Makalah osmoregulasi

44
1 OSMOREGULASI PENDAHULUAN Secara sederhana hewan dapat diumpamakan sabagai suatu larutan yang terdapat di dalam suatu kantung membran atau kantung permukaan tubuh. Hewan harus menjaga volume tubuh dan kosentrasi larutan tubuhnya dalam rentangan yang agak sempit. Yang menjadi masalah adalah konsentrasi yang tepat dari cairan tubuh hewan selalu berbeda dengan yang ada dilingkungannya. Perbedaan kesentrasi tersebut cenderung mengganggu keadaan manpat dari kondisi internal. Hanya sedikit hewan yang membiarkan kosentrasi cairan tubuhnya berubah-ubah sesuai degan lingkungannya dalam kedaan demikian hewan dikatakan melakukan osmokonfirmitas. Kebanyakan hewan menjaga agar kosentrasi cairan tubuhnya tetap lebih tinggi dari mediumnya (regulasi hiporosmotis) atau lebih rendah dari mediumnya (regulasi hipoosmotis). Untuk itu hewan harus berusaha mengurangi gangguan dengan menurunkan (1) permeabilitas membran atau kulitnya (2) gardien (landaian) kosentrasi antara cairan tubuh dan lingkungannya. Keadaan kondisi internal yang mantap dapat dipelihara hanya bila organisme mampu mengimbangi kebocoran dengan arus balik melawan gradient kosentrasi yang memerlukan energi. Untuk memelihara air dan kosentrasi larutan cairan tubuh konstan yang berbeda dengan lingkungannya, antara hewan air laut, air tawar, dan hewan darat sangatlah berbeda. Kelompok hewan yang berbeda menggunakan organ yang

Transcript of Makalah osmoregulasi

Page 1: Makalah osmoregulasi

1

OSMOREGULASI

PENDAHULUAN

Secara sederhana hewan dapat diumpamakan sabagai suatu larutan yang terdapat

di dalam suatu kantung membran atau kantung permukaan tubuh. Hewan harus menjaga

volume tubuh dan kosentrasi larutan tubuhnya dalam rentangan yang agak sempit. Yang

menjadi masalah adalah konsentrasi yang tepat dari cairan tubuh hewan selalu berbeda

dengan yang ada dilingkungannya. Perbedaan kesentrasi tersebut cenderung

mengganggu keadaan manpat dari kondisi internal. Hanya sedikit hewan yang

membiarkan kosentrasi cairan tubuhnya berubah-ubah sesuai degan lingkungannya

dalam kedaan demikian hewan dikatakan melakukan osmokonfirmitas. Kebanyakan

hewan menjaga agar kosentrasi cairan tubuhnya tetap lebih tinggi dari mediumnya

(regulasi hiporosmotis) atau lebih rendah dari mediumnya (regulasi hipoosmotis).

Untuk itu hewan harus berusaha mengurangi gangguan dengan menurunkan (1)

permeabilitas membran atau kulitnya (2) gardien (landaian) kosentrasi antara cairan

tubuh dan lingkungannya. Keadaan kondisi internal yang mantap dapat dipelihara hanya

bila organisme mampu mengimbangi kebocoran dengan arus balik melawan gradient

kosentrasi yang memerlukan energi.

Untuk memelihara air dan kosentrasi larutan cairan tubuh konstan yang berbeda

dengan lingkungannya, antara hewan air laut, air tawar, dan hewan darat sangatlah

berbeda. Kelompok hewan yang berbeda menggunakan organ yang berbeda. Rentangan

zat-zat yang diregulasi sangat luas, melibatkan senyawa-senyawa seperti hormon,

vitamin dan larutan yang signifikan terhadap perubahan nilai osmotik.

A. Lingkungan Hidup Hewan

Pada dasarnya lingkungan hidup hewan dapat di bagi menjadi lingkungan air

dan lingkungan darat. Lingkungan air masih di bedakan lagi menjadi lingkungan

air laut dan ait rawar. Sedikit hewan darat yang benar-benar telah meninggalkan

lingkungan air. Misalnya serangga dan beberapa hewan darat yang lain, meskipun

di anggap paling berhasil beradaptasi dengan kehidupan darat, namun hidupnya

sedikit banyak masih berhubungan langsung dengan air tawar. Kebanyakan hewan

selain serangga, hidup di dalam air atau sangat tergantung pada air.

Komposisi cairan tubuh kebanyakan hewan, khususnya konsentrasi komponen

utama, merefleksikan komposisi air lautan permulaan, tempat nenek moyang

Page 2: Makalah osmoregulasi

2

hewan pertamakali muncul. Air laut mengandung sekitar 3,5% garam. Ion utama

adalah natrium, klorida, magnesium, sulfat dan kalsium yang berada dalam jumlah

yang besar.

B. Pengertian Osmoregulasi

Osmoregulasi adalah kemampuan organisme untuk mempertahankan

keseimbangan kadar dalam tubuh, didalam zat yang kadar garamnya berbeda.

(Kashiko.2000:389)

Osmoregulasi merupakan suatu fungsi fisiologis yang membutuhkan energi,

yang dikontrol oleh penyerapan selektif ion-ion yang melewati insang dan pada

beberapa bagian tubuh lainnya dikontrol oleh pembuangan yang selektif terhadap

garam-garam (Stickney, 1979 dalam Bestian 1996).

Sedangkan menurut Kinne (1964) dalam Bestian (1996),kemampuan

osmoregulasi bervariasi bergantung suhu, musim, umur, kondisi fisiologis,jenis

kelamin dan perbedaan genotip.

Osmoregulasi adalah pengaturan tekanan osmotik cairan tubuh yang layak

bagi kehidupan ikan sehingga proses-proses fisiologis berjalan normal

(Raharjo,1970) dalam Bestian,1996). Menurut Affandi dan Usman (2002), ikan

mempunyai tekanan osmotik yang berbeda dengan lingkungannya, oleh karena itu

ikan harus mencegah kelebihan air atau kekurangan air, agar proses-proses

fisiologis di dalam tubuhnya dapat berlangsung dengan normal.

Menurut Gilles dan Jeuniaux (1979), osmoregulasi pada organisme akuatik

dapat terjadi dalam dua cara yang berbeda, yaitu:

1. Usaha untuk menjaga konsentrasi osmotik cairan di luar sel (ekstraseluler).

Agar tetap konstan terhadap apapun yang terjadi pada konsentrasi osmotik

medium eksternalnya.

2. Usaha untuk memelihara isoosmotik cairan dalam sel (interseluler) terhadap

cairan luar sel (ekstraseluler).

Menurut Affandi dan Usman (2002), ikan bertulang sejati (telestei), ikan air

tawar maupun ikan laut pada dasarnya mempunyai kemampuan untuk

mempertahankan komposisi ion-ion dan osmolaritas cairan tubuhnya pada tingkat

yang secara signifikan berbeda dari lingkungan eksternalnya. Proses ini merupakan

Page 3: Makalah osmoregulasi

3

suatu mekanisme dasar osmotik. Untuk menghadapi masalah osmoregulasi ikan

melakukan pengaturan tekanan osmotiknya dengan cara:

1. Mengurangi gradien osmotik antara cairan tubuh dengan lingkungannya.

2. Mengurangi permeabilitas air dan garam.

3. Melakukan pengambilan garam secara selektif.

C. Prinsip-Prinsip Osmoregulasi

Terhadap lingkungan hidupnya, ada hewan air yang membiarkan konsentrasi

cairan tubuhnya berubah-ubah yang mengikuti perubahan mediumnya

(osmokonformer). Kebanyakan Invertebrata laut tekanan osmotik cairan tubuhnya

sama dengan tekanan osmotik air laut. Cairan tubuh demikian di katakan isotonik

atau isoasmotik dengan medium tempat hidupnya. Bila terjadi perubahan

konsentrasi dalam mediumnya, maka cairan tubuhnya di sesuaikan dengan

perubahan tersebut (osmokonformitas).

Sebaliknya ada hewan yang mempertahankan agar tekanan osmotik cairan

tubuhnya relatif konstan lebih rendah dari mediumnya (hipoosmotik) atau lebih

tinggi dari mediumnya (hiperosmotik). Untuk mempertahankan cairan tubuh relatif

konstan, maka hewan melakukan regulasi osmotik (osmoregulasi), hewannya di

sebut regulator osmotik atau osmoregulator. Ada dua macam regulasi osmotik yaitu

regulasi hipoosmotik dan regulasi hiperosmotik. Pada regulator hipoosmotik

misalnya ikan laut, hewan ini selalu mempertahankan konsentrasi cairan tubuhnya

lebih rendah dari mediumnya (air laut). Sedangkan pada regulator hiperosmotik,

misalnya ikan air tawar, hewan ini selalu mempertahankan konsentrasi cairan

tubuhnya lebih tinggi daripada mediumnya (air tawar).

