TERMOREGUL;ASI PADA BERUANG KUTUB

MAKALAH BIOLOGI UMUM





TERMOREGULASI BERUANG KUTUB





Disusun oleh:
ENDAH PURNAMASARI
07303244065
PENDIDIKAN KIMIA NR 07




FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2007

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Di dalam tubuh organisme (tingkat individu) pasti ada mekanisme regulasi untuk mencapai keadaan yang homeostatic. Homeostatik pada dasarnya merupakan suatu upaya mempertahankan atau menciptakan kondisi yang stabil dinamis (“steady state “) yang menjamin optimalisasi berbagai proses fisiologis dalam tubuh. Untuk mencapai keadaan tersebut, tubuh melakukan berbagai aktivitas regulasi, sebagai mekanisme untuk mencapai homeostatis yang diharapkan. Regulasi dan homeostatis juga terjadi di tingkat populasi dan komunitas dalam suatu ekosistem.
Regulasi merupakan suatu proses untuk mencapai keadaan yang stabil. Regulasi dilakukan dalam banyak bentuk, misalnya regulasi untuk mempertahankan cairan tubuh, osmolaritas tubuh, keasaman, suhu, kadar lemak, gula dan protein darah,dsb. Pada tubuh manusia, regulasi diperankan oleh antara lain adalah syaraf dan hormone.karena kedua komponen merupakan pengendali utama dalam proses regulasi dalam tubuh. Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Pada topik yang dibahas yaitu mengenai termoregulasi (pengaturan suhu tubuh) beruang kutub.
Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan /manusia harus mengatur panas yang diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mahluk butuh suhu lingkungan yang cocok, agar metabolisme dalam tubuh berjalan normal. Jika suhu lingkungan terlalu rendah ia harus mengeluarkan energi lebih besar daripada biasanya berupa panas . Enzim bekerja dalam suhu optimum. Kalau suhu rendah enzim tak bisa bekerja, berarti metabolisme terhalang.
B. Tujuan
1. Mahasiswa dapat memenuhi salah satu tugas biologi umum
2. Mahasiswa dapat mengetahui proses termoregulasi beruang kutub
3. Mahasiswa dapat mengetahui proses yang mengatur peerubahan suhu
4. Mahasiswa dapat mengetahui beruang kutub melakukan hibernasi
C. Rumusan Masalah
1. Proses apa saja yang dapat mengatur perubahan suhu?
2. Bagaimana proses termoregulasi beruang kutub?
3. Bagaimana beruang kutub melakukan hibernasi?














