Bagaimana cara ikan bernapas di dalam air?

Mekanisme Pernapasan Ikan di Dalam Air

Pernah mencoba bernapas di dalam air?
Apa yang terjadi? Air masuk ke hidungmu, membuatmu tersedak, atau kamu bisa menahan napas.
Ambil napas banyak-banyak di atas air, lalu menyelamlah ke bawah air, simpanlah udara di paru-parumu sampai rasanya hampir meledak.
Sekarang kamu tahu alasan mengapa tabung udara diciptakan, tetapi ikan tidak membutuhkan tabung snorkeling atau tangki oksigen. Sementara kamu akan tersengal-sengal mencari udara, ikan berenang dengan santai, hampir tanpa menoleh ke arahmu.

Akan tetapi, coba saja keluarkan sebagian besar ikan dari air, dan kamu akan melihat ikan itu menggeliat-geliat dan megap-megap mencari udara. Sekalipun ada udara di mana-mana, tidak sedikitpun pun bisa dipakai untuk bernafas bagi kebanyakan ikan.
Bagaimana bisa kebanyakan ikan tidak dapat bernafas di udara, tetapi sepertinya mendapatkan banyak oksigen di bawah air? Jawabannya hanya satu kata: insang.

Insang: Organ Pernapasan Ikan yang Luar Biasa

Bagaimana cara kerja Insang? Insang merupakan organ pernapasan yang memainkan peran sentral dalam memungkinkan mereka bernafas di dalam air. Insang pada ikan berfungsi sebagai tempat pertukaran gas antara air dan darah ikan. Insang mirip dengan tirai yang bergantung dengan lipatan-lipatan. Saat insang dibuka, luasnya dapat mencapai 10 hingga 60 kali lebih besar dari permukaan tubuh ikan itu sendiri. Permukaan insang yang lipatannya berjumlah banyak memungkinkan kontak yang luas antara air dan selaput tipis di dalam insang. Dengan demikian, ikan dapat menyaring sebanyak mungkin oksigen dari air yang melewati insang-insang mereka.

Air masuk ke dalam mulut ikan dan mengalir ke dalam insang, di mana oksigen dari air tersebut diserap melalui membran selaput yang sangat tipis (kurang dari 1/4.000 cm). Oksigen yang telah diserap oleh insang kemudian masuk ke dalam darah ikan, sementara karbondioksida dibuang ke dalam air. Melalui sistem pernapasan ini, ikan dapat mengambil oksigen dari air dengan tingkat efisiensi tinggi, memungkinkan mereka untuk bertahan hidup dalam lingkungan akuatik.

Oksigen dari air hanya perlu melewati jarak yang sangat kecil ini untuk memasuki darah ikan. Dengan cepat, oksigen diserap melalui selaput tipis ke dalam darah. Darah yang sudah penuh oksigen mengalir melalui arteri ke seluruh tubuh, termasuk jantung, memasok oksigen segar bagi ikan. Sambil menyerap oksigen dari air di dalam insang, darah juga membuang karbondioksida.
(Darah manusia memindahkan karbondioksida ke udara melalui paru-paru dimana kita menghembuskannya keluar melalui pernafasan).
Pada ikan, karbondioksida pindah dari darah melalui selaput tipis ke air yang bersirkulasi di insang. Air keluar dari ikan melalui serangkaian insang di sisi luar tubuh ikan, dengan membawa sedikit oksigen dan membawa karbondioksida.

Proses pernapasan pada ikan juga terjadi berkat perbedaan konsentrasi oksigen antara air di sekitar ikan dan darah mereka. Karena oksigen cenderung bergerak dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi rendah, oksigen dalam air berdifusi melalui membran insang ke dalam darah ikan. Pada saat yang sama, karbondioksida yang dihasilkan oleh proses metabolisme dalam tubuh ikan juga berdifusi dari darah ke dalam air dan dibuang melalui insang.

Penyesuaian Evolusi dalam Pernapasan Ikan

Insang dan kemampuan ikan untuk mengambil oksigen dari air adalah hasil dari penyesuaian evolusi yang luar biasa. Tubuh ikan telah mengembangkan sistem pernapasan yang efisien agar dapat memenuhi kebutuhan oksigen mereka dalam lingkungan yang memiliki sedikit oksigen terlarut. Meskipun air hanya mengandung sekitar 0,5 % oksigen terlarut, ikan dapat mengambil hingga 80 persen oksigen dari air tersebut.

