BAB I
Pendahulan
Entomologi adalah ilmu yang mempelajari tentang serangga atau insekta. Kelas insekta atau serangga merupakan kelas yang memiliki anggota spesies paling banyak tidak saja untuk filum arthropoda, namun untuk seluruh hewan di alam. Diperkirakan satu juta spesies termasuk ke dalam kelas ini. Kelas ini berlimpah dan tersebar dari
Entomologi adalah ilmu yang mempelajari tentang serangga atau insekta. Kelas insekta atau serangga merupakan kelas yang memiliki anggota spesies paling banyak tidak saja untuk filum arthropoda, namun untuk seluruh hewan di alam. Diperkirakan satu juta spesies termasuk ke dalam kelas ini. Kelas ini berlimpah dan tersebar dari mulai daratan sampai ke perairan, namun dalam lautan hewan ini tidak begitu berkembang. Kemampuan terbang inilah yang memungkinkan hewan ini memperoleh makanan, melaksanakan perkawinan, melarikan diri dari musuhnya dengan baik, sehingga insekta ini merupakan hewan kosmopolitan yang jumlahnya berlimpah. Belalang, lalat, kutu, kupu-kupu, kumbang, dan banyak hewan kecil lainnya termasuk ke dalam kelas insekta ini.
Insekta ada yang hidup bebas, namun ada pula yang hidup pada organisme lain, baik hewan maupun tumbuhan. Biasanya insekta parasit tidak membunuh inangnya. Parasitoid akan menyimpan telurnya pada telur, larva, pupa atau imago pada insekta lainnya. Larva parasitoid yang baru menetas akan mengkonsumsi inangnya tadi untuk selanjutnya tumbuh menjadi individu yang baru. Bebarapa insekta ada yang menjadi vektor untuk penyakit-penyakit tertentu. Beberapa mikroorganisme yang biasanya disebarkan oleh serangga adalah protozoa, virus, bakteri, atau cacing. Ukuran insekta juga bervariasi mulai dari yang sangat kecil sampai yang agak besar.
Insekta parasit, predator dan parasitoid sering dimanfaatkan oleh manusia sebagai pengatur jumlah spesies di alam ini, atau lebih dikenal dengan istilah Biological control. Selain itu, golongan insekta ini banyak bermanfaat dalam proses penyerbukan tumbuh-tumbuhan. Dengan banyaknya kaitan antara kehidupan manusia dengan insekta, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan maka ada ilmu yang khusus mempelajari insekta, yaitu Entomologi.
Serangga dan cara hidupnya
Banyak sekali serangga yang berharga bagi manusia, dan masyarakat tidak akan ada bentuknya sekarang ini tanpa serangga. Dengan aktivitas penyerbukan serangga tersebut memungkinkan produksi dari banyak produk pertanian, buah, kacang, sayur, kapas tembakau dan lain-lain. Insekta memberikan kita madu, sutra dan produk perdagangan lain yang bernilai.
Serangga telah hidup di bumi kira-kira 350 juta tahun. Dibandingkan dengan manusia serangga adalah hewan yang berkontruksi aneh, mereka memiliki rangka luar. Ukuran serangga berkisar dari 0,25 sampai 330 mm panjang dan 0,5 sampai 300 mm dalam bentangan sayap; sebuah fosil capung mempunyai bentangan sayap lebih dari 760 mm. Namun sayap serangga memiliki sejarah evolusi berbeda dari vertebrata.
Kisaran warna serangga dari yang sangat tidak menarik sampai sangat cemerlang, tidak ada hewan di bumi ini yang lebih cemerlang dari pada serangga. Beberapa serangga memiliki struktur yang mengagumkan bila kita bandingkan dengan vertebrata. Lebah, tabuhan dan semut mempunyai ovipositor atau organ untuk bertelur yang berkembang menjadi penusuk beracun (sengat). Serangga adalah mahluk yang berdarah dingin. Bila suhu lingkungan menurun, suhu tubuh juga menurun dan proses fisiologis mereka menjadi lamban. Banyak serangga tahan terhadap suhu beku pada periode yang pendek.
Organ perasa serangga seringkali kelihatan aneh dibandingkan dengan manusia dan vertebrata lain. Daya reproduksi serangga sering hebat sekali, kebanyakan orang tidak menyadari betapa luar biasanya insekta. Seekor serangga yang mengalami metamorfosis sempurna, umumnya memiliki larva dengan ciri tempat hidup dan makanan berbeda dengan dewasa. Serangga hampir makan segala macam, tidak terbatas makanan, dan mereka makan dalam banyak cara yang berbeda-beda. Tawon penggali mempunyai metode menyimpan makanan yang menarik yang dikumpulkan dan disimpan untuk anak-anak mereka.
Serangga sering memiliki alat pertahanan yang menarik dan efektif terhadap pelanggar-pelanggar wilayah dan musuh. Ngengat memiliki sayap bertotol yang menyerupai mata seekor hewan yang lebih besar, bila diganggu akan memamerkan sayap tersebut yang cukup berpengaruh menakuti seekor pelanggar wilayah yang potensial. Banyak serangga menggunakan tipe pertahan kimiawi. Beberapa serangga mengeluarkan zat-zat yang busuk bila diganggu. Ada pula serangga yang mengigit bila dipegang. Salah satu pertahanan yang paling efektif serangga memiliki sebuah penyengat, yang berkembang pada tabuhan. Ini semua hanya sejumlah cara serangga menyesuaikan kehidupanya.
Karakteristik insekta (ciri umum) insekta
Berikut ini beberapa karakteristik serangga sehingga dapat dibedakan dengan kelas hewan yang lain.
1. Kepala, toraks, dan abdomen jelas dapat dibedakan, kepala dengan satu pasang antena, alat-alat mulut disesuaikan untuk mengunyah, mengisap atau menjilat. Toraks terdiri atas tiga buah segmen, pada bagian ini terdapat 3 pasang kaki yang bersegmen-segmen dan satu atau dua pasang sayap. Abdomen memiliki 11 segmen atau beberapa segmen, bagian terminal termodifikasi sebagai genitalia.
2. Alat pencernaan makanan sempurna, mulut dengan kelenjar ludah.Usus terdiri dari usus depan, usus tengah dan usus belakang.
3. Jantung memanjang, dengan ostia lateral dan aorta anterior, tidak memiliki venasi atau pembuluh kapiler, coelom tereduksi.
4. Respirasi dengan trakhea yang bercabang-cabang, yang akan membawa oksigen dari pasangan spirakel yang terdapat di kedua sisi abdomen dan toraks secara langsung ke jaringan-jaringan. Namun pada beberapa spesies akuatik atau protura dan collembola ada yang memiliki insang.
5. Ekskresi dengan dua atau beberapa buah saluran malpighi yang halus melekat pada ujung anterior usus belakang kecuali collembola
6. Sistem syaraf dengan ganglion supraesophageal dan subesophageal yang dihubungkan pada dua buah tali syaraf ventral dengan satu pasang atau kurang ganglia pada setiap segmennya. Organ sensoris meliputi mata sederhana dan mata majemuk, chemoreseptor untuk merasakan terletak pada antena dan untuk mengecap pada bagian mulut serta bermacam-macam tonjolan rambut.
7. Reproduksi terpisah, gonad terdiri banyak saluran dengan satu saluran median ke arah posterior. Fertilisasi terjadi secara internal. Telur memiliki banyak kuning telur dengan cangkang pelindung. Perkembangan tubuh mengalami ekdisis, atau dengan beberapa tingkat nimfa. Selain itu, terdapat metamorfosis secara bertahap atau mengalami beberapa tingkat larva. Partenogenesis juga terdap pada golongan kutu daun.
Gambar 1. 1. Penampakan eksternal belalang betina Romalea sp.
Gambar 1. 2. Adaptasi lebah, kaki lebah madu pekerja Apis mellifera memperlihatkan banyak struktur yang dimodifikasi untuk mengumpulkan polen, manipulasi lapisan lilin dan membersihkan antena.
Kerabat dekat insekta
Arthropoda berbeda dari banyak invertebrata lainnya dengan ciri berikut:
1. Secara eksternal tubuh bersegmen dan memiliki anggota badan (appendages)
2. Anggota badan dimodifikasi untuk membantu makan (feeding)
3. Eksoskleton berkitin
4. hemocoel adalah suatu coelom
5. Tidak memiliki silia
6. Sebuah tali syaraf ventral dan otak dorsal
7. Tubuh simentris bilateral
Menurut Elzinga (1987) ciri umum morfologi arthropoda dan kunci determinasi arthropoda adalah sebagai berikut:
Karakteristik umum anggota arthropoda
Karakteristik Crustacea Insekta Arachnida Myriapoda
Chilopoda Diplopoda
Pembagian
tubuh Sefalotoraks (kepala dan dada menyatu) dan abdomen (perut) Kepala, dada dan abdomen dapat dibedakan Dada dan abdomen bersatu. Kepala yang sesungguhnya tida ada, tetapi berupa alas kepala kapitulum Kepala dan badan panjang Kepala dan dada pendek, sedangkan abdomen panjang
Antena 2 pasang 1 pasang Tidak ada 1 pasang dan panjang 1 pasang dan pendek
Bagian-bagian mulut 1 pasang mandibula, maksila, 2 pasang maksilipet 1 pasang mandibula, 1 pasang maksila labium 1 pasang kelisera
1 pasang pedipalpus 1 pasang mandibula, 2 pasang maksila 1 pasang mandibula,
1 pasang maksila
Kaki 1 pasang per ruas atau tidak ada 3 pasang pada dada serta sayap Buku-buku paru 1 pasang per ruas 2 atau 1 pasang per ruas
Organ respirasi Insang Trakhea 1 di ruas kedua dari abdomen Trakhea Trakhea
Lubang kelamin 2 dibagian belakang dada 1 di ujung abdomen Langsung kecuali caplak dan tungau 1 di ujung abdomen 1 di ruas ke 3 dekat kepala
Perkembangan Umumnya dengan fase larva Umumnya dengan fase larva Langung Langsung Langsung
Habitat Air tawar, air laut, sedikit di darat Terutama di darat Terutama di darat Terutama di darat Semuanya di darat
Kunci Determinasi Kelas-kelas Arthropoda Dewasa
1 a. antenna dua pasang …………………………………………………………………. Crustacea
b. antena salah satu tidak ada atau satu pasang ……………………………………… 2
2 a. antenna absen dan empat pasang tungkai untuk berjalan…………………………… Aracnida
b. satu pasang antenna; tungkai jumlah bervariasi tetapi tidak empat pasang………… 3
3 a. banyak pasangan tungkai; tubuh dibagi menjadi kepala dan banyak segmen trunk (badan)…………………………………………………………………………….
