BEBERAPA FUNGSI FISIOLOGIS PENTING TUBUH HEWAN SIRKULASI PADA HEWAN

Sistem transpor secara fungsional menghubungkan organ-organ pertukaran dengan sel-sel tubuh

Difusi tidak mencukupi untuk pengangkutan zat-zat kimia dengan jarak makroskopis pada hewan, misal memindahkan glukosa dari saluran pencernaan dan oksigen dari paru-paru ke otak seekor hewan mamalia. Waktu yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk berdifusi dari satu tempat ke tempat lain sebanding dengan kuadrat jarak yang akan ditempuh oleh zat tersebut. Sistem sirkulasi menjamin tidak ada zat yang harus berdifusi sangat jauh untuk memasuki atau meninggalkan suatu sel. Dengan mengangkut cairan ke seluruh tubuh, secara fungsional sistem itu menghubungkan lingkungan berair sel-sel tubuh dengan organ-organ yang mempertukarkan gas, menyerap nutrien, dan membuang zat-zat sisa.

Dalam paru-paru mamalia, oksigen dari udara yang dihirup berdifusi melewati epitelium tipis dan masuk ke dalam darah. Sistem sirkulasi membawa darah yang kaya oksigen ke seluruh bagian tubuh. Ketika darah mengalir melalui jaringan di dalam pembuluh mikroskopis (kapiler), zat-zat kimia akan diangkut antara darah dan cairan interstisial yang secara langsung menggenangi sel-sel itu.

Transpor internal dan pertukaran gas secara fungsional saling berkaitan sehingga fokus bagian ini baik pada sistem sirkulasi maupun sistem respirasi. Sebagian besar hewan invertebrata mempunyai rongga gastrovaskuler atau sistem sirkulasi untuk transpor internal

Rongga Gastrovaskuler

Bangun tubuh hidra dan organisme cnidaria memiliki sistem yang tidak memerlukan transpor internal. Dinding tubuh tersusun atas dua sel tebalnya membungkus rongga gastrovaskuler tengah, yang mempunyai fungsi ganda untuk pencernaan dan pengiriman zat-zat ke seluruh tubuh. Cairan di dalam rongga terhubung dengan air yang berada di luar melalui sebuah pembukaan tunggal, sehingga lapisan dalam dan lapisan luar jaringan digenangi oleh cairan. Cabang-cabang tipis rongga gastrovaskuler memanjang ke dalam tentakel hidra, dan beberapa hewan cnidaria bahkan mempunyai rongga gastrovaskuler yang lebih rumit. Karena pencernaan dimulai dalam rongga tersebut, maka hanya sel-sel lapisan dalam yang memiliki akses langsung dengan nutrien, tetapi nutrien hanya menempuh jarak dekat untuk berdifusi ke sel-sel lapisan luar.

Sistem Sirkulasi Terbuka dan Tertutup

Rongga gastrovaskuler tidak memadai untuk transpor internal di dalam tubuh hewan yang mempunyai banyak lapisan sel, khususnya jika hewan tersebut hidup di luar air. Pada serangga, artropoda, dan sebagian besar moluska, darah menggenangi organ internal secara langsung. Pengaturan ini disebut sistem sirkulasi terbuka (open circulatory system). Tidak ada perbedaan antara darah dan cairan interstitial, dan cairan tubuh umum sebenarnya jauh lebih tepat disebut hemolimfa.

Satu atau lebih jantung memompakan hemolimfa ke dalam sistem sinus yang saling berhubungan, yang merupakan ruangan yang mengelilingi organ tersebut. Pertukaran kimiawi terjadi antara hemolimfa dan sel-sel tubuh. Pada belalang dan artropoda lain, jantung merupakan tabung panjang yang berlokasi di bagian dorsal. Ketika jantung berkontraksi, jantung akan memompakan hemolimfa keluar melalui pembuluh dan masuk ke dalam sinus. Ketika jantung mengalami relaksasi, jantung akan menyedot hemolimfa masuk ke dalam sistem sirkulasi melalui pori-pori yang disebut ostia. Pergerakan tubuh yang menekan dan memeras sinus membantu mensirkulasikan hemolimfa.

