Fisiologi Hewan Energi Budget

FISIOLOGI HEWAN

ENERGY BUDGET

                                                                     

                                                                     

Disusun Oleh: Kelompok 3

Kholilah Sari                   (342014007)

Nadiya Rizky Marwaty   (342014008)

Arif Wijaya                     (342014036)

Semester/Kelas : 4/A

 Program Studi : Pendidikan Biologi

Dosen Pengampu :  1. Dra.  Hj.  Aseptianova, M.Pd.

2. Tutik Fitri Wijayanti, M.Pd.

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG

2016

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Sanctorio Sanctorio, ahli kedokteran bangsa Itali tahun 1590, melakukan percobaan pada dirinya sendiri, menyatakan bahwa jumah berat makanan dan minuman yang dikonsumsinya ternyata lebih besar dibandingkan dengan banyaknya feses dan urin yang dikeluarkannya, sedangkan timbangan badannya sendiri tidak bertambah berat. Sanctorio menyatakan perbedaan berat ini sebagai  insensible perspiration. Seratus tahun kemudian peneliti-peneliti seperti : Boyle, Mayow, Lavoiser dan lain-lain mendemonstrasikan adanya kesamaan fundamental antara metabolisme pada hewan dengan proses inanimate combustion, yaitu bahwa keduanya membutuhkan kandungan yang sama dari udara yaitu oksigen ( ) untuk hidup pada hewan dan untuk pembakaran pada benda mati. Perolehan dan pengeluaran energi pada organisme hidup merupakan bagian dari Bioenergitik.

Studi mengenal bioenergitik adalah menguji untuk mengetahui berapa besarnya energi yang masuk kedalam tubuh suatu organisme dan beberapa energi yang digunakan maupun yang dilepaskan oleh organisme tersebut. Bila suatu senyawa kimia dipecah dengan dioksidasi maka akan dibebaskan sejumlah energi. Di dalam sel sebagian energi digunakan untuk mensistesis ATP, dan sebagian lainnya (55%) akan di ubah menjadi energi panas yang di manfaatkan untuk menjaga suhu tubuhnya atau di buang kelingkungan sebagai energi yang tak terorganisir atau entropi. Dengan menggunakan alat kalometri dapat ditentukan jumlah total energi yang di bebaskan bila suatu senyawa molekul senyawa organik dipecah (dioksidasi) dan energi yang diperoleh dinyatakan dalam satuan yang disebut kalori yang menyatakan besarnya energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar  C dari 1 gram air, atau kilo kalori untuk 1 kg air.

Pada organisme, makanan dan minuman merupakan sumber energi yang masuk atau yang dikonsumsi dan dinyatakan dengan simbol huruf C, sedangakan feses (F) dan urin (U) merupakan energi yang hilang (dibuang). Dalam pengertian umum yang dimaksud dengan energi adalah sesuatu yang dapat menghasilkan kerja.

Menurut hukum termodinamika I, menyatakan bahwa energi tidak dapat hilang maupun diciptakan, dan menurut hukum termodinamika II , menyatakan bahwa energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Selisih berat antara jumlah energi yang di konsumsi dengan energi yang di buang adalah merupakan energi yang digunakan untuk aktivitas tubuh seperti respirasi dan kerja tubuh lainnya, yang sebagian diubah dalam bentuk energi panas. Bila dalam kurun waktu tertentu terjadi penambahan berat badan sebagai penambahan jaringan maka penambahan berat ini adalah merupakan hasil produksi dan dinyatakan dengan huruf P, yaitu merupakan energi makanan dan minuman yang dikonsumsi yang di ubah menjadi jaringan tubuh.

