Themoregulasi adalah Proses yang terjadi pada hewan untuk mengatur suhu tubuhnya agar tetap konstan dinamis. Adapun mekanismenya adalah mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
Suhu tubuh hewan deipengaruhi oleh suhu lingkungan hewan. Namun untuk hidup secara normal hewan harus memilih kisaran suhu yang lebih sempit dari kisaran suhu tersebut yang ideal dan disukai agar proses fisiologis optimal. Suhu tubuh konstan sangat di butuhkan karena Perubahan suhu berpengaruh pada konformasi protein dan ativitas enzim juga pada energi kinetik molekul zat. Kenaikan suhu Lingkungan mengakibatkan peningkatan laju reaksi yang berpengaruh pada aktivitas metabolisme sel tubuh.
kemampuan hewan untuk mempertahankan suhu tubuh ada 2, yaitu :
- Hewan Poikiloterm adalah hewan yang suhu tubuhnya selalu berubah seiring dengan berubahnya suhu lingkungan.
- hewan homeoterm adalah hewan yang suhu tubuhnya selalu konstan sekalipun suhu lingkungannya berubah.
Interaksi panas yang menguntungkan : mengatur suhu tubuh yaitu meningkatkan/menurunkan pelepasan panas dari tubuh dan memperoleh panas.
1. Konduksi : Perpindahan atau pergerakan dua benda yang saling bersentuhan
2. Konveksi : Perpindahan panas antara dua benda yang terjadi melalui zat alir ( fluida ) yang bergerak
Proses Konveksi:
- Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal
- Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan
- Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga
3. Radiasi : Perpindahan panas antara dua benda yang tidak saling bersentuhan
Frekuensi dan Intensitas Radiasi:
- Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya
- tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik
- berjemur pada hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh
4. Evaporasi : Proses perubahan benda dari fase cair ke fase gas
Evaporasi:
- Cara penting untuk melepaskan panas tubuh
- Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (pada anjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya)
- Jika suhu tubuh meningkat, keringat akan membasahi kulit, selanjutnya keringat akan menyerap kelebihan panas dari tubuh dan mengubahnya menjadi uap, setelah keringat mengering, suhu tubuh pun turun
Laju aliran panas pada suatu benda di pengaruhi oleh:
- Luas permukaan benda yang saling bersentuhan
- Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut
- Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda) dari kedua benda.
Hewan Ektoterm
Hewan yang suhu tubuhnya dipengaruhi oleh suhu lingkungan sekitarnya. Yaitu :
- Perolehan panas tubuh tergantung pada berbagai sumber panas di lingkungan luar.
- Masalah yang dihadapi tidak sama, tergantung pada jenis habitatnya
Hewan Ektoterm Akuatik : Suhunya relative stabil sehingga mengalami permasalahan suhu lingkungan yang rumit
Hewan Ektoterm Terestial : Suhunya selalu berubah dengan variasi yang cukup besar sehingga ada perbedaan signifikan antara suhu udara siang dan malam
Adaptasi Hewan Ektoterm terhadap Suhu Sangat Panas dan Sangat Dingin
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
- Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan:
- melalui kulit, bagi hewan yang berkulit lembab (cacing dan katak) atau dengan cara berkeringat (untuk hewan yang mempunyai kelenjar keringat)
- melalui saluran pernafasan, bagi hewan yang kulitnya tebal dan kedap air (reptil dan insekta)
- Mengubah mesin metaboliknya agar bisa bekerja pada suhu tinggi (kadal dan reptil gurun)
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Dingin
1. Meningkatkan suhu osmotic
2. Titk beku cairan tubuh dapat diturunkan hingga dibawah 0 C
3. Menghambat pembekuan Kristal es didalam sel
4. Mencegah kerusakan membran
Hewan Endoterm
Hewan yang panas tubuhnya berasal dari dalam tubuh sebagai hasil dari metabolism sel tubuh
Suhu Tubuh Terlalu Tinggi dilepaskan dengan cara :
- Vasodilatasi daerah perifer tubuh
- Berkeringat dan terengah-engah
- Menurunkan laju metabolisme (misal: menekan sekresi tiroksin)
- Respons perilaku (misal: berendam di air)
Suhu Tubuh Terlalu Rendah
cara untuk mempertahankan atau meningkatkan produksi panas:
- Vasokonstriksi
- Menegakkan rambut (merinding)
- Menggigil (shivering)
- Meningkatkan laju metabolisme (dengan meningkatkan sekresi tiroksin)
- Respons perilaku (menghangatkan diri)
Mekanisme Produksi Panas pada Hewan Endoterm
1. Meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka (kontraksi otot):
- Terjadi secara sadar dengan cara menggerakkan anggota tubuh
- Tanpa sadar dengan cara menggigil (gerakan yang tidak teratur dan tidak mempunyai tujuan pergerakan tertentu, misalnya saat dingin)
2. Memetabolisme jaringan lemak cokelat:
- jaringan lemak coklet berbeda dengan jaringan lemak putih
- jaringan lemak coklet dibungkus oleh selaput yang dipersarafi dengan baik oleh sistem saraf simpatis
- jika dirangsang, lemak akan dimetabolisme dalam mitokondria sel lemak, dan panas akan dihasilkan
- membutuhkan banyak oksigen sehingga hewan harus meningkatkan pasokan oksigen
3. Meningkatkan sekresi hormon tiroid (T3 dan T4), hormon yang dapat meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel
4. Menyerap radiasi panas matahari
5. Menegakkan rambut/bulu sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil
6. Mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah)
7. Memberikan berbagai tanggapan perilaku
Adaptasi Hewan Endoterm terhadap Suhu Sangat Panas dan Sangat Dingin
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Dingin
1. Masuk ke dalam kondisi heterotermi, yaitu mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh
Contoh: burung dan mamalia kutub yang mempunyai suhu pada pusat tubuh sebesar 38oC, namun suhu kakinya hanya sekitar 3oC, secara fisiologis, kaki tetap berfungsi normal (telah beradaptasi pada tingkat sel dan tingkat molekul)
2. Hibernasi atau torpor, yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan adanya penurunan laju metabolisme, laju denyut jantung, laju respirasi, dan sebagainya
Periode hibernasi, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu, bahkan beberapa bulan
Berakhirnya hibernasi dicapai dengan kebangkitan spontan melalui peningkatan laju metabolisme dan suhu tubuh secara cepat, yang akan segera mengembalikannya ke keadaan nomal
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
1. Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah
2. Melakukan gular fluttering: yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus-menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur
3. Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun.
Hipertermik mengurangi pelepasan air dari tubuh, yang seharusnya digunakan untuk mendinginkan tubuh melalui penguapan (untuk sementara)
Hipertermik menimbulkan masalah karena organ tertentu dalam tubuh (misalnya otak) kurang mampu mentoleransi kenaikan suhu yang terlalu besar
Pendinginan dilakukan dengan cara kerja mirip heat exchanger, lokasinya terletak pada rongga hidung
Pengendalian Suhu Tubuh Hewan Endoterm
Komponen penyelenggara pengendalian suhu tubuh
1. Reseptor : Reseptor panas aktif bila suhu tubuh meningkat, sedangkan reseptor dingin aktif bila suhu tubuh menurun
2. Komparator : Pusat control
3. Efektor : Mekanisme perbaikan