BAB II
ISI
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia.
Manusia dan binatang menyusui mempunyai kemampuan untuk memelihara suhu tubuh relative konstan dan berlawanan dengan suhu lingkungan. Kepentingan dipertahankan suhu tubuh pada manusia adalah berhubungan dengan reaksi kimia didalam tubuh kita. Suhu inti (core temperature) manusia berfluktuasi + 10 C dalam kegiatan sehari-hari. Misalnya paling rendah adalah pada waktu pagi hari (jam 4 - 6 subuh) dan mencapai puncaknya pada sore hari (jam 2 - 3 sore).
Tubuh manusia memiliki kemampuan pengaturan untuk menjaga agar suhu tubuh tetap stabil pada kisaran fisiologis. Apabila suhu lingkungan mengalami peningkatan, maka tubuh akan memproduksi keringat agar terjadi penguapan pada permukaan tubuh, sehingga peningkatan suhu tubuh dapat dicegah. Selama proses tersebut, pembuluh darah akan mengalami vasodilatasi (pembesaran diameter lumen) untuk mengirim darah lebih banyak ke kulit tubuh, di mana temperatur lebih dingin. Sebagai akibatnya, tekanan darah akan cenderung turun, dan denyut nadi akan bertambah (takikardi) untuk mempertahankan curah jantung. Penurunan tekanan darah berarti pengurangan suplai oksigen ke otot jantung, sedangkan peningkatan denyut nadi adalah peningkatan demand. Kedua hal tersebut merupakan kombinasi yang dapat membahayakan orang usia lanjut yang pada umumnya menderita penyakit jantung koroner atau penderita lemah jantung. Di samping itu, keluar keringat berlebihan akan menyebabkan terjadinya hemokonsentrasi yang pada akhirnya mempermudah kecenderungan terjadi gumpalan darah.
Dalam pengaturan suhu tubuh, hewan harus mengatur panas yang diterima atau yang hilang ke lingkungan. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu :
1. Penguapan (evaporasi)
Penguapan dari tubuh merupakan salah satu jalan melepaskan panas. Walau tidak berkeringat, melalui kulit selalu ada air berdifusi sehingga penguapan dari permukaan tubuh kita selalu terjadi disebut inspiration perspiration (berkeringat tidak terasa) atau biasa disebut IWL (insensible water loss).
Inspiration perspiration melepaskan panas + 10 kcal/jam dari permukaan panas dari metabolismekulit. Dari jalan pernafasan + 7 kcal/jam dikeluarkan dengan cara evaporasi 20 - 25%.
2. Radiasi
Radiasi adalah emisi dari energi elektromagnet. Radiasi dapat mentransfer panas antar obyek yang tidak kontak langsung. Sebagai contoh, radiasi sinar matahari. Bila suhu disekitar lebih panas dari badan permukaan tubuh akan menerima panas, bila disekitar dingin akan melepaskan panas. Proses ini terjadi dalam bentuk gelombang radiasi elektromagnetik dengan kecepatan seperti cahaya
3.Konduksi
Konduksi adalah perubahan panas tubuh hewan karena kontak dengan suatu benda Perpindahan panas dari atom ke atom/ molekul ke molekul dengan jalan pemindahan berturut turut dari energi kinetic. Pertukaran panas dari jalan ini dari tubuh terjadi sedikit sekali (kecuali menyiram dengan air)
4.Konveksi
Konveksi adalah transfer panas akibat adanya gerakan udara atau cairan melalui permukaan tubuh. Perpindahan panas dengan perantaraan gerakan molekul, gas atau cairan. Misalnya pada waktu dingin udara yang diikat/dilekat pada tubuh akan menjadi kurang dipanaskan (dengan melalui konduksi dan radiasi) padat, naik dan diganti udara yang lebih dingin. Biasanya ini kurang berperan dalam pertukaran panas.
Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontriksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Kegiatan mahluk terbatas pada suhu lingkungan antara -1 oC sampai 50 oC. Suhu optimum bagi mahluk ialah antara 20 oC dan 40 oC. Kenaikan suhu menyebabkan reaksi enzim meningkat. Setiap kenaikan suhu 10 o kegiatan enzim menjadi 2 x lipat. Kalau suhu terlalu tinggi enzim tak bisa aktif, bahkan rusak.
Pada prinsip pengaturan suhu tubuh menurut konsep Core temperature yaitu dianggap merupakan dua bagian dalam soal pengaturan suhu yaitu :
Bagian dalam inti suhu tubuh, yang benar- benar mempunyai suhu rata-rata 370 C, yaitu diukur pada daerah (mulut, otot, membrane tympani, vagina, esophagus.(Tr). Bagian luar adalah temperature kulit + 1/3 massa tubuh yaitu penukaran kulit sampai + 2 cm kedalam.(Ts). Dari dua bagian tersebut dapat disimpulkan bahwa temperature suhu tubuh rata-rata (tmb : Temperatur Mean Body) dengan rumus ;

