INTEGUMEN

Pengambilan air atau kehilangan air dari dalam tubuh yang berjalan lamban merupakan suatu kebutuhan bagi binatang. Hal ini seringkali didukung oleh produksi lendir atau mucoprotein yang menutup permukaan tubuh. Pada artropoda, tubuhnya tertutup oleh eksoskeleton atau integumen

Fungsi Integumen

Integumen mempunyai dua fungsi yang sangat penting, yaitu : (a) sebagai pelindung otak, syaraf-syaraf dan organ-organ yang lain dari kerusakan mekanis dan (b) sebagai kerangka untuk melekatnya otot-otot, dalam hal ini fungsi integumen adalah sebagai eksoskelet.Integumen juga berfungsi sebagai pelindung organ bagian dalam dari gangguan mikroorganisme dan zat-zat yang berbahaya.

Fungsi Integumen

Sebagai pelindung, integumen juga memberikan perlindungan terhadap penguapan yang berlebihan.Fungsi integumen yang lain ialah sebagai alat yang dapat mengadakan kontak dengan lingkungan disekelilingnya, maka dalam integumen juga terdapat hampir semua alat-alat indera.

SUSUNAN INTEGUMEN * MEMBRAN DASAR* EPIDERMIS* KUTIKULA

Meskipun fungsi integumen bermacam-macam, tetapi susunan jaringan integumen sangat sederhana. Integumen hanya terdiri dari satu jaringan saja, yaitu jaringan epidermis, yang dipisahkan dari rongga badan (haemocoel) oleh suatu membran tipis yang dinamakan membran basal. Di antara sel-sel epidermis juga terdapat sel-sel kelenjar kulit (dermal gland cell) dan oenosit - oenosit (oenocytes).

Histologi Integumen

Membran basal merupakan lapisan tipis yang memisahkan jaringan epidermis dengan hemocoel, mempunyai ukuran ketebalan 0,5 mm dengan struktur amorf. Lapisan ini mengandung mucopolysacharida netral yang disekresikan oleh hemodit (haemocytes). Fungsi membran basal yaitu memungkinkan terjadinya transport hasil proses sekresi dan proses penyerapan.

Histologi Integumen

MEMBRAN DASAR :

LAPISAN TIPIS YANG MEMISAHKAN EPIDERMIS DAN HEMOCOELMENGANDUNG MUCOPOLYSACHARIDA NETRAL YANG DISEKRESIKAN HEMOSITMEMUNGKINKAN TERJADINYA TRANSPORT HASIL PROSES SEKRESI DAN PROSES PENYERAPAN

Epidermis terdiri dari satu lapisan sel-sel kelenjar epitelium yang aktif, yang dapat menghasilkan kutikula. Sel-sel ini mempunyai mikrofila-mikrofila yang membesarkan permukaan membran plasma. Sel kelenjar kulit menghasilkan zat-zat khusus untuk pembentukan lapisan luar epikutikula.

Epikutikula mengandung lipid dan polifenol, sehingga tahan terhadap air (merupakan lapisan semen). Kelenjar kulit membentuk suatu saluran yang menembus seluruh kutikula (dalam tiap milimeter persegi permukaan epidermis terdapat 80 sel kelenjar kulit).Oenosit merupakan sel-sel yang berukuran besar dan lepas, berfungsi sebagai pembantu sel-sel epidermis dalam memproduksi lilin.

EPIDERMIS :

SATU LAPIS SEL EPITELIUM YANG AKTIF MENGHASILKAN KUTIKULATERDAPAT SEL KELENJAR KULIT ZAT PENYUSUN EPIKUTIKULA : LIPID & POLIFENOL KEDAP AIRTERDAPAT OENOSIT YANG MENGHASILKAN LILINTERDAPAT SEL TRICHOGEN YANG MENGHASILKAN SETAE

KUTIKULA :

EPIKUTIKULA: - LAPISAN SEMEN/ TEKTOKUTIKULA - LAPISAN LILIN - LAPISAN KUTIKULIN - LAPISAN PROTEIN EPIKUTIKULAPROKUTIKULA : - EKSOKUTIKULA - ENDOKUTIKULA

Gambar 3. Penampang memanjang kutikula serangga. (a) endokutikula; (b) eksokutikula; (c) epikutikula; (d) seta; (e) pore canal; (f) saluran kelenjar kulit; (g) membran basal; (h) sel epidermal; (i) sel trikhogen; (k) sel tormogen; (l) oenoecyte; (m) haemocyte; (n) kelenjar kulit.

