PENGARUH LINGKUNGAN TERHADAP DENYUT JANTUNG DAPHNIA

Oleh:

Nama : Iis IslamiyahNIM : B1J03092Rombongan : VIIKelompok : 4Asisten : Evelin Agusti Tjasmana

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN I

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS BIOLOGIPURWOKERTO

2014

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Daphnia adalah hewan Crustaceae yang termasuk dalam fillum Arthropoda,

Class Crustacea, Subclass Estomostraca, Ordo Phyycopoda, Subordo Cladocera,

Family Daphnidae, Genus Daphnia, Spesies Daphnia. Hewan ini bisa ditemukan

dalam kultur kutu air, yang merupakan salah satu penyusun zooplankton, hidup di

air tawar, misalnya di danau (Corotto, 2010). Daphnia disebut juga kutu air

(Pangkey, 2009). Daphnia mempunyai suatu badan yang terdiri dari kepala dan

belalai. Antena pada  Daphnia adalah alat penggerak utama. Pada waktu tertentu

Daphnia akan berganti bulu dan mengganti kulit eksternalnya (Rottmann, 2002).

Daphnia memiliki fase seksual dan aseksual. Pada kebanyakan perairan

populasi Daphnia lebih didominasi oleh Daphnia betina yang bereproduksi secara

aseksual. Pada kondisi yang optimum, Daphnia betina dapat memproduksi telur

sebanyak 100 butir, dan dapat bertelur kembali setiap tiga hari. Daphnia betina

dapat bertelur hingga sebanyak 25 kali dalam hidupnya, tetapi rata-rata dijumpai

Daphnia betina hanya bisa bertelur sebanyak 6 kali dalam hidupnya. Daphnia

betina akan memulai bertelur setelah berusia empat hari dengan telur sebanyak 4 –

22 butir. Pada kondisi buruk jantan dapat berproduksi, sehingga reproduksi

seksual terjadi. Telur-telur yang dihasilkan merupakan telur-telur dorman (resting

eggs). Faktor-faktor yang dapat menyebabkan hal ini adalah kekurangan makanan,

kandungan oksigen yang rendah, kepadatan populasi yang tinggi serta temperatur

yang rendah (Pangkey, 2009).

Daphnia sebagai hewan poikiloterm atau ektoterm, maka pada suhu yang

semakin meningkat, Daphnia juga akan melakukan adaptasi morfologis yang

serupa dengan hewan ektoterm pada umumnya yaitu dengan mempertinggi

konduktan dan mempercepat aliran darah agar panas mudah terlepas dari tubuh,

karena afinitas hemoglobin dalam mengikat oksigen turun (Schmidt, 1990).

Suhu merupakan faktor penting dalam ekosistem perairan. Kenaikan suhu

air dapat menimbulkan kehidupan ikan dan hewan air lainnya terganggu. Air

memiliki beberapa sifat termal yang unik sehingga perubahan suhu dalam air

berjalan lebih lambat daripada udara. Walaupun suhu kurang mudah berubah di

dalam air daripada di udara, namun suhu merupakan faktor pembatas utama oleh

karena itu mahluk akuatik sering memiliki toleransi yang sempit. Pengukuran

frekuensi denyut jantung dan lamanya kontraksi jantung dapat dijadikan acuan

seberapa jauh Daphnia mengalami adaptasi dalam menghadapi kondisi yang tidak

menguntungkan pada lingkungannya (Radiopoetro,1977).

1.2 Tujuan

Mahasiswa dapat mempelajari pengaruh temperatur lingkungan dan zat

kimia terhadap denyut jantung hewan percobaan (Daphnia)

II. MATERI DAN CARA KERJA

2.1 Materi

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah thermometer

(Celcius), pipet tetes, cavity slide, mikroskop, stopwatch, baskom dan hand

tally counter.

Bahan-bahan yang digunakan adalah Daphnia, es batu, air panas, dan

larutan alkohol 5%.

2.1 Cara Kerja

1. Daphnia diletakkan pada cavity slide dengan menggunkan pipet tetes dan

diamati di bawah mikroskop.

2. Denyut jantung dihitung dengan menggunakan hand tally counter.

3. Setelah itu, ambil Daphnia yang lain, diletakkan di cavity slide lalu Daphnia

tersebut diberi air es.

