Kamis, 25 November 2010

PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA

PENGERTIAN MIKROBIOLOGI

Mikrobiologi adalah salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi, virus, bakteri, algae, fungi. Beberapa mikroba ( algae dan fungi) yang berukuran cukup besar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi masih dimasukan dalam kajian mikrobiologi, karena teknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada dia artificial) digunakan untuk mempelajarinya.
Ruang lingkup mikrobiologi, dalam bidang biologi semakin luas dan berkembang sehingga perlu diadakan pembagian yang lebih khusus. Mikrobiologi dapat dibeda-bedakan menjadi beberapa sub berdasarkan berbagai macam orientasi yaitunorientasi taksonomi, orientasi habitat, dan orientasi problema.
Penertian mikroba jasad hidup yang ukurannya kecil, disebut dengan mikroorganisme/jasad renik karena ukurannya yang kecil sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar/ mikrosko. Ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar, pengatur kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi.
Penggolongan mikroba diantara jasad hidup, secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi 2 yaitu dunia tumbuhan ( plantae ) dan dunia binatang ( animalia ). Jasad hidup yang ukuannya besar dengan mudah dapat digolongkan ke dalam plantae/animalia, mikroba ukurannya sangat kecil sulit untuk digolongkan ke dalam planatae/animalia dan mikroba kadang-kadang juga mempunyai sifat antara plantae dan animalia.menurut teorinevolusi, setiap jasad akan berkembang menuju ke sifat plantae/animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokkan jasad secara berturut-turut dijelaskan oleh Haeckel ( 1834-1919) yaitu berdasarkan perbedaan organisasi selnya, dunia tumbuhan dan dunia binatang dibedakan dengan protista. R.H.Whittakar ( 1920-1980) yaitu membagi jasad hidup menjadi 3tingkat perkembangan , yaitu jasad prokariotik yang merupakan bakteri dan ganggang biru, jasad eukariotik uniseluler ( algae sel tunggal, khamir, dan protozoa )dan jasadeukariotik multiseluler dan multinukleat ( division fungi, plantae dan animali ). Cari Woese ( 1928 ) mengolongkan jasad hidup berdasarkan susunan kimia makromolekul yang terdapat di dalam sel.
Ciri umum mikroba, secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen maupun redusen. Sel mikroba ukurannya sangat keci, banyak mikroba yang terdidri dari 1 sel dan ada yang mempunyai banyak sel. Setelah ditemukan mikroskop electron dapat dilihat struktur halus dari dalam sel hidup sehingga perkembangan selnya ada tipe prokariota ( primitive ) yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna yang kedua tipe eukariota yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna. Empat sel lainnya yang bersifat seluler ada mikroba yang bersifat non seluler yaitu virus.
Virus merupakan jasad hidup yang bersifat parasit obligat berukuran super kecil dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop electron. Struktur virus terutama terdiri dari bahan genetic, virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat membentuk energy sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup yang lain , selain virus ada juga jasad hidup yang disebut viroid yaitu bahan genetic RNA yang bersifat infeksius sel inang. Jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion yang terdiri dari suatu molekul protein yang infeksius kenyataan ini merupakan perkecualiaan system biologi, prion menyimpan sifat genetic di dalam rantai polipeptida bukan di dalam RNA/DNA.

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBA

SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
A. Penemuan Animakculus
Awal terungkap mikroba oleh Lesuwenhoek ( 1633-1723) dengan menggunakan mikoskop sangat
Sederhana dengan 1 lensa jarak focus yang pendek perbesarannya antara 50-300 X. studinya melalui struktur mikroskopis : biji, jaringan tumbuhan, dan invertebrate kecil.
B. Teori dan pendapat
Pertama teori abiogenesis, animakculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati.yang kedua teori biogenesis, animalcules terbukti dari benih animalcules yang selalu berada di udara. Untuk mempertahankan pendapat penganut teori membuktikan dengan berbagai percobaan :
 Francesoo Redi ( 1626-1697), kesimpulannya ualat tidak secara spontan berkembang dari daging dan belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat bukan berasal dari daging itu sendiri.
 Lazzaro Spalanzon ( 1729-1799) kesimpulannya mikroba di dalam suatu bahan menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.
 Louis Paster (1822-1896), , uadar mengandung mikroba yang pembagiannya tidak merata dan cara pembebasan cairan dan bahan-bahan dari mikroba yang sekarang dikenal dengan pasteurisasi dan sterilisasi.
C. Penemuan bakteri berspora
John Tyndall (1820-1893) percobaannya mendukungpendapat Pasteur ditemukannya termolabil tidak tahan pemanasan saat bakteri sangat tahan terhadap panas.
D. Teknik kultur murni
E. Peran mikroba dalam transformasi bahan organic
Bahan mikroba akanmengalami perubahan susunan kimiawinya yaitu fermentasi dan pembusukan.C Latour Th.Schwan . Kutzing (1837) penemuannya disimpulkan perubahan gula menjadi alcohol dan CO2 merupakan fungsi fisiologi dari sel khamir , kemudiaan ditentang oleh Jj. Liebeg, dan F. Wahler berpendapat fermentasi dan pembusuka merupakan reaksi kimia biasa, dibuktikan berhasil disintase senyawa organic urea dari senyawa anorganik. Kemudiaan Pasteur (1875-2876) menyimpulkan adanya sel-sel yang lebih kecil mengakibatkan sebagiaan besar proses fermentasi alcohol di desak oleh proses fermentasi lain yaitu fermentasi sam laktat. Dan pembuktiannya adalah setiap proses fermentasi tertentu disebabakan oleh aktivitas mikroba tertentu pula yang spesipik untuk proses fermentasi tersebut.
F. Penemuan Kehidupan Anaerob
Penelitian Pasteur pada fermentasi asam butirat ditemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara, jika udra yang dihembuskan kedalam bejana fermentasi butirat proses fermenrasi menjadi terhambat bahkan dapat terhenti sama sekali dari hal tersebut kemudiaan dibuat 2 istilah yaitu Anaerob dan Aero.
G. Penemuan Enzim
Pasteur mengemukakan proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupan ini ditentang oleh Bernard (1875). Bahawa khamir dapat memecah gula menjadi alcohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya kemiudian Bucher (1897) membuktikan gagasan Bernard yaitu menggerus sel khamir dengan pasir dan gula dibebaskanCO2 dan alcohol.penemuan ini membuka jalan ke perkembangan Biokimia modern .
H. Mikroba Penyebab Penyakit
Pasteur (1875-1876): bukti ditemukannya jamur penyebab penyakit pada tanaman gandum, tanaman kentang , penyakit pada ulat sutra, dan penyakit kulit manusia. Pada tahon 1850 ditemukan bakteri berbentuk batang dalam darah hewan yang sakit anstrak, kemudian POstulat Koch dalam bentuk umum :
1. Suatu mikroba yang diduga sebagai penyebab penyakit harus ada pada setiap tingkat penyakit
2. Mkroba tersebut dapat diisolasi dan ditambahkan dalam bentuk biakan murni
3. Apabila biakan murni disuntikan pada hewan yang sehat dan dapat menimbulkan penyakit yang sama
4. Mikroba dapat didisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebut
I. Penemuan Virus
Iwanowsky : diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri Karena dapat melalui saringan bakteri yang dikenal sebagai virus.
J. Generatio Spontanea ( Abiogenesis) Menurut Pandangan Baru
Bukti-bukti baru : kehidupan tejadi dari berbagai unsure kimia, dengan rangkaian reaksi yang terjadi di alam. Oparin (1938) dan Haldane (1932), bahwa bumi pada jaman prebiotik mempuyai atmospir yang bersifat anaerob yang mengandung Nitrogen, Hidrogen CO2 uap air ammonia, dan H2S.
K. Penggunaan Mikroba
 Penggunaan mikroba untuk proses klasik, contoh khamir untuk membuat anggur dan roti
 Panggunan mikroba untuk produksi antibiotic, contoh jamur penicilium Sp.
 Penggunaan mikroba untuk proses baru contoh, karotenoid, dan steroid ole jamur
 Penggunaan mikroba dalam teknik genetika modern contoh, pemindahan gen dari manusia, binatang/tumbuhan ka dalam sel mikroba
 Penggunaaan mikroba dibidang pertaniaan untuk pupuk hayati. Biopestisiada,dan pengomposan
 Penggunaan mikroba dibidang pertambangan untuk proses leaching
 Penggunan mikroba dibidang lingkungan, mengatasi pencemaran limbah organic lain termasuk logam berat dan senyawa Xenobioti

