OSMOREGULASI

Kuliah Fisiologi HewanFKIP-UNTIRTA

OsmoregulasiOsmoregulasi

adalah proses untuk menjaga keseimbangan antara jumlah air dan zat terlarut yang ada

dalam tubuh

PENDAHULUANPENDAHULUAN

Perubahan keseimbangan jumlah air dan zat terlarut di dalam tubuh,

memungkinkan terjadinya perubahan arah aliran air/zat terlarut

menuju ke arah yang tidak diharapkan

Osmoregulasi pada hewan dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu:

-Volume air dalam sel-Komposisi cairan-Salinitas air dan lingkungan

(jenis habitat)-Osmosis-Transport aktif-Tekanan osmotik

Proses inti dalam osmoregulasi OSMOSISOSMOSIS

Osmosis adalah pergerakan zat pelarut dari larutan hipotonis ke larutan hipertonis melalui membran semipermeabel

osmosis akan berhenti ketika kedua larutan mencapai konsentrasi yang sama (isotonis)

O S M O S I SO S M O S I S

Tekanan osmotik adalah tekanan yang diperlukan untuk mencegah aliran air ke suatu larutan

Pernyataan tekanan osmotik yang ditimbulkan suatu larutan secara umum dapat dikatakan pula sebagai konsentrasi osmotik larutan

Tekanan osmotik Tekanan osmotik

Larutan dg Konsentrasi osmotik lebih tinggi tekanan osmotiknya juga tinggi

Hiperosmotik : adalah larutan yang mempunyai konsentrasi osmotik lebih tinggi daripada larutan yang lain

Hipoosmmotik : adalah larutan yang mempunyai konsentrasi osmotik lebih rendah daripada larutan yang lain

Tonsisitas

adalah respon / tanggapan suatu sel, jika sel tersebut ditempatkan pada larutan yang berbeda

Perubahan keseimbangan jumlah air dan zat terlarut di dalam tubuh memungkinkan terjadinya perubahan arah aliran air/zat terlarut menuju ke arah yang tidak diharapkan

Osmoregulator & Osmoregulator & Osmokonformer Osmokonformer

Berdasarkan atas respon osmotisnya, hewan dapat dikelompokkan menjadi :

OsmokonformerOsmokonformer hewan yang tidak mampu mempertahankan tekanan osmotik dalam tubuhnya, sehingga perlu melakukan penyesuaian agar dapat bertahan di tempat hidupnya

OsmoregulatorOsmoregulator hewan yang mampu melakukan osmoregulasi dengan baik (mampu mengatur konsentrasi osmotis)

Osmokonformer Osmokonformer konsentrasi cairan tubuh mengikuti cairan lingkungan

(isoosmotik)

Contoh : Invertebrata laut

berds. Kemampuan menghadapi perubahan konsentrasi osmotik lingk.luar, dibedakan menjadi :

1. Eurohalyne : mampu menghadapi perubahan konsentrasi osmotik yang besar

2. Stenohaline : hanya mampu menghadapi perubahan konsentrasi osmotik yang kecil

Osmoregulator Osmoregulator Hewan yang mampu mempertahankan konsentrasi osmotik cairan tubuhnya berbeda dengan lingkungan luar

Dibedakan menjadi 2 :

1. Hiperosmotik regulator : bila konsentrasi osmotik cairan tubuh dipertahankan pada konsentrasi yang lebih besar dibandingkan dengan lingkungan luar

(co : kepiting)

2. Hipoosmotik regulator : bila konsentrasi osmotik cairan tubuh dipertahankan pada konsentrasi yang lebih rendah dibandingkan dengan lingkungan luar

(co : udang)

