BAB III: ANATOMI DALAM DAN FUNGSI

NATOMI DALAM DAN FUNGSI

SISTEM PENCERNAAN

Saluran Pencernaan

Saluran makanan serangga terdiri dari tiga bagian dengan katup-katup (sphincters, volves). Bagian terdepan disebut stomodeum atau usus depan (foregut), usus tengah (midgut), dan usus belakang (kindgut). Seluruh saluran makanan di bagian dalamnya dilapisi selapis sel epitel, berkedudukan pada membran dasar. Stomodeum dan proktodeum mempunyai lapisan kutikula sedang mesentron tidak.

Stomodeum

Pada dasarnya stomodeum terbagi menjadi bagian-bagian sebagai berikut, dari depan: faring (pharynx), oesofagus (oesophagus) dan tembolok (crop) yang merupakan tempat penyimpanan makanan. Pada serangga yang memakan makanan padat kerapkali ada organ penghalus (grinding organ) disebut proventrikulus (proventriculus atau gizzard).  Proventrikulus itu khususnya berkembang baik pada serangga Ordo Orthoptera, misalnya belalang, lipas, cengkerik, dan rayap.

Mesenteron

Secara umum mesenteron terdiri dari dua bagian, yaitu dari depan kantung gastrik (gastric caeca) dan ventrikulus (ventriculus). Mikrovili adalah tonjolan-tonjolan halus berbentuk jari-jari. Mikrovili itu memperluas permukaan sel-sel epitel yang berhubungan dengan makanan, untuk memfasilitasi penyerapan nutrisi. Di ventrikulus, pada sebagian besar jenis serangga, terdapat membran peritrofik yang memisahkan epitel dan makanan. Membran peritrofik melindungi sel-sel epitel terhadap kerusakan yang dapat ditimbulkan oleh abrasi atau gesekan bahan makanan.

Proktodeum

Bagian awal (terdepan) proktodeum ditandai oleh tempat kedudukan tabung-tabung Malpighi, kerapkali pada pilorus yang merupakan katup otot.  Bagian selanjutnya secara berurutan adalah ileum, kolon (colon) dan rektum (rectum). Di ujung rektum terdapat anus (lubang pelepasan). Fungsi utama proktodeum adalah absorpsi air, garam-garam dan bahan-bahan lain yang berguna.

Pencernaan makanan

Pencernaan sebagian besar terjadi di mesenteron, yang sel-sel epitelnya memproduksi dan mensekresi ensim-ensim pencernaan dan juga menyerap hasil pencernaan itu.  Makanan serangga terutama terdiri dari polimer karbohidrat dan protein. Beberapa ensim yang umum ditemukan adalah protease, lipase dan karbohidrase, tetapi kadang-kadang ada yang tidak umum, misalnya selulase yang terdapat pada serangga penggerek kayu.  Rayap bersimbiosis dengan protozoa (flagellata) untuk mencerna selulosa yang dimakannya. Ada juga jenis-jenis serangga yang mampu mencerna bahan-bahan yang relatif stabil seperti keratin yang merupakan bahan pembentuk rambut dan bulu, misalnya jenis-jenis kumbang Dermestidae.  Ulat Galleria mellonella (waxmoth) memakan dan mencerna lilin lebah.  Ulat ini dapat menjadi hama pada peternakan lebah madu. Mikroba di dalam saluran makanan mungkin juga memberikan tambahan nutrisi yang diperlukan, misalnya vitamin dan sterol.

Nutrisi

Nutrisi untuk keperluan seluruh hidup serangga kerapkali dipenuhi pada waktu serangga berada pada tahap pradewasa, karena imagonya kerapkali tidak makan, atau hanya makan untuk mendapatkan air dan bahan untuk energi. Hal ini misalnya terjadi pada banyak jenis Lepidoptera (kupu-kupu dan ngengat) dan jenis-jenis Hymenoptera terutama kelompok parasitoid. Sebagai nutrisinya serangga umumnya memerlukan asam amino, karbohidrat, lipida, vitamin, mineral, puru dan piridin (bahan inti sel) dan air.  Air didapatkan dari air yang terkandung dalam makanannya (tumbuhan khususnya mengandung banyak air). Serangga yang memakan bahan yang relatif kering, misalnya jenis-jenis serangga gudang, sebagian air didapat dari air hasil metabolisme.

