Pada semua organisme ada rangkaian interkoneksi larutan akuosa yang ditampung dalam “kantung-kantung” membrane fosfolipid. Air menyusun 60-90% total massa tubuh hewan. Proporsi tersebut akan semakin besar pada invertebrata bertubuh lunak dan semakin rendah pada kelompok hewan dengan keberadaan skeleton. Air terdistribusi di dalam sel-sel dan zalir ekstraseluler dimana hewan bertubuh keras dan lunak menunjukkan pola yang berbeda. Volume ekstraseluler yang lebih tinggi dimiliki oleh hewan bertubuh lunak untuk menunjang fungsi hidrostatis, sedangkan yang lebih rendah dimiliki oleh hewan bertubuh keras. Volume-volume cairan tersebut dapat menjaga tubuh hewan berfungsi secara benar, walaupun lebih krusial dalam hal konsentrasi cairan tersebut terutama zalir intraseluler.
Ketika air berada pada bentuk cair atau padat, molekul-molekul air memiliki kemungkinan untuk saling berhubungan antara satu dengan yang lain. Karakteristik polar berdampak pada cara interaksi di dalam molekul-molekul air maupun dengan molekul-molekul lain. Air memiliki tegangan permukaan yang kuat. Air juga memiliki perubahan densitas yang khas. Densitas molekul air akan tinggi seiring dengan turunnya suhu sampai pada suhu sebelum titik beku (40). Densitas akan secara dramatis turun ketika molekul air membentuk struktur kristalin saat akan melalui titik beku dan membentuk fase padat (membeku).
Pengertian Osmoregulasi
Osmoregulasi adalah proses mengatur konsentrasi cairan dan menyeimbangkan pemasukan serta pengeluaran cairan tubuh oleh sel atau organisme hidup. Proses osmoregulasi diperlukan karena adanya perbedaan konsentrasi cairan tubuh dengan lingkungan disekitarnya. Jika sebuah sel menerima terlalu banyak air maka ia akan meletus, begitu pula sebaliknya, jika terlalu sedikit air, maka sel akan mengerut dan mati. Osmoregulasi juga berfungsi ganda sebagai sarana untuk membuang zat-zat yang tidak diperlukan oleh sel atau organisme hidup. Pada manusia, proses Osmoregulasi terjadi di Ginjal. Maka ginjal disebut Osmoregulator
Osmosis secara umum merupakan suatu peristiwa perpindahan air melalui membrane semipermeable. Gambaran yang lebih jelas mengenai osmosis dapat dipahami dengan model larutan gula dan air yang dipisahkan dengan sekat semipermeabel. Sekat semipermeabel dikondisikan menyerupai karakteristik yang dimiliki oleh membrane sel. Apabila sekat semipermeable ditiadakan maka pergerakan molekul gula (sukrosa) akan secara tidak beraturan menuju ke air. Keberadaan sekat semipermeabel akan menghalangi molekul gula untuk lewat sehingga hanya molekul air saja yang bisa lewat. Hal tersebut pada akhirnya akan menyebabkan molekul air akan bergerak melewati sekat semipermeabel menuju ke larutan gula tersebut.
Pergerakan air tidak dipicu oleh konsentrasi cairan yang lebih tinggi akan tetapi air secara sederhana berdifusi menuju gradient aktifitasnya. Perbedaan gradient aktifitas terkait dengan konsentrasi cairan. Aktifitas air merupakan kemampuan air untuk berdifusi, menciptakan tekanan uap, dan melarutkan zat terlarut. Keberadaan zat terlarut akan mengurangi aktifitas air. Hal ini berkaitan dengan ikatan hydrogen yang dipunyai oleh air. Banyaknya ikatan hydrogen yang bebas seiring dengan banyaknya energy bebas yang dimiliki oleh air. Banyaknya molekul yang berikatan dengan ikatan hydrogen tersebut akan semakin mengurangi jumlah energy bebas dan berujung pada rendahnya aktifitas air. Perpindahan/difusi air dipengaruhi oleh permeabilitas membran, ukuran membrane (terutama area permukaan), dan perbedaan aktifitas air di sekitar membran.
Pengaturan Osmotic.
Pengaturan osmotic pada hewan termasuk didalamnya adalah mekanisme yang dilakukan sel untuk mengatur banyaknya dan konsentrasi air di dalam tubuh maupun di dalam sel. Pengaturan tersebut sangat diperlukan karena tiap hewan memiliki batasan volume dan pertambahan air akan melebihi kapasitas jaringan atau organ dalam menampung pertambahan volume tersebut. Kebalikannya, apabila cairan tubuh hilang pada kondisi tanpa adanya pengaturan maka volume tubuh akan menyusut dan pada akhirnya akan berdampak pada fungsi fisiologi yang lain akan terpengaruh seperti peredaran darah, respirasi dan lokomosi.
