Sistem Peredaran Darah Serangga

Preview

Organ utama sirkulasi seluruh tubuh pada serangga adalah pembuluh tubular yang terletak tepat di bawah dinding punggung tubuh yang umumnya ada pada sepanjang tubuh serangga. "Darah," biasanya disebut hemolymph, biasanya terdapat didalam bagian perut, jantung, melalui sepasang pembuka ostial, dan dipompa ke anterior melalui bagian toraks, aorta. Aorta mengirimkan cabang pada beberapa serangga, tetapi umumnya itu adalah tabung sederhana dengan ujung terbuka di kepala. Tidak jarang denyut jantung berubah pada beberapa serangga, dengan gelombang kontraksi mulai di anterior dan lewat ke arah posterior. Denyut jantung bersifat miogenik, tetapi dimodifikasi oleh masukan saraf dan oleh neurosecretions. Aksesori organ pulsatil atau jantung sering terdapat di dasar embelan, seperti antena, kaki, dan sayap, dan meningkatkan sirkulasi ke embelan. Hemolymph tidak mengangkut oksigen, tetapi penting dalam transportasi nutrisi dan hormon dan pembuangan produk limbah. Ini membantu pergerakan ulat, berfungsi sebagai kekuatan hidrostatik yang membantu dalam eversi berbagai organ dan jaringan kelenjar, dan memiliki beberapa fungsi penting lainnya. Hemosit, sel-sel bebas di hemolymph, menunjukkan variabilitas dalam struktur dan fungsi pada serangga yang berbeda. Coagulosit memulai pembekuan hemolymph pada luka atau ketika hemolimf ditarik keluar dari tubuh. Hemolymph tidak menggumpal pada beberapa serangga. Hemolymph biasanya mengandung konsentrasi asam amino bebas yang relatif tinggi, disakarida trehalosa, dan banyak zat kimia lainnya yang sering diangkut dari tempat sintesis ke tempat pemanfaatan. PH dari hemolymph biasanya sedikit asam, tetapi bervariasi pada rentang kecil pada serangga yang berbeda. Berdasarkan penelitian yang terbatas, tampak bahwa serangga mengatur pH hemolymph oleh sekresi asam atau setara basa ke dalam usus, ekskresi melalui sistem ginjal dan hindgut dalam beberapa kasus, dan dengan meningkatkan ventilasi pernapasan untuk mengontrol kandungan CO2 dari hemolymph.

Gambar 14.1. Pembuluh dorsal pada lebah madu pekerja. Bagian perut disebut jantung dan bagian torakalis disebut aorta. Perbedaan antara jantung dan aorta agak sewenang-wenang, tetapi aorta telah didefinisikan oleh beberapa penulis sebagai bagian dari pembuluh dorsal yang tidak memiliki ostia yang sedang terjadi, meskipun mungkin memiliki ostium yang sedang terjadi. Dengan definisi ini, jantung kadang-kadang meluas ke thorax (Dimodifikasi dari Dadant & Sons, Eds., The Hive dan Honey Bee, 1975, Dadant & Sons, Hamilton, IL. Dengan izin.)

Pendahuluan: Perkembangan Embrio dari Sistem Peredaran Darah dan Hemosit

Jantung berasal dari jaringan mesodermal pada embrio yang sedang berkembang. Bagian perut dari pembuluh dorsal berasal dari cardioblasts, sel-sel yang bergabung satu sama lain, memodifikasi bentuknya, dan membentuk pembuluh tubular dorsal. Akhirnya fusi dengan bagian cephalic dari pembuluh darah terjadi. Pada beberapa serangga, jantung mulai berdenyut hanya setelah penutupan dorsal. Pada serangga lain, detak jantung dapat dimulai sebelum bagian posterior dari jantung menyatu dengan bagian anterior di kepala. Hemosit embrio hadir dan bersirkulasi dalam rongga jantung embrio saat mereka melakukan perjalanan anterior dan dibuang dari ujung terbuka cephalic dalam embrio berkembang dari strider air, Gerris paludum insularis (Mori, 1996).

