Pembahasan Lengkap Mengenai Fisiologi Hewan Air :
BAB I
PENDAHULUAN
Ikan adalah anggota vertebrata poikilotermik (berdarah dingin) yang hidup di air dan bernapas dengan insang. Ikan merupakan kelompok vertebrata yang paling beraneka ragam dengan jumlah spesies lebih dari 27,000 di seluruh dunia. Secara taksonomi, ikan tergolong kelompok paraphyletic yang hubungan kekerabatannya masih diperdebatkan; biasanya ikan dibagi menjadi ikan tanpa rahang (kelas Agnatha, 75 spesies termasuk lamprey dan ikan hag), ikan bertulang rawan (kelas Chondrichthyes, 800 spesies termasuk hiu dan pari), dan sisanya tergolong ikan bertulang keras (kelas Osteichthyes). Ikan dalam berbagai bahasa daerah disebut iwak, jukut.Fisiologi ikan mencakup proses osmoregulasi, sistem sirkulasi, sistem respirasi, bioenergetik dan metabolisme, pencernaan, organ-organ sensor, sistem saraf, sistem endokrin dan reproduksi (Fujaya,1999).
Insang dimiliki oleh jenis ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dare insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dare sepasang filamen, dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan OZ berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operkulum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.
Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan 02. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele.
Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.
Stickney (1979) menyatakan salah satu penyesuaian ikan terhadap lingkungan ialah pengaturan keseimbangan air dan garam dalam jaringan tubuhnya, karena sebagian hewan vertebrata air mengandung garam dengan konsentrasi yang berbeda dari media lingkungannya. Ikan harus mengatur tekanan osmotiknya untuk memelihara keseimbangan cairan tubuhnya setiap waktu. Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur.
Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan 02. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele. Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung. Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, 02 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, C02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluartubuh. Ikan memiliki bermacam ukuran, mulai dari paus hiu yang berukuran 14 meter (45 ft) hingga stout infantfish yang hanya berukuran 7 mm (kira-kira 1/4 inci). Ada beberapa hewan air yang sering dianggap sebagai “ikan”, seperti ikan paus, ikan cumi dan ikan duyung, yang sebenarnya tidak tergolong sebagai ikan.
Ikan dapat ditemukan di hampir semua “genangan” air yang berukuran besar baik air tawar, air payau maupun air asin pada kedalaman bervariasi, dari dekat permukaan hingga beberapa ribu meter di bawah permukaan. Namun, danau yang terlalu asin seperti Great Salt Lake tidak bisa menghidupi ikan. Ada beberapa spesies ikan dibudidayakan untuk dipelihara untuk dipamerkan dalam akuarium.
BAB II
Fisiologi dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari fungsi, mekanisme dan cara kerja dari organ, jaringan, dan sel-sel organisme. Fisiologi mencoba menerangkan factor-faktor fisika dan kimia yang mempengaruhi seluruh proses kehidupan. Oleh karena luasnya bidang fisiologi maka dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih khusus, antara lain : fisiologi virus, visiologi bakteri, fisiologi tumbuhan, fisiologi ikan, dsb. Dalam pembahasan kali ini, fisiologi ikan yang dibahas mencakup pengindraan, komunikasi anatar sel / organ, osmoregulasi, peredaran darah, pernapasan, pencernaan, pertumbuhan dan reproduksi. Fungsi Organ dan Struktur Tubuh dapat lebih mudah dipahami bila organisasi dasar sel dan fungsi komponen-komponennya diketahui. Ikan sebagai hewan air memiliki beberapa mekanisme fisiologi yang tidak dimiliki oleh hewan darat. Perbedaan habitat menyebabkan perkembangan organ-organ ikan disesuaikan dengan kondisi lingkungan.
B. DEFENISI IKAN (PISCES)
Bertulang belakang (termasuk vertebrata), habitatnya perairan, bernapas dengan insang (terutama), bergerak dan menjaga keseimbangan tubunya menggunakan sirip-sirip, bersifat poikilotermal.
C. MORFOLOGI IKAN
Bervariasi sekali, tetapi morfologi dasarnya adalah terdiri dari kepala, badan, dan ekor.
D. ANATOMI IKAN
Ada 10 sistem anatomi pada tubuh ikan :
1. Sistem penutup tubuh (kulit): antara lain sisik, kelenjar racun, kelenjar lendir, dan sumber-sumber pewarnaan.
2. Sistem otot (urat daging):
- - penggerak tubuh; sirip-sirip, insang
- - organ listrik.
