Sistem Pernapasan pada hewan Vertebrata (Ikan, Amphibi, Reptil, Burung) – Sistem pernapasan yang terdapat pada makhluk hidup sangatlah beragam. Hewan yang berhabitat di daratan pada umumnya mempunyai alat pernapasan yang berupa paru-paru. Sedangkan hewan yang hidup di wilayah perairan secara umum bernapas dengan menggunakan insang. Berdasarkan struktur tubuh serta habitatnya, makhluk hidup memiliki system pernapasan yang berbeda-beda. Demikian pula halnya dengan hewan vertebrata yang cakupannya meliputi ikan, amphibi, reptil, dan burung. Penjelasan mengenai system pernapasan pada hewan-hewan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sistem Pernapasan pada Ikan

Salah satu ciri utama dari system pernapasan hewan air adalah dengan menggunakan insang. Insang yang terdapat pada ikan letaknya adalah pada ruang insang di sebelah sisi kiri dan kanan bagian kepalanya. Pada ikan dengan tulang sejati, insang diproteksi oleh tutup insang yang disebut dengan operculum. Ikan bernapas dengan cara mengambil oksigen yang larut di dalam air dengan cara mengalirkan air melewati celah-selah insang. Di dalam celah insang tersebut terdapat pembuluh darah kapiler yang berjumlah banyak. Arah aliran darah yang terdapat pada insang amat berlawanan dengan arah aliran air yang melewati organ tersebut. Air yang mengalir melewati insang intensitasnya berlangsung dengan stabil dan terus-menerus. Aliran air tersebut disebabkan oleh adanya tekanan dari rongga mulut serta daya isap insang. Aliran air yang menuju ke dalam insang hanya ada satu arah saja. Hal ini disebabkan oleh adanya katup yang mengatur mulut dan operculum pada bagian sekitar insang.

Aktivitas kehidupan ikan dapat diamati dengan cara memperhatikan gerak pada mulut (membuka dan menutup) ikan pada saat hewan air tersebut berenang. Sekilas Nampak seloah hewan tersebut sedang meminum air, namun pada hakikatnya ketika itulah ikan sedang melakukan aktivitas pernapasan. Caranya adalah dengan memasukkan air melalui celah-celah insang. Ketika air melewati insang, darah akan mengeluarkan karbondioksida dan secara langsung mengikat oksigen yang larut di dalam air. Pada beberapa jenis ikan tertentu yang hidup bebas di dalam air berlumpur (keruh), alat bantu pernapasan yang digunakan adalah labirin. Labirin memungkinkan beberapa jenis ikan dapat bertahan hidup di berbagai tempat yang kekurangan oksigen. Alat bantu pernapasan ini juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan udara.

2. Sistem Pernapasan pada Amfibi

Amfibi adalah kelompok hewan yang mampu hidup di wilayah perairan ataupun daratan (hidup di dua alam). Salah satu contoh dari kelompok hewan tersebut yang paling umum adalah katak. Pada proses perkembangbiakan hidupnya, katak mengalami metamorphosis. Fase awal dari kehidupannya, diawali dengan seekor kecebong atau berudu yang hidup di dalam air. Pada fase berikutnya barulah akan menjadi katak dewasa yang hidup di daratan, meskipun sesekali hewan ini berada di wilayah perairan. Pada proses metamorphosis tersebut, juga diikuti oleh perubahan terhadap sistem pernapasannya.

Pada saat menjadi berudu atau kecebong, hewan ini bernapa dengan menggunakan insang bagian luar. Sedangkan pada fase berikutnya yakni sebagai katak dewasa, hewan ini bergantis system pernapasan dengan menggunakan kulit dan paru-paru. Dalam proses perkembangannya, peranan insang bagian luar pada berudu digantikan oleh insang bagian dalam. Kemudian insang bagian luar tersebut selanjutnya berubah menjadi semacam selaput kulit pada sekitar rongga mulut. Sedangkan bagian insang dalam akan berkembang menjadi paru-paru. Alat pernapasan pada katak bertekstur tipis namun kaya akan kapiler darah, sehingga sangat baik dalam hal pertukaran oksigen dan karbondioksida. Selain menggunakan paru-paru sebagai alat pernapasan utama, katak juga memanfaatkan bagian permukaan kulitnya sebagai alat bantu pernapasan. Bagian kulit katak yang senantiasa basah dan berlendir memudahkan udara untuk dapat masuk ke dalam tubuh melaui proses difusi. Katak juga mempunyai rongga buko faring yang letaknya berada pada bagian bawah rongga mulut.
Rongga buko faring terbentuk diantara faring dan rongga mulut. Pada rongga ini terjadi gerakan yang amat cepat.