4
b. hanya tiga pasang tungkai, tubuh terbagi menjadi kepala, toraks, abdomen; sayap mungkin ada………………………………………………………………………
Insekta
4 a. sebagian besar segmen trunk (badan) dengan dua pasang tungkai………………… Diplopoda
b. Tiap-tiap segmen trunk (badan) dengan satu pasang tungkai……………………… 5
5 a. Pasangan tungkai pertama dimodifikasi menjadi cakar beracun; tidak berinsang; ada spirakel………………………………………………………………………. Chilopoda
b. pasangan tungkai pertama sama dengan lainnya; insang ada; spirakel tidak ada … Crustacea
Gambar 1. 3. Contoh kelas-kelas arthropoda dan rancangan tubuhnya. A, antena ; C, chelicera; D, diplosegmen; G, lubang genital; m, mulut; Mand, mandibula; P, pedipalp; S, anus.
Pada mata kuliah entomologi ini akan kita pelajari adalah aspek biologi serangga meliputi struktur dan fungsi tubuh serangga atau insekta, kesatuan dan keanekaragaman insekta, insekta dan lingkungannya, peranan insekta dalam kehidupan dan lain-lain.
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Soemadji, 1994/1995. Zoologi. Proyek Peningkatan Mutu Guru SLTP Setara D-III. Depdikbud. Jakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
BAB II
Peranan Insekta dalam Kehidupan Tumbuhan dan Manusia
Serangga dapat bermanfaat bagi manusia, karena serangga memberikan kepada kita madu, sutra dan banyak produksi berguna lain. Banyak serangga parasit atau pemangsa penting untuk mengontrol hama, mengontrol gulma, membersihkan sampah dan membuat dunia ini lebih menyenangkan. Manfaat serangga yang lain misalnya bahan makanan penting bagi unggas, ikan, dan hewan lainnya (termasuk manusia). Beberapa jenis telah dipakai untuk mengobati penyakit-penyakit tertentu. Penelitian mengenai serangga telah menolong ahli-ahli pengetahuan memecahkan banyak problem dalam keturunan, evolusi, sosiologi, pencemaran sungai, dan dan bidang-bidang lain. Serangga-serangga juga mempunyai nilai keindahan.
Sebaliknya, banyak serangga adalah berbahaya atau sebagai perusak. Serangga menyerang berbagai tumbuh-tumbuhan yang sedang tumbuh, termasuk tanaman yang bernilai bagi manusia, dan makan tumbuh-tumbuhan itu, merusak atau mematikannya serta menularkan penyakit pada tanaman. Serangga menyerang harta benda manusia termasuk rumah, pakaian, makanan. Mereka menyerang manusia dan hewan lewat bau, gigitan atau sengatan. Banyak serangga agen penular beberapa penyakit yang paling parah dapat menyerang manuasia dan hewan.
Aspek-aspek bermanfaat
a. Polinasi
Lebih dari 60 persen tumbuhan berbunga (angiospermae) dipolinasi oleh hewan seperti insekta, burung, siput dan kelelawar, tetapi insekta berperan dominan. Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera dan Diptera ordo insekta utama yang terlibat dalam penyerbukan ini. Empat kategori utama adaptasi tumbuhan yang memastikan atau meningkatkan efisiensi polinasi insekta:
1. Tumbuhan menarik insekta berkunjung ke bunga, sehingga polen akan dipindahkan, contoh warna petal.
2. Tumbuhan memiliki polen lengket untuk melekat pada tubuh insekta.
3. Tumbuhan memiliki “hadiah” pada insekta dengan polen atau nektar.
4. Faktor kepadatan tumbuhan. Tumbuhan dipolinasi oleh insekta banyak memiliki arti ekonomi penting termasuk kacang, tomat, buah-buahan kapas dan lain-lain.
Serbuk sari yang pindah dari satu bunga ke bunga yang lain dengan dua cara utama, yaitu oleh angin dan oleh serangga. Tumbuhan yang diserbuk oleh angin menghasilkan sejumlah tepung sari yang kering yang tertiup jauh dan luas, tumbuhan ini melakukan reproduksi, karena sedikit dari jutaan serbuk sari yang dihasilkan mendarat pada putik dari bunga yang tepat. Tumbuh-tumbuhan yang diserbuk oleh serangga menghasilkan lebih sedikit tepung sari, yang biasanya lengket dan menempel pada tubuh serangga yang mengunjungi bunga tersebut. Serbuk sari ini kemudian digosokkan dan lepas dari serangga lalu menempel di atas bunga lain.
Banyak bunga yang memiliki struktur yang aneh yang membantu menjamin penyerbukan. Ada yang memiliki iris, sehingga serangga tidak dapat mencapai cairan madu tanpa mengumpulkan serbuk sari pada tubuhnya dan tidak dapat masuk ke dalam bunga berikutnya dari jenis yang sama tanpa meninggalkan sejumlah serbuk sari pada putik bunga tersebut. Tumbuh-tumbuhan Aselepidaceae (milkweed) mempunyai masa serbuk sari yang khusus, yaitu pollinia yang tersusun sedemikian rupa, sehingga bila seekor serangga hinggap di tepi bunga tungkainya tergelincir ke dalam celah pollinia, pollinia kemudian menempel pada tungkai serangga dan menempel pada bunga lain.
Sejumlah tumbuhan tergantung pada satu jenis tunggal atau tipe tunggal serangga untuk penyerbukan. Beberapa anggrek hanya diserbuki oleh kupu-kupu gendut besar (hawk moths) yang mempunyai probosis panjang. Berbagai tumbuhan kebun seperti apel, pir, kismis, jeruk, kacang, mentimun, melon, gambas dan lain-lain penyerbukan tergantung pada serangga. Selama ini yang penting untuk penyerbuk yakni lebah madu, Apis mellifera, tanpa serangga ini tidak mungkin menghasilkan dan memperdagangkan kebanyakan dari buah biji, mentimun, melon, jeruk dan lain-lain.
b. Produk-produk Perdagangan yang berasal dari serangga.
Madu dan malam tawon. Madu dipakai secara meluas sebagai makanan dan dipakai untuk membuat banyak produk. Malam tawon dipakai secara luas oleh industri yang membuat lilin, malam penutup, semir, bermacam-macam tinta tertentu, model-model dari berbagai jenis, mencetak gigi palsu, kosmetik, royal jeli dan produk lainya. Lilin tawon lebah sebenarnya adalah bahan untuk membuat sarang tawon.
Sutera dan zat warna. Industri sutera adalah industri yang tua, merentang jauh sejak tahun 2500 sebelum masehi. Sutra adalah produks komersil dari ulat sutra (Bombyx mori). Pemeliharaan ulat sutera dan proses serta pemintalan sutera terutama industri di negara timur, tetapi dipraktekkan pula sekedarnya di sejumlah negara-negara lain, terutama Spanyol, Prancis, dan Italia. Zat pewarna, beberapa serangga telah dipakai dalam pembuatan zat warna.
c. Serangga entomofagus sebagai agen biokontrol
Serangga mempunyai kapasitas reproduksi yang tinggi dan potensial membuat populasi yang dahsyat, tetapi mereka jarang melakukan hal yang demikian, karena sebagian besar dari banyak hewan memakannya. Pengontrolan yang dilakukan oleh entomofagus atau predator terhadap hama-hama adalah suatu faktor penting dalam menurunkan populasi jenis hama. Spesies parasit alami atau pemangsa organisme lain untuk program manajemen (pengontrolan) dinamakan biologi kontrol.
d. Trashburner (pembakar sampah) dan memperbaiki (builder) tanah
Kata trashburner telah digunakan oleh banyak ahli biologi untuk menunjukkan organisme yang terlibat degradasi dan resiklus hewan dan tumbuhan mati. Proses ini penting untuk menjaga permanen dari nutrisi. Contoh yang paling umum seperti dekomposer bakteri dan jamur; tetapi banyak insekta yang memakan langsung atau bersembunyi pada bangkai hewan dan tumbuhan. Larva insekta seperti Diptera dan Coleoptera resiklus feses dengan menggali-gali dan memakan. Soil building (memperbaiki tanah) berhubungan dekat dengan dekomposisi. Pemecahan sisa hewan dan tumbuhan dan mencampur materi dengan tanah bertujuan untuk perkembangan lapisan humus. Walaupun peran cacing tanah telah diketahui.
e. Makanan manusia dan hewan
Telah diketahui insekta menjadi makan penting burung, kelawar, ikan, dan manusia. Sejumlah hewan menggunakan serangga sebagai bahan makanan. Banyak ikan air tawar makan sejumlah besar serangga, terutama pada bentuk akuatik seperti serangga Ephemeroptera, Trichoptera, dan jentik-jentik nyamuk.
f. Serangga dalam kedokteran dan eksperimen ilmuan.
Manusia telah berabad-abad menggunakan serangga atau hasil-hasilnya sebagai sarana pengobatan. Kantaridin, ekstrak tubuh kumbang lepuh, telah digunakan dalam pengobatan kondisi tertentu sistem urogenital. Racun lebah telah digunakan dalam pengobatan artritis. Salah satu peran yang mengesankan dari serangga dalam kedokteran, yaitu memakai larvae lalat hijau untuk mengobati kondisi jaringan yang sedang membusuk.
Lalat buah Drosophila melanogaster mudah dipelihara dalam jumlah yang banyak dan larvanya memiliki kromosom raksasa kelenjar ludah, telah digunakan secara ekstensif pada penelitian genetika. Banyak yang telah ditambahkan pada pengetahuan kita tentang pokok-pokok dasar keturunan dengan mempelajari lalat ini.
Serangga seringkali dipakai sebagai indeks keadaan-keadaan ekologi. Dalam penelitian tentang pencemaran aliran sungai atau danau, misalnya derajat pencemaran dapat ditentukan dengan tipe kehiduan banyak serangga yang ada. Populasi seranga dapat dipakai sebagai indeks suksesi, lama waktu seekor hewan telah mati seringkali ditentukan melalui fauna serangga.
g. Nilai seni keindahan serangga
Serangga menjadi hewan yang mengagumkan, bila seeorang mulai mempelajari. Bagi banyak orang penelitian serangga memberikan suatu hobi yang menggairahkan seperti orang tertarik mempelajari unggas, bunga atau objek-objek alam lainnya. Keindahan serangga telah digunakan untuk pola-pola oleh para artis dan ahli desain. Sejumlah kupu-kupu, ngengat dan kumbang telah melengkapi pola-pola dasar dalam banyak tipe seni.
Aspek-aspek merugikan
a. Sebagai hama perusak tanaman
Manusia menderita kerugian sangat banyak akibat aktivitas makan dan aktivitas lainnya dari serangga. Kerusakan itu karena tanaman langsung dimakan serangga, serangga bertelur pada tumbuhan terutama di cabang-cabang atau buah dan serangga bertindak sebagai agen dalam penularan-penularan penyakit tumbuhan. Cicada misalnya, biasanya meletakkan telur pada ranting dan merusak ranting itu hingga mati atau melemahkan ranting sehingga mudah patah pada tempat bertelur. Peloncat pohon dan peloncat daun sering meletakkan telurnya di dalam buah, sehingga merusak buah tersebut.
