FISIOLOGI SERANGGA

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat-Nya sehingga
modul ini dapat tersusun sampai dengan selesai. Tidak lupa kami mengucapkan terima kasih
terhadap bantuan dari pihak yang telah berkontribusi dengan memberikan sumbangan baik
pikiran maupun materinya.

Penulis sangat berharap semoga modul ini dapat menambah pengetahuan dan
pengalaman bagi pembaca. Bahkan kami berharap lebih jauh lagi agar modul ini bisa pembaca
praktekkan dalam kehidupan sehari-hari.

Bagi kami sebagai penyusun merasa bahwa masih banyak kekurangan dalam
penyusunan modul ini karena keterbatasan pengetahuan dan pengalaman kami. Untuk itu kami
sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan
modul ini.

Februari, 2022

Penyusun

i

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ............................................................................................................................i
Daftar Isi ....................................................................................................................................ii
Sistem Respirasi.........................................................................................................................1
Sistem Ekskresi..........................................................................................................................6
Referensi Video Mengenai Respirasi Dan Ekskresi Serangga ................................................11
Daftar Pustaka..........................................................................................................................12

ii

SISTEM RESPIRASI

FUNGSI: Memasok oksigen ke dalam tubuh serta membuang CO2 dari dalam tubuh.
BERDASARKAN JENIS LINGKUNGAN
1. Organ Respiratori aquatik (hidup di air) berupa kulit,seluruh permukaan tubuh

atau insang
2. Organ Respiratori teresterial/aerilal ( darat dan udara) berupa paru-paru difusi,

paru-paru buku, trachea dan paru-paru alveolar
• paru-paru difusi = modifikasi dari insang, berupa rongga mantel → berkicot tidak

bercangkang
• paru-paru buku → pada arakhnida (laba-laba dan kalajengking)
• trachea → insekta
• paru-paru alveolar → amphibia, aves, reptil dan mamalia
TRAKEA
1. Sistem trakea pada serangga terdiri atas pipa udara yang bercabang ke seluruh tubuh.
Pipa terbesar (trachea) membuka ke arah luar , sementara cabang paling halus
menjulur dan memanjang ke permukaan ke hampir semua sel
2. Pertukaran gas terjadi secara difusi melewati efitelium lembab yang melapisi ujung
terminal sistem trachea. Udara keluar masuk melalui spirakel yang terdapat pada
setiap sisi ruas tubuh serangga.
3. Pada serangga kecil proses difusi dapat membawa cukup O2 dan udara ke sistem
trachea dan membuang cukup CO2, untuk mendukung cukup respirasi selurer
4. Serangga besar memventilasi sistem tracheanya dengan gerakan tubuh yang berirama
yang memampatkan dan menggembungkan pipa udara seperti pompa
Respirasi pada serangga terpisah dengan sirkulasi (peredaran darah). Struktur
pernapasan serangga meliputi: Spirakel, trakhea. trakeola dan air sac (kantong udara).
Pernapasan (pertukaran gas) pada serangga terutama dengan sistem trakhea. Trakhea berbentuk
seperti tabung berwarna putih keperakan dengan cabang yang banyak. Trakhea merupakan
tabung yang dimulai dari spirakel, kemudian bercabang cabang ke dalam seluruh bagian
tubuh. Trakhea dibentuk dari penonjolan kutikula ke bagian dalam organ tubuh serangga,
dilapisi oleh lapisan intima (kutikula dan lilin) yang ikut serta terlepas pada saat serangga ganti
kulit. Pada trakhea terdapat lingkaran berbentuk cincin atau spiral di sepanjang tabung yang
dinamakan taenidium dan berfungsi untuk mencegah pecahnya trachea.

1

Cabang cabang trakhea yang terkecil yang langsung berhubungan dengan udara luar
melalui lubang sempit yang disebut apirakel atau stigma yang biasanya terdapat pada
sepanjang bagian sisi toraks dan abdomen. Pada kebanyakan serangga terdapat dua pasang
spirakel pada toraks dan delapan pasang spirakel pada abdomen. 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.

