberapa fungsi tubuh lain.

Mekanisme Respirasi Unta
       Kehilangan air akibat pernafasan dihubungkan dengan kemampuan hidung unta ketika air yang berkurang dan pada temperatur udara yang rendah serta hilangnya uap air dari hembusan udara. Ketika mencoba untuk mengkonservasi air, unta memiliki kemampuan untuk mengurangi kehilangan air akibat pernapasan dengan menurunkan suhu udara yang dihembuskan dan dengan menangkap uap air dari udara. Unta mengurangi suhu udara yang dihembuskan oleh pertukaran panas sederhana di dalam hidung. Kemampuan menyimpan air biasanya akan hilang untuk penguapan di bawah temperatur tinggi. Unta yang dehidrasi memiliki bagian lubang hidung yang bersifat higroskopik karena permukaan akan menyerap uap air dari udara.

Hormon
           Ben Goumi et al. (1993) melakukan studi mengenai pengendalian air oleh hormon dan natrium pada unta yang mengalami dehidrasi. Ketika unta dehidrasi, terjadi penurunan volume plasma sehingga dilawan oleh peningkatan konsentrasi natrium plasma. Unta yang dehidrasi mengurangi produksi urin dan juga meningkatkan konsentrasi urine mereka ketika dihadapkan dengan situasi kekurangan air. Peningkatan konsentrasi natrium dalam plasma karena dehidrasi parah sebagai sinyal untuk sekresi hormon yang bertanggung jawab untuk menjaga kadar air.arrginin vasopresin (AVP) dan aktivitas renin plasma (PRA) meningkat secara signifikan di unta ketika mengalami dehidrasi.
         Hormon AVP menunjukkan cukup efektif dalam meningkatkan konsentrasi urin. AVP menjadi lebih tinggi secara bermakna ketika unta itu dehidrasi. Namun, dalam beberapa jam menjadi terhidrasi tingkat AVP turun kembali normal. Meskipun ginjal itu sendiri memainkan peran utama dalam proses melestarikan air melalui peningkatan osmolaritas urin, peran hormon pada seluruh proses memainkan peran yang signifikan.

D.    Hewan Ektoterm
         Hewan-hewan ektoterm, yaitu semua jenis hewan kecuali aves dan mamalia, merupakan kelompok hewan yang panas tubuhnya tergantung dari panas dari luar tubuhnya, yaitu lingkungan. Daya mengatur yang dipunyainya sangat terbatas sehingga suhu tubuhnya bervariasi mengikuti suhu lingkungannya. Hal ini menyebabkan hewan poikiloterm memiliki rentang toleransi yang rendah, dalam artian niche pokok hewan ini sempit. Ketika suhu lingkungan tinggi, di luar batas toleransinya, hewan ektoterm akan mati sedangkan ketika suhu lingkungan yang lebih rendah dari suhu optimumnya, aktivitasnya pun rendah dan hewan menjadi sangat lambat, sehingga mudah bagi predatornya untuk menangkapnya.
          Daya mengatur pada hewan ektoterm, bukan dari adaptasi fisiologis melainkan lebih berupa adaptasi perilaku. Misalnya, bergerak mencari tempat yang teduh apabila hari terlalu panas dan berjemur dipanas matahari bila hari dingin. Diantara suhu yang terlalu rendah dan terlau tinggi, laju metabolisme hewan ektoterm meningkat dengan naiknya suhu dalam hubungan eksponensial.

E. Katak sebagai Hewan Ektoterm
          Katak merupakan binatang ektoterm, karena katak menghasilkan panas sangat sedikit, dan sebagian besar dari mereka kehilangan panas dengan sangat cepat melalui evaporasi dari permukaan tubuhnya, sehingga hewan tersebut sangat sulit untuk mengontrol suhu tubuh, ini berarti mereka mendapatkan panas dari sumber-sumber eksternal. Dengan kata lain, katak tidak dapat mempertahankan suhu inti tubuhnya sehingga terpengaruh oleh suhu lingkungan. Suhu lingkungan yang tinggi menyebabkan suhu inti katak menjadi tinggi pula begitu juga sebaliknya suhu lingkungan yang rendah juga menyebabkan suhu inti katak menjadi rendah.
           Adaptasi perilaku memungkinkan katak untuk mempertahankan suhu tubuhnya di dalam suatu kisaran yang memuaskan selama sebagian besar waktu, misalnya dengan mengubah warna mereka untuk mempengaruhi berapa banyak radiasi matahari (panas dari matahari) mereka menerima, atau menyerap atau menguapkan air melalui kulit mereka. Karena perubahan suhu pada waktu yang berbeda dari siang dan malam, mereka bergerak di sekitar lingkungan mereka untuk mengatur suhu tubuh mereka. Pergi ke bawah naungan atau air dingin dan berjemur di bawah sinar matahari untuk pemanasan.