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
Ada 2 tipe sel mikroba :
1. Sel prokariotik : tipe sel pada bakteri dan sianobakteri/ alga biru ( jasad prokariotik)
2. Sel eukariotik : tipe pada jasad tingkatnya lebih tinggi dari bakteri yaitu khamir, jamur, alga selain alga biru protozoa, dan tanaman serta hewan.
Struktur sel :
 Inti sel, inti sel eukariotik pada inerfase dikelilingi oleh suatu membrane yang terdiri dari 2 lapisan lemak. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual
 Membrane sel prokariotik, permukaan luar lapisan lemak membrane sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob. Pad beberapa bakterimembran mengelilingi sitplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan sedangkan membrane pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom. Pada bakteri fotosintetik khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membrane yang sangat berlipat-lipat di dalam sel .
3. Dinding sel bakteri bersifat agak elastic dan tidak bersifat permeable terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah. Rangka dasar dinding sel bakteri : murein peptidoglikan yang tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat. Dinding sel bakteri gram negative, hanya terdiri atas murein yang hanya mengandung diaminopemelat,dan tidk mengandung lisin. Adapun peranan lisosom yaitu merusak ikatan antar N-asetilglukosamin dan N-asetil asam muramat dalam murein sehingga lisosim dapat merombak murein dalam dinding sel.
4. Flagel dan Pili, flagel merupakn salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik, ukurannya berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm.
5. Kapsul dan lendir, beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan dipermukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul/selubung berlendir. Lendir merupakan kapsul yang lebih encer adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan metode penggojokan kemudian diekstrakan atau menghasilakn lendir.

PERTUMBUHAN MIKROBA

PERTUMBUHAN MIKROBA

A. Definisi Pertumbuhan Populasi

Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad.
Pada jasad bersel tunggal (uniseluler) pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu, artinya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri. Pada jasad bersel banyak (multiseluler) pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya. Dalam membahas pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel (pertumbuhan populasi)
Pertumbuhan dapat diamati dari meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel)
Bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru. Pertumbuhan diukur dari bertambahnya jumlah sel. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut Waktu Generasi Doubling Time atau Waktu penggandaan adalah Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula
tidak sama antara berbagai mikrobia
• dari beberapa menit, sampai beberapa hari
• tergantung kecepatan pertumbuhannya
Kecepatan Pertumbuhan adalah perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu
B. Penghitungan Waktu Generasi
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2 x 2
4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2 x 2 x 2

Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus:
slope = 0,301/ waktu generasi
C. Pengukuran Pertumbuhan
Pertumbuhan diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel
Jumlah sel dihitung dari jumlah sel total (keseluruhan) dengan tidak membedakan sel hidup atau mati (viable count).
Alat Untuk Menghitung Mikroba
• alat Petroff-Hausser Bacteria Counter (PHBC) untuk menghitung bakteri
• alat Haemocytometer untuk menghitung khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relatif lebih besar dari bakteri
Cara Menghitung Jumlah Sel Hidup
Metode Plate Count atau Colony Count
• Metode taburan permukaan (spread plate method)
• Metode taburan (pour plate metho
• Menggunakan medium cair
• Sampel mikrobia dibuat seri pengenceran
Pertumbuhan Sel diukur dari massa sel secara tidak langsung mengukur Turbiditas (tingkat kekeruhan) cairan medium tumbuh.
Cara Perhitungan:
Massa sel dipisahkan dari cairan mediumnya menggunakan alat sentrifus (pemusing) sehingga dapat diukur volume massa selnya atau diukur berat keringnya (dikeringkan dahulu dengan suhu 90-1100C semalam), umumnya berat kering bakteri adalah 10-20 % dari berat basahnya.
Pengukuran Turbiditas
Photometer (penerusan cahaya) semakin pekat atau semakin banyak populasi mikrobia maka cahaya yang diteruskan semakin sedikit.
Spektrofotometer (optical density/OD) terlebih dahulu dibuat kurva standar berdasarkan pengukuran jumlah sel baik secara total maupun yang hidup saja atau berdasarkan berat kering sel.
D. Pertumbuhan Populasi Mikroba
Bakteri bila ditempatkan di medium yang kondusif akan tumbuh memperbanyak diri
Jika jumlah bakteri dihitung dan dibuat grafik hubungan antara jumlah bakteri dengan waktu akan diperoleh Kurva Pertumbuhan.
Untuk mengetahui pertumbuhan mikrobia dilakukan dengan cara membiakan mikrobia.
dua sistem pembiakan mikrobia, yaitu:
Biakan Sistem Tertutup (Batch Culture)
Pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukup lama akan memberikan gambaran berdasarkan Kurva Pertumbuhan. Terdapat beberapa fase-fase pertumbuhan:
1. Fase Permulaan
2. Fase Pertumbuhan yang dipercepat
3. Fase Pertumbuhan logaritma (eksponensial)
4. Fase Pertumbuhan yang mulai dihambat
5. Fase Stasioner maksimum
6. Fase Kematian dipercepat
7. Fase Kematian logaritma
Biakan Sistem Terbuka (Continuous Culture)
• Sel dipertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau logaritma
• Ukuran populasi dan kecepatan pertumbuhan dapat diatur pada nilai konstan menggunakan khemostat
• Untuk mengatur proses di dalam khemostat, diatur kecepatan aliran medium dan kadar substrat (nutrien pembatas)
• Sebagai nutrien pembatas dapat menggunakan sumber C (karbon), sumber N, atau faktor tumbuh

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA
A. Faktor ABIOTIK
1. Suhu
suhu minimum: suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup, suhu optimum: suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba, suhu maksimum: suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba
Termofil: Kelompok mikroba yang tahan hidup pada suhu tinggi.Mikroba Termofil Obligat: mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C. Mikroba Termofil Fakultatif: mikroba yang dapat tumbuh dibawah 30 derajat.
b. Pengaruh Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi: Titik Kematian Thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu.Waktu Kematian Thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Titik Kematian Thermal ialah:
• Waktu
• Kelembaban
• Suhu
• Spora
• Umur mikroba
• pH
• Komposisi medium
b. Pengaruh Suhu Ren
Dapat menyebabkan gangguan metabolisme, akibat-akibatnya adalah:
• Cold shock: penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik.
• Pembekuan (freezing): rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler.
• Lyofilisasi: proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat.
2. Kandungan Air
Mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, ukurannya :
aw (water activity) atau kelembaban relative.
Mikroba umumnya tumbuh pada aw = 0,6 - 0,998
Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir, Saccharomyces rouxii
Aspergillus glaucus dan jamur benang dapat tumbuh pada aw 0,8
Bakteri umumnya memerlukan aw = 0,90 - 0,999 atau lebih dari 0,98, kecuali bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75
Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk spora, konidia, atau dapat membentuk kista.
3. Tekanan Osmosis
Berdasarkan tekanan osmosis yang diperlukan mikroba dapat dikelompokkan menjadi:
• Mikroba Osmofil: tumbuh pada kadar gula tinggi, contoh beberapa jenis khamir, mampu tumbuh pada larutan gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94)
• Mikroba Halodurik: tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar garam tinggi (30 %)
• Mikroba Halofil: dapat tumbuh pada kadar garam yang tinggi, contoh: bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium
4. Ion-Ion Dan Listrik