Beberapa hewan ada yang toleran terhadap rentangan luas konsentrasi garam

mediumnya, hewan demikian di sebut euryhaline. Sedangkan hewan lain hanya

toleran terhadap rentangan yang sempit konsentrasi garam mediumnya, hewan

demikian disebut stenohaline.

Fenomena lain yang biasanya berhubungan sangat dekat dengan tingkat

perkembangan kapasitas osmoregulasi adalah kemampuan hewan mengontrol

kadar air dalam tubuhnya. Osmokonformitas rupanya adalah hasil kombinasi dari

ketidakmampuan hewan mengontrol volume tubuh dan ketidakmampuan

Page 4: Makalah osmoregulasi

4

mengontrol isi larutan tubuh. Sebaliknya osmoregulasi merupakan manifestasi

perkembangan kemampuan yang baik dari kedua proses tersebut, sehingga dapat

dikatakan bahwa hewan osmokonformer juga merupakan konformer volume,

sebaliknya osmoregulator juga merupakan regulator volume.

Internal Internal

Eksternal Eksternal

Menurut Affandi dan Usman (2002), organisme air dibagi menjadi dua

kategori sehubungan dengan mekanisme fisiologisnya dalam menghadapi tekanan

osmotik air media, yaitu :

Osmonkonformer; adalah organisme air yang secara osmotik labil dan mengubah-

ubah tekanan osmotik cairan tubuhnya untuk menyesuaikan dengan tekanan

osmotik air media hidupnya.

Osmoregulator, adalah organisme air yang secara osmotik stabil (mantap), selalu

berusaha mempertahankan cairan tubuhnya pada tekanan osmotik yang relatif

konstan, tidak perlu harus sama dengan tekanan osmotik air media hidupnya.

Ada tiga pola regulasi:

1. Regulasi hipertonik atau hiperosmotik, yaitu pengaturan secara aktif

konsentrasi cairan tubuh yang lebih tinggi dari konsentrasi media, misal: pada

potadrom (ikan air tawar) Potadrom mempertahankan konsentrasi cairan

tubuhnya dengan mengurangi minum danmemperbanyak urineOsmoregulasi

beberapa golongan ikan(Telesostei).

2. Regulasi hipotonik atau hipoosmotik, yaitu pengaturan secara aktif konsentrasi

cairan tubuh yang lebih rendah dari konsentrasi media, misal: pada oseandrom

(ikan air laut), Oseanodrom memperbanyak minum dan mengurangi volume

urine. Diadrom, melakukan aktivitas osmoregulasi seperti petadrom bila

berada di air tawar dan seperti oseanodrom bila berada di air laut.

3. Regulasi isotonik atau isoosmotik, yaitu bila konsentrasi cairan tubuh sama

dengan konsentrasi media, misalnya ikan-ikan pada daerah estuarine (ikan

Page 5: Makalah osmoregulasi

5

eurihaline) contohnya Ikan eurihalin, konsentrasi cairan tubuhnya hampir sama

dengan lingkungannya, sehingga hanya sedikit melakukan osmoregulasi.

Osmoregulasi beberapa golongan ikan:

Ikan Elasmobransi, melakukan osmoregulasi dengan cara menahan urea

sampai konsentrasi dalam darah meningkat kira-kira 5 % untuk meningkatkan total

tekanan osmose darah ke tingkat yang lebih tinggi dibanding air laut.

Organ osmoregulasi; beberapa organ yang berperanan dalam proses

osmoregulasi ikan adalah satu insang, ginjal dan usus. Organ-organ ini melakukan

fungsi adaptasi dibawah kontrol hormon osmoregulasi, terutama hormon-hormon

yang diekresi oleh pituitari, ginjal dan urofisis.

Pola Regulasi Air dan Ion Pada Ikan

Regulasi ion dan air pada ikan terjadi hipertonik atau isotonic tergantung pada

perbedaan (lebih tinggi, lebih rendah atau sama) konsentrasi cairan tubuh dengan

konsentrasi media hidupnya. Perbedaan tersebut dapat dijadikan sebagai strategi

dalam menangani komposisi cairan ekstraseluler dalam tubuh ikan. Untuk ikan

potadorm yang bersifat hiperosmotik terhadap lingkungannya dalam proses

osmoregulasi, air bergerak kedalan tubuh dan ion-ion keluar lingkungan dengan

cara difusi. Keseimbangan cairan tubuhnya dapat terjadi dengan cara meminum

sedikit air atau bahkan tidak minum sama sekali. Kelebihan air dalam tubuhnya

dapat dikurangi dengan membuangnya dalam bentuk urine. Untuk ikan-ikan

oseandrom yang bersifat hipoosmotik terhadap lingkungannya, air mengalir dari

kulit ke lingkungan, sedangkan ion-ion masuk ke dalam tubuh secara difusi.

Sedangkan untuk ikan-ikan euryholine memiliki kemampuan untuk dengan cepat

menyeimbangkan tekanan osmotic dalam tubuhnya dengan media hipoosmotik

namun karena kondisi lingkungan perairan tidak selalu tetap, maka proses

osmoregulasi seprti halnya ikan potadrom dan oseanodrom tetap terjadi (Kaneko,

dkk, 2002 dalam Chan 2010).

Hewan vertebrata air yang hidup di laut memiliki permasalahan tekanan

osmotic yang berbeda dari mereka yang hidup di air tawar. Ikan air laut mengalami

permasalah kehilangan air karena tubuhnya hipotonik terhadap mediumnya,

sedangkan ikan air tawar mengalami permasalah kemasukan air dari lingkungannya

karena cairan tubuhnya hipertonik terhadap mediumnya. Pada ikan laut, air keluar

Page 6: Makalah osmoregulasi

6

melalui insang dan bersama urine, dan untuk kompensasinya ikan laut meminum

air dari lingkungannya. Karena ikan laut kehilangan airnya, maka kompensasinya

ikan laut meminum banyak air secara terus menerus akibatnya garam dan mineral

masuk ke dalam tubuh secara terus menerus. Na+ dan Cl+ diadsorbsi melalui usus

dan dieliminasi melalui insang dengan transport aktif. Mg2+ dan SO42- dikeluarkan

melalui ginjal dan urine. Pada ikan air tawar, yaitu ikan mujaher (Oreochromis

mascambicus) transport ion dilakukan oleh sel-sel klorida pada membran operkular

(Fosket dan Scheffeg, 1982 dikutip oleh Nielsen 1990 dalam Yuwomo dan

Purnama, 2001).

Menurut Fujaya (2004), osmoregulasi adalah upaya hewan air untuk

mengontrol keseimbangan air dan ion antara tubuh dengan lingkungannya. Hal ini

penting, terutama oleh organisme perairan karena:

a. Harus terjadi keseimbangan antara substansi tubuh dengan lingkungan.

b. Membran sel yang permiabel merupakan tempat lewatnya beberapa substansi

yang bergerak cepat.

c. Adanya perbedaan tekanan osmose antara cairan tubuh dan lingkungan.

Semakin jauh perbedaan tekanan osmose antara tubuh dengan lingkungan,

maka semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk melakukan osmoregulasi

sebagai upaya adaptasi, namun tetap ada batas toleransi.

Beberapa organ yang berperan dalam osmoregulasi diantaranya:

1) Insang

Sel yang berperan dalam osmoregulasi adalah sel-sel chloride yang terletak

pada dasar-dasar lembaran insang. Studi mengenai fungsi dan biokimiawi

insang teleostei mengindikasikan bahwa insang teleostei merupakan pompa

ion untuk chloride (Cl-), sodium (Na+) dan potasium (K+). Ion Na+

dibutuhkan dalam proses pemompaan NH+ dan H+ dari dalam tubuh ikan ke

lingkungannya. Penambahan NH+ ke lingkungan ikan akan berjalan lambat

bila pada waktu yang sama tingkat penambahan Na+ juga turun. Korelasi

antara amonium dan hidrogen dengan Na+, mirip korelasi yang ditemukan

pada Cl- dan HCO3-. Bilamana amonia melewati sel-sel chloride maka akan

diekskresi oleh insang setelah diubah menjadi amonium. Carbonic anhydrase

juga hadir dalam peranannya untuk menggabungkan H+ (dari HCO3-) dengan

Page 7: Makalah osmoregulasi

7

NH3 menjadi NH4. Perubahan ion ini menyebabkan level amonia dalam darah

ditemukan sangat rendah. Proses ini sangat penting karena amonia merupakan

produk ekskresi dari katabolisme protein yang dalam konsentrasi nyata tidak

dapat ditolerir.