Pengertian eurihalin dan stenohalin

Adalah hewan osmoregulator yang juga

osmoconformer

Air lautAir laut

Air tawarAir tawar

Air payauAir payau

Osmoregulasi hewan air Osmoregulasi hewan air

1.1. Osmoregulasi Osmoregulasi hewan air laut hewan air laut

Lingkungan hipertonik

Tekanan osmotik cairan tubuh ≈ lingkungan

Sedikit perolehan/kehilangan air melalui osmosis

Tekanan osmotik cairan tubuh lingkungan

kehilangan air melalui osmosis

Perolehan air dari :-makan, minum-air metabolisme

Kehilangan air dari :-Osmosis-ekskresi

Perolehan air dari :-makan, minum-air metabolisme

Kehilangan air dari :-ekskresi

Sebagian besar Invertebrata laut osmokonformer

Konsentrasi osmotik cairan tubuh ≈ habitat isotonis

Invertebrata laut Invertebrata laut

Echinodermata

Polychaeta

Kepiting

Udang

Cairan tubuh isotonik thdp air lautHewan tsb hanya perlu sedikit

mengatur keseimbangan air tubuhnya (sedikit osmoregulasi) tidak

mengalami perubahan tekanan osmotik (tekanan osmotik tubuh cenderung

konstan)

Tekanan osmotik tubuh cenderung konstan , tidak berarti dalam

keseimbangan ionik

InvertebrInvertebrata ata

perbedaan komposisi ion

Pemasukan ion

Gradien konsentrasi

cairan tubuh hewan hiperosmotik

menyebabkan terjadinya pemasukan air ke dalam tubuh

hewan osmokonformer dapat memperoleh masukan berbagai hewan osmokonformer dapat memperoleh masukan berbagai macam zat yang bibutuhkan macam zat yang bibutuhkan

Hewan melakukan pengaturan konsentrasi ion dengan cara mengeluarkan atau menyerap ion secara aktif

Contoh : Ubur-ubur

mengeluarkan SO42- untuk meningkatkan daya apung (buoyancy) [SO42- ion yang relatif berat]

Hewan juga dapat memperoleh dan melepas ion dengan dengan cara :- melalui permukaan tubuh- insang- makanan- menghasilkan zat sisa/urin

Vertebrata laut Vertebrata laut Osmoregulasi vertebrata laut :

1. Konformer osmotik dan ionik (osmokonformer)

(co : Hagfish = Vertebrata paling primitif)

2.Regulator osmotik dan ionik (osmoregulator)

Konsentrasi osmotik plasma ikan laut pada umumnya mendekati sepertiga dari konsentrasi osmotik air laut

Dengan demikian, mereka adalah regulator hipoosmotik

Cairan tubuh hipoosmotik 1.Cenderung kehilangan air

Adaptasi : minum air laut dalam jumlah banyak dan mengusahakan keseimbangan osmotik (penambahan bahan terlarut spt urea ato TMAO/trimetilamin oksida

2. Terjadi kemasukan ion

Elasmobranchii Elasmobranchii MASALAH :

1. Pemasukan Na+ yg terlalu banyak ke dlm tubuh (melalui insang)• Adaptasi : memiliki kelenjar khusus, yaitu kelenjar rektal untuk

mengeluarkan kelebihan Na+

2. Perolehan air yang terlalu sedikit• Adaptasi : hewan menghasilkan sedikit urin

Urin juga dimanfaatkan untuk mengeluarkan kelebihan NaCl

Pada Elasmobranchii, pengeluaran garam berlebih melalui kelenjar rektum

Teleostei laut (Teleostei laut ( Osteichthyes)Osteichthyes)

Cairan tubuh hipoosmotik Cenderung kehilangan air (terutama dari insang)

Adaptasi : minum air laut dalam jumlah banyak

o Namun, dengan cara tsb menyebabkan peningkatan kadar garam yang masuk ke tubuh Pengeluaran garam berlebih melalui insang (karena ginjal tidak bisa menghasilkan urin yang pekat) insang ikan mengandung sel khusus, yaitu SEL KLORID

o Sel klorid adalah sel yang berfungsi untuk mengeluarkan NaCl dari plasma ke air laut secara aktif

Mamalia lautMamalia laut

MASALAH :

Pemasukan garam terlalu banyak melalui makanan

Adaptasi :

Memiliki ginjal yang efisien sehingga dapat menghasilkan urin yang pekat

Hewan air tawar

mempunyai cairan tubuh dengan tekanan osmotik yang lebih tinggi dari lingkungannya

(tubuh hiperosmotik/hipertonis)