SISTEM PERNAFASAN

Sistem trakea (trackheal system)

Serangga mempunyai sistem tabung dalam atau sistem trakea, yang mengantarkan udara dari luar tubuh ke sel-sel tubuh dan sistem itu melaksanakan respirasi atau pernafasan. Trakea itu mengelompok-kelompok pada tiap ruas, dan mendapatkan udara dari luar melalui sepasang bukaan pada sisi lateral tiap ruas; bukaan ini disebut spirakel (spiracles). Spirakel itu berhubungan langsung dengan batang trakea utama (main tracheal trunk), yang biasanya ada sepasang menjulur sepanjang tubuh. Pada tiap ruas, dari batang trakea itu muncul beberapa trakea cabang, berpasangan dari batang kiri dan kanan. Umumnya ada tiga trakea cabang yang muncul, yaitu (a) cabang dorsal yang melayani pembuluh dorsal dan otot-otot dorsal, (b) cabang ventral atau cabang viseral (visceral) yang melayani saluran makanan dan organ reproduksi, dan (c) cabang ventral yang melayani otot-otot ventral dan tali saraf. Tabung-tabung halus pada ujung-ujung trakea berukuran kapiler dan disebut trakeol, biasanya berdiameter 1m atau kurang. Trakeol itu berada di antara atau sekitar sel-sel jaringan tubuh, dan merupakan bagian trakea yang fungsional dari sistem trakea. Pada banyak serangga penerbang cepat sistem trakeanya mempunyai kantung-kantung udara (air sacs); yang kerapkali adalah pelebaran dari batang trakea.  Kantung udara itu berfungsi sebagai kantung penyimpan udara/oksigen.  Pada sistem tertutup, spirakel-spirakel itu tidak berfungsi atau tidak ada sama sekali. Pada umumnya, pada sistem trakea tertutup ini, peran spirakel diganti oleh sistem jaringan trakeol yang terdapat di bawah kulit atau di dalam organ khusus yaitu insang.

Pernafasan

Semua binatang memerlukan pembekalan energi dan umumnya mendapatkan energi melalui proses respirasi (pernafasan).  Respirasi terdiri dari pengambilan, transportasi dan penggunaan oksigen oleh jaringan-jaringan dan pelepasan dan pembuangan limbah, terutama dioksida dan lingkungannya disebut respirasi luar (eksternal), sedang pertukaran gas di dalam sel disebut respirasi dalam (internal) atau metabolisme respirasi. Respirasi luar pada hampir semua serangga dilaksanakan oleh sistem trakea.  Melalui sistem ini udara/oksigen dari luar diantarkan ke jaringan dan sel-sel yang memerlukan. Pada serangga ukuran besar yang aktif, untuk melancarkan proses pernapasan itu dibantu sedikit-banyak oleh ventilasi mekanis dari trakea abdomen dan kantung-kantung udara yang dihasilkan oleh gerakan-gerakan ritmik tubuh.  Proses ini disebut ventilasi aktif. Analisis menunjukkan bahwa seperempat dari jumlah CO2 yang terjadi karena respirasi lepas keluar melalui permukaan tubuh. Hal ini karena gas CO2 dapat berdifusi melalui jaringan binatang 35x lebih cepat daripada oksigen. Di depan juga telah disebut bahwa pada serangga air terdapat insang.  Respirasi dilakukan melalui alat ini: oksigen dalam air berdifusi melalui kulit insang yang tipis dan masuk ke sistem trakea sedangkan CO2 melalui difusi terlepas dari tubuh serangga melarut dalam air.

SISTEM PEREDARAN DARAH

Sistem Peredaran Darah

Sistem peredaran darah terdiri dari darah atau hemolimf dan organ-organ yang memfasilitasi sirkulasi atau peredaran darah. Pada serangga tidak demikian; pada sebagian besar lintasannya hemolimf mengalir melalui rongga tubuh, menggenangi organ-organ dan jaringan. Sistem ini disebut sistem terbuka.