Ada dua jalan serangga menyebabkan patogen pada tumbuh-tumbuhan dapat masuk:
1. Patogen secara kebetulan dapat masuk melalui lubang-lubang untuk bertelur atau lubang-lubang untuk makanan. Melalui lubang-lubang itu seranga memasuki jaringan tumbuhan.
2. Patogen dapat ditularkan pada atau dalam tubuh serangga dari satu tumbuhan atau ke lainnya.
b. Sebagai hama bahan bangunan, simpanan dan lain-lain
Segala macam struktur kayu seperti bangunan, meja kursi, tiang-tiang pagar, patok bangunan, dan bahan seperti lembaran pasta dan kertas cenderung diserang oleh serangga. Salah satu hama yang penting itu adalah rayap, kumbang-kumbang bubuk dan semut. Banyak tipe makanan yang disimpan terutama daging, keju, produk susu, tepung, makanan gandum, padi, kacang dan buah-buahan mungkin diserang oleh serangga.
c. Serangga yang Menyerang Manusia dan Hewan
Serangga dapat menyerang manusia, hewan dan menularkan penyakit. Untuk lebih jelasnya dapat dipelajari pada mata kuliah parasitologi kedokteran, pertanian, peternakan, perikanan dan lain-lain.
Daftar Pustaka
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
BAB III
Tingkah Laku dan Ekologi Serangga
Makanan
Banyak aktivitas hewan yang berkaitan dengan makan - menemukan makanan dan memakannya. Makanan adalah satu faktor yang sangat penting dalam menentukan kebanyakan hewan dan tempat hewan hidup, kemudian menyebarannya. Tingkah laku makan seekor serangga, apa yang dimakannya dan bagaimana serangga makan, biasanya menentukan mengenai kepentingan ekonomik serangga.
Tipe dan makanan serangga dapat mempengaruhi beberapa hal : pertumbuhan, perkembangan dan reproduksinya (serangga-serangga tertentu memerlukan makanan khusus sebelum mereka meletakkan telur) termasuk tingkah laku dan berbagai sifat-sifat morfologi (ukuran, warna dan sebagainya). Untuk mengklasifikasikan serangga berdasarkan tingkah laku makan dibagi menjadi tiga kategori: fitofagus, zoofagus dan saprofagus. Ada serangga yang makan bervariasi, yaitu tumbuhan dan hewan yang hidup dan yang mati.
a. Serangga fitofagus
Serangga fitofagus (atau herbivor) makan tumbuh-tumbuhan dalam jumlah yang banyak. Serangga ini memakan tumbuhan darat dan air. Serangga fitofagus yang makan tamanan dimakan manusia sering menyebabkan kerugian ekonomi yang besar. Serangga yang mengunyah daun-daun, mengakibatkan daun tinggal tulang, dan berlubang.
Serangga-serangga lain menghisap cairan tumbuhan dari daun atau bagian lain dari tumbuhan. Daun-daun biasanya dapat menjadi bertotol-totol, menjadi keriting dan layu, sedangkan bila terjadi pada batang, cabang atau ranting menyebabkan kekerdilan atau kelayuan. Serangga pemakan dengan cara ini misalnya serangga sisik, aphid, peloncat-peloncat daun, peloncat jingkat dan berbagai Hemiptera.
Larva ngengat dan kumbang, mengebor masuk ke dalam batang. Batang-batang demikian biasanya mati, mengakibatkan pengerdilan atau salah bentuk tanaman. Serangga-serangga lain terutama larva berbagai ngengat, lalat, dan kumbang ada yang masuk lalu membenamkan diri ke dalam buah-buahan. Banyak serangga yang mengebor masuk ke dalam kayu atau kambium pohon yang hidup, melemahkannya, mengakibatkan salah bentuk atau kadang-kadang mematikan pohon tersebut. Pengebor-pengebor floem dan kayu yang penting adalah berbagai kumbang terutama familia Cerambycidae, Buprestidae, Scolytidae dan Curculionidae, semut kayu dan rayap.
Banyak serangga makan tumbuh-tumbuhan menginjeksi satu zat kimiawi ke dalam tumbuhan yang menyebabkan tumbuhan tumbuh abnormal dan menghasilkan suatu bungkul. Tiap-tiap bungkul dapat ditempati satu atau banyak serangga. Stimulus terhadap pembentukan bungkul biasanya ada pada tahapan makan serangga. Pada beberapa kasus betina yang sedang bertelur memberikan stimulus bila meletakkan telurnya di dalam tumbuh-tumbuhan. Sebuah bungkul tumbuhan dapat mempunyai satu lubang ke bagian luar misalnya bungkul Homoptera atau tungau. Lima ordo serangga yang dapat membuat bungkul, yaitu Diptera, Hymenoptera, Coleoptera, Lepidoptera, dan Homoptera.
Barangkali tingkah laku yang paling menarik diantara serangga pemakan tanaman adalah beberapa serangga yang dapat menanam jamur sendiri. Kebun jamur demikian dihasilkan dan dipelihara oleh semut tertentu, kumbang ambrosia dan beberapa rayap. Semut-semut penanam daun misalnya genera Atta. Sarang semut atta di dalam tanah, di tempat itu mereka menggali suatu sistem kompleks lorong-lorong dan ruang-ruang. Mereka menetak potongan-potongan sirkuler daun-daun dan membawanya seperti payung, kembali ke sarang mereka, mereka umumnya disebut semut pemotong daun atau semut-semut payung. Daun-daun dibawa di ruangan khusus dalam sarang, dikunyah dan disemai dengan jamur. Kebun jamur yang dihasilkan dipelihara oleh pekerja-pekerja tertentu, yang menyiangi jamur asing apapun yang terbawa dan jamur ini yang bertindak sebagai makan koloni tersebut. Ratu-ratu yang membuat koloni baru mengambil sedikit jamur ini membawanya ke dalam mulut mereka untuk memulai perkebunan baru pada koloni baru.
b. Serangga zoofagus
Serangga pemakan hewan (atau karnivora), yaitu memakan hewan lain. Hewan-hewan lain itu mungkin dari tipe yang beragam tetapi kebanyakan serangga-serangga pemakan hewan makan serangga-serangga lain, dan karena itu dapat disebut entomofagus. Serangga-serangga entomofagus memegang peranan penting dalam menekan populasi serangga hama. Serangga entomofagus ada dua macam yang umum, yaitu pemangsa dan parasit. Mereka hidup terpisah dari korban dan seringkali mencari serangga ditempat berbeda untuk waktu makan yang berbeda. Pemangsa-pemangsa biasanya serangga aktif dan kuat. Parasit-parasit biasanya hidup di dalam atau pada tubuh induk semang mereka selama paling tidak sebagian dari siklus hidupnya. Mereka biasanya makan dari induk semang. Parasit biasanya lebih kecil dari induk semang mereka. Kebanyakan serangga parasit entomofagus tercakup dalam ordo-ordo Diptera dan Hymenoptera.
Capung dan capung jarum adalah pemangsa pada tahap nimfa dan dewasa. Nimfa memakan berbagai serangga air dan hewan-hewan kecil akuatik yang lain, dan yang dewasa memakan nyamuk, ngengat kecil dan serangga-serangga lain. Pemangsa lain yang penting adalah kumbang tanah dan kumbang harimau baik yang larva dan dewasa memakan berbagai serangga serta kumbang ladybird pemangsa-pemangsa aphid. Pemangsa lain seperti Hemiptera (kepik bau busuk makan ulat, kepik akuatik makan jentik nyamuk).
Pemangsa yang berbeda menggunakan strategi yang berbeda untuk memperoleh korban. Beberapa serangga membuat jerat suatu macam atau macam lainnya, dan makan hewan-hewan yang tertangkap dalam jerat ini. Larva dari beberapa undur-undur (Myrmeleontidae) dan lalat-lalat (vermeleonidae) membuat lekuk kerucut dan makan serangga yang tertanggkap di dalamnya. Tawon menggunakan sengat mereka untuk melumuhkan korban, dan beberapa larva neuroptera menggunakan zat kimiawi untuk menaklukkan korbannya.
c. Serangga saprofagus
Serangga saprofagus adalah serangga yang makan tumbuh-tumbuhan yang mati atau yang membusuk atau hewan-hewan lain seperti bangkai, tinja, atau reruntuhan daun-daun, batang kayu yang mati dan sebagainya. Bahan-bahan ini sering menunjang populasi serangga yang besar. Tidak semua serangga berada dalam bahan yang busuk makan serangga, mungkin makan mikroorganisme yang ada pada buah-buahan atau bahan yang busuk. Beberapa lalat memakan buah-buahan yang membusuk dan serangga lain seperti kumbang perompak yang terdapat sekitar bangkai, dapat makan serangga lain di sana.
Serangga - serangga saprofagus terdapat pada banyak ordo, tetapi barangkali yang paling penting adalah ordo-ordo Blattaria (kecoak), Isoptera (anai-anai), Coleoptera, dan Diptera. Pemakan bangkai yang paling umum adalah kumbang bangkai (Silphidae), kumbang kulit (Dermestidae dan Troginae) dan larva dari berbagai lalat khususnya lalat hijau. Pemakan tinja yang paling umum adalah kumbang tinja (Scarabaeidae, Histeridae) dan larva berbagai lalat terutama lalat muskoid.
Jaringan makanan dan tingkat tropik
Organisme dan habitatnya berinteraksi menghasilkan satu sistem (ekosistem atau komunitas) dimana pertukaran-pertukaran bahan terjadi antara bagian-bagian sistem tersebut. Sifat dasar dari sistem demikian adalah (1) penerimaan energi, (2) produksi zat-zat organik oleh organisme penghasil, (3) konsumsi bahan-bahan oleh organisme konsumen dan (4) pembusukan senyawa organik dan transformasinya menjadi bahan-bahan yang cocok untuk dipakai oleh penghasil-penghasil. Sumber utama energi bagi semua organisme di planet ini adalah matahari, yang energinya mencapai bumi dalam bentuk cahaya. Organisme penghasil adalah tumbuhan hijau, yaitu melalui proses fotosintesis mengubah zat-zat anorganik menjadi zat organik. Konsumen ada dua tipe dasar: herbivor, yang makan tumbuh-tumbuhan hijau, dan karnivor, yang makan herbivor dan karnivor lainnya. Pembusuk organisme-organisme yang mati dan produk-produk buangan sebagian besar dilakukan oleh mikroorganisme, terutama oleh bakteri.
Setiap ekosistem terdapat jaring-jaring makanan (food webs): satu organisme dimakan oleh yang lain, serangga lain itu dimakan yang lain lagi, dan seterusnya. Berikut ini contoh kumpulan rantai makanan yang saling berkaitan atau disebut jaring-jaring makanan pada serangga.
