Insang: karakteristik, fungsi, jenis dan pentingnya

insang atau insang adalah organ pernapasan dari hewan air , mereka memiliki fungsi melaksanakan pertukaran oksigen antara individu dan lingkungan. Mereka bermanifestasi dari bentuk yang sangat sederhana pada invertebrata , hingga struktur kompleks yang berevolusi pada vertebrata , terdiri dari ribuan lamela khusus yang terletak di dalam rongga insang yang berventilasi oleh aliran air yang terus menerus.

Sel membutuhkan energi untuk berfungsi, energi ini diperoleh dari pemecahan gula dan zat lain dalam proses metabolisme yang disebut respirasi seluler . Pada sebagian besar spesies, oksigen di udara digunakan untuk energi dan karbon dioksida dikeluarkan sebagai limbah.

Insang: karakteristik, fungsi, jenis dan pentingnya

Lengkungan insang dari tombak Eropa (Esox lucius). Oleh Pengguna: Uwe Gille [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) atau CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], dari Wikimedia Commons

Cara organisme melakukan pertukaran gas dengan lingkungannya dipengaruhi baik oleh bentuk tubuhnya maupun oleh lingkungan tempat hidupnya.

Lingkungan perairan memiliki lebih sedikit oksigen daripada lingkungan terestrial dan difusi oksigen lebih lambat daripada di udara. Jumlah oksigen terlarut dalam air berkurang dengan meningkatnya suhu dan arus menurun.

Spesies yang kurang berkembang tidak memerlukan struktur pernapasan khusus untuk memenuhi fungsi dasarnya. Namun, dalam yang lebih besar sangat penting untuk memiliki sistem pertukaran yang lebih kompleks, sehingga mereka dapat memenuhi kebutuhan metabolisme mereka secara memadai.

Insang ditemukan pada invertebrata dan vertebrata , mereka dapat berbentuk benang, laminar atau arborescent, dilengkapi dengan banyak pembuluh kapiler, dan kita juga mengamatinya secara internal atau eksternal.

Ada hewan yang hidup di daerah pesisir, seperti moluska dan kepiting, yang mampu bernapas aktif dengan insangnya di air dan di udara, asalkan tetap lembab. Berbeda dengan organisme air lainnya, yang mati lemas ketika meninggalkan air meskipun oksigen tersedia berlimpah.

Indeks artikel

Karakteristik umum

Jumlah oksigen yang ada di udara sekitar 21%, sedangkan di air hanya 1% yang terlarut. Variasi ini memaksa organisme akuatik untuk membuat struktur seperti insang, yang dimaksudkan khusus untuk ekstraksi oksigen.

Insang bisa sangat efisien sehingga mencapai tingkat ekstraksi oksigen 80%, tiga kali lebih tinggi dari paru-paru manusia dari udara.

Keanekaragaman organisme air

Organ pernapasan ini berkembang dalam berbagai macam organisme air, kita dapat menemukan berbagai jenis insang pada moluska, cacing, krustasea, echinodermata, ikan dan bahkan pada reptil dalam fase tertentu dari siklus hidupnya.

Berbagai bentuk

Akibatnya, mereka sangat bervariasi dalam bentuk, ukuran, lokasi dan asal, menghasilkan adaptasi khusus pada setiap spesies.

Untuk hewan air yang lebih berevolusi, peningkatan ukuran dan mobilitas menentukan kebutuhan oksigen yang lebih tinggi. Salah satu solusi untuk masalah ini adalah dengan menambah luas insang.

ikan misalnya, memiliki satu tinggi jumlah dari lipatan yang sedang terus dipisahkan dari masing-masing dari lain oleh para air. Ini memberi mereka sebuah permukaan pertukaran gas besar, yang memungkinkan mereka untuk mencapai efisiensi maksimum mereka.

Organ sensitif

Insang adalah organ yang sangat sensitif, rentan terhadap cedera fisik dan penyakit yang disebabkan oleh parasit, bakteri, dan jamur. Untuk alasan ini, insang yang kurang berkembang umumnya dianggap tipe eksternal.

Cedera

Pada ikan bertulang, insang dalam menghadapi konsentrasi tinggi polutan kimia seperti logam berat, padatan tersuspensi dan zat beracun lainnya, mengalami kerusakan morfologi atau lesi yang disebut edema.

