Penyebab dan Dampak Pemanasan Global

             A.   Pengertian Pemanasan global 

adalah suatu proses meningkatnya suhu rata-rata atmosfer, laut, dan daratan Bumi. Temperatur rata-rata global pada permukaan Bumi telah meningkat 0.18 °C selama seratus tahun terakhir. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) menyimpulkan bahwa, “sebagian besar peningkatan temperatur rata-rata global sejak pertengahan abad ke-20 kemungkinan besar disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca akibat aktivitas manusia melalui efek rumah kaca.

B.  Penyebab Pemanasan Global 

1.             Efek rumah kaca

Segala sumber energi yang terdapat di Bumi berasal dari matahari. Sebagian besar energi tersebut berbentuk radiasi gelombang pendek, termasuk cahaya tampak. Ketika energi ini tiba permukaan Bumi, ia berubah dari cahaya menjadi panas yang menghangatkan Bumi. Permukaan Bumi, akan menyerap sebagian panas dan memantulkan kembali sisanya. Sebagian dari panas ini berwujud radiasi infra merah gelombang panjang ke angkasa luar. Namun sebagian panas tetap terperangkap di atmosfer Bumi akibat menumpuknya jumlah gas rumah kaca antara lain uap air, karbon dioksida, sulfur dioksida dan metana yang menjadi perangkap gelombang radiasi ini. Gas-gas ini menyerap dan memantulkan kembali radiasi gelombang yang dipancarkan Bumi dan akibatnya panas tersebut akan tersimpan di permukaan Bumi. Keadaan ini terjadi terus menerus sehingga mengakibatkan suhu rata-rata tahunan bumi terus meningkat.

Sebenarnya, efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Sehingga es akan menutupi seluruh permukaan Bumi. Akan tetapi, akibat jumlah gas-gas tersebut telah berlebih di atmosfer, pemanasan global menjadi akibatnya 

2.             Efek umpan balik

Efek-efek dari agen penyebab pemanasan global juga dipengaruhi oleh berbagai proses umpan balik yang dihasilkannya. Sebagai contoh adalah pada penguapan air. Pada kasus pemanasan akibat bertambahnya gas-gas rumah kaca seperti CO2, pemanasan pada awalnya akan menyebabkan lebih banyaknya air yang menguap ke atmosfer. Karena uap air sendiri merupakan gas rumah kaca, pemanasan akan terus berlanjut dan menambah jumlah uap air di udara hingga tercapainya suatu kesetimbangan konsentrasi uap air.

Efek rumah kaca yang dihasilkannya lebih besar bila dibandingkan oleh akibat gas CO2 sendiri. Umpan balik ini hanya dapat dibalikkan secara perlahan-lahan karena CO2 memiliki usia yang panjang di atmosfer

Bila dilihat dari bawah, awan akan memantulkan radiasi infra merah balik ke permukaan, sehingga akan meningkatkan efek pemanasan. Sebaliknya bila dilihat dari atas, awan tersebut akan memantulkan sinar Matahari dan radiasi infra merah ke angkasa, sehingga meningkatkan efek pendinginan.

Umpan balik penting lainnya adalah hilangnya kemampuan memantulkan cahaya (albedo) oleh es.Ketika temperatur global meningkat, es yang berada di dekat kutub mencair dengan kecepatan yang terus meningkat. Bersama dengan melelehnya es tersebut, daratan atau air dibawahnya akan terbuka. Baik daratan maupun air memiliki kemampuan memantulkan cahaya lebih sedikit bila dibandingkan dengan es, dan akibatnya akan menyerap lebih banyak radiasi Matahari. Hal ini akan menambah pemanasan dan menimbulkan lebih banyak lagi es yang mencair, menjadi suatu siklus yang berkelanjutan.

Kemampuan lautan untuk menyerap karbon juga akan berkurang bila ia menghangat, hal ini diakibatkan oleh menurunya tingkat nutrien pada zona mesopelagic sehingga membatasi pertumbuhan diatom daripada fitoplankton yang merupakan penyerap karbon yang rendah

3.             Variasi Matahari 

Terdapat hipotesa yang menyatakan bahwa variasi dari Matahari, dengan kemungkinan diperkuat oleh umpan balik dari awan, dapat memberi kontribusi dalam pemanasan saat ini. Perbedaan antara mekanisme ini dengan pemanasan akibat efek rumah kaca adalah meningkatnya aktivitas Matahari akan memanaskan stratosfer sebaliknya efek rumah kaca akan mendinginkan stratosfer.

