LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN TERMOREGULASI PADA HEWAN ENDOTERM DAN EKTOTERM

TERMOREGULASI PADA HEWAN ENDOTERM DAN EKTOTERM 

I.    Tujuan Praktikum

a.    Membandingkan metabolisme pada hewan endoterm dan ektoterm.

b.    Menentukan Q10 serta hubunganya dengan suhu.

II.  Dasar Teori

A.    Laju Metabollisme

Metabolisme adalah keseluruhan proses proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Proses metabolisme juga disebuut sebagai reaksi enzimatis, karena seluruh proses metabolisme selalu menggunakan katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibedakan menjadi dua, yaitu anabolisme dan katabolisme (seeley,2003).

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh persatuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolism berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energy dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen. Secara sederhana, reaksi kimia dalam respirasi dapat dituiskan sebagai berikut C₆H₁₂0₆ +6O₂₂+H₂O+ATP(Tobin, 2005)

Laju metabolism biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk jidup persatuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya juga. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain: suhu, spesies hewan, ukuran badan dan aktivitas (Tobin,2005).

Laju konsumsi Oksigen dapat ditentukan dengan berbagai cara yaitu antara lain dengan menggunakan mikrorespirometer, metode winkler maupun respirometer scholander (Tobin, 2005). Respirometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur rata-rata pernafasan organisme yang mengukur rata-rata pertukaran oksigen dengan karbondioksida (Suripto, 1998). Prinsip kerja alat ini adalah bahwa dalam pernafasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbondioksida yang dikeluarkan olehnya (Tobin, 2005).

Berdasarkan pengaruh suhu lingkungan, hewan dibagi menjadi dua golongan, yaitu poikiloterm dan homoiterm. Poikiloterm suhu tubuhnya dipengaruhi oleh lingkungan. Suhu tubuh bagian dalam lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tubuh luar. Hewan seperti ini biasanya disebut dengan hewan berdarah dingin, dan hewan homoiterm sering disebut hewan berdarah panas (Duke’s, 1985).

Perubahan suhu dapat mempengaruhi konformasi protein dan aktivitas enzim.Apabila aktivitas enzim terganggu, reaksi dalam sel pun terganggu. Dengan demikian perubahan suhu tubuh berpengaruh terhadap energy kinetik yang dimiliki oleh setiap molekul zat sehingga peningkatan suhu tubuh akan memberi peluang yang lebih besar kepada berbagai partikel zat untuk saling bertumbukan. Hal ini mendorong berbagai reaksi penting yang mungkin meningkatkan kecepatannya. Jadi, peningkatan laju reaksi dalam sel. Meskipun begitu, jika peningkatan laju reaksi terjadi secara tidak terkendali maka hal itu akan merugikan (Isnaeni, 2006).

Pengukuran laju reaksi secara kuantitatis dapat dilakukan dengan mengukur nilai Q10. Q10 ialah peningkatan laju reaksi atau proses fisiologis yang terjadi untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10˚. Q10 merupakan perbandingan antara laju reaksi (k) pada suhu X ˚C. Pernyataan ini dapat digambarkan dengan rumus berikut:

Keterangan:

Q10= Laju metabolism

k(X+10) ºC = Laju metbolisme pada suhu yang lebih tinggi

k(X) ºC = Laju metabolism pada suhu rendah

Memperhatikan rumus tersebut, jelas bahwa suhu lingkungan akan berpengaruh terhadap aktivitas metabolism di dalam sel tubuh. Oleh karena itu, hewan harus melakukan termoregulasi agar suhu tubuhnya selalu dalam keadaan homeostasis (Isnaeni, 2006).

Hewan berdarah panas adalah hewan yang dapat menjaga suhu  tubuhnya, pada suhu-suhu tertentu yang konstan biasanya suhunya lebih tinggi dibandingkan suhu lingkungan sekitarnya. Sebagian panas hilang melalui proses radiasi ataupun berkeringat. Melalui evaporasi berfungsi menjaga suhu tubuh agar tetap konstan. Hewan yang berdarah dingin adalah hewan yang suhu tubuhnya kira-kira sama dengan suhu lingkungan sekitarnya. Contoh hewan berdarah panas adalah bangsa burung burung dan mamalia (Guyton, 1987).

1.    Mencit (Mus musculus)

Mencit adalah mamalia yang termasuk dalam suku Muridae (tikus-tikusan) yang berukuran kecil.mencit mudah dijumpai dirumah-rumah dan dikenal sebagai hewan pengganggu karena kebiasaannya menggigit mebel atau barang kecil-kecil lainya, serta bersarang disudut sudut lemari. Hewan ini diduga sebagai mamalia terbanyak kedua di dunia setelah manusia. Mencit sangat mudah menyesuaikan diri dengan perubahan yang dibuat manusia, bahkan jumlahnya yang hidup liar di hutan barangkali lebih sedikit daripada tinggal di perkotaan.