4. Sistem pernapasan (respirasi): organnya terutama insang; ada organ-organ tambahan.
5. Sistem peredaran darah (sirkulasi):
- - organnya jantung dan sel-sel darah
- - mengedarkan O2, nutrisi, dsb.
7. Sistem saraf: organnya otak dan saraf-saraf tepi.
8. Sistem hormon: kelenjar-kelenjar hormon; untuk pertumbuhan, reproduksi, dsb.
9. Sistem ekskresi dan osmoregulasi: organnya terutama ginjal.
10.Sistem reproduksi dan embriologi: organnya gonad jantan dan betina
Ada hubungan yg sangat erat antara ke-10 sistem anatomi tersebut, misalnya :
- - sistem urat daging dan sistem rangka mempengaruhi bentuk tubuh dan menentukan cara bergeraknya.
- - sistem pernafasan dan peredaran darah; O2 dari perairan ditangkap oleh darah, dipertukarkan dg CO2, kemudian dibawa ke seluruh tubuh melalui darah.
Kulit terdiri dari 2 lapis :
- epidermis; terluar, tipis, selalu berganti.
- dermis; di bawah epidermis, lebih tebal, tempat terbentuknya sisik.
• Fungsi kulit:
1. Pembungkus/penutup tubuh
2. Pertahanan pertama terhadap penyakit dan parasit
3. Penyesuaian terhadap kondisi lingkungan
4. Alat ekskresi – osmoregulasi
5. Alat pernafasan tambahan.
- • Organ yang terdapat pada kulit :
- kelenjar lendir
- kelenjar racun
- sumber pewarnaan
- organ cahaya; ikan-ikan laut dalam.
Tipe-tipe sisik: sikloid, ktenoid, plakoid, ganoid, cesmoid.
Kelenjar lendir: mengeluarkan lendir
• Fungsi lendir :
1. mencegah gesekan badan dengan air, mempercepat gerakan
2. mencegah keluar-masuk air melalui kulit
3. mencegah infeksi
4. menutup luka
5. mencegah kekeringan (pada ikan paru-paru)
6. membuat sarang (pada spesies ikan tertentu)
Kelenjar racun: pada spesies-spesies tertentu; modifikasi kelenjar lendir, letaknya berbeda-beda di sirip-sirip, fungsinya untuk pertahanan diri, menyerang, dan mencari makan.
Sumber pewarnaan pada ikan: fungsi pewarnaan; penyamaran, persembunyian, pemberitahuan, menghindar dari predator, menunggu mangsa, komunikasi dengan lawan jenis.
2. SISTEM URAT DAGING (OTOT)
• Jenisnya :
- bergaris
- polos
- jantung
• Kerjanya :
- - di bawah rangsang saraf
- - tidak di bawah rangsang saraf
Pada ikan ada modifikasi urat daging, menjadi organ listrik pada ± 250 spesies ikan terutama ikan-ikan laut, di daerah tropis dan sub-tropis. Fungsinya untuk pertahanan diri (voltase listrik yg dihasilkan tinggi) dan untuk mencari makan (voltase rendah).
3. SISTEM RANGKA (TULANG)
Fungsi rangka :
1. penegak tubuh
2. tempat melekatnya otot
3. pelindung organ-organ dalam
4. membentuk eritrosit
• Berdasarkan strukturnya, rangka ikan ada 2 macam :
a. Rangka tulang rawan, pada ikan-ikan Elasmobranchii (cucut dll)
b. Rangka tulang benar, pada ikan-ikan Teleostei (pada umumnya ikan-ikan)
- • Berdasarkan letaknya :
- tulang punggung
- tulang rusuk
- tulang penyokong insang disebut rangka VISCERAL
- tulang penyokong sirip disebut rangka APPENDICULAR
- • Tulang-tulang penutup insang :
- sub operculum – di bawah
- pre operculum – di depan
- interculum – diantara
4. SISTEM PENCERNAAN
Definisi : Pencernaan adalah proses penyederhanaan makanan melaului cara fisik dan kimia, sehingga menjadi sari-sari makanan yang mudah diserap di dalam usus, kemudian diedarkan ke seluruh organ tubuh melalui sistem peredaran darah.
Organ-organ: Saluran pencernaan terdiri dari (dari arah depan/anterior ke arah belakang/posterior) berturut-turut: mulut/rongga mulut; esofagus, lambung, hati, empedu, pankreas (pilorus dan pilorik saeka)serta usus.