4. Di amati di bawah mikroskop serta dihitung denyut jantungnya.

5. Setelah itu,

6. Daphnia yang lain diambil dan diberi larutan alkohol 5% selama beberapa

menit.

7. Kemudian diletakkan kembali di cavity slide dan diamati di bawah mikroskop

serta dihitung denyut jantungnya.

8. Perlakuan yang lain adalah Daphnia diberi air panas dan di amati di bawah

mikroskop , dihitung detak jantungnya.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Tabel 3.1.1 Pengamatan Faktor Lingkungan Terhadap Denyut Jantung

Daphnia

Kelompo

k

Perlakuan (denyut/menit)

Normal Panas Dingin Alkohol

Suhu

(0C)

DJ Suhu

(0C)

DJ Suhu

(0C)

DJ Konsentrasi

(%)

DJ

1 28 224 39 248 15 228 5 184

2 30 148 39,2 232 20 116 5 68

3 30 236 39 172 18 128 5 116

4 30 112 39,1 120 18 64 5 80

5 30 31 39 56 15 30 5 53

Perhitungan:

Suhu normal/ruang = 30°C

Denyut jantung = (28 x 4) = 112 kali/menit.

Suhu dingin = 180C

Denyut jantung = (20 x 4) = 80 kali/menit.

Suhu panas = 39,1 °C

Denyut jantung = (30 x4) = 120 kali/menit.

Larutan alkohol 5%

Denyut jantung = (20 x4) = 80 kali/menit.

Gambar 3.1.1 Struktur Tubuh Daphnia

Keterangan :

1. Jantung

1

3.2 Pembahasan

Meurut Corroto (2010) Daphnia merupakan Crustacea yg bentuknya kecil,

hewan uji yang cukup murah serta memiliki tubuh yang transparan.

Genus Daphnia telah menjadi model taxon yang sering digunakan dalam berbagai

percobaan. Daphnia tidak seperti hewan crustacea yang lain, kromosomnya sangat

kecil dan mempunyai rangka eksoskeletal yang sangat kecil pula. Jantung

Daphnia berupa kantung berbentuk pelana terletak di dalam thorax sebelah dorsal.

Jantung terikat pada dinding sinus pericardii dengan perantara sejumlah

logamenta (Radiopoetro,1977).

Daphnia mempunyai jantung dibagian anterodorsal dengan struktur

globular kecil yang kecepatan denyut jantungnya dipengaruhi oleh suhu. Sehingga

suhu tubuh yang semakin tinggi akan mengakibatkan molekul-molekul memiliki

energi kinetik yang semakin tinggi, oleh karena energi kinetik semakin besar dan

kemungkinan terjadi tumbukan antara molekul yang satu dengan yang lain

semakin besar, hal ini akan berakibat pada proses meningkatnya frekuensi denyut

jantung. Sebenarnya hal ini terjadi pada batas tertentu saja. Ini terkait dengan

enzim yan merupakan pengatur metabolisme dalam tubuh, yang mempunyai suhu

optimum dalam kerjanya. Apabila suhu lingkungan atau suhu tubuh meningkat

drastis, maka enzim-enzim yang bekerja mengalami denaturalisasi sehingga tidak

dapat mengerjakan fungsinya, begitu juga ketika suhu lingkungan menurun drastis

maka enzim-enzim tidak dapat bekerja dengan baik (Yuwono, 2001).

Sistem vaskuler dari Daphnia ialah terbuka, jantung memompa darah ke

seluruh bagian tubuh dan menghisapnya kembali melalui lubang-lubang yang

dilengkapi valva. Tiga pasang lubang yang dilengkapi dengan valva disebut ostia,

memungkinkan darah masuk kembali dari sinus melingkarnya. Daphnia juga

memiliki lima pasang kaki yang menyerupai lembaran daun. Gerakan kaki

menyebabkan timbulnya aliran air yang membawa partikel-partikel makanan dan

oksigen. Jantungnya terdapat pada sisi dorsal, denyut jantung cepat dan memiliki

sepasang ovaria di kanan-kiri, saluran pencernaan di thorax (Radiopoetro,1977).

Kava dapat mempengaruhi denyut jantung Daphnia, jantung Daphnia muncul

secara dramatis hanya dalam kava kelompok (kamai, 2004) Daphnia dapat

digunakan sebagai pakan hidup ikan konsumsi maupun ikan hias, sebagai pakan

hidup lobster air tawar sebagai bahan uji toksisitas, sebagai pembersih lingkungan

tercemar serta sebagai bahan baku penghasil kitin (Pangkey, 2009).