TMB = 0,33 Ts + 0.67 Tr
Pusat pengatur panas dalam tubuh adalah Hypothalamus, Hipothalamus ini dikenal sebagai thermostat yang berada dibawah otak.
♣Hipothalamus anterior berfungsi mengatur pembuangan panas
♣ Hipothalamus posterior berfungsi mengatur upaya penyimpanan panas
Sumber panas dari suhu tubuh itu yaitu dari:
1. Metabolisme
Kegiatan metabolisme tubuh adalah sumber utama dan pembentukan/pemberian panas tubuh. Pembentukan panas dari metabolisme dalam keadaan basal (BMR) + 70 kcal/jam sedang pada waktu kerja (kegiatan otot) naik sampai 20%.
2. Bila dalam keadaan dingin seseorang menggigil maka produksi panas akan bertambah 5 kalinya.
Yang mana mekanismepengaturan suhunya yaitu:
Kulit –> Reseptor ferifer –> hipotalamus (posterior dan anterior) –> Preoptika hypotalamus –> Nervus eferent –> kehilangan/pembentukan panas.
Ketika malam, suhu tubuh bersama tingkat hormon seperti adrenalin mulai menurun yang menimbulkan pengeluaran keringat karena tubuh tidak bergerak dan mencoba untuk melawan panas yang hilang. Suhu tubuh akan terus menurun sepanjang malam. Mendekati kira-kira jam 5 pagi, suhu turun sampai kira-kira satu derajat bagian perseratusan dibawah suhu malam hari
Untuk beberapa hewan seperti beruang, mereka pada musim dingin melakukan aktivitas tidur panjang. Saat tidur panjang, suhu tubuh mereka turun sampai kira - kira 34 derajat dari 38 derajat. Jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju dibawah tubuh nya akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi beruang tersebut tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk menghangatkan tubuhnya. Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Dan ternyata, kulit beruang kutub juga telah dirancang secara sempurna. Dibawah kulit tersimpan lapisan lemak coklat dengan ketebalan ±10 cm. Lemak yang berwarna gelap ini akan menangkap radiasi lebih banyak daripada lemak yang umumnya berwarna putih atau kuning, dan kemudian radiasi tersebut disimpan hingga akan diubah menjadi energi (panas) oleh metabolisme tubuh beruang kutub.
Rambut beruang kutub tersusun atas dua struktur. Rambut bagian distal kasar, kaku, dan oily. Sedangkan rambut bagian proximal lebih lembut, rapat (tumbuh padat), dan bercabang. Struktur ini menguntungkan beruang kutub. Bagian distal rambut yang kaku, kasar, dan oily melindungi beruang kutub dari pensaljuan dan membantu pengeringan rambut dengan segera setelah berenang. Sedangkan bagian proximal yang bercabang, lentur, dan rapat membantu beruang dari kemungkinan pertukaran kalor dengan lingkungan yang ekstrim (-200C pada musim dingin).
Pada musim dingin, beruang akan meminimalisasi pengeluaran energi dengan cara yang umum disebut hibernasi. Hibernasi adalah semacam taktik dan strategi hewan untuk menyiasati suhu udara yang sangat dingin. Ataupun juga ialah suatu masa untuk benar-benar mengistirahatkan seluruh organ tubuhnya. Ia tidak makan atau minum kecuali tidur sepulas-pulasnya sampai berhari-hari berminggu, bahkan hitungan bulan. Karena itulah bagi hewan-hewan yang akan berhibernasi, ia lebih dulu menggemukkan dirinya pada musim gugur.
Timbunan lemak sangat dibutuhkan untuk menyokong proses hibernasi. Cadangan lemak ini akan menjamin tubuh mendapat pasokan makanan, minuman dan nutrisi yang diperlukan. Maka sebelum memasuki fase hibernasi pada musim dingin, hewan-hewan itu terlihat sangat getol mencari makanan dan berubah menjadi lebih rakus dari biasanya.
Perilaku rakus mendadak selama satu musim ini memang harus dilakukannya. Sebab selama hibernasi ia tak akan bergeming sedikitpun. Dan penimbunan lemak adalah satu-satunya cara untuk menjamin pasokan energi tubuh tetap tercukupi dalam waktu lama. Hal ini menyebabkan hewan yang baru saja usai berhibernasi akan tetap kuat , sama dengan saat ia sebelum berhibernasi. Saat ia mulai berhibernasi maka temperatur tubuhnya akan turun sampai setengah suhu tubuh normal. Contohnya: jika suhu tubuh rata-rata manusia adalah 360C, maka saat berhibernasi suhu tubuh akan menjadi sekitar 150C. Ketika suhu tubuhnya sudah turun, frekuensi bernafasnya pun menjadi lebih lambat Inilah istimewanya hibernasi. Selain itu, beruang kutub juga akan menghangatkan tubuhnya dengan ‘tidur’ dengan persediaan makanan yang telah disiapkan di dekat ‘tempat tidurnya’ saat pra musim dingin. Hal ini sangat diperlukan karena walaupun selama musim dingin beruang meminimalisasi kehilangan energi, namun suplai energi juga harus tetap ada. Energi tubuh saat musim dingin benar-benar dialokasikan hanya untuk menghangatkan tubuh dan mempertahankan fungsi faal tubuh. Selain itu, struktur kulit yang kemudian dilapisi lemak coklat juga sangat memproteksi beruang kutub dari kemungkinan kehilangan kalor karena selain bersifat isolator,lemak coklat juga bersifat insulator.
Sedangkan pada musim panas, beruang akan mendinginkan tubuhnya dengan berenang di air yang suhunya sangat dingin (-4oC). Namun, disini terdapat mekanisme proteksi yang ketat yang telah diatur oleh Sang Pemilik Kehidupan. Seperti dijelaskan sebelumnya, rambut bagian distal yang tumbuh rapat dan bercabang halus dapat menghindarkan kontak langsung antara kulit dengan air. Akibatnya, suhu air yang sangat dingin tidak langsung mengenai kulit. Selain itu, dengan struktur rambut yang sedemikian rupa, air tidak mudah membasahi rambut bagian distal sehingga pada rambut bagian distal air tertahan dan tidak sedikit udara yang terjebak diantaranya.