Sel juga membutuhkan volume sitoplasma yang sesuai untuk mendistribusikan ion dan nutrient, memfasilitasi pergerakan sel, dan menjaga jarak antar organel-organel sel. Berdasarkan penjelasan diatas dapat dikatakan bahwa osmoregulasi di dalam tubuh hewan terkait dengan pengaturan volume dan konsentrasi zalir intraseluler dan ekstraseluler. Komposisi cairan pada zalir intra seluler dan zalir ekstraseluler berbeda-beda pada berbagai jenis hewan dan habitat hal tersebut sangat berkaitan osmoregulasi seluler yang terjadi di dalam tubuh hewan tersebut.
Osmosis pada hewan tidak hanya meliputi pergerakan molekul air saja, akan tetapi juga berkaitan dengan pergerakan molekul-molekul lain di dalam zalir intraseluler dan zalir ekstraseluler. Hal ini memberikan sebutan zalir pada cairan tubuh, baik intraseluler maupun ekstraseluler, terkait dengan dinamisasi pergerakan molekul yang terlarut antar kedua cairan tersebut. Sel-sel hewan memiliki membrane dengan struktur yang khas (phospolipid) yang bersifat selektif permeable, tidak hanya terhadap molekul air tapi juga terhadap beberapa molekul (terutama ion-ion) yang lain. Ion Natrium, Kalium dan Clorida merupakan ion-ion yang sangat terkait dengan pergerakan molekul melalui membrane sel, terutama sel saraf.
Osmoregulasi Pada Hewan
Kebanyakan invertebrata yang berhabitat di laut tidak secara aktif mengatur sistem osmosis mereka, dan dikenal sebagai osmoconformer. Osmoconformer memiliki osmolaritas internal yang sama dengan lingkungannya sehingga tidak ada tendensi untuk memperoleh atau kehilangan air. Karena kebanyakan osmoconformer hidup di lingkungan yang memiliki komposisi kimia yang sangat stabil (i.e. di laut) maka osmoconformer memiliki osmolaritas yang cendrung konstan.
Sedangkan osmoregulator adalah organisme yang menjaga osmolaritasnya tanpa tergantung lingkungan sekitar. Oleh karena kemampuan meregulasi ini maka osmoregulator dapat hidup di lingkungan air tawar, daratan, serta lautan. Di lingkungan dengan konsentrasi cairan yang rendah, osmoregulator akan melepaskan cairan berlebihan dan sebaliknya.
Osmoconformer
Osmoconformer merupakan kelompok hewan yang memiliki cairan extraseluler yang isoosmotik dengan cairan di lingkungannya. Hal ini menyebabkan hewan tersebut tidak perlu melakukan osmoregulasi. Kelompok hewan osmoconformer didominasi oleh invertebrate dan beberapa jenis ikan.
Osmoregulator (Hyporegulator dan Hyper–Regulator)
Osmoregulator merupakan hewan yang melakukan osmoregulasi karena konsentrasi didalam tubuhnya berbeda dengan lingkungan luar (dapat hipotonik maupun hipertonik). Hewan yang melakukan osmoregulasi di lingkungan parairan secara garis besar dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu: hyporegulator dan hyperregulator.
Hyporegulator (Hypoosmotic regulation)
Hypoosmotic regulation merupakan suatu proses menjaga konsentrasi osmosis cairan tubuh, dimana konsentrasi cairan tubuh tersebut lebih rendah dari pada konsentrasi cairan luar (hipotonik terhadap medium). Kondisi tersebut mengakibatkan aktifitas air di dalam tubuh hewan lebih tinggi dari pada di lingkungan luar. Hypoosmotic regulation dilakukan oleh semua teleost dan tetrapod laut. Terjadi pergerakan air dari dalam tubuh hewan menuju ke lingkungan luar. Hewan kehilangan air melalui proses osmosis. Kondisi tersebut ditanggulangi dengan banyak minum air laut untuk menggantikan volume cairan tubuh. Dengan banyak minum air laut maka akan terjadi timbunan garam yang sangat banyak. Hyporegulator, terutama ikan, memiliki mekanisme untuk mensekresikan garam-garam tersebut melalui insang, organ ekskresi dan rectum. Ikan yang memiliki kemampuan hypoosmotic regulation memiliki insang yang dilengkapi dengan “sel chloride” yang berkembang baik sehingga dapat secara efektif mensekresikan garam yang ada di dalam tubuh.
Hyporegulator vertebrata selain ikan
Vertebrata laut selain ikan (reptil, mamal dan burung) bernafas dengan paru-paru. Mereka tidak memiliki insang yang dapat mensekresikan garam. Aspek permeabilitas pada kulit juga menunjukkan angka yang sangat kecil sehingga kemungkinan terjadinya kehilangan cairan tubuh akibat osmosis via permukaan eksternal juga sangat kecil. Walaupun demikian, air laut dapat masuk ke dalam tubuh melalui makanan (alga dan avertebrata laut) dan proses minum. Timbunan garam tetap harus dikeluarkan untuk menjaga keseimbangan tekanan osmosis di lingkungan internal tubuh.
