Struktur dan Fungsi Hewan

Modul Olimpiade IPA SD — Bab 15

Burung merpati tidak punya gigi, tetapi bisa memakan biji yang keras. Paus hidup seumur hidupnya di laut, tetapi bisa mati tenggelam kalau tidak sempat naik ke permukaan. Cacing tanah tidak punya paru-paru, tetapi tetap bisa bernapas — asalkan kulitnya tetap lembap.

Semua keanehan itu sebenarnya bukan keanehan sama sekali. Tubuh setiap hewan disusun sesuai dengan apa yang dimakannya dan di mana ia hidup.

Bab ini mengajakmu melihat bagaimana hewan-hewan menyelesaikan masalah yang sama — makan, bernapas, mengedarkan darah, bergerak — dengan cara yang berbeda-beda.

Sistem Organ pada Hewan

Perhatikan Gambar Sistem Organ pada Hewan. Tubuh hewan tersusun bertingkat: sel berkumpul menjadi jaringan, jaringan menyusun organ, dan beberapa organ yang bekerja sama membentuk sistem organ.

Hewan bertulang belakang umumnya memiliki enam sistem: pencernaan, pernapasan, peredaran darah, saraf, gerak, dan reproduksi. Tetapi makin sederhana hewannya, makin sedikit sistem yang dimilikinya.

Amoeba, misalnya, hanya terdiri dari satu sel — semua pekerjaan itu dilakukan oleh sel yang sama. Hydra sudah punya jaringan tetapi belum punya organ peredaran darah. Inilah yang membuat perbandingan antarhewan menjadi menarik: bukan soal siapa lebih baik, melainkan soal seberapa rumit masalah yang harus mereka selesaikan.

Saluran Pencernaan Lengkap dan Tidak Lengkap

Perhatikan Gambar Saluran Pencernaan Lengkap dan Tidak Lengkap. Pembedanya cuma satu hal: berapa jumlah lubangnya.

Saluran pencernaan disebut lengkap bila memiliki dua lubang yang berbeda — mulut sebagai tempat makanan masuk dan anus sebagai tempat sisa keluar. Hampir semua hewan yang kita kenal masuk kelompok ini: belalang, burung, cacing tanah, ikan, dan gurita.

Saluran disebut tidak lengkap bila hanya memiliki satu lubang, sehingga makanan masuk dan sisa keluar lewat lubang yang sama. Contohnya ubur-ubur dan Hydra dari kelompok Cnidaria, serta cacing pipih seperti Planaria.

Keuntungan saluran lengkap besar sekali: makanan bergerak satu arah, sehingga tiap bagian saluran bisa mengerjakan tugas khusus secara berurutan tanpa saling mengganggu. Pada saluran tidak lengkap, makanan baru tidak bisa masuk sebelum sisa yang lama dikeluarkan.

Pencernaan Burung

Perhatikan Gambar Saluran Pencernaan Burung. Burung menghadapi satu masalah besar: ia tidak punya gigi, padahal makanannya berupa biji yang keras.

Urutan salurannya: mulut (paruh) → kerongkongan → tembolok → lambung kelenjar → ampela → usus halus → usus besar → kloaka.

Dua bagian di tengah sering tertukar, padahal tugasnya jauh berbeda. Tembolok adalah kantong pelebaran kerongkongan yang hanya berfungsi menyimpan makanan sementara dan melunakkannya. Ampela atau empedal berdinding otot sangat tebal, dan tugasnya menggiling makanan sampai halus.

Di dalam ampela itulah burung menyimpan kerikil yang sengaja ditelannya. Kerikil berperan sebagai pengganti gigi — ikut terguncang bersama otot ampela dan menggilas biji sampai hancur. Jadi kalau kamu melihat ayam mematuk kerikil, itu bukan karena lapar atau salah makan.

Saluran berakhir di kloaka, yaitu lubang tunggal tempat keluarnya sisa pencernaan, urine, sekaligus sel kelamin. Kloaka juga dimiliki reptil, amfibi, dan burung — tetapi tidak dimiliki mamalia.

Pencernaan Cacing Tanah

Perhatikan Gambar Saluran Pencernaan Cacing Tanah. Menariknya, susunan pencernaan Lumbricus sp. sangat mirip burung, meskipun keduanya hewan yang jauh berbeda.

Urutannya: mulut → faring → kerongkongan → tembolok → empedal → usus → anus.

Sama seperti pada burung, tembolok cacing tanah merupakan modifikasi kerongkongan yang berfungsi menyimpan makanan sementara, sedangkan empedal berdinding otot tebal dan berfungsi menggiling — persis sepadan dengan ampela pada unggas.

Kemiripan ini bukan karena keduanya berkerabat, melainkan karena keduanya menghadapi masalah yang sama: harus menghaluskan makanan tanpa punya gigi. Peristiwa dua makhluk berbeda yang menemukan pemecahan serupa seperti ini sering muncul di soal olimpiade.

Tipe Mulut Serangga

Perhatikan Gambar Tipe Mulut Serangga. Ada lima tipe, dan masing-masing cocok untuk satu jenis makanan.

Tipe menggigit dan mengunyah memiliki rahang (mandibula) yang kuat untuk memotong bahan padat seperti daun. Pemiliknya: belalang, jangkrik, dan kecoa.

Tipe mengisap berupa belalai panjang menggulung yang disebut probosis, dipakai mengambil nektar dari dasar bunga. Pemiliknya kupu-kupu.