Peredaran darah

Peredaran darah pada serangga diatur oleh sistem pompa otot-otot melalui rongga-rongga dalam tubuh yang dipisahkan oleh septa. Pada sebagian besar serangga, hemosel terbagi menjadi beberapa rongga (sinus) oleh septa atau diafragma. Aorta adalah tabung ramping yang mengantarkan darah ke kepala, bermuara di belakang atau di bawah otak. Organ denyut juga ditemui di toraks, yang memelihara peredaran darah di pembuluh sayap. Dari uraian di atas peredaran darah pada serangga secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut : Hemolimf dari abdomen dipompa oleh jantung ke aorta kemudian ke kepala kemudian ke jaringan-jaringan lalu ke abdomen, dan siklus dimulai lagi.

Hemolimf

Hemolimf adalah cairan bening, tidak berwarna atau kunig-pucat atau hijau pucat dan biru karena mengandung pigmen. Pada beberapa serangga akuatik pradewasa dan larva lalat parasit dalam (endoparasitik), berwarna merah karena adanya hemoglobin. Pada nimfa dan imago hemolimf itu biasanya kurang dari 20% berat badannya. pH hemolimf adalah 6-7 pada umumnya tetapi ada yang sampai pH 7-7.5.  Hemolimf serangga dicirikan oleh konsentrasi yang tinggi dari fosfat organik dan asam-asam amino. Kandungan dan komposisi kimiawi itu bervariasi tergantung dari jenis, umur, keadaan fisiologi, kelamin (seks), makanan dan sebagainya. Sel-sel hemolimf atau hemosit (haemocytes) ada beberapa tipe (terutama plasmatosit, cystocyt dan sel granular), semuanya mempunyai empat fungsi inti

Mereka mempunyai empat fungsi dasar :

(1)  fagositosis, “memakan” partikel-partikel dan bahan, misalnya metabolit; (2)  pengkapsulan (encapsulation), “membungkus” parasit dan bahan asing yang berukuran relatif besar; (3)  koagulasi hemolimf; dan (4)  penyimpanan dan distribusi nutrisi.

Dua tipe sel lain yang terdapat di dalam hemosel : Nefrosit (nephrocytes), yang berfungsi sebagai kelenjar tanpa saluran yang menjaring hemolimf dari bahan-bahan tertentu dan dimetabolisme untuk dimanfaatkan atau dibuang di tempat lain. Yang kedua, oenosit (oenocytes), fungsinya tidak jelas, tetapi kelihatannya berperan dalam sintesis parafin kutikula.

Hemolimf mempunyai berbagai fungsi:

a.  Sebagai pelumas (lubricant):  melancarkan gerakan antar organ b.  Sebagai medium hidraulik:  pada proses ganti kulit; pada proses imago lalat keluar dari puparium dengan dorongan ptilinum; penjuluran embelan, misalnya pada proses perentangan sayap waktu imago keluar dari pupa. c.  Transportasi nutrisi dan bahan limbah:  nutrisi diserap oleh darah dari sistem pencernaan dan diantarkan ke jaringan- jaringan yang memerlukan.  Limbah metabolisme diangkut dari jaringan-jaringan oleh darah ke organ-organ ekskretori.  Selain itu hormon-hormon dibawa oleh darah ke tempat-tempat hormon itu bekerja. d.  Organ perlindungan:

(1) dalam fagositosis, (2) pengkapsulan (encapsulasi), (3) detoksifikasi bahan beracun, misalnya insektisida, (4) hemostasis, yaitu penghentian perdarahan melalui koagulasi dan presipitasi plasma, (5) penyembuhan luka, (6) perlindungan non-seluler.

e. Transfer panas:  mentransfer panas dari satu bagian tubuh ke bagian lain.

SISTEM EKSKRESI

Fungsi sistem ekskretori adalah pemeliharaan keseimbangan lingkungan dalam (internal). Karena hemolimf menggenangi jaringan dan organ serangga, maka cairan itu menentukan sebagian besar keadaan lingkungan dalam (internal). Sistem ekskretori bertanggung jawab terhadap pemeliharaan uniformitas hemolimf. Untuk melaksanakan fungsi ini sistem itu membuang limbah metabolisme dan bahan-bahan yang berlebihan, terutama yang mengandung nitrogen, serta mengatur kendungan garam dan air. Organ ekskretori yang utama adalah Tabung Malpighi; jaringan-jaringan lain diperkirakan mempunyai peran bantuan (subsidiary role).

