ANATOMI SERANGGA: Saluran Pencernaan, Sistem Trakea dan Pertukaran Gas, Sistem Peredaran, Ekskretori, Otot dan Pergerakan.3

Oleh: Rohim 

(Mahasiswa Sem 5 Biologi UIN Bandung) 

Serangga menjalani kelangsungan hidupnya dengan dipengaruhi oleh dinamika alami yang melibatkan metabolisme internal dan hubungan eksternal, terutama dalam proses makan dan simbiosis nutrisi yang terjadi. Dalam proses ini, beberapa sistem tubuh bekerja secara terkoordinasi. 

1. Sistem pencernaan, memainkan peran utama dalam pemecahan makanan untuk menyerap nutrisi.

2. Sistem respirasi, memastikan suplai oksigen yang cukup untuk mendukung metabolisme. 

3. Sistem sirkulasi, mengedarkan nutrisi dan gas ke seluruh tubuh serangga. 

4. Sistem ekskretori, proses pembuangan limbah agar tubuh tetap bersih dari zat-zat beracun. 

5. Sistem saraf.

5. Sistem pergerakan, memungkinkan serangga berpindah tempat untuk mencari makanan dan menghindari bahaya. 

6. Thermoregulasi, membantu menjaga suhu tubuh agar tetap stabil di berbagai kondisi lingkungan. 

SSISTEM PENCERNAAN

Sistem pencernaan serangga, yang disebut alimentary canal merupakan saluran yang menghubungkan mulut hingga anus dan dilengkapi dengan salivary glands serta salivary reservoirs yang berfungsi dalam produksi dan penyimpanan air liur. 

Saluran ini terbagi menjadi tiga bagian utama yaitu: 

Foregut (stomodeum) adalah bagian awal yang berfungsi dalam proses awal pencernaan, termasuk pengunyahan dan pengangkutan makanan. 

Midgut (mesenteron) adalah bagian tengah yang menjadi tempat utama untuk pencernaan dan penyerapan nutrisi. 

Hindgut (proctodeum) merupakan bagian akhir yang berperan dalam pembentukan dan pembuangan sisa-sisa makanan. 

Bagian-Bagian dari Saluran Pencernaan Serangga

Saluran pencernaan serangga terdiri dari beberapa bagian yang memiliki fungsi spesifik. 

- Preoral cavity, adalah ruang tertutup yang terletak di antara labrum dan labium serta dilengkapi dengan sepasang mandibula dan maksila. Ruang ini terdiri dari dua bagian utama yaitu: cibarium, merupakan area antara dinding bagian dalam labrum (epifaring) dan hipofaring, serta salivarium tempat air liur dikeluarkan ke makanan. Setelah melewati preoral cavity, makanan masuk ke dalam foregut.

- foregut,   terdiri dari beberapa bagian, yaitu pharynx, esophagus, crop, proventriculus, dan cardiac valve. Pada bagian ini, makanan disimpan dan mengalami proses pencernaan awal. 

- Kemudian, makanan berlanjut ke midgut, yang dapat berupa tabung sederhana atau bervariasi tiap spesies. Pada beberapa serangga, bagian ini dilengkapi dengan gastric caeca yang berfungsi memperluas area pencernaan dan meningkatkan penyerapan nutrisi. 

- Antara midgut dan hindgut terdapat tubulus Malpighi, yang berfungsi sebagai organ ekskresi pada serangga untuk membuang limbah metabolik dari tubuh. *

- Hindgut pada serangga dapat dibedakan menjadi beberapa bagian, yaitu:

anterior intestine dan posterior intestine.  Bagian anterior intestine terdiri dari ileum dan kolon, yang berperan dalam proses penyerapan air dan zat-zat penting yang masih tersisa. Sedangkan posterior intestine, atau biasa disebut rektum, bertugas mengatur keseimbangan air dan elektrolit sebelum sisa pencernaan dikeluarkan dari tubuh.

