PATOLOGI SERANGGA (BI5225)

Transkripsi

1 PATOLOGI SERANGGA (BI5225) 2. Anatomi dan Fisiologi Serangga : 1

2 SERANGGA 2

3 1. INTEGUMEN Integumen merupakan lapisan terluar penutup tubuh serangga yang terdiri dari : Sel Epidermal Kutikula 3

4 Integumen Serangga 4

5 5

6 Kutikula Epikutikula bertanggungjawab untuk sifat impermeabiliti pada kutikula, dan terutama kemampuannya untuk mencegah hilangnya air karena evaporasi. Epikutikula terdiri dari : - Lapisan Cement (tersusun dari tanned protein) - Lapisan Wax (tersusun dari rantai hidokarbon panjang) - Lapisan Cuticulin ( tersusun dari lipoprotein) - Lapisan Homogenous 6

7 Eksokutikula yang menyebabkan sifat kaku pada bagian yang keras seperti misal pada kapsul kepala. Endokutikula bertanggungjawab pada pembesaran integumen dan pada kombinasi kekerasan dan fleksibiliti. 7

8 Fungsi Integumen (salah satu faktor sukses serangga) Melindungi organ internal Tempat melekatnya otot Ikut berperan dalam aktivitas makan, pergerakan dan reproduksi Mencegah hilangnya air Mencegah masuknya patogen dan insektisida Menghindar dari predator. 8

9 Kandungan Kutikula Kutikula dibangun oleh kitin dan protein, sklerotin, resilin, dan lime. Kitin adalah kandungan kutikula yang terbesar ( 50 %), terdiri dari polisakarida dan nitrogen dan tidak menyebabkan pengerasan kutikula. Banyak dijumpai pada bagian endokutikula yang fleksibel dan mudah membesar, sedikit pada eksokutikula dan tidak ada pada epikutikula. 9

10 Pada endokutikula, kitin membentuk fibril yang orientasinya sangat bervariasi pada serangga yang berlainan. Fibril-fibril akan diikat oleh matriks protein. Untuk mengetahui kandungan kitin dapat digunakan tes Van Wisselingh, sedangkan untuk mengetahui kandungan protein digunakan tes Biuret, Millon, atau Xanthoprotein. Proteinprotein yang ada juga dapat dipisahkan dengan menggunakan electrophoresis. 1 0

11 Sklerotin adalah komponen protein yang berubah menjadi substansi yang menanduk, terdapat pada bagian eksokutikula dari kutikula serangga. Resilin merupakan substansi protein yang elastik dimana rantai protein berikatan pada bentuk 3 dimensi seperti pada pembentukan karet. Resilin dapat terletak diantara lamela kitin, pada dasar sayap, atau menjadi tendon elastik yang menghubungkan otot dengan sayap. Lime dapat dijumpai pada beberapa larva akuatik Diptera. 1 1

12 Molting Dalam proses molting, hampir semua kutikula lama hancur. Cairan molting yang mengandung enzim kitinase dan proteinase disekresikan oleh saluran pori. Sampai dengan saat pelepasan kutikula lama, kutikula yang baru sangatlah lembut dan hampir tidak berwarna. Dalam 1-2 jam, kutikula akan mengeras dan menjadi gelap. 1 2

13 1 3

14 Gambar mekanisme molting 1 4

15 Skema Penetrasi Jamur pada Kutikula 1 5

16 2. KEPALA Kepala merupakan bagian paling anterior dari Serangga. Kepala merupakan kapsul keras yang dihubungkan ke toraks oleh membran yang fleksibel Kepala terdiri dari dua bagian : Mulut (labrum, mandibula, maksila, labium) Organ sensori (antena, mata kompleks, dan ocelli) 1 6

17 Diagram Kepala Serangga 1 7

18 Fungsi Kepala Serangga Pemasukkan makanan Persepsi sensori utama Koordinasi aktivitas tubuh Pelindung pusat koordinasi 1 8