Ada dua mekanisme pengaturan suhu tubuh untuk keadaan dingin yaitu :
1. Secara fisik (prinsif-prinsif ilmu alam) Yaitu pengaturan atau reaksi yang terdiri dari perubahan sirkulasi dan tegaknya bulu-bulu badan (piloerektion) –> erector villi
2. Secara kimia yaitu terdiri dari penambahan panas metabolisme
Pengaturan secara fisik Dilakukan dengan dua cara:

1. Vasokontriksi pembuluh darah (cutaneus vasokontriksi)
Pada reaksi dingin aliran darah pada jari-jari ini bias berkurang + 1% dari pada dalam keadaan panas. Sehingga dengan mekanisme vasokontriksi maka panas yang keluar dikurangi atau penambahan isolator yang sama dengan memakai 1 rangkap pakaian lagi.
2. Limit blood flow slufts (Perubahan aliran darah)
Pada prinsifnya yaitu panas/temperature inti tubuh terutama akan lebih dihemat (dipertahankan) bila seluruh anggota badan didinginkan
Maupun pengaturan secara kimia pada keadaan dingin yaitu penambahan panas dengan metabolisme akan terjadi baik secara sengaja dengan melakukan kegiatan otot-otot ataupun dengan cara menggigil. Menggigil adalah kontraksi otot secara kuat dan lalu lemah bergantian, secara synkron terjadi kontraksi pada group-group kecil motor unit alau seluruh otot. Pada menggigil kadang terjadi kontraksi secara simultan sehingga seluruh badan kaku dan terjadi spasme. Menggigil efektif untuk pembentukan panas, dengan menggigil pada suhu 50 c selama 60 menit produksi panas meningkat 2 kali dari basal, dengan batas maximal 5 kali.
Dan mekanisme pengaturan suhu tubuh pada keadaan panas dapat di lakukan dengan cara:
1. Fisik
• Penambahan aliran darah permukaan tubuh
• Terjadi aliran darah maximum pada anggota badan
• Perubahan (shift) dari venus return ke vena permukaan
Proses ini terutama efektif pada keadaan temperature kurang/dibawah 340 C.

• penambahan konduktivitas panas (thermalpenambahan aliran darah konduktivity)
2. Keringat
• Pada temperature diatas 340 C, pengaturan sirkulasi panas tidak cukup dengan radiasi, dimana pada kondisi ini tubuh mekanisme panas yang dipakai dalammendapat panas dari radiasi. keadaan ini dengan cara penguapan (evaporasi).
• Gerakan kontraksi pada kelenjar keringat, berfungsi secara periodic memompa tetesan cairan keringat dari lumen permukaan keringat merupakan mekanisme pendingin yang paling efektif.kulit















BAB III
KESIMPULAN

Dari isi di atas dapat di simpulkan sebagai berikut:
1. Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia. Sedangkan endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia.
2. Tubuh manusia memiliki kemampuan pengaturan untuk menjaga agar suhu tubuh tetap stabil pada kisaran fisiologis
3. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan dapat terjadi dengan 4 proses, yaitu : Penguapan (evaporasi), Radiasi, Konduksi, Konveksi,
4. Mekanisme peraturan suhunya yaitu: Kulit –> Reseptor ferifer –> hipotalamus (posterior dan anterior) –> Preoptika hypotalamus –> Nervus eferent –> kehilangan/pembentukan panas.
5. Beruang pada musim dingin melakukan tidur panjang, saat tidur panjang suhutubuhnya turun sampai kira-kira 34 derajat dari 38 derajat
6. Jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju dibawah tubuh nya akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi beruang tersebut tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk menghangatkan tubuhnya.





DAFTAR PUSTAKA

Yatim, Wildan . 1987. Biologi Modern. Bandung: Tarsito

http://iwansain.wordpress.com

http://finli.blogspot.com

http://www.fajar.co.id

http://tigerbear.wordpress.com

http://wikipedia.com



s