TERMOREGULASI

TERMOREGULASI

Termoregulasi adalah pemeliharaan suhu tubuh di dalam suhu kisaran yang membuat sel-sel mampu berfungsi secara efisien. Sebagian besar hewan dapat bertahan hidup menghadapi fruktuasi lingkungan eksternal yang lebih ekstrim dibandingkan dengan keadaan yang sangat ditolerir oleh setiap individu selnya. Meskipun spesies hewan yang berbeda telah diadaptasikan terhadap kisaran suhu yang berbeda-beda, setiap hewan mempunyai kisaran suhu yang optimum. Didalam kisaran tersebut  banyak hewan dapat mempertahankan suhu internal yang konstan meskipun suhu eksternalnya berfruktuasi (Campbell, 2004: 99-100).

            suhu merupakan salah satu faktor pembats penyebaran hewan, dan selanjutnya  menentukan aktifitas hewan. Banyak hewan yang suhu tubuhnya disesuaikan dengan suhu lingkungan, kelompok hewan ini disebut hewan ”berdarah dingin” atau poikioterm atau koniomer suhu (termokonformer). Poikiotermik berrarti suhu berubah (labil). Sebetulnya suhu tubuh tidak betul-betul sama dengan lingkungan, sebab kalau diukur dengan teliti, suhu selnya sedikit di atas suhu lingkungannya.Lebih sedikit hewan yang mempertahankan suhu tubuhnya, kelompok hewan ini disebut hewan ”berdarah panas” atau homeotermik atau regulator suhu (termoregulator). Yaitu kelompok hewan yang mengatur suhu tubuh secara parsial, yaitu bahwa regulasinya terbatas pada bagian tubuh tertentu (Soewolo, 2000: 322-323).

2.2 Pengaturan Suhu Tubuh

            metabolisme sangat sensitif terhadap perubahan suhu lingkungan internal seekor hewan. Sebagai contoh, laju respirasi seluler meningkat seiring peningkatan suhu sampai titik tertentu dan kemudian menurun ketika suhu itu sudah cukup tinggi sehingga mulai mendenaturasi enzim. Sifat-sifat membran juga berubah dengan perubahan suhu. Seekor hewan endotermik memanaskan tubuhnya terutama dengan cara menyerap panas dari sekelilingnya. Jumlah panas ini diperoleh dari metabolismenya sendiri umumnya dapat diabaikan, sebaliknya seekor hewan endotermik mendapatkan sebagian besar atau semua panas tubuhnya dari metabolisme tubuhnya sendiri (Campbell, 2004:100).

Pentingnya Suhu Tubuh yang Stabil bagi Hewan

Suhu tubuh pada kebanyakan hewan dipengaruhi oleh lingkungannya. Ada hwan yang dapat bertahan hidup pada suhu -20 C, sememntara hewan lainnya dapat hidup pada suhu 500C, misalnya hewan yang hidup di gurun, bahkan ada hewan yang dapat bertahan pada suhu yang lebih ekstrem lagi, contohnya beberapa cacing Polikhaeta yang hidup di palung laut dalam, pda suhu lebih dari 80oC.

Meskipun demikian, untuk hidup secara normal, sebagian besar hewan memilih kisaran suhu yang lebih sempit dari kisaran sugu tersebut. Sekalipun suhu tubuh kebanyakan hewan dipengaruhi oleh lingkungan luarnya, kenyataan menunjukkan bahwa burung dan mamalia dapat mengatur suhu tubuh mereka, bahkan mempertahankannya agar tetap kostan, meskipun suhu lingkungan eksternalnya berubah-ubah.

Suhu tubuh yang kosnstan (tidak banyak berubah) sangat dibutuhkan oleh hewan karena beberapa alasan.

· Perubahan suhu dapat mempengaruhi konformasi protein dan aktivitas enzim. Apabila aktivitas enzim terganggu, reaksi dalam sel pun akan terganggu. Dengan demikian, perubaha suhu dalam tubuh hewan akan mempengaruhi kecepatan reaksi metabolisme dalam sel.

· Perubahan suhu tubuh berpengaruh terhadap energi listrik kinetik yang dimiliki oleh setiap molekl zat sehingga peningkatan suhu tubuh akan memberi peluang yang lebih besar kepada bebagai partikel zat untuk saling bertumbukan. Hal ini mendorong terjadinya berbagai reaksi penting dan mungkin meningkatkan kecepatannya. Jadi, peningkatan suhu tubuh hewan dapat meningkatkan lau reaksi dalam sel. Meskipun begitu, jika peningkatan laj reaksi secara tidak terkendali maka hal itu akan merugikan.
Pengukuran peningkatan laju reaksi secara kuantitatif dapat dilakukan dengan mengukur nilai Q10’ Q10 ialah peningktan laju reaksi/proses fisiologis yang terjadi untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10o C. Q10 merupakan perbandingan antara laju reaksi (k) yang terjadi pada suhu (X + 10)o Cdan laju reaksi Xo C dan laju reaksi (k) pada suhu XoC. Pernyataan ini dapat digambarkan dengan rumus berikut.