Gambar 3. 1. Jaring-jaring makanan terdiri dari beberapa rantai makanan
Strategi-strategi pertahanan serangga
Tiap-tiap jenis hewan dapat diserang oleh musuh dan untuk mempertahankan hidup jenis hewan tersebut harus mempunyai sejumlah sarana pertahanan. Banyak tipe pertahanan diantara serangga, beberapa menggantungkan pada penampilan mereka atau lokasi untuk menghindari serangan, beberapa berusaha untuk melarikan diri, beberapa menyerang pemangsa, dan beberapa menggantungkan sejumlah pertahahan kimiawi.
a. Sarana pertahanan yang pasif
Kebanyakan serangga akan berusaha lari, bila diserang atau diancam, yaitu dengan terbang, lari, meloncat, berenang atau menyelam dan banyak yang sangat cepat menyelamatkan diri. Banyak serangga berpura-pura mati bila terganggu. Beberapa kumbang melipatkan tungkai-tungkainya, menjatuhkan diri ke tanah, dan tetap tidak bergerak, sering menyerupai kotoran kecil. Beberapa ulat – jengkal menjungkirkan tubuhnya menyerupai sebuah ranting, berpegang pada kaki-kaki palsu pada ujung posterior tubuh. Beberapa larvae ngengat burung hantu meninggikan bagian depan tubuh, dan mengambil posisi seperti sphinx (karena kelakuan ini sering disebut ngengat sphinx).
b. Menggunakan perlindungan
Sangat banyak serangga hidup dalam situasi dimana musuh-musuh mempunyai kesulitan menyerang mereka. Banyak yang membenamkan diri ke dalam tumbuh-tumbuhan atau jaringan-jaringan hewan, di bawah karang, atau di dalam tanah, yang lain membuat dan hidup dalam selubung-selubung atau perlindungan. Banyak parasit terutama sejumlah Hymenoptera mempunyai ovipositor yang panjang, alat tersebut dapat mencapai induk semang pada situasi yang tampaknya terlindungi dan kadang-kadang parasit itu mampu mengujamkan ovipositor melalui bahan sekeras kayu untuk mencapai induk semang.
Banyak larvae serangga membuat selubung-selubung suatu macam atau macam lainnya, yang mereka bawa sendiri kemana-mana kemudian meraka menjadi pupa. Paling terkenal adalah Tripchoptera (caddisfly), larvae ngengat tertentu, dan sejumlah kecil larvae kumbang. Larvae Trichoptera membuat selubang-selubang mereka dari potongan-potongan daun, ranting, butiran-butiran pasir, kerikil, atau bahan-bahan lain, yang dilekatkan bersama sutera atau dilem bersama-sama. Masing-masing jenis membuat seludang yang khas, bila seludang telah terlalu sempit, yang lain dibuat (dalam beberapa hal seludang yang muda berbeda dengan seludang yang tua). Seekor ulat pembuat seludang yang umum ialah ulat kantong yang seludangnya terbuat dari potongan-potongan daun dan dahan didekatkan bersama-sama dengan sutera.
Banyak larvae Lepidotera dan sejumlah kecil larvae pada ordo-ordo lain hidup dalam sebuah perlindungan yang terbuat dari daun-daun yang dihubungkan bersama atau digulung yang berguna sebagai tempat berlindung, dan dalam beberapa hal diperlukan dua lembar atau lebih daun. Beberapa ulat yang bergerombol seperti ulat pembuat jaring membuat suatu tempat perlindungan yang besar dengan menggunakan banyak daun atau bahkan seluruhnya menggunakan ranting.
Kebanyakan tawon dewasa dan lebah membuat tempat asuhan bagi yang muda dalam sarang-sarang yang terlindung dari sarang tanah, dahan-dahan atau dalam rongga-rongga alam. Kebanyakan serangga sosial (anai-anai, semut, tawon, dan lebah) membuat sarang yang cukup kompleks, biasanya di dalam tanah. Larvae banyak serangga dengan metamorfosis sempurna, sesudah menyelesaikan makan dan pertumbuhan mereka membuat suatu kepompong atau tipe selubung lain dan di tempat itu mereka menjadi pupa.
c. Penyamaran
Banyak serangga berwarna sehingga mereka secara sempurna bersatu dengan latar belakang mereka atau bentuk sayapnya menyerupai daun, misalnya belalang berwarna seperti tanah hinggap di atas tanah, ngengat berwarna seperti kulit pohon, dan banyak kumbang, kepik, lalat-lalat dan lebah berwarna seperti bunga yang dikunjunginya. Banyak serangga menyerupai objek-objek pada lingkungan mereka, baik warna maupun bentuk. Belalang ranting dan ulat jingkat menyerupai ranting-ranting demikan rupa hingga kadang-kadang membutuhkan pengamatan yang cermat untuk menemukan mereka bila mereka tetap tidak bergerak. Peloncat-peloncat pohon tertentu menyerupai duri. Beberapa kupu-kupu menyerupai daun-daun yang mati, beberapa kumbang menyerupai kulit kayu dan beberapa ulat menyerupai tinja burung.
Beberapa serangga berpenampilan tidak mencolok dengan menutupi diri dengan runtuhan dan kotoran. Larvae kumbang kura-kura menempelkan potongan reruntuhan dan kotoran pada sepasang duri di ujung posterior tubuh mereka seperti sebuah payung. Banyak nimfa capung tertutupi oleh reruntuhan ketika mereka tinggal di atas dasar kolam.
Satu tipe mimikri lagi adalah larvae Lepidoptera, dimana larvae sangat menyerupai vertebrata tertentu dan kadang-kadang bertindak sedikit seperti vertebrata yang mereka tirukan. Beberapa larvae ekor burung seriti mempunyai ujung anterior yang dibesarkan dan bergambar totol-totol menyerupai ular yang kecil. Bila larvae demikian itu disentuh kelenjar bau disembulkan, memberikan kesamaan yang menakjubkan seperti sebuah lidah ular yang bercabang. Tingkah laku ini adalah untuk menakuti pemangsa yang potensial.
d. Pertahanan kimiawi
Pertahanan-pertahanan kimiawi dapat mencakup cairan-cairan tubuh yang tidak enak bagi pemangsa, penggunaan sekresi zat penolak atau injeksi racun ke dalam seekor penyerang. Kebanyakan serangga yang menggunakan pertahanan demikian itu adalah serangga berwarna sangat cermerlang atau menakjubkan, yang menunjukkan fakta bahwa mereka berbahaya.
Sejumlah kecil serangga seperti kupu-kupu raja dan kumbang Ladybird jarang terserang oleh pemangsa, karena mereka mempunyai cairan tubuh yang tidak sedap. Beberap serngga mengeluarkan zat-zat berbau busuk bila diganggu. Demikian pula beberapa larvae serangga lain.
Migrasi Serangga
Istilah migrasi biasanya mengingatkan penerbangan-penerbangan burung pada musim semi dan gugur, yaitu kebanyakan atau semua individu dari satu jenis burung terbang sampai jarak yang jauh dari tempat perindukannya ke tempat-tempat yang mengalami musim dingin, atau sebaliknya. Agaknya mirip perpindahan terjadi pada sejumlah jenis serangga, tetapi pada serangga-serangga itu perpindahan hampir selalu satu arah, yaitu individu yang melakukan migrasi tidak melakukan penerbangan balik atau hanya membuat penerbangan yang pendek, dan penerbangan balik dibuat sebagian besar atau seluruhnya oleh generasi berikutnya.
Salah satu yang paling terkenal dari serangga migrasi adalah kupu-kupu raja, Danaus plexippus (L) yang terjadi hampir di seluruh Amerika Serikat dan Kanada bagian selatan dan juga di beberapa bagian dunia lain. Perpindahan ini telah dipelajari dengan memberikan tanda (tagging). Tanda itu adalah sepotong kertas kecil yang dilekatkan pada tepi muka sayap depan, dan masing-masing tanda mempunyai nomor identifikasi dan beberapa keterangan bagi siapa saja untuk memberitahu bila tanda itu ditemukan. Ribuan kupu-kupu telah diberi tanda kebanyakan dari mereka oleh dr. F.A. Urquhart, dari the Royal Ontario Museum Of Zoology dan Paleontology, dan kawan-kawannya, dan cukup banyak dari kupu-kupu tersebut ditemukan untuk memberikan gambaran tentang perpindahan-perpindahan mereka.
Suara serangga
Sejumlah tingkah laku yang paling menarik pada serangga terjadi yang berkaitan dengan suara. Banyak serangga menghasilkan suara dengan struktur yang khusus tetapi hanya sedikit seperti cengkerik, belalang dan cicada terdengar oleh hampir setiap orang. Suara yang dihasilkan oleh serangga sangat lembut atau sangat melengking tinggi dan jarang, bila pernah terjadi terdengar oleh manusia. Suara pada banyak serangga memegang peranan penting dalam tingkah laku.
Mekanisme menghasilkan suara. Serangga menghasilkan suara dalam beberapa cara: (1) dengan lengkingan penggesekan, (2) dengan getaran selaput-selaput khusus yang disebut timbal, (3) dengan memukulkan bagian tubuh pada substrat, (4) secara paksa menyemburkan udara atau cairan dari beberapa lubang tubuh, (5) dengan getaran-getaran sayap-sayap mereka atau bagian tubuh lainnya, dan (6) dengan aktivitas-aktivitas umum seperti gerakan atau makan. Suara yang dihasilkan oleh dua cara terakhir adalah serupa yaityu suara-suara insidental yang dihasilkan oleh aktivitas umum. Suara-suara ini paling tidak pada beberapa serangga mempunyai arti dalam komunikasi.
Beberapa serangga penyanyi yang terkenal baik cengkerik jantan dan belalang sungut panjang bergesek dengan sayap depan. Beberapa belalang sungkut pendek menggosokkan femora belakang yang mengandung sebaris tonjolan-tonjolan seperti pasak di atas sayap-sayap depan. Sejumlah kumbang bersungut panjang (Prionus) menggosokkan tungkai-tungkai belakang sepanjang tepi elitra. Kumbang-kumbang lain bergesek dengan menggosokkan tonjolan-tonjolan keras pada sisi dorsal abdomen dengan saya-sayap belakang (Passalidae) atau pada barisan gerigi seperti kikir pada sisi bawah elitra (beberapa Curculionidae), dan lain-lainnya.
Feromon
Senyawa yang dilepaskan ke lingkungan eksternal dari sebuah insekta yang menginduksi interaksi dengan organisme lain disebut semiochemical (semikimia). Satu kelompok substansi tersebut feromon, peran pada individu dari spesies sama dan menginduksi aktivitas biologi pada konsentrasi sangat rendah. Feromon terdiri dari senyawa tunggal, sebagian besar campuran kimia. Feromon memiliki efek segera pada sistem saraf pusat dan tingkah laku. Feromon yang dilepas menginduksi seperti sex attraction (daya tarik seks) , trail following (petunjuk jalan), alerting (tanda siaga)dll.
a. Feromon seks
Hasil penelitian menunjukkan banyak keanekaragaman kimia molekular dan peran attraktan, tetapi secara umum dibagi menjadi dua. Pertama, attraktan yang secara normal betina melepaskan feromon dan jantan yang tertarik. Kedua feromon seks yang umumnya dihasilkan kelenjar mandibula dari ratu lebah.