Kantong udara (air sac) tidak memiliki penebalan sehingga bisa mengembang dan
mengempis. Menurut (Jumar, 2000) Fungsi kantong udara adalah:
a. Untuk menurunkan berat badan serangga, terutama bagi serangga yang terbang
b. Sebagai reservoir dari oksigen
c. Sebagai penghembus udara dalam mendistribusi udara dan penurun suhu tubuh, terutama

pada saat serangga terbang
d. Untuk meningkatkan tekanan tubuh selama waktu waktu tertentu seperti pada saat

pergantian kulit
Pernapasan terjadi karena adanya difusi, yaitu gerakan gas dari keadaan konsentrasi

yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Karena adanya gerakan gerakan otot pada bagian
abdomen menyebabkan kantong udara mengembang dan mengempis yang dapat mempercepat
proses difusi (Jumar, 2000).

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

2

trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini
mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada
vertebrata.

MEKANISME PERNAPASAN PADA SERANGGA
Misalnya belalang, adalah sebagai berikut :

Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya CO2
keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume
semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai
akibatnya udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea.

Sistem trakea berfungsi mengangkut O2 dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan
sebaliknya mengangkut CO2 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan
demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan
untuk mengangkut gas pernapasan.

Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan.
Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung
pernapasan ke perxnukaan air untuk mengambil udara.

Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air
dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ
yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam
gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.

Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap
udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang.
Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.

3

Air Trach
sacs eae

Spira
cle

(a) The respiratory system of an insect consists of branched internal
tubes that deliver air directly to body cells. Rings of chitin reinforce
the largest tubes, called tracheae, keeping them from collapsing.
Enlarged portions of tracheae form air sacs near organs that require a large
supply of oxygen. Air enters the tracheae through openings called spiracles
on the insect’s body surface and passes into smaller tubes called tracheoles.
The tracheoles are closed and contain fluid (blue-gray). When the animal
is active and is using more O2, most of the fluid is withdrawn into the body.
This increases the surface area of air in contact with cells.

4

Sistem spirakel terbuka keluar tubuh dikenal sebagai sistem terbuka. Sistem terbuka ini
mempunyai modifikasi yang beragam pada serangga - serangga yang berbeda. Sistem tertutup
terdapat pula pada serangga, di mana spirakel menjadi non-fungsional atau tidak ditemukan
sama sekali, banyak serangga akuatik yang belum dewasa memiliki sistem tertutup contohnya
mayflies. ephemeroptera, stoneflies, plecoptera dan sistem selain spirakel, yaitu jaring jaring
trakheolus halus yang terbentang di bawah kulit atau menuju insang bagian luar. Bentuk
Khusus respirasi lainnya yang ditemukan pada serangga akuatik termasuk penyimpan udara
selam (contohnya kumbang air, pemakan bangkai dan kumbang selam predator, coleoptora),
di mana suatu selaput atau gelembung-gelembung air menempel pada bagian beberapa tubuh
(Hadi 2009).

5

SISTEM EKSKRESI

POINT PENTING SISTEM EKSRESI
• Sistem ekskresi berperan penting dalam menjaga dan mengendalikan

keseimbangan garam-garam mineral dan air pada cairan tubuh. Proses ini
penting bagi serangga untuk dapat hidup pada lingkungan yang kering.
• Ekskresi terjadi ketika aliran darah melewati tubulus malphigi dan senyawa yang
dikandungannya berdifusi atau pindah secara aktif ke dalam tubulus.
• Kebanyakan nitrogen diambil oleh tubulus dalam bentuk garam asam urat, yang
terbentuk pada badan lemak dan pindah ke darah sebelum dibuang.
• Substansi lain: asam amino, berbagai ion, dan air. Aliran urin di dalam tubulus
malphigi disebabkan terjadinya perbedaan konsentrasi ion natrium. Urin kemudian
dibuang dari tubulus malphigi menuju ke usus belakang, dimana akan melewati
rektum.
• Pada rektum, terjadi proses reabsorbsi air, menghasilkan feses yang relatif kering
pada kebanyakan serangga. Rektum juga berperan dalam mengambil ion anorganik
dan asam amino yang dibutuhkan dari urin dan mengembalikannya ke dalam darah
dalam jumlah yang dikendalikan yang selanjutnya berperan dalam menjaga
keseimbangan ion di dalam tubuh.
• Urin, dihasilkan oleh tubulus malphigi, merupakan cairan bening, seperti cairan yang
dikeluarkan oleh serangga pemakan darah setelah makan, atau suatu suspense yang
sangat kental, seperti “meconium” yang dihasilkan oleh Lepidoptera dewasa yang
baru keluar dari kepompong.
SENYAWA YANG DIBUANG OLEH SISTEM EKSKRESI
• Substansi, seperti garam mineral atau air, yang berada dalam jumlah berlebih pada
makanan yang dimakan.
• Produk akhir dari metabolisme seperti nitrogen organtik, sulfur, dan fosfor yang
biasanya terdapat dalam jumlah yang berlebih dan merupakan komponen utama dari
senyawa yang dibuang oleh sistem pembuangan.
• Senyawa-senyawa yang kurang maupun lebih kompleks, biasanya berwarna,
yang dihasilkan dari suatu produk sampingan proses biokimia yang terjadi pada tubuh
serangga dan harus dikeluarkan karena komponen kimiawi dalam tubuh serangga