Pendinginan stratosfer bagian bawah paling tidak telah diamati sejak tahun 1960, yang tidak akan terjadi bila aktivitas Matahari menjadi kontributor utama pemanasan saat ini. (Penipisan lapisan ozon juga dapat memberikan efek pendinginan tersebut tetapi penipisan tersebut terjadi mulai akhir tahun 1970-an.) Fenomena variasi Matahari dikombinasikan dengan aktivitas gunung berapi mungkin telah memberikan efek pemanasan dari masa pra-industri hingga tahun 1950, serta efek pendinginan sejak tahun 1950.

C.  Dampak Pemanasan global atau Global warming

1. Cuaca

Para ilmuan memperkirakan bahwa selama pemanasan global, daerah bagian Utara dari belahan Bumi Utara (Northern Hemisphere) akan memanas lebih dari daerah-daerah lain di Bumi. Akibatnya, gunung-gunung es akan mencair dan daratan akan mengecil. Akan lebih sedikit es yang terapung di perairan Utara tersebut. Daerah-daerah yang sebelumnya mengalami salju ringan, mungkin tidak akan mengalaminya lagi. Pada pegunungan di daerah subtropis, bagian yang ditutupi salju akan semakin sedikit serta akan lebih cepat mencair. Musim tanam akan lebih panjang di beberapa area. Temperatur pada musim dingin dan malam hari akan cenderung untuk meningkat.

Daerah hangat akan menjadi lebih lembab karena lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para ilmuan belum begitu yakin apakah kelembaban tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan karena uap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan efek insulasi pada atmosfer. Akan tetapi, uap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya matahari kembali ke angkasa luar, di mana hal ini akan menurunkan proses pemanasan (lihat siklus air).

Kelembaban yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 persen untuk setiap derajat Fahrenheit pemanasan. (Curah hujan di seluruh dunia telah meningkat sebesar 1 persen dalam seratus tahun terakhir ini). Badai akan menjadi lebih sering. Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah. Akibatnya beberapa daerah akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa periode yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrim.

2. Tingginya muka laut

Perubahan tinggi rata-rata muka laut diukur dari daerah dengan lingkungan yang stabil secara geologi. Ketika atmosfer menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak es di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak volume air di laut.

Tinggi muka laut di seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 – 10 inchi) selama abad ke-20, dan para ilmuan IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 – 35 inchi) pada abad ke-21. Perubahan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi kehidupan di daerah pantai. Kenaikan 100 cm (40 inchi) akan menenggelamkan 6 persen daerah Belanda, 17,5 persen daerah Bangladesh, dan banyak pulau-pulau. Erosi dari tebing, pantai, dan bukit pasir akan meningkat. Ketika tinggi lautan mencapai muara sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan.

Negara-negara kaya akan menghabiskan dana yang sangat besar untuk melindungi daerah pantainya, sedangkan negara-negara miskin mungkin hanya dapat melakukan evakuasi dari daerah pantai.Bahkan sedikit kenaikan tinggi muka laut akan sangat mempengaruhi ekosistem pantai. Kenaikan 50 cm (20 inchi) akan menenggelamkan separuh dari rawa-rawa pantai di Amerika Serikat. Rawa-rawa baru juga akan terbentuk, tetapi tidak di area perkotaan dan daerah yang sudah dibangun. Kenaikan muka laut ini akan menutupi sebagian besar dari Florida Everglades.

3. Pertanian

Orang mungkin beranggapan bahwa Bumi yang hangat akan menghasilkan lebih banyak makanan dari sebelumnya, tetapi hal ini sebenarnya tidak sama di beberapa tempat. Bagian Selatan Kanada, sebagai contoh, mungkin akan mendapat keuntungan dari lebih tingginya curah hujan dan lebih lamanya masa tanam. Di lain pihak, lahan pertanian tropis semi kering di beberapa bagian Afrika mungkin tidak dapat tumbuh.

Daerah pertanian gurun yang menggunakan air irigasi dari gunung-gunung yang jauh dapat menderita jika snowpack (kumpulan salju) musim dingin, yang berfungsi sebagai reservoir alami, akan mencair sebelum puncak bulan-bulan masa tanam. Tanaman pangan dan hutan dapat mengalami serangan serangga dan penyakit yang lebih hebat.

4. Hewan dan tumbuhan

Hewan dan tumbuhan menjadi makhluk hidup yang sulit menghindar dari efek pemanasan ini karena sebagian besar lahan telah dikuasai manusia. Dalam pemanasan global, hewan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari daerah baru karena habitat lamanya menjadi terlalu hangat.

Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang terhalangi oleh kota-kota atau lahan-lahan pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan musnah.

Peningkatan suhu air laut mengakibatkan terjadinya pemutihan terumbu karang, dan selanjutnya matinya terumbu karang, sebagai habitat bagi berbagai jenis ikan. Suhu air laut yang meningkat juga memicu terjadinya migrasi ikan yang sensitif terhadap perubahan suhu secara besar-besaran menuju ke daerah yang lebih dingin.  Peristiwa matinya terumbu karang dan migrasi ikan, secara ekonomis, merugikan nelayan karena menurunkan hasil tangkapan mereka.

5. Kesehatan manusia

Di dunia yang hangat, para ilmuan memprediksi bahwa lebih banyak orang yang terkena penyakit atau meninggal karena stress panas. Wabah penyakit yang biasa ditemukan di daerah tropis, seperti penyakit yang diakibatkan nyamuk dan hewan pembawa penyakit lainnya, akan semakin meluas karena mereka dapat berpindah ke daerah yang sebelumnya terlalu dingin bagi mereka.

Saat ini, 45 persen penduduk dunia tinggal di daerah di mana mereka dapat tergigit oleh nyamuk pembawa parasit malaria; persentase itu akan meningkat menjadi 60 persen jika temperature meningkat. Penyakit-penyakit tropis lainnya juga dapat menyebar seperti malaria, seperti demam dengue, demam kuning, dan encephalitis. Para ilmuan juga memprediksi meningkatnya insiden alergi dan penyakit pernafasan karena udara yang lebih hangat akan memperbanyak polutan, spora mold dan serbuk sari.

Selain dampak diatas, tercatat beberapa kejadian luar biasa yang mengindikasikan terjadinya pemanasan global, yaitu :

Tahun 2005 merupakan tahun terpanas.  NASA melaporkan bahwa temperatur rata-rata global telah meningkat 0,060 C.

Pencairan Artik terbesar terjadi di tahun 2005.  Hasil foto salah satu satelit   menunjukkan area yang tertutup es permanen merupakan area tersempit pada akhir musim panas tahun 2005.

Tahun 2005 merupakan tahun dengan air di Karibia terpanas, lebih lama dari yang pernah terjadi dan menyebabkan terjadinya pemutihan karang (coral bleaching) besar-besaran di sepanjang wilayah mulai dari Karibia hingga Florida Keys, Amerika Serikat.

Tahun 2005 tercatat sebagai tahun dengan nama badai terbanyak.  Terdapat 26 nama badai yang melampaui daftar nama resmi. Pada tahun ini juga terdapat sekitar 14 badai, yang disebut sebagai badai hebat (hurricane), karena memiliki kecepatan angin melebihi 119 km/jam.  Rekor tahun sebelumnya hanya 12 badai dalam setahun.  Tahun 2005 juga merupakan tahun dengan kategori 5 badai terbanyak dengan kecepatan angin 249 km/jam. Tahun 2005 merupakan tahun yang mengalami kerugian termahal akibat badai.

Tahun 2005 merupakan tahun terkering yang pernah terjadi sejak beberapa dekade lalu di Amazon, Amerika Selatan. Dan Amerika bagian barat menderita akibat kekeringan yang panjang.

           D. Solusi Pengendalian pemanasan global

1.        Menghilangkan karbon

Cara yang paling mudah untuk menghilangkan karbondioksida di udara adalah dengan memelihara pepohonan dan menanam pohon lebih banyak lagi. Pohon, terutama yang muda dan cepat pertumbuhannya, menyerap karbondioksida yang sangat banyak, memecahnya melalui fotosintesis, dan menyimpan karbon dalam kayunya. Di seluruh dunia, tingkat perambahan hutan telah mencapai level yang mengkhawatirkan. Langkah untuk mengatasi hal ini adalah dengan penghutanan kembali yang berperan dalam mengurangi semakin bertambahnya gas rumah kaca.

Gas karbondioksida juga dapat dihilangkan secara langsung. Caranya dengan menyuntikkan (menginjeksikan) gas tersebut ke sumur-sumur minyak untuk mendorong agar minyak bumi keluar ke permukaan (lihat Enhanced Oil Recovery). Injeksi juga bisa dilakukan untuk mengisolasi gas ini di bawah tanah seperti dalam sumur minyak, lapisan batubara atau aquifer. Hal ini telah dilakukan di salah satu anjungan pengeboran lepas pantai Norwegia, di mana karbondioksida yang terbawa ke permukaan bersama gas alam ditangkap dan diinjeksikan kembali ke aquifer sehingga tidak dapat kembali ke permukaan.

Salah satu sumber penyumbang karbondioksida adalah pembakaran bahan bakar fosil. Pada saat itu, batubara menjadi sumber energi dominan untuk kemudian digantikan oleh minyak bumi pada pertengahan abad ke-19. Pada abad ke-20, energi gas mulai biasa digunakan di dunia sebagai sumber energi. Perubahan tren penggunaan bahan bakar fosil ini sebenarnya secara tidak langsung telah mengurangi jumlah karbondioksida yang dilepas ke udara, karena gas melepaskan karbondioksida lebih sedikit bila dibandingkan dengan minyak apalagi bila dibandingkan dengan batubara. Walaupun demikian, penggunaan energi terbaharui dan energi nuklir lebih mengurangi pelepasan karbondioksida ke udara. Energi nuklir, walaupun kontroversial karena alasan keselamatan dan limbahnya yang berbahaya, bahkan tidak melepas karbondioksida sama sekali.

2.        Persetujuan internasional

Kerjasama internasional diperlukan untuk mensukseskan pengurangan gas-gas rumah kaca. Di tahun 1992, pada Earth Summit di Rio de Janeiro, Brazil, 150 negara berikrar untuk menghadapi masalah gas rumah kaca dan setuju untuk menterjemahkan maksud ini dalam suatu perjanjian yang mengikat. Pada tahun 1997 di Jepang, 160 negara merumuskan persetujuan yang lebih kuat yang dikenal dengan Protokol Kyoto.

Perjanjian ini, yang belum diimplementasikan, menyerukan kepada 38 negara-negara industri yang memegang persentase paling besar dalam melepaskan gas-gas rumah kaca untuk memotong emisi mereka ke tingkat 5 persen di bawah emisi tahun 1990.

Pengurangan ini harus dapat dicapai paling lambat tahun 2012. Pada mulanya, Amerika Serikat mengajukan diri untuk melakukan pemotongan yang lebih ambisius, menjanjikan pengurangan emisi hingga 7 persen di bawah tingkat 1990; Uni Eropa, yang menginginkan perjanjian yang lebih keras, berkomitmen 8 persen; dan Jepang 6 persen. Sisa 122 negara lainnya, sebagian besar negara berkembang, tidak diminta untuk berkomitmen dalam pengurangan emisi gas.

Akan tetapi, pada tahun 2001, Presiden Amerika Serikat yang baru terpilih, George W. Bush mengumumkan bahwa perjanjian untuk pengurangan karbondioksida tersebut menelan biaya yang sangat besar. Ia juga menyangkal dengan menyatakan bahwa negara-negara berkembang tidak dibebani dengan persyaratan pengurangan karbondioksida ini.

Banyak orang mengkritik Protokol Kyoto terlalu lemah. Bahkan jika perjanjian ini dilaksanakan segera, ia hanya akan sedikit mengurangi bertambahnya konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer. Suatu tindakan yang keras akan diperlukan nanti, terutama karena negara-negara berkembang yang dikecualikan dari perjanjian ini akan menghasilkan separuh dari emisi gas rumah kaca pada 2035. Penentang protokol ini memiliki posisi yang sangat kuat. Penolakan terhadap perjanjian ini di Amerika Serikat terutama dikemukakan oleh industri minyak, industri batubara dan perusahaan-perusahaan lainnya yang produksinya tergantung pada bahan bakar fosil.

Para penentang ini mengklaim bahwa biaya ekonomi yang diperlukan untuk melaksanakan Protokol Kyoto dapat menjapai 300 milyar dollar AS, terutama disebabkan oleh biaya energi. Sebaliknya pendukung Protokol Kyoto percaya bahwa biaya yang diperlukan hanya sebesar 88 milyar dollar AS dan dapat lebih kurang lagi serta dikembalikan dalam bentuk penghematan uang setelah mengubah ke peralatan, kendaraan, dan proses industri yang lebih effisien. Pada suatu negara dengan kebijakan lingkungan yang ketat, ekonominya dapat terus tumbuh walaupun berbagai macam polusi telah dikurangi. Akan tetapi membatasi emisi karbondioksida terbukti sulit dilakukan.

Beberapa cara lain untuk mencegah terjadinya Pemanasan global atau Global warming:

• Berhemat energi. Seperti dalam penggunaan bahan bakar minyak, listrik (jangan pakai alat-alat elektronika kalau tidak jelas kebutuhannya).
• Menggunakan kendaraan bermotor seperlunya saja. Kalau hanya dekat, tidak perlu menggunakan motor atau mobil.
• Mengurangi pembakaran. Misal, pembakaran sampah, hindari pembakaran hutan.
• Penghijauan hutan
• Hindari penggunaan barang secara mubazir
• Untuk ekosistem laut, hindari perusakan karang dan pencarian ikan dengan merusak   (penggunaan bom atau semacamnya).
• Saluran Ventilasi rumah  yang cukup

LAPORAN UJI PERNAFASAN SERANGGA

 I.  Judul Praktikum dan Tanggal Praktikum

a.       Judul Praktikum                   : Respirasi Serangga

b.      Tanggal Praktikum               : 20 Januari 2015

II. Tujuan Pengamatan

·      Mengetahui kecepatan respirasi pada hewan (serangga), yaitu jangkrik

·      Mengetahui pengaruh berat serangga terhadap laju respirasi

III. Dasar Teori

Bernafas merupakan salah satu ciri dan aktivitas makhluk hidup. Istilah pernafasan sering di sama artikan dengan istilah respirasi, walau sebenarnya kedua istilah tersebut secara harfiah berbeda. Pernafasan (breathing) berarti menghirup dan menghembuskan nafas. Bernafas berarti memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan luar. Sedangkan respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel guna memperoleh energi.