Tipe menusuk dan mengisap berupa jarum halus yang dapat menembus kulit, dipakai mengisap darah atau cairan tumbuhan. Pemiliknya nyamuk dan kutu daun.

Tipe menjilat berupa bantalan berpori yang menyerap cairan di permukaan. Pemiliknya lalat.

Tipe menggigit dan menjilat menggabungkan rahang dengan lidah panjang. Pemiliknya lebah, yang perlu menggigit lilin sekaligus menjilat nektar.

Mencerna Selulosa

Perhatikan Gambar Mencerna Selulosa dengan Bantuan Bakteri. Dinding sel tumbuhan tersusun dari selulosa, zat yang sangat sulit dipecah.

Masalahnya, tidak ada satu pun hewan yang tubuhnya sendiri mampu menghasilkan enzim pemecah selulosa. Padahal bagi hewan pemakan tumbuhan, selulosa justru bagian terbesar dari makanannya.

Pemecahannya adalah kerja sama. Di dalam saluran pencernaan hewan herbivora hidup bakteri dan mikroorganisme lain yang mampu menguraikan selulosa menjadi zat sederhana yang bisa diserap. Hewan mendapat makanan, bakteri mendapat tempat tinggal — hubungan yang saling menguntungkan.

Ingat! Karena itu hewan yang paling memerlukan bakteri pengurai selulosa adalah herbivora — bukan karnivora maupun omnivora, sebab makanan merekalah yang paling banyak mengandung selulosa.

Aneka Alat Pernapasan Hewan

Perhatikan Gambar Alat Pernapasan Berbagai Hewan. Ada lima macam alat pernapasan utama.

Insang dimiliki ikan dan udang, berupa lembaran tipis kaya pembuluh darah untuk mengambil oksigen terlarut dalam air. Paru-paru dimiliki mamalia, burung, dan reptil. Kulit dipakai cacing tanah dan katak. Trakea berupa jaringan pipa udara dimiliki serangga. Paru-paru buku berupa lembaran bertumpuk dimiliki laba-laba dan kalajengking.

Sekarang bagian yang paling sering menjebak: tempat hidup bukan penentu alat pernapasan.

Banyak hewan laut justru bernapas dengan paru-paru, bukan insang. Paus, lumba-lumba, dan anjing laut semuanya mamalia — mereka harus naik ke permukaan untuk menghirup udara, dan bisa mati tenggelam kalau tidak sempat naik.

Sebaliknya, nama yang mengandung kata "laut" atau "paus" tidak berarti apa-apa. Hiu paus tetap seekor ikan yang berinsang, meskipun namanya mengandung kata paus. Begitu pula kuda laut adalah ikan, dan udang lobster adalah krustasea — keduanya berinsang.

Jadi jangan menebak dari nama atau tempat hidupnya. Tanyakan dulu: hewan ini termasuk kelompok apa?

Pernapasan Ikan

Perhatikan Gambar Pernapasan pada Ikan. Air mengalir satu arah, dan inilah kunci memahami pernapasan ikan.

Ketika ikan membuka mulut, air masuk ke rongga mulut. Ketika mulut menutup, air didorong melewati lembaran insang yang kaya pembuluh darah. Di situlah oksigen terlarut berdifusi masuk ke darah, dan karbon dioksida berdifusi keluar dari darah ke air.

Kemudian tutup insang atau operkulum membuka, dan air keluar melewati insang sambil membawa karbon dioksida.

Perhatikan arah keluarnya: karbon dioksida keluar bersama air melalui insang saat operkulum membuka — bukan kembali lewat rongga mulut. Kalau air boleh berbalik arah, oksigen yang sudah diambil akan tercampur lagi dengan air yang sudah miskin oksigen.

Cara Hiu Bernapas

Perhatikan Gambar Cara Hiu Bernapas. Hiu punya masalah khusus: ia tidak memiliki operkulum, sehingga tidak bisa memompa air melewati insangnya.

Pemecahannya disebut ventilasi ram: hiu harus berenang terus-menerus dengan mulut terbuka, sehingga air mengalir masuk dengan sendirinya karena gerakan majunya. Akibatnya, banyak jenis hiu tidak bisa benar-benar berhenti berenang — berhenti berarti berhenti bernapas.

Sirip hiu juga punya pembagian tugas. Sirip dada berfungsi untuk bermanuver dan mengatur arah serta ketinggian, sedangkan pendorong utamanya adalah sirip ekor.

Dalam hal berkembang biak, hiu melakukan fertilisasi internal — pembuahan berlangsung di dalam tubuh induk betina. Beberapa ikan hias yang beranak seperti cere, guppy, platis, dan molly juga berfertilisasi internal. Ini pengecualian menarik, sebab sebagian besar ikan lain berfertilisasi eksternal.

Pernapasan Katak

Perhatikan Gambar Dua Cara Bernapas pada Katak. Karena hidup di dua tempat sekaligus, katak dewasa memiliki dua alat pernapasan.

Yang pertama adalah paru-paru. Katak tidak punya tulang rusuk untuk memompa dada, jadi ia memompa udara dari rongga mulut ke paru-paru — itulah sebabnya kerongkongan katak terlihat mengembang-kempis.