2) Ginjal

Fungsi utama ginjal yaitu mengekskresikan sebagian besar produk akhir

metabolisme tubuh dan mengatur konsentrasi bagian tubuh. Glomerolus

berfungsi menyaring cairan, sedangkan tubulus mengubah cairan yang disaring

menjadi urin. Dengan demikian nefron dapat membersihkan atau

menjernihkan plasma darah dari zat-zat yang tidak dikehendaki ketika ia

melalui ginjal. Filtrasi dapat terjadi pada glomerolus karena jaringan kapiler

glomerolus merupakan jaringan bertekanan tinggi sedangkan jaringan kapiler

peritubulus adalah jaringan bertekanan rendah.

3) Usus

Sumber utama air pada teleostei oseanodrom adalah dengan meminum air laut

yamg diperlukan untuk mengembalikan air yang hilang sebagai akibat dari

difusi insang, ginjal, dan lewat kulit. Setelah masuk ke dalam usus, dinding

usus aktif mengambil ion-ion monovalen (Na+, K+, Cl-) dan air, sebaliknya

membiarkan lebih banyak ion-ion divalen (Mg++, Ca++, SO4-) tetap di dalam

usus sebagai cairan rektal agar osmolaritas usus sama dengan darah. Hal ini

penting dilakukan untuk menghindarkan air yang telah diserap usus kembali

ke dalam rektal (Fujaya, 2004).

D. Mekanisme Osmoregulasi

Pada dasarnya regulator hiperosmotik menghadapi dua masalah fisiologik (1)

Air cenderung masuk ke dalam tubuh hewan, sebab kosentarsi zat terlarut dalam

tubuh hewan lebih tinggi dari pada dalam mediumnya (2) zat terlarut cenderung

keluar tubuh sebab kosentrasi didalam tubuh. Di samping itu pembuangan air

sebagai penyeimabang air masuk juga membawa zat terlarut di dalamnya. lebih

tinggi dari pada di luar tubuh (meningkatkan permeabilitas dinding tubuh) atau

mengeluarkan kelebihan air yang ada dalam tubuh (lewat urin dan feses)

sebaliknya terhadap zat terlarut, hewan harus (1) Mengurangi jumlah air yang

Page 8: Makalah osmoregulasi

8

masuk kedalam tubuhnya. (2) memasukkan garam-garam kedalam tubuhnya (lewat

makan dan minum) atau mempertahankan zat terlarut dalam tubuhnya.

Sebaliknya pada regulator hipoosmotik menghadapi masalah fisiologik (1) Air

cenderung keluar tubuh, sebab kadar air dalam tubuh tinggidari pada mediumnya,

dan (2) zat terlarut cenderung masuk ke dalam tubuh,sebab kadar zat terlarut

didalam tubuh (dalam medium) lebih tinggi dari pada dsalam cairan tubuhnya.

Untuk menghadapi hal tersebut maka regulator hipoosmotik harus (1) menghambat

keluarnya air dari dalam tubuh atau mempertahankan air yang ada dalam tubuh,

sebaliknya terhadap zat terlarut, hewan harus (2) Berusaha mencegah masuknya

garam kedalam tubuh atau mengeluarkan kelebihan garan yang masuk tubuh.

E. Unit Konsentrasi Zat Terlarut

Banyak cara untuk menyatakan konsentrasi zat terlarut dalam suatu larutan

encer. Tekanan osmotik adalah salah satu dari empat sifat koligatif (sifat yang

tergantung pada banyaknya zat terlarut) dari larutan. Tiga sifat koligatif yang lain

adalah penurunan titik beku, penurunan tekanan uap, dan peningkatan titik didih.

Mengukur tekanan osmotik suatu larutan secara langsung sangatlah sulit,

khususnya untuk sampel kecil yang mengandung zat-zat mudah terurai

(terdesosiasi) seperti yang biasa terdapat dalam cairan biologik. Keempat sifat

koligatif tersebut secara linier berhubungan satu dengan yang lain, sehingga

memungkinkan mendeterminasi tekanan osmotik secara tidak langsung dengan

mengukur salah satu sifat.

F. Osmoregulasi Pada Invertebrata Air Laut

Kebanyakan Invertebrata laut dan endoparasit memiliki konsentrasi osmotik

cairan tubuh sama dengan air laut (isosmotik). Hewan demikian disebut

osmokonformer. Dari sudut pandang osmotik, osmokonformer tidak harus berjuang

mengatasi masalah gerak osmotik air. Meskipun demikian rupanya cairan tubuh

osmokonformer tidak sama persis dengan mediumnya. Kenyataannya banyak

Invertebrata laut osmokonformer menjaga konsentrasi garam tertentu dalam cairan

tubuhnya tidak seimbang dengan lingkungannya, tentu saja keadaan ini memerlukan

regulasi yang ekstensif (lihat tabel)

Page 9: Makalah osmoregulasi

9

Na Mg Ca K Cl SO4

Air laut

Ubur-ubur (Aurilia)

Polychaeta (Aphrodite)

Cumi-cumi (Loligo)

Isopoda (Ligia)

Kepiting (Maia)

Kepiting pantai (Carcinus)

478,3

474

476

456

556

488

531

54,5

53,0

54,6

55,4

20,2

44,1

19,5

10,5

10,0

10,5

10,6

34,9

13,6

13,3

10,1

10,7

10,5

22,2

13,3

12,4

13,3

558,4

580

557

578

629

554

557

28,8

15,8

26,5

8,1

4,0

14,5

16,5

Tabel Konsentrasi ion-ion penting (dalam milimoles per kilogram air) dalam air

laut dan dalam cairan tubuh beberapa Invertebrata laut

Dari tabel nampak bahwa beberapa hewan (Ubur-ubur, Polychaeta, Cumi-

cumi) memiliki konsentrasi ion-ion relatif sama dengan air laut, tetapi pada yang

lain berbeda banyak. Perbedaan seperti itu dapat dijaga hanya apabila permukaan

tubuh termasuk membran permukaan yang tipis pada insang relatif impermeable

terhadap ion-ion yang bersangkutan. Meskipun permukaan tubuh benar-benar

impermeabel, namun perlu diingat bahwa sejumlah ion-ion masuk tubuh bersama-

sama makanan dan minuman yang dikonsumsi. Oleh karena itu hewan harus

memiliki mekanisme untuk mengeluarkan beberapa ion,sementara yang lain dijaga

lebih tinggi dari air laut. Tugas mengeluarkan zat terlarut merupakan tugas utama

organ ekskresi, seperti ginjal.

Nampaknya keberadaan ion-ion tertentu dijaga lebih tinggi atau lebih rendah

dari air laut oleh hewan tertentu, diperlukan oleh hewan yang bersangkutan untuk

keperluan tertentu. Misalnya pada Aurelia, sulfat dijaga lebih rendah dari air laut,

diduga ada hubungannya dengan keperluan supaya dapat mengapung. Kelas udang-

udangan menjaga magnesium dalam plasma lebih rendah dari air laut, diduga ada

hubungannya dengan gerak cepat hewan yang bersangkutan. Magnesium

merupakan anesthetik yang menghambat transmisi neuromuskular, sehingga

konsentrasi magnesium yang rendah akan mengurangi hambatan pada transmisi

neuromuskular, sehingga hewan dapat bergerak cepat. Namun dengan adanya bukti

baru bahwa konsentrasi magnesium pada Sepia (yang dapat bergerak cepat) sama

dengan pada kerang (bergerak lambat), maka hubungan timbal balik antara

aktivitas dan konsentrasi magnesium, menjadi meragukan.