Tidak hanya itu, air 1000 kali lebih berat daripada udara dan sedikitnya 50 kali lebih rapat. Jadi, merupakan pekerjaan berat untuk mengambil oksigen yang sedikit itu. Apa yang membuat semuanya lebih menakjubkan lagi adalah walaupun manusia hanya dapat mengambil 25% oksigen dari udara yang kita hirup, ikan bisa mengambil sampai 80% oksigen di dalam air untuk masuk ke dalam tubuhnya. Jadi, ikan jauh lebih baik dalam mengambil oksigen dari air daripada kita mengambil oksigen dari udara.

Ketika Ikan berada di luar air, insang pada umumnya berhenti bekerja dan mengering, memotong pasokan oksigen ikan. Namun, beberapa ikan memiliki insang yang sudah mengalami evolusi dan bisa menjaga kelembaban, menjaga insang tetap basah bahkan saat terpapar udara. Sementara ikan lainnya menyerap oksigen dari udara melalui jaringan di mulut, tenggorokan, dan kepala mereka. Belut air tawar atau belut, sebagai contohnya, memiliki rancangan yang sangat cerdik: belut dapat bernapas melalui kulit mereka yang lembab.

Selain insang, beberapa ikan juga memiliki adaptasi lain yang memungkinkan mereka bertahan hidup di lingkungan yang beragam. Misalnya, ikan paus dan lumba-lumba, yang merupakan mamalia laut, memiliki paru-paru seperti manusia dan harus naik ke permukaan air untuk menghirup udara segar. Evolusi telah membentuk berbagai mekanisme pernapasan yang memungkinkan ikan untuk menghadapi berbagai kondisi lingkungan.

Perbandingan Pernapasan Ikan dengan Manusia

Sistem pernapasan ikan yang unik ini memberikan perbandingan menarik dengan sistem pernapasan manusia. Meskipun kita memiliki paru-paru yang memungkinkan kita mengambil oksigen dari udara, kemampuan kita untuk mengambil oksigen hanya sekitar 25 persen dari udara yang kita hirup. Di sisi lain, ikan mampu mengambil hingga 80 persen oksigen dari air yang mereka tempati.

Perbedaan ini disebabkan oleh adaptasi fisiologis yang membedakan ikan dan manusia. Insang ikan memiliki bidang permukaan yang luas, memungkinkan kontak yang maksimal dengan air dan menyaring sebanyak mungkin oksigen ke dalam aliran darah. Selain itu, aliran darah ikan juga berbeda dengan manusia, walaupun dengan warna merah yang sama karena sel darah merah yang membawa oksigen ke seluruh tubuh ikan.

Ikan jauh lebih baik dalam mengambil oksigen dari air daripada kita mengambil oksigen dari udara.

Disisi lain, proses pernapasan ikan ini juga dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, misalnya lingkungan, seperti kadar oksigen dalam air dapat berfluktuasi, terutama di daerah yang padat populasi ikan atau dengan suhu air yang tinggi. Jika kadar oksigen dalam air terlalu rendah, ikan dapat mengalami kesulitan bernapas dan bahkan dapat menyebabkan kematian. Oleh karena itu, lingkungan air yang baik, dengan kualitas air yang baik dan cukup oksigen, sangat penting bagi kelangsungan hidup ikan.

Kesimpulan

Dalam keseluruhan, mekanisme pernapasan ikan yang melibatkan penggunaan insang mereka memungkinkan mereka untuk mengambil oksigen langsung dari air. Insang yang berlipat-lipat memperluas permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas, sementara perbedaan konsentrasi oksigen antara air dan darah ikan memungkinkan oksigen berdifusi melalui membran insang ke dalam darah. Proses ini sangat efisien dan memungkinkan ikan untuk tetap hidup dan berfungsi di dalam air. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk menjaga kualitas air dan kadar oksigen yang memadai agar populasi ikan dapat berkembang dan bertahan hidup.