F.     Perbedaan Hewan Endoterm dan Ektoterm
            Perbedaan hewan ektoterm dan hewan endoterm
  1. Suhu lingkungan
          Pada suhu yang sangat rendah, hewan ektoterm cenderung mengikuti suhu lingkungan tersebut. Hal ini menyebabkan laju metabolisme ektoterm menjadi turun drastis sedangkan pada hewan endoterm yang mampu mempertahankan suhu intinya, laju metabolismenya tidak terlalu terganggu dengan penurunan suhu selama penurunan suhu tersebut masih di batas toleransi.
  1. Avaibilitas makanan (energi)
          Hewan endoterm menggunakan energi untuk melakukan regulasi temperatur. Sebagai konsekuensinya jika hewan endoterm memiliki cadangan energi cukup banyak, maka hewan endoterm dapat mempertahankan suhu tubuhnya dan laju metabolismenya, namun jika cadangan energi terbatas, maka hewan endoterm akan kesulitan mempertahankan suhu intinya. Begitu pula sebaliknya keadaan hewan ektoterm Jadi metabolisme energi hewan ektoterm cenderung lebih efisien karena porsi energi yang berubah menjadi energi panas sangat sedikit.

Gambar 1. Grafik jumlah energi yang dikeluarkan hewan endoterm(tikus) dan hewan ektoterm (cicak) terhadap perubahan suhu

  1. Kontrol hipotalamus pada termoregulasi mamalia
       Mamalia memiliki neuron di hipotalamus yang sensitif pada suhu sirkulasi darah. Hipotalamus juga menerima input dari termoreseptor di seluruh tubuh. Hipotalamus memiliki set point, yang berfungsi seperti thermostat.
          Jika suhu sirkulasi darah ke hipotalamus lebih tinggi daripada set point, maka akan ada sinyal yang menginisiasi mekanisme pendinginan (vasodilatasi kapiler, berkeringat, napas cepat, dll), sedangkan bila suhu darah lebih rendah daripada suhu set point, maka sinyal neural akan menginisiasi peningkatan suhu dengan vasokonstriksi kapiler, menggigil, termogenesis lemak, dll).
             Pada hewan ektoterm mekanisme tersebut tidak berjalan, sehingga ektoterm tidak mampu mengatur suhu tubuhnya sendiri, dan mengandalkan suhu lingkungan. Beberapa hewan ektoterm mengatur suhu tubuhnya dengan cara berjemur saat matahari baru terbit sehingga terjadi peningkatan laju metabolisme untuk aktivitas dan menghindari matahari yang sedang terik di siang hari dengan cara berteduh.

G. Kesimpulan
        Makhluk hidup memliki respon dasar yang digunakan untuk menanggapi perubahan lingkungan. Respon dasar ini dapat berupa adaptasi baik secara fsiologis maupun perilaku. Hewan endoterm memiliki rentang toleransi d terhadap lingkungan an juga niche yang lebih panjang dibandingkan hewan ektoterm. Unta sebagai hewan endoterm memiliki adaptasi fisiologis sebagai tanggapan terhadap keadaan suhu lingkungan. Unta adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan dibanding hewan ektoterm. Katak sebagai hewan ektoterm memiliki adaptasi perilaku sebagai tanggapan terhadap keadaan suhu lingkungan. Katak adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Homeotherm, Poikilotherm, Endotherm, dan Ektotherm.. http://www.berbagimanfaat.com/2011/03/homeoterm-poikiloterm-endoterm-ektoterm.html. Diakses tanggal 27 April 2013.
Intitut Pertanian Bogor. Tanpa tahun. Pengaturan Suhu Tubuh. http://web.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/bio100/Materi/suhu_tubuh.html. Diakses tanggal 27 April 2013.


Tidak ada komentar: