termoregulasi

TERMOREGULASI

Kuliah Fisiologi HewanFKIP-UNTIRTA

TermoregulasiTermoregulasi

Adalah proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya untuk mengatur suhu tubuhnya

supaya tetap konstan, paling tidak, supaya suhu tubuhnya tidak mengalami perubahan yang terlalu besar

TERMOREGULASI

Mekanisme termoregulasi : mengatur keseimbangan antara perolehan dan pelepasan

panas

H O M E O S T A S I S

• Suhu sangat penting bagi kehidupan Makhluk hidup

• Suhu tubuh yang konstan (tidak banyak berubah) sangat dibutuhkan oleh hewan, karena :

1. Reaksi enzimatis bergantung pada suhu

2. Peningkatan suhu dapat meningkatkan laju reaksi metabolisme (perubahan suhu berpengaruh thd energi kinetik molekul zat)

3. Aktivitas metabolisme bergantung pada kemampuan untuk mempertahankan suhu yang sesuai pada tubuhnya

PENGARUH SUHU PADA FISIOLOGI PENGARUH SUHU PADA FISIOLOGI HEWAN HEWAN

KLASIFIKASI PADA PENGATURAN SUHUKLASIFIKASI PADA PENGATURAN SUHU

Pengelompokan hewan berdasarkan kemampuannya mempertahankan suhu tubuh yang konstan, yaitu:

PoikilotermPoikiloterm (hewan berdarah dingin) (poikilo = dapat berubah)

Hewan yang tidak mampu mempertahankan suhu tubuhnya

suhu tubuh hewan berfluktuasi sesuai dengan suhu lingkungannya

co : Pisces, Amfibi, Reptil HomeotermHomeoterm (hewan berdarah panas)• Hewan yang mampu mempertahankan suhu tubuhnya• Hewan tsb memiliki suhu tubuh berfluktuasi beberapa

derajat• Co :Aves, Mammalia

• Hewan homeoterm biasanya akan mempertahankan suhu tubuh yang tinggi dan tetap aktif pada suhu luar yang dingin maupun hangat

• Aktivitas hewan poikiloterm menjadi berkurang pada suhu yang menurun

Suhu lingkungan

H

P Hub. Antara suhu lingk.

dengan suhu tubuh

Homeoterm mampu mempertahankan suhu tubuh, sedang Poikiloterm tidak

• Beberapa pengecualian ditemukan, misalnya pada kadal• Kadal yang berjemur, suhunya bertahan tinggi (420C) bahkan lebih tinggi

dari suhu lingkungan• Untuk membedakan kadal dengan hewan homeoterm, digunakan istilah

ektoterm dan endoterm

Pengelompokan hewan berdasarkan kemampuan memproduksi panas, yaitu

EktotermEktoterm• Hewan yang bergantung pada sumber panas dari luar,

terutama radiasi matahari • Hewan tsb suhu tubuhnya ditentukan dan dipengaruhi

oleh suhu lingkungan• (≈ poikiloterm)

EndotermEndoterm Hewan yang mampu mempertahankan suhu tubuh

yang tinggi dengan produksi panas dari dalam Hewan tsb suhu tubuhnya diatur oleh produksi panas

dari dalam tubuh (≈ homeoterm)

Selain endoterm dan ektoterm, terdapat istilah hewan heteroterm

HETEROTERMHETEROTERM adalah hewan yang dapat memiliki suhu tubuh tinggi dan dapat diatur, namun pada saat lain lebih mendekati keadaan hewan berdarah dingin

•Hewan kelompok ini dapat memproduksi panas (seperti endoterm), tetapi tidak dapat mempertahankan suhu tubuhnya pada kisaran suhu yang sempit•Contoh : Mamalia kecil, burung dan serangga terbang

Berdasarkan cara hewan dalam mengendalikan suhu tubuh, hewan dikelompokkan menjadi :

TermokonformerTermokonformer Menyesuaikan suhu tubuh dengan suhu

lingkungan Mengambil panas dari lingkungan luar

TermoregulatorTermoregulator • Pengatur suhu • Hewan yang mampu mengatur suhu tubuhnya

hingga berbeda dengan suhu di lingkungan luar • Co : mamalia dan burung

• Ada 4 kemungkinan cara hewan bertukar

panas dengan lingkungannya

1.1.KonduksiKonduksi

2.2.KonveksiKonveksi

3.3.RadiasiRadiasi

4.4.EvaporasiEvaporasi

INTERAKSI PERTUKARAN SUHU INTERAKSI PERTUKARAN SUHU ANTARA HEWAN DAN ANTARA HEWAN DAN

LINGKUNGANNYA LINGKUNGANNYA

• Panas akan mengalir mengikuti perbedaan suhu dari wilayah bersuhu tinggi rendah

• Konduktivitas panas adalah tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas nilainya akan bergantung pada sifat material

• Logam mempunyai konduktivitas panas yang tinggi• Mammalia mempunyai konduktivitas panas yang rendah

• Rambut dan bulu merupakan penghambat panas (insulator) yang efisien (tidak mudah mengeluarkan panas)

• Dengan kata lain, Aves dan Mammalia akan melepaskan sejumlah kecil panas dari tubuh ke benda lain (yang lebih dingin) yang bersentuhan dengannya

KONDUKSI Konduksi panas adalah pemindahan panas antara dua benda yang bersentuhan (kontak fisik langsung)Co : hewan menempel di batu

Contoh :

• Orang berkipas-kipas

- Panas mengalir dari tubuh lingkungan- dilingkungan panas mengalir melalui udara (daerah panas dingin)

•Tiupan angin

•Hewan berteduh di tempat

KOVEKSI adalah perpindahan panas melalui pergerakan zat cair atau gas

• Co : perpindahan panas matahari ke tubuh (hewan berjemur)

• Hewan mampu menyerap radiasi• Kulit, rambut dan bulu hewan dapat dianggap

sebagai black bodies, yaitu bagian yang dapat menyerap radiasi matahari

• Bagian tersebut adalah sumber perolehan panas

• Kulit dan bulu berwarna gelap akan menyerap lebih banyak radiasi daripada kulit dan bulu berwarna terang

RADIASI adalah perpindahan panas tanpa adanya kontak langsung antara sumber panas dengan daerah penerima panas

• Perubahan fase pada evaporasi memerlukan sejumlah energi dalam bentuk panas, yang di dapat dari lingkungan

• Oleh karena itu, evaporasi dapat menyebabkan pendinginan di lingkungan sekitar

• Evaporasi sangat berperan dalam proses pelepasan panas dari tubuh hewan

• Contoh : - melalui pengeluaran keringat manusia

(keringat keringat akan menyerap kelebihan panas tbh keringat menguap suhu tubuh turun - melalui saluran napas, terengah-engah burung dan anjing

saat hewan yang bernapas di udara menghembuskan napas, panas keluar dari tubuh karena udara yang dihembuskan biasanya dalam keadaan jenuh uap air

EVAPORASI

Penguapan, terjadi perubahan fase dari cair ke gas

TERMOREGULASI HEWAN EKTOTERM

1. ektoterm akuatik2. ektoterm terestrial

TERMOREGULASI HEWAN ENDOTERM

TERMOREGULASI PADA HEWAN TERMOREGULASI PADA HEWAN

Termoregulasi melibatkan penyesuaian fisiologis dan perilaku

• Ektoterm ≈ PoikilotermEktoterm ≈ Poikiloterminvertebrata

PiscesAmfibiReptil

• Homeoterm ≈ homeotermHomeoterm ≈ homeotermBeberapa Serangga

AvesMammalia

TERMOREGULASI PADA HEWAN TERMOREGULASI PADA HEWAN

Harus menggunakan energi lingkungan dan adaptasi

prilaku untuk mengatur suhu tubuh

Menggunakan energi metabolik untuk

mempertahankan agar suhu tubuh tetap konstan

• Lingkungan akuatik suhu relatif stabil air sbg penyimpan panas yang baik hewan harus dapat melepaskan panas tubuhnya

• Dalam lingkungan akuatik, Pelepasan panas dilakukan secara konveksi

• Co : (bila lingkungan panas)ikan = berenang ke dasar perairan atau bawah pepohonankatak = evaporasi & bersembunyi pada bongkahan batu

buaya = evaporasi dg membuka mulut untuk menguapkan panas tubh

1. Termoregulasi Ektoterm 1. Termoregulasi Ektoterm Akuatik Akuatik

• Beberapa jenis ikan (hiu dan tuna) telah memiliki kemampuan untuk mempertahankan adanya perbedaan suhu suatu pengaturan arteri dan vena yang disebut sbg penukar panas lawan-arus (countercurrent heat exchange)

Ektoterm Akuatik

Karena adanya Heat exchanger, bekerja dengan prinsip counter

current (arus bolak-balik)

•Laju reaksi metabolik di otot & saluran pencernaan tinggi suhu lebih panas•Darah di pembuluh vena

