FISIOLOGI HEWAN Deskripsi singkat M. K. Fisiologi Hewan : Fisiologi hewan mempelajari tentang apa yang dilakukan oleh organisme heterotrof dan bagaimana mereka melakukannya agar dapat lulus hidup dan dapat mengatasi beragam tantangan dari lingkungan hidupnya sehingga dapat mempertahankan eksistensinya Pendekatan : komparatif pada level organisme, sel, molekul 1
FISIOLOGI HEWAN Pentingnya pendekatan komparatif :
Kajian fisiologi dengan pendekatan komparatif sangat membantu dalam memahami fenomena fisiologis secara umum pada berbagai species hewan baik Vertebrata maupun Anvertebrata.
Agar pemahaman kita lebih mendalam, maka pembahasan mengenai mekanisme fisiologis tidak hanya mencakup tingkat organisme, tetapi juga hingga tingkat seluler, dan dalam berbagai hal seperti misalnya mengenai kerja enzim dalam memecah molekul makanan, lebih banyak ditinjau pada tingkat molekuler. 2
FISIOLOGI HEWAN MATERI PERKULIAHAN : • • • • • • • •
Pendahuluan – Sejarah Ringkas Studi Fisiologi Hewan Pengantar Struktur dan Fungsi Hewan Osmoregulasi dan Komparatif Osmoregulasi Nutrisi dan Digesti Hewan Transpor dan Sirkulasi Darah Respirasi dan Pertukaran Gas Pertahanan Tubuh Pengontrolan lingkungan Internal 3
FISIOLOGI HEWAN MATERI PERKULIAHAN : • • • • • • • •
Sinyal Kimiawi Pada Hewan Sistem Saraf Mekanisme Sensoris dan Motoris Reproduksi Hewan Perkembangan Hewan Sistem Reproduksi Manusia Komparatif sistem reproduksi pada hewan lainnya Kesehatan lingkungan 4
FISIOLOGI HEWAN PENDAHULUAN MATERI :
• Kontrak Pembelajaran • Penjelasan materi • Sejarah ringkas Fisiologi Hewan
5
FISIOLOGI HEWAN Sejarah ringkas studi Fisiologi Hewan
Studi fisiologi telah dilakukan sejak zaman sebelum masehi terutama tentang halhal-hal yang berkaitan dengan pengobatan. Pada masa itu studi tersebut banyak dilakukan di Yunani, Cina dan Timur Tengah. Studi yang dilakukan berkutat pada fisiologi manusia.
Awal ketertarikan manusia terhadap fisiologi hewan mungkin erat kaitannya dengan usaha manusia untuk mengembangkan ternak dan budidaya ikan. OrangOrang-orang Asia terutama di Cina dan juga Indonesia sejak zaman kuno telah mempelajari bagimana ikan bertelur. Kebutuhan pakan ikan telah dipelajari sejak pertama kali orang mengenal pancing. 6
FISIOLOGI HEWAN Studi fisiologi pada dasarnya menggunakan kerangka filosofi mekanistik dan vitalistik
Kerangka filosofi mekanistik berpandangan bahwa semua fenomena kehidupan dapat diterangkan menurut hukumhukumhukum fisikafisika-kimia. Kerangka filosofi vitalistik berpandangan bahwa kehidupan adalah nyawa atau kekuatan vital dan bahwa keberadaan tubuh suatu organisme adalah untuk dan melalui nyawa tersebut.
William Harvey adalah orang pertama yang menggunakan kerangka filosofis mekanistik untuk menjelaskan struktur dan aktivitas tubuh organisme hidup.
7
FISIOLOGI HEWAN Selain penjelasan secara mekanik, banyak ilmuwan yang menjelaskan kehidupan secara kimia.
Sejak sebelum abad 18 telah diduga bahwa terdapat hubungan antara respirasi dan pembakaran. Tetapi hubungan tersebut secara kimia baru dapat dimengerti pada akhir abad 18. Pada masa itu Stephen Hale berhasil mengisolasi dan mengkarakterisasi gas, yang merupakan temuan penting untuk menjelaskan respirasi pada hewan secara kimia.
Antoine Lavoisier dengan eksperimennya menemukan oksigen. Ia menjelaskan proses respirasi sebagai suatu pembakaran lambat atau oksidasi yang menggunakan oksigen dan melepaskan karbon dioksida.