6

tidak dapat mengubah senyawa ini yang selanjutnya dapat menimbulkan kerusakan
pada jaringan tubuh serangga.
• Senyawa asam atau basa yang bertujuan untuk menjaga keseimbangan ionik dan
tekanan osmosis di dalam darah. Mekanisme yang dilakukan dapat berupa
pembuangan maupun penyerapan air atau ion-ion tertentu.
BERBAGAI ORGAN PENGELUARAN DAN CARA KERJANYA
1. Vakuola kontraktil
2. Protonepridia
3. Metanefridia
4. Tubulus malpighi
5. Kelenjar hijau pada Crustaceace
6. Nefron pada vertebrata
TUBULUS MALPHIGI
Tubulus malpighi adalah organ pengeluaran pada dan artophoda darat → berupa saluran
/pipa yang salah satu ujungnya buntu dan ujung lainnya terbuka ke arah usus → terletak
antara usus tengah dan rektum
Tubula malpighi → mengeluarkan limbah bernitrogen dari hemolimfa.
Fungsi : Osmoregulasi
Alat eksresi serangga adalah berupa pembuluh malpighi yang terbuka ke bagian depan
dari Hindgut (usus belakang) (Rusyana, 2011). Pembuluh malphigi merupakan tabung
kecil dan panjang yang berfungsi sebagai alat pengeluaran seperti ginjal pada vertebrata,
jumlahnya berkisar dari dua sampai beberapa ratus (Soewolo, 2000).
TABUNG MALPHIGI
• Letak: pada saluran makanan di awal proktodeum (di antara peurt tengah dan usus)
• Jumlah tabung: antara 2 sampai lebih dari 250 dan umumnya berbelit (convoluted)
• Tabung-tabung itu bebas berada di rongga tubuh digenangi oleh hemolimf
• Fungsi: Mengambil sisa nitrogen dari darah (hemolymph) dan mengatur
keseimbangan air dan garam.
KESEIMBANGAN GARAM DAN AIR
1. Pada serangga darat
Terjadi kehilangan air tubuh melalui penguapan dari pemukaan tubuh dan
pembuangan feses, sekaligus harus menjaga supaya garam-garam tidak ikut terbuang.
2. Serangga yang hidup di air dan lembab

7

Membuang langsung sisa nitrogen dalam bentuk cairan, misal alantoin. Contoh:
Diptera, Coleoptera, Orthoptera
CARA KERJA TUBULUS MALPIGHI
Selama proses pembentukan urine → ion K akan disekresikan ke tubulus malpighii
yang menyebabkan penarikan air dan ion Cl‾ ke dalam tubulus sehingga terbntuk urine
awal → dimodifikasi dengan mereabsopsi → urine pekat.

8

Malpighian tubules of an insect
The slender Malpighian tubules have blind ends that extend into the
hemocoel. Their cells transfer uric acid and some ions from the hemolymph
to the cavity of the tubule. Water follows by diffusion. The wastes
are discharged into the gut. The epithelium lining the rectum (part of
the hindgut) actively reabsorbs most of the water and needed ions.