Page 10: Makalah osmoregulasi

10

Bila beberapa hewan laut dipindahkan ke air laut yang diencerkan, misalnya

pengenceran antara 50%-80%, ternyata sebagian dari mereka dapat bertahan hidup,

dan sebagian lain tidak. Bila setelah beberapa waktu cairan tubuhnya diperiksa,

ternyata konsentrasi ion-ion cairan tubuhnya ada yang turun dan ada pula yang

tetap seperti semula. Dari kenyataan diatas, maka hewan laut yang pada salah satu

siklus hidupnya kadang-kadang berpindah ke pantai atau ke muara sungai dapat

dibedakan menjadi :

1. Osmokonformer sempit (osmokonformer stenohaline)

2. Osmokonformer luas (osmokonformer euryhaline)

3. Osmoregulator sempit (osmoregulator stenohaline)

4. Osmoregulator luas (osmoregulator euryhaline)

Pada osmokonformer sempit, maka hewan ini memiliki toleransi terbatas

terhadap perubahan konsentrasi garam mediumnya, sedangkan osmokonformer

luas memiliki toleransi yang tinggi terhadap perubahan konsentrasi garam

mediumnya. Pada osmoregulator sempit, maka hewan ini memiliki toleransi yang

terbatas terhadap perubahan konsentrasi garam lingkungannya, sedangkan

osmoregulator luas memiliki toleransi yang lebih tinggi terhadap perubahan

konsentrasi garam mediumnya. Yang dimaksud dengan toleransi terbatas (sempit)

adalah bahwa hewan mampu bertahan hidup hanya pada rentangan konsentrasi

garam medium yang sempit saja, sebaliknya memiliki toleransi tinggi artinya

hewan masih dapat bertahan hidup pada rentangan konsentrasi garam lingkungan

yang luas. Untuk lebih memahami perbedaan berbagai osmokonformer dan

osmoregulator tersebut, perhatikan grafik pada gambar berikut

t t t

o o o

(A) (B) (C)

Page 11: Makalah osmoregulasi

11

t t t

o o o

(D) (E) (F)

Gambar Grafik osmokonformer dan osmoregulator.

(A) Osmokonformer ideal, (B) Osmokonformer sempit, (C) Osmokonformer

luas,

(D) Osmoregulator ideal, (E) Osmoregulator sempit, (F) Osmoregulator luas

Contoh osmoregulator sedang adalah hewan yang pada salah satu dari siklus

hidupnya berpindah dari satu medium ke medium yang lain. Misalnya sejenis

kepiting pantai (Carcinus) dan sejenis udang (Artemia) yang pada dasarnya adalah

hewan laut, namun mampu bertahan pada air laut yang kepekatannya lebih rendah.

Pada air laut encer cairan tubuh artemia hpertonik terhadap medium dan bertingkah

laku seperti organisme air payau, yaitu sebagai regulator hiperosmotik. Pada

konsentrasi yang lebih tinggi artemia merupakan regulator hipoosmotik yang baik,

meskipun kenyataanya cairan tubuhnya berubah, namun perubahan tadi sedikit

sekali tidak lebih dari sepersepuluh mediumnya.

G. Osmoregulasi Pada Invertebrate Air Tawar Dan Payau

Hewan air payau merupakan osmoregulator yang mirip hewan air tawar,

tetapi memiliki perbedaan besar dalam konsentrasi cairan tubuhnya. Udang-

udangan air tawar, misalnya udang Patomobius, memiliki konsentrasi osmotic

cairan tubuh pada kisaran 500 mOsm per liter, tetapi kerang air tawar Anodonta

memiliki konsentrasi osmotic kurang dari sepersepuluhnya, hanya sekitar 50 mOsm

per liter, namun cairan tubuh Anadonta masih dalam keadaan hiperosmotik

terhadap air tawar, dan tidak ada hewan air tawar, termasuk ikan, ampibi, reptile,

dan mamalia adalah hiperosmotik.

Page 12: Makalah osmoregulasi

12

Sebagai hewan yang memiliki cairan tubuh hiperosmotik terhadap

mediumnya, maka invertebrate air tawar menghadapi dua masalah osmoregulasi:

(1) tubuhnya cenderung menggelembung karena gerakan air masuk ke dalam

tubuhnya mengikuti gradien kadar, dan (2) hewan menghadapi kehilangan garam

tubuhnya, karena medium disekitarnya mengandung garam lebih sedikit. Oleh

karena itu invertebrate air tawar sebagai regulator hiperosmotik harus mengatur

jumlah air yang masuk dan jumlah garam yang keluar tubuhnya.

Semua hewan pada umumnya menggunakan organ ekskresinya sebagai organ

osmoregulasi utama. Secara umum, organ osmoregulasi invertebrate menggunakan

mekanisme filtrasi, reabsorpsi, dan sekresi yang prinsipnya sama dengan kerja

ginjal vertebrata dalam memproduksi urin. Pada ikan dan kebanyakan invertebrate

air, insang berperan sebagai organ osmoregulasi utama, melengkapi fungsi ginjal.

Disamping itu pada hewan air selain reptile, burung, dan mamalia, menggunakan

kulitnya yang relative permiabel sebagai organ bantu osmoregulasi selain organ

utamanya.

Osmoregulasi pada ikan air tawar

Ikan air tawar cenderung untuk menyerap air dari lingkungannya dengan cara

osmosis. Insang ikan air tawar secara aktif memasukkan garam dari lingkungan ke

dalam tubuh.. Ginjal akan memompa keluar kelebihan air sebagai air seni. Ginjal

mempunyai glomeruli dalam jumlah banyak dengan diameter besar. Ini

dimaksudkan untuk lebih dapat menahan garam-garam tubuh agar tidak keluar dan

sekaligus memompa air seni sebanyak-banyaknya. Ketika cairan dari badan

malpighi memasuki tubuli ginjal, glukosa akan diserap kembali pada tubuli

proximallis dan garam-garam diserap kembali pada tubuli distal. Dinding tubuli

ginjal bersifat impermiable (kedap air, tidak dapat ditembus) terhadap air. Urine

yang dihasilkan mengandung konsentrasi air yang tinggi.

Page 13: Makalah osmoregulasi

13

Masalah yang dihadapi hewan air tawar adalah Tekanan Osmotik cairan tubuh

hewan air tawar lebih tinggi dari lingkungannya (hiperosmotik/hipertoniskarena

terancam oleh Kehilangan garam dan Pemasukan air yang berlebihan.Mekanisme

Antisipasi Kelebihan atau Kekurangan Ion yaitu dengan transfor aktif dan difusi.

Hewan Akuatik tidak selamanya menetap di habitat yang tetap (air laut atau air

tawar) saat tertentu masuk ke daerah payau.contohnya belut , lampeer, dan ikan

salmon.hewan hewan ini memiliki kemampuan adaptasi yang baik terhadap

perubahan kadar garam (kadar garam di daerah payau selalu berubah), selain itu

larva nyamuk Aedes campestris Tumbuh baik di air tawar maupun di air bergaram

yang lebih pekat dari cairan hemolimfenya Hidup di danau yang mengandung

garam alkalis, dengan kandungan utama natrium karbonat dengan pH lebih dari

10Toleran terhadap kadar garam tiga kali lebih tinggi dari kadar garam air laut.

H. Osmoregulasi Pada Invertebrate Darat

Osmoregulasi pada serangga

Salah satu masalah utama yang dihadapi oleh hewan darat termasuk

invertebrate darat adalah kehilangan air dari dalam tubuhnya. Untuk mengatasi

masalah ini, hewan meningkatkan impermeabilitas kulitnya. Kulit kebanyakan

hewan darat relative impermeable terhadap air, dan sedikit sekali air hilang melalui

kulit. Serangga misalnya, memiliki kutikula yang berlilin, yang sangat

impermeable terhadap air, sehingga serangga sedikit sekali kehilangan air melalui

kulitnya. Lilin disimpan pada permukaan eksoskeleton melalui saluran kecil

menembus kutikulanya.

Kehilangan air pada serangga terutama melalui penguapan, sebab serangga

memiliki luas permukaan tubuh 50 kali lebih besar daripada volume tubuhnya

(mamalia hanya ½ volume tubuhnya). Jalan penting kehilangan uap air pada

serangga menutup spirakelnya antara dua gerakan pernafasannya. Spesies yang

tidak menutup spirakelnya akan kehilangan air lebih cepat. Pada beberapa

kumbang gurun, kehilangan air lewat pernafasan jauh lebih sedikit daripada

kehilangan lewat kulitnya.

Invertebrate menunjukan keragaman evolusi lebih besar daripada vertebrata

dan telah mengembangkan berbagai organ osmoregulatori yang tidak sama dengan

Page 14: Makalah osmoregulasi

14

ginjal vertebtrata. Namun secara umum, organ-organ osmoregulatori invertebrate

menggunakan mekanisme filtrasi, reabsorpsi, dan sekresi, yang secara prinsip mirip

dengan mekanisme ginjal membentuk urin. Serangga dan mungkin beberapa laba-

laba adalah invertebrate darat yang membentuk urin pekat. Terdapat beberapa

bukti, meskipun masih controversial, bahwa padabeberapa serangga, urindan

fesesnya didehidrasi melalui transport aktif air menembus epithelium saluran

pencernaan bagian belakang. Pada Periplaneta yang mengalami dehidarsi cairan

rectal, maka osmokonsentrasi urinnya menjadi 2 kali osmokonsentrasi

hemolimfanya.