Memperharikan rumus tersebut, jelas bahwa suhu lingkungan akan berpengaruh terhadap aktivitas metabolisme di dalam sel tubh. Oleh karena itu, hewan harus melakukan termoregulasi agar suhu tubuhnya selalu dalam keadaan hoeostasis.
Hal yang perlu kita pikirkan sekarang ialah, bagaimana hewan mempertahankan suhu tubuhnya atau berusaha agar suhu tubuhnya tidak terlalu banyak mengalami perubahan.

Poikiloterm dan Homeoterm

Berdasarkan kemampuannya untuk memperyahankan suhu tubuh, hewan dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu pikiloterm da homeoterm.hewan poikiloterm yaitu hewan yang suhu tubuhnya selalu berubah seiring denga berubahnya suhu lingkungan. Sementara, hewan homeoterm yaitu hewan yang suhu tubuhnya selalu konstan/tidak berubah sekalipun suhu lingkungannya sangat berubah.

Menurut konsep kuno, poikiloterm sama dengan hewan berdarah dingin, sedangkan homeoterm sama denga hewan berdarah panas.

Hewann poikiloterm juga dapat disebut sebagai ektorerm karena suhu tubuhny titentukan dan dipengaruhi oleh suhu lingkungan eksternalnya. Sementara, homeoterm dapat disebut endoterm karena suhu tubuhnya diatur oleh produksi panas yang terjadi dalam tubuh. Sekalipun demikian dapat ditemukan pengecualian, misalnya pada insekta.

Sebenarnya inksekta dikelompokkan sebagai hewan ektoterm, tetapi ternyata ada beberapa insekta, misalnya lalat, yang dapat menghasilkan tambagan panas tubuh dengan melakukan kontraksi otot. Dengan alasan itu lalat dikatakan bersifat edotermik sebagian.

Interaksi Panas antara Hewan dan Lingkungannya

Hewan mengalami pertukaran panas dengan lingkungan sekitarnya, atau dapat dikatakan berinterkasi panas. Sekalipun demikian, hewan ternyata dapat memperoleh manfaat yang besar dari peristia pertukaran pana ini. Interkasi panas tersebut ternyata dimanfaatkan oleh hewan sebagai cara untuk mengatus suhu tubuh mereka, yaitu untuk meningkatkan dan menurunkan pelepasan panas dari tubuh, atau sebaliknya, untuk memperoleh panas. Interkasi/pertukaran panas antara hewan dan lingkunganya dapat terjadi melalui empat cara, yaitu konduksi, konveksi, radiasi dan evaporasi.

Konduksi

Konduksi panas adalah perpindahan atau pergerakan pans antara dua benda yang saling bersentuhan. Dalam hal ini, panas akan berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih renda. Laju aliran panas dapat dipengaruhi oleh beberapa fator, perbedaan suhu awal antara kedua benda, dan konduktivitas panas dari kedua benda tersebut. Konduktivitas panas ialah tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda. Setiap benda memiliki konduktivitas panas yang tinggi, sedangkan hewan memiliki konduktivitas panas yang rendah. Berarti hewan merupakan penahan panas (insulator) yang baik. Rambut dan bulu merupakan contoh insulator yang baik. Oleh karena itu, mamalia dan aves hanya akan melepas sejumlah kecil panas dari tubuhnya ke benda yang bersenuhan dengannya.

Konveksi

Konveksi adalah perpindahan pans antara dua benda, yang terjadi melalui zat alir (fluida) yang bergerak. Dalam hal ini, panas dari tubuh hewan dipindahkan ke zat alir yang bergerak di dekatnya. Sebagai contoh, orang yang menggunakan kipas angina atau berkipas-kipas karena kepanasan. Pada awalnya, udara di sekitar tubuh orang tersebut tidak panas, namun sesaat kemudian berubah menjadi panas akibat adanya konduksi panas dari tubuh orang tersebut. Setelah itu, udara panas itu mengalir/berpindah tempat, dan tempatnya digantikan oleh udara lain yang lebih dingin. Demikianlah terjadinya aliran panas secara konveksi. Proses konveksi ini akan berlangsung terus sampai suhu tubuh orang itu kembali ke suhu normal, yaitu 37oC, perpindahan panas secara konveksi bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan.