Malpighian Tubules. Malpighian tubules remove nitrogenous wastes
(uric acid) from the hemocoel

Pembuluh malphigi melekat pada ujung anterior dinding usus dan bagian ujungnya
menuju ke homosal yang mengandung hemolimfa. Hemolimfa merupakan darah pada

9

invertebrata dengan sistem peredaran darah terbuka. Pembuluh malpighi merupakan pelipatan
keluar saluran pencernaan. Tubula tersebut mensekresikan limbah bernitrogen dan garam dari
hemolimfa. dan air mengikuti zat-zat terlarut tersebut melalui osmosis. Pembuluh malphigi
pada bagian dalam tersusun oleh selapis sel epitel yang berperan dalam pemindahan ur limbah
nitrogen, garam garam dan air dari hemolimfa ke dalam rongga pembuluh. Saluran saluran dari
pembuluh malphigi akan bermuara pada saluran intestine (Soewolo, 2000). Disamping
pembuluh malphigi, terdapat trakhea yang berfungsi untuk mengeluarkan zat sisa hasil oksidasi
berupa CO2. Sistem trachea ini berfungsi sebagai patu-paru pada invertebrata.

Belalang tidak dapat mengekskresikan ammonia dan harus memelihara kondisi air di
dalam tubuhnya, ammonia yang diperoduksinya diubah menjadi bahan yang kurang toksik
yang disebut asam urat. Asam urat berbentuk Kristal yang tidak larut. Pembuluh malpighi
terletak diantara usus tengah dan usus belakang. Darah mengalir lewat pembuluh Malpighi.
Saat cairan bergerak lewat bagian proksimal pembuluh malpighi, bahan yang mengandung
nitrogen diendapkan sebagai asam urat, sedangkan air dan berbagai garam diserap
kembali biasanya secara osmosis dan transport aktif. Asam urat dan sisa air masuk ke usus
halus, dan sisa air akan diserap lagi. Kristal asam urat dapat diekskresikan lewat anus bersama
dengan feses.

Beberapa serangga khususnya kumbang yang makan makanan kering (misalnya
kumbang tepung Tenebrio) memiliki suatu susunan khusus saluran malphigi yang berhubungan
dengan kemampuan luar biasa dalam menarik kotoran ujung saluran yang buntu terletak sangat
dekat dengan rectum. keseluruhan struktur dikelilingi oleh suatu membran yang disebut

10

membrane perirektal, yang mengelilingi baik saluran malphigi maupun epithelium rectal
akan tetapi dipisahkan dari hemolimfa umum (Soewolo, 2000).

Referensi Video Mengenai Respirasi
dan Ekskresi Serangga

https://youtu.be/5IdSruWQG5k
https://youtu.be/5REmXh-D03Q

https://youtu.be/l9gp0z2Yt4o
https://youtu.be/F649qNgAEy4

11

DAFTAR PUSTAKA

Astutirisa. 2012. Anatomi Serangga. https://www.slideshare.net/astutirisa/anatomi-serangga.
Diakses 18 Februari 2022

Damayanti, Jessy. 2017. Fisiologi Serangga. https://www.slideshare.net/JessyDing/fisiologi-
serangga-72559302. Diakses 19 Februari 2022

F. Eldridge, Bruce & John D. Edman. 2000. Medical Entomology. Kluwer Academic
Publishers

Fathoni, A.Afif & Sahil Situru. 2021. Fisiologi Serangga I (Sistem Pencernaan, Sistem
Ekskresi, Sistem Peredaran Darah Dan Sistem Respirasi). Universitas Islam Negeri
Alauddin Makassar.

Hadi, Mochamad Udi Tarwotjo & Rully Rahadian. 2009. Biologi Insekta Entomolagi.
Yogyakarta.

Herlinda, Siti. Dkk. Pengantar Ekologi Serangga. UNSRI PRESS. Universitas Sriwijaya

Kosman Anwar, Ea & R.Cinta Badia Ginting. 2013. Mengelola Lahan Kering Terdegradasi
Menjadi Lahan Pertanian yang Lebih Produktif. IAARD Press. Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian. Jakarta.

Kusnadi, Doddy. 2017. Sistem Respirasi Pada Hewan. https://docplayer.info/37460961-
Sistem-respirasi-pada-hewan.html. Diakses 20 februari 2022

Niati, Sarah. 2014. Makalah Sistem Respirasi Pada Hewan Vertebrata Dan Invertebrata.
Universitas Lampung

Puramasari, Risa, & Dwi Rukma Santi. 2017. Fisiologi Hewan. Program Studi Arsitektur UIN
Sunan Ampel.

Setiowati, Nisrina. 2014. Anatomi Serangga.

https://www.slideshare.net/nisriinariinaaniss/anatomi-serangga-32816265. Diakses 19

februari 2022

12

1