EPIKUTIKULA

EKSOKUTIKULA

ENDOKUTIKULA

Bahan penyusun kutikula adalah chitin, yaitu substansi yang mempunyai hubungan erat dengan selulose. Kutikula yang baru terbentuk bersifat fleksibel dan elastis. Pada serangga dan arachnida, dengan adanya bahan protein sclerotin, maka lapisan kutikula yang masih lunak tersebut akan mengalami pengerasan atau tanning, prosesnya disebut sklerotisasi. Tetapi pada crustacea dan diplopoda, proses pengerasan terjadi karena adanya bahan kalsium, sehingga prosesnya disebut kalsifikasi (calcification).

Susunan Kimia Kutikula Serangga

Kutikula serangga tersusun dari empat komponen kimia, yaitu:

Khitin Khitin merupakan substansi yang mempunyai hubungan erat dengan selulose, mempunyai rumus empiris (C18H13O5N)x. Senyawa yang merupakan suatu polimer dari anhydro N acetylglucosamine.

Khitin tidak larut dalam air, alkali, asam lemah dan pelarut-pelarut organik, tetapi dalam asam mineral kuat dan sodium hypochloride akan mengalami hidrolisa. Hidrolisa dari khitin akan menghasilkan asam asetat dan glukosamin. Protein yang mengalami penyamakan (tanning) pada eksokutikula dapat dihilangkan dengan memanasi dalam KOH 10% pada suhu 80oC, sehingga integumen menjadi transparan dan lunak.

KhitobiosaKhitobiosa merupakan suatu monomer dari N acetylglucosamine dan glucosamine.

Protein Bagian terbesar bahan khitin dalam kutikula adalah protein. Dalam kutikula 25 37 persen dari berat keringnya merupakan protein. Protein ini selalu terikat dalam khitin (ikatan kovalen), dalam bentuk kopolimer yang stabil, yaitu glucoprotein (protein dengan polisakharida).

Protein kutikula serangga mengandung banyak asam amino tyrosin. Protein yang dapat larut dalam air disebut arthropodin. Arthropodin terdapat dalam kutikula muda, tetapi dalam proses penyamakan maka protein tersebut menjadi keras dan tidak dapat larut lagi dalam air. Protein yang tidak dapat larut lagi dalam air ini disebut sklerotin.

Resilin Resilin adalah protein polimer yang bersifat elastis, dan tahan terhadap tarikan.

Semua zat-zat kimia tersebut membentuk tiga jenis kutikula, yaitu : Bagian yang keras dari kutikula atau eksokutikula yang mengandung sklerotin. Biasanya eksokutikula berwarna coklat tua atau hitam oleh zat melanin. Misalnya terdapat pada sklerit-sklerit (kutikula yang mengeras dan berbentuk lembaran), elitra-elitra dll. Bagian kutikula yang elastis banyak mengandung resilin (terdapat dalam sendi sayap; dari famili elateridae. (3) Kutikula persendian (endokutikula) banyak mengandung arthropodin dan resilin, tetapi dalam kutikula ini sklerotin tidak terdapat (misalnya terdapat di antara sklerit-sklerit dan segmen-segmen).

STRUKTUR KIMIA KUTIKULA :

1. KHITIN : ( C8 H13 O5 ) n 2. KHITOBIOSA : monomer N-acetilglukosamin & glucosamin3. PROTEIN : > 50 % berat kering kutikula- berikatan dengan khitin sebagai glikoprotein- arthropodin- resilin- sklerotin4. PENYUSUN LAIN :- polihidrat fenol & quinon SKLEROTISASI & MELANISASI- enzim-enzim

Struktur Lapisan Kutikula Kutikula terdiri dari lapisan epikutikula dan prokutikula.

Lapisan epikutikula tersusun atas (1) lapisan protein yang mengndung kutikulin, (2) lapisan lilin sangat tipis, dan (3) lapisan semen tipis mengandung bahan semacam lak (shellac) yang bercampur lilin. Lapisan protein adalah lapisan yang pertama yang dihasilkan oleh sel-sel epidermis pada waktu pembentukan kutikula.

Bagian sebelah dalam dari epikutikula terdapat lapisan prokutikula yang tersusun atas eksokutikula dan endokutikula.

Eksokutikula, yaitu lapisan luar prokutikula, merupakan lapisan yang keras karena mengalami sklerotisasi. Glycoprotein yang terdapat disini disamak oleh khinon (chinon).

Khinon terbentuk dari asam-asam amino tyrosin. semakin banyak khinon berarti melamin bertambah banyak pula. Melamin ini membuat kutikula menjadi berwarna coklat tua atau hitam.

Endokutikula merupakan bagian yang fleksibel, dan menunjukkan bermacam-macam mikrofibril (glycoprotein), dan berisi saluran-saluran sangat tipis, terdapat pada sel-sel epidermis sampai pada lapisan epikutikula (garis tengan saluran 0,1 1 mm).

Endokutikula disebut juga kutikula primer. Lapisan ini elastis, tebal dan tidak berwarna.

