SISTEM PENCERNAAN SERANGGA

SISTEM PENCERNAAN SERANGGA

 I.      PENDAHULUAN

Serangga merupakan golongan hewan yang dominan di muka bumi. Dalam jumlah, mereka melebihi semua hewan melata daratan lainnya dan praktis mereka terdapat dimana-mana.

Banyak sekali serangga yang bermanfaat bagi manusia, tanpa mereka manusia tidak akan berada dalam bentuk sekarang ini. Bermanfaat mulai dari proses penyerbukan, sebagai makanan, hingga sebagai bahan dalam bidang penelitian dan kedokteran serta yang sangat pentingnya adalah serangga sebagai pemakan bahan organik yang membusuk, sehingga membantu merubah tumbuhan dan hewan yang mati menjadi zat-zat yang lebih sederhana dan dikembalikan ke tanah.

Sebaliknya, banyak serangga berbahaya atau sebagai perusak. Mereka menyerang berbagai tumbuh-tumbuhan yang sedang tumbuh, termasuk tanaman yang bernilai bagi manusia dan makan tumbuh-tumbuhan tersebut. Serangga menyerang harta benda manusia, termasuk rumah-rumah, pakaian, persediaan makanan, menghancurkan, merusak dan mencemarinya. Mereka menyerang manusia dan hewan, banyak serangga adalah agen-agen dalam penularan berbagai penyakit.

Berdasarkan dua kepentingan yang saling bertolak belakang tersebut di atas maka sudah menjadi kewajiban kita untuk memikirkan bagaimana mengendalikan mahluk yang bernama serangga ini agar fungsinya tetap dapat dirasakan sedangkan kerugian karena kehadiran mereka dapat dihindarkan. Oleh karena itu ilmu mengenai serangga khususnya fisiologi serangga dapat digunakan sebagai dasar pengetahuan bagaimana serangga dapat dikendalikan. Khusus untuk itu dalam tulisan ini disajikan bagian dari fisiologi serangga yaitu sistem pencernaan serangga.

    II.      SALURAN PENCERNAAN

Serangga makan hampir segala zat organik yang terdapat di dalam, dan sistem-sistem pencernaan mereka menunjukkan variasi yang besar. Saluran pencernaan adalah suatu buluh, biasanya berkelok, yang memanjang dari mulut sampai anus. Sistem percernaan ini sangat beragam tergantung macam-macam makanan yang dimakan. Kebiasaan-kebiasaan makan bahkan mungkin sangat beragam pada satu jenis tunggal. Larva dan serangga dewasa biasanya mempunyai kebiasaan makan yang sama sekali berbeda dan hal ini tentu akan menyebabkan perbedaan dalam sistem-sistem pencernaan.

A.    Stuktur Umum

Saluran pencernaan pada serangga dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu:

1.      Saluran pencernaan depan (Stomodeum);

2.      Saluran pencernaan tengah (Mesenteron);

3.      Saluran pencernaan belakang (Proktodeum).

Saluran-saluran pencernaan tersebut berasal dari turunan yang berbeda, saluran pencernaan depan dan belakang berasal dari jaringan ektodermal dan saluran pencernaan tengah berasal dari jaringan endodermal. Seluruh saluran makanan di bagian dalamnya dilapisi selapis sel epitel, terdapat di membran dasar. Stomodeum dan Proktodeum mempunyai lapisan kutikula sedang Mesentron tidak.

Bentuk saluran pencernaan ini dipengaruhi oleh cara makan dan makanan serangga, sehingga hal ini akan menyebabkan adanya perbedaan-perbedaan (penyesuaian-penyesuaian) diantara bentuk pencernaan serangga.

Pada banyak serangga bagian-bagian utama ini terbagi menjadi bagian lain dengan berbagai fungsi yaitu faring, esofagus, krop dan proventrikulus pada saluran pencernaan bagian depan, ventrikulus pada bagian pencernaan tengah, dan pirolus, illeum serta rektum pada pencernaan bagian belakang. Beberapa sistem yang mendukung fungsi sistem pencernaan adalah sistem saraf pusat, sistem saraf stomatogastik, sistem endokrin dan sistem pernapasan.

