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 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 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 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
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 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 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 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)
|
|
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.
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)
 |
|
|
|||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
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.
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.
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 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 (-1,125̊
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 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 0,3̊̊
-0,5̊ 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.
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.
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 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.
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 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.
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.
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 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.
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 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.
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.
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.