a. Kadar Ion Hidrogen (pH)
Mikroba umumnya menyukai pH netral (pH 7), kecuali jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah.
Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
• Mikroba Asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0 - 5,0
• Mikroba Mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5 - 8,0
• Mikroba Alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4 - 9,5
b. Buffer
Buffer merupakan campuran garam monobasik dan dibasik, contoh adalah buffer fosfat anorganik dapat mempertahankan pH diatas 7,2. Cara kerja buffer adalah garam dibasik akan mengabsorbsi ion H+ dan garam monobasik akan bereaksi dengan ion OH-.Untuk menumbuhkan mikroba pada media, memerlukan pH yang konstan.
c. Ion-ion lain
Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracuni (toksis) karena mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah.
Ion-ion lain seperti ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu dan sering digunakan dalam pengawetan makanan, senyawa lain misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbat.
d. Listrik
Bila aliran listrik diberikan pada medium tumbuh mikroba akan menyebabkan:
• Terjadinya elektrolisis pada medium pertumbuhan
• Menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba, sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis
• Menyebabkan terjadinya shock karena tekanan hidrolik listrik, kematian mikroba akibat shock terutama disebabkan oleh oksidasi
• Adanya radikal ion dari ionisasi radiasi dan terbentuknya ion logam dari elektroda juga menyebabkan kematian mikroba
e. Radiasi
Bila mikroba menerima paparan radiasi tertentu:
• Menyebabkan ionisasi molekul-molekul di dalam protoplasma
• Merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis
• Cahaya mempunyai pengaruh germisida
• Sinar X (0,005-1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lainnya dapat membunuh mikroba
• Apabila tingkat iradiasi yang diterima sel mikroba rendah, maka dapat menyebabkan terjadinya mutasi pada mikroba
f. Tegangan Muka
• Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis.
• Perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma, akibatnya mempengaruhi pertumbuhan dan morfologi mikroba.
• Zat-zat seperti sabun, deterjen, dan zat-zat pembasah (surfaktan) dapat mengurangi tegangan muka cairan/larutan.
• Umumnya mikroba cocok pada tegangan muka yang relatif tinggi
g. Tekanan Hidrostatik
• Umumnya tekanan 1 - 400 atm tidak mempengaruhi atau hanya sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba, tekanan hidrostatik yang lebih tinggi akan menghambat atau menghentikan pertumbuhan, karena dapat menghambat sintesis RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim
• Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein, tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (mikroba barofilik), umumnya mikroba laut adalah barofilik atau barotoleran, contoh: bakteri Spirillum
h. Getaran
Getaran mekanik dapat merusak dinding sel dan membran sel mikroba, dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali atau dengan getaran suara 100-10.000 kali/detik juga dapat digunakan untuk memecah sel mikroba.
B. Faktor Biotik
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi Positif
• Meningkatkan kecepatan pertumbuhan dan kepadatan populasi
• Disebut juga kooperasi, contoh: pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni
Interaksi Negatif
• Menurunkan kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi, misal: populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas
• Disebut juga kompetisi, contoh: interkasi jamur Fusarium dan Verticillium menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracuni.
2. Interaksi antar populasi mikroba
• Apabila dua populasi yang berbeda berasosiasi, maka akan timbul berbagai macam interaksi
• Interaksi tersebut menimbulkan pengaruh positif, negatif, ataupun tidak ada pengaruh antar populasi mikroba yang satu dengan yang lain
Nama-mana interaksinya dan pengaruhnya adalah sebagai berikut:
Nama Interaksi Pengaruh Interaksi
Populasi A Populasi B
Netralisme
Komensalisme
Sinergiisme (protokooperasi)
Mutualisime (simbiosis)
Kompetisi
Amensalisme (antagonism)
Predasi
Parasitisme 0
0
+
+
+
-
+
+ 0
+
+
+
-
-
-
-
Keterangan: (0) tidak berpengaruh, (+) pengaruh positif, (-) pengaruh negatif

a. Netralisme
Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi dan terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat
Netralisme terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista). Contoh: interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autocthonous (indigenous)
b. Komensalisme
Hubungan terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contoh: Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein digunakan oleh Legionella pneumophila. Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobik Methanobacterium.
c. Sinergisme
Menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat
Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme yang sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami.
d. Mutualisme (Simbiosis)
Asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan
Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi tidak dapat digantikan oleh spesies lain yang mirip. Contoh: bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
e. Kompetisi
Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian yang ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya
Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien/makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contoh: antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia.
f. Amensalisme (Antagonisme)
Asosiasi antar spesies yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun
Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain, misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contoh: bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain.
g. Parasitisme
Terjadi antara dua populasi, satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host/inang)
Terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik, ukuran parasit biasanya lebih kecil dari Inangnya dan memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contoh: Jamur Trichoderma sp. Memparasit jamur Agaricus sp.
h. Predasi
Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey)
Umumnya predator berukuran lebih besar dibandingkan prey, dan peristiwanya berlangsung cepat
Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey).

NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA

NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
Medium adalah tempat untuk menumbuhkan mikroba.
Mikroba memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi, bahan pembangun sel, dan sintesis protoplasma serta bagian-bagian sel lainnya.
Setiap mikroba mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula.
Susunan kimia sel mikroba relatif tetap, baik unsur kimia maupun senyawa yang terkandung di dalam sel. Penyusun utama sel adalah C, H, O, N, dan P, yang jumlahnya + 95 % dari berat kering sel, sedangkan sisanya tersusun dari unsur-unsur lain.
Air 80-90 %, dan bagian lain 10-20 % terdiri dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida, polifosfat, dan senyawa lain.
A. Fungsi Nutrisi Untuk Mikroba
Mikroba dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat (tergolong tipe holozoik ) maupun cair (tergolong tipe holofitik). Bahan makanan yang digunakan berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron
Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu:
1. Air: Komponen utama sel mikroba dan medium dan sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi dan sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolisme.
2. sumber energi: Beberapa sumber energi untuk mikroba yaitu senyawa organik atau anorganik yang dapat dioksidasi dan cahaya matahari.
3. sumber karbon: Berbentuk senyawa organik meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organik, garam asam organik, polialkohol, dan sebagainya.
4. sumber aseptor elektron: Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan elektron dari substrat. Penangkap elektron ini disebut aseptor elektron, ialah agensia pengoksidasi. Yang dapat berfungsi sebagai aseptor elektron ialah O2, senyawa organik, NO3, NO2, N2O, SO4, CO2, dan Fe3+.
5. sumber mineral: Unsur penyusun utama sel ialah C, O, N, H, dan P dan yang diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur mineral mikro ialah Fe, Mn, Co, Cu, Bo, Zn, Mo, Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu, dan sebagainya. Unsur mikro sering terdapat sebagai ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dan dapat masuk ke dalam medium melalui kontaminasi tempat medium atau lewat partikel debu.Unsur mineral juga berfungsi untuk mengatur tekanan osmosis, kadar ion H+ (kemasaman, pH), dan potensial oksidasireduksi (redox potential) medium.
6. faktor tumbuh: Faktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit. Faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino sebagai penyusun protein; basa purin dan pirimidin sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim
7. sumber nitrogen: Mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat, asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2 (zat lemas) udara, mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.
B. Penggolongan Mikroba Berdasarkan Nutrisi Dan Oksigen
Berdasarkan Sumber Karbon
1. Jasad Ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk anorganik, misalnya CO2 dan senyawa karbonat
1. Jasad Heterotrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik, yang dibedakan menjadi:
a. Jasad Saprofit ialah jasad yang dapat menggunakan bahan organik yang berasal dari sisa jasad hidup atau sisa jasad yang telah mati
b. Jasad Parasit ialah jasad yang hidup di dalam jasad hidup lain dan menggunakan bahan dari jasad inang (hospes)-nya, jasad parasit yang dapat menyebabkan penyakit pada inangnya disebut jasad patogen
Berdasarkan Sumber Energi
1. Jasad Fototrof : jika menggunakan energi cahaya
2. Jasad Khemotrof : jika menggunakan energi dari reaksi kimia
Jika didasarkan atas sumber energi dan karbonnya, maka dikenal jasad Fotoototrof, Fotoheterotrof, Khemoototrof dan Khemoheterotrof.
Berdasarkan Sumber Donor Elektron
1. Jasad Litotrof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa anorganik seperti H2, NH3, H2S, dan S
2. Jasad Organotrof ialah jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik
Berdasarkan Sumber Energi dan Donor Elektron dikenal jasad fotolitotrof, fotoorganotrof, khemolitotrof, khemoorganotrof.
Berdasarkan Kebutuhan Oksigen
1. Jasad Aerob ialah jasad yang menggunakan oksigen bebas (O2) sebagai satu-satunya aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya
Jasad Anaerob, sering disebut anaerob obligat ialah jasad yang tidak dap