1.      Saluran Pencernaan Depan (Stomodeum)

Saluran pencernaan depan berasal dari jaringan ektodermal maka saluran pencernaan bagian depan dilapisi kutikula yang disebut intima, yang dilepaskan setiap pergantian kulit. Saluran pencernaan depan lebih berfungsi sebagai penyimpan makanan dan sedikit melakukan pencernaan. Pencernaan pada tempat ini disebabkan masih adanya enzim-enzim yang terbawa dari mulut.

Saluran pencernaan depan tersusun dari :

a)      Otot-otot yang memanjang (longitudinal);

b)      Otot-otot melingkar (circular);

c)      Sel-sel ephitelium yang pipih;

d)     Sel-sel yang bersifat impermiabel.

Akibat pergerakan otot-otot melingkar dan longitudinal menyebabkan makanan dapat bergerak ke saluran tengah. Saluran pencernaan depan terdiri dari beberapa bagian dan fungsi sebagai berikut :

a.       Rongga mulut sebagai masuknya makanan.

b.      Faring (kerongkongan) merupakan bagian pertama sesudah rongga mulut yang berfungsi sebagai penerus makanan ke Oesophagus. Otot-otot yang menempel pada faring berkembang dengan baik, hal ini sesuai dengan perannya yang mendorong makanan dari mulut ke Oesophagus . Pada serangga dengan tipe menusuk dan mengisap seperti pada Lepidoptera dan pada Hymenoptera di  faring terdapat pompa faringeal yang dipakai untuk mengambil cairan.

c.       Oesophagus adalah bagian usus depan yang tidak berdiferensiasi yang berfungsi mendorong makanan dari faring ke tembolok (Crop).

d.      Tembolok (Crop) merupakan pembesaran usus bagian depan yang berfungsi sebagai penyimpan makanan. Seringkali bila tembolok kosong akan melipat secara longitudinal dan tranversal tetapi pada Periplanata (Dictyoptera) tembolok hanya mengalami perubahan kecil pada volumenya karena apabila tembolok tidak berisi makanan, tembolok tersebut diisi oleh udara. Letak tembolok pada bagian posterior oesophagus, tapi pada serangga yang makanannya cairan letaknya di bagian ventrikulum lateral. Pada umumnya sekresi dan penyerapan tidak terjadi di dalam tembolok, tetapi kadang kala terjadi secara enzimatik. Enzim didapat dari makanaan yang tercampur air liur yang bergerak ke belakang menuju tembolok serta enzim dari mesenteron yang dimuntahkan dari usus tengah. Walaupun proventrikulus bertindak sebagai klep yang membatasi gerakan-gerakan makanan ke belakang tetapi tidak menghalangi muntahan cairan.

e.       Proventrikulus, bagian ini mengalami modifikasi yang beraneka ragam pada berbagai serangga. Pada serangga pemakan bahan padat, proventrikulus berfungsi sebagai pemecah makanan, sedangkan pada serangga pemakan cairan, proventrikulus termodifikasi menjadi katup. Pada lipas dan jangkrik, intima di dalam proventrikulus berkembang menjadi enam keping otot yang keras atau geligi yang berfungsi untuk memecah makanan. Proventrikulus secara keseluruhan mengontrol jalannya makanan dari stomadeum ke mesenteron.

Pada ordo Collembola mempunyai saluran yang sangat sederhana, tidak mempunyai bagian-bagian penonjolan yang berarti dan tidak mempunyai tabung malphigi.

Serangga pengunyah mempunyai proventriculus yang tumbuh dengan baik dan tidak terdapat pada serangga penghisap cairan. Pada lipas, makanan dari mulut masuk ke tembolok (crop) dan masih mengandung campuran ludah. Pada proventriculus makanan lebih dihaluskan lagi karena adanya gerigi pada bagian ini. Fungsi rigi-rigi ini supaya makanan tidak kembali ke tembolok.  Pada lebah, oesofagusnya sangat panjang dan temboloknya juga tumbuh baik. Pada serangga penghisap faringnya berubah menjadi alat hisap, proventrikulus tidak ada, contohnya pada lalat, kupu-kupu mempunyai kerongkongan yang sempit dengan tembolok yang tumbuh membesar ke samping.