2.2. Osmoregulasi Osmoregulasi hewan air tawar hewan air tawar

Masalah

1. Pemasukan air yang berlebihan

2. Kehilangan garam (melalui kulit)

3. Kehilangan ion secara difusi

Adaptasi : Permukaan tubuh impermeabel thd air Pengeluaran urin yang lebih banyak daripada hewan air

laut

akan tetapi, pengeluaran urin juga berarti pengeluaran ion

Oleh karena itu, hewan melakukan transport aktif untuk memasukkan ion ke dalam tubuh

Transport aktif ion dapat terjadi melalui :- insang (Avertebrata Crustaceae)- insang dan makanan (Vertebrata)

Ikan teleosteiTubuh hiperosmotik kemasukan air

(terutama melalui insang)Kelebihan air dikeluarkan melalui urin

Pengeluaran banyak urin

Pengeluaran garam (melalui urin dan insang)

Adaptasi : transport aktif Garam melalui insang

Insang berfungsi sebagai alat untuk memasukkan garam ke dalam tubuh

(transport aktif), sekaligus untuk membuang kelebihan garam (difusi)

Lingkungan payau Lingkungan payau adalah lingkungan akuatik di daerah pantai,

yang merupakan tempat pertemuan antara air sungai dan air laut

Kadar garam dalam perairan payau selalu berubah hewan perairan payau mampu beradaptasi dengan perubahan kadar garam

3.3. Osmoregulasi Osmoregulasi hewan air payauhewan air payau

Contoh hewan yang dapat hidup lingkungan payau Larva dari beberapa jenis nyamuk

Dapat menoleransi kadar garam tinggi

dengan cara meningkatkan laju minum Minum = memasukkan ion terlarut

Larva Aedes menanggapi

peningkatan kadar garam di luar tubuh

Kelebihan berbagai ion dikeluarkan melalui tubulus

malpighi dan rektum

Larva juga memiliki struktur khusus yang disebut papilla anal Medium encer papila anal berfungsi untuk mengambil ion secara aktif Medium pekat papila anal berfungsi untuk mengeluarkan kelebihan garam

Hewan darat : mudah mendapat oksigen, sulit mendapatkan air

Osmoregulasi Osmoregulasi hewan darat hewan darat

Hewan darat

Kehilangan Air

Melalui :-Evaporasi / penguapan-Ekskresi (feces, urin)

Pemasukan Air

Melalui :- Makan, minum-Air metabolisme-Permukaan tubuh

Penguapan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Kandungan uap air di atmosfer

2. Suhu

3. Gerakan udara pada permukaan benda yang melakukan evaporasi

4. Tekanan barometrik

5. Luas permukaan penguapan

Adaptasi untuk mencegah kehilangan banyak air, dengan cara:

Rangka luar berlapis lilin/kutikula untuk mengurangi penguapan

Spirakel dilindungi oleh kitin

Respirasi diskontinyu

Mengeluarkan zat sisa bernitrogen dalam bentuk asam urat

1.1. Osmoregulasi Osmoregulasi invertebrata darat invertebrata darat

Umumnya Arthropoda (Insecta) memeroleh air dengan cara :

Minum air

Makanan

Air metabolik

Menyerap uap air dari lingkungan

Umumnya Arthropoda (Insecta)

Untuk mengurangi kehilangan air melalui spirakel, dapat dilakukan dengan cara :

1. Katup spirakel terbuka hanya pada waktu2 tertentu

2. Beberapa insecta melakukan respirasi siklik atau respirasi diskontinyu

setiap kali inspirasi tidak selalu diikuti dengan ekspirasi

2.2. Osmoregulasi Osmoregulasi vertebrata darat vertebrata darat

Reptil

Mencegah kehilangan air dengan cara :

Kulit kering dan bersisik

Mengeluarkan zat sisa N dalm bentuk asam urat

Feces kering

Kadal dan kura-kura dapat mereabsosorbsi urinnya

Aves

Burung yang mencari makan di laut, memiliki kelenjar garam/ salt glands (dekat hidung)

Mammalia

Kehilangan air melalui : keringat

Mendapatkan air melalui : minum dan makan, serta air metabolik

Mammalia yang hidup di padang pasir mendapatkan air, terutama melalui air

metabolik