BIOGENETIK MIKROBA

BIOGENETIK MIKROBA

Bioenergetik mikroba mempelajari penghasilan dan penggunaan energi oleh mikroba. Mikroba melakukan proses metabolisme yang terdiri atas katabolisme dan anabolisme.
A. Biooksidasi Dan Pemindahan Energi
Energi yang berasal dari cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam reaksi endergonik.
Dalam sel, energi kimia terdapat dalam bentuk gugus organik berenergi tinggi. yang mengandung S atau P, Adenosin trifosfat (ATP) salah satu gugus berenergi tinggi yang terpenting.
Energi yang dibebaskan ATP tergantung pada keadaan hidrolisisnya, terutama pH dan kadar reaktan. Meskipun ATP mengandung 2 fosfat berenergi tinggi, dalam reaksi umumnya hanya satu fosfat berenergi tinggi digunakan untuk aktivasi.
Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh enzim yang mempunyai kofaktor atau gugus prostetis.

B. Fermentasi
Banyak jasad yang dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu, antara lain melalui jalur:
1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP).
2. Jalur Entner-Doudoroff (E
3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP).
4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat.
5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob.
C. Respirasi
Respirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O2 sebagai aseptor elektronnya yang terakhir.
Pada jasad eukariotik proses ini terjadi di dalam mitokondria, sedang pada jasad prokariotik terjadi di bawah membran plasma atau pada mesosome.
D. Fotosintesis
Fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.
E. Penggunaan Energi Oleh Jasad
Energi digunakan dalam setiap reaksi endergonik dan reaksi eksergonik. Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi. Dalam setiap reaksi enzim mempunyai peranan penting. Proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhan dan pembiakan; penyerapan unsur makanan, gerak, dan sebagainya.

F. Katabolisme Makromolekul
Terjadi proses peruraian, antara lain:
1. Peruraian Karbohidrat
2. Peruraian Lemak
3. Peruraian Protein
4. Peruraian Asam Nukleat
Dibantu oleh enzim, dan selanjutnya dimetabolisme lewat siklus Krebs

ENZIM MIKROBA

ENZIM MIKROBA
Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai selektivitas dan spesifitas yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisasi.
A. Mekanisme Bekerjanya Enzim
Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi.
Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain.
Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim dengan substratnya (reaktan) yang bersifat labil dan hanya untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim-substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir.
Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lagi sebagai biokatalisator untuk reaksi yang sama.
B. Struktur Enzim
Pada umumnya enzim tersusun dari protein, dapat berupa protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non-protein Dialisis enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein, yaitu bagian protein yang disebut apoenzim dan bagian nonprotein yang berupa koenzim, gugus prostetis dan kofaktor ion logam. Masing-masing bagian tersebut apabila terpisah menjadi tidak aktif. Apoenzim apabila bergabung dengan bagian nonprotein disebut holoenzim yang bersifat aktif sebagai biokatalisator Koenzim dan gugus prostetik berfungsi sama. Koenzim adalah bagian yang terikat secara lemah pada apoenzim (protein), sedangkan gugus prostetik adalah bagian yang terikat dengan kuat pada apoenzim
Koenzim berfungsi menentukan jenis reaksi kimia yang dikatalisis enzim
C. Penggolongan Enzim
1. Berdasarkan tempat bekerjanya
1. Endoenzim, disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di dalam sel
2. Eksoenzim, disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar sel
2. Berdasarkan daya katalisis
1. Oksidoreduktase, mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang merupakan pemindahan elektron, hidrogen, atau oksigen
2. Transferase, mengkatalisis pemindahan gugusan molekul dari suatu molekul ke molekul yang lain
3. Hidrolase, mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis
4. Liase, mengkatalisis pengambilan atau penambahan gugusan dari suatu molekul tanpa melalui proses hidrolisis
5. Isomerase, mengkatalisis reaksi isomerisasi
6. Ligase, mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan dibebaskannya molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat
7. Enzim lain dengan tatanama berbeda, enzim yang penamaannya tidak menurut cara di atas, misalnya enzim pepsin
3. Penggolongan enzim berdasar cara terbentuknya
1. Enzim konstitutif, enzim yang jumlahnya dipengaruhi kadar substratnya, misalnya: enzim amilase
2. Enzim adaptif, enzim yang pembentukannya dirangsang oleh adanya substrat, contoh: enzim beta galaktosidase yang dihasilkan oleh bakteri E.coli yang ditumbuhkan di dalam medium yang mengandung laktosa
D. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik
1. Substrat (reaktan).
2. Suhu.
3. Kemasaman (pH).
4. Penghambat Enzim (Inhibitor)
5. Aktivator (Penggiat) atau Kofaktor
6. Penginduksi (Induktor)

FISIOLOGI PENCERNAAN

FISIOLOGI PENCERNAAN
Cara memperoleh makanannya, hewan terbagi 2 yaitu hewan heterotrop dan hewan mesotrop. Cara makan dan jenis makanan hewan sangat bervariasi tergantung susunan alat pencernaan dan kemampuan menyerap makanan, cara memperoleh makanan harus di dukung oleh alat yang memadai diantaranya organ pencernaan makanan, untuk mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana, menyerap hasil pencernaan serta membawanya ke dalam darah, dan mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna tidak diserap oleh tubuh. Pada hewan tingkat rendah tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan. Sedangkan pada hewan tingkat tinggi makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik, pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal. Terdapat 3 daerah pencernaan pada hewan tingkat tinggi :
• Daerah penerimaan, yaitu mulut
• Daerah penyimpanan, terdiri atas empedal dan lambung yang merupakan pelebaran saluran gastroin tastinal depan dan fungsi utamanya sebagai tempat penyimpanan makanan
• Daerah pencernaan dan penyimpanan, proses prncernaan dan penyerapan berlangsung di dalam usus. Bahan makan dicerna lebih lanjut dengan bantuan enzim dan di uabah menjadi berbagai komponen penyusunnya agar dapat diserap dan digunakan secara optimal.
Fungsi system sirkulasi :
1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan
Sitem sirkulasi pada hewan bervariasi tergantung tingkat perkembangan tubuh hewan, hewan tingkat rendah memiliki system sirkulasi sederhana sedangakan pada hewan tingkat tinggi sudah lengkap. Siistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama yaitu jantung tubuler/vaskuler dan jantung berongga, jantung pada mamalia terletak di daerah dada dan dibubgkus oleh pembuluh pericardium dan memiliki 4 rongga pengaturan kecepatan denyut jantung dipengaruhi saraf simpatis dan saraf vagusfaktor-faktor lain yang mempengaruhi ritme denyut jantung diantaranya rangsang kimia seperti hormone dan perubahan kadar o2 dan cO2 ataupun rangsang panas, juga berbagai rangsang psikis mempengaruhi kecepatan denyut jantung. Pembuluh terdiri dari pembuluh darah dan pembuluh limfe. Pada vertebrata system pembuluh darah terdiri atas arteri, vena, dan kapiler. Kondisi pembuluh limfe pada berbagai hewan :
1. Vertebrata tingkat tinggi : saluran buntu dengan ujung terbuka. Fungsinya mengangkut kelebihan cairan diekresi ke sirkulasi darah
2. Invertebrate : tidak ditemuksn adanya pembuluh limfe
3. Hewan tingkat rendah : ditemukan berbgai bentuk peralihan yang menunjukan adanya perkembangan system pembuluh limfe
Yang ketiga cairan tubuh terdiri dari cairan intrasel dan cairan ekstra sel, pada ciran ekstra sel ditemukan pada berbagai tempat dengan sebutan yang berbeda yaitu cairan jaringan, cairan darah terdiri atas erotrosit, leukosit dan trombosit, ciran limfe dan hemolimfe. System sirkulasi pada hewan terdiri dari system sirkulasi terbuka ( molusca) dan system sirkulasi tertutup ( vertebrata).
Mekanisme pertukaran zat
Tekanan systole dan diastole manusia adalah 120/80 mm Hg artinya darah yang dipompa oleh jantung memberikan tekanan sebesar 120 mm Hg. Pertukaran zat antara pembuluh kapiler dan cairan ekstrasel , dinding kapiler yang semipermeabel dan tekanan darah yang tinggi mendorong cairan keluar dari pembuluh dengan ultrafiltasi namun protein plasma tetap dipertahankan dalm kapiler.
Sitem respirasi
Ada 2 yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal. Organ respirasi pada hewan akuatik terdiri dari kulit ( hewan inaktif) dan insang ( hewan aktif), sedangkan organ respirasi hewan terrestrial yaitu paru-paru ( difusi) dan paru-paru buku juga trachea. Mekanisme respirasi terbagi 2 :
1. Mekanisme inspirasi,
2. Meaknisme ekspirasi
Transport zat dalam system respirasi
Transport zat dalam system respirasi yaitu transport O2 dan transport CO2. Pada transport O2 untung dan rugi hewan hidup dilingkungan akuatik dan terrestrial, hewan akuatik mengeluarkan energy lebih banyak daripada hewan terrestrial untuk mendapatkan oksigen, hewan yang bernafas di udara harus mengeluarkan energy tambahan untuk melawan gaya gravitasi, hewan yang bernafas di udara lebih mudah memperoleh oksigen daripada hewan akuatik, dan hewan akuatik mudah dan tidak bermasalah membuang CO2 kelingkungannya. Traktus respiraratorius terdiri atas : rongga hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchi.




