Pada serangga, saluran Malpighi bersama-sama dengan saluran pencernaan

bagian belakang membentuk system ekskretori-osmoregulatori utama. Secara garis

besar, system ini terdiri atas saluran Malpighi tipis, panjang, yang bermuara

kedalam saluran pencernaan pada tempat antar ausus depan dan usus belakang, dan

ujungyang lain berada dalam hemocoel (rongga tubuh yang berisi darah). Sekresi

yang dibentuk dalam tubulus masuk kedalam usus belakang, kemudian didehidrasi

dan masuk kedalam rectum dan disekresikan melalui anus sebagai urin pekat.

Karena serangga memiliki system sirkulasi terbuka, maka saluran Malpighi tidak

mendapat darah langsung dari arteri seperti pada ginjal vertebrata. Saluran

Malpighi dikelilingi oleh darah, yang tekanannya tidak lebih tinggi dari pada

tekanan cairan dlam saluran. Selama tidak ada perbedaan tekanan yang berarti

sebelah menyebelah membrane saluran Malpighi, filtrasi tidak dapt berperan dalam

pembentukan urin pada serangga. Oleh karena itu urin harus bibentuk

keseluruhannya melalui sekresi,yang mungkin diikuti reabsorpsi beberapa isi cairan

yang disekresikan.

Osmokonsentrasi cairan tubuh serangga darat cenderung lebih tinggi daripada

serangga air. Penurunan titk beku (Λi) cairan tubuh serangga darat misalnya pada

scorpion (-1,125F C), pada laba-laba (-0,894 C), lebih tinggi daripada serangga air,

misalnya larva nyamuk (-0,65 C).

Osmoregulasi pada cacing tanah, keong, dan siput.

Cacing tanah adalah Anelida yang telah beradaptasi hidup di tanah yang basah,

di mana stress osmotic terletak antara air tawar dan udara. Cacing tanah merupakan

hewan malam, menghindari tanah basah kering, dan akan menggali tanah lebih

Page 15: Makalah osmoregulasi

15

dalam apabila permukaan tanah mulai kering. Bila cacing tanah dimasukkan ke air

keran selama 5 jam, maka cacing tanah akan mengabsorpsi air equivalen dengan

15% berat tubuh permukaannya. Bila cacing yang telah beradapatasi dengan air

dipindahkan ke tanah atau udara kering, cacing dapat mentoleransi kehilangan 50-

80% air tubuh.

Cacing tanah misalnya Lumbricus terrestris, merupakan regulator

hiperosmotik yang efektif. Hewan ini secara aktif mengabsorpsi ion-ion, dapat

memproduksi urin encer yang secara esensial hiposmotik terhadap darahnya atau

hiposmotik mendekati isosmotik. Diduga bahwa konsentrasi urin disesuaikan

menurut kebutuhan keseimbangan air. Dalam keadaan normal penurunan titik beku

caiaran tubuhnya berkisar antara 0,3FF -0,5F C.

Moluska darat, misalnya keong dan siput, permukaan tubuhnya yang

berdaging sangat permeable. Bila dikeluarkan dari cangkangnya, misalnya pada

keong Helix aspera, akan kehilangan air hamper secepat penguapan pada

permukaan air seluas permukaan tubuhnya. Semua keong dan siput bernapas

terutama dengan paru-paru yang terbentuk dari mantel tubuhnya, dan terbuka

keluar melalui lubang kecil. Bentuk demikian memungkinkan kehilangan air

melalui pernafasan.

Pada beberapa spesies yang telah dipelajari, toleransi terhadap kehilangan air

adalah tinggi, dan tekanan osmotic internal bervariasi secara luas tergantung pada

kandungan air habitatnya. Banyak siput dan keong harus pergi ke microhabitat

yang lembab, dan merupakan hewan malam. Bila kondisi makin kering, moloska

darat bersembunyi di balik dedaunan ataun pelindung yang lain pada keong yang

memiliki penutup cangkang, akan menutup cangkangnya dengan operculum,

sehingga tubuhnya terlindung dari kehilangan air.

Banyak keong darat secara rutin mengeluarkan suatu zat yang mengandung

sisa nitrogen sebagai asam urat yang sulit larut, dan terdapat bukti bahwa zat ini

meningkat pada beberapa spesies selama kesulitan air. Selama estivasi, asam urat

disimpan dalam ginjal dalam beberapa bentuk, jadi mengurangi kehilangan air

untuk ekskresi nitrogen. Banyak spesies menyimpan air dalam rongga mantelnya,

dan rupanya digunakan pada lingkaran yang kering.

Page 16: Makalah osmoregulasi

16

Pada invertebrata darat umumnya merupakan golongan Artropoda, Insekta,

dan laba-laba, sedangkan yang paling banyak ialah Insekta.pada insect alat

pengatur pelepasan airnya adalah lapisan kutikula spirakel, namun masih saja

kehilangan air , sehingga untuk membatasi pelepasan air dilakukan dengan

Respirasi diskontinyu. dengan cara pengambilan oksigen (O2) dilakukan dengan

laju yang kontinyu dan pelepasan karbondioksida (CO 2)dilakukan secara periodic.

I. Osmoregulasi Pada Vertebrata Air

Osmoregulasi ikan laut

Hewan vertebrata air yang hidup di laut memiliki permasalahan tekanan

osmotic yang berbeda dari mereka yang hidup di air tawar. Ikan air laut mengalami

permasalah kehilangan air karena tubuhnya hipotonik terhadap mediumnya,

sedangkan ikan air tawar mengalami permasalah kemasukan air dari lingkungannya

karena cairan tubuhnya hipertonik terhadap mediumnya. Pada ikan laut, air keluar

melalui insang dan bersama urine, dan untuk kompensasinya ikan laut meminum

air dari lingkungannya. Karena ikan laut kehilangan airnya, maka kompensasinya

ikan laut meminum banyak air secara terus menerus akibatnya garam dan mineral

masuk ke dalam tubuh secara terus menerus. Na+ dan Cl+ diadsorbsi melalui usus

dan dieliminasi melalui insang dengan transport aktif. Mg2+ dan SO42- dikeluarkan

melalui ginjal dan urine. Pada ikan air tawar, yaitu ikan mujaher (Oreochromis

mascambicus) transport ion dilakukan oleh sel-sel klorida pada membran operkular

(Fosket dan Scheffeg, 1982 dikutip oleh Nielsen 1990 dalam Yuwomo dan

Purnama, 2001).

Menurut Fujaya (2004), osmoregulasi adalah upaya hewan air untuk

mengontrol keseimbangan air dan ion antara tubuh dengan lingkungannya. Hal ini

penting, terutama oleh organisme perairan karena:

a. Harus terjadi keseimbangan antara substansi tubuh dengan lingkungan.

b. Membran sel yang permiabel merupakan tempat lewatnya beberapa substansi

yang bergerak cepat.

c. Adanya perbedaan tekanan osmose antara cairan tubuh dan lingkungan.

Page 17: Makalah osmoregulasi

17

Semakin jauh perbedaan tekanan osmose antara tubuh dengan lingkungan,

maka semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk melakukan osmoregulasi

sebagai upaya adaptasi, namun tetap ada batas toleransi.

Osmoregulasi ikan air tawar

Kondisi osmotic ikan air tawar mirip invertebrate air. Kulitnya relative

impermeable, sedikit air masuk lewat minum dan makanan, tetapi sejumlah air

masuk secara osmotic melalui insang dan membrane mulut. Kelebihan air masuk

akan diimbangi oleh ekskresi lewat ginjal, sebab ginjal memiliki glomeruli yang

telah berkembang dengan baik untuk filtrasi.

Begitu filtrate melalui tubulus, sebagian besar zat terlarut direabsopsi,

sehingga menghasilkan urin encer, nemun tidak seencer air tawar, sehingga garam

yang hilang selain melalui urin juga melalui difusi dan feses. Garam yang hilang

sebagian diganti lewat makanan, sebgian lewat absorpsi aktif dari medium oleh sel-

sel khusus pada insang. Klorida direabsorpsi melawan gradien dari medium yang

sangat encer.