B.       Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari makalah ini adalah :

1.        Apa yang di maksud dengan energi budget ?

2.        Bagaimana pembelanjaan dan pembagian energi (Energi budget) ?

3.        Bagaimana cara mengukur laju metabolisme ?

4.        Faktor apa saja yang mempengaruhi laju metabolisme ?

C.      Tujuan

       Adapun tujuan dari dibuatnya makalah ini adalah :

1.        Mengetahui pengertian dari energi budget.

2.        Mengetahui pembelanjaan dan pembagian energi (Energi Budget).

3.        Mengetahui cara mengukur laju metabolisme.

4.        Mengetahui faktor apa saja yang mempengaruhi laju metabolisme.

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian Energy budget

            Energy budget adalah istilah yang berkaitan dengan arah pemanfaatan energi yang berhasil ditambat oleh makhluk di dalam suatu ekosistem. Untuk dapat hidup, makhluk hidup harus memasukan sejumlah energi dari lingkungannya dan pada suatu saat makhluk ini juga dapat melepaskan sejumlah energi kedalam lingkungannya. Bila masukan energi lebih besar dibandingkan keluaran energi, maka makhluk akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan atau dapat dinyatakan makhluk tersebut mengalami produktifitas.

            Berbicara tentang energi yang berhasil ditambat oleh makhluk, maka energi ini secara umum diarahkan untuk dua tujuan yaitu untuk kelangsungan hidup dan untuk menjaga kelestarian jenisnya dalam jangka waktu yang tidak terbatas. Untuk kelangsungan hidupnya makhluk hidup harus menyisihkan sejumlah energinya untuk keperluan memelihara kualitas hidup agar mampu bersaing dan mengantisipasi faktor-faktor mortalitas seperti penyakit, parasit dan predator. Energi dipakai untuk melangsungkan proses fisiologis tubuh, membentuk dan mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak, memproduksi hormon dan enzim, serta memproduksi sel-sel kekebalan tubuh. Untuk menjaga kelestarian jenisnya makhluk harus menyisihkan sebagian energinya untuk keperluan reproduksi. Energi juga dipakai untuk membentuk sel-sel kelamin dan hormon-hormon kelamin, melangsungkan perkembangan embrio, memberi nutrisi pada embrio, dan hewan muda yang baru dilahirkan.

B.  Pembelanjaan energi (Energi budget)

            Energy budget merupakan neraca keseimbangan antara energi yang masuk dengan yang tersimpan ditambah dengan energi kerja. Dengan rumus dapat dinyatakan sebagai berikut :

C = P + F + U + M + W

C = energy yang masuk

P = energy yang tersimpan atau produksi

F = energy yang terbuang dalam bentuk feses

U = energy yang terbuang dalam bentuk urine

M = energy yang dipakai dalam proses metabolism tubuh (respirasi)

W = energy kerja yang dipakai dalam aktifitas hidup

Produksi (P) adalah merupakan bagian dari energi asimilasi/metabolisme yang langsung dipakai untuk pertumbuhan jaringan. Jadi produksi dapat dinyatakan sebagai pertambahan berat yang diperoleh pada jangka waktu tertentu. Produksi dapat saja bernilai negatif atau dengan kata lain kehilangan berat tubuh, misalnya bila energi yang ada diinvestasikan untuk reproduksi dalam pembentukan telur atau seperma yang dapat diasosiasikan seperti halnya proses sekresi madu pada tawon, atau sekresi mukus pada gastropoda atau eliminasi untuk tujuan tertentu seperti ekdisis eksoskelet pada serangga dan reptil.

Energi yang melalui feses (F), yang keluar dari tubuh dapat ditimbang beratnya, setelah dikeringkan. selanjutnya energi yang terkandung dalam feses dapat diukur dengan alat bomb calorimeter atau dengan menghitung kadar nitrogen menggunakan metoda Kjeldahl.

Energi yang terbuang dalam bentuk urine (U), biasanya dapat diabaikan namun dapat pula dihitung dengan mengukur ekskresi nitrogen yang merupakan amonia (kandungan nitrogen) dengan bomb kalorimeter.