Respirasi bertujuan untuk menghasilkan energi. Energi hasil respirasi tersebut sangat diperlukan untuk aktivitas hidup, seperti mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Jadi kegiatan pernafasan dan respirasi tersebut saling berhubungan karena pada proses pernafasan dimasukkan udara dari luar (oksigen) dan oksigen tersebut digunakan untuk proses respirasi guna memperoleh energi dan selanjutnya sisa respirasi berupa gas karbon dioksida (CO₂) dikeluarkan melalui proses pernafasan.

Karena hewan-hewan tingkat rendah dan tumbuhan tidak memiliki alat pernafasan khusus sehingga oksigen dapat langsung masuk dengan cara difusi, maka sering kali istilah pernafasan disamakan dengan istilah respirasi. Dengan demikian perbedaan kedua istilah itu tidak mutlak.

Alat pernafasan hewan pada dasarnya berupa alat pemasukan dan alat pengangkutan udara. Apabila alat pemasukan ke dalam tubuh tidak ada, maka pemasukan oksigen dilakukan dengan cara difusi, misalnya pada protozoa. Pada cacing tanah, oksigen masuk secara difusi melalui permukaan tubuh, kemudian masuk ke pembuluh darah. Di dalam darah, oksigen di ikat oleh pigmen-pigmen darah, yaitu hemoglobin yang larut dalam plasma darah. Pada hewan lain, hemoglobin terkandung di dalam sel darah merah (eritrosit).

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi oleh tubuh per satuan waktu. Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstrasi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen. Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

a)      Ketersediaan substrat

Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.Ketersediaan Oksigen. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

b)      Suhu.

Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10^oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa system trachea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O₂ ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trachea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂ dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah.

Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trachea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa.

Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara teratur.

Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.

Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata.

Sistem pernafasan pada serangga mengenal dua sistem, yaitu sistem terbuka dan sistem tertutup. Digunakan alat/organ yang disebut spirakulum (spiracle), juga tabung-tabung trakhea dan trakheola. Tekanan total dari udara sebenarnya merupakan jumlah tekanan gas N₂, O₂, CO₂ dan gas-gas lain. O₂ sendiri masuk ke dalam jaringan dengan satu proses tunggal yaitu adanya tekanan udara dalam jaringan. Tekanan O₂ dengan demikian harus lebih besar daripada tekanan udara dalam jaringan, sebaliknya tekanan CO₂dalam jaringan harus lebih besar dibanding yang ada di udara.

IV.  Alat dan Bahan

1.        Respirometer sederhana    

2.        Neraca

3.        Jangkrik

4.        Kristal NaOH (KOH)

5.        Larutan eosin

6.        Plastisin/vaselin

7.        Kapas

8.        Pipet tetes/ jarum suntik    

9.        Stopwatch/ pengukur waktu

Keterangan :

·   Alat

Respirometer  : Untuk mengukur laju pernapasan.

Neraca             : Untuk menimbang berat .

Stopwatch       : Untuk mengukur waktu

Plastisin           : Untuk menutup rongga pada tabung spesimen agar udara tidak masuk.

Siringe             : Untuk menyuntikkan/memasukkan eosin ke dalam pipa skala.

·  Bahan

Jangkrik           : Sebagai preparat yang akan di ujikan

NaOH               : Untuk mengikat CO₂ agar pergerakan eosin karena O_2.

Kapas               : Agar spesimen yang akan dimasukkan tidak bersentuhan dengan KOH

Eosin                : Untuk mengikat O₂ atau mengetahui pergerakan respirasi

V.            Langkah Kerja

1)      Timbanglah serangga yang akan dipakai untuk praktikum

2)      Bungkuslah Kristal NaOH/KOH dengan kapas, lalu masukkan dalam tabung respirometer.

3)   Masukkan jangkrik atau belalang yang telah ditimbang beratnya ke dalam botol respirometer, kemudian tutup dengan pipa berskala.

4)     Oleskan vaselin/plastisin pada celah penutup tabung.

5)     Tutup ujung pipa berskala dengan jari kurang lebih satu menit, kemudian lepaskan dan masukkan eosin dengan menggunakan pipet /syiring.

6)     Amati dan catat perubahan kedudukan eosin pada pipa berskala setiap 2 menit selama 10 menit.

7)     Lakukan percobaan yang sama (langkah 1 sampai dengan 6) menggunakan jangkrik atau belalang lain dengan ukuran yang berbeda.