Yang kedua adalah kulit. Kulit katak tipis, selalu lembap, dan kaya pembuluh darah. Oksigen dari udara atau air larut dalam lapisan lembap itu, lalu berdifusi masuk ke pembuluh darah, sementara karbon dioksida berdifusi keluar.

Ketiga syarat itu wajib ada. Kalau kulit katak mengering, pernapasan kulitnya berhenti — inilah sebabnya katak selalu mencari tempat lembap dan tidak bisa bertahan lama di tempat kering.

Pembagiannya berubah menurut tempat: saat di darat katak lebih mengandalkan paru-paru, sedangkan saat berada di dalam air ia hampir sepenuhnya mengandalkan kulit.

Pernapasan Burung

Perhatikan Gambar Pernapasan Burung Saat Terbang. Terbang memerlukan energi sangat besar, sehingga burung memerlukan pasokan oksigen yang jauh lebih lancar daripada hewan darat lain.

Paru-paru burung berbeda dari paru-paru mamalia: sifatnya kaku dan tidak mengembang-mengempis. Ia hanyalah tempat pertukaran gas berlangsung.

Yang mengatur aliran udara adalah pundi-pundi udara (kantong udara) yang tersebar di rongga tubuh dan bahkan masuk ke dalam tulang. Pundi udara bukan tempat pertukaran gas — tugasnya menyimpan dan mengalirkan udara agar aliran melewati paru-paru tetap lancar satu arah, baik saat menarik maupun mengembuskan napas.

Karena itu pernapasan burung saat terbang paling efektif bila pundi-pundi udara dan paru-paru bekerja bersama-sama — bukan salah satunya saja. Pundi udara juga meringankan tubuh dan membantu mengatur suhu saat terbang.

Pernapasan Serangga dan Cacing Tanah

Perhatikan Gambar Pernapasan Serangga dan Cacing Tanah. Keduanya bernapas tanpa paru-paru maupun insang, tetapi caranya berbeda sama sekali.

Serangga memakai trakea, yaitu jaringan pipa udara halus yang bercabang ke seluruh tubuh. Udara masuk lewat lubang-lubang kecil di sisi tubuh yang disebut stigma atau spirakel. Yang menarik, trakea mengantar oksigen langsung ke sel-sel tubuh — jadi darah serangga hampir tidak berperan mengangkut oksigen.

Cacing tanah memakai kulit, sama seperti katak. Kulitnya tipis, lembap, dan berpembuluh darah, sehingga gas dapat berdifusi langsung. Inilah sebabnya cacing tanah keluar ke permukaan saat hujan deras — tanah yang tergenang membuatnya sulit memperoleh oksigen.

Adapun laba-laba dan kalajengking memakai paru-paru buku, yaitu lembaran-lembaran tipis bertumpuk seperti halaman buku di dalam rongga tubuhnya.

Peredaran Darah Terbuka dan Tertutup

Perhatikan Gambar Peredaran Darah Terbuka dan Tertutup. Pembedanya satu pertanyaan: apakah darah pernah keluar dari pembuluh?

Pada peredaran darah terbuka, darah dipompa keluar dari pembuluh lalu membanjiri rongga tubuh dan merendam organ-organ secara langsung, baru kemudian kembali ke jantung. Alirannya lambat dan tekanannya rendah. Pemiliknya adalah Mollusca (kerang, siput) dan Arthropoda (laba-laba, capung, udang, serangga).

Pada peredaran darah tertutup, darah selalu berada di dalam pembuluh dan tidak pernah membanjiri rongga tubuh. Alirannya cepat dan tekanannya terkendali. Pemiliknya adalah Annelida (cacing tanah) dan semua vertebrata — ikan, katak, reptil, burung, dan mamalia.

Cara mengingatnya: kelompok bercangkang dan berbuku-buku umumnya terbuka; cacing gelang dan hewan bertulang belakang tertutup.

Ruang Jantung Vertebrata

Perhatikan Gambar Jumlah Ruang Jantung Vertebrata. Aturannya pendek dan wajib hafal:

Ikan 2 ruang; amfibi 3 ruang; reptil 3 ruang — kecuali buaya yang 4 ruang; burung dan mamalia 4 ruang.

Ruang jantung terdiri atas serambi (atrium) yang menerima darah masuk, dan bilik (ventrikel) yang memompa darah keluar. Jadi jantung ikan berarti 1 serambi + 1 bilik, jantung katak 2 serambi + 1 bilik, dan jantung mamalia 2 serambi + 2 bilik.

Mengapa jumlah ruang itu penting? Karena ia menentukan seberapa baik darah kaya oksigen terpisah dari darah miskin oksigen. Pada jantung 4 ruang, keduanya sama sekali tidak bercampur, sehingga oksigen yang sampai ke sel jauh lebih pekat. Pada jantung 3 ruang, sebagian darah bercampur di bilik tunggalnya.

Perhatikan jebakan namanya: lumba-lumba dan paus adalah mamalia (4 ruang), hiu adalah ikan (2 ruang), dan katak pohon tetap amfibi (3 ruang) meskipun hidup di pohon.

Perhatikan Gambar Jantung Cacing Tanah. Cacing tanah tidak punya jantung seperti kita. Sebagai gantinya ia memiliki lima pasang lengkung aorta — pembuluh melengkung berotot yang berdenyut memompa darah.

Karena itu "lima lengkung aorta" adalah ciri khas yang langsung menunjuk ke cacing tanah bila muncul di soal.

Sistem Saraf Berbagai Hewan

Perhatikan Gambar Sistem Saraf pada Berbagai Hewan. Susunan saraf makin lama makin terpusat seiring makin rumitnya hewan.

Amoeba sama sekali tidak memiliki sel saraf khusus. Alasannya sederhana: ia hanya terdiri dari satu sel, sehingga tidak mungkin ada sel yang dikhususkan. Rangsang diterima dan ditanggapi oleh seluruh selnya sendiri.

Hydra sudah punya sel saraf, tetapi tersebar merata membentuk jala saraf (saraf difus) tanpa pusat. Akibatnya rangsang di satu titik menyebar ke seluruh tubuh.

Vermes (cacing) dan Insecta (serangga) memiliki saraf tangga tali: dua tali saraf memanjang di sepanjang tubuh dengan simpul-simpul saraf (ganglion) di tiap ruas, mirip anak tangga.

Vertebrata memiliki susunan paling maju: otak dan sumsum tulang belakang sebagai pusat, ditambah saraf tepi yang menyebar.

Sel Saraf

Perhatikan Gambar Bagian-Bagian Sel Saraf. Sel saraf disebut neuron, dan bentuknya khas karena harus mengantar rangsang jarak jauh.

Dendrit adalah tonjolan bercabang pendek yang menerima rangsang. Badan sel berisi inti sel dan mengolah rangsang itu. Akson adalah serabut panjang yang meneruskan rangsang menjauh dari badan sel. Selubung mielin membungkus akson seperti isolasi kabel dan mempercepat jalannya rangsang. Ujung akson adalah tempat rangsang diteruskan ke sel berikutnya.

Rangsang yang merambat itu disebut impuls, dan arahnya selalu satu: dendrit → badan sel → akson → ujung akson.

Celah pertemuan antara dua sel saraf disebut sinapsis. Di celah ini impuls tidak bisa melompat begitu saja, sehingga di ujung akson impuls listrik diubah lebih dulu menjadi zat kimia bernama neurotransmiter. Zat itu menyeberangi celah, lalu diubah kembali menjadi impuls listrik di sel berikutnya.

Perhatikan Gambar Tiga Macam Sel Saraf. Ketiganya dibedakan dari panjang pendeknya dendrit dan akson — dan inilah cara mengenalinya di gambar.

Saraf sensorik memiliki dendrit panjang dan akson pendek. Dendritnya panjang karena harus menjulur sampai ke alat indra untuk menerima rangsang.

Saraf motorik kebalikannya: dendrit pendek dan akson panjang. Aksonnya panjang karena harus menjulur dari pusat saraf sampai ke otot atau kelenjar.

Saraf penghubung (asosiasi) memiliki dendrit dan akson yang sama-sama pendek, dan terletak di dalam pusat saraf sebagai penyambung antara sensorik dan motorik.

Contoh Soal 1

Sebuah gambar sel saraf diberi nomor 1 sampai 6, dengan nomor 1 pada tonjolan bercabang di ujung kiri dan nomor 6 pada percabangan di ujung kanan. Sel itu berdendrit pendek dan berakson panjang. Tentukan: (A) bagian penerima rangsang dari reseptor; (B) jenis saraf ini; (C) tempat impuls listrik diubah menjadi sinyal kimiawi; (D) nama pertemuan dua sel saraf.

Pembahasan:

Langkah 1 — kenali arah gambarnya. Impuls selalu berjalan dari dendrit ke ujung akson, jadi ujung kiri (nomor 1) pasti dendrit dan ujung kanan (nomor 6) pasti ujung akson.

Langkah 2 — jawab (A). Penerima rangsang adalah dendrit, yaitu nomor 1.

Langkah 3 — jawab (B). Ciri "dendrit pendek, akson panjang" menunjuk saraf motorik.

Langkah 4 — jawab (C). Perubahan impuls listrik menjadi neurotransmiter terjadi di ujung akson, yaitu nomor 6.

Jawaban: A = nomor 1 (dendrit); B = motorik; C = nomor 6 (ujung akson); D = sinapsis.

Sendi

Perhatikan Gambar Bagian-Bagian Sendi. Sebuah sendi tersusun dari empat bagian dengan tugas yang berbeda-beda, dan soal sering menanyakan tugas mana milik bagian mana.

Tulang rawan sendi melapisi ujung tulang sebagai bantalan licin yang meredam benturan. Cairan sinovial mengisi rongga sendi dan berfungsi melumasi agar gesekan berkurang. Kapsul sendi membungkus seluruh sendi dan menahan cairan sinovial agar tidak bocor.

Ligamen adalah jaringan ikat kuat yang mengikat tulang dengan tulang. Selain menjaga sendi tetap kokoh, ligamen juga berfungsi membatasi gerakan agar tulang tidak bergerak terlalu bebas sampai terlepas dari tempatnya.

Ingat! Ligamen menghubungkan tulang dengan tulang; tendon menghubungkan otot dengan tulang. Kalau soal menanyakan bagian yang membatasi gerakan, jawabannya ligamen — bukan kapsul sendi yang hanya membungkus, dan bukan cairan sinovial yang justru memperlancar gerakan.

Rangka Luar dan Rangka Dalam

Perhatikan Gambar Rangka Luar dan Rangka Dalam. Rangka luar disebut eksoskeleton, sedangkan rangka dalam disebut endoskeleton.