Untuk energi metabolisme (M), biasanya dapat dilakukan dengan mengukur besarnya konsumsi oksigen yang dibutuhkan dalam jangka waktu tertentu. 

Selanjutnya untuk mengetahui besarnya energi kerja dapat dilakukan dengan mengurangi energi konsumsi (C) dengan energi dari (P+F+U+M). 

Berikut adalah gambar Energy budget total dari cacing Neanthes (Polychaeta).

Gambar 1 Energy budget total dari cacing Neanthes (Polychaeta).

Sumber : Suripto. 1998

C.      Pembagian Energi         

Konsumsi energi kasar (C)

1.      Energi dalam feses (F)         

Energi asimilasi yang nyata (A=C-F)

2.      Energi dalam urin (U)

Energi yang dimetabolisir (M=C-F-U)

3.      Pertambahan panas dari makanan(SDE)

4.      Pertambahan panas dari fermentasi (HF)

Energi bersih ( neto) (N=C-F-U-SDE-HF)

5.      Maintenan metabolisme

-          Metabolisme standar / dasar (SMR/ BMR)

-          Thermoregulasi

-          Aktivitas

6.      Produksi (P)

-          Energi tersimpan (pertumbuhan)

-          Reproduksi (telur,semen,susu)

7.      Kerja (W)

              Dari skema diatas dapat diketahui harga (Withers,1992) dari :

1.      Efisiensi asmilasi nyata = 100 A/B

2.      Produksi kasar               = 100 P/C

3.      Produksi bersih             = 100 P/A

4.      Kerja kasar (total)         = 100 W/C

5.      Kerja bersih                   = 100 W/A

            Produksi, merupakan bagian energi tampak sebagai pertumbuhan suatu individu dan dapat  diukur dari pertambahan berat badan atau panjang badan dalam satuan waktu tertentu. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan suatu individu baik bersifat internal (genetis, kelamin, umur) maupun yang berasal dari  eksternal seperti nutrisi, kualitas perairan (kadar, oksigen, suhu, pH, parasit dll). Dalam perikanan hal-hal tersebut sangat penting dan perlu diperhatikan. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal / optimal, perlu diketahui beberapa parameter :

1.      Laju komsumsi atau Comsumption Rate (CR)

2.      Laju pertumbuhan atau Growth Rate (GR)

3.      Laju pertumbuhan spesifik atau Specitif Growth Rate (SGR)

4.      Efisiensi pakan atau Approximately Digestibility /  Feed Eficiency (FE)

5.      Efisiensi pencernaan atau Efficiency of Digestibility (FD)

6.      Efisiensi Absorpsi atau Absortion Efficiency (AE)

Bila dari suatu percobaan dapat diukur besarnya harga-harga untuk :

a.       Jumlah / berat pakan yang diberikan = a (gram)

b.      Jumlah / berat pakan tersisa kering = b (gram)

c.       Maka dapat hitung jumlah pakan yang dimakan = C = (a-b) gram

d.      Berat feses kering = F (gram)

e.       Berat hewan akhir percobaan = Wt (gram)

f.       Berat hewan awal percobaan = Wo (gram)

g.      Lama waktu perlakuan = t ( hari )

Maka masing-masing harga (Waldbauer,1986) dari :

1.      Laju konsumsi                         CR = C/t (gram / hari)

2.      Laju pertumbuhan                   GR = Wt-Wob/t (gram / hari )

3.      Laju pertumbuhan sepesifik    SGR = 100 ( In Wt- In Wo) / t % hari – 1)

4.      Efisiensi pakan                        FE = Wt Wo / C X 100 %

5.      Efisiensi perncernaan              FD = C-F /  CX 100 %

6.      Enfisiensi Absorpsi                 AE = Wt-Wo / C – F X 100 %

D.      Metabolisme Aerob

            Pengertian metabolisme adalah disini adalah metabolisme aerobik yaitu metabolisme dengan bantuan oksigen, jadi bukan fermentasi atau metabolisme anaerobik. Metabolisme dapat diukur dengan mengukur besarnya jumlah gas oksigen yang dikonsumsi, biasanya dinyatakan sebagai Laju Konsumsi Oksigen, yaitu banyaknya oksigen yang dikonsumsi per gram atau kg berat badan persatuan waktu yang persatuan waktu tertentu dalam jam, pada ( P  dan T ) tertentu (ml  / kg.bb /  jam ).

