Berdasarkan klasifikasi makhluk hidup, hewan vertebrata dan invertebrata dikelompokkan berdasarkan ada tidaknya rangka tulang belakang atau vertebrae. Sama halnya dengan hewan vertebrata, hewan invertebrata juga memiliki ciri-ciri makhluk hidup yang sama, salah satunya adalah bernafas. Oksigen adalah salah satu kebutuhan utama hewan yang dihasilkan melalui proses fotosintesis pada tumbuhan. Hewan invertebrata memiliki sistem pernapasan yang masih sederhana dibandingkan dengan sistem pernapasan hewan vertebrata.
Pengertian sistem pernapasan invertebrata
Sistem pernapasan hewan invertebrata masih tersusun dari alat-alat pernapasan yang sederhana bahkan beberapa spesies seperti pada porifera belum memiliki sistem pernapasan yang khusus seperti alat-alat pernapasan manusia. Sangat berbeda jauh dengan alat-alat pernapasan manusia, hewan invertebrata tidak memiliki organ seperti bagian-bagian paru-paru. Pada umumnya hewan invertebrata melakukan pernafasan langsung melalui proses difusi pada permukaan tubuhnya.
Hewan invertebrata yang berada di kelas yang lebih tinggi seperti Arthropoda dan Molusca sudah memili sistem pernafasan meskipun masih sederhana. Hewan-hewan seperti insecta bernafas dengan sistem trakea, laba-laba dengan paru-paru buku dan hewan yang hidup di air seperti udang dan crustacae lain bernapas dengan menggunakan insang layaknya ikan namun strukturnya tentu berbeda. Berikut adalah beberapa sistem pernapasan hewan invertebrata dibagi menjadi beberapa kategori berdasarkan pengelompokan hewan.
1. Sistem Pernafasan Polifera
Porifera atau hewan berpori bernapas dengan cara mengalirkan air melalui pori-pori tubuhnya yang disebut dengan ostium. Selanjutnya air akan mengalir dan masuk ke rongga yang disebut spongocoel. Proses pernafasan porifera yang selanjutnya akan berlansung di sel koanosit atau sel leher. Sel koanosit adalah sel yang berbatasan langsung dengan spongocoel. Tidak hanya membawa oksigen, air yang masuk juga membawa zat-zat makanan. Proses pertukaran udara antara oksigen dan karbondioksida terjadi di sel koanosit. Aliran air masuk membawa oksigen dan makanan sehingga sel koanosit juga bertindak sebagai organ pencernaan dan peredaran zat makanan. Air yang mengandung Co2 selanjutnya akan dikeluarkan melalui oskulum.
2. Sistem Pernapasan Coelenterata
Coelenterata atau hewan berongga tubuhnya tersusun dari dua lapis sel yakni lapisan luar dan lapisan dalam. Pernapasan hewan coelenterata hanya mengandalkan proses difusi oksigen dari lingkungan luar melalui permukaan tubuhnya. Namun demikian, coelentera juga memiliki alat bantu pernapasan yang disebut sifonoglia. Sifonoglia adalah perluasan dari celah mulut hewan coelenterata
3. Sistem Pernapasan Echinodermata
Ciri-ciri echinodermata pada umumnya adalah memiliki duri pada tubuhnya. Pernapasan hewan berkulit duri atau echinodermata seperti landak laut dan mentimun laut, dibantu oleh suatu organ yang disebut insang kulit, sedangkan pada bintang laut pernapasan dilakukan melaui kaki ambulakral. Anggota echinodermata yang lain seperti teripang bernafas dengan suatu sistem yang dsiebut pohon respirasi. Pohon respirasi pada teripang tersusun dari dua saluran utama yang bercabang-cabang dalam tubuhnya menyerupai pohon. Pada saluran tersebut juga terdapat alat perekat yang berfungsi untuk mempertahankan diri.
4. Sistem pernapasan Cacing ( Vermes )
Cacing belum memiliki sistem pernapasan yang kompleks. Cacing bernapas melalui permukaan kulitnya. Oksigen di udara akan berdifusi melalui kulit cacing yang tipis dan memiliki banyak kapiler. Sistem pernapasan cacing juga berbeda sesuia filumnya. Pada filum Platyhelminthes dan Annelida, yakni planaria dan cacing tanah bernafas dengan permukaan kulitnya. Sementara cacing yang habitatnya di air memiliki alat pernapasan yang berupa parapodia dan selanjutnya parapodia akan berubah menjadi insang.