19 Mulut Serangga Mandibulata adalah tipe yang paling dasar Bagian dari mandibulata adalah labrum, sepasang maxilla, labium, hypopharynx 1 9

20 Berbagai Contoh Mulut pada Serangga 2 0

21 Fungsi Antena pada Serangga Sense organs Olfactory receptors Tactile function Feelers or Touching organ Keseimbangan Johnston s organ Dll (bervariasi tergantung spesies) 2 1

22 Bagian-bagian antena 2 2

23 Tipe antena 2 3

24 2 4

25 Mata pada Serangga Ada dua jenis mata pada serangga, yaitu Mata Kompleks Ocelli Mata Kompleks Terletak di dekat mulut, berada di bagian anterior dari tubuh Berfungsi sebagai fotoreseptor Terdapat pada Serangga Dewasa dan Nimfa Terdiri dari Ommatidia Semakin banyak jumlah ommatidia maka akan semakin tepat penglihatan serangga 2 5

26 Ocelli 2 6 Terletak di Frons atau Vertex Terdapat pada Serangga Dewasa dan Nimfa Ocelli tidak dapat menerima bentuk benda Fungsi dari Ocelli adalah increasing body tonus, Ketika serangga akan terbang atau melompat, Ketika terjadi perubahan yang cukup drastis pada kondisi cahaya lingkungan sekitar, misalnya yang diproduksi oleh bayangan predator

27 Mata Kompleks + ocelli 2 7

28 Pusat Koordinasi : Otak 2 8

29 2 9

30 3 0

31 3.TORAKS SEGMENTASI TORAKS Protoraks Mesotoraks Metatoraks Pada masing-masing segmen terdapat sepasang kaki. Pada mesotoraks sepasang sayap depan (forewing) Pada metatoraks sepasang sayap belakang (hindwing) 3 1

32 3 2

33 Kaki Serangga 3 3

34 3 4

35 Modifikasi Kaki Serangga 3 5

36 Modifikasi Sayap Serangga 3 6

37 Pronotum Pronotum adalah bagian dorsal dari protoraks, yang dapat termodifikasi seperti misalnya pada Hemiptera, Blattaria, dan Coleoptera. 3 7

38 3 8

39 Scarabidae : selain modifikasi protoraks, juga modifikasi kepala 3 9

40 Bangsa kecoa mempunyai pronotum yang berkembang ke depan, melampaui kepala 4 0

41 4 1

42 4 2

43 4. Abdomen Terdapat saluran pencernaan, pembuluh, tubulus Malpighi, badan lemak, organ reproduksi Pada segmen 8 dan 9, anggota tubuh termodifikasi menjadi ovipositor (betina) ; segmen 9 menjadi organ kopulatori (jantan) 4 3

44 4 4

45 4 5

46 Ovipositor 4 6

47 Cerci 4 7

48 Kelangsungan Hidup Tergantung pada dinamika alami dari metabolisma internal dan hubungan eksternal yang terlibat dalam proses makan serta simbiosis nutrisi yang terjadi. 48

49 49

50 Sistem-Sistem yang Berperan 1. Sistem Pencernaan 2. Sistem Respirasi 3. Sistem Sirkulasi 4. Sistem Ekskretori 5. Sistem Pergerakan 6. Thermoregulasi 50

51 1. Sistem Pencernaan Digunakan untuk mencerna dan mengambil nutrisi dari makanan yang dimakan Perubahan dari makromolekul menjadi molekul yang kecil Sistem pencernaan serangga disebut alimentary canal yang menghubungkan mulut sampai anus serta dilengkapi dengan salivary glands dan salivary reservoirs. 51

52 52

53 Bagian-Bagian dari Saluran Pencernaan Serangga Preoral cavity yang terdiri dari 2 ruang yaitu cibarium dan salivarium. Foregut yang terdiri dari pharynx, esophagus, crop, proventriculus, dan cardiac valve. Midgut dapat berupa tabung sederhana atau bervariasi, pada beberapa serangga terdapat gastric caeca Antara midgut dan hindgut terdapat tubulus Malpighi. Hindgut dapat dibedakan atas beberapa bagian yaitu (1) anterior intestine terdiri dari ileum dan colon dan (2) posterior intestine atau rectum. 53