Organ-organ tambahan: kelenjar hati, kelenjar empedu, dan kelenjar pancreas
Organ-organ pelengkap: sungut, gigi, tapis insang.
Menurut jenis makanannya, ikan tergolong menjadi karnivor (makan ikan lain, kepiting, serangga, dsb), herbivor (makan plankton, tanaman air, dsb), dan omnivor (makannya campuran).
Jenis makanan ikan dan cara makannya dapat diduga dari :
- bentuk mulut, posisi mulut
- tipe gigi : canin, incisor, dsb
- tulang-tulang tapis insang : rapat, panjang, halus, dsb
- perbandingan antara panjang usus dengan panjang tubuhnya.
Untuk efektivitas sistem pencernaan, terdapat modifikasi-modifikasi pada lambung (misalkan belanak) dan pada usus (misal pada ikan hiu).
Dengan mengetahui jenis makanan alami dan cara makannya, dapat diterapkan pada usaha budidaya ikan.
5. SISTEM SIRKULASI (PEREDARAN DARAH)
Definisi : Sistem sirkulasi adalah sistem yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O2 dari perairan ke sel-sel tubuh yang membutuhkan, juga mengangkut enzim, zat-zat nutrisi, garam-garam, hormon, dan anti bodi serta mengangkut CO2 dari dalam usus, kelenjar-kelenjar, insang, dan sebagainya, keluar tubuh.
Organ-organ : jantung, pembuluh nadi (aorta, arteri) dan pembuluh balik (vena), dan kapiler-kapiler darah. Bahan yang diedarkan: darah (plasma darah dan butir-butir darah)
Jantung ikan: berfungsi memompa darah ke seluruh bagian tubuh. Beda jantung ikan dengan jantung hewan lain; ada alat pacu jantung yg memungkinkan jantung terus berdenyut walaupun otak sudah rusak.
• Bagian-bagian jantung :
- - Atrium – berdinding tipis
- - Ventrikal – berdinding tebal, sebagai pemompa darah
- - Bulbus arteriosus
6. SISTEM PERNAFASAN
Definisi : Pernafasan : pertukaran CO2 (sisa-sisa proses metabolisme tubuh yg harus dibuang) dengan O2 (berasal dari perairan, dibutuhkan tubuh untuk proses metabolisme dsb).
Organ-organ pernafasan :
- - terutama insang ; mengambil O2 dari perairan
- - organ tambahan; paru-paru, labirin, dsb; mengambil O2 dari udara;
- tulang lengkung insang
- tulang tapis insang
- daun insang
Fungsi bagian-bagian insang :
1. Tulang lengkung insang sebagai tempat melakeatnya tulang tapis insang dan daun insang, mempunyai banyak saluran-saluran darah dan saluran syaraf.2. Tulang tapis insang, berfungsi dalam sistem pencernaan untuk mencegah keluarnya organisme makanan melalui celah insang.
3. Daun insang, berfungsi sebagai dalam sistem pernafasan dan peredaran darah, tempat terjadinya pertukaran gas O2 dengan CO2.
Mekanisme pernafasan: Pertukaran gas CO2 dan O2 terjadi secara difusi ketika air dari habitat yang masuk melalui mulut, terdorong ke arah daerah insang. O2 yang banyak dikandung di dalam air akan diikat oleh hemoglobin darah, sedangkan CO2 yang dikandung di dalam darah akan dikeluarkan ke perairan. Darah yang sudah banyak mengandung O2 kemudian diedarkan kembali ke seluruh organ tubuh dan seterusnya.
7 & 8 SISTEM SARAF DAN HORMON
Kedua sistem ini dapat dikatakan sebagai sistem koordinasi untuk mengantisipasi perubahan kondisi lingkungan dan perubahan status kehidupan (reproduksi dsb). Perubahan lingkungan akan diinformasikan ke sistem saraf (saraf pusat dsb), saraf akan merangsang kelenjar endokrin untuk mengeluarkan hormon-hormon yang dibutuhkan, hormon dikirim ke organ target dan aktivitas metabolisme, akan merangsang jaringan-jaringan lain untuk bergerak.
Sistem saraf terdiri dari :
- - sistem cerebro spinal :
- - sistem saraf pusat : otak dan tulang punggung
- - sistem saraf tepi
- - sistem otonomi : simpati dan parasimpati
- - organ-organ khusus : hidung, telinga, mata, LL
Sistem Hormon : Hormon dihasilkan oleh kelenjar-kelenjar hormon a.l hormon pertumbuhan, hormon reproduksi, hormon ekskresi & osmoregulasi.