Gambar 3. 2. Lilac borer (Podosesia syringae) proses melepaskan feromon attraktan
b. Feromon jejak
Feromon jejak umumnya pada semut dan rayap dengan koloni besar. Insekta pekerja mencari makan dan kembali ke sarang. Substansi ini berasal dari kelenjar tarsal, kelenjar abdominal atau dari saluran pencernaan. Hormon ini hanya untuk rute dari sarang ke sumber makanan yang menjaga jejak.
Gambar 3. 3. Semut pemotong daun (leafcutter) (Atta sp) berjalan mengikuti jejak kimia
kembali ke koloni
c. Feromon alarm (=tanda siaga)
Semut dan rayap menghasilkan feromon, sebagai tambahan untuk substansi lain yang membangkitkan koloninya untuk beraktivitas. Setelah inisiasi dilepaskan mungkin break (pecah) pada dinding sarang, seperti rayap mengitari sarang-atas, atau serangan predator. Sebagai tambahan individu-individu datang dalam keadaan gaduh, mereka juga melepaskan material alarm yang mudah menguap dalam jumlah yang tinggi hingga kebutuhan dari jumlah individu yang ada mampu untuk menanggulangi problem. Insekta kelas tentara, ketika ada, khusus yang teraktif. Kelenjar-kelenjar berbeda bertanggung jawab untuk sekresi alarm. Pada beberapa semut sekresi alarm adalah kelenjar mandibula, tetapi semut lain kelenjar anal yang menghasilkan substansi tersebut. Pada rayap diduga dari kelenjar frontal. Lebah madu menghasilkan kelenjar alarm dalam kelenjar sengat. Tipe feromon ini biasanya singkat untuk menjaga koloni kacau melewati periode krisis. Pada aphid, feromon alarm menyebabkan aphid lain menyebar.
d. Feromon antiagregasi
Feromon antiagreggasi dihasilkan oleh insekta berkepadatan tinggi bila terganggu sebab suplai makanan terbatas. Beberapa insekta parasit Hymenoptera mempunyai adaptasi ini.
e. Feromon sosial
Kohesi koloni pada lebah (bee), tawon penyengat (wasp) dan rayap sering dipelihara oleh feromon. Feromon ratu pada lebah madu dan beberap tawon sosial menghambat pematangan ovari pekerja dan ratu mati atau pergi, perubahan perilaku drastis dalam koloni, dan beberapa ratu baru menggantikan. Pengaruh yang sama telah dicatat pada rayap dimana feromon juga dipengaruhi perkembangan caste dalam reproduktif dan tentara.
Gambar 3. 4. Rayap Nasutitermes sp. diserang mengeluarkan feromon alarm pada lubang sarang
Daftar Pustaka
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
BAB IV
Eksternal Insekta
Serangga lebih kurang memanjang dan bentuknya seperti tabung dan setangkup bilateral yakni, sebelah kiri dan kanan tubuh pada pokoknya serupa. Tubuh tersebut terbagi menjadi seretetan ruas, yaitu metamer. Ruas-ruas tubuh serangga dikelompokkan menjadi tiga daerah yang nyata atau tagmata (tunggal tagma), yaitu kepala, toraks dan abdomen.
Dinding Tubuh
Salah satu perkembangan arthropoda adalah perkembangan keping-keping yang mengeras atau sklerit, dan menyatu membentuk sistem rangka hewan, sering disebut eksoskleton, karena sklerit adalah bagian dari dinding tubuh bagian luar arthropoda. Sebenarnya arthropoda mempunyai endoskleton (rangka dalam) tempat menempel jaringan otot.
Integumen seekor serangga terdiri dari tiga lapisan utama: satu lapisan sel, epidermis; lapisan aseluler yang tipis di bawah epidermis, selaput dasar; dan lapisan aseluler lainnya, yang disekresikan oleh sel-sel epidermis dan dikeluarkan, yaitu kutikula. Kutikula adalah lapisan kimiawi yang kompleks, tidak hanya berbeda dalam struktur dari jenis lainnya, tetapi bahkan berbeda dalam ciri-cirinya dari satu bagian seekor serangga ke bagian lainnya. Kutikula terbuat dari rangkaian-rangkaian polisakarida, kitin yang terbungkus dalam matrik protein. Kitin terutama terbuat dari monomer gula N-asetilglukosamin.
Gambar 4. 1. Sturktur dinding tubuh: bm, selaput dasar; cut, kutikula; end, endokutikula; ep, epidermis; epi, epikutikula; exo, eksokutikula; glc, sel kelenjar; gld, saluran sel kelenjar; lct, lapisan kutikula; pen, saluran lubang; se, seta; ss, kantung seta; tmg, sel tormogen (yang membentuk kantung seta); trg, set trikogen (yang membentuk setae)
Gambar 4. 2. Struktur kimiawi kompleks kutikula
Sklerit-sklerit dinding tubuh seringkali dipisahkan oleh lekukan-lekukan masuk ke dalam tubuh. Pada umumnya suatu lekukan bagian luar memberikan satu tanda lekukan kutikula dinding tubuh bagain luar disebut suatu sulkus (jamak sulki), kadang-kadang orang menggunakan istilah sutura. Garis yang terlihat dari sebelah luar biasanya berkaitan dengan gerigi-gerigi bagian dalam, atau kostae. Kostae bagian dalam berfungsi sebagai kekang-kekang yang menguatkan atau sebagai tempat menempel otot tubuh. Puncak bagian luar disebut sebagai kosta atau karina (keel). Penonjolan bagian dalam kutikula juga disebut sebagai apodeme atau apofisis.
Gambar 4. 3. Diagram sifat-sifat dinding tubuh luar dan dalam: apo, apofisia; bm, selaput dasar; cos, kosta; cut, kutikula; ep, epidermis; su, sulkus atau sutura.
Kepala
Bagian paling anterior atau tagma tubuh insekta adalah kepala. Kepala serangga terdiri dari satu rentetan ruas-ruas metamer tubuh, para ahli memperkirakan 3-7 ruas. Para ahli embriologi mencatat bahwa kepala dibentuk berbeda pada berbagai kelompok hewan, tetapi dalam tiap-tiap hal suatu kumpulan untuk melakukan: (1) Pencernaan makanan, (2) Tanggapan sensoris utama (major sensory perception) (3) Koordinasi aktivitas tubuh, dan (4) Proteksi pusat koordinasi. Struktur sensori terletak dekat bagian mulut dan pusat koordinasi untuk lebih efektif mencerna makanan dan memungkinkan lebih mudah respon terhadap datangnya stimulus. Kepala dikatakan sebagai unit fungsional bertanggung jawab melakukan empat proses di atas.
Lekuk Pada Kepala
Kepala insekta ditutupi oleh elemen keras untuk membantu melindungi pusat koordinasi dan proses makan. Kepala adalah suatu kapsul bersklerit yang berhubungan dengan tidak terlihat segmen, tetapi ditandai oleh sejumlah lekuk. Secara umum lekuk disebut sutura atau sulki. Diduga, terjadi sedikit modifikasi secara sederhana, yaitu terbentuk invaginasi linier atau sulki, sering terlihat di sepanjang pangkal dekat mulut dan memanjang ke dorsal. Lipatan atau lekuk tersebut menahan untuk mencegah kolap kepala selama makan atau ketika ada tekanan fisik dari luar.
Area Kepala
Kepala terbagi oleh lekuk-lekuk menjadi sejumlah sklerit-sklerit yang kurang lebih jelas. Lekuk sulkus epistoma (es) adalah lekuk melintang sepanjang bagian bawah muka tepat di atas dasar bagian-bagian mulut. Sulkus di bagian lateral di atas mandibula dan maksila yaitu sulki subgena (sgs). Keping eksoskeleton diantara sulki disebut sklerit, bagian anterior kapsula kepala di atas sulkus epistoma dan antara mata-mata majemuk yang besar disebut frons (fr). Daerah anterior di bawah sulkus epistoma adalah, yaitu klipeus (clp) dan labrum. Daerah di bawah mata, pada sisi kepala dan di atas sulkus subgena adalah gena (ge) dan Bagian atas kepala antara mata adalah verteks (ver). Hanya bagian ventral dan posterior kapsula kepala tidak ditutupi oleh sklerit.
Gambar 4. 4. Garis-garis yang umum atau lekuk-lekuk dan area kepala
Tentorium
Tentorium adalah rangka dalam kepala serangga, biasanya terdiri dari dua pasang apodem. Penahan kepala berada dalam internal kepala adalah tentorium. Struktur ini dibentuk di lokasi invaginasi dari sulki tertentu pada dasar kapsul kepala. Oleh karena itu tentorium kuat dan membantu mencegah kolap kepala.
Tentorium berperan sebagai (1) penguat kepala dan tempat berikatan otot, (2) kait penopang kapsula kepala terhadap tarikan yang kuat otot-otot mandibel, (3) sebagai tempat penempelan otot-otot yang menggerakkan embelan-embelan kepala, dan (4) sebagai pelindung untuk ganglion supesofagus dan faring.
Gambar 4. 5. Tentorium merupakan rangka dalam kepala serangga
Leher
Leher adalah suatu daerah membran yang dapat memberikan kebebasan bergerak kepala. Leher memanjang dari foramen occipital di belakang kepala sampai protoraks dan mungkin ada pada bagian posterior segmen labial bersama bagian anterior segmen protoraks. Lateral membran leher ada sklerit serviks. Kadang-kadang ada hanya satu, seperti pada Ephemeroptera, tetapi mungkin dua atau tiga.
Gambar 4. 6. Leher adalah suatu daerah membran yang dapat memberikan kebebasan bergerak kepala.
Orientasi (letak dan posisi kepala)
1. Kondisi hypognathous bagian mulut sejajar langsung berhubungan dengan kaki adalah mungkin primitif. Orientasi ini terjadi hampir seluruh spesies vegetarian hidup pada habitat yang terbuka.
2. Kondisi prognathous lubang (point) mulut di depan jenis ini ditemukan pada spesies karnivora yang aktif mengejar mangsanya dan pada larva terutama` koleoptera yang mana mengunakan mandibulanya untuk mengali liang.
3. Kondisi Opisthorhynchous memiliki proboscis yang memanjang ke belakang diantara kaki depan. Kondisi ini ditemukan pada Heteroptera dan Homoptera. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4. 7. Posisi yang berbeda orientasi kepala dan mulut saat serangga istirahat
Antena
Antena atau sungut adalah pasangan embelan – embelan yang beruas terletak pada kepala. Pada banyak insekta muda antena tereduksi, antena tersebut umumnya besar pada insekta dewasa. Umumnya insekta memiliki sepasang antenna, tetapi mungkin sebagian besar mengalami reduksi, khususnya pada saat larva. Ini juga terjadi pada Colembola dan Diplura dan tidak untuk Protura.
