Pernafasan Pada Makhluk Hidup

Salah satu kegunaan makanan dalam tubuh manusia ataupun hewan adalah untuk memperoleh energi. Sedangkan untuk mendapatkan energi yang berasal dari makanan, makanan tersebut harus dioksidasi terlebih dahulu. Untuk proses oksidasi ini diperlukan oksigen yang berasal dari lingkungannya :

• Untuk manusia dan mahkluk hidup lainnya yang ada di darat, pada umumnya oksigen diperoleh dari udara. 
• Untuk mahkluk hidup yang ada di air, oksigen diperoleh dari air yang terlarut di dalamnya.

Pernapasan sel atau respirasi sel adalah proses oksidasi makanan di dalam sel tubuh, yang menghasilkan : 

• Energi, yang digunakan untuk memanaskan tubuh, kerja otot, dan kegiatan alat-alat tubuh lainya. 
• Air dan karbon dioksida sebagai zat-zat sisa yang akan dikeluarkan dari dalam tubuh.

Pernapasan pada manusia dan hewan pada umumnya memerlukan alat-alat pernapasan yang membantu keluar masuknya gas dari dan ke dalam tubuh. Alat pernapasan pada berbagai hewan berbeda-beda, tergantung pada tempat hidupnya di darat atau di air. Ada juga hewan yang tidak mempunyai alat pernapasan khusus untuk mengambil oksigen, misalnya amoeba, oksigen masuk secara difusi melalui selaput plasma yang mengelilingi sel tubuhnya.

A. Sistem Pernafasan Manusia.

Alat-alat pernapasan manusia berfungsi memasukkan udara yang mengandung oksigen dan mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida dan uap air. Saluran pernapasan manusia terdiri dari :

1. Rongga Hidung.

Pada permukaan rongga hidung terdapat rambut-rambut halus dan selaput lendir, yang berfungsi untuk menyaring udara yang masuk ke dalam rongga hidung. Menghirup udara  melalui rongga hidung lebih baik dibandingkan dengan melalui mulut, karena selain udara tersebut disaring terlebih dahulu, udara tersebut mengalami pemanasan sesuai dengan suhu tubuh.

2. Pangkal Tenggorok (Laring).

Pangkal tenggorok disusun oleh beberapa tulang rawan yang membentuk jakun. Pangkal tenggorok dapat ditutup oleh katub pangkal tenggorok (epiglotis). Pada waktu menelan makanan, katub tersebut akan menutupi pangkal tenggorok dan pada waktu bernapas katub tersebut akan membuka.

Pada pangkal tenggorok terdapat selaput suara, yang akan bergetar bila ada udara dari paru-paru, misalnya saat kita berbicara.

3. Batang Tenggorok (Trakea).

Batang tenggorok terletak di sebelah depan kerongkongan, yang merupakan suatu pipa yang kuat karena dindingnya tersusun dari cincin-cincin rawan. Di dalam rongga dada, batang tenggorok bercabang menjadi dua cabang tenggorok (bronkus), yang masing-masing cabang tenggorok menuju paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Di dalam paru-paru, cabang tenggorok bercabang-cabang lagi menjadi saluran yang sangat kecil yang disebut bronkiolus. Ujung bronkiolus berupa gelembung kecil yang disebut gelembung paru-paru atau alveolus. Alveolus dalam paru-paru jumlahnya sangat banyak, pada manusia terdapat lebih dari 300 juta alveolus. Luas permukaan seluruh alveolus diperkirakan 100 kali lebih besar daripada permukaan tubuh. Alveolus dikelilingi oleh pembuluh-pembuluh kapiler darah.

4. Paru-paru.

Paru-paru terletak di dalam rongga dada. Rongga dada dan perut dibatasi oleh suatu sekat yang disebut diafragma. Paru-paru ada dua buah yaitu :

a. Paru-paru kanan. Bentuknya agak lebih besar dibandingkan dengan paru-paru kiri, dan terdiri dari :

• gelambir atas.
• gelambir tengah.
• gelambir bawah.

b. Paru-paru kiri, terdiri atas :

• gelambir atas
• gelambir bawah.

Paru-paru diselimuti oleh suatu selaput paru-paru yang disebut pleura.


B. Sistem Pernafasan Hewan.

Berikut beberapa sistem pernapasan pada hewan :

1. Aves (burung).

Burung mempunyai saluran pernapasan berupa lubang hidung, trakea, bronkus, dan paru-paru. Pada bagian bawah trakea terdapat alat suara yang disebut siring, yang apabila dilalui udara dengan tekanan tinggi akan bergetar dan menghasilkan bunyi. Burung mempunyai alat bantu pernapasan yang disebut pundi-pundi udara yang berhubungan dengan paru-paru. Burung mempunya sembilan pundi-pundi udara, yaitu :

• dua buah pundi-pundi udara leher.
• sebuah pundi-pundi udara antar tulang selangka.
• dua buah pundi-pundi udara dada depan.
• dua buah pundi-pundi udara dada belakang.
• dua buah pundi-pundi udara perut.

Fungsi pundi-pundi udara tersebut adalah :

• membantu pernapasan.
• membantu membesarkan rongga siring sehingga dapat membesarkan suara.

Proses pernapasan pada burung terjadi sebagai berikut :

• Jika otot tulang rusuk berkontraksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah. Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam pundi-pundi udara.
• Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusuk bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, yang mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari pundi-pundi udara akan keluar melalui paru-paru.
• Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas pada burung hanya terjadi pada paru-paru.