Dalam sistem sirkulasi tertutup (closed circuatory system), darah hanya terdapat secara terbatas dalam pembuluh dan terpisahkan dari cairan interstisial. Satu atau lebih jantung memompa drah ke dalam pembuluh yang lebih kecil mengalir melalui organorgan. Cacing tanah, cumi-cumi, gurita, dan vertebrata memiliki sistem sirkulasi tertutup.

PERTUKARAN GAS PADA HEWAN

Pertukaran gas menyediakan oksigen bagi respirasi seluler dan membuang karbon dioksida Pertukaran gas (gas exchange) disebut juga respirasi yaitu pengambilan oksigen molekuler (O2) dari lingkungan dan pembuangan karbon dioksida (CO2) ke lingkungan. Hewan memerlukan suplai O2 secara terus menerus untuk respirasi seluler sehingga dapat mengubah molekul bahan bakar yang diperoleh dari makanan menjadi kerja. Hewan juga harus membuang CO2 produk buangan respirasi seluler. Pertukaran gas melibatkan sistem respirasi dan sistem sirkulasi. Reservoir utama oksigen molekuler di Bumi adalah atmosfer, yang mengandung sekitar 21% O2. Lautan, danau, dan badan air lainnya mengandung oksigen dalam bentuk O2 terlarut. Sumber oksigen yang disebut medium respirasi (respiratory medium) adalah udara bagi hewan darat (terestrial) dan air untuk hewan air (akuatik). Bagian hewan tempat oksigen dari lingkungan berdifusi ke dalam sel hidup dan karbon dioksida berdifusi ke luar disebut permukaan respirasi (respiratory surface).

Beberapa hewan menggunakan seluruh kulit luarnya sebagai organ respirasi. Seekor cacing tanah mempunyai kulit yang lembab dan mempertukarkan gas melalui difusi melewati permukaan tubuhnya. Persis di bawah kulit terdapat anyaman kapiler yang sangat padat. Karena permukaan respirasi harus lembab, cacing dan banyak hewan yang bernafas dengan kulit termasuk beberapa amfibia harus hidup dalam air atau tempat yang lembab.

Insang, trakea dan paru-paru adalah tiga organ respirasi yang paling umum. Insang merupakan adaptasi respirasi pada sebagian besar hewan air Insang (gill) adalah bentuk pelipatan ke arah luar pada permukaan tubuh yang dikhususkan untuk pertukaran gas. Pada invertebrata, seperti bintang laut, insang berbentuk sederhana dan tersebar di banyak tempat dalam tubuh. 

Cacing bersegmen mempunyai insang mirip penutup yang menjulur dan memanjang dari masingmasing segmen tubuh atau insang panjang berbulu yang mengumpul pada kepala atau ekor. Insang pada remis, crayfish, dan banyak hewan lain hanya terbatas pada bagian tubuh tertentu Total luas permukaan insang seringkali jauh lebih besar dibandingkan dengan luas permukaan bagian tubuh lainnya.

Insang harus sangat efisien untuk mendapatkan oksigen yang cukup dari air. Salah satu proses yang membantu adalah ventilasi yaitu peningkatan aliran medium respirasi di atas permukaan respirasi. Crayfish dan udang mempunyai anggota tubuh mirip dayung yang berfungsi dalam ventilasi dengan cara mendorong arus aliran air di atas insang. Insang ikan bertulang sejati diventilasi secara kontinu oleh aliran air yang memasuki mulut, lalu masuk melalui celah dalam faring, mengalir di atas insang, dan kemudian keluar tubuh.

Ventilasi membawa aliran oksigen segar dan membuang karbondioksida yang dikeluarkan oleh insang. Pengaturan posisi kapiler alam insang juga meningkatkan pertukaran gas. Darah mengalir dengan arah yang berlawanan dengan aliran air yang mengalir diatas insang. Pola ini memungkinkan oksigen untuk diangkut ke dalam darah dengan proses yang sangat efisien yang disebut pertukaran lawan arus (counter current exchange).