2.    Katak

Katak merupakan hewan ektoterm, suhu tubuhnya yang bergantung pada suhu lingkungan. Pernafasan pada amfibi merupakan perpaduan antara dua alat pernafasan yaitu kulit yang basah dengan paru-paru. Pada lapisan kulit katak terdapat anyaman pembuluh darah yang sangat banyak. Pada waktu menyelam oksigen dari air dapat langsung berdifusi melalui kulit dan langsung masuk ke anyaman pembuluh darah. Paru-paru dalam amfibi berbentuk kantong sederhana. Udara masuk melalui dua buah nostril, masuk melalui saluran pernafasan dan diteruskan ke dalam paru-paru.

B.     Konsumsi Oksigen / Respirasi

Bernafas merupakan proses penghirupan oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Dalam arti lainnya bernafas adalah pertukaran gas oksigen melalui proses difusi. Pada beberapa jenis hewan tertentu terdapat perbandingan antara luas permukaan dan volume tubuh yang cukup besar,sehingga dapat melaksanakan pertukaran gas dan cukup untuk memenuhi kebutuhan tubuhnya.

Paru-paru merupakan organ yang sangat vital bagi beberapa jenis makhluk hidup diantaranya: mamalia, primata, dan beberapa jenis hewan darat tertentu.

Dalam sistem ekskresi paru-paru berfungsi untuk mengeluarkan CO2 dan H2O. Mekanisme respirasi meliputi proses:

a.       Inspirasi : peristiwa masuknya udara

b.      Eks   pirasi : peristiwa pengeluaran udara (CO2 dan H2O)

III.   Alat Bahan dan Metode Kerja

A.    Alat dan Bahan

Bahan dan alat yang digunakan pada acara praktikum ini antara lain. bahan : KOH 20%, Larutan methilen blue, vasline, es batu, kapas, mencit dan katak. Alat yang dipakai: respirometer, thermometer, kaleng atau toples, kantong plastik dan timbangan.

B.     Metode Kerja

Kapas dibasahi dengan KOH 20%

Diletakkan didasar botoldan dipasang kawat penyangga

Dimasukkan larutan brodie ke pipa gelas U dan ditandai ketinggian cairan dengan marker (pastikan siring pada posisi tertarik keluar dan posisi nol)

Mencit ditimbang Dan dicatat beratnya

Mencit dimasukkan ke dalam botol kemudian ditutup dengan rapat, dengan menambah vaselin agar tidak ada udara yang masuk

Dicatat perilaku/keadaan dan perilaku hewan uji sepanjang perlakuan

Mencit didiamkan beberapa saat, kemudian siring ditekan hingga larutan methilen blue berada pada posisi marker (t0)

Saat mencit dalam botol mengkonsumsi oksigen, air berwarna pada tubing gelas akan bergerak  menuju mencit. Kemudian dikembalikan berwarna ke posisi semula

Siring didorong, dan pergeseran siring menunjukkan volume oksigen yang telah dikonsumsi

Dicatat hasil pembacaan siring setiap 2 menit selama 10 menit kedalam tabel

Diulangi percobaan ini dengan katak

Dan hasilnya dicatat dalam tabel

Dibuat grafik jumlah oksigen yang dikonsumsi per organisme persatuan waktu

Dibuat grafik ke dua, yaitu jumlah oksigen per gram organisme, terhadap satuan waktu

Diulangi percobaan diatas dengan mencit dan katak (diturunkan suhu dalam botol)

botol respirometer dimasukkan ke dalam kaleng dan diletakkan kantong plastik berisi es di sekitar botol

turunkan suhu hingga 10°C

buatlah kembali dua grafik seperti percobaan sebelumnya

data di tulis dalam tabel

IV.   Hasil dan Pembahasan

A.    Hasil

Hasil yang diperoleh dalam praktikum ini yaitu sebagai berikut:

Tabel 1. hasil konsumsi oksigen oleh organisme pada suhu dingin (T0+10)

waktu (menit)	O2 yg dikonsumsi
	katak hangat	mencit hangat
0	0	0
1	0	0
2	1	0
3	0	0
4	0	0
5	0	0
6	0,2	2
7	0	0
8	0,6	3
9	0	0
10	0	0

Tabel 2. hasil konsumsi oksigen oleh organisme pada suhu dingin (T0)

waktu (menit)	O2 yg dikonsumsi
	katak dingin	mencit dingin
0	0	0
1	1	3
2	0	1,1
3	0	1,2
4	0	1
5	0	0,8
6	0	0,4
7	0	0,4
8	0	0,2
9	0	0,5
10	0	0,4

Tabel . laju metabolisme data kelas.

Hewan uji	Berat badan(g)	Konsumsi oksigen(ml)	Laju konsumsi oksigen(ml/g BB/jam	Q10	Suhu (°C)	perilaku
Mencit hangat	8,9	5	3,37	0,45	30	Aktivitas stabil
Mencit dingin	7,2	9	7,5		20	Aktivitas menurun
Katak hangat	6,35	1,8	1,7	1,54	30	Diam
Katak dingin	5,4	1	1,1		23	Lemas

B.     Pembahasan

Alat respirometer bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernafas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala.