Masalah yang dihadapi hewan air tawar adalah tekanan osmotik cairan tubuh

hewan air tawar lebih tinggi dari lingkungannya (hiperosmotik/hipertoniskarena

terancam oleh kehilangan garam dan pemasukan air yang berlebihan. Mekanisme

Antisipasi Kelebihan atau Kekurangan Ion yaitu dengan transfor aktif dan difusi.

Osmoregulasi ikan berpindah medium

Kebanyakan ikan bertulang sejati memiliki kemampuan terbatas berpindah

dari air tawar ke air laut dan sebaliknya, sebab mereka adalah stenohalin. Namun,

ada beberapa ikan yang mampu berpindah hidup antara air tawar dan air laut dalam

siklus hidupnya, misalnya Lamprey dan ikan salem. Perpindahan antara air tawar

dan air laut membawa konsekuensi perubahan mekanisme osmoregulasinya.

Lamprey bertelur dan menetas di air tawar, dan dewasa hidup di air laut. Bila

lamprey masuk ke air tawar dia berhenti minum, tetapi bila kembali ke air payau

mereka minum dan ekskresi ekstrarenal Na dan Cl diaktifkan. Dalam air tawar

mereka dapat mengabsorpsi Cl secara aktif.

Bila belut berpindah dari air tawar ke air laut atau sebaliknya selain mengubah

aliran osmotic air, untuk mencapai keadaan setimbang dan mengganti zat terlarut

yang bertambah atau hilang, belut mengubah arah transport ion secara aktif dalam

Page 18: Makalah osmoregulasi

18

insang. Terjadinya perubahan arah tersebut masih belum diketahui, tetapi

diasumsikan melibatkan mekanisme endokrin.

J. Osmoregulasi pada Amphibi

Sebagian besar Amphibi adalah hewan air atau semi akuatik. Telurnya

diletakkan dalam air, dan larvanya adalah hewan air yang bernafas dengan

insang.melalui metamorphosis, kebanyakan Amphibi (tidak semua) mengubah alat

pernafasannya dengan paru-paru. Beberapa salamander tetap memiliki insang dan

tetap hidup dalam air setelah dewasa. Dan kebanyakan katak dilain pihak berubah

menjadi hewan darat, meskipun biasanya masih tetap memilih habitat berair.

Regulasi osmotic Amphibi mirip ikan air tawar, kulitnya berperan sebagai

organ osmoregulasi utama. Pada saat hewan berada dalam air tawar,terdapat aliran

osmotic air ke dalam tubuhnya, yang akan dikeluarkan sebagai urin yang sangat

encer. Barsama urin ikut terbuang garam-garam. Di samping itu garam hilang

melalui kulitnya.Kehilangan garam ini diganti dengan jalan pengambilan secara

aktif dari dalam air tawar melalui kulitnya.

Katak dan salamander umumnya adalah hewan air tawar, akan mati dalam

beberapa jam bila ditaruh dalam air laut, jadi katak dan salamander adalah

regulator hiperosmotik sempit.Namun ada sejenis katak pemakan kepiting, hidup

didaerah rawa mangrove, mencari makan dan berenang dalam air laut.Pada saat

katak berada dalam air laut ia menjadi hewan hiosmotik. Untuk mencegah

kehilangan air osmotic melalui kulitnya, katak menambah umlah urea dalam

darahnya, yang dapat mencapai 480 mmol urea perliter. Mekanisme ini beralasan,

sebab kulit amphibi relative permeable terhadap air, sehinggan secara sedarhana

untuk mencegah kehilangan air dibuat konsentrasi osmotic darah seperti

mediumnya.

Karena urea essensial bagi katak untuk hidup normal, maka urea ditahan

dalam tubuh dan tidak diekskresikan bersama urin. Pada hiu, urea ditahan melalui

reabsorbsi aktif dalam tubuli ginjal. Pada katak pemakan kepiting, urea ditahan

dengan mereduksi volume urin pada saat katak berada dalam air laut. Nampaknya

urea tidak direabsorbsi secara aktif, sebab konsentrasi urea dalam urin tetap dalam

keadaan sedikit di atas urea dalam plasma.

Page 19: Makalah osmoregulasi

19

Katak pemakan kepiting, yang muda memiliki toleransi lebih besar terhadap

salinitas tinggi dari pada yang dewasa. Pada katak muda, pola regulasi osmotiknya

mirip dengan teleostei sedangkan yang dewasa mirip Elasmobrankhii.

K. Osmoregulasi pada Reptil

Ada 4 ordo utama bangsa reptile yaitu: ular, kadal, kura-kura, dan buaya. Di

antara 4 ordo tersebut, buaya sangat tergantung pada air, sedangkan ketiga ordo

yang lain (ular,kadal, dan kura-kura), telah beradaptasi dengan baik terhadap

habitat kering. Dan sedikit sekali yang akuatik atau semi akuatik. Semua reptile

akuatik bernafas dengan paru-paru, salah satu cirri hewan darat. Kulit reptile

kering, berzat tanduk dan impermeable terhadap air. Air hilang terutama melalui

penguapan lewat kulit.

Kehilangan air karena penguapan pada seluruh reptile ternyata lebih besar

daripada leat pernafasannya. Misalnya pada ular air, kehilangan air lewat kulit

sebesar 88% dan lewat pernafasan 12%, pada kura-kura gurun kehilangan panas

lewat kulit 76% dan lewat pernafasan sebesar 24%. Reptil mengekskresikan asam

urat (sebagai hasil akhir metabolism protein) lewat urin. Karena asam urat tidak

larut dalam air, maka untuk mengekskresikannya diperlukan sedikit air. Jadi reptile

dapat kehi;langan air lewat penguapan, pernafasan dan urin.

Ada jenis ular kura-kura,kadal dan buaya yang hidup di laut. Beberapa ular

laut, sudah tidak tergantung samasekali pada daratan, bahkan termasuk

berkembangbiak tidak meninggalkan lautan. Kura-kura laut menghabiskan

sebagian besar hidupnya di lautan bebas, tetapi mereka kembali ke pantai berpasir

didaerah tropis untuk bertelur. Kura-kura jantan tidak pernah ke darat. Kadal laut

lebih terikat ke darat misalnya pada iguana laut Galapagos, Amblyrhynchus

cristatus, sebagian besar waktunya digunakan untuk hidup di batu-batu karang, dan

turun ke laut hanya untuk mencari makan berupa ganggan laut.

Pada beberapa reptile laut, ekskresi garam dilakukan oleh kelenjar garam di

kepalanya, di samping ginjalnya. Kelenjar garam menghabiskan cairan dengan

konsentrasi tinggi, terutama natrium dan klorida yang konsentrasinya lebih tinggi

dari pada air laut.Kelenjar garam tidak berfungsi terus menerus pada ginjal, hanya

berfungsi apabila kadar garam pada darah sangat tingi sehingga ginjal tidak mampu

Page 20: Makalah osmoregulasi

20

berfungsi. Dalam hal pengunaan air, kelenjar garam lebih ekonomis dari pada

ginjalnya.

Pada kadal laut, kelenjar garamnya (kelenjar nasal) mengeskresikan hasilnya

kebagian anterior rongga hidungnya, dan ekshalasi yang tiba-tiba, menyemprotkan

cairan keluar seperti spray melalui lubang hidungnya. Pada reptile laut yang

memiliki cairan tubuh isosmotik dengan air laut, misalnya iguana Galapagos

pemakan rumput laut, tidak memiliki kelenjar garam.

Kura-kura laut pemakan tumbuhan atau kernifora, memiliki kelenjar garam

yang besar pada sekitar kedua matanya (kelenjar orbital). Kelenjar ini bermuara

pada sudut posterior matanya, dan pada sat mengeluarkan ekskresinya kura-kura

Nampak seperti “menangis“. Kelenjar air mata manusia manusia mirip dengan

kelenjar garam pada Reptil meskipun tidak secara khusus berperan dalam

mengeskresikan garam (ingat bahwa rasa airmata kita asin). Air mata manusia

isosmotik dengan plasma darah.

L. Osmoregulasi pada Burung dan Mamalia

Kebanyakan burung dan mamalia sangat terikat dengan air tawar, meskipun

sebagai ada yang hidup di gurun- gurun dan harus tergantung kepada air metabolik;

sedang yang lain hidup dan mencari makan di laut. Metabolisme burung tinggi, dan

kehilangan air lewat pernafasan juga relatif tinggi. Urin kloaka mungkin berbentuk

pasta encer dari kristal- kristal asam urat, reabsorbsi air mungkin terjadi pada tubuli

ginjal, pada kloaka, dan juga dalam usus besar.