V I.         Hasil

No.	Jenis Serangga	Berat	Kedudukan Eosin pada Menit ke-						Jumlah udara pernafasan 10 menit (ml)	Rata-rata
			2	4	6	8	10
1	Jangkrik 1	2 gr	0,005	0,02	0,15	0,18	0,3	0,655		0,13
2	Jangkrik 2	1,8 gr	0,14	0,26	0,33	0,50	0,58	1,81		0,36
3	Jangkrik 3	2,2 gr	0,19	0,31	0,31	0,52	0,59	1,92		0,38
4	Jangkrik 4	1,7 gr	0,15	0,31	0,46	0,54	0,66	2,12		0,42

Deskripsi Kondisi Jangkrik :

          Jangkrik 1

Memiliki berat 2 gram, tidak aktif dan diam. Jika dibandingkan dengan jangkrik yang lain jangkrik 1 kecepatan laju pernafasannya sangat lambat meskipun memiliki berat cukup besar tapi karena tidak melakukan banyak gerakan/aktivitas menyebabkan laju pernafasannya berlangsung lambat.

          Jangkrik 2

Memiliki berat 1,8 gram, ada akrivitas berupa gerakan kaki

          Jangkrik 3

Memiliki berat 2,2 gram, sangat aktif bergerak. Pada jangkrik 3 kedudukan eosin sempat bergerak keluar pada menit ke-6. Karena perubahan suhu udara (bila menjadi panas) menyebabkan titik air yang sudah bergerak ke arah tabung dapat bergerak kembali ke arah luar. Oleh karena itu percobaan ini diadakan dalam waktu perubahan suhu tidak besar. Sebaliknya bila suhu menurun, tetes air cepat bergerak ke arah tabung spesimen.

           Jangkrik 4

Memiliki berat 1,7 gram, aktif bergerak. Jangkrik 4 memiliki laju pernafasan yang paling cepat. Meskipun memiliki berat paling sedikit dalam percobaan ini tetapi faktor aktivitas sangat berpengaruh terhadap laju pernafasan ketimbang berat badan jangkrik.

VII.       Pembahasan

Dalam percobaan ini, khususnya pada percobaan yang menggunakan respirometer, digunakan larutan KOH. Fungsi dari larutan ini adalah untuk mengikat CO₂, sehingga pergerakan dari larutan eosin benar-benar hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen. Adapun reaksi yang terjadi antara KOH dengan CO₂ adalah sebagai berikut:

KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

Setelah itu serangga dimasukkan ke dalam tabung dan tabung ditutup dengan bagian yang berskala rapat-rapat. Untuk mengetahui penyusutan udara dalam tabung, pada ujung terbuka pipa berskala diberi setetes larutan eosin. Larutan eosin ini akan bergerak ke arah tabung spesimen karena terjadinya penyusutan volum udara dalam ruang tertutup (tabung spesimen) sebagai akibat pernapasan, yaitu O₂ diserap sedangkan CO₂ dihembuskan tetapi lalu diserap oleh KOH. Kecepatan larutan eosin itu bergerak ke dalam menunjukkan kecepatan pernapasan organisme (serangga) yang diselidiki.

Perhitungan dilakukan untuk memperoleh angka kecepatan respirasi organisme tertentu dalam ml tiap satuan waktu. Data yang diambil adalah lama pernapasan. Dalam percobaan ini diambil tiap  2 menit sekali dan jarak yang ditempuh oleh larutan eosin bergerak. Pada hitungan kenaikan interval kedua, dicari dengan interval 2 dikurangi interval 1 dan begitu seterusnya untuk mencari kenaikan nilai interval berikutnya.

Keberhasilan percobaan atau eksperimen ini tergantung pada bocor tidaknya alat. Pada percobaan ini, hubungan antara tabung dan bagian berskala ditutup rapat menggunakan plastisin. Tujuan pemberian plastisin atau vaselin yaitu agar hubungan antara tabung dan bagian bersekala licin serta udara tidak dapat keluar masuk.

Pada percobaan ini, perubahan suhu udara (bila menjadi panas) menyebabkan titik air yang sudah bergerak ke arah tabung dapat bergerak kembali ke arah luar. Oleh karena itu percobaan ini diadakan dalam waktu perubahan suhu tidak besar. Sebaliknya bila suhu menurun, tetes air cepat bergerak ke arah tabung spesimen.

Sebelum disimpan, spesimen hewan dikembalikan ke tempatnya dan KOH yang biasanya meleleh segera dikeluarkan dan tabung dicuci bersih. Jika kurang bersih dan tabung tertutup, maka akan terjadi respirometer tak dapat dibuka lagi, karena merekat oleh KOH.

Faktor- faktor yang mempengaruhi laju respirasi:

1.)    Jenis kelamin

Belalang atau jangkrik  betina dan belalang jantan memiliki kecepatan respirasi yang berbeda.