 Hasil yang didapatkan pada praktikum kelompok kami yaitu kelompok 4

untuk temperatur normal atau suhu ruang tercatat suhunya 30oC denyut jantung

Daphnia sp. 112. Temperatur dingin 18oC denyut jantung 64, sedangkan

temperatur panas 39,1 oC denyut jantung 120 dan pemberian alkohol 5% pada

Daphnia sp. denyut jantung 80. Menurut Soegiri (1988) perbedaan denyut jantung

Daphnia sp. pada tiap perlakuan yaitu pada suhu normal denyut jantung Daphnia

sp. akan berdetak sepeti biasanya dan menurut Barness, (1963) Denyut jantung

Daphnia memiliki kecepatan sekitar 120 kali per menit pada kondisi normal.

Kecepatan ini bertambah atau berkurang tergantung kondisi yang

mempengaruhinya. Denyut jantung akan lebih cepat pada siang hari, kerapatan

populasi rendah, saat pertama kali mencapai matang seksual, kenaikan laju

metabolisme dan pemberian rangsangan dalam berbagai variasi kondisi. Saat

temperatur lingkungannya diubah menjadi rendah kemampuan metabolisme

Daphnia sp. menjadi menurun akibatnya denyut jantung menjadi melemah.

Temperatur panas yang terjadi di lingkungan seharusnya membuat peningkatan

aktifitas metabolisme dari Daphnia sp. yang menyebabkan denyut jantung

Daphnia sp. menjadi cepat. Dari hasil praktikum data rombongan VII, rata-rata

hasil sesuai dengan referensi, namun pada kelompok 3, hasil pada suhu panas

hasil denyut jantung Daphnia tidak sesuai referensi, hal ini kemungkinan

disebabkan oleh beberapa faktor diantarnya terlalu lamanya proses penguapan

Daphnia terlalu dekat dengan uap panas sehingga Daphnia sudah hampir mati.

Pada pemberian alcohol 5% denyut jantung Daphnia pada data hasil rombongan

VII menurun, hal itu tidak sesuai dengan pernyataaan Soegiri, (1988) Bila

lingkungan Daphnia sp. adalah alkohol, karena alkohol bersifat panas seharusnya

mengakibatkan aktifitas metabolisme menjadi cepat dan mempengaruhi denyut

jantungnya. Menurut Corotto (2010), penambahan alkohol 5% dapat

mengakibatkan ritme jantung Daphnia jadi tidak teratur. Hal itu dimungkinkan

karena Daphnia terlalu lama dibiarkan dalam lingkungan alkohol, sehingga denyut

jantung Daphnia semakin melemah karena alkohol bersifat toksik. Menurut

Soegiri (1988), penambahan zat kimia (alkohol) dalam batas tertentu akan

meningkatkan metabolisme, dengan penambahan alkohol yang berkonsentrasi

tinggi akan mempercepat kerja jantung Daphnia. Rangsangan yang kuat

menyebabkan jantung berhenti berdetak waktu distole. Pengaruh ini lepas karena

ventrikel segera berdenyut lebih keras lagi. Rangsang pada syaraf simpatis akan

menyebabkan peningkatan aktivitas jantung untuk mensuplai lebih banyak darah

terhadap otot-otot skelet pada aktivitas fisik. Pertumbuhan pada umumnya

ditentukan oleh ketersediaan dan kualitas makanan, di samping beberapa abiotik

faktor-faktor (seperti suhu dan pH) (Acharya, et al., 2004).