FISIOLOGI PENCERNAAN
Cara memperoleh makanannya, hewan terbagi 2 yaitu hewan heterotrop dan hewan mesotrop. Cara makan dan jenis makanan hewan sangat bervariasi tergantung susunan alat pencernaan dan kemampuan menyerap makanan, cara memperoleh makanan harus di dukung oleh alat yang memadai diantaranya organ pencernaan makanan, untuk mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana, menyerap hasil pencernaan serta membawanya ke dalam darah, dan mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna tidak diserap oleh tubuh. Pada hewan tingkat rendah tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan. Sedangkan pada hewan tingkat tinggi makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik, pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal. Terdapat 3 daerah pencernaan pada hewan tingkat tinggi :
• Daerah penerimaan, yaitu mulut
• Daerah penyimpanan, terdiri atas empedal dan lambung yang merupakan pelebaran saluran gastroin tastinal depan dan fungsi utamanya sebagai tempat penyimpanan makanan
• Daerah pencernaan dan penyimpanan, proses prncernaan dan penyerapan berlangsung di dalam usus. Bahan makan dicerna lebih lanjut dengan bantuan enzim dan di uabah menjadi berbagai komponen penyusunnya agar dapat diserap dan digunakan secara optimal.
Fungsi system sirkulasi :
1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan
Sitem sirkulasi pada hewan bervariasi tergantung tingkat perkembangan tubuh hewan, hewan tingkat rendah memiliki system sirkulasi sederhana sedangakan pada hewan tingkat tinggi sudah lengkap. Siistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama yaitu jantung tubuler/vaskuler dan jantung berongga, jantung pada mamalia terletak di daerah dada dan dibubgkus oleh pembuluh pericardium dan memiliki 4 rongga pengaturan kecepatan denyut jantung dipengaruhi saraf simpatis dan saraf vagusfaktor-faktor lain yang mempengaruhi ritme denyut jantung diantaranya rangsang kimia seperti hormone dan perubahan kadar o2 dan cO2 ataupun rangsang panas, juga berbagai rangsang psikis mempengaruhi kecepatan denyut jantung. Pembuluh terdiri dari pembuluh darah dan pembuluh limfe. Pada vertebrata system pembuluh darah terdiri atas arteri, vena, dan kapiler. Kondisi pembuluh limfe pada berbagai hewan :
1. Vertebrata tingkat tinggi : saluran buntu dengan ujung terbuka. Fungsinya mengangkut kelebihan cairan diekresi ke sirkulasi darah
2. Invertebrate : tidak ditemuksn adanya pembuluh limfe
3. Hewan tingkat rendah : ditemukan berbgai bentuk peralihan yang menunjukan adanya perkembangan system pembuluh limfe
Yang ketiga cairan tubuh terdiri dari cairan intrasel dan cairan ekstra sel, pada ciran ekstra sel ditemukan pada berbagai tempat dengan sebutan yang berbeda yaitu cairan jaringan, cairan darah terdiri atas erotrosit, leukosit dan trombosit, ciran limfe dan hemolimfe. System sirkulasi pada hewan terdiri dari system sirkulasi terbuka ( molusca) dan system sirkulasi tertutup ( vertebrata).
Mekanisme pertukaran zat
Tekanan systole dan diastole manusia adalah 120/80 mm Hg artinya darah yang dipompa oleh jantung memberikan tekanan sebesar 120 mm Hg. Pertukaran zat antara pembuluh kapiler dan cairan ekstrasel , dinding kapiler yang semipermeabel dan tekanan darah yang tinggi mendorong cairan keluar dari pembuluh dengan ultrafiltasi namun protein plasma tetap dipertahankan dalm kapiler.
Sitem respirasi
Ada 2 yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal. Organ respirasi pada hewan akuatik terdiri dari kulit ( hewan inaktif) dan insang ( hewan aktif), sedangkan organ respirasi hewan terrestrial yaitu paru-paru ( difusi) dan paru-paru buku juga trachea. Mekanisme respirasi terbagi 2 :
1. Mekanisme inspirasi,
2. Meaknisme ekspirasi
Transport zat dalam system respirasi
Transport zat dalam system respirasi yaitu transport O2 dan transport CO2. Pada transport O2 untung dan rugi hewan hidup dilingkungan akuatik dan terrestrial, hewan akuatik mengeluarkan energy lebih banyak daripada hewan terrestrial untuk mendapatkan oksigen, hewan yang bernafas di udara harus mengeluarkan energy tambahan untuk melawan gaya gravitasi, hewan yang bernafas di udara lebih mudah memperoleh oksigen daripada hewan akuatik, dan hewan akuatik mudah dan tidak bermasalah membuang CO2 kelingkungannya. Traktus respiraratorius terdiri atas : rongga hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchi.