Eksoskeleton dimiliki Arthropoda seperti serangga, udang, dan kepiting. Ia berupa kerangka keras di bagian luar tubuh yang melindungi organ dalam sekaligus menjadi tempat melekatnya otot.

Tetapi rangka luar punya kelemahan besar: ia tidak ikut membesar bersama tubuh yang tumbuh di dalamnya. Karena itu pemiliknya harus melepaskan rangka lamanya secara berkala — peristiwa yang disebut molting atau ekdisis. Saat baru berganti kulit, tubuhnya masih lunak dan sangat rentan dimangsa.

Endoskeleton dimiliki vertebrata. Karena berada di dalam tubuh dan tersusun dari sel hidup, rangka ini tumbuh bersama tubuhnya sehingga tidak perlu diganti.

Perhatikan Gambar Cangkang Kura-Kura. Cangkang kura-kura sering disalahpahami sebagai "rumah" yang bisa ditinggalkan, padahal bukan.

Cangkang bagian punggung disebut karapaks, dan ia sebenarnya merupakan perkembangan dari tulang rusuk yang melebar lalu menyatu satu sama lain dan menyatu pula dengan tulang belakang. Bagian bawahnya disebut plastron.

Karena karapaks adalah bagian dari kerangkanya sendiri, kura-kura tidak mungkin keluar dari cangkangnya — sama seperti kita tidak mungkin keluar dari tulang rusuk sendiri.

Jaringan Penyusun Tubuh Hewan

Perhatikan Gambar Jaringan Penyusun Tubuh Hewan. Ada empat jaringan utama, dan masing-masing bisa dikenali dari bentuk selnya di bawah mikroskop.

Jaringan epitel tersusun dari sel-sel yang rapat, umumnya bulat atau pipih dengan satu inti, dan tidak dapat berkontraksi. Tugasnya melapisi permukaan tubuh dan rongga organ, serta melindungi jaringan di bawahnya.

Jaringan otot tersusun dari sel panjang dan ramping. Serat otot rangka punya ciri khas banyak inti yang terletak di tepi. Tugasnya berkontraksi untuk menggerakkan tubuh.

Jaringan saraf tersusun dari neuron berjuluran panjang, tugasnya mengantar impuls. Jaringan ikat mengikat dan menyokong jaringan lain — termasuk tulang, tulang rawan, darah, ligamen, dan tendon.

Jadi kalau di bawah mikroskop kamu melihat sel panjang berinti banyak di tepi, itu otot; kalau sel bulat berinti satu yang tidak berkontraksi, itu epitel.

Ukuran Sel dan Pertukaran Zat

Perhatikan Gambar Mengapa Sel Kecil Lebih Efisien. Ada satu prinsip sederhana yang menjelaskan banyak hal sekaligus dalam biologi.

Zat masuk dan keluar sel lewat permukaan membrannya, tetapi yang harus dilayani adalah seluruh isi sel. Jadi yang menentukan bukan luas permukaan saja, melainkan perbandingan luas permukaan terhadap volume.

Ketika sebuah benda diperbesar, volumenya bertambah jauh lebih cepat daripada luas permukaannya. Akibatnya, makin besar sebuah sel, makin kecil perbandingan luas permukaan terhadap volumenya — dan makin sulit ia melayani kebutuhan isinya.

Karena itulah sel berukuran kecil lebih efektif dalam pertukaran zat, dan karena itu pula tubuh makhluk hidup tersusun dari banyak sel kecil, bukan dari satu sel raksasa.

Contoh Soal 2

Sel A berukuran lebih kecil daripada sel B. Pada sel mana perpindahan zat berlangsung lebih efektif, dan mengapa?

Pembahasan:

Langkah 1 — tentukan apa yang dibandingkan. Bukan luas permukaan saja, bukan volume saja, melainkan perbandingan keduanya.

Langkah 2 — bayangkan sel mengecil. Saat ukuran mengecil, volume berkurang lebih cepat daripada luas permukaan, sehingga perbandingan luas permukaan terhadap volume menjadi lebih besar.

Langkah 3 — hubungkan dengan pertukaran zat. Perbandingan yang lebih besar berarti tiap satuan isi sel dilayani oleh permukaan yang lebih luas.

Jawaban: Sel A lebih efektif, karena perbandingan luas permukaan terhadap volumenya lebih besar.

Prinsip yang sama menjelaskan mengapa hewan berukuran besar lebih tahan dingin: luas permukaan tubuhnya relatif lebih kecil dibanding volumenya, sehingga panas tubuh tidak cepat lepas ke lingkungan. Itu pula sebabnya hewan kutub cenderung bertubuh besar dan bertelinga kecil.

Fertilisasi

Perhatikan Gambar Fertilisasi Eksternal dan Internal. Pembedanya adalah di mana sel sperma bertemu sel telur.

Fertilisasi eksternal berlangsung di luar tubuh induk, hampir selalu di dalam air. Induk betina melepaskan telur, lalu induk jantan menyemprotkan sperma di atasnya. Contohnya sebagian besar ikan dan katak.

Karena banyak telur yang gagal dibuahi atau dimakan pemangsa, hewan berfertilisasi eksternal biasanya bertelur dalam jumlah sangat banyak sekaligus — ratusan bahkan ribuan.

Fertilisasi internal berlangsung di dalam tubuh induk betina. Contohnya reptil, burung, mamalia, hiu, serta ikan yang beranak seperti guppy dan molly. Karena peluang keberhasilannya jauh lebih tinggi, jumlah keturunannya lebih sedikit tetapi lebih terjamin.