Pada saat melakukan pergerakan, bagian lubang hidung akan terbuka, glottis akan menutup sehingga menyebabkan udara dari luar memasuki bagian dalam rongga. Secara beraturan, katak juga menekan udara pernapasan dari rongga mulut hingga memasuki bagian dalam paruparu. Gerakan udara ini dinamakan sebagai gerakan menelan udara. Udara masuk melalui kedua lubang hidung hingga menuju bagian rongga mulut. Dari roingga mulut udara ditelan hingga memasuki bagian paru-paru. Pada saat proses menelan udara berlangsung, lubang hidung akan menutup. Setelah proses pertukaran karbondioksida dan oksigen berlangsung di bagian dalam paru-paru, maka secara sistemik udara yang kaya akan karbondioksida akan dikeluarkan. Pada saat inilah ekspirasi yang terjadi pada katak berjalan secara pasif.

3. Sistem Pernapasan pada Reptilia

Alat pernapasan yang terdapat pada reptil mencakup batang tenggorok, hidung, dan paru-paru. Pertukaran oksigen (O2) dengan gas karbondioksida (CO2) terjadi di bagian dalam organ paru-paru. Pada bunglon, pembesaran paru-paru menuju arah bagian perutnya menjadikan tubuh hewan tersebut mampu membesar. Pada hewan ular, hanya bagian sebelah kanannya saja yang berkembang. Hal tersebut disebabkan oleh tubuh ular yang berukuran kecil yang tentu saja tidak memungkinkan untuk pengembangan kedua bagian paru-paru (kanan dan kiri).

Pada hewan reptil air, semisal penyu. Hewan ini mempunyai paru-paru yang mereduksi sehingga volume organ pernapasannya sangatlah kecil. Udara memasuki lubagng hidung dengan melewati batang tenggorok dan selanjutnya masuk menuju bagian paru-paru. Pada bagian dalam paru-paru terjadi pertukaran oksigen (O2) dan karbondioksida (CO2). Prosesi inspirasi terjadi karena rongga dada semakin bertambah besar yang diakibatkan oleh adanya kontraksi pada otot tulang rusuk. Inspirasi pada kelompok hewan reptilia berlangsung secara aktif, sedangkan pada proses ekspirasinya berjalan secara pasif. Sebagian dari kelompok hewan ini mampu menyelam tanpa membuat system pernapasannya menjadi terganggu.

Bentuk penyesuaian dari reptilia terhadap lingkungan air ada bermacam-macam. Misalnya, buaya dengan cara menutup batang tenggorok dengan lidahnya dan kurakura dengan cara menutup lubang hidungnya dengan semacam selaput. Dengan kedua cara tersebut buaya dan kura-kura dapat mencegah air masuk ke dalam paru-paru.

4. Sistem Pernapasan pada Burung

Burung mempunyai perangkat khusus dalam bernapas. Perangkat ini dapat dikatakan jauh lebih baik jika dibandingkan dengan kelompok vertebrata lainnya. Paruparu pada burung memiliki ukuran yang jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan paru-paru reptil. Keunikan yang ada pada kelompok aves / burung ini terletak pada kemampuannya untuk terbang. Hal tersebut menyebabkan struktur paru-paru yang terdapat pada hewan ini berbeda dengan hewan vertebrata lainnya.

Pada saat terbang burung memerlukan jumlah oksigen yang sangat banyak dan pada waktu yang bersamaan (ketika terbang), hewan ini perlu untuk menjaga suhu tubuhnya agar tetap stabil. Oleh karenanya, paru-paru yang terdapat pada hewan ini mengembang dan membentuk kantung-kantung hawa di sekitar bagian organ lainnya dalam rangka mendukung paru-paru dalam upaya memperbanyak pasokan oksigen (O2).

Secara anatomis pengetahuan mengenai awal mula perkembangan pundi-pundi udara atau yang disebut sebagai sakus pneumatikus ini perlu untuk dipahamkan. Pada awalnya dimulai dari bronkus primer / tenggorokan yang bercabang pada wilayah paru-paru hingga menjadi mesobronkus. Mesobronkus yang bercabang-cabang selanjutnya menjadi bronkus sekunder.

Bronkus sekunder yang bercabang selanjutnya akan membentuk sejumlah parabronki. Setiap parabronki membentuk beberapa kapiler udara yang saling beranyaman. Kapiler udara ini mengandung banyak pembuluh darah di dalamnya. Di dalam kapiler-kapiler udara inilah terjadi proses pertukatan gas (respirasi). Pada bagian luar paru-paru, bronkus sekunder meluas dan membentuk semacam kantung-kantung yang dinamakan dengan pundi-pundi udara. Kadar atau jumlah udara yang berada di bagian dalam kantung hawa berpengaruh pada tinggi atau rendahnya kemampuan terbang. Pundi-pundi udara juga akan mengisi beberapa rongga yang terdapat pada tulang. Dengan begitu secara sistemik akan mengurangi berat badan burung ketika terbang. Udara yang terdapat pada pundi-pundi udara mampu mensuplai oksigen (O2) ke dalam paru-paru dalam kondisi ekspirasi ataupun inspirasi.

Sumber :
Bachtiar, Suaha. 2011. Biologi untuk SMA / MA Kelas XI. Jakarta : PT. Sarana Panca Karya Nusa