FISIOLOGI ENDOKRIN

FISIOLOGI ENDOKRIN
Endokrinologi adalah cabang ilmu biologi yang membahas tentang hormon dan aktivitasnya. System endokrin pada vertebrata sebagai kendali sedangkan pada invertebrate sebagai kordinasi dalam fisiologis tubuh hewan. Efek hormone terhadap tubuh hewan , hormone sebagai reseptor khusus organ sasaran) menuju ikatan yang sesuai dan tepat. Yang menimbulkan efek kehidupan yaitu aktivitas kehidupan. Hormon dalam aktivitas kehidupan bekerjasa dengan system saraf, yaitu dalam osmoregulasi perkembangan pertumbuhan peredaran darah denyut jantung sedangkan pada komposisi darah yaitu pergantian reproduksi pengeluaran regenerasi.
Komponen penyusun organ endokrin
• Sel Neurosekretori ( pada hewan tingkat rendah/hewan tingkar tinggi ) : berbentuk seperti sel sarf dan penghasil hormon.
• Sel endokrin sejati : berbentuk tidak seperti sel saraf, berfungsi sejati sebagai penghasil hormonyang dihasilkan secara langsung dilepaskan ke dalam darah (terdapat pada vertebrata dan intervertebrata ).
Klasifikasi Hormon
• Hormon protein, jumlah asam aminonya bervariasi tergantung pada speseis dan terdiri atas polimer asam amino dan tidal larut dalam lemak.
• Hormone steroid, dihasilkan dari metabolism dan proses konversi kolestrol yang mengandung 27 atom karbon dan larut dalam lemak.
• Hormone asam amino, berasal dari asam amino yang mengalami modofikasi.
Zat kimia yang menyerupai hormone : bradikinin, eritropuitin, hormone thymic, dan feromon.
Klasifikasi Hormon :
Berdasarkan fungsi
• Hormon perkembangan : hormone yang memegang peranan di dalam perkembangan, pertumbuhan, dan reprodoksi.
• Hormone metabolisme, mempunyai peranan dalam proses metabolisme.
• Hormone trofik, merangsang kelenjar endokrin untuk menghasilkan hormon
• Hormone pengatur metabolisme mineral dan air
• Hormone pengatur sitem kardiovaskuler, mengatur aktivtas konduksi dan kontraksi jantung
Sintesis hormone dan pengaturannya
Tahapan proses sintesis hormone
• Tahap pertama, hormone disintesis dalam RE kasar yang terdiri dari poliribosom dan melekat
• Tahap kedua, melalui sisteme hormone dihantarkan kedalam apparatus golgi baik secara langsung
• Tahap ketiga, di dalam apparatus golgi dibentuk butir-butir sekretoris yang mengandung hormone yang masih sedikit selanjutnya akan menjadi dewasa
• Tahap keempat, setelah dewasa butir-butir sekretoris kemudiaan dihantar kea rah membrane plasma, selanjutnya terjadi fusi antara membrane plasma dengan butir-butir sekretoris dan akhirnya akan terjadi sekresi hormone yang terdapat di dalam butir-butir sekretoris dengan jalan eksesotis ke dalam cairan ekstraseluler
Sitesis hormone protein
• Transkripsi merupakan proses pembentukan RNA dari templet DNA
• Translasi langkah ini terjadi di RE kasar
Aksi hormone pada membran :
• Asi pertama, hormone berikatan dengan reseptor yang mengakibatkan aktivasi-G dan terjadi fosforilasi GDP menjadi GTP
• Aksi kedua, mengaktifakn molekul adenil siklase untuk melepaskan gugus fosfat dari ATP sehingga terbentuk AMP siklik.
• Tahap ketiga, marupakan posforilasi tahap akhir yang akan menimbulkan tanggapan sel terhadap hormone
Aksi resptor hormone pada sitoplasma :
Reseptor sitosilik : reseptor hormone yang terdapat dalam sitoplasma sel sasaran dan digunakan oleh hormon steroid dan hormone turunan asam amino. System endokrin pada hewan invertebrate, tidak punya organ sekresi hormon tapi mempunyai sel neurosekretori. System endokrin pada vertebrata mempunyai hipotalamus kelenjar induk, kelenjar endokrin tepi, dan pituitary.

FISIOLOGI EFEKTOR DAN RESEPTOR

FISIOLOGI RESEPTOR DAN EFEKTOR

Suatu orgnisme akan menerima rangsang baik dari dalam maupun dari luar. Sensor tersebut akan diterima oleh reseptor dan akan ditanggapi oleh efektor.
RESEPTOR
a. Struktur
• Reseptor saraf (sederhana, rumit)
• Reseptor bukan saraf
b. Jenis rangsang
• Kemoreseptor
• Termoreseptor
• Mekanoreseptor
• Fotoreseptor
• Magnetoreseptor
• Elektroreseptor
c. Lokasi Rangsang
• Interoreseptor
• Eksteroreseptor
EFEKTOR
Efektor merupakan alat penghasil tanggapan, yang terlihat berupa gerakan tubuh, dan yang tidak terlihat berupa sekresi hormon, yang dihaslkan tergantung jenis rangsang dan jenis efektor. Proses tanggapan terdiri dari tanggapan perubahan gerak, tanggapan perubhan warna, dan tanggapan pelepasan arus listrik.

FISIOLOGI SARAF

FISIOLOGI SARAF
Segala aktivitas hidup hewan baik yang unisel maupun multi sel diatur oleh sel (hewn unisel oleh satu sel dan yang multisel oleh beberapa sel).
Pada hewan multisel, aktivitas hidup dilaksanakan oleh beberapa sel agar meringankan tugas sel. Hewan harus mampu mengendalikan dan mengkoordinasikan berbagai macam aktivitas, maka daripada itu diperlukan sistem organ untuk fungsi kendali dan koordinasi (sistem saraf dan sistem hormonal bekerjasama dengan sistem neurohormon atau neuroendokrinal).
Sel Penyusun Sistem Saraf
Sel penyusun sistem saraf terdiri dari neuron dan sel glia. Neuron terdiri dari neuron sensorik (membawa rangsang dari daerah tepi (perifer tubuh) ke pusat saraf (otak dan sumsum tulang belakang atau medulla spinalis), interneuron (penghubung antara neuron sensorik dan motorik), dan neuron motorik (membawa rangsang dari pusat saraf ke daerah tepi (perifer tubuh).
Bentuk sel Saraf : Unipolar membawa rangsang dari pusat saraf ke daerah tepi (perifer tubuh).
Bentuk sel Saraf : Unipolar, bipolar, multipolar
Komponen Sel Saraf
a. Badan Sel (berfungsi sebagai tempat sintesis neurotransmiter)
b. Dendrit (berfungsi sebagai penerima rangsang dan membawanya ke badan sel)
c. Akson (berfungsi menjalarkan impuls ke ujung akson)
Komponen Penyusun Sistem Saraf
a. Otak
b. Serabut saraf (kumpulan akson dari sejumlah sel saraf)
• Sejenis (aferen/tersusun atas sejumlah akson sel saraf sensorik, eferen/ tersusun atas sejumlah akson sel saraf sensorik)
• Campuran (tersusun atas sejumlah akson sel saraf sensorik dan motorik)
c. Pleksus : jaringan serabut saraf yang tidak teratur, berfungsi sebagai sistem saraf pusat, apabila terdapat kumpulan neuron yang difus maka di dalamnya ada sinaps.
d. Ganglia : kumpulan sel saraf berbentuk nodul, dilapisi jaringan konektif, mempunyai badan sel dan serabut saraf, ditemukan adanya sinaps.

Polarisasi
Sel saraf dalam keadaan istirahat / keadaan sedang tidak menjalarkan rangsang akan terpolarisasi (muatan yang lebih negatif disisi dalam membran, dan muatan yang lebih positif disisi luar membran), membran sel saraf bersifat impermeabel terhadap ion natrium dan permeabel terhadap ion kalium.
Potensial istirahat, merupakan besarnya potensial membran yang diukur saat sel dalam keadaan istirahat. Besarnya bervariasi, tergantung pada jenis selnya dan hal ini menunjukkan keadaan elektrolis antara sisi dalam membran dengan sisi luar membran. Perbedaan potensial tersebut disebabkan oleh adanya distribusi ion natriun dan kalium yang tidak seimbang di antara kedua sisi membran sel saraf. Membran sel saraf akan mengalami perubahan elektrokimia fisiologi, sehingga muatan dalm membran positif dan muatan di luar membran negatif, dan sel saraf akan mengalami depolarisasi.
Penjalaran Impuls
Penjalaran impuls merupakan peristiwa penjalaran potensial aksi di sepanjang akson yang terjadi secara konduksi dan lambat. Kecuali pada akson bermielin impuls menyebar dengan sangat cepat karena bagian akson yang bermielin tidak dapat ditembus ion, ion hanya keluar dan masuk aksoplasma pada bagian simpul Ranvier yang tidak dilapisi selubung mielin.

Perpindahan impuls melintasi sinaps
Impuls akan mengenai ujung akson dan sel lainnya lalu diteruskan dan akan melintasi sinaps (tempat perteuan antara akson dari suatu sel saraf dengan sel saraf lainnya atau dengan sel lain), ini merupakan transmisi sinaptik.