Endoterm dan Ektoterm

Perhatikan Gambar Endoterm dan Ektoterm. Pembedanya adalah dari mana panas tubuhnya berasal.

Endoterm berarti panas tubuh dihasilkan dari dalam, yaitu dari metabolismenya sendiri. Suhu tubuhnya tetap stabil walaupun suhu lingkungan berubah — inilah yang sehari-hari disebut berdarah panas. Pemiliknya adalah Aves (burung) dan Mammalia.

Ektoterm berarti panas tubuh bergantung pada lingkungan. Suhu tubuhnya naik turun mengikuti suhu sekitar — inilah yang disebut berdarah dingin. Pemiliknya adalah Pisces (ikan), Amphibia, dan Reptilia.

Itulah sebabnya kadal dan buaya sering terlihat berjemur di pagi hari: mereka sedang mengumpulkan panas dari matahari karena tubuhnya tidak bisa menghasilkan panas sendiri.

Sirip dan Alat Gerak

Perhatikan Gambar Fungsi Sirip pada Ikan dan Paus. Tiap sirip punya tugas sendiri yang tidak saling menggantikan.

Sirip punggung terletak di bagian atas tubuh dan bekerja seperti penstabil — tugasnya menjaga keseimbangan agar tubuh tidak mudah terguling ke samping saat berenang.

Sirip dada berfungsi bermanuver: mengatur arah belok, naik, turun, dan mengerem. Sirip ekor adalah pendorong utama yang menghasilkan tenaga maju.

Sirip perut membantu menjaga kestabilan. Pada ikan gurame, sepasang sirip perut ini bahkan berubah bentuk menjadi dua helai panjang seperti cambuk — modifikasi sirip perut yang berfungsi sebagai alat peraba untuk meraba dasar perairan yang keruh.

Perhatikan bahwa paus juga punya sirip punggung dengan fungsi yang sama, meskipun ia mamalia dan bukan ikan.

Mengenali Serangga

Perhatikan Gambar Mengenali Serangga dari Tubuhnya. Kelas Insecta punya dua ciri yang selalu berlaku: tubuhnya terbagi tiga bagian (kepala, dada, perut) dan kakinya tiga pasang alias enam buah.

Cara tercepat membedakannya dari kelompok Arthropoda lain adalah menghitung kaki. Arachnida seperti laba-laba dan kalajengking berkaki empat pasang (delapan) dan tubuhnya hanya dua bagian. Crustacea seperti kepiting dan udang berkaki lima pasang. Myriapoda seperti lipan dan kaki seribu berkaki sangat banyak, satu atau dua pasang tiap ruas.

Satu hal yang sering menjebak: tidak semua serangga bersayap. Semut pekerja, kutu, dan rayap pekerja tidak bersayap, tetapi tetap termasuk Insecta karena tubuhnya tiga bagian dan berkaki enam. Jadi ketiadaan sayap bukan alasan untuk mencoretnya dari kelompok serangga.

Membaca Diagram Venn Ciri Hewan

Perhatikan Gambar Membaca Diagram Venn Ciri Hewan. Soal jenis ini sebenarnya bukan soal hafalan, melainkan soal ketelitian membaca.

Aturannya dua. Pertama, sebuah hewan harus berada di dalam semua lingkaran yang cirinya ia miliki. Kedua — dan ini yang sering terlupa — ia harus berada di luar lingkaran yang cirinya tidak ia miliki.

Contoh Soal 3

Sebuah diagram Venn punya tiga lingkaran: "bernapas dengan paru-paru", "bertelur", dan "bernapas dengan insang". Daerah mana yang menunjukkan ciri ayam?

Pembahasan:

Langkah 1 — daftar ciri ayam satu per satu. Bernapas dengan paru-paru: ya. Bertelur: ya. Bernapas dengan insang: tidak.

Langkah 2 — terjemahkan menjadi posisi. Harus berada di irisan lingkaran "paru-paru" dan "bertelur", sekaligus di luar lingkaran "insang".

Langkah 3 — waspadai jebakannya. Daerah yang beririsan dengan ketiga lingkaran sekaligus akan salah, karena berarti ayam juga berinsang.

Jawaban: Daerah yang merupakan irisan "paru-paru" dan "bertelur" saja, di luar lingkaran "insang" — pada gambar ditandai huruf X.

Metamorfosis

Perhatikan Gambar Metamorfosis Sempurna dan Tidak Sempurna. Penentunya cuma satu: ada atau tidak adanya tahap pupa.

Metamorfosis sempurna melewati empat tahap: telur → larva → pupa → dewasa. Bentuk larvanya sangat berbeda dari dewasanya. Contohnya kupu-kupu, lalat, nyamuk, lebah, dan kumbang.

Metamorfosis tidak sempurna hanya tiga tahap: telur → nimfa → dewasa, tanpa pupa. Nimfa sudah mirip dewasa, hanya lebih kecil dan belum bersayap sempurna. Contohnya belalang, jangkrik, kecoa, capung, dan belalang sembah.

Peran Hewan dalam Ekosistem

Perhatikan Gambar Peran Hewan dalam Ekosistem. Peran seekor hewan ditentukan oleh apa yang dimakannya, bukan oleh ukuran atau tempat hidupnya.