1.      Saluran Pencernaan Tengah (Mesenteron)

Saluran pencernaan bagian tengah berfungsi sebagai pencerna dan penyerap makanan. Saluran ini berasal dari mesodermal sehingga saluran ini tidak memiliki kutikula dan sebagai gantinya adalah lapisan peritropik (perithropic membran) yang halus. Sel-sel penyusunnya berbentuk kolumnar dengan mikrovili yang teratur. Sel-sel kolumnar selalu berhubungan dengan sekresi enzim dan absorbsi hasil-hasil dari proses pencernaan makanan.

Peritropik hampir selalu mengandung kitin dan protein. Peritropik pada serangga yang makan makanan padat berfungsi untuk melindungi sel-sel  mesenteron dari abrasi, juga berfungsi sebagai penghambat mikroorganisme, sehingga mengurangi infeksi dari serangga. Otot-otot pada saluran ini berkembang. Menurut chapman (1982) saluran pencernaan ini disususn oleh :

a)      Otot longitudinal;

b)      Otot melingkar;

c)      Sel-sel epityelium yang berbentuk kolumnar;

d)     Sel-sel regeneratif (penghasil enzim);

e)      Membran peritropik.

Pergerakan makanan ke saluran belakang pada saluran ini lebih disebabkan oleh membran peritropik. Membran peritropik adalah suatu lapisan yang meliputi lumen untuk melindungi sel-sel kolumnar yang berada di bawahnya dari makanan dan mikroba. Membran peritropik terdiri atas khitin dan protein. Ada dua pendapat mengenai terjadinya membran tersebut, pendapat pertama mengatakan bahwa lapisan dihasilkan oleh bagian depan saluran pencernaan tengah, sedangkan pendapat kedua mengatakan bahwa lapisan dihasilkan oleh sel-sel kolumnar sendiri.

Lumen memiliki mikropili yang merupakan tonjolan-tonjolan pada sel yang dapat membentuk started border. Mikropili ini juga berfungsi memperbesar luas permukaan penyerapan. Pada sel-sel ini terdapat banyak mitokondria sebagai penghasil energi (ATP) untuk pergerakan makanan. Pada sel ini juga terdapat banyak retikulum endoplasma sebagai tempat sintesis protein untuk menghasilkan enzim-enzim pencernaan.

Pada sel epitelium yang kolumnar ditemukan sel Goblet. Pada selaput dasar memiliki banayak lekukan-lekukan dan disana banyak terdapat mitokondria yang panjang-panjang sehingga hal tersebut menjadi pembeda dengan sel-sel lain.  Saluran pencernaan tengah terdiri dari gastrik kaekum dan ventrikulus, tempat terjadinya pencernaan secara enzimatis dan absorbsi nutrisi.

2.      Saluran Pencernaan Belakang (Proktodeum)

Saluran pencernaan belakang berfungsi sebagai tempat pengeluaran sisa-sisa makanan yang tidak terserap dan memaksimalisasi penyerapan sisa makanan yang tidak terserap pada saat di mesenteron. Saluran pencernaan belakang ini berasal dari jaringan ektodermal sehingga saluran ini memiliki kutikula yang disebut intima. Pada saluran inilah sifat homeostasis serangga terdapat. Saluran pencernaan belakang menurut Snogras (1935) tersusun dari:

a)      Otot melingkar;

b)      Otot longitudinal;

c)      Sel-sel epitel tipis yang berbentuk kubus;

d)     Intima yang bersifat permiabel.

Otot-otot pada saluran ini lebih berkembang sehingga dapat menyebabkan sisa makanan dapat bergerak ke belakang dan keluar melalui anus. Saluran pencernaan belakang ini terdiri dari :

a.       Pilorus, bagian depan dari saluran ini tempat berpangkalnya tabung malphigi

b.      Illeum, berfungsi sebagai penyerapan air dari hemolimf atau juga penyerapan amonia pada serangga “blowfly”. Pada beberapa jenis rayap, illeum membentuk suatu kantung yang di dalamnya hidup flagellata yang berhubungan dengan pencernaan selulosa (Chapman, 1982).

c.       Rektum, berfungsi sebagai reabsorbsi air, asam amino dan pada serangga tertentu memiliki insang trakea. Pada rektum ini terjadi diferensiasi sel-sel, ada yang memanjang dan ada yang membentuk bantalan.

d.      Anus, bagian ujung saluran sebagai tempat keluarnya feses.