Organisai Sistem Saraf Vertebrata
Susunan Saraf Pusat :
 Otak
 Medulla spinalis
 Susunan Sara Tepi
 Divisi motorik
Susunan saraf Otonom (Otot polos dan otot jantung, di luar kontrol kesadaran)
 Divisi Simpatik
 Divisi Parasimpatik
Susunan saraf Somatis (Otot skelet dibawah kontrol kesadaran)
 Divisi Sensorik

FISIOLOGI SEL

FISIOLOGI SEL
Sel merupakan unit terkecil dari organisme, yang juga merupakan unit morfologis dan unit fungsional dari mahluk hidup. Sel bergabung akan menjadikan sebuah jaringan, jaringan-jaringan tersebut akan membentuk suatu organ dan lalu sistem organ. Sel pertama kali ditemukan seiring dengan diciptakannya mikroskop oleh Robert Hook (1665), yang ketika itu dilihatnya irisan gabus dengan perbesaran 30 kali dibawah mikroskop, dan Hook menemukan ruang-ruang kecil yang kemudian olehnya diberi nama cell. Anton Van Leeuwenhoek kemudian melihat tetesan air, sel darah, dan sperma pada pembesaran 300 kali dan menemukan berbagai macam mikroba dan beberapa sel tunggal. Dan Schleiden dan Schwan (1893) menyimpulkan teori sel bahwa sel merupakan suatu unit kehidupan dan akan membentuk bentuk kehidupan. Kemudian dari teori tersebut dikembangkan bahwa semua sel berasal dari sel lainnya karena sel mampu untuk membelah diri dan menjadi dasar dari Reproduksi, pertumbuhan, perbaikan organisme multiseluler. Struktur dan Fungsi Organel Sel
Pada sel eukariotik, didalam sitoplasmanya terdapat berbagai macam organel-organel dengan bentuk dan fungsi terspesialisasi, seperti lisosom, ribosom, aparatus golgi, mitikondria, retikulum endoplasmik,sentrioldansiteskeleton.
a. Nukleus, berisi DNA, DNA dan protein diorganisasi menjadi kromatin dan menggulung tebal dan disebut kromosom, kromosom/gen berfungsi sebagai sintesis RNA (mRNA, tRNA, rRNA) yaitu untuk mengatur karakteristik dari protein yang diperlukan untuk berbagai aktifitas enzimatik.
b. Ribosom, sintesis perakitan protein di dalam ribosom, apabila sintesisnya tinggi maka ribosom akan banyak. Ribosom bebas apabila protein yang dihasilkan berfungsi didalam sitosol, dan ribosom terikat dilekatkan pada retikulum endoplasmik dan hasil berupa protein masuk melalui membran lalu pembungkusanselataudikirimkeluarsel.
c. Retikulum endoplasmik, terdapat dua yaitu retikulum endoplasmik halus dan retikulum endoplasmik kasar. Pada retikulum endoplasmik halus tidak mempunyai ribosom dan berfungsi untuk sintesis lipid (termasuk fosfolipid dan steroid) metabolisme karbohidrat dan menawarkan obat dan racun. Sedangkan pada retikulum endoplasmik kasar mempunyai ribosom yang menonjol di permukaan sitoplasmik membran dan berperan penting dalam sintesis protein.
d. Aparatus golgi, bekerja sebagai bagian dari sistem transpor dalam sel, berkaitan dengan pembentukan dan pengemasan bahan yang akan dikeluarkan dari sel, dan mempunyai fungsi memodifikasi unit glikoprotein dari karbohidrat dan sebagai bagian yang menyortir dan mengarahkan protein sesuai dengan tempatnya secara tepat
e. Lisosom, berfungsi sebagai sistim pencernaan intrasel yang akan mencerna dan membuang bahan-bahan yang tidak dibutuhkan atau benda asing, fungsi pencernaan dilakukan melalui enzim acid hydrolase, yang dapat mencerna berbagai bahan organik menjadi bahan yang lebih sederhana.
f. Mitokondria, sebagai tempat respirasi seluler, terdapat dua bagian yaitu membran luar dan membran dalam (krista) untuk meningkatkan produktivitas respirasi seluler, pada krista terdapat ruang intra membran dan matriks (untuk respirasi seluler). Jumlah mitokondria berkolerasi terhadap tingkat metabolisme sel, sehingga terdapat mitokondria yang besar tunggal, dan ada pula mitokondria yang berjumlah ratusan atau ribuan.
g. Sentriol, merupakan bangunan berbentuk tabung kecil yang terdiri atas silinder triplet mikrotubula, dan memiliki peran yang sngat penting selama pembelahan sel
h. Sitoskeleton, yang terdiri dari mikrotubulus, mikroflamen, dan filamen intermediet yang berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel agar tidak mudah berubah.
i. Membran plasma, merupakan batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati dengan bahan penyusun utama yaitu lipid dan protein. Berfungsi sebagai rintangan selektif, berperan dalam metablisme sel, dan tempat pembuatan enzim. Zat yang berupa oksigen, nutrien dan limbah harus diangkut kedalam dan atau keluar sel melalui membran.

Komposisi Kimia Sel
a. Air
Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous
b. Elektrolit
Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elekrolit menyediakan bahan inorganik untuk reaksi seluler dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel
c. Protein
Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut : Proses enzimatik, Proses transport dan penyimpanan, Proses pergerakan, Fungsi mekanik, Proses imunologis, Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf, dan Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi
d. Lemak
Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol (hidrofobik) selanjutnya akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air (hidrofilik), sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga membran sel disebut bersifat amfifatik.
e. Karbohidrat
Karbohidrat yang mempunyai gugus pentosa dan hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel yang disebut polisakarida yang berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel
Sifat Fisik dan Kimia sel
a. Kapasitas Panas
b. Panas Penguapan
c. Viskositas
d. Kondisi molekul

Metabolisme Sel
a. Tahap pertama : pemecahan makanan menjadi senyawa sederhana / pencernaan (karbohidrat diubah menjadi gula sederhana, lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, dan protei dipecah menjadi asam amino)
b. Tahap kedua : tahap pemecahan senyawa sederhana menjadi asetil ko-A, yang berkaitan erat dengan pembentukan ATP dan NADH terbatas, terjadi glikolisis (proses pengubahan glukosa menjadi asam piruvat) tiap molekul glukosa hanya menghasilkan 2 ATP di dalam sitoplasma sel
c. Tahap ketiga : tahap oksidasi asetil ko-A menjadi H2O dan CO2 melibatkan proses pembentukan NADH, selanjutnya akan menghasilkan ATP dalam jumlah lebih banyak melalui sistem transpor elektron dan berlangsung dalam kondisi aerob sehingga ketersediaan oksigen mutlak diperlukan. Kekurangan oksigen dapat mengganggu proses pembentukan ATP
Bahan penyusun membran
a. Lemak
b. Protein
c. Karbohidrat

Sifat molekul penyusun membran
a. Antara molekul lipid penyusun membran maupun antara lipid dan protein tidak disatukan oleh ikatan kovalen.
b. Lapisan ganda lipid membran bersifat cair (fluid atau mudah mengalir) sehingga mudah bergerak dengan arah horizontal, vertikal, atau gerak berputar di tempatnya (rotasi).
c. Keadaan protein pada membran dapat dijelaskan sebagai berikut: Penyebaran protein tidak merata (membentuk mosaik), Protein integral/intrinsik yang bersifat hidrofob terbenam di tengah lapisan ganda lipid, Protein perifer/ekstrinsik bersifat hidrofilik, akibat adanya gaya tarik elektrostatik dari kepala polar pada lapisan lipid, Protein dapat bergerak bebas (geraknya dibatasi oleh gaya tarik-menarik di antara molekul protein.
d. Karbohidrat pada membran dapat berupa oligosakarida atau polisakarida. (Oligosakarida yang berkaitan dengan lipid membran membentuk glikolipid, Polisakarida yang berkaitan dengan protein membran membentuk glikoprotein.)
e. Struktur membran distabilkan oleh adanya kolesterol pada membran.