Bidang yang keras pada dinding tubuh disebut sklerit, antara sklerit satu dengan lainnya di pisahkan oleh suatu membran yang merupakan bagian dari endokutikula.

Pengaturan transport air oleh kutikula. Lapisan lilin berperan sebagai pengatur penguapan (evaporasi). Lilin dalam epikutikula dapat terbentuk dalam dua fase, salah satu fase memungkinkan transport air ke dua arah. Perubahan dari satu fase ke fase lain bisa terjadi karena suhu tinggi disertai dengan kenaikan tingkat penguapan. Pengaturan air ini sangat penting bagi serangga.Permiabilitas Kutikula

Serangga kecil mempunyai permukaan tubuh yang relatif lebih besar dibandingkan dengan permukaan tubuh serangga besar. Jadi serangga kecil lebih peka terhadap penguapan. Air juga dapat menguap karena adanya sistem pernafasan melalui spirakel-spirakel, tetapi serangga dapat mengurangi penguapan dengan menutup spirakel tersebut. Gesekan epikutikula dapat meningkatkan evaporasi. Hal ini pada jaman dahulu dipakai untuk mematikan serangga gudang dengan memberinya tepung silicium atau bahan abrasive yang lain.

Pengambilan air melalui kutikula. Beberapa jenis serangga dan artropoda yang lain dapat menyerap air melalui kutikula dalam kondisi kelembaban nisbi (RH) 90 persen. Umumnya kutikula serangga tidak mudah menjadi basah karena air, karena adanya lapisan lilin.

Permiabilitas kutikula terhadap gas. Pertukaran gas kebanyakan terjadi melalui kutikula, sebab reseptor kimiawi seperti alat-alat pencium terdapat di dalam integumen (di bawah kutikula).

SIFAT FISIK KUTIKULA :

TIPISDAYA RENTANG : 10 kg/mm2 FLEKSIBEL : dapat berubah secara periodik dengan kontrol syaraf dapat dikeluarkan plasticizing factor mengubah pH mengubah tingkat keeratan ikatan protein pada kutikula PERMEABILITAS : dapat menyerap air (RH 90 %), serangga tidak mudah basah dan tidak mudah kehilangan air adanya lapisan lilin

TONJOLAN PADA INTEGUMENSETAE / MIKROTRICHIA : dihasilkan oleh sel Epidermissisik pada sayaprambut penutup tubuh / sayaprambut kelenjar --> pada Larva Lepidopterarambut syaraf --> dihubungkan dengan sistem syarafSPURS : --> lebih kaku d.p. rambut / setaeduri pada kakicula pada thoraxtonjolan pada sayap / elytra ---> ciri khusus betina

* WARNA :

DIHASILKAN OLEH PIGMEN PADA KUTIKULA, SEL EPIDERMIS ATAU LEMAK TUBUH, JUGA KARENA KARAKTERISTIK FISIK Pencahayaan, kelembaban tertentuPIGMEN BERASAL DARI MACAM-MACAM PIGMEN MAKANANNYA

WARNA YANG SAMA DAPAT DIHASILKAN OLEH PIGMEN BERBEDA MACAM PIGMEN: melanin (kuning, cokelat, hitam), carotenoid (merah & kuning), pterin (merah, kuning, putih), ommnochromes (merah, kuning, cokelat), anthraquinone (merah, oranye), aphins (merah, oranye, kuning), derivatif khlorofil (kehijauan), derivatif hemoglobin (kemerahan), flavin (kuning kehijauan)

Akibat-akibat adanya Eksoskelet

Eksoskelet pada kebanyakan serangga mempunyai kekerasan yang cukup sempurna, terutama pada serangga-serangga yang tidak mempunyai alat pelindung khusus lainnya. Umumnya eksoskelet berkurang kekerasannya pada serangga-serangga yang mempunyai alat pelindung berupa warna pelindung atau zat-zat penyerang kimia, juga pada serangga-serangga yang tempatnya terlindung.

Keuntungan dari adanya integumen antara lain perlindungan terhadap bahan-bahan kimia kecuali asam dan basa kuat, memperlambat pergerakan air keluar dan ke dalam tubuh, memberikan perlindungan yang cukup tinggi terhadap abrasi dan kerusakan fisik, barier terhadap patogen, sebagai reservoir terhadap hasil buangan, dan merupakan struktur yang sangat baik bagi melekatnya sistem otot.

Kerugian adanya eksoskelet yaitu diperlukan suatu modifikasi khusus untuk pertukaran gas, menangkap sensori, dan pertumbuhan. Integumen yang sudah mengeras tidak dapat direntangkan atau bertambah besar. Oleh karena itu dalam pertumbuhan diperlukan penanggalan dan pembaruan integumen secara periodik, yaitu melalui proses pergantian kulit atau ecdycis.