Terdapat beberapa jenis kelenjar yang dapat berasosiasi dengan sistem pencernaan diantaranya adalah kelenjar mandibula, kelenjar maksila, kelenjar faring dan kelenjar labium.

       I.      MAKANAN, PENCERNAAN DAN PENYERAPAN

A.          Makanan

Berdasarkan tipe makanannya, serangga dikelompokkan sebagai fitofagus, zoofagus, dan saprofagus. Serangga fitofagus memakan tumbuhan. Sebagian besar serangga termasuk dalam kelompok ini. Serangga tipe ini memakan berbagai bagian tumbuhan seperti jaringan daun, batang, akar ataupun struktur reproduksi. Misalnya kupu-kupu yang memakan nektar atau produk tumbuhan lainnya juga dikategorikan sebagai fitofagus.

Serangga zoofagus memakan hewan lain, termasuk sebagian besar vertebrata dan invertebrata. Serangga yang memakan invertebrata umumnya berupa parasit seperti fleas (Siphonaptera) atau nyamuk (Diptera). Namun, terdapat juga beberapa bersifat sebagai predator seperti kumbang selam (Coleoptera) yang memakan ikan-ikan kecil. Sebagian besar serangga memakan atau memparasiti invertebrata lainnya, bahkan termasuk juga serangga.

Serangga saprofagus memakan materi-materi organik yang telah mati. Serangga tipe ini berperan penting dalam siklus nutrisi pada lingkungan, seperti pemakan bangkai yang umum (kecoa, Othoptera), pemakan kotoran (kumbang dung, Coleoptera), pemakan tumbuhan mati (rayap, Isoptera), dan pemakan humus (Collembola).

Beberapa serangga dapat berpindah kategori makan, seperti halnya pada kumbang berbau (Hemiptera) yang biasanya memakan serangga lainnya, namun dapat berganti memakan jaringan tumbuhan jika tidak menemukan mangsa. Perilaku makan serangga jenis ini dikategorikan sebagai omnivora.

B.           Pencernaan

Pencernaan adalah pemecahan molekul-molekul besar dan komplek (makro molekul) menjadi molekul-molekul kecil dan sederhana (mikro molekul) yang dapat melewati seluruh jaringan tubuh. Enzim-enzim yang berkaitan dengan pencernaan ada di dalam air liur dan dalam sekresi usus bagian tengah. Enzim-enzim yang terdapat pada serangga seperti; Lipase, protease, karbohidarse.

Dalam pencernaan makanan serangga juga dibantu oleh mikroorganisme simbiotik dan terjadi simbiosis mutualisme. Kebutuhan zat makanan yang dibutuhkannya diperkirakan sama dengan hewan-hewan lain, ia juga membutuhkan 10 asam amino esensial untuk membentuk energi. Sterol vitamin C, vitamin B kompleks dalam jumlah sedikit dapat diperolehnya dengan memakan tumbuhan. Terdapat dua jenis pencernaan yaitu :

1.        Pencernaan Di Luar Saluran Usus (Ekstrainstestinal Digestion)

Jenis pencernaan dimana makanan sebelum masuk ke dalam perut terlebih dahulu telah mendapat perlakuan pencernaan sebelumnya. Karena air liur mengandung enzim, seringkali pencernaan dimulai sebelum makanan ditelan. Hal ini terjadi pada serangga-seranggga pengisap cairan. Enzim disemprotkan pada makanan sehingga larut sebelum ditelan.

                                                 

2.        Pencernaan Di Bagian Dalam Usus (Intrainstestinal Digestion)

Jenis pencernaan ini kebanyakan dilakukan oleh mahluk hidup dimana pencernaan terjadi di dalam perut setelah makanan dimakan.