Tabung Malpighi

Letak organ ini di dalam tubuh serangga telah disebut di depan, yaitu pada saluran makanan di awal proktodeum. Penemunya bernama Marcello Malpighi, seorang ilmuwan Itali yang hidup di abad ke-7. Jumlah tabung organ ini beragam tergantung jenis serangganya, antara dua sampai lebih dari 250 dan umumnya berbelit (convoluted); jumlah tabung itu selalu kelipatan dua (berarti berpasangan). Jenis-jenis Collembola dan kutudaun (Aphididae, Homoptera) tidak mempunyai tabung Malpighi. Tabung-tabung itu bebas berada di rongga tubuh digenangi oleh hemolimf.

Keseimbangan garam dan air

Keadaan lingkungan yang berbeda memberikan masalah berbeda yang berkaitan dengan garam dan air dalam tubuh serangga. Tergantung dari lingkungannya (basah, air, kering) dan makanannya (banyak mengandung air, kering) pengaturan air tubuh dan garam-garam dapat berbeda.  Pada serangga darat (terjadi kehilangan air tubuh melalui penguapan dari permukaan tubuh dan pembuangan feses, justru serangga harus membuang kelebihan air yang terserap melalui kulitnya dan dari makanannya, sekaligus harus menjaga supaya garam-garam tidak ikut terbuang. Pada sebagian besar serangga pengaturan keseimbangan lingkungan internal, setidak-tidaknya sebagian, dilaksanakan oleh tabung Malpighi dan rektum.  Ada beberapa sistem perputaran (cycling sistem) bahan yang menyangkut tabung Malpighi dan rektum.

(1)  Tipe sederhana:  tabung hanya berdinding selapis sel yang berisi cairan.  Cairan ini mengalir ke proktodeum bercampur dengan isi saluran pencernaan.  Setelah campuran itu sampai di rektum, air dan garam-garam yang masih diperlukan diserap kembali dan masuk ke hemolimf.  Tipe ini terdapat pada jenis-jenis Orthoptera. (2)  Tipe yang lebih kompleks:  pada tipe ini gerakan bahan masuk ke dalam tabung Malpighi terjadi di bagian distal tabung; penyerapan kembali air dan garam yang masih diperlukan terjadi di daerah proksimal tabung dan di rektum.  Tipe ini terdapat pada jenis-jenis Hemiptera. (3)  Tipe ketiga: khas terdapat pada kumbang, yaitu bagian distal tabung-tabung Malpighi terbenam dalam jaringan yang mengelilingi rektum.  Penyerapan bahan terjadi di bagian tabung yang bebas sedang penyerapan kembali bahan yang masih diperlukan terjadi di bagian tabung yang terbenam dalam jaringan rektum.  Pengaturan model ini disebut sebagai pengaturan kripto nefridial (crypto nephridial).  Pengaturan model ini juga terdapat di ordo Lepidoptera, dengan perbedaan bahwa penyerapan kembali bahan selain di rektum juga terjadi di bagian proksimal tabung-tabung.

Ekskresi nitrogen

Banyak serangga predator, pengisap darah dan bahkan pemakan tumbuhan mendapatkan nitrogen berlebihan dari yang diperlukan, berasal dari protein, asam amino dan asam nukleat. Asam urat adalah limbah nitrogen utama dan merupakan 80% atau lebih limbah nitrogen serangga darat khususnya. Untuk pembuangannya tidak memerlukan banyak air, sehingga cocok untuk serangga darat. Amoniak (NH4) adalah limbah nitrogen utama serangga air dan lalat hijau (Calliphoridae). Bentuk limbah nitrogen lain pada serangga adalah alantoin, asam alantoik dan urea. Tabung Malpighi adalah organ utama yang berperan dalam pembuangan (ekresi) limbah nitrogen, namun jaringan lain sedikit-banyak berperan juga, tergantung dari jenis serangganya. Serangga juga membuang limbah nitrogen dalam bentuk urin. Sifat, komposisi, dan bentuknyanya sangat beragam. Ada yang berbentuk powder yang terdapat pada serangga darat yang hidup di lingkungan kering, dan yang berbentuk cairan bening pada serangga air.