The Dorsal Vessel: Heart and Aorta

Pembuluh dorsal (Gambar 14.1) terdiri dari dua bagian, jantung dan aorta. Kadang-kadang seluruh kapal dapat disebut dalam literatur hanya sebagai hati. Meskipun jantung dan aorta adalah istilah yang dipinjam dari anatomi vertebrata, mereka tidak memiliki makna fisiologis yang nyata dalam menggambarkan pembuluh dorsal serangga; seluruh panjang pembuluh dorsal membawa gelombang kontraksi. Jantung adalah bagian perut dari pembuluh, tetapi dapat meluas ke toraks pada beberapa serangga. Kriteria utama untuk memutuskan kapan jantung berakhir dan aorta dimulai adalah adanya otot-otot alary dan ostia yang ada di bagian jantung. Aorta tidak memiliki otot alary dan tidak memiliki ostium, tetapi mungkin memiliki ostia ekskresi. Kedua otot alin dan ostia yang terjadi saat ini terjadi di bagian toraks pembuluh darah di banyak Orthoptera, dan, akibatnya, bagian toraks ini masih jantung dan hanya aorta pendek mengarah ke kepala.




Gambar 14.2 Diagram dari pembuluh dorsal, otot alary, dan cabang dari pembuluh dorsal yang pingsan ke daerah pleura perut dalam kecoa, Blaberus sp. (Dari Nutting, 1951. Dengan izin.)

Biasanya seluruh pembuluh dorsal adalah tabung sederhana, tetapi di Orthoptera dan Dictyoptera jantung memiliki beberapa pasang (empat pasang dalam Blaberus sp.) Dari divertikula panjang (Gambar 14.2) yang lewat secara lateral untuk otot-otot yang tergosernal dan jaringan lemak tubuh. Meskipun ujung posterior jantung biasanya tertutup, terbuka pada manusia dengan craneflies (Tipulidae). Dalam Ephemeroptera (lalat capung), ujung posterior menimbulkan tiga cabang, masing-masing melewati salah satu dari tiga filamen kaudal. Pada beberapa serangga, efek bilik diciptakan oleh invaginasi ostia dan keterikatan otot-otot alary, tetapi pembagian ke kamar tidak lengkap. Jantung (Gambar 14.3) mengandung serat otot melingkar dan memanjang pada sebagian besar serangga. Tubulus transversal dan tubulus longitudinal dari retikulum sarkoplasma berkembang buruk dalam pembuluh dorsal, dan tubulus transversal (T) tidak dapat menembus pada pita Z seperti biasanya terjadi pada sebagian besar otot.
Gambar 14.3 Ilustrasi adalah penampang jantung (bagian perut) pada lebah madu. Diafragma dorsal dapat terlihat lewat di bawah jantung dan memanjang ke lateral, dan beberapa sel perikard ditampilkan. (Mikrograf milik penulis.)

Gambar 14.4 Loops of aorta dorsal (bagian toraks dari pembuluh dorsal) terjadi di toraks beberapa serangga. Gambar ini dari pembuluh dorsal dalam ngengat sphingid menunjukkan defleksi ke atas dari pembuluh dorsal saat melewati toraks dan menghubungkan dengan aksesori pulsatile organ yang membantu memompa hemolimfa ke sayap. Bagian perulangan aorta di antara otot-otot sayap toraks besar membantu memindahkan panas dari otot ke hemolymph. Panas dapat ditransfer ke perut sebagai hemolymph bersirkulasi dari anterior menuju perut. (Dimodifikasi dari Snodgrass, 1935; Heinrich, 1996.)

Meskipun jantung perut terletak tepat di bawah kutikula dorsal, aorta di toraks sering berliku di antara massa besar otot penerbangan toraks. Dalam Lepidoptera dan Coleoptera, pembuluh dorsal masuk ke wilayah ventral thorax, tetapi segera naik ke arah dinding tubuh dorsal (Gambar 14.4). Di dekat dinding dorsal itu membuat tikungan tajam dan mulai turun dalam kontak dekat dengan loop menaik. Pada puncak dari dorsal loop aorta bergabung dengan organ pulsatile mesothoracic yang mengandung sepasang ostia. Pompa aksesori ini membantu aliran hemolimfa ke sayap. Bagian melalui thorax pada beberapa serangga menunjukkan banyak gambar dari aorta karena jalur berliku-liku yang diperlukan.