54 Foregut-Midgut-Hindgut 54

55 Detail : Serangga memiliki sepasang salivary glands dan sepasang salivary reservoirs. Terletak dalam toraks (dekat foregut). Salivary ducks menghubungkan salivary gland dan salivary reservoir, kearah depan, melalui kepala ke salivarium dibelakang hypopharynx. Pergerakan mulut membantu pencampuran makanan dengan saliva di dalam rongga mulut. 55

56 Gut adalah tempat dimana hampir semua proses pencernaan terjadi Foregut (Stomodeum) Lapisan kutikula : Kitin dan Protein Termasuk foregut : buccal cavity (mulut), pharynx, esophagus, crop, proventriculus 56

57 Midgut (mesenteron) Terdapat banyak mikrovili yang berguna untuk memperluas permukaan Hindgut (proctodaeum) Makanan yang tidak dicerna + uric acid membentuk pelet fecal anus Uric acid terbentuk dari tubulus Malpighi. 57

58 Variasi Saluran Pencernaan 58

59 Membran Peritrophic Adalah struktur berbentuk membran yang tersusun oleh kitin dan protein serta berfungsi untuk memisahkan makanan dari jaringan midgut. MP juga melindungi epitel terhadap aberasi makanan dan mikroorganisma. MP dapat meningkatkan efisiensi pencernaan dan mengurangi terbuangnya enzim. 59

60 60

61 61

62 Skema Perjalanan Makanan 62

63 B. SISTEM RESPIRASI SERANGGA Oksigen untuk respirasi seluler serangga secara fisik diangkut oleh sistem internal yang disebut trakea Trakea mempunyai banyak cabang dan saling berhubungan serta merupakan invaginasi integumen yang berawal dari spirakel dan berakhir pada trakeola 63

64 Spirakel, Trakea, Trakeola Serangga 64

65 65

66 Sayatan Melintang 66

67 Spirakel Atrium (berhubungan dengan luar) dan peritreme (berhubungan dengan dalam) Dari spirakel dihubungkan dengan lateral trunks (secara longitudinal) dan dengan tracheal commissures (secara transversal). Bagian trakea yang permeable terhadap gas disebut intima, selanjutnya gulungan berupa spiral dari intima disebut taenidia. Trakea dapat berdilatasi membentuk air sac yang berfungsi sebagai kantung udara mendukung proses pertukaran gas. 67

68 Spirakel 68

69 Percabangan yang berulang dari trakea menghasilkan saluran dengan panjang 350 µm dan diameter 1µm dan disebut trakeola. Trakea dilapisi oleh lapisan multiseluler, trakeola mengandung lapisan intraseluler yang disebut tracheoblast cell. 69

70 Tipe serangga berdasarkan spirakel : holopneustic, hemipneustic, dan apneustic Holopneustic : 10 pasang spirakel berfungsi Hemipneustic : 1 pasang atau lebih spirakel yang tidak berfungsi Apneustic, tidak terdapat spirakel yang berfungsi 70

71 71

72 Serangga Air Cutaneus gas exchange Tracheal gill : oksigen berdifusi melalui kutikula dan masuk ke dalam tracheola yang berisi gas Physical gill : terdapat gelembung udara yang dibawa oleh serangga Plastron : melibatkan sejumlah rambut yang membengkok sehingga mampu untuk membawa lapisan udara Spiracular gills : terdapat hubungan dengan plastron yang dibangun oleh produk dari kutikula. 72

73 C. SISTEM SIRKULASI SERANGGA Termasuk dalam kelompok sistem peredaran darah terbuka Darah (biasanya disebut hemolimf) menghabiskan sebagian besar waktu secara bebas dalam rongga tubuh danberhubungan kontak langsung dengan organ dan jaringan internal. Bertanggungjawab pada perpindahan nutrien, garam, hormon, dan sisa metabolisme 73