Herbivora memakan tumbuhan dan menempati tingkat trofik kedua sebagai konsumen tingkat I. Karnivora memakan hewan lain. Omnivora memakan keduanya. Detritivor memakan sisa-sisa makhluk hidup yang sudah mati, misalnya cacing tanah dan kaki seribu.

Perhatikan bahwa tingkat trofik pertama selalu ditempati produsen, yaitu tumbuhan — bukan hewan. Jadi tidak ada hewan yang menempati tingkat trofik pertama.

Contoh yang sering ditanyakan adalah belalang sembah. Meskipun namanya mirip belalang biasa yang pemakan daun, belalang sembah justru menangkap dan memakan serangga lain — jadi ia karnivora, bukan herbivora dan bukan detritivor. Ia juga bermetamorfosis tidak sempurna.

Ciri Khas Beberapa Hewan

Perhatikan Gambar Lidah Berbagai Hewan. Bentuk lidah pun mengikuti cara hidup pemiliknya.

Tokek dan bunglon memiliki lidah panjang dan lengket yang dapat dijulurkan jauh untuk menangkap serangga. Ayam dan penyu dapat menggerakkan lidahnya cukup bebas untuk membantu menelan.

Buaya justru sebaliknya: lidahnya melekat pada dasar rongga mulut oleh sebuah membran, sehingga tidak dapat dijulurkan sama sekali.

Yang menarik, keterbatasan itu justru menguntungkan. Membran tersebut berfungsi seperti katup yang menahan air agar tidak masuk ke tenggorokan saat buaya membuka mulut di dalam air. Jadi buaya bisa membuka mulut menangkap mangsa sambil menyelam tanpa tersedak.

Perhatikan Gambar Persamaan dan Perbedaan Burung dan Mamalia. Dua kelas ini sering dibandingkan karena keduanya sama-sama "maju", tetapi berkembang lewat jalur yang berbeda.

Persamaannya ada tiga dan inilah yang paling sering ditanyakan: keduanya bernapas dengan paru-paru, keduanya bersifat endoterm (berdarah panas), dan keduanya berjantung empat ruang.

Perbedaannya: burung berbulu dan bertelur, sedangkan mamalia berambut, melahirkan, dan menyusui anaknya.

Jadi kalau soal menanyakan sifat yang dimiliki bersama, jawabannya pasti dari kelompok tiga persamaan itu — bukan berbulu, berambut, atau melahirkan.

Latihan Yuk!

1. Apa syarat sebuah saluran pencernaan disebut lengkap? Sebutkan satu contoh hewan yang tidak memenuhinya.
2. Sebutkan urutan saluran pencernaan burung, dan jelaskan beda tugas tembolok dan ampela.
3. Sebutkan tipe mulut kupu-kupu, nyamuk, belalang, dan lalat.
4. Mengapa herbivora memerlukan bakteri di dalam ususnya?
5. Sebutkan alat pernapasan ikan, serangga, cacing tanah, laba-laba, dan paus.
6. Jelaskan bagaimana karbon dioksida keluar dari tubuh ikan, dan bagaimana cara hiu bernapas.
7. Mengapa kulit katak bisa dipakai bernapas? Sebutkan tiga syaratnya.
8. Apa peran pundi-pundi udara pada burung, dan apa ciri paru-parunya?
9. Apa perbedaan peredaran darah terbuka dan tertutup? Beri masing-masing dua contoh hewan.
10. Berapa ruang jantung ikan, katak, buaya, dan burung?
11. Mengapa Amoeba tidak memiliki sel saraf khusus?
12. Sebutkan urutan jalannya impuls pada sel saraf, dan apa nama pertemuan dua sel saraf.
13. Apa fungsi ligamen, dan apa bedanya dengan tendon?
14. Karapaks kura-kura berkembang dari tulang apa?
15. Mengapa sel berukuran kecil lebih efektif dalam pertukaran zat?
16. Apa saja tiga ciri yang dimiliki bersama oleh burung dan mamalia?

Kunci Jawaban Latihan

• Harus punya dua lubang berbeda: mulut dan anus. Contoh yang tidak memenuhi: ubur-ubur (juga Hydra dan cacing pipih).
• Mulut → kerongkongan → tembolok → lambung kelenjar → ampela → usus halus → usus besar → kloaka. Tembolok menyimpan sementara; ampela menggiling makanan dengan bantuan kerikil.
• Kupu-kupu mengisap; nyamuk menusuk-mengisap; belalang menggigit-mengunyah; lalat menjilat.
• Karena makanannya banyak mengandung selulosa, sedangkan tidak ada hewan yang punya enzim pemecah selulosa. Bakterilah yang menguraikannya.
• Ikan = insang; serangga = trakea; cacing tanah = kulit; laba-laba = paru-paru buku; paus = paru-paru.
• CO₂ berdifusi dari darah ke air di insang, lalu keluar bersama air ketika tutup insang membuka. Hiu tidak punya operkulum, jadi memakai ventilasi ram — berenang terus dengan mulut terbuka.
• Karena kulitnya tipis, selalu lembap, dan banyak pembuluh darah, sehingga gas dapat berdifusi langsung.
• Pundi udara menyimpan dan mengalirkan udara agar aliran lancar satu arah; ia bukan tempat pertukaran gas. Paru-paru burung bersifat kaku.
• Terbuka: darah keluar dari pembuluh dan membanjiri rongga tubuh (kerang, laba-laba, capung). Tertutup: darah selalu di dalam pembuluh (cacing tanah, katak, ikan).
• Ikan 2; katak 3; buaya 4; burung 4.
• Karena Amoeba hanya terdiri dari satu sel, sehingga rangsang ditanggapi oleh seluruh selnya sendiri.
• Dendrit → badan sel → akson → ujung akson. Pertemuan dua sel saraf disebut sinapsis.
• Ligamen mengikat tulang dengan tulang dan membatasi gerakan sendi. Tendon menghubungkan otot dengan tulang.
• Dari tulang rusuk yang melebar dan menyatu; bagian bawahnya disebut plastron.
• Karena perbandingan luas permukaan terhadap volumenya lebih besar, sehingga zat lebih cepat masuk dan keluar.
• Bernapas dengan paru-paru, bersifat endoterm, dan berjantung empat ruang.