Reptil dan burung memiliki mekanisme untuk mensekresikan timbunan garam melalui kelenjar garam di daerah mata karena ginjal mereka tidak mampu mengasilkan urin yang pekat (walaupun pada beberapa burung mampu). Mamal laut mamiliki ginjal yang mampu menghasikan urin yang hiperosmotik tidak hanya dibandingkan dengan darah tapi juga dengan air laut. Selain itu mamal laut memiliki perilaku yang jarang meminum air laut. Mamal laut memiliki mekanisme “reversed peristaltic” untuk mengeluarkan air laut yang masuk bersama makanan. Mekanisme tersebut memungkinkan air laut dikembalikan ke mulut melalui gerak peristaltic dengan arah terbalik sedangkan makanan tertahan di esophagus.
Hyper regulator (Hyperosmotic regulation).
Hiperosmotic regulation merupakan suatu proses pengaturan keseimbangan tekanan osmosis pada hewan yang memiliki cairan tubuh hiperosmotik terhadap lingkungan luar. Contoh paling mudah hiperregulator adalah ikan air tawar. Cairan dalam tubuh hyperregulator lebih pekat sehingga aktifitas air di lingkungan luar lebih tinggi. Terjadi pergerakan air dari luar tubuh ke dalam tubuh hyperregulator. Air yang masuk ke dalam tubuh harus disekresikan. Penurunan permeabilitas kulit akan sangat membantu akan tetapi harus menyisakan cukup area respirasi yang permeable untuk difusi gas. Beberapa bagian tubuh dapat difungsikan untuk meningkatkan kembali kepekatan dan bagian yang memungkinkan adalah insang.
Banyak ikan dan invertebrate air tawar memiliki insang yang mampu mengambil ion dari lingkungan luar. Insang hyperregulator juga memiliki kemampuan untuk mensekresikan nitrogen dan mengatur keseimbangan asam-basa. Hyperregulator memiliki ginjal dengan glomerolus yang berfungsi baik untuk filtrasi. Proses reabsorbsi lebih difokuskan pada ion-ion penting dalam keseimbangan tekanan osmosis. Reabsorbsi air tidak terjadi pada ginjal hyperregulator.
Osmoregulasi hewan darat.
Hewan darat memiliki mekanisme yng berbeda dengan hewan akuatik. Media udara menghasilkan kemungkinan terjadi osmosis yang sangat kecil. Uptake air oleh tubuh juga hanya bisa dilakukan melalui pengambilan langsung air dalam bentuk cair (minum), produksi air oksidatif melalui proses metabolism, dan pengambilan air dalam bentuk uap. Hewan darat juga medapatkan air dari makanan. Hewan darat juga memiliki ginjal yang memiliki struktur efektif terhadap konservasi air di dalam tubuh.
Pengatur Keseimbangan Tekanan Osmosis
Peranan system saraf dan system endokrin sangatlah besar dalam mengatur keseimbangan tekanan osmosis di dalam tubuh. Adanya osmoreseptor yang tersebar di pembuluh darah, jaringan ekstraseluler dan ginjal dengan koordinasi dari pusat osmosis hipotalamus akan menghasilkan kontinuitas pemantauan perubahan tekanan osmotic dan berubahan volume cairan di dalam tubuh. Hormone berperan dalam mengatur permeabilitas ginjal (tubulus ginjal) terhadap beberapa ion penting dan air. Peran tersebut dilaksanakan oleh aldosteron (mineralocorticoid) dan ADH (Anti Deuretic Hormon).
Daftar Pustaka
- Norris, D.O. 2007. Vertebrates endocrinology fourth edition. Elsevier Academic Press. London.
- Timothy J. Bradley 2009. Animal Osmoregulation. Oxford University Press Inc., New York
- Willmer, P., G. Stone, I. Johnston. 2005 . Environmental Physiology of Animals Second Edition. Blackwell Science Ltd. Oxford.
Demikianlah informasi dari artikel yang berjudul Pengertian Osmoregulasi Pada Hewan. Apabila ada kekurangan ataupun kekeliruan pada penulisan artikel ini, Pustaka Pengetahuan mengucapkan mohon maaf yang sebesar - besarnya. Silahkan tinggalkan pesan yang bijak pada kolom komentar yang tersedia. Terima kasih sudah mampir, semoga bermanfaat.
Bahan bacaan lainya silahkan klik Berbagai Reviews
Tutorial cara budidaya silahkan klik Baraja Farm
Untuk belajar budidaya, silahkan klik Baraja Farm Channel
Media sosial silahkan klik facebook
Tidak ada komentar:
Posting Komentar