Kecepatan denyut jantung dipengaruhi beberapa faktor antara lain suhu

lingkungan. Suhu mempengaruhi proses fisiologis organisme termasuk frekuensi

denyut jantung. Penaikan ataupun penurunan tersebut dapat mencapai dua kali

aktivitas normal. Perubahan aktivitas akibat pengaruh suhu. Aktivitas akan naik

seiring dengan naiknya suhu sampai pada titik dimana terjadi kerusakan jaringan,

kemudian diikuti aktivitas yang menurun dan akhirnya terjadi kematian. Pada

suhu sekitar 10oC dibawah atau diatas suhu normal suatu jasad hidup dapat

mengakibatkan penurunan atau kenaikan aktivitas jasad hidup tersebut kurang

lebih dua kali pada suhu normalnya, sedangkan perubahan suhu yang tiba-tiba

akan mengakibatkan terjadinya kejutan atau shock biasanya dikaitkan dengan

koefisien aktivitas. Pengukuran frekuensi denyut jantung dan lamanya kontraksi

jantung diatur oleh impuls yang datang dari sistem syaraf simpatik dan

parasimpatik. Faktor-faktor yang mempenaruhi fisiologis jantung adalah

pemberian zat kimia, pengaruh temperatur dan beasar kecilnya hewan. Dengan

berubahnya temperatur maka frekuensi jantung akan berubah, jika suhu naik maka

kerja jantung akan naik begitu juga sebaliknya. Perubahan frekuensi jantung

diakibatkan oleh pemberian zat kimia yang berlangsung di dalam sel. Hewan kecil

mempunyai kecepatan metaabolisme yang tinggi (Soetrisno, 1981).

Menurut Wiwi (2006) faktor-faktor yang mempengaruhi kerja denyut

jantung Daphnia adalah sebagai berikut :

a. Aktivitas dan faktor yang mempengaruhi denyut jantung Daphnia bertambah

lambat setelah dalam keadaan tenang.

b. Ukuran dan umur, dimana spesies yang lebih besar cenderung mempunyai

denyut jantung yang lebih lambat.

c. Cahaya, pada keadaan gelap denyut jantung Daphnia mengalami penurunan

sedangkan pada keadaan terang denyut jantung Daphnia mengalami

peningkatan.

d. Temperatur, denyut jantung Daphnia. akan bertambah tinggi apabila suhu

meningkat.

e. pH, Daphnia membutuhkan pH yang sedikit alkalin, yaitu 6,7-8,2.

f. Obat-obat (senyawa kimia), zat kimia menyebabkan aktivitas denyut jantung

Daphnia menjadi tinggi atau meningkat

Jika dibandingkan dengan kerja jantung pisces, menurut Waterman (1960)

pada lingkungan dengan suhu tinggi akan meningkatkan metabolisme dalam

tubuh sehingga laju respirasi meningkat dan berdampak pada peningkatan denyut

jantung ikan begitu sebaliknya dengan suhu yang rendah akan menurunkan

jumlah denyut jantung. Jika dibandingkan dengan amphibi pada saat berdenyut,

setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah (diastol). Selanjutnya jantung

berkontraksi dan memompa darah keluar dari ruang jantung (sistol). Kedua

serambi mengendur dan berkontraksi secara bersamaan, dan kedua ventrikel juga

mengendur dan berkontraksi secara bersamaan. Darah yang kehabisan oksigen

dan mengandung banyak karbondioksida (darah kotor) dari seluruh tubuh

mengalir melalui dua vena berbesar (vena kava) menuju ke dalam atrium kanan.

Setelah atrium kanan terisi darah, dia akan mendorong darah ke dalam ventrikel

kanan. Darah dari ventrikel kanan akan dipompa melalui katup pulmoner ke

dalam arteri pulmonalis, menuju ke paru-paru. Darah akan mengalir melalui

pembuluh yang sangat kecil (kapiler) yang mengelilingi kantong udara di paru-

paru, menyerap oksigen dan melepaskan karbondioksida yang selanjutnya

dihembuskan. Darah yang kaya akan oksigen (darah bersih) mengalir di dalam

vena pulmonalis menuju ke atrium kiri. Peredaran darah di antara bagian kanan

jantung, paru-paru dan atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner. Darah dalam atrium

kiri akan didorong menuju ventrikel kiri, yang selanjutnya akan memompa darah

bersih ini melewati katup aorta masuk ke dalam aorta (arteri terbesar dalam

tubuh). Darah kaya oksigen ini disediakan untuk seluruh tubuh, kecuali paru-paru

(Raneeta, 2009).

Sebenarnya selain suhu, kecepatan denyut jantung Daphnia juga

dipengaruhi oleh umur dan ukuran tubuh Daphnia itu sendiri. Dhahiyat (2004)

mengemukakan bahwa hewan kecil memiliki frekuensi denyut jantung yang

lebih cepat dari pada hewan dewasa, baik itu pada suhu atau temperatur panas,

sedang, dingin, maupun alkoholik. Hal ini disebabkan adanya kecepatan

metabolik yang dimiliki hewan kecil tersebut.

