PATOLOGI SERANGGA (BI5225)

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

1

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

SERANGGA

2

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

3

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Integumen Serangga

4

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

5

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

1 3

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Gambar mekanisme molting

1 4

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Skema Penetrasi Jamur pada Kutikula

1 5

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Diagram Kepala Serangga

1 7

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Fungsi Kepala Serangga  Pemasukkan makanan

 Persepsi sensori utama

 Koordinasi aktivitas tubuh

 Pelindung pusat koordinasi

1 8

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Mulut Serangga  Mandibulata adalah tipe yang paling

dasar

 Bagian dari mandibulata adalah

labrum, sepasang maxilla, labium, hypopharynx

1 9

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Berbagai Contoh Mulut pada Serangga

2 0

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Fungsi Antena pada Serangga  Sense organs

 Olfactory receptors  Tactile function

 Feelers or Touching organ

 Keseimbangan – Johnston’s organ

 Dll (bervariasi tergantung spesies)

2 1

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Bagian-bagian antena

2 2

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Tipe antena

2 3

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

2 4

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

• Ocelli

▫ ▫ ▫ ▫

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

2 6

melompat,  Ketika terjadi perubahan yang cukup drastis pada kondisi cahaya lingkungan sekitar, misalnya yang diproduksi oleh bayangan tjandrapredator anggraeni Semester II 12/13

Mata Kompleks + ocelli

2 7

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Pusat Koordinasi : Otak

2 8

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

2 9

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

3 0

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

3 2

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Kaki Serangga

3 3

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

3 4

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Modifikasi Kaki Serangga

3 5

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Modifikasi Sayap Serangga

3 6

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Pronotum  Pronotum adalah bagian dorsal dari protoraks,

yang dapat termodifikasi seperti misalnya pada Hemiptera, Blattaria, dan Coleoptera.

3 7

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

3 8

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Scarabidae : selain modifikasi protoraks, juga modifikasi kepala

3 9

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Bangsa kecoa mempunyai pronotum yang berkembang ke depan, melampaui kepala

4 0

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

4 1

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

4 2

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

4 4

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

4 5

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Ovipositor

4 6

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Cerci

4 7

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

48

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

49

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

50

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

52

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Bagian-Bagian dari Saluran Pencernaan Serangga  Preoral cavity yang terdiri dari 2 ruang yaitu  

 

53

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. tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Foregut-Midgut-Hindgut

54

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Variasi Saluran Pencernaan

58

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

60

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

61

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Skema Perjalanan Makanan

62

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Spirakel, Trakea, Trakeola Serangga

64

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

65

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Sayatan Melintang

66

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Spirakel

68

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

71

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

75

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

76

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Organ Accessory Pulsatile  Berfungsi untuk mengalirkan darah ke beberapa

bagian di tubuhnya

 Organ Accessory Pulsatile terdapat pada  Sayap

 Antena

 Kaki

77

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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 25.000 – 100.000 per mm3 78

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Saluran Pencernaan dan Tubulus Malpighi

80

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

81

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

82

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Fungsi lain dari Tb. Malpighi  Membentuk cahaya

 Membentuk busa  Membentuk kalsium  Membentuk pupa sutera

83

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Tb. Malpighi dari larva Arachnocampa luminosa yang menghasilkan cahaya

84

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

Sistem ekskretori menjaga lingkungan internal dengan :  Mengatur keseimbangan air dan ion

 Membuang sisa nitrogen dalam bentuk :

Ammonia Urea Uric acid

85

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

86

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

87

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

88

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

89

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

E. SISTEM SARAF SERANGGA

90

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

91

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

93

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13

PERTAHANAN SERANGGA PADA SUHU RENDAH  Bangsa lebah yang dapat mempertahankan suhu

sarang antara 20 - 30 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

tjandra anggraeni

Semester II 12/13