Kehilangan air transpirasional pada burung relatif rendah. Permeabilitas kulit

berbeda antara spesies yang satu dengan yang lain, demikian juga kehilangan air

transpirasional lewat kulit sangat berbeda. Persentase kehilangan air tubuh setiap

hari pada burung kecil pemakan biji lebih tinggi daripada burung besar. Pada

manusia dan tikus pada suhu sekitar 250C dalam udara kering, sekitar separuh

jumlah air yang hilang adalah lewat kulitnya. Tikus gurun (Dipodomys) dilain

pihak, kehilangan air tubuh lewat kulit hanya sekitar 5%, dan banyak hewan

pengerat lain yang hidup didaerah kering juga menunjukkan kehilangan air yang

rendah lewat kulitnya. Pada burung unta kehilangan air lewat penguapan kulit

kurang dari 2% dari total kehilangan air tubuh.

Page 21: Makalah osmoregulasi

21

Kehilangan air lewat pernafasan dalam keadaan normal, tergantung pada

kecepatan penggunaan oksigen dan jumlah air yang hilang per unit oksigen yang

dikonsumsi.

Tidak seperti ginjal vertebrata tingkat rendah, ginjal ayam dapat memproduksi

urin hiperosmotik terhadap darahnya, Bila ayam banyak minum, kecepatan filtrasi

glomerular dan aliran urin meningkat melebihi pada saat dehidrasi. Perbandingan

osmotik urin dan plasma = 0,37 pada saat kelebiha pada saat kelebihan air, pada

saat kelebihan garam = 1,1; dan pada saat dehidrasi 1,6 sampai 2,0. Perbedaan

peningkatan osmolaritas pada ginjal ayam dan kalkun yang mengalami dehidrasi:

447 mOsm pada kortek sampai 463 mOsm dalam medula dan 522 mOsm dalam

urin. Infus larutan garam melalui kloaka ke dalam usus besar, menunjukkan

beberapa absorpsi natrium dan air, natrium diabsorpsi bebas pada konsentrasi di

atas 80 mEq, dan absorpsi air mengikuti gradien. Dalam keadaan dehidrasi, 50%

natrium dan 15% air dalam urin uretra mungkin diabsorpsi dalam kloaka dan usus

besar. Dalam keadaan hidrasi, absorbsi air kloaka, kecil.

Burung laut: camar dan pelikan serta burung dan bebek, memiliki kelenjar

nasal yang melayani ekskresi garam eksternal. Camar mengekskresikan banyak Na+

dan K+ secara eksternal, bahkan dalam keadaan tanpa stress osmotik.

Pada bebek, dan sekresi Na kelenjar nasal mungkin tujuh kali lebih pekat

daripada urin, dan sekresi K nasal mungkin 3.0 kali konsentrasi urin. Sekresi

distimulasi oleh kelebihan garam atau hiperosmotik sukrosa, keduanya

menyebabkan peningkatan volume dengan penarikan air jaringan. Sekresi juga

dipicu oleh zat kolinergik seperti metakolin.

Beberapa burung gurun, seperti burung unta (Ostrich) dan beberapa ayam

hutan, cairan sekresi kelenjar nasal lebih kaya kalium daripada natrium.

Pengaturan keseimbangan air pada Mammalia memungkinkannya untuk hidup

pada udara lembab atau kering, dalam air tawar atau laut, dan meliputi rentangan

luas suhu lingkungan. Mammalia mengatasi stress osmotik dan pemeliharaan

keseimbangan air dehidrasi dengan variasi pengambilan air dan dengan mengontrol

jalan kehilangan air. Mamalia memiliki kapasitas lebih daripada burung dalam

memproduksi urin yang hiperosmotik terhadap darah, tidak perlu bantuan kelenjar

eksternal kecuali kelenjar keringat.

Page 22: Makalah osmoregulasi

22

Pada manusia dengan berat badan 70 kg misalnya, kehilangan air per hari

adalah 600-2000 ml melalui urin, 50- 200 ml melalui feses, 350- 700 ml melalui

penguapan kulit, 50- 400 ml melalui keringat, dan 350- 400 ml melalui paru- paru.

Pada ibu yang menyusui, keadaan di atas masih ditambah dengan kehilangan 900

ml lebih banyak. Jadi kehilangan air per hari secara normal berkisar antara 1

sampai lebih 9 liter (di daerah tropis lebih dari 12 liter/hari), tergantung pada suhu,

aktivitas fisik, tersedianya air tubuh, dan faktor- faktor laim. Kehilangan air ini

diganti dengan air minum, air dalam makanan, dan air metabolik.

Kebanyakan Mamalia memiliki konsentrasi plasma sekitar 0,30 Osm (eqivalen

dengan 0,95% NaCl atau Δi= -0,80 C). Pada laki- laki, konsentrasi urin biasanya

sekitar 0,65 Osm, dan konsentrasi urin maksimum pada laki- laki haus = 1,4 Osm

(Δu= -2,6 C).

Faktor penting untuk mengurangi penguapan dan air masuk tubuh adalah

bahwa permeabilitas kulit mamalia adalah sangat rendah. Beberapa Mamalia

menguapkan air melalui kelenjar keringat atau dengan terengah-engah; air yang

hilang ini mungkin mencapai titik kritis. Kehilangan air lewat penguapan pada kulit

manusia berkurang tidak sejajar dengan tekanan uap air di udara di atas kulit.

Mamalia kecil, seperti kelinci memiliki pendinginan evaporatif rendah atau bahkan

tidak ada. Pada manusia kehilangan 10% air tubuhnya dapat menyebabkan keadaan

buruk; pada tikus, unta, dan domba, kehilangnan 30% air tubuhnya dapat

menyebabkan kematian. Manusia yang masuk air, kulitnya mungkin menyerap

sejumlah air, terutama secara imbibisi oleh stratum korneum.

Kehilangan air lewat feses pada mamalia berbeda- beda. Seekor unta dalam

keadaan tidak minum berlebihan, fesesnya mengandung 76 gr air per 100 gr berat

kering, dalam keadaan kelebihan air, fesesnya mengandung 109 gr air/100 gr berat

kering. Perbandingan kandungan air dalam 100 gr berat kering feses pada beberapa

mamalia adalah sebagai berikut: tikus putih = 225 gr, sapi lebih dari 566 gr, Seekor

unta dengan berat 400-500 kg tanpa kelebihan minum mungkin mengeluarkan urin

1,5 liter/hari, hewan pemakan rumput= 0,5-8 liter/hari. Bila tidak minum air dan

hanya makan rumput kering, seekor unta dalam 8 hari akan kehilangan sekitar 17%

berat tubuhnya atau sekitar 30% air tubuhnya; ini mewakili kehilangan 38% air

interstitial dan 245 air intraseluler. Unta menggunakan air rumen untuk

Page 23: Makalah osmoregulasi

23

pendinginan. Keledai mungkin kehilangan 1300 gr air melalui feses, dan 1-1,2 liter

air lewat urin, ini sama dengan 2,5% berat tubuhnya/hari.

Setelah dehidrasi, penyembuhan dengan minum mengikuti beberapa pola yang

berbeda pada mamalia yang berbeda: Unta mengganti defidit dalam 10 menit dan

minum sebanyak 25% berat tubuhnys dalam 1 kali minum; manusia biasanya

lambat untuk mengganti air dengan minum.

Beberapa Redensia dan Marsupialia (seperti domba dan unta) dimusim dingin

tidak memerlukan minum air, cukup dari air metabolik saja. Rodensia yang tetap

tinggal dalam liang pada siang hari akan mengurangi kehilangan air sebesar 25%.

Pada tikus gurun (Dipodomys) pada udara kering, kehilangan air lewat pernafasan

= 0,054 mgr air/ml O2 yang dikonsumsi, bila dibandingkan dengan manusia = 0,84

mgr dan tikus = 0,94 mgr.

Mamalia laut seperti singa laut, anjing laut, lumba- lumba dan ikan paus, tidak

memiliki organ ekstenal seperti kelenjar garam pada burung laut dan Reptil, atau

insang pada ikan. Seperti mamalia yang lain, mamalia laut memiliki ginjal dengan

kemampuan efisien dalam memproduksi urin yang sangat hipertonik. Untuk

membantu kerja ginjal, mamalia laut tidak minum air laut, tetapi hanya menelan air

bersama makanan yang dimakan. Sumber air yang lain seperti mamalia gurun

adalah air metaboliknya.