Gut Adalah Bagian Saluran Pencernaan Tempat Hampir Semua Proses Pencernaan Terjadi. 

Foregut 

- Foregut atau usus depan secara ontogenetik berasal dari stomodaeum ektodermal;

- dilapisi oleh kutikula yang terdiri dari kitin dan protein. 

- Struktur utama yang termasuk dalam foregut meliputi buccal cavity (mulut), faring, esofagus, tembolok (crop), dan proventriculus.  

Midgut (mesenteron)

Terdapat banyak mikrovili yang berfungsi untuk memperluas area permukaan, sehingga memperbesar efisiensi penyerapan nutrisi.

Hindgut (proctodaeum) 

- Tempat sisa makanan yang tidak tercerna, bersama dengan asam urat (urin acid) yang berasal dari tubulus malpighi, membentuk pelet feses yang dikeluarkan melalui anus. 

- Pada bagian hindgut ini juga terdapat membran peritrophic, yaitu struktur membran yang tersusun dari kitin dan protein. Membran peritrophic (MP) berfungsi untuk melindungi jaringan midgut dari gesekan (aberasi) makanan dan paparan mikroorganisme, sekaligus MP juga dapat meningkatkan efisiensi pencernaan dan mengurangi terbuangnya enzim.

SISTEM RESPIRASI 

- Sistem respirasi pada serangga bekerja dengan mengangkut oksigen untuk respirasi seluler melalui sistem internal yang disebut trakea. 

- Trakea ini terdiri dari jaringan saluran bercabang yang saling berhubungan dan merupakan invaginasi dari integumen, bermula dari lubang-lubang kecil yang disebut spirakel dan berakhir pada struktur halus yang disebut trakeola.

Spirakel

- Spirakel sendiri terdiri dari dua bagian, yaitu atrium yang berhubungan dengan lingkungan luar dan peritreme yang berhubungan dengan bagian dalam. 

- Spirakel menghubungkan trakea dengan lateral trunks (saluran yang memanjang secara longitudinal) serta tracheal commissures yang berfungsi sebagai penghubung transversal antar saluran trakea. 

- Bagian trakea yang permeable (dapat ditembus oleh gas) disebut intima, yang membentuk gulungan spiral bernama taenidia (memberikan fleksibilitas dan kekuatan pada trakea).

- Selain itu, trakea dapat berdilatasi dan membentuk air sac atau kantung udara, yang membantu meningkatkan efisiensi pertukaran gas selama proses respirasi.

- Percabangan yang berulang dari trakea menghasilkan saluran-saluran kecil dengan panjang sekitar 350 μm (mikro meter ) dan diameter 1 μm, yang dikenal sebagai trakeola (Trakeola ini berfungsi sebagai ujung dari sistem trakea, memungkinkan oksigen mencapai sel-sel tubuh secara langsung). 

- Trakea dilapisi oleh lapisan multiseluler, sedangkan trakeola mengandung lapisan intraseluler yang disebut tracheoblast cell (Tracheoblast cell ini berperan penting dalam mempertahankan struktur dan fungsi trakeola, memungkinkan proses pertukaran gas berlangsung dengan efisien pada serangga). 

Serangga memiliki sistem pernapasan yang bervariasi, tergantung pada tipe spirakel atau lubang pernapasan yang ada pada tubuhnya. Berdasarkan jumlah dan fungsi spirakel, tipe serangga dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu: holopneustic, hemipneustic, dan apneustic. 

A. Holopneustic: adalah tipe serangga yang memiliki 10 pasang spirakel yang berfungsi, memungkinkan pertukaran udara secara efisien di seluruh tubuh. 

B. Hemipneustic: memiliki satu pasang atau lebih spirakel yang tidak berfungsi, sehingga hanya beberapa spirakel yang aktif dalam proses pernapasan. 

C. Apneustic: adalah tipe serangga yang tidak memiliki spirakel yang berfungsi sama sekali, sehingga bergantung pada sistem lain untuk memenuhi kebutuhan oksigennya.