Beberapa macam cara transpor zat melalui membran
1. Transpor Ion Channel
2. Transpor Aktif
a. Transpor Aktif Primer
b. Transpor Aktif Sekunder (Transpor Sekunder co-transpor dan Transpo Sekunder counter-transpor)
c. Fagositosis dan Pinositosis

KONSEP PUNDAMENTAL FISIOLOGI HEWAN


KONSEP FUNDAMENTAL FISIOLOGI
Fisiologi hewan merupakan ilmu pengetahuan yang membahas dan mengkaji mengenai mekenisme kerja fungsi kehidupan dan segala sesuatu yang dilakukan yang ada pada sistem hidup, serta pengaturan atas segala fungsi  dalam system hiakan . Hewan menjalankan fungsi kehidupan di lingkungan luar yang dipengaruhi oleh aktivitas hewan yang  akan mempemgaruhi lingkungan internal tubuh hewan apabila lingkungan tersebut berubah hewan harus mempertahankan diri atau beradaptasi sesuai dengan kemampuan yang dimiliki.  Claude Bernard ( 1813-1878) , syarat penting untuk bertahan hidup di lingkungan eksternal harus bisa mempertahankan stabilitas lingkungan internalnya. Kemudian dikembangkan , penyebabnya ialah senyawa khusus yang dihasilkan oleh semua organ dan dikeluarkan kecairan jaringan  yang dipelopori munculnya gagasan hormone dan regulasi kimia. Kemudian Cannon ( 1871-1945 ) mengembngkan gagasan Claude Bernard yaitu dengan memperkenalkan istilah HOMEOSTATIS ,  YAITU Keadaan lingkungan internal yang konstan dan mekanisme yang bertanggungjawab atas keadaan konstan tersebut. Factor-faktor lingkungan internal yang harus dijaga stabilitasnya oleh hewan diantaranya: keasaman/pH, kadar garam, kandungan air tubuh, suhu tubuh, kandungan nutrient. Hewan regulator merupakan hewan yang mampu mengatur berbagai factor stabilitas lingkungan internal dengan tepat. Hewan conformer merupakan hewan yang tidak mampu mempertahankan keadaan lingkungan internalnya, lingkungan internalnya berubah seiriing dengan perubahan lingkungan eksternal. Adaptasi merupakan proses timbulnya perubahan dalam tubuh hewan yang membuat hewan dapat bertahan ketika lingkungan eksternal berubah. Adaptasi terbagi menjadi 2:
1.      Aklimasi : perubahan adaptif yang terjadi pada hewan dalam kondisi yang terkendali, bias any hanya ½ factor lingkungan yang berubah.
2.      Aklimatisasi : reaksi keseluruhan yang terjadi setelah perubahan-perubahan yang kompleks dari lingkungan eksternal, yang disebabkan banyak factor sekaligus.
·         Respon hewan  terhadap lingkungan
            Hidup hewan merupakan system dinamis yang melibatkan interaksi hewan dngan lingkungan. K. Bykov: dalam membahas dan mengkaji fisiologi hewan, tidak lepas dari bahasan dan kajian tentang fungsi pada tubuh hewan, serta interaksinya dengan lingkungan. Lingkungan luar/ eksternal dapat dibedakan menjadi 2 :
a.                  lingkungan akuatik : Lingkungan akuatik adalah tempat hidup hewan yang berupa air, baik air tawar, air laut, maupun air payau, dan hampir lebih dari 70% dari permukaan bumi kita adalah air, yang sebagian besar dari perairan tersebut berupa lautan. Beberapa faktor yang berpengaruh di lingkungan akuatik yaitu tekanan hidrostatik (tekanan yang ditimbulkan oleh kedalaman air), suhu, dan kandungan zat terlarut (berbagai zat terlarut seperti garam,gas, sejumlah kecil zat organic, dan berbagai polutan ).  Sebagian besar penyusun komponen tubuh hewan merupakan air, sehingga air akan mempengaruhi terhadap kehidupan hewan. Apabila air cukup tersedia, maka reaksi metabolik akan lancar sehingga produksi dan reproduksi optimal. Tetapi sebaliknya, apabila air kurang/tidak cukup tersedia maka reaksi metabolik akan tertekan sehingga produksi dan reproduksi akan terhambat. Berdasarkan ketahanan terhadap air, hewan dibagi menjadi dua yaitu hewan osmofilik (hewan yang tumbuh optimal pada lingkungan dengan tingkat ketersediaan air yang tinggi (lebih dari 0,95)) dan hewan osmotoleran (hewan yang mampu hidup dan berkembang biak pada lingkungan dengan tingkat ketersediaan  air yang relatif erendah). Pada lingkungan air laut mempunyai salinitas yang tinggi, ketersediaan air (water activity) turun sehingga hewan mengeluarkan energi lebih banyak untuk memperoleh air. Sedangkan lingkungan AIR TAWAR sebagian kecil garam yang terlarut berasal dari air hujan, yaitu yang mengalir pada permukaan bebatuan yang sukar larut, penambahan garam sangat sedikit (Soft Water), dan yang mengalir pada bebatuan yang porous dan mudah larut, dan kandungan garam naik (Hard Water). Dan pada lingkungan air payau, air tawar dari sungai akan mengencerkan air laut sampai pada jarak tertentu. Pada perairan payau mempunyai nilai fisiologis, yaitu sebagai pembeda hewan air laut dan air tawar dan sebagai pembatas dalam penyebaran hewan. Suhu merupakan faktor lingkungan akuatik yang memiliki nilai fisiologis penting untuk mendukung kehidupan hewan. suhu di dalam air tidak banyak mengalami perubahan, sehingga menguntungkan bagi hewn yang hidup di lingkungan akuatik.

b.     Lingkungan  terrestrial : Lingkungan terestrial merupakan tempat hidup hewan yang berupa daratan. faktor lingkungan luar memberikan berpengaruh besar terhadap aktivitas kehidupan hewan, sehingga lingkungan terestrial ini mempunyai keuntungan yaitu berupa ketersedaan oksigen yang cukup berlimpah. Tetapi lingkungan ini juga mempunyai ancaman yaitu berupa radiasi dari sinar matahari dan dehidrasi. Untuk bertahan menghadapi berbagai macam ancaman tersebut, mahluk hidup tentunya memiliki sistem untuk menjaga stabilitas lingkungan internalnya dengan mekanisme homeostatis sehingga stabilitas lingkungan internal yang terjadi relatif konstan dan dinamis. Sebagai contoh pada hewan homoeterm (hewan yang dapat memelihara suhu tubuh dalam keadaan konstan, sekalipun  suhu lingkungan luarnya berubah-ubah), mekanisme pengaturan panas melalui proses biokimiawi dan fisiologis dimana metabolisme mengambil peranan penting dalam penyesuaian produksi panas tubuh, dibantu oleh kegiatan kooperatif atau selektif dari alat dan jaringan tubuh dalam mempercepat atau memperlambat pengeluaran panas keluar tubuh. Mekanisme pengendalian kondisi homeostatatis pada hewan, menerapkan sistem umpan balik positif dan sistem umpan balik negatif. Sistem umpan balik negatif merupakan perubahan suatu variabel yang dilawan oleh tanggapan yang cenderung mengembalikan perubahan tersebut ke keadaan semula. Cara kerja dari sistem umpan balik negatif ini yaitu menjaga keseimbangan antara masukan/input dengan keluaran/output. Contohnya yaitu Sistem Termoregulasi bekerja menyeimbangkan perolehan panas dengan pelepasan panas, Pada mamalia suhu tubuh normal ialah 37oC, apabila suhu tubuh naik, bekerjanya sistem umpan balik negatif yang akan membawa tubuh ke suhu yang normal.

Pada Sistem umpan balik positif, perubahan suatu variabel akan menghasilkan perubahan yang semakin besar. Contohnya yaitu pada proses pembekuan darah, yang bekerja melalui mekanisme umpan balik positif, yang bertujuan untuk menghentikan perdarahan dan hasil dari proses tersebut selanjutnya bermakna sangat penting untuk mempertahankan volume darah agar tetap konstan.