Proses perpindahan panas yang dicontohkan di atas menunjukkan perpindahan panas yang terjadi dari tubuh manusia kelingkungannya. Akan tetapi, perpindahan panas yang terjadi secara konveksi juga dapat terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan. Contoh yang mudah untuk hal ini misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat kita, lama-kelamaan tubuh kita akan menjadi panas juga

Radiasi

Radiasi adalah perpindahan antara dua benda yang tidak saling bersentuhan. Contohnya untu hal ini misalnya perpindahan panas dari matahari ke tubuh hewan, dari panas api di perapian ke butuh manusiam, atau dari panas lampu OHP ketubuh pemakai OHP.

Frekuensi dan intensitas radiasi yang dipancarkan tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya. Selain dapat memancarkan panas, tubuh hewa juga dapat menyerap panas. Benda yang berwarna hitam (benda hitam) merupakan penterap radiasi yang baik. Kulit, rambut, dan bulu merupakan ”benda hitam” yang dapat menyerap radiasi dengan baik. Pada kenyataannya, menyerap radiasi matahari (misalnya dengan cara berjemur) merupakan cara terpenting yang dilakukan hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh. Kulit dan rambut yang berwarna gelap akan lebih banyak menyerap radiasi daripada kulit dan rambut yang berwarna terang

Evaporasi

Evaporasi atau penguapan ialah proses perubahan dari fase cair ke fase gas. Perubahan benda (misalnya air) dari fase cair ke fase gas memerlukan sejumlah besar energi dalam bentuk panas. Oleh karena itu, apabila air direbus menggunakan panas api atau listrik, lam-kelamaan air tersebut akan berubah menjadi uap. Jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah air (atau zat cair lainnya) dari fase cai menjadi gas dinamakan panas penguapan. Hal ini berarti bahwa penguapan air memerlukan sejumlah panas, dan panas tersebut biasanya diperoleh dari lingkungan sekitarnya.

Evaporasi merupakan cara yang paling penting bagi hewan utuk melepaskan panas dari tubuh. Sebagai contoh, jika suhu tubuh meningkat, manusia akan menanggapi kenaikan suhu tubuh dengan mengeluarkan keringat. Selanjutnya, keringat akan membasahi kulit, dan jika dibiarkan, keringat akan menyerap kelebihan panas tubuhpun turun. Permasalannya, tidak semua hewan memiliki kelenjar keringat. Hewan yang tidak dapat berkeringat seperti burung dan anjing, jika tuvbuhnya panas, akan meningkatkan penguapan melalui saluran pernafasan meeka, dengan cara terengah-engah. Terengah-engah (pada anjing), yang diikuti dengan menjulurkan lidahnya, dapat dianggap sebagai sumber pelepasan panas yang bermakna

Beberapa jenis ikan seperti ikan hiu dan tua telah memiliki kemampuan untuk mempertahankan adanya perbedaan suhu antara suatu bagian tubuh dengan bagian tubuh yang lain. Ikan tunda juga mampu meningkatkan laju reaksi metabolik di tubuhnya, terutama pada otot yang digunakan untuk berenang dan pad asaluran pencernaannya sehingga bagian tersebut selalu lebih panas daripada bagian lainnya.kemampuan tersebut dimiliki karena adanya heat exchanger (penukaran panas) pada tubuhnya. Heat exchanger bekerja dengan prinsip counter current (arus bolak-balik). Selama heat exchanger bekerja, darah pada pembuluh arteri yang lebih dingin mengalir dari insang berdampingan dengan pembuluh vena yang suhunya lebih tinggi, yang mengalir ke insang . dengan cara itu, panas dapat dipindahkan dari darah vena ke darah arteri, dan masuk kembali ke dalam organ segingga suhu pada otot renang tetap berkisar antara 12-15oC, lebih tinggi daripada suhu air.

Berbeda dengan lingkungan akuatik, suhu di lingkungan teestrial selalu berubah denga variasi yang cukup besar. Perubahan suhu ini sangat mudah kita rasakan, misalnya dengan membandingkan suhu udara pada siang dan malam hari, pada hari yang sama di suatu kota.

Memperhatikan fluktiasi suhu lingkungan terstrial yang sangat besar itu, tampaknya akan sangat menarik jika kita mempelajari termoregulasi yang dilakukan ektoterm terestrial. Hewan ektoterm terstrial mengatur suhu tubuh mereka dengan mengatur perolehan dan pelepasan panas

Cara terpenting yang dilakukan oleh hewan ektotermik terstrial untuk memperoleh panas ialah dengan menyerap panas/radiasi matahari. Hewan dapat meningkatkan penyerapan panas mayahari dengan cara mengubah warna permukaan tubuhnya dan menghadapkan tubuhnya ke arah mayahari. Invertebrata ektotermik terstrial dapat mengubah warna tubuhnya menjadi lebih gelap untuk memperoleh panas matahari lebih banyak. Hewan yang melakukan cara ini anyara alin belalalang rumput (belalang hijau) dan kumbang.