Ini menyebabkan nekrosis jaringan insang, dan dalam kasus yang parah bahkan dapat menyebabkan kematian organisme karena perubahan pernapasan.

Karena karakteristik ini, insang ikan sering digunakan oleh para ilmuwan sebagai biomarker penting kontaminasi di lingkungan perairan.

Fitur

Fungsi utama insang, baik untuk organisme invertebrata maupun vertebrata, adalah untuk melakukan proses pertukaran gas individu dengan lingkungan perairan.

Karena ketersediaan oksigen di air lebih rendah, hewan air harus bekerja lebih keras untuk menangkap oksigen dalam volume tertentu , yang merupakan situasi yang menarik, karena itu berarti sebagian besar oksigen yang diperoleh akan digunakan untuk mencari oksigen baru.

Manusia menggunakan 1 sampai 2% dari metabolisme mereka saat istirahat untuk ventilasi paru-paru, sedangkan ikan saat istirahat membutuhkan sekitar 10 sampai 20% untuk ventilasi insang.

Insang juga dapat mengembangkan fungsi sekunder pada spesies tertentu, misalnya, pada beberapa moluska ini dimodifikasi untuk berkontribusi pada penangkapan makanan, karena insang adalah organ yang terus-menerus menyaring air.

Pada krustasea dan ikan yang berbeda, mereka juga melakukan pengaturan osmotik dari konsentrasi zat yang tersedia di lingkungan dalam kaitannya dengan tubuh, menemukan kasus sejauh mana mereka bertanggung jawab untuk mengeluarkan unsur-unsur beracun.

Pada setiap jenis organisme akuatik, insang memiliki fungsi tertentu, yang tergantung pada tingkat evolusi dan kompleksitas sistem pernapasan.

Bagaimana mereka bekerja?

Secara umum, insang berfungsi sebagai penyaring yang menangkap oksigen O 2 yang terdapat di dalam air, penting untuk memenuhi fungsi vitalnya, dan mengeluarkan limbah karbon dioksida CO 2 yang ada di dalam tubuh.

Untuk mencapai penyaringan ini, diperlukan aliran air yang konstan, yang dapat dihasilkan oleh gerakan insang eksternal pada cacing, oleh gerakan individu seperti yang dilakukan oleh hiu, atau oleh pemompaan anjing laut pada ikan bertulang.

Pertukaran gas terjadi melalui difusi kontak antara air dan cairan darah yang terdapat dalam insang.

Sistem yang paling efisien disebut aliran berlawanan arah, di mana darah yang mengalir melalui kapiler branchial bersentuhan dengan air yang kaya oksigen. Gradien konsentrasi dihasilkan yang memungkinkan oksigen masuk melalui pelat insang dan berdifusi ke dalam aliran darah, pada saat yang sama ketika karbon dioksida berdifusi ke luar.

Jika aliran air dan darah berada dalam arah yang sama, tingkat pengambilan oksigen yang sama tidak akan tercapai, karena konsentrasi gas ini akan dengan cepat menjadi sama di sepanjang membran branchial.

Jenis (eksternal dan internal)

Insang dapat muncul di bagian luar atau dalam organisme. Diferensiasi ini terutama merupakan konsekuensi dari tingkat evolusi, jenis habitat di mana ia berkembang dan karakteristik khusus dari masing-masing spesies.

Insang luar

Insang luar diamati terutama pada spesies invertebrata yang sedikit berevolusi, dan untuk sementara pada tahap pertama perkembangan reptil, karena insang tersebut hilang setelah mengalami metamorfosis.

Insang: karakteristik, fungsi, jenis dan pentingnya

Axolotl Meksiko (Ambystoma mexicanum). Oleh Alexander Baranov dari Montpellier, Prancis (.) [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], melalui Wikimedia Commons

Jenis insang ini memiliki kelemahan tertentu, pertama, karena merupakan pelengkap yang halus, rentan terhadap lecet dan menarik predator. Pada organisme yang memiliki gerakan, mereka menghambat gerak mereka.

Berada dalam kontak langsung dengan lingkungan eksternal, mereka biasanya sangat rentan dan dapat dengan mudah dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang merugikan, seperti kualitas air yang buruk, atau dengan adanya zat beracun.