2.)    Ketinggian

Ketinggian mempengaruhi pernapasan. Makin tinggi daratan, makin rendah O₂, sehingga makin sedikit O₂ yang dapat dihirup belalang. Sebagai akibatnya belalang pada daerah ketinggian memiliki laju pernapasan yang meningkat, juga kedalaman pernapasan yang meningkat.

3.)    Ketersediaan Oksigen.

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

4.)    Suhu.

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa system trachea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O₂  ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trachea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah. Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trachea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara terat

5.)    Berat Tubuh

Hubungan antara berat dengan penggunaan oksigen berbanding lurus. Karena setiap makhluk hidup membutuhkan O2 (Oksigen) dalam jumlah yang besar.Semakin berat serangga semakin cepat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala, begitupun sebaliknya, semakin ringan serangga maka semakin lambat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala. Ini artinya semakin berat tubuh serangga, akan semakin banyak membutuhkan oksigen sehingga akan semakin cepat pernafasannya. Sebaliknya, semakin ringan tubuh serangga akan semakin lambat respirasinya. Seperti halnya manusia apabila dia berbadan gemuk dia lebih banyak membutuhkan oksigen sehingga akan bernafas cepat.

Pada hasil praktikum di atas, jelas sekali bahwa ukuran tubuh belalang atau jangkrik tidak mempengaruhi laju pernapasan. Semakin besar ukuran dan berat tubuh belum tentu semakin cepat pernapasannya. Walaupun diatas ada sedikit kegagalan yaitu pernapasan pada belalang yang ukurannya lebih besar dan lebih berat daripada jangkrik, memberikan hasil yang tidak sebagaimana mestinya. Karena pada belalang yang berukuran lebih besar daripada jangkrik melakukan aktifitas yang berkemungkinan banyak melakukan pergerakkan,sehingga membutuhkan banyak pernafasan dan oksigen. Ternyata aktifitas yang banyak bergerak dari serangga juga memengaruhi laju pernapasan. Akan tetapi, hasil praktikum menunjukkan bahwa belalang yang berukuran lebih besar pernafasannya lebih lambat daripada jangkrik yang aktif bergerak. Seharusnya semakin berat/ besar  ukuran serangga, oksigen yang butuhkan akan semakin banyak karena untuk melakukan aktifitas yang banyak bergerak sehingga laju respirasinya akan lebih cepat. Sehingga kami menyimpulkan bahwa selain berat, aktivitas juga sangat berpengaruh terhadap laju pernafasan serangga.

Pada pembahasan tersebut dapat diketahui bahwa data hasil praktikum yang telah kami buat belum sepenuhnya akurat. Kesalahan atau kegagalan percobaan dapat disebabkan karena :

§  Alat praktikum tidak berfungsi secara maksimal/ rusak.

§  Adanya air dalam respirometer yang menghambat laju respirasi

§ Serangga yang digunakan sudah tidak bugar/ sehat atau serangga diambil sehari sebelum praktikum

VIII.    Pertanyaan

1. Buatlah grafik kecepatan laju respirasi hewan !

2. Buatlah grafik yang menghubungkan berat badan terhadap kecepatan laju respirasi !

3. Apakah fungsi penggunaan KOH/NaOH dalam rangkaian alat percobaan ?

4. Apa akibatnya jika dalam rangkaian alat percobaan tidak dimasukkan NaOH/KOH ?

5. Mengapa pada sambungan antara tabung dengan pipa respirometer dioleskan vaselin ?

6. Apakah volume udara pada interval waktu setiap 2 menit berjumlah sama ? Jelaskan data pengamatan !

7. Apakah berat tubuh serangga berpengaruh pada jumlah volume udara pernafasan ? Jelaskan !

8. Apakah jenis-jenis serangga yang berbeda akan berpengaruh pada kekuatan penghirupan udara pernafasan ?

9. Faktor-faktor apakah yang berpengaruh pada jumlah volume udara pernafasan ?

Jawaban :

1.     

2.     

3.    Fungsi dari larutan ini adalah untuk mengikat CO₂, sehingga pergerakan dari larutan eosin benar-benar hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen.

4.    Maka pernafasan pada jangkrik akan berlangsung lama karena tidak ada yang menyerap CO2.

5.    Tujuan pemberian plastisin atau vaselin yaitu agar hubungan antara tabung dan bagian bersekala licin serta udara tidak dapat keluar masuk.

6.    Tidak, berdasarkan data pengamatan yang dilakukan jumlah udara pernafasan setiap interval 2 menit memiliki jumlah yang berbeda-beda

7.    Berdasarkan data pengamatan yang dilakukan, berat jangkrik tidak berpengaruh terhadap jumlah volume udara pernafasan. Hal yang paling mempengaruhi adalah aktivitas dari jangkrik itu sendiri. 