Menurut Pennak (1953) mekanisme kerja jantung Daphnia berbanding

lurus dengan kebutuhan oksigen per unit berat badannya pada hewan-hewan

dewasa. Daphnia sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan pada suhu 220oC

– 310oC dan pH 6,5 – 7,4 yang mana organisme ini perkembangan larva

menjadi dewasa dalam waktu empat hari (Djarijah, 1995). Dilihat dari struktur

Daphnia memiliki ukuran tubuh yang amat kecil, sehingga pada Daphnia

memiliki luas permukaan yang sedikit sehingga dalam pelepasan panas dia

lebih tidak efisien, sedang pada dasarnya denyut jantung juga dipengaruhi oleh

suhu dan suhu dapat diserap dan dilepas oleh tubuh, maka jika terjadi

perubahan suhu pada lingkungan mengakibatkan Daphnia beradaptasi yang

membuat aktivitas denyut jantung semakin cepat. Apabila suhu semakin

meningkat metabolisme dalam tubuh akan terpicu dikarenakan pula oleh kerja

enzim dalam metabolisme.

Mekanisme adaptasi fisiologi ini juga mempengaruhi peningkatan frekuensi

denyut jantung pada Daphnia. Hewan ini dapat memperoleh energi panas dari

lingkungan. Energi inilah yang digunakan untuk melangsungkan metabolisme.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum dan pembahasan sebelumnya dapat

disimpulkan sebagai berikut :

1. Denyut Daphnia sp. pada temperatur normal atau suhu ruang tercatat suhunya

30oC denyut jantung Daphnia sp. 112. Temperatur dingin 18oC denyut jantung

64, sedangkan temperatur panas 39,1 oC denyut jantung 120 dan pemberian

alkohol 5% pada Daphnia sp. denyut jantung 80.

2. Pada suhu tinggi denyut jantung Daphnia akan semakin cepat karena

peningkatan metabolisme, pada suhu rendah denyut jantung Daphnia menurun

dan pada pemberian alcohol 5% denyut jantung Daphnia pada awal pemberian

akan semakin cepat, namun lama-lama denyut jantung Daphnia akan semakin

melemah karena alcohol bersifat toksik.

3. Faktor yang mempengaruhi kerja jantung Daphnia sp. adalah temperatur, zat

kimia, faktor-faktor biologis, cahaya, ukuran tubuh, dan umur.

DAFTAR REFERENSI

Acharya, K., M. Kyle dan J. J. Elser. 2004. Biological Stoichiometry of Daphnia Growth: An Ecophysiological Test of the Growth Rate Hypothesis. The American Society of Limnology and Oceanography, Inc., 49(3): 656–665.

Barness, R.D. 1966. Invertebrata Zoology. W.B Sanders Company. Philadelphia, London.

Corotto, F et al., 2010. Making the Most of the Daphnia Heart Rate Lab: Optimizing the Use of Ethanol, Nicotine & Caffeine. Journal of American Biology teacher.

Dhahiyat, Y. 2004. The Effect of Different Kinds of Food and Media on Life History of Daphnia magna Straus. Jurnal hayati Desember, hlm : 103 – 108 .

Djarijah, A.S. 1995. Pakan Alami Ikan. Kanisius, Yogyakarta.

Hall, T. W. 1980. Analytical Chemistry. John Willey and Sons Inc, NewYork.

Pangkey, H. 2009. Daphnia dan Penggunaannya. Jurnal Perikanan dan Kelautan Vol V (3): 33-36.

Pennak, R.W. 1953. Fresh Water Invertebrata. The Ronal Company, New York.

Radiopoetro. 1977. Zoologi. Erlangga, Jakarta.

Schmidt-Nelsen, K. 1990. Animal Physiologi-Adaption and Environment Fourth Edition. Cambridge University. Cambridge.

Soegiri, N. 1988. Zoologi Umum. Erlangga, Jakarta.

Soetrisno. 1981. Diktat Fisiologi Hewan. Fakultas Peternakan Unsoed, Purwokerto.

Waterman, T.H. 1960. Physiology of Crustacea Vol. I. Academy Press, New York.

Waterman, T.H. 1960. The Phsyology of Crustacea Volume I. Academic Press, New York.

Yuwono, E. 2001. Fisiologi Hewan I. Fakultas Biologi, UNSOED, Purwokerto.

Wiwi, Isnaeni. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta : Kanisius.