Fungsi utama antena adalah perasa dan bertindak sebagai organ-organ pengecap, organ untuk membau, dan pada beberapa hal organ untuk mendengar. Periplaneta jantan memiliki sensilium kira-kira 250.000 pada tiap-tiap antenanya. Ostrinia (lepidoptera) memiliki 8000.
Struktur antena terdiri Scape basal, sebuah pedicel, dan sebuah flagellum. Segmen basal terdiri scape dan pedicel, digerakkan oleh otot langsung. Scape melekat pada wilayah membran dinding kepala dan sumbu di atas titik marginal tunggal, yaitu antennifer, sehingga antena bebas bergerak ke seluruh arah. Flagellum terdiri dari sejumlah annulli yang dihubungkan oleh membran sehingga seluruhnya bersifat fleksibel.
Gambar 4. 8. Struktur antenna (A)
Otot antena
Pada Pterygota dan Thysanura antena digerakkan oleh otot-otot levator dan depresor muncul dari lengan tentorial anterior dan melekat pada scape, dan oleh otot fleksor dan ekstensor muncul pada scape dan melekat pada pedicel. Pada Collembola dan Diplura otot pada dasar antena sama dengan Pterygota, tetapi ada tambahan, ada otot-otot intrinsik pada tiap-tiap unik flagelum, dan selanjutnya unit-unit tersebut dianggap segmen yang sebenarnya. Lima otot berjalan dari dasar tiap-tiap segmen sampai dasar segmen berikutnya dan menghasilkan berbagai gerakan, tetapi pada segmen yang lebih distal otot-otot reduksi seluruhnya, tetapi salah satu darinya mungkin tidak ada. Tipe antena ini disebut tersegmen.
Gambar 4. 9. Otot-otot antena serangga
Pertumbuhan antena
Pada kebanyakan insekta hemimetabolous dan ametabolous jumlah annuli dalam flagellum antena meningkat selama kehidupan postembrionik. Misalnya pada larva instar pertama Dociostaurus (Orthoptera) memiliki 13 annuli, sedangkan pada saat dewasa memiliki 25. Cara penambahan annuli baru bervariasi, yaitu:
1. Tumbuh dari apikal, jadi segmen baru muncul dari segmen yang paling distal
2. Tumbuh dari basal karena pembelahan annulus yang paling proksimal dari flagel (meriston).
Pada beberapa insekta Orthopteroid dan Odonata annuli bersebelahan dengan meriston dan diturunkannya mungkin dari pembelahan meriston, sehingga disebut annuli meristal. Pada tiap-tiap molting Periplaneta (Dictyoptera) meriston membelah sampai menghasilkan 4-14 annuli baru dan tiap-tiap anulus meristal dapat membelah sekali lagi. Pada beberapa lipas dan coro hilang annuli distal juga terjadi, khususnya waktu molting ketika antena rapuh.
Bentuk variasi antena
Dimorfisme seksual pada antena umum terjadi, antena jantan memiliki antena lebih kompleks dibandingkan dengan insekta betina. Ini sering terjadi dimana jantan tertarik atau mengenali betina dengan baunya. Bentuk antenna bervariasi tergantung pada fungsi sesungguhnya. Variasi dalam bentuk dan ukurannya ini penting untuk identifikasi. Variasi bentuk antenna serangga diuraikan sebagai berikut:
1. Setaceous, seperti duri atau rambut kaku dan ruas-ruas menjadi lebih langsing pada bagian distal; contohnya capung, capung jarum dan peloncat daun
2. Filiform, seperti benang, ruas-ruasnya hampir seragam dalam ukuran dan biasanya silindris contohnya pada kumbang tanah, dan kumbang harimau.
3. Moniliform, seperti manik-manik ruas-ruasnya berukuran sama dan bentuknya bulat contohnya kumbang keriput kayu.
4. Serrate, seperti gergaji, ruas-ruas antenna berbentuk segitiga, terutama pada bagian pertengahan atau dua pertiga ujungnya contoh kumbang loncat balik.
5. Pectinate, seperti sisir, segmen memanjang ke arah lateral langsing dan panjang contoh kumbang warna api.
6. Bentuk gada, ruas-ruas meningkat garis tengahnya ke arah distal atau semakin ke ujung semakin besar gada ini dibedakan menjadi empat macam:
a. clavate, bila peningkatan besar ke arah ujung secara bertahap misalnya Tenebrionidae.
b. Capitate, bila ruas-ruas ujungnya tiba-tiba membesar misalnya pada Nitidulidae.
c. Lamellate, bila ruas-ruas ujungnya memiliki pelebaran ke samping membentuk semacam pelat-pelat misalnya kumbang juni.
d. Flabellate, bila ruas-ruas ujungnya memiliki pelebaran ke samping dan berbentuk lembaran-lembaran panjang misalnya kumbang sadar.
7. Geniculate, berbentuk siku, ruas pertama panjang, ruas-ruas berikutnya kecil dan membentuk sudut dengan ruas pertama misalnya pada semut dan kumbang rusa.
8. Plumose, seperti bulu, kebanyakan ruas-ruasnya dengan rambut-rambut panjang misalnya pada nyamuk jantan.
9. Aristat, ruas terakhir biasanya membesar dan memiliki semacam rambut kaku yang disebut arista misalnya pada lalat rumah.
10. Stilat, pada ujung ruas terakhir terdapat struktur seperti jari memanjang yang disebut stilus atau stili misalnya pada lalat penyelinap dan lalat perompak.
Gambar 4. 10. Tipe antenna insekta (A) filiform; (B) setaceous; (C) serate; (D) moniliform; (E) pectinate; (F) plumose; (G) stylate; (H) aristate; (I) lamellate; capitate; (K) clavate.
Gambar 4. 11. Variasi antenna insekta A. setaceous. B. filiform. C. moniliform. D-E, clavate, F. capitate. G. serrate. H, pectinate. I, plumose, J. aristate. K. stylate. L, flabellate. M, lamellate. N, geniculate.
Mulut
Bagian mulut primer insekta merupakan tipe mulut yang menggigit. Tipe mulut menggigit terdiri dari sepasang mandibula dan maksila, sebuah labium pada bibir bawah, labrum tidak berpasangan di terletak frons, dan sebuah hipofarink. Bentuk mulut berhubungan dengan makanan, tetapi dua tipe dasar yang dapat dikenali: (1) diadaptasikan untuk menggigit dan mengunyah makanan padat, dan (2) diadaptasikan untuk mengisap (sucking) cairan. Bentuk mengigit dan mengunyah dikatakan bentuk primitif.
Gambar 4. 12. Bagian mulut primer insekta merupakan tipe mulut yang menggigit
Bagian mulut serangga mengigit (Biting mouthpart)
Labrum adalah sebuah lobus lebar tergantung diturunkan dari clypus pada front mulut dan membentuk bibir atas. Pada sisi dalam bermembran dibentuk menjadi sebuah lobus median, epifarinks, dan mengandung beberapa sensilia.
Gambar 4. 13. Labrum dari posterior, permukaan epifaring
Mandibula, pada kelompok entognathous dan archaeognatha, mandibula relatif panjang dan lansing dan hanya mempunyai satu tempat artikulasi dengan kapsul kepala. Mandibula dapat berputar pada artikulasi oleh otot anterior dan posterior yang muncul dari kapsul kepala dan arms (“lengan”) tentorial anterior. Otot-otot adduktor transversal dan ventral, tersebut dari dua sisi menyatu pada tendon median.
Gambar 4. 14. Diagaram mandibula (A) apterigota, hanya beberapa otot yang terlihat, dan (B) insekta pterigota
Maksila, maksila menempati posisi lateral kepala di samping mandibula, bagian proksimal dari maksila terdiri atas sebuah basal cardo, memiliki artikulasi tunggal dengan kepala dan sebuah lempeng pipih (flat plate), stipes, tergantung (hinged) terhadap kepala. Cardo dan stipes kurang berhubungan dengan kepala sehingga dapat bergerak. Stipes distal ada dua lobus, yaitu sebuah lacinea dalam (inner) dan sebuah galea luar (outer), satu atau keduanya dapat tidak dimiliki. Sebelah lateral stipes terdapat sebuah palp mirip kaki (leg-like palp) yang terbentuk dari sejumlah segmen; pada Orthoptera ada lima.
Gambar 4. 15. Diagram maksila dari sisi luar (A) dan sisi dalam (B) memperlihatkan otot atau muskular
Palp adalah organ sensori yang digunakan untuk menguji kualitas makanan. Selama makan, maksila kecoak mudah bergerak ke belakang dan ke depan pada sisi hipofarinks dan pada waktu yang sama lobus terminal bergerak. Dengan cara ini partikel makanan digores (parut) masuk ke dalam rongga preoral. Lobus maksila juga digunakan untuk membersihkan antena, palp dan kaki depan.
Labium, labium mirip dengan struktur maksila, tetapi dengan appendages dari dua sisi berfusi pada midline, sehingga membentuk keping median. Bagian basal labium sepadan (equivalent) dengan cardines maksila dan mungkin termasuk ke dalam bagian sternum dari segmen labial, disebut postmentum. Postmentum dibagi menjadi submentum proksimal dan mentum distal. Distal postmentum disebut prementum. Pada ujungnya terdapat 2 glossa dalam dan 2 paraglukosa luar, yang mana secara kolektif dikenal dengan nama ligula. Satu atau kedua lobus mungkin absent atau berfusi membentuk sebuah single median process. Satu pasang palp dapat muncul dari lateral prementum.
Gambar 4. 16. Diagram labium dari sisi luar (A) dan sisi dalam (B) memperlihatkan otot atau muscular
Hipofarinks adalah sebuah lobus median samping setelah mulut. Saluran salivary biasanya terbuka di sebelahnya, antara hipofarinks dan labium. Sebagian besar hipofarinks adalah membranes, tetapi permukaan adoral (adoral face) adalah pada sebelah distal bersklerit dan proksimal mengandung sepasang sklerit suspensor (tegang) yang memanjang sampai ke dinding lateral stomodaeum.
Gambar 4. 17. Hipoparing larva Efemeroptera memperlihatkan superlinguae besar
Pada Collembola, Diplura dan Protura mulut terletak berupa rongga dari kepala dibentuk oleh genae, memanjang ke arah ventral sebagai lipatan kepala dan bertemu pada garis tengah ventral di bawah kepala. ini adalah kondisi entognathous. Pada insekta mestinya bagian mulut tidak tertutup dengan cara ini, tetapi pada eksternal kepala, kondisi ectognathous.