Jika insang rusak, sangat mungkin terjadi infeksi bakteri, parasit atau jamur, yang tergantung pada tingkat keparahannya dapat menyebabkan kematian.

Insang bagian dalam

Insang internal, karena lebih efisien daripada yang eksternal, terjadi pada organisme air yang lebih besar, tetapi mereka memiliki tingkat spesialisasi yang berbeda tergantung pada bagaimana spesies berevolusi.

Ini umumnya terletak di ruang yang melindungi mereka, tetapi mereka membutuhkan arus yang memungkinkan mereka untuk memiliki kontak konstan dengan lingkungan luar untuk memenuhi pertukaran gas.

Ikan juga mengembangkan tutup berkapur yang disebut insang yang berfungsi melindungi insang, bertindak sebagai pintu gerbang yang membatasi aliran air dan juga memompa air.

Pentingnya

Insang sangat penting untuk kelangsungan hidup organisme air, karena mereka memainkan peran yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan sel.

Selain melakukan respirasi dan menjadi bagian penting dari sistem peredaran darah , mereka dapat berkontribusi untuk memberi makan moluska tertentu, berfungsi sebagai sistem ekskresi zat beracun dan menjadi pengatur ion yang berbeda dalam organisme yang berevolusi seperti ikan.

Studi ilmiah menunjukkan bahwa individu yang menderita kerusakan pada sistem pernapasan branchial, memiliki perkembangan yang lebih lambat dan lebih kecil, lebih rentan terhadap infeksi dan terkadang cedera serius, yang dapat menyebabkan kematian.

Insang telah mencapai adaptasi terhadap habitat dan kondisi lingkungan yang paling beragam, memungkinkan pembentukan kehidupan di ekosistem yang praktis anoksik.

Tingkat spesialisasi insang berhubungan langsung dengan fase evolusi spesies, dan insang jelas merupakan cara paling efisien untuk mendapatkan oksigen dalam sistem perairan.

Referensi

  1. Arellano, J. dan C. Sarasquete. (2005). Atlas histologi sol Senegal, Solea senegalensis (Kaup, 1858). Institut Ilmu Kelautan Andalusia, Unit Terkait untuk Kualitas dan Patologi Lingkungan. Madrid, Spanyol. 185 hal.
  2. Bioinnova. Pertukaran gas pada hewan dan pertukaran gas pada ikan. Kelompok inovasi dalam pengajaran keanekaragaman hayati. Diperoleh dari: innovabiologia.com
  3. Cruz, S. dan Rodríguez, E. (2011). Amfibi dan perubahan global. Universitas Sevilla. Dipulihkan dari bioscripts.net
  4. Fanjul, M. dan M. Hiriart. (2008). Biologi fungsional hewan I. Editor abad XXI. 399 hal.
  5. Hanson, P., M. Springer, dan A. Ramirez. (2010) Pengantar kelompok makroinvertebrata akuatik. Pdt.Biol.Trop. Jilid 58 (4): 3-37.
  6. Bukit, R. (2007). Fisiologi hewan komparatif. Redaksi Reverte. 905 hal.
  7. Luquet, C. (1997). Histologi branchial: respirasi, regulasi ionik dan keseimbangan asam-basa dalam kepiting Chasmagnathus granulata Dana, 1851 (Decapoda, Grapsidae); dengan catatan perbandingan di Uca uruguayensis (Nobili, 1901) (Ocypodidae). Universitas Buenos Aires. 187 hal.
  8. Roa, I., R. Castro dan M. Rojas. (2011). Deformasi insang pada salmon: makroskopik, histologis, ultrastruktural dan analisis unsur. Int. J. Morphol. Jil.29 (1): 45-51.
  9. Ruppert, E., dan R. Barnes. (seribu sembilan ratus sembilan puluh enam). Zoologi invertebrata. McGraw – Bukit Interamericana. 1114 hal.
  10. Torres, G., S. González dan E. Peña. (2010). Deskripsi anatomis, histologis dan ultrastruktural dari insang dan hati ikan nila ( Oreochromis niloticus ). Int. J. Morphol. Vol.28 (3): 703-712.