            Misalnya seekor tikus mempunyai berat badan 300 g, dalam 1 jam mengkonsumsi oksigen sebanyak 330 ml  selama 20 menit, pada suhu kamar 25  dan tekanan barometer 680 mm hg, maka besarnya :

Laju konsumsi Oksigen = ( 330ml  /  300 g.bb.x ( 60 / 20 ) / jam

                                       = 1,1 ml  / g.bb / ( 25 ,680 mm hg )

Berapakah besarnya konsumsi oksigen tersebut bila diukur pada :

a.       Suhu O  , dan tekanan udara 760 mm hg?

b.      Suhu 30  dan tekanan udara 760 mm hg?

            Laju metabolisme biasanya diukur pada beberapa variabel kondisi fisiologis terrtentu :

1.      BMR atau Basal Metabolic Rate

            Adalah laju metabolisme minimal untuk hewan endotern,yang diukur pada hewan dalam keadaan tenang ,tidak aktif ,tidak makan dan tidak  mengalami steres,misalnya pada pagi hari saat baru bangun tidurr pada manusia

2.      SMR atau Standard Metabolic Rate

            Diukur pada keadaa yang sama seperti 1, hanya berlaku untuk hewan ektotern

3.      RMR atau Resting Metabolic Rate

            Sama seperti BMR atau SMR, hanya RMR diukur tanpa kontrol, tetapi pada aktifitas minimal.

4.      ADMR atau Average Daily Metabolic Rate

            Merupakan laju metabolisme untuk aktivitas rutin dalam kurun waktu 24 jam.

5.      MMR atau Maximal Metabolic Rate

            Aktivitas laju metabolisme diukur dalam bentuk aktivitas berkisaran dari aktivitas ringan, moderat, intensif sampai laju metabolisme tinggi.

            Cara lain untuk mengukur metabolisme adalah secara langsung dengan menghitung jumlah kalori (panas) yang dihasilkan (direct calormentry) dengan alat kalori meter. Berikut ini gambar alat Kalorimeter

Gambar 2 Skema Kalorimeter yang di pakai Lavoisier

Sumber : Suripto. 1998

Bagian dalam tabung es dijaga suhuya supaya tetap 0 ^oC, lapisan tabung bagian luar dapat mencegah konduksi panas dalam luar kedalam jacket. Panas yang diproduksi oleh hewan akan digunakan untuk mencairkan es menjadi air. Kecepatan tetesan air dapat dikonversikan sebagai produksi panas dengan perhitungan sesuai dengan latenr heat of fusion untk es sebesar 334 joule per gram pada suhu 0 ^oC. (1 Joule = 0,239 Kalori).

E.  Beberapa faktor yang mempengaruhi laju metabolisme

1. Ukuran tubuh

            Hewan dengan masa tubuh yang lebih besar secara proposional akan mempunyai laju metabolisme yang lebih besar dibandingkan dengan hewan masa tubuh yang lebih kecil. Jadi laju metabolisme seekor gajah akan jauh lebih besar ketimbang laju metabolisme seekor semut.

Gambar 3 Perbandingan ukuran tubuh seekor gajah dan seekor semut.

Sumber : Saputra Pratama. 2012

           

Hubungan antara laju metabolisme (V. O2 = Konsumsi Oksigen) dan masa tubuh dapat dirumuskan dalam bentuk kurva sebagai berikut: Y = aX^b. Kurva ini dapat ditransformasikan menjadi hubungan linear dengan me log ₁₀, baik untuk laju metabolisme (Y), maupun untuk besarnya masa (X) sehingga hubungannya menjadi : (log ₁₀ Y) = log ₁₀ a +b (log ₁₀ X).