Tekanan hemolymph rendah dan memasuki pembuluh dorsal melalui lubang yang disebut ostia, yang dapat dijaga oleh katup katup di bagian perut pembuluh darah. Ostia biasanya ada berpasangan. Ostia yang terjadi saat ini umumnya terbatas pada perut, tetapi kadang-kadang ada ostium yang terjadi di bagian toraks. Kadang-kadang ada ostia ekskresi di perut dan dada, tetapi sebagian besar hemolimfa keluar dari ujung anterior terbuka dan mengalir ke posterior melalui rongga tubuh, yang disebut hemocoel. Tidak ada perbedaan kelenjar getah bening dan darah, seperti pada vertebrata. Hemolymph kadang-kadang disebut sebagai cairan ekstraseluler. Otak dan kelenjar kepala (corpora allata [CA], corpora cardiaca [CC]) dimandikan dengan sangat baik oleh hemolymph. Keluar terus menerus di kepala mendorong hemolymph ke arah posterior serangga, di mana ia mengalir di sekitar jaringan dan organ. Hal ini disedot ke ostium kemih posterior oleh relaksasi (diastole) dari jantung.

Gambar 14.5 Diagram yang menunjukkan bagaimana diafragma dorsal dan ventral mempartisi tubuh menjadi tiga wilayah: sinus perikardial dorsal, sinus perivisceral tengah, dan sinus perineural ventral. The diafragma punggung dan ventral sering fenestrated.

Pada sebagian besar, tetapi tidak semua, serangga, perut dibagi oleh dorsal dan diafragma ventral menjadi tiga daerah terpartisi: sinus perikardial, rongga perivisceral, dan sinus perineural (Gambar 14.5). Pembuluh dorsal terletak di permukaan atas diafragma dorsal dan sebagian didukung olehnya. Diafragma dorsal terdiri dari beberapa lapisan lembaran tipis jaringan ikat, dengan serat otot punggung kecil dorsal, otot alary, tertutup di dalam lembaran. Diafragma dikembangkan pada belalang sebagai lembaran yang hampir terus menerus di bagian dorsal perut dengan aliran hemolymph antara sinus perikardial dan perivisceral terbatas terutama ke daerah posterior ekstrem dari perut di mana diafragma tidak lengkap. Pada sebagian besar serangga lain, selaput keduanya fenestrated dan tidak lengkap lateral, sehingga hemolymph mudah melewati antara sinus pericardial dan sinus perivisceral. Diafragma dorsal terdapat pada sebagian besar serangga yang telah diperiksa, tetapi di Hemiptera, sangat berkurang dan serangkaian otot di dekat ujung posterior jantung, bersama dengan koneksi trakea, mendukung jantung. Diafragma dorsal biasanya tidak meluas ke thorax, meskipun meluas ke thorax hingga batas tertentu pada beberapa serangga (misalnya, beberapa orthopteran). Gugus longgar dan sel-sel string, yang disebut sel perikardial, sering terjadi pada permukaan luar jantung, dan mereka juga melekat pada diafragma dorsal di berbagai tempat di sinus perikardial. Mereka fagocytize partikel yang disuntikkan, seperti tinta India, beberapa pewarna, dan partikel kecil lainnya, dan dianggap berfungsi fagositik pelindung.

Saluran pencernaan, organ reproduksi, dan beberapa tubuh lemak terletak di sinus sentral atau perivisceral di bawah diafragma dorsal. Sering ada diafragma ventral yang memisahkan sinus perineural yang berisi saraf saraf ventral dan ganglia dari organ di sinus perivisceral, tetapi diafragma ventral biasanya tidak meluas ke thorax. Ia bahkan tidak ada di perut semua serangga. Umumnya, hadir pada larva dan orang dewasa dari Odonata, Orthoptera, Hymenoptera, Ephemeroptera, Lepidoptera, dan Neuroptera. Ia hanya ada pada orang dewasa di Mekoptera dan Lower Diptera, dan tidak hadir di Diptera (Cyclorrhapha) yang lebih tinggi. The diafragma ventral adalah fenestrated, memungkinkan hemolymph untuk beredar.

Undulations baik diafragma dorsal dan ventral karena serat otot intrinsik, tindakan otot alary, gerakan usus, gerakan ventilasi, dan gerakan otot tubuh umum membantu sirkulasi hemolymph dan tetap dicampur dan bergerak di dalam tubuh, terutama pada serangga aktif. Studi pada berbagai macam serangga dan tahap perkembangan (Slama, 1999, dan referensi di dalamnya) menunjukkan bahwa serangga diam menghasilkan micropulses tekanan (coelopulses) dalam sistem sirkulasi yang membantu sirkulasi dan pernapasan.

Sumber :
Nation JL. 2008. Insect Physiology and Biochemistry Second Edition. New York: CRC Press.

0 Comments