Serangga Air 

serangga air memiliki adaptasi unik untuk memenuhi kebutuhan oksigennya di lingkungan perairan. Salah satu cara pernapasan mereka yaitu melalui:

- cutaneus gas exchange: yaitu pertukaran gas melalui permukaan tubuh.  

- tracheal gill: di mana oksigen berdifusi melalui kutikula dan masuk ke dalam trakeola yang berisi gas. 

- physical gill: yaitu penggunaan gelembung udara yang dibawa oleh serangga saat menyelam, membantu mereka bernapas di dalam air.

- plastron: struktur yang terdiri dari sejumlah rambut yang membengkok, yang mampu mempertahankan (membawa) lapisan udara di permukaan tubuh mereka. 

- spiracular gills: yang berhubungan dengan plastron yang di bangun (dibentuk) oleh produk dari kutikula, memungkinkan oksigen tetap tersuplai meskipun berada di dalam air.

SISTEM SIRKULASI

pada serangga termasuk dalam kelompok sistem sirkulasi (sistem peredaran darah) terbuka, di mana darah yang sering disebut hemolimf, mengalir bebas dalam rongga tubuh dan berhubungan langsung dengan organ serta jaringan internal. 

Hemolimf berperan penting dalam perpindahan (distribusi) nutrisi, garam, hormon, dan pembuangan sisa metabolisme. 

Selain itu, sistem sirkulasi ini juga berfungsi dalam pertahanan tubuh: misalnya dengan menutup luka melalui pembekuan (clotting), pembentukan kapsul untuk perlindungan, serta membunuh patogen. Pada beberapa serangga, hemolimf bahkan dapat menghasilkan zat yang tidak enak untuk mengusir predator. 

Fungsi lain dari sistem sirkulasi ini adalah pengaturan tekanan hidrostatik, yang penting untuk kontraksi otot, proses penetasan, molting, pembesaran tubuh dan sayap setelah molting, serta membantu dalam pergerakan dan reproduksi. 

Hemolimf juga berperan dalam pengaturan suhu tubuh serangga agar tetap stabil.

Hemolimf:

- Hemolimf pada serangga terdiri dari 90% plasma, yang berwarna jernih meskipun kadang berwarna kehijauan atau kekuningan. 

- Jika dibandingkan dengan darah pada vertebrata, hemolimf serangga mengandung lebih banyak asam amino, protein, gula, dan ion anorganik. 

- Saat musim dingin, kadar senyawa seperti ribulosa, trehalosa, atau gliserol dalam hemolimf meningkat untuk mencegah pembekuan. 

- Selain plasma, hemolimf juga mengandung 10% sel darah atau hemosit yang berfungsi dalam proses pembekuan (clotting), fagositosis, dan enkapsulasi. Jumlah hemosit bervariasi (berfluktuasi) antara 25.000 hingga 100.000 per mm³.

Organ Accessory Pulsatile 

- Organ Accessory Pulsatile berfungsi untuk mengalirkan darah ke berbagai bagian tubuh, membantu sirkulasi darah pada bagian-bagian tertentu agar tetap mendapatkan suplai yang cukup. 

- Organ ini ditemukan pada beberapa bagian tubuh serangga, seperti sayap, antena, dan kaki.

SISTEM EKSKRETORI

Sistem ekskresi pada serangga melibatkan Tubulus Malpighi yang bekerja bersama dengan hindgut untuk mengeluarkan produk buangan yang mengandung nitrogen. Tubulus Malpighi ini langsung mengosongkan limbah ke saluran pencernaan pada area antara midgut dan hindgut.

Jumlah tubulus ini bervariasi, mulai dari 2 hingga 100, tergantung spesiesnya. Bentuknya yang mirip tentakel atau lengan gurita memungkinkan Tubulus Malpighi memanjang dan menjangkau berbagai bagian tubuh serangga, sehingga efektif dalam mengumpulkan dan membuang sisa metabolisme nitrogen.