Manusia, seperti mamalia yang alian tidak dilengkapi dengan organ untuk

mengekresikan air laut. Ginjal manusia mampu memindah sampai sekitar 6 gr Na+

dari aliran darah/liter urin yang diproduksi. Air laut mengandung sekitar 12 gr/liter

Na+ . Jadi minum air laut dapat menyebabkan menusia mengakumulasi garam tanpa

penambahan air yang equivalen secara fisiologis. Dengan kata lain, untuk

mengekskresikan garam yang ditelan bersama sejumlah air laut, ginjal manusia

memerlukan jumlah air lebih banyak daripada yang terkandung dalam air laut yang

diminum; jadi minum air laut akan diikuti dehidrasi secara cepat.

Page 24: Makalah osmoregulasi

24

KESIMPULAN

1. Osmoregulasi adalah kemampuan organisme untuk mempertahankan keseimbangan

kadar dalam tubuh, didalam zat yang kadar garamnya berbeda.

2. Osmoregulasi pada organisme akuatik dapat terjadi dalam dua cara yang berbeda,

yaitu:

a. Usaha untuk menjaga konsentrasi osmotik cairan di luar sel (ekstraseluler). Agar

tetap konstan terhadap apapun yang terjadi pada konsentrasi osmotik medium

eksternalnya.

b. Usaha untuk memelihara isoosmotik cairan dalam sel (interseluler) terhadap

cairan luar sel (ekstraseluler).

3. Ada dua macam regulasi osmotik yaitu regulasi hipoosmotik dan regulasi

hiperosmotik. Pada regulator hipoosmotik misalnya ikan laut, hewan ini selalu

mempertahankan konsentrasi cairan tubuhnya lebih rendah dari mediumnya (air

laut). Sedangkan pada regulator hiperosmotik, misalnya ikan air tawar, hewan ini

selalu mempertahankan konsentrasi cairan tubuhnya lebih tinggi daripada

mediumnya (air tawar).

4. Regulasi ion dan air pada ikan terjadi hipertonik atau isotonic tergantung pada

perbedaan (lebih tinggi, lebih rendah atau sama) konsentrasi cairan tubuh dengan

konsentrasi media hidupnya.

5. Osmoregulasi penting, terutama oleh organisme perairan karena:

a. Harus terjadi keseimbangan antara substansi tubuh dengan lingkungan.

b. Membran sel yang permiabel merupakan tempat lewatnya beberapa substansi

yang bergerak cepat.

c. Adanya perbedaan tekanan osmose antara cairan tubuh dan lingkungan.

6. Beberapa organ yang berperan dalam osmoregulasi diantaranya insang, ginjal dan

usus.

7. Pada dasarnya regulator hiperosmotik menghadapi dua masalah fisiologik (1) Air

cenderung masuk ke dalam tubuh hewan, sebab kosentrasi zat terlarut dalam tubuh

hewan lebih tinggi dari pada dalam mediumnya (2) zat terlarut cenderung keluar

tubuh sebab kosentrasi di dalam tubuh. Sebaliknya pada regulator hipoosmotik

Page 25: Makalah osmoregulasi

25

menghadapi masalah fisiologik (1) Air cenderung keluar tubuh, sebab kadar air

dalam tubuh tinggidari pada mediumnya, dan (2) zat terlarut cenderung masuk ke

dalam tubuh,sebab kadar zat terlarut didalam tubuh (dalam medium) lebih tinggi

dari pada dsalam cairan tubuhnya.

8. Tekanan osmotik adalah salah satu dari empat sifat koligatif (sifat yang tergantung

pada banyaknya zat terlarut) dari larutan.

9. Keempat sifat koligatif tersebut secara linier berhubungan satu dengan yang lain,

sehingga memungkinkan mendeterminasi tekanan osmotik secara tidak langsung

dengan mengukur salah satu sifat.

10. Kebanyakan Invertebrata laut dan endoparasit memiliki konsentrasi osmotik cairan

tubuh sama dengan air laut (isosmotik). Hewan demikian disebut osmokonformer

yang dalam proses osmoregulasinya tidak harus berjuang mengatasi masalah gerak

osmotik air karena osmokonformer memiliki toleransi yang tinggi terhadap

konsentrasi garam.

11. Hewan air payau merupakan osmoregulator yang mirip hewan air tawar, tetapi

memiliki perbedaan besar dalam konsentrasi cairan tubuhnya.

12. Secara umum, organ osmoregulasi invertebrate menggunakan mekanisme filtrasi,

reabsorpsi, dan sekresi yang prinsipnya sama dengan kerja ginjal vertebrata dalam

memproduksi urin.

13. Kehilangan air pada serangga terutama melalui penguapan, sebab serangga memiliki

luas permukaan tubuh 50 kali lebih besar daripada volume tubuhnya (mamalia

hanya ½ volume tubuhnya).

14. Cacing tanah merupakan hewan malam, menghindari tanah basah kering, dan akan

menggali tanah lebih dalam apabila permukaan tanah mulai kering. Cacing tanah

misalnya Lumbricus terrestris, merupakan regulator hiperosmotik yang efektif.

Hewan ini secara aktif mengabsorpsi ion-ion, dapat memproduksi urin encer yang

secara esensial hiposmotik terhadap darahnya atau hiposmotik mendekati isosmotik.

15. Kondisi osmotic ikan air tawar mirip invertebrate air. Kulitnya relative

impermeable, sedikit air masuk lewat minum dan makanan, tetapi sejumlah air

masuk secara osmotic melalui insang dan membrane mulut. Kelebihan air masuk

akan diimbangi oleh ekskresi lewat ginjal, sebab ginjal memiliki glomeruli yang

telah berkembang dengan baik untuk filtrasi.

Page 26: Makalah osmoregulasi

26

16. Beberapa ikan yang mampu berpindah hidup antara air tawar dan air laut dalam

siklus hidupnya, misalnya Lamprey dan ikan salem. Perpindahan antara air tawar

dan air laut membawa konsekuensi perubahan mekanisme osmoregulasinya.

17. Regulasi osmotic Amphibi mirip ikan air tawar, kulitnya berperan sebagai organ

osmoregulasi utama.

18. Kehilangan air karena penguapan pada seluruh reptile ternyata lebih besar daripada

leat pernafasannya.

19. Kehilangan air transpirasional pada burung relatif rendah.

20. Pengaturan keseimbangan air pada Mammalia memungkinkannya untuk hidup pada

udara lembab atau kering, dalam air tawar atau laut, dan meliputi rentangan luas

suhu lingkungan. Mammalia mengatasi stress osmotik dan pemeliharaan

keseimbangan air dehidrasi dengan variasi pengambilan air dan dengan mengontrol

jalan kehilangan air.

Page 27: Makalah osmoregulasi

27

DAFTAR PUSTAKA

Dukes, H. 1955. The Physiology of Domestic Animal. Comstock Pub. Associated. New

York.

Evans, D.H. 1998. The Physiology of Fishes Second Edition. CRC Press. New York.

Gordon, M S. 1977. Animal Physiology. McMillan Publishing co. ltd., New York.

Harris, C.L. 1992. Concept of Zoology. Harper Collins Publishing Inc, USA.

Hurkat, P.C. & Mathur. 1976. A Text Book of Animal Physiology. Shcand and Co. Ltd,

New York.

Johnson, K.D, D.C Rayle and H.L. Alberg. 1984. Biology on Introduction. S. Chand

and Co, New Delhi.

Kalujnaia, S., et. al. 2007. Salinity Adaptation And Gen Profiling Analysis In The

European Eel (Anguilla anguilla) Using microarray Technology. General

and Comparative Endocrinology (Vol. 152): Page 274-280.

Nawangsari. 1988. Zoologi Umum. Erlangga, Jakarta.

Odum, C. D. 1971. Fundamental of Ecology. WB Saunders Company, London.

Passino, D. R. M; R. R. Miller; J. C. Bardach & K. F. Lener. 1977. Ichtiology. John

Willey and Sons Inc, New York.

Sambasivia. 1987. Ictyology. John Wiley and Sons. New York.

Schmidt-Nielsen, K. 1990. Animal Phisiology Adaptation and Environment. Cambridge

University Press, London.

Soetarto. 1986. Biologi. Widya Duta. Surakarta.

Villee, C.A., W.F. Walker and R.D. Barnes. 1988. General Zoology. W.B. Saunders

Company, Philadelphia.