(suhunya lebih tinggi)•Darah di pembuluh arteri

(suhunya lebih rendah)

•Di insang, panas dipindahkan dari darah vena ke darah arteri

• lingkungan terestrial suhu berubah dengan variasi cukup besar (suhu siang dan malam sangat berbeda) hewan dapat maksimal dlm menyerap panas matahari

• Cara perolehan panas : dengan menyerap panas matahari- mengubah warna permukaan tubuh / menjadi gelap

(belalang, kumbang)- berjemur/menghadap matahari

(belalang, kumbang, kadal)o Cara melepaskan panas :- orientasi tubuh menjauhi sinar matahari- memanjat pohon

2. Termoregulasi Ektoterm 2. Termoregulasi Ektoterm Terestrial Terestrial

• Kisaran suhu tubuh ideal (yang memungkinkan hewan menyelanggarakan proses fisiologis secara optimal) suhu elektrik (35 – 400 C)

• Namun hewan memiliki kisaran toleransi termal :• Suhu kritis minimum = suhu terendah pada kisaran toleransi termal• Suhu kritis maksimum = suhu tertinggi pada kisaran toleransi termal

Ektoterm Terestrial

o Hewan yang mendapat sebagian besar panas tubuhnya dari matahari, disebut heliotermContoh = kadal diurnal

o Hewan yang tidak menyukai radiasi matahari disebut tigmotermContoh = kadal nokturnal

o Tigmoterm meningkatkan suhu tubuh dg cara konduksi

Adaptasi thd suhu sangat panas

Adaptasi thd suhu sangat dingin

Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan -Kulit lembab (cacing, katak)-Berkeringat-Melalui sal.napas (reptil, insecta)

Menambah zat terlarut ke dalam cairan tubuh untuk meningkatkan konsentrasi osmotik, misalnya fruktosa dan dliserol (titik beku cairan tubuh diturunkan hingga suhu di bawah 00C)(lalat Alaska)

Mengubah organ metabolik agar dapat bekerja pada suhu tinggi (hewan gurun)

Menambahkan protein (glikoprotein) angi beku ke dalam cairan tubuh (ikan Antartika)

Cara adaptasi hewan ektoterm thd suhu sangat panas dan suhu sangat dingin

Ektoterm Terestrial

3. Termoregulasi 3. Termoregulasi Endoterm Endoterm

Cara yang dilakukan hewan endoterm untuk mempertahankan suhu tubuh

Suhu tubuh terlalu tinggi

meningkatkan pelepasan panas

Suhu tubuh terlalu rendah mempertahankan/meningkatka

n produksi panas

1. Vasodilatasi daerah perifer tubuh

2. Meningkatkan penguapan air (Berkeringat, terengah-engah)

3.Menurunkan laju metabolisme

4. Respon prilaku (berendam, berkipas2)

1. Vasokontriksi2. Meningkatkan produksi panas

metabolik dalam otot rangka (Menggigil, menggerakkan tangan)

3. Memetabolisme jaringan lemak coklat

4. Meningkatkan laju metabolisme (sekresi hormon tiroid metab.meningkat)

5. Menyerap radiasi panas matahari6. Respon prilaku (berselimut,

berjemur, menggosok2 tangan)

Adaptasi endoterm terhadap suhu ekstremAdaptasi endoterm terhadap suhu ekstrem

Endoterm

Suhu ekstrem dingin Suhu ekstrem panas

1.Kondisi heterotermi (mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh). Co : burung dan Mamalia Arctic, tubuh bag.tengan 38o, kaki 30

2. Hibernasi atau torpor (penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan penurunan laju metab., denyut jantung, respirasi, dll. rodentia, kelelawar, Aves, Marsupial).

torpor (≈ hibernasi, namun hanya berlangsung beberapa jam saja)

estivasi (keadaan tidak aktif pd musim panas siput, tupai),

1. Meningkatkan penguapan (keringat)

2. Gular fluttering (menggerakan daerah kerongkongansecara cepat untuk meningkatkan penguapan melalui sal.pernapasan) co : anjing, burung

3. Strategi hipertermik (menyimpan kelebihan panas metabolik dalam tubuh). Co : unta

Pengendalian suhu tubuh endotermPengendalian suhu tubuh endoterm

Komponen yang dibutuhkan : Komponen yang dibutuhkan :

1.1.Reseptor (termoreseptor)Reseptor (termoreseptor)

2.2.Komparator (koordinator)Komparator (koordinator)

3.3.Efektor Efektor

Endoterm

Endoterm

Proses Pengendalian suhu tubuh MAmmalia