Sistem ekskretori memiliki peran penting dalam menjaga keseimbangan lingkungan internal tubuh, dengan cara:

Mengatur keseimbangan air dan ion dalam tubuh, yang penting untuk menjaga kestabilan cairan dan elektrolit. 

Selain itu, sistem ekskretori juga berperan dalam membuang sisa-sisa nitrogen yang dihasilkan dari proses metabolisme protein. Sisa nitrogen ini dikeluarkan dalam beberapa bentuk, yaitu: 

- Amonia: merupakan produk buangan yang paling sederhana, tetapi juga paling beracun, sehingga biasanya langsung diubah menjadi urea di hati. 

- Urea dan asam urat (Uric acid):  kemudian dikeluarkan melalui ginjal sebagai bagian dari urin, membantu tubuh menghindari penumpukan zat beracun dan menjaga kesehatan secara keseluruhan.

SISTEM SARAF 

- Sistem saraf pada serangga terletak di bagian ventral (bawah tubuh), berbeda dengan vertebrata yang sistem sarafnya berada di bagian dorsal. Sistem saraf serangga terdiri dari dua saraf utama yang saling terhubung dan dilengkapi dengan beberapa ganglia, yaitu kumpulan sel saraf yang berfungsi sebagai pusat pengatur aktivitas tubuh. 

- Pada bagian depan dari ganglia disebut subesophageal ganglion, yang berperan penting dalam mengendalikan aktivitas makan dan gerakan mulut serangga. Di atasnya, pada bagian dorsal, terdapat otak serangga yang disebut supraesophageal ganglion. Otak ini berfungsi sebagai pusat kendali utama yang memproses informasi dari lingkungan dan mengoordinasikan respons serangga terhadap rangsangan.

SISTEM PERGERAKAN

- Pada serangga melibatkan otot-otot bergaris melintang yang memungkinkan mereka untuk melakukan berbagai gerakan. 

- Otot-otot ini terhubung ke rangka luar atau eksoskeleton serangga melalui struktur khusus yang disebut tonofibrillae, yang dihasilkan oleh sel epidermal. Fungsinya sebagai perantara antara otot dan rangka, sehingga memungkinkan gerakan yang kuat dan terarah. Dengan bantuan tonofibrillae, otot serangga dapat menarik atau menggerakkan bagian tubuh secara efisien, yang penting untuk aktivitas sehari-hari seperti berjalan, terbang, dan menangkap mangsa.

THERMOREGULASI

Thermoregulasi pada serangga menunjukkan adaptasi unik yang memungkinkan mereka untuk bertahan di berbagai kondisi suhu. 

- Serangga ectothermic mengandalkan lingkungan luar untuk mengatur suhu tubuhnya, dengan cara menyerap panas dari lingkungan sekitarnya. 

- Sebaliknya, serangga endothermic mampu mempertahankan suhu tubuh di atas batas lingkungan dengan memanfaatkan panas yang dihasilkan dari proses metabolisme. 

- Misalnya, bangsa lebah dapat menjaga suhu sarangnya antara 20 hingga 30 ºC, meskipun suhu luar mencapai titik beku, yaitu sekitar 0 ºC, dengan memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh metabolisme tubuh lebah. 

- Selain itu, banyak serangga yang mengalami diapause, yaitu kondisi fisiologis yang membantu mereka bertahan saat menghadapi suhu dingin ekstrem yang terjadi secara reguler.

- Hemolimf serangga juga mengandung glukosa, trehalosa, lipid dengan berat molekul rendah, dan sorbitol, yang memberikan perlindungan tambahan terhadap pembekuan. Namun, serangga tidak memiliki zat kimia alami yang setara dengan gliserol sebagai zat anti beku, sehingga mereka mengandalkan kombinasi mekanisme tersebut untuk bertahan dalam cuaca ekstrem.