Mekanisme pernapasan cacing juga sangat sederhana, oksigen yang terlarut dalam air berdifusi lewat pemukaan kulit yang tipis dan basah. Selanjutnya oksigen tersebut akan diedarkan ke seluruh tubuh. Karbondioksida yang dihasilkan sebagai sisa pernafasan juga akan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui permukaan kulit dengan proses difusi. Kulit cacing cenderung berlendir dan basah, hal ini bertujuan agar proses difusi dapat berlangsung dengan lebih mudah.
5. Sistem Pernapasan Molusca
Hewan molusca sering kita jumpai disekitar kita misalnya siput dan bekicot serta sering pula kita konsumsi seperti cumi-cumi. Molusca yang hidup di darat bernapas dengan organ yang sama dengan hewan vertebrata yaitu paru-paru sedangkan hewan yang hidup di air akan bernapas dengan menggunakan insang. Air akan masuk membawa oksigen selanjutnya masuk ke insang dan pertukaran udara akan terjadi pada lamella insang.
6. Sistem Pernapasan Arthropoda
Arthropoda atau hewan berbuku-buku adalah salah satu filum hewan invertebrata. Sistem pernapasan Arthropoda dibagi menjadi beberapa disesuaikan dengan kelasnya yaitu :
- Insecta
Insecta atau serangga adalah salah satu jenis hewan berbuku-buku. Sistem pernapasan pada serangga disebut sistem trakea. Sistem trakea pada serangga misalnya belalang tersusun dari spirakel, saluran trakea dan trakeolus. Spirakel terdapat pada rangka luar atau eksoskleton serangga. Spirakel adalah tempat dimana oksigen masuk kedalam tubuh. Pada saat serangga terbang spirakel menutup dan akan membuka pada saat istirahat. Pembuluh trakea pada serangga selanjutnya akan bercabang membentuk trakeolus yang sangat kecil dan berukuran hanya ± 0,1 mμ. Trakeolus ini berfungsi sama seperti kapiler darah pada sistem transportasi.
Sistem pernapasan serangga terpisah dari sistem transportasi tubuhnya sehingga udara atau oksigen yang masuk ke dalam tubuh melalui spirakel dan diteruskan ke pembuluh trakea dan trakeolus akan langsung diedarkan ke seluruh tubuh bahkan serangga memiliki saluran yang disebut T-tubulus yang langsung mengantar oksigen dekat mitokondria, tempat berlangsungnya proses glikolisis, siklus krebs dan transfer elektron pada proses metabolisme.
Jalur pernapasan pada serangga adalah sebagai berikut :
udara luar → stigma/spirakel → saluran/pembuluh trakea → trakeolus → jaringan tubuh.
Serangga yang hidup di air seperti jentik nyamuk dan kepik Notonecna memiliki tabung pernapasan yang digunakan untuk mengambil oksigen dari permukaan air
- Arachnida dan Scorpionida
Hewan Arthropoda lain seperti laba-laba (Arachnida) dan kalajengking (Scorpionida) melakukan proses pernapasan dengan bantuan paru-paru buku. Paru-paru buku adalah bagian abdomen atau perut yang melekuk ke dalam atau melakukan invaginasi. Disebut paru-paru buku karena didalamnya banyak terdapat lamela yang yang bentuknya menyerupai halaman buku. Sama seperti serangga, udara akan masuk melalui spirakel dengan cara difusi dan selanjutnya udara akan diteruskan menuju sel-sel lamela. Pertukaran udara akan berlangsung disekitar lamela karena banyak terdapat pembuluh darah. Fungsi paru-paru buku sama seperti fungsi paru-paru pada manusia meskipun bagian-bagian paru-paru manusia lebih kompleks dari hewan invertebrata.
- Crustaceae
Hewan yang tergolong dalam crustaceae merupakan salah satu biota laut yang hidup di air seperti udang dan kepiting. Hewan tersebut bernapas dengan bantuan insang buku dan insang timba. Insang buku adalah bagian insang yang tumbuh dari bagian dasar tubuh dan dinding tubuh crustaceae yang saling berdekatan. Pada insang buku terdapat lamela dan filamen yang mrupakan tempat pertukaran gas. Air yang membawa oksigen mengalir dalam tubuh dengan bantuan gerakan mendayung insang timba. Insang timba berbentuk seperti bulan sabit dan merupakan penjuluran atau bagian mulut yang memanjang. Aliran air yang membawa oksigen masuk ke dalam ruang brankial yang berada dibelakang karapaks dan diantara kaki udang dan kemudian akan diteruskan menuju lamela, tempat pertukaran oksigen dan karbon dioksida yang fungsinya sama dengan fungsi alveolus pada manusia.
Demikian sistem pernapasan hewan invertebrata. Dengan mempelajari sistem tersebut kita menjadi semakin banyak mengetahui sistem yang terdapat pada makhluk hidup.