Gambar 4. 18. Mulut berupa rongga dari kepala dibentuk dari genae
Bagian mulut serangga menghisap (sucking mouthpart)
Bagian mulut insekta yang digunakan untuk memakan cairan dimodifikasi membentuk suatu tabung untuk melewatkan cairan. Hasilnya adalah pemanjangan beberapa bagian mulut kadang-kadang struktur khasnya hilang. Pada Apis (hymenoptera) galea dan palp labialnya membentuk suatu tabung bulat yang berfusi dengan lidah glossal (tongue glossal). Probosis pada Lepidoptera dibentuk dari galea, palp labial direduksi.
Gambar 4. 19. Sayatan vertical median kepala cicada memperlihatkan pelebaran otot-otot dilator cibarial dalam pembentukan pompa pengisap
Beberapa modifikasi bagian mulut insekta
Berikut ini beberapa modifikasi bagian mulut insekta sesuai dengan jensi makanannya.
Gambar 4. 20. a. Mandibula untuk makan materi tumbuhan b. Mandibula insekta karnivora c. Mandibula pemakan bangkai yang termodifikasi untuk filter makanan dari air d. Maksila herbivora e. Labium herbivor
Beberapa modifikasi bagian mulut insekta dari tipe mengunyah.
a. Mengunyah (chewing) tipe mengunyah paling sedikit terspesialisasi. Pada larva kumbang June bagian distal mandibula bersklerit memiliki tepi untuk memotong (cutting), dan permukaan untuk mengiling (grinding). Susunan permukaan cutting distal dan grinding proksimal mirip dengan gigi dan berfungsi sebagai rahang seperti pada mamalia.
Labrum anterior, maksila dan mandibula, labium postrior membentuk rongga preoral pada tipe mengunyah. Makanan didorong masuk ke dalam rongga oleh maksila dan peran memotong oleh mandibula. Saliva disekret antara labium dan hipofarinks dan dicampur dengan makanan selama mengunyah menelan. Bolus makanan kemudian didorong oleh maksila dan hipofarinks masuk ke dalam mulut untuk ditelan
Pada tiap sisi mulut terdapat rahang keras atau mandibula dengan permukaan “bergigi”. Selain itu, terdapat maksila yang terdiri dari palp sensori dan labium (bibir bawah), pada palp maksila dan palp mandibula berfungsi sebagai kemoreseptor, yang berperan membedakan jenis makanan. Labrum anterior, maksila, mandibula dan labium posterior membentuk rongga preoral. Preoral adalah bagian mulut untuk mengunyah. Makanan diisi pada rongga ini oleh maksila sedangkan yang memotong adalah mandibula. Saliva disekret antara labium dan hipofarinks dan dicampur dengan makanan (bolus). Bolus selanjutnya didorong oleh maksila dan hipofarinks untuk ditelan.
b. Menggigit dan menjilat (Cutting dan sponging), tipe ini terbatas jumlahnya ditemukan pada lalat dewasa yang parasit memakan darah mamalia, misalnya lalat hitam dan lalat kuda.Mandibula dan maksilanya panjang, ditusukkan dan berfungsi sebagai stylet menembus kulit. Setelah menembus jaringan kapiler dan dirusak, darah dilepaskan lalu dijilat masuk ke labium yang memiliki banyak saluran seperti pseudotrakhea (canallike pseudotraheae), kemudian darah dihisap masuk ke dalam tubuh melewati saluran makanan khusus antara labrum dan hipofarinks. Antikoagulant ditemukan pada saliva insekta, dipompa pada daerah luka untuk mencegah darah membeku dan menjaga darah mengalir dari luka untuk beberapa saat sebelum pergi terbang.
b. Menjilat (Sponging), hanya ditemukan pada lalat dewasa khusus, seperti lalat kuda, termasuk tipe menjilat yang termodifikasi tinggi. Probosis terutama terdiri dari labium (spongelike labellum); mandibula dan maksila, kecuali untuk palp maksila, salah satunya hilang atau bergabung elemen basal. Selama makan proboscis diturunkan dan saliva dipompa menuju makanan. Makanan mungkin secara mekanik diletakan (abraded) pusat dilokasi gigi prestomal atau dengan gigi lain membentuk suatu pseudotrakhea, saluran menjilat. Makanan yang terlarut atau tersuspensi kemudian bergerak melewati kapiler pseudotrakhea ke prestonum (reservoir median).
c. Menghisap (Siphoning), ditemukan pada kupu-kupu atau ngengat yang menghisap nektar bunga, uncoil (tidak digulung), dan perpanjangan dari proboscis. Jika nektar ada cairan dihisap ke dalam tubuh. Probosis kemudian melingkar/menggulung sebab elastisitas secara alami, dan mengunjungi bunga berikutnya.
Probosis sangat khusus, terdiri galea yang sangat panjang dari maksila. Melewati tabung ini adalah saluran makanan dan duktus saliva. Mandibula dan labium reduksi tidak mempunyai peran dalam pencernaan makan
d. Menusuk dan menghisap (piercing-sucking), herbivora seperti cicada, parasit seperti kutu dan nyamuk, carnivora seperti hama pembunuh merupakan beberapa contoh dari modifikasi makanan berbeda. Rancangan dasar sama terdiri dari suatu seri stylet (mandibula, maksila, kadang-kadang hipofarink dan labrum) panjang dan ujung tertutup oleh labium untuk melipat stylet. Jumlah stylet bervariasi mulai dari tiga pada kutu sampai enam pada nyamuk.
Mulut menghisap diadaptasikan untuk menusuk jaringan tumbuhan atau hewan dan mengihisap sari patinya. Pada nyamuk betina labrum dan hipofarinks bergabung membentuk tabung pengisap, mandibula dan maksila sebagai organ penusuk. Hipofarinks membawa saliva, labium merupakan suatu sarung yang bagian mulut lain ketika tidak digunakan.
e. Mengunyah dan menelan (chewing –lapping). Lebah madu dewasa dan tawon besar memiliki mulut yang dimodifikasi agar digunakan untuk makanan cair, pada nektar dan madu. Aparatus mulut terdiri dari kompleks maksila-labial. Sekitar “lidah” pusat, glosae dari labium, berbentuk tabung dari galeal maksila. Dengan peran bersama pompa sucking dan “lidah”bergerak naik dan turun nektar masuk ke dalam tubuh. Mandibual biasanya tidak berfungsi langsung pada waktu makan tetapi mungkin digunakan hanya untuk memotong bunga yang mempunyai corola panjang untuk kembali mendapatkan nektar tetapi juga menjaga dan untuk membuat lilin menjadi combs untuk menyimpan madu pada sarang. Tipe mulut lain misalnya rasping-sucking dan tipe khusus pada larva.
Gambar 4. 21. Beberapa modifikasi bagian mulut insekta dari tipe dasar mengunyah. (A) Menggigit dan menjilat (Cutting dan sponging0 dari lalat kuda. (B) Menjilat (Sponging) lalat rumah, (C) Menghisap (Siphoning) kupu-kupu, (D) Menusuk dan menghisap (piercing-sucking) nyamuk, (E) Menusuk dan menghisap (piercing-sucking) cicada, (F) Mengunyah dan menelan (chewing – lapping) lebah madu. Hypy, hipoparing; Lb, labium; Lbplp, labial palp; Lm, labium; Md, mandibula; Mx, maksila; Mxplp, maksila palp.
Fotoreseptor
a. Mata Majemuk
Hampir seluruh hewan fotoreseptor biasanya terletak dekat mulut pada daerah anterior tubuh, yaitu kepala. Fotoreseptor adalah mata majemuk pada serangga dewasa dan banyak insekta muda yang disebut nimfa. Tiap-tiap fotoreptor terdiri dari sejumlah reseptor yang terpisah disebut ommatidia. Jumlahnya bervariasi mulai dari tunggal (ommtiadium) pada beberapa semut sampai lebih dari 30.000 pada beberapa capung. Ommatidium memiliki sebuah apparatus pengumpul cahaya, yaitu lensa kornea dan kerucut kristalin dan sebuah apparatus perasa (sensing), yaitu rhabdom.
Gambar 4. 22. Gambar diagramatik tiga ommatidia mata majemuk
b. Occeli(mata sederhana), yaitu mata biasa di kepala
Fotoreseptor lain, terletak di wilayah frons atau vertex pada banyak serangga dewasa dan nimfa disebut occeli. Jumlah maksimalnya tiga per individu. Occeli kemungkinan tidak dapat “merasa” sebab cahaya tidak terfokus pada sel-sel sense. Fungsinya diduga salah satunya untuk meningkatkan tonus tubuh, pada persiapan serangga untuk lompat atau terbang, dalam menanggapi terhadap perubahan cahaya seperti adanya bayangan dari predator yang mendekat. Pada lebah madu tiap-tiap tiga ocelli terdiri dari lensa transprant, modifikasi kutikula; sel-sel epidermis berpigmen dan sel retina fotoreseptive.
Gambar 4. 23. Occelus atau mata sederhana dari lebah madu pada sayatan longitudinal
c. Stemma= hasil invaginasi kutikula
Larva insekta, seperti ulat memiliki struktur fotoreseptor intermediat antara occeli dan ommatidia disebut stemma. Stemma tersebut biasanya berada di genae.(wilayah skeneit serangga)
Toraks
Berfungsi untuk pengerak (locomation) pada insekta dewasa dan nimpa. Toraks terdiri dari tiga segmen, yaitu protoraks, mesototaks dan metatoraks. Tiap segmen bersklerit yang terdiri dari sebuah sklerit bagian dorsal disebut tergum atau notum yang dibagi oleh sulkus menjadi satu skuntum anterior dan skutellum posterior, sebuah bagian ventral disebut sternum dan dua buah sisi lateral disebut pleuron. Pleural bagian anterior sampai sulcus disebut episternum, sedangkan bagian posterior disebut epimeron.
Pada protoraks terdapat sepasang kaki, mesotoraks terdapat sepasang kaki dan sayap dan metatoraks terdiri dari sepasang kaki dan sayap. Sepasang spirakel(muara trakea) yang terbuka menjadi sistem respirasi, ditemukan diantara protoraks dan mesotoraks dan antara mesotoraks dan metatoraks. Spirakel mesotorak bukan hanya untuk protoraks saja tetapi juga untuk kepala. Otot-otot longitudinal dorsalis merentang dari mesotoraks melalui protoraks dan diselipkan pada kepala.
Gambar 4. 24. Gambar diagramatik toraks insekta menunjukkan tiga segmen, termasuk sklerit dan posisi tungkai dan sayap.
Tergum
Tergum segmen protoraks disebut pronotum. Pronotum biasanya kecil peranya hanya tempat melekatnya otot kaki, tetapi pada Orthoptera, Dictyoptera dan Coleoptera pronotum membentuk sebuah keping besar yang memberikan perlindungan segmen pterothoracic. Mesonotum dan metanotum relatif kecil pada insekta yang tidak bersayap dan larva, tetapi pada insekta bersayap dimodifikasi tempat melekatnya sayap.