.

Pada vertebrata mekanisme pengaturan suhu tubuh (termoregulasi) berjalan dengan baik. Suhu tubuh diatur dengan cara menyeimbangkan antara produksi panas dengan kehilangan panas. Terkecuali reptilia, amfibia (katak) dan ikan, mekanisme termoregulasi tidak berkembang. Binatang ini disebut binatang berdarah dingin (poikioterm) oleh karena itu suhu badan berubah-ubah sesuai perubahan suhu lingkungan (dalam kisaran tertentu). Dengan demikian kelompok hewan poikioterm bersifat conformer.

disekitar lingkungan. Hal inilah yang membedakan antara poikioterm dan homoioterm.

Menurut Soewolo (2000) bahwa, suhu merupakan salah saru faktor pembatas penyebaran hewan, dan selanjutnya menentukan aktivasi hewan. Rentangan suhu dibumi  jauh lebih besar dibandingkan dengan  rentangan penyebaran aktivitas hidup. Suhu udara dibumi tergantung dari -70⁰C-+85⁰C. Secara umum aktivitas kehidupan terjadi antara rentangan sekitar 0⁰-40⁰C. Kebanyakan hewan hidup dalam rentangan suhu yang lebih sempit. Beberapa hewan dapat bertahan hidup tetapi tidak aktif di bawah 0⁰C, dan beberapa tahan terhadap suhu sangat dingin. Perlu diketahui tidak ada hewan yang mampu bertahan hidup di atas suhu 50⁰C, dan sedikit bakteri dan alga aktif dalam sumber air panas dengan suhu 70⁰C. Batas-batas untuk reproduksi lebih sempit dari pada suhu hewan dewasa bertahan hidup, tetapi embrio kebanyakan homoeterm lebih tahan terhadap rentangan suhu yang lebih lebar dari pada yang dewasa 

Baik hewan ektotermik maupun endotermik mengtur suhu tubuhnya dengan menggunakan beberapa kombinasi dari empat kategori umum adaptasi:

1.      penyesuaian laju pertukaran panas antara hewan dan sekelilingnya. Insulin, seperti rambut, bulu, dan lemak yang terletak persis dibawah kulit, mengurangi kehingan panas dari tubuh hewan. Mekanisme lain yang mengatur pertukaran panas umumnya melibatkan adaptasi sistem sirkulasi. Jenis adaptasi lain yang mengatur pertukaran panas adalah suatu pertukaran arteri dan vena yang disebut sebagai penukar panas lawan-arus. Penukaran ini sangat penting dalam pengontrolan hilangnya panas dari anggota tubuhnya. Pengaturan ini memudahkan pemindahan panas dari arteri ke vena di espanjang pembuluh darah tersebut. Pada beberapa spesies, darah dapat memasuki tungkai baik melui penukar panas atau melalui pembuluh yang dialihkan di sekitar panas itu. Jumlah relatif darah yang yang memasuki tungkai melalui kedua jalur yang berbeda itu sungguh bervariasi, sehingga mengatur laju kehingan panas.

2.      pendinginan melalui kehingan panas evaporatif. Hewan endotermik dan ektotermik  terrestrial kehilangan air melalui pernafasanya dan melalui kulit. Jika kelembapan udara cukup rendah, air akan menguap dan hewan akan kehilangan panas dengan cara pendingan melalui evaporasi. Evaporasi dari sistem respirasi dapat ditingkatkan dengan cara panting (menjulurkan lidah keluar). Pendingan melalui evaporasi pada kulit dapat ditingkatkan dengan cara berendam atau berkeringat.

3.      respon perilaku. Banyak hewan dapat meningkatkan atau menurunkan hilangnya panas tubuh dengan cara berpindah tempat. Mereka akan berjemur di bawah terik matahari atau pada batu panas selama musim dingin; menemukan tempat sejuk dan lembab atau masuk ke dalam lubang didalam tanah pada musim panas; atau bahkan bermikgrasi ke lingkungan jyang lebih sesuai.

4.      pengubahan laju produksi panas metabolik. Kategori keempat adaptasi termoregulasi ini hanya berlaku bagi hewan endotermik. Khususnya mamalia dan unggas. Banyak spesies mamalia dan unggas dapat melipat gandakan produksi panas metaboliknya sebanyak dua atau tiga kali lipat ketika terpapar keadaan dingin (Campbell, 2004: 101-102).