Saluran pencernaan berperan terutama untuk pencernaan dan penyerapan makanan. Pada umumnya pencernaan terjadi sebagian besar di dalam usus bagian tengah, di mana enzim-enzim pencernan banyak diproduksi. Enzim-enzim ini berfungsi memecahkan subtansi yang komplek di dalam makanan menjadi subtansi yang lebih sederhana sehingga dapat diserap dan kemudian diasimilasi oleh serangga.

Kebanyakan karbohidrat diperoleh menjadi monosakarida. Kebanyakan serangga tidak memiliki enzim yang dapat memecahkan selulosa yang biasanya terdapat di dalam makanan serangga.

Dalam proses pencernaan dan penyerapan makanan ini, untuk melaksanakan tugas enzim secara optimal dipengaruhi oleh:

2.1)       pH

pH pencernaan bagian depan sangat dipengaruhi oleh makanan dan berbeda-beda menurut zat hara karena tidak ada buffer yang cocok untuk isi pencernaan bagian depan. Lipas yang makan zat hara protein mempunyai pH 6,3, dengan maltose 5,8 dan makan glukosa 4,5-4,8. pH yang lebih asam dengan memakan gula yang kemudian dirubah oleh mikroorganisme menjadi asam organik.

Pencernaan bagian tengah mempunyai buffer sehingga tercapai pH yang relatif tetap. Pada Aphis memiliki dua macam sistem buffer, yang pertama adalah asam-asam organik komplek dan garam-garam yang memiliki pengaruh maksimum pada pH 4,2 dan sistem yang kedua adalah serangkaian monohidrogen dan dihidrogen fospat yang mempunyai pengaruh maksimum pada pH 6,8.

Di dalam pencernaan bagian tengah pH tersebut biasanya berkisar antara 6,0-8,0 tetapi pada larva Lepidoptera, kisaran umumnya 8,0-10,0. pH basa lebih umum pada serangga fitopagus daripada serangga karnivora (Chapman, 1982).

2.2)       Suhu

Aktivitas Enzim akan meningkat dengan naiknya suhu, tetapi hal ini terjadi untuk periode yang singkat karena pada suhu tinggi enzim mengalami denaturasi dan suhu tinggi dalam waktu yang lama akan mengakibatkan enzim rusak.

C.      Penyerapan

Kebanyakan pencernaan terjadi di dalam usus tengah tempat dimana enzim disekresikan, tetapi karena cairan-cairan usus bagian tengah dimuntahkan kembali, sejumlah pencernaan dapat terjadi juga di tembolok. Enzim yang berkaitan dengan pencernaan terdapat dalam air liur dan sekresi usus bagian tengah. Enzim yang terdapat di bagian usus tengah disesuaikan dengan makanan. Bila suatu serangga makanan utamanya protein maka protease menjadi penting, sedangkan serangga yang makan madu tidak terdapat protease. Serangga yang memakan bagian ploem yang tidak mengandung polisakarida atau protein tidak terdapat amilase dan protease, tetapi invertase.

Produk pencernaan diserap di dalam usus tengah dan sedikit pada usus bagian belakang. Terdapat sejumlah penyerapan kembali dari air seni pada usus bagian belakang ini. Sel-sel yang berhubungan dengan penyerapan mirip dengan sel-sel yang menghasilkan enzim. Tidak terjadi fagositas terhadap partikel makanan, semua subtansi diserap dalam bentuk cairan.

Proses penyerapan dapat terjadi akibat proses yang aktif dan pasif terutama tergantung pada konsentrasi relatif subtansi di dalam dan di luar usus, difusi terjadi dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Pergerakan air yang pasif yang mencakup pergerakan dari larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang rendah ke tekanan osmisis yang tinggi. Pergerakan aktif tergantung dari beberapa proses metabolik untuk pergerakan subtansi terhadap konsentrasi.

  

DAFTAR PUSTAKA

Hadi, M. Mochamad, Dkk. 2009. Biologi Insekta Entomologi. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Batubara, Ridwanti. 2010.Fisiologi Serangga Hutan (Sistem Pencernaan Serangga). Universitas Sumatera Utara. Diakses 25 Maret 2011.

Anatomi Dalam dan Fungsi. 2011. (Online) (http://web.ipb.ac.id/~phidayat/entomologi/bab-anatomi-dalam-dan-fungsi. diakses tanggal 25 Maret 2011).