2. Reptil.

Reptil bernapas dengan paru-paru. Saluran pernapasan pada reptil berupa lubang hidung, trakea, bronkus, dan paru-paru. Lubang hidung terdapat di ujung kepala atau moncong. Reptil yang hidup di air, lubang hidungnya mempunyai tutup, sehingga pada waktu menyelam lubang hidungnya dapat tertutupi. Pengambilan oksigen dan pengeluaran karbon dioksida terjadi dalam paru-paru. Keluar masuknya udara dari dan ke dalam paru-paru terjadi karena adanya gerakan-gerakan dari tulang rusuk. 

3. Katak.

Dalam hidupnya katak mengalami metamorfosis atau perubahan bentuk. Dengan demikian saluran pernapasan pada katak pun akan mengikuti sesuai dengan perubahan bentunya tersebut.

• Pada saat berwujud berudu, berudu hidup di air. Mula-mula berudu bernapas dengan insang luar yang terdapat di bagian belakang kepala. Insang luar ini berjumlah tiga pasang, yang mengandung pembuluh kapiler darah. Oksigen yang terlarut dalam air berdifusi di dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. Karena air di sekitar insang selalu berganti maka kebutuhan akan oksigen selalu terpenuhi. Setelah beberapa waktu, insang luar ini akan berubah menjadi insang dalam dengan cara terbentuknya lipatan kulit dari arah depan ke belakang sehingga menutupi insang luar. Selanjutnya lipatan kulit tersebut berfungsi sebagai tutup insang seperti pada ikan.
• Setelah dewasa, berudu akan menjadi katak, yang hidup di darat. Pernapasannya pun berubah dengan paru-paru. Selain dengan paru-paru, oksigen dapat berdifusi dalam rongga mulut yaitu melalui selaput rongga mulut dan juga melalui kulit. Permukaan kulit katak selalu basah dan lembab sehingga memungkinkan oksigen dapat berdifusi ke dalam kulit tersebut. 

Proses penapasan pada katak terjadi sebagai berikut :

• Bagian bawah rongga mulut dan kerongkongan katak bergerak-gerak, gerakan tersebut akan mengakibatkan udara masuk melalui hidung kemudian ke rongga mulut dan selanjutnya di pompa ke dalam paru-paru.

4. Ikan.

Ikan bernapas dengan insang yang terdapat pada sisi kanan dan kiri kepala, yang masing-masing mempunyai empat buah insang yang ditutup oleh tutup insang (operkulum). Insang mempunyai lembaran-lembaran halus yang banyak mengandung pembuluh kapiler darah. Proses pernapasan pada ikan terjadi sebagai berikut :

• Mulut ikan akan membuka dan menutup bergantian dengan membuka dan menutupnya tutup insang. 
• Pada waktu mulut membuka, air masuk ke dalam rongga mulut sedangkan tutup insang menutup. Oksigen yang terlarut dalam air masuk berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. 
• Pada waktu mulut menutup, tutup insang membuka dan air dari rongga mulut keluar melalui insang. Bersamaan dengan keluarnya air melalui insang, karbon dioksida dikeluarkan. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi pada lembaran-lembaran insang.

Pada ikan yang hidup di lumpur atau di air yang mengandung sedikit oksigen, rongga insang ikan tersebut terdapat perluasan ke bagian atas yang mempunyai lipatan-lipatan secara tidak teratur yang disebut labirin, yang berfungsi untuk menyimpan udara.

5. Serangga.

Serangga mempunyai sistem pernapasan yang disebut sistem trakea. Oksigen yang dibutuhkan oleh sel-sel tubuh untuk oksidasi tidak diedarkan oleh darah tetapi diedarkan oleh trakea yang bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Cabang kecil trakea yang menembus jaringan tubuh disebut trakeolus. Masuknya udara ke dalam saluran pernapasan serangga tidak melalui mulut tetapi melalui stigma (spirakel). Pada masing-masing ruas terdapat sepasang stigma, sebuah di sebelah kiri dan sebuah di sebelah kanan. Proses pernapasan pada serangga terjadi sebagai berikut :

• Dengan adanya kontraksi otot-otot tubuh, maka tubuh serangga menjadi mengembang dan mengempis secara teratur. 
• Pada saat tubuh serangga mengembang, udara masuk melalui stigma, selanjutnya masuk ke dalam trakea, kemudian ke dalam trakeolus dan akhirnya masuk ke dalam sel-sel tubuh. Oksigen berdifusi ke dalam sel-sel tubuh, karbon dioksida hasil pernapasan dikeluarkan melalui stigma pada waktu tubuh serangga mengempis.

6. Cacing tanah.

Cacing tanah tidak mempunyai alat pernapasan khusus. Kulit cacing tanah banyak mengandung kelenjar lendir, sehingga kulit tubuhnya menjadi basah dan lembab. Oksigen yang diperlukan oleh cacing tanah, masuk melalui seluruh permukaan tubuh secara difusi. Pengeluaran karbon dioksida juga melalui permukaan tubuh.

7. Protozoa.

Protozoa tidak mempunyai alat pernapasan khusus untuk memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Oksigen masuk ke dalam sel protozoa melalui selaput plasma secara difusi. Demikian juga karbon dioksida dari dalam sel dikeluarkan melalui selaput plasma.

Semoga bermanfaat.