74 Berperan dalam sistem pertahanan tubuh : menutup luka melalui clotting, pembentukan kapsul dan pembunuhan, pada beberapa serangga menghasilkan produk distastefulnuntuk melawan preadator Hidrolik darah dan tekanan hidrostatik yang menyebabkan kontraksi otot, penting pada saat penetasan, molting, pembesaran tubuh dan sayap setelah molting, pergerakan, reproduksi, dsb. Penting untuk pengaturan suhu tubuh. 74

75 75

76 76

77 Organ Accessory Pulsatile Berfungsi untuk mengalirkan darah ke beberapa bagian di tubuhnya Organ Accessory Pulsatile terdapat pada Sayap Antena Kaki 77

78 Hemolimf : 90% plasma; jernih meskipun kadang kehijauan atau kekuningan Dibanding dengan darah vertebrta, hemolimf serangga mengandung lebih banyak asam amino, protein, gula, ion anorganik Saat winter, terjadi peningkatan ribulosa, trehalosa, atau gliserol; untuk mencegah pembekuan 10% sel darah (hemosit) yang berperan dalam clotting, fagositosis, enkapsulasi. Jumlahnya berfluktuasi antara per mm3 78

79 D. SISTEM EKSKRETORI Tubulus Malpighi bersama dengan hindgut akan mengeluarkan produk buangan yang mengandung nitrogen Tubulus Malpighi langsung mengosongkan produk buangan ke saluran pencernaan diantara midgut dan hindgut. Jumlah tubulus bervariasi, mulai dari 2 sampai 100. Seperti tangan oktopus, tubulus Malpighi dapat memanjang memenuhi tubuh serangga. 79

80 Saluran Pencernaan dan Tubulus Malpighi 80

81 81

82 82

83 Fungsi lain dari Tb. Malpighi Membentuk cahaya Membentuk busa Membentuk kalsium Membentuk pupa sutera 83

84 Tb. Malpighi dari larva Arachnocampa luminosa yang menghasilkan cahaya 84

85 Sistem ekskretori menjaga lingkungan internal dengan : Mengatur keseimbangan air dan ion Membuang sisa nitrogen dalam bentuk : Ammonia Urea Uric acid 85

86 86

87 87

88 88

89 89

90 E. SISTEM SARAF SERANGGA 90

91 91

92 Saraf serangga terletak dibagian ventral dari tubuh serangga, disusun oleh 2 saraf utama yang berhubungan dan dilengkapi dengan ganglia ganglia. Bagian depan dari ganglia disebut subesophageal ganglion. Bagian dorsalnya terdapat otak serangga atau supraesophageal ganglion. 92

93 F. SISTEM PERGERAKKAN Seluruh otot serangga bergaris melintang. Otot melekat pada rangka melalui tonofibrillae yang merupakan produk dari sel epidermal 93

94 F. THERMOREGULASI Ectothermic adalah serangga yang mampu menaikkan suhu tubuhnya dengan mengabsorbsinya dari lingkungan Endothermic adalah serangga yang mampu mempertahankan suhu tubuhnya diatas suhu batasnya dengan bantuan proses metabolisme. 94

95 PERTAHANAN SERANGGA PADA SUHU RENDAH Bangsa lebah yang dapat mempertahankan suhu sarang antara ºC meskipun suhu di luar mencapai 0 ºC. Panas terbentuk dari metabolisme lebah. Diapause adalah efek fisiologis yang berhubungan dengan suhu yang sangat dingin yang datang secara regular. Glukosa, trehalosa, lipid dengan berat molekul rendah, dan sorbitol dalam hemolimf memberikan perlindungan tambahan terhadap pembekuan. Tidak ada zat kimia alami yang setara dengan gliserol sebagai anti beku. 95