Rangkuman

• Saluran pencernaan lengkap punya mulut dan anus terpisah; ubur-ubur, Hydra, dan Planaria tidak lengkap.
• Pencernaan burung: mulut → kerongkongan → tembolok → lambung kelenjar → ampela → usus halus → usus besar → kloaka. Kerikil berada di ampela untuk menggiling.
• Pada cacing tanah, tembolok = modifikasi kerongkongan, empedal = sepadan dengan ampela unggas.
• Tipe mulut serangga: menggigit-mengunyah (belalang, jangkrik, kecoa), mengisap (kupu-kupu), menusuk-mengisap (nyamuk), menjilat (lalat), menggigit-menjilat (lebah).
• Herbivora paling memerlukan bakteri usus untuk menguraikan selulosa.
• Alat pernapasan: insang (ikan, udang), paru-paru (mamalia termasuk paus dan anjing laut, burung, reptil), kulit (cacing tanah), trakea lewat stigma (serangga), paru-paru buku (laba-laba). Katak memakai paru-paru dan kulit.
• Pada ikan, CO₂ keluar bersama air melalui insang saat tutup insang membuka. Hiu tanpa operkulum memakai ventilasi ram; sirip dada untuk bermanuver; fertilisasinya internal.
• Burung: paru-paru kaku, dibantu pundi-pundi udara yang bukan tempat pertukaran gas; keduanya bekerja bersama.
• Peredaran darah terbuka (Mollusca, Arthropoda) dan tertutup (Annelida, vertebrata). Cacing tanah punya lima lengkung aorta.
• Ruang jantung: ikan 2, amfibi 3, reptil 3 (buaya 4), aves dan mamalia 4. Serambi menerima, bilik memompa.
• Amoeba tanpa sel saraf; Hydra saraf difus; Vermes dan Insecta saraf tangga tali; vertebrata bersaraf pusat.
• Impuls: dendrit → badan sel → akson → ujung akson; celahnya sinapsis. Sensorik berdendrit panjang, motorik berakson panjang.
• Bagian sendi: tulang rawan (bantalan), cairan sinovial (pelumas), kapsul sendi (pembungkus), ligamen (pengikat dan pembatas gerak).
• Eksoskeleton harus dilepas lewat molting; endoskeleton tumbuh bersama tubuh. Karapaks kura-kura dari tulang rusuk.
• Jaringan hewan: epitel (sel bulat berinti satu, tidak berkontraksi), otot (sel panjang, banyak inti di tepi), saraf, dan ikat.
• Sel kecil lebih efektif karena rasio luas permukaan terhadap volume lebih besar; prinsip yang sama membuat hewan besar lebih tahan dingin.
• Fertilisasi eksternal (kebanyakan ikan, katak) dan internal (hiu, guppy, molly, reptil, burung, mamalia).
• Aves dan Mammalia bersifat endoterm; Pisces, Amphibia, Reptilia bersifat ektoterm.
• Sirip punggung menjaga keseimbangan; sirip dada bermanuver; sirip ekor mendorong; sirip perut gurame termodifikasi jadi alat peraba.
• Ciri Insecta: tubuh tiga bagian dan tiga pasang kaki — tidak semua bersayap. Arachnida 8 kaki, Crustacea 10 kaki.
• Tingkat trofik pertama selalu produsen. Belalang sembah bersifat karnivora dan bermetamorfosis tidak sempurna.
• Buaya tidak dapat menjulurkan lidah karena melekat pada dasar mulut — berguna menahan air saat menyelam.
• Persamaan burung dan mamalia: bernapas dengan paru-paru, endoterm, jantung empat ruang.

Penutup

Kalau kamu perhatikan seluruh bab ini, sebenarnya semua hewan menghadapi daftar masalah yang persis sama: bagaimana mendapatkan makanan, bagaimana mengambil oksigen, bagaimana mengedarkannya, dan bagaimana bergerak.

Yang berbeda hanyalah jawabannya. Burung menjawab masalah "tidak punya gigi" dengan ampela dan kerikil. Katak menjawab masalah "hidup di dua tempat" dengan dua alat pernapasan sekaligus. Hiu menjawab masalah "tidak punya tutup insang" dengan berenang tanpa henti.

Jadi ketika kamu bertemu soal tentang struktur hewan, jangan cepat menebak dari tempat hidupnya. Tanyakan dulu: hewan ini kelompok apa, dan masalah apa yang harus diselesaikannya? Dari situ, bentuk tubuhnya akan langsung masuk akal.