Untuk memberikan ukuran kuantitatif dari produksi panas sebagai hasil oksidasi yang terjadi dalam tubuh hewan, Lavoisier dan Pierre Simon Laplace (1749--1827) merancang alat yang disebut kalorimeter. Lavoisier dengan hasil (1749 karyanya ini telah berhasil memberikan landasan bahwa fenomena fisiologi dapat dianalisis dan dijelaskan dengan bantuan eksperimen kimia. 8
FISIOLOGI HEWAN Para pakar kimia dan pakar fisiologi berbeda dalam pendekatan yang digunakan untuk menjelaskan fenomena vital tubuh hewan. Para pakar fisiologi tidak percaya bahwa reaksi kimia dalam tabung reaksi dapat memberikan kontribusi dalam memahami proses kehidupan.
Pakar kimia seperti Liebig hukum kekekalan materi dapat diterapkan dalam mahluk hidup, Liebig berusaha menjelaskan proses kimia yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup dengan mengukur dan menimbang semua komponen yang masuk dalam saluran pencernaan dan yang diekskresi oleh tubuh. Harus diakui bahwa usaha yang dikerjakan oleh Liebig tersebut merupakan pelopor dalam peralihan dari kimia hewan menuju ke biokimia.
9
FISIOLOGI HEWAN Fisiologi eksperimental dipelopori François Magendie (1783(1783 -1855). Magendie meletakkan landasan dalam bidang farmakologi eksperimental dan ia menerbitkan hampir semua cabang fisiologi.
Landasan metode penelitian Magendie adalah viviseksi (pengoperasian pada hewan hidup), eksperimen yang “sadis” ini memicu gerakan antiantiviviseksionis. Berbeda dengan Magendie, Claude Bernard menjelaskan fenomena fisiologi dengan cara baru, ia menunjukkan bahwa banyak fungsi vital ternyata lebih baik dipandang dari segi kimia ketimbang dari segi viviseksi. Penemuannya yang sangat penting meliputi fungsi glukogenik hati, peran cairan pankreas dalam pencernaan, fungsi saraf vasometer, dan sifat kerja karbon monoksida dan racun lainnya. 10
FISIOLOGI HEWAN Penemuan Bernard
Pada masa itu ilmuwan percaya bahwa gula dalam darah hewan karnivora harus dipasok dari pakan yang dimakan.
Hewan karnivora maupun herbivora, pada masa itu diyakini menggunakan materi yang asalnya diseintesis oleh tumbuhan untuk mendukung pembakaran yang terjadi baik dalam darah maupun dalam paru--paru. Claude Bernard merevolusi pengetahuan metabolisme paru hewan, ia membuktikan bahwa darah hewan mengandung gula walaupun bila tidak dipasok dari makanan. Ia membuktikan bahwa gula yang diabsorbsi dari makanan dipecah ketika melewati hati, paruparu-paru dan jaringan lainnya. Eksperimen yang dilakukan oleh Claude Bernard selanjutnya mengantarkannya pada penemuan glikogen maupun sintesis dan pemecahan glikogen. Semua jaringan hewan nampaknya memiliki enzim yang bekerja pada glukosa. 11
FISIOLOGI HEWAN Di Amerika Serikat konsep konstansi lingkungan (milieu) internal menarik perhatian Lawrence J. Henderson (1878 (1878-1942). Kemudian Walter Bradford Cannon (1871 (1871--1945) dengan tulisantulisan-tulisannya membantu menyebar luaskan gagasan mengenai mekanisme pengaturan fisiologis. Cannon memperkenalkan istilah homeostasis yaitu suatu kondisi yang mempertahankan konstansi lingkungan interior. Istilah ini tidak dimaksudkan sebagai suatu keadaan lingkungan internal tubuh yang tetap dan tidak berubah, melainkan suatu kondisi yang relatif konstan, terkoordinasi dengan baik dan stabil. Homeostasis menjadi prinsip yang mengarahkan riset dibidang fisiologi.
12
FISIOLOGI HEWAN Hingga sekarang studi fisiologi didominasi dengan pendekatan biokimia. Seringkali eksperimen biokimia dilakukan dengan prosedur in vitro. vitro. Namun, metode klasik menggunakan viviseksi atau pengoperasian organ masih diterapkan dalam fisiologi eksperimental. Hasil percobaan pada suatu permasalahan yang sama tetapi dilakukan dengan menggunakan prosedur yang berbeda seringkali menunjukkan adanya perbedaan pada data yang dihasilkannya, sehingga sulit untuk mengkorelasikannya.
Misalkan, dalam penelitian kontrol hormonal reproduksi pada Nereidae, prosedur in vitro memberikan pemahaman mendalam tentang perubahan yang terjadi di dalam organ penghasil neurohormon, sedangkan eksperimen pengoperasian dan implantasi organ (metode (metode klasik)) mengungkapkan pola isyarat yang ditransmisikan dari organ klasik penghasil neurohormon ke tubuh hewan (Yuwono, 1992). 13