8.    Tidak, yang paling mempengruhi adalah berat, jenis kelamin dan aktivitas.

9.    1.)    Jenis kelamin

Belalang atau jangkrik  betina dan belalang jantan memiliki kecepatan respirasi yang berbeda.

2.)    Ketinggian

Ketinggian mempengaruhi pernapasan. Makin tinggi daratan, makin rendah O₂, sehingga makin sedikit O₂ yang dapat dihirup belalang. Sebagai akibatnya belalang pada daerah ketinggian memiliki laju pernapasan yang meningkat, juga kedalaman pernapasan yang meningkat.

3.)    Ketersediaan Oksigen.

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

4.)    Suhu.

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa system trachea yang berfungsi untuk mengangkut dan mengedarkan O₂  ke seluruh tubuh serta mengangkut dan mengeluarkan CO₂ dari tubuh. Trachea memanjang dan bercabang-cabang menjadi saluran hawa halus yang masuk ke seluruh jaringan tubuh oleh karena itu, pengangkutan O₂dan CO₂ dalam system ini tidak membutuhkan bantuan sitem transportasi atau darah. Udara masuk dan keluar melalui stigma, yaitu lubang kecil yang terdapat di kanan-kiri tubuhnya. Selanjutnya dari stigama, udara masuk ke pembuluh trachea yang memanjang dan sebagian ke kantung hawa. Pada serangga bertubuh besar terjadinya pengeluaran gas sisa pernafasan terjadi karena adanya pengaruh kontraksi otot-otot tubuh yang bergerak secara terat

5.)    Berat Tubuh

Hubungan antara berat dengan penggunaan oksigen berbanding lurus. Karena setiap makhluk hidup membutuhkan O2 (Oksigen) dalam jumlah yang besar.Semakin berat serangga semakin cepat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala, begitupun sebaliknya, semakin ringan serangga maka semakin lambat pergerakan larutan eosin pada pipa berskala. Ini artinya semakin berat tubuh serangga, akan semakin banyak membutuhkan oksigen sehingga akan semakin cepat pernafasannya. Sebaliknya, semakin ringan tubuh serangga akan semakin lambat respirasinya. Seperti halnya manusia apabila dia berbadan gemuk dia lebih banyak membutuhkan oksigen sehingga akan bernafas cepat.

IX.      Kesimpulan

Pada proses respirasi menghasilkan karbondioksida (CO₂), uap air (H₂O) dan sejumlah energi. Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

      Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat di tarik kesimpulan bahwa KOH dapat membantu mempercepat proses pernapasan pada belalang, dan tidak terdapat hubungan antara berat (ukuran/besar) serangga dengan kecepatan pernafasannya, hal ini terlihat dari hasil percobaan semakin berat (besar) tubuh jangkrik belum tentu semakin banyak oksigen yang di butuhkan, sehingga belum tentu cepat pernapasannya. Sebaliknya, Semakin ringan berat serangga (ukurannya kecil) maka  belum tentu sedikit pula oksigen yang ia butuhkan sehingga belum tentu pernapasannya menjadi lambat. Berdasarkan percobaan aktivitas serangga sangat mempengaruhi laju pernafasan ketimbang berat badan serangga, aktivitas serangga sangat mempengaruhi jumlah oksigen yang dibutuhkan.

Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi adalah kegiatan tubuh dan suhu tubuh dari serangga.

Akan tetapi, dalam percobaan yang telah dijelaskan sebelumnya dalam pembahasan untuk mengukur laju respirasi ini. Kami menemukan banyaknya kejanggalan dari hasil pengamatan dengan teori yang kami dapat sebelumnya. Berikut adalah, beberapa uraian yang memungkinkan terjadinya kesalahan-kesalahan dalam praktikum kali ini :

1.      Kurang telitinya dalam proses penghitungan waktu, atau pada saat memasukan eosin ke dalam pipa/ respirometer, waktunya tidak tepat.

2.      Di dalam pipa/ respirometer terdapat gelembung air, sehingga menghambat

masuknya O₂.

3.      Kesalahan dalam pengukuran berat serangga.

4.      Kesalahan dalam pembersihan alat percobaan.

      Daftar Pustaka

Ø Aryulina, Diah., Choirul Muslim dan Syalfinaf Manaf.2010.Biology 2B for Senior High School Grade XI Semester 2.Jakarta:Esis.

Ø  Syamsuri, Istamar.,dkk.2007.Biologi untuk SMA Kelas XI Semester 2. Jakarta: Erlangga.

Ø Reza Fredo Simarmata. Praktikum Respirasi Serangga. (Online). (http://biologipedia.blogspot.com/2012/03/praktikum-respirasi-serangga.html/