Dalam praktikum ini digunakan larutan KOH 20% yang diteteskan pada kapas. Fungsi dari larutan KOH ini adalah untuk mengikat karbon dioksida (CO2) di dalam toples atau udara luar. Selain penggunaan larutan KOH 20%, digunakan juga larutan methilen blue. Larutan methilen blue ini digunakan untuk untuk mengetahui volume oksigen yang dikonsumsi oleh hewan uji. Kemudian alat siring pada praktikum digunakan untuk mengetahui jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh hewan uji. Bahan vaselin yang digunakan berfungsi untuk menghambat atau mencegah terjadinya kebocoran udara pada sambungan. Selanjutnya digunakan es batu yang bertujuan untuk mengetahui jumlah konsumsi oksigen hewan uji pada kondisi dingin. Praktikum ini juga menggunakan thermometer yang berfungsi untuk mengetahui suhu dalam kondisi panas maupun kondisi dingin. Sebelum hewan uji digunakan, terlebih dahulu dilakukan penimbangan, ini bertujuan untuk mengetahui berat badan hewan uji sebelum diberi perlakuan dan setelah diberi perlakuan.

Laju konsumsi oksigen pada masing-masing hewan uji ketika suhu diturunkan naik. Hal ini disebabkan oleh adanya pengeluaran panas darii tubuh hewan uji yang terlalu besar sehingga menyebabkan hewan uji sangat membutuhkan banyak oksigen.

Kebutuhan oksigen pada masing-masing hewan uji terhadap laju konsumsi oksigen, yaitu ketika jumlah oksigen yang dibutuhkan semakin banyak, maka laju konsumsi oksigen semakin sedikit. Ketika ukuran tubuh semakin kecil maka laju konsumsi oksigen semakin banyak. Hal ini disebabkan oleh adanya luas permukaan tubuh hewan yang lebih besar sehingga membutuhkan konsumsi oksigen yang banyak untuk malakukan laju metabolisme yang tinggi. Hubungan hewa endoterm atau ektoderm terhadap laju konsumsi oksigen yaitu hewan endoderm lebih banyak laju konsumsi oksigenya karena hewan endoderm dalam menghangatkan tubuhnya membutuhkan energi yang tinggi melalui proses metabolisme sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih tinggi. Sedangkan hewan ektoterm, dalam menghangatkan tubuhnya menggunakan suhu lingkungan, jadi tidak begitu banyak membutuhkan oksigen untuk proses metabolisme.

Grafik 1. Jumlah oksigen yang dikonsumsi katak dan mencit pada suhu dingin

Pada grafik hubungan antara jumlah oksigen yang dikonsumsi per waktu menunjukkan bahawa mencit dingin lebih banyak membutuhkan banyak oksigen, karena dalam proses menghangatkan tubuhnya mencit membutuhkan banyak oksigen untuk proses metabolismenya. Pada katak dingin membutuhkan oksigen lebih sedikit daripada mencit dingin, ini dikarenakan katak termasuk dalam hewan ektoderm yang menyesuaikan suhu tubuh dengan lingkungan, jadi katak tidak perlu menggunakan banyak oksigen dalam keadaan dingin.

Grafik 2. Jumlah oksigen yang dikonsumsi katak dan mencit pada suhu kamar

Pada grafik ini mencit hangat membutuhkan oksigen yang lebih tinggi daripada katak hangat. Dan jumlah oksigen yang dikonsumsi katak hangat lebih banyak daripada katak dingin.

Grafik 3. Hubungan Laju konsumsi oksigen vs berat badan organisme uji pada suhu dingin

Grafik hubungan antara laju konsumsi oksigen dengan berat badan menunjukkan bahwa berat badan uji yang semakin kecil maka konsumsi oksigenya akan semakin kecil atau sedikit. Grafik yang tercantum diatas adalah tepat, karena pada berat badan organisme kecil maka laju konsumsi oksigen ikut kecil pula, dan pada berat badan yang lebih tinggi, maka laju konsumsi oksigen semakin tinggi pula.

V.      Kesimpulan

Metabolisme pada hewan endoterm lebih besar daripada hewan ektoderm. Hewan endoterm melakukan metabolisme untuk meningkatkan suhu dalam tubuh, sehingga membutuhkan banyak oksigen. Hubungan laju konsumsi oksigen dengan suhu yaitu berbanding lurus, semakin tinggi suhu maka semakin tinggi juga laju konsumsi oksigennya. Laju konsumsi oksigen pada beberapa spesies yang berbeda maka nilainya berbeda-beda pula. Semakin besar ukuran tubuhnya maka semakin besar pula laju konsumsi oksigen yang dibutuhkan.

VI.      Daftar Pustaka

Duke, NH. 1995. The Physiology of Domestic Animal.Comstock Publishing: New York.

Guyton, D.C.1993. Fisiologi Hewan. Edisi 2, EGC. Jakarta.

Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Kanisius

Seeley,RR., T.D> Stephens, P. Tate. 2003. Thomson Brooks/Cole, Canada.

Suripto. 1998. Fisiologi Hewan. Bandung: ITB

Tobin. AJ.2005 Asking About Life Mc Graw Hill Company, Inc, USA Seeley, R,R, TD. Stephens. P, Tate. 2003. Essensials of Anatomy and Physiofourt edition McGraw-Hill Companies.