Menurut hasil kelenjar hormon :
- endo hormon : yang bekerja di dalam tubuh, seperti hormon-hormon di atas
- ekto hormon : yang bekerja di luar tubuh, seperti fenomen : merangsang jenis kelamin lain mendekat untuk berpijah.
9. SISTEM EKSKRESI DAN OSMOREGULASI
Sistem Ekskresi : sistem pembuangan proses metabolisme tubuh (berupa gas, cairan, dan padatan) melalui kulit, ginjal, dan saluran pencernaan). Sistem Osmoregulasi: sistem pengaturan keseimbangan tekanan osmotik cairan tubuh (air dan darah) dengan tekanan osmotik habitat (perairan). Organ-organ dalam sistem ekskresi : kulit, saluran pencernaan, dan ginjal.
Organ-organ sistem osmoregulasi : kulit, ginjal, insang, lapisan tipis mulut. Ginjal : teletak di atas rongga perut, di luar peritonium, di bawah tulang punggung dan aorta dorsalis, sebanyak satu pasang, berwarna merah, memanjang.
Fungsi Ginjal :
1. Menyaring sisa-sisa proses metabolisme untuk dibuang, zat-zat yang diperlukan tubuh di edarkan lagi melalui darah.2. Mengatur kekentalan urin yang dibuang untuk menjaga keseimbangan tekanan osmotik cairan tubuh.
Tekanan osmotik cairan tubuh berbeda antara ikan-ikan bertulang benar (Teleostei) yang hidup di laut dengan yang hidup di perairan tawar, demikian juga dengan ikan-ikan bertulang rawan (Elasmobranchii), sehingga struktur dan jumlah ginjalnya juga berbeda, demikian juga dengan sistem osmoregulasinya.
10. SISTEM REPRODUKSI DAN EMBRIOLOGI
Sistem reproduksi adalah sistem untuk mempertahankan/melestarikan spesies dengan menghasilkan keturunan yang fertil. Embriologi adalah urutan proses perkembangan dari zygot (hasil pembuahan sel telur oleh sel sperma) sampai menjadi anak ikan dan seterusnya.
Organ-organ reproduksi;
Organ kelamin (gonad) : menghasilkan sel-sel kelamin (gamet)
1. Gonad jantan : testes, biasanya sepasang, kiri dan kanan; menghasilkan spermatozoa
2. Gonad betina : ovari/ovarium; menghasilkan telur.
• Berdasarkan organ kelamin :
1. Biseksual (individu betina terpisah dari individu jantan; 2 macam
2. Hermafrodit (sel kelamin jantan dan betina terdapat pada satu individu)
3. Partenogenesis dan ginogenesis
• Berdasarkan proses pembuahan sel telur oleh spermatozoa :
1. Eksternal (ovivar) : pembuahan di luar tubuh betina, perkembangan embrio di luar tubuh betina, jumlah telur ratusan s.d ribuan
2. Internal:
a. vivipar : pembuahan di dalam tubuh betina, embrio mendapatkan sari makanan dari induk sampai menetas.
b. ovovivipar : embrio mendapat sari makanan dari kuning telur.
perlu organ penyalur spermatozoa :
- - gonopodium (ikan seribu)
- - clasper (cucut)
• Berdasarkan perlindungan induk terhadap telur/anaknya :
1. Tanpa perlindungan :- - telur banyak (ratusan ribu), ukuran kecil; tongkol, patin, bandeng
- - pemijahan di tempat terbuka
- - tanpa ditunggu induk
- - sarang dari daun-daunan, kayu, pasir
- - di bebatuan, tenggelam di dasar
- - di tanaman air
- - diletakkan pada cangkang bivalva hidup
- - diletakkan di pasir
- - buih/gelembung
- - kayu/daun
- - lubang/sarang
- - di dalam mulut
- - di cekungan di kepala
- - di dalam ”uterus”
1. Primer (gonad dan saluran yang terlibat langsung dalam proses reproduksi)
- - jantan : organnya testes dengan salurannya vas deferens
- - betina : organnya ovarium dengan salurannya oviduct baru diketahui setelah dilakukan pembedahan
2. Sekunder (terlihat dari luar, tidak terlibat langsung dalam reproduksi)- bentuk/ukuran (dimorfisme) badan, kepala, ukuran sirip, adanya genital papila, ovopositor
- warna (dikromatisme)
jantan : cerah, warna-warni
betina : sederhana, hanya satu warna
- tingkah laku
jantan : agresif, lincah, membuat sarang
betina : tenang, menunggu sarang selesai