Dimana :          Y = Laju metabolisme

                         a = Intercept (Laju metabolisme bila masa = 1) 

                        X = Besarnya masa

                        b = Eksponen masa

Gambar 3. Kurva laju metabolisme masa tubuh pada mamalia dan burung.

Sumber : Suripto 1998

Tabel 1. Harga eksponen untuk beberapa jenis hewan

No	Organisme	Harga eksponen
1.	Laba-laba	0,63
2.	Katak	0,67 – 0,86
3.	Salamander berparu-paru	0,85
4.	Ikan	0,67 – 0,81
5.	Reptil	0,60
6.	Burung	0,73
7.	Mamalia	0,75

2. Laju metabolisme masa spesifik.

            Laju metabolisme masa spesifik diukur berdasarkan banyaknya konsumsi oksigen peratuan masa/berat tubuh (gram) dari suatu jenis hewan.

3. Laju metabolisme spesifik = V.  /gram berat badan

            Pelepasan energi panas akan tergantung dengan perbandingan dengan antara luas permukaan tubuh terhadap berat badan, maka untuk hewan dengan ukuran tubuh kecil akan mempunya laju metabolisme spesifik yang lebih besar dibandingkan dengan laju metabolisme spesifik yang lebih besar dibandingkan dengan laju metabolisme spesifik dari hewan dengan ukuran masa yang lebih besar. Faktor yang mempengaruhi terhadap laju metabolisme spesifik dintaranya Jenis kelamin, aktivitas dan pertumbuhan. Serta faktor-faktor ekternal yang berpengaruh terhadap laju metabolisme lainnya yaitu suhu, hewan ektoterm atau endoterm, hewan akuatik atau terestrial dan adapun kadar oksigen (tekanan patrial ) di udara.

  

BAB III

PENUTUP

A.      Kesimpulan

            Energy budget adalah istilah yang berkaitan dengan arah pemanfaatan energi yang berhasil ditambat oleh makhluk di dalam suatu ekosistem. Bila masukan energi lebih besar dibandingkan keluaran energi, maka makhluk akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Energy budget juga merupakan neraca keseimbangan antara energi yang masuk dengan yang tersimpan ditambah dengan energi kerja. Untuk menghitung energi total dari organisme dapat dipakai rumus sebagai berikut : C = P + F + U + M + W. Pembagian energi konsumsi yaitu : Konsumsi energi kasar (C), Energi asimilasi yang nyata (A=C-F), Energi yang dimetabolisir (M=C-F-U), Energi bersih (neto) (N=C-F-U-SDE-HF), Produksi (P), Kerja (W). Metabolisme aerob yaitu metabolisme dengan bantuan oksigen. Metabolisme aerob dapat diukur dengan mengukur besarnya jumlah gas oksigen yang dikonsumsi, biasanya dinyatakan sebagai laju konsumsi oksigen.

B.       Saran

Keseimbangan antara energi yang masuk dan energi yang di belanjakan haruslah di jaga. Makhluk hidup juga harus memasukkan sejumlah energi dari lingkungannya dan pada suatu saat makhluk ini juga dapat melepaskan sejumlah energi kedalam lingkungannya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2014. Energi Budget, http://www.wikipedia.com (Diakses Tanggal 1 Oktober 2015 )

Anonim. 2015. Energy Budget, http://www.biologidanpendidikan.blogspot.co.id /2011/08/energi-budget.html (Diakses tanggal 8 Maret 2016)

Budisma. 2013. Anggaran Energi, http://www.budisma.web.id/organ-anggaran-energi.html ( Diakses Tanggal 8 Maret 2016 )

Suripto. 1998. Fisiologi Hewan. Jakarta : ITB