Gambar 4. 25. Diagram yang memperlihatkan bagian utama notum pada kedua kutupnya sayap
Sternum
Pada permukaan ventral, terjadi sklerotisasi primer memisahkan segmen dan keping intersegmen. Sklerit intersegmental dihasilkan secara internal di dalam sebuah spine, yang disebut spinasternum, sementara itu sklerit segmental disebut eusternum.
Gambar 4. 26. Pandang ventral toraks (A) Blatta (Dictyoptera) dan (B) Nomadacris (Orthoptera)
Pleuron
Daerah pleura berupa membran pada larva, tetapi bersklerit pada insekta dewasa. Secara mendasar ada tiga sklerit pleura, satu sklerit ventral disebut sternopleura, merupakan tempat artikulasi coxa dan menjadi berfusi dengan sternum. Dua sklerit dorsal anapleurite dan coxapleurite.
Gambar 4. 27. Pandang lateral protoraks Perla (Plecoptera) B. Digramatik pandang lateral suatu segmen kutup – sayap.
Sayap
Perkembangan sayap
Perkembangan sayap, sayap pertama muncul sebagai wing pads(merupakan invaginasi/penonjolan) pada insekta muda. Wing pads berkembang secara eksternal pada nimpa, suatu evaginasi lateral terjadi dengan lapisan luar kutikula (di atas dan di bawah) dan lapisan dalam epidermis. Diantara kedua lapisan terlihat trakea, saraf dan perluasan rongga tubuh. Setiap selesai molting, pads tumbuh sehingga tampak sebagai miniatur sayap. Setelah molting selesai darah masuk menekan memperlebar struktur tersebut dan sayap berkembang sempurna dihasilkan individu dewasa. Selama tumbuh melebar epidermis retak dan hancur lalu kedua lapisan kutikula berfusi dan tersklerit mengelilingi trakhea dan saraf untuk membentuk vena-vena dan vena melintang yang bertindak sebagai penguat/bingkai sayap.
Gambar 4. 28. Perkembangan sayap insekta, terlihat sayatan melintang (A) pupa awal (B) pupa akhir (C) dewasa
Sayap berkembang sempurna pada seluruh insekta terlihat tipis, kaku muncul dari dorsolateral antara pleura dan notum segmen mesotoraks dan metatoraks. Tiap-tiap sayap terdiri dari membran tipis yang ditunjang oleh vena-vena tubular. Membran dibentuk oleh dua lapis integumentum tertutup, sementara vena dibentuk yang mana sisa pemisahan dua lapis kutikula dua yang bersklerit. Dalam tiap-tiap vena mayor sebuah saraf dan trakhea, serta rongga vena berhubungan dengan haemocoel haemolimf dapat bersirkulasi memasuki sayap. Pada tepi sayap anterior beberapa serangga ada titik berpigmen. Ini ditemukan pada kedua sayap Odonata dan pada kebanyakan sayap Hymenoptera, Psoptera, Megaloptera dan Mecoptera.
Gambar 4. 29. Diagramatik sayatan sayap transversal melalui vena
Pada ordo diptera , pasangan sayap kedua mengalami reduksi menjadi alat penyeimbang dan disebut halter
Umumnya sepasang sayap menjadi dominan. Pada beberapa insekta sayap belakang menjadi sangat pokok untuk terbang karena itu, sayap depan sangat tinggi “sclerotized agar melindungi sayap belakang ketika terbang. Sayap depan yang dimodifikasi disebut tegmina pada belalang dan elytra pada kumbang. Pada insekta lain tegmina dan elytra tidak berkembang, sehingga sayap depan menjadi organ primer untuk terbang dan sayap belakang mengalami reduksi.
Perkembangan sempurna dan sayap fungsional terjadi pada insekta dewasa, walaupun perkembangan sayap mungkin ada pada larva. Pada larva hemimetabola sayap dapat dilihat sebagai pad eksternal, tetapi sayap berkembang internal pada bentuk holometabola. Ephemeroptera pengecualian memiliki dua sayap sempurna pada instar. Larva instar akhir molting menjadi subimago yang mirip dewasa, tetapi beda tepi sayap dan sayap transparan serta kaki lebih pendek. Larva Ephemeroptera mampu terbang dekat, setelah larva molting segera menjadi tahap dewasa. Pada rangkaian molting ini kutikula sayap lepas.
Struktur sayap
Venasi
Pada banyak fosil insekta venasi sayap membentuk jaringga tidak teratur disebut archedicton. Susunan yang mirip ditunjukkan oleh insekta sehari, seperti retikulum vena-vena terjadi pada Odonata dan sebagai dasar sayap depan dari Tettigonioidea dan Acridoidea. Hampir seluruh insekta venasi terdiri dari sejumlah vena longitudinal yang berkembang baik berjalan sepanjang sayap dan dihubungkan oleh sejumlah vena melintang. Ada kecendrungan pada sayap belakang ordo-ordo insekta melipat dengan cara seperti kipas sehingga vena-vena pada puncak atau melalui lipatan. Sebuah vena pada puncak disebut conveks. Sementara vena diantara dua lipatan puncak disebut concave.
Dasar vena-vena longitudinal dapat dibedakan hampir pada seluruh insekta maju, dari tepi anterior ke belakang sayap: Kosta (C), Subkosta (Sc), Radius (R) Sektor radial (Rs), Media anterior (MA), Media posterior (MP), Kubitus anterior (CuP), Vena anal (1A,2A, dll).
Rangka sayap melintang menghubungkan rangka-rangka sayap longitudinal yang utama dan biasanya diberi nama sesuai dengan yang bersangkutan misalnya rangka sayap melintang medio-kubital, yaitu m-cu. Beberapa rangka sayap memiliki nama khusus misalnya rangka sayap humerus (h) dan rangka sayap sektoral (s).
Gambar 4. 30. Rangka – rangka sayap umum, menurut Comstock, untuk kunci mengenai huruf, lihat teks yang menyertainya. Pada beberapa ordo, rangka sayap di sini diberi label Cu1 disebut Cu oleh Comstock (dan cabang-cabang Cu1 dan Cu2), dan rangka-rangka tunggal, taitu rangka-rangka sayap anal.
Gambar 4. 31. Sayap insekta, kiri: secara umum sayap insekta memperlihatkan vena-vena utama. Kanan: sayatan melintang diperbesar memperlihatkan vena terdiri dari permukaan luar sayap, celah darah, dan trakea.
Modifikasi sayap, umumnya tipe sayap membran semitransparan seperti pada Odonata dan Hymenoptera. Tetapi beberapa modifikasi misalnya rambut dan sisik, untuk menghasilkan suara bukan untuk terbang, serta halter yang berfungsi untuk kesetabilan pasa saat terbang.
Kaki
Ambulatorial. Kaki untuk berjalan (ambulatorial leg) kadang-kadang disebut “walking leg”, terdiri dari enam segmen, yaitu: coxa, trochanter, femur, tibia, tarsus dan pretarsus/cakar. Femur dan tibia lebih panjang dari segmen lain. Walaupun tarsus terlihat seperti segmen, tetapi segmen tersebut sebenarnya segmen palsu atau tarsomeres karena itu tidak mempunyai otot. Pretarsus hanya terdiri dari claws atau ungues, kadang-kadang terdapat arolium atau pulvili . Adanya claws memungkinkan insekta dapat bergerak di atas permukaan kasar. Arolium dan pulvili atau tipe lain dari bantalan perekat dan rambut di atas tarsi membantu pergerakan melintasi permukaan licin.
Kaki secara keseluruhan digerakkan oleh otot yang berasal dari tergum atau sternum dan masuk ke dalam coxa. Sebagai tambahan, gerakan segmen individu dipengaruhi oleh otot dalam segmen kaki.
Cursorial Dimiliki sebagian besar hewan yang berlari (running animals) memiliki kaki panjang dan kurus. Contohnya kumbang tiger dan kecoak.
Saltorial. Kaki digunakan untuk melompat (jum or vault), contohnya pada belalang.
Raptoral. Sepasang kaki depan kadang-kadang dimodifikasi untuk “menggenggam dan memegang mangsa (grasp and hold prey) untuk dimakan, contoh pada belalang sembah.
Natatorial. Ditemukan pada insekta dengan kaki yang dimodifikasi untuk berenang, kita kenal pergerakan lengan pendayung dan perenang (oars and swimmers), contoh kumbang penyelam (diving beetle), kaki tengah dan belakang memipih dan segmennya kadang-kadang ukuranya sama.
Fossorial. Kaki depan orong-orong dan nimfa jangkrik (mole criket and cicada) pendek dan sclerotized tinggi. Penonjolan rigi-rigi (toothed) besar dari femur atau tibia digunakan untuk menggaruk tanah untuk sampai mengeluarkan partikel tanah.
Clasping. Kaki depan dari kumbang air dimodifikasi untuk “memegang” betina saat terjadi kopulasi.Beberapa tarsomer biasanya tumbuh dengan sucker dan cakar besar agar efektif tepat memegang organ.
Gambar 4. 32. Modifikasi tungkai insekta. (A) saltorial (tungkai belakang belalang). (B) raptorial (tungkai depan belalang sembah). (C) fossorial (tungkai depan nimfa cicada). (D) natatorial (tungkai tengah dan belakang kumbang scavenger air). (D) clasping (tungkai depan kumbang penyelam predator jantan)
Abdomen(banyak spirakel)
Wilayah tubuh bagian posterior disebut abdomen. Jumlah segmen bervariasi dari 9-11 kecuali pada collembola. Segmen pertama mungkin berfusi dengan toraks dan terlihat menjadi bagian toraks, contoh semut. Segmen abdomen terdiri dari sebuah tergum dorsal dan sebuah sternum ventral. Delapan segmen pada abdomen biasanya memiliki spirakel. Spirakel biasanya tidak ditemukan pada segmen terakhir dan segmen tersebut sering berfusi bersama atau reduksi. Wilayah ini vital bagi organisme karena tempat organ visera, jantung dan organ reproduksi. Lubang saluran reproduksi dan alat kelamin (genitalia) ditemukan pada segmen ke sembilan untuk insekta jantan dan segmen ke delapan dan ke sembilan untuk insekta betina. Berbeda dengan insekta dewasa dan nimfa, untuk beberapa larva abdomen berperan sebagai daya penggerak.
Gambar 4. 33. Struktur dasar abdomen dengan modifikasi untuk ovopositor (A) orong-orng (criket) (B) jangkrik (cicada).
Genital eksternal
Jantan, sebagian besar organisme darat (terrestrial), struktur intromittent ada untuk penetrasi tubuh betina dan menyimpan sperma. Pada insekta aedeagus (sejenis penis) kadang-kadang bersklerit dengan tingkat bervariasi dan dimodifikasi untuk mencegah, pada banyak spesies, perkawinan intraspesies. Aedegus mungkin sepasang atau many-lobed (cuping), tetapi biasanya phallus tunggal. Sepasang claspers mungkin ditemukan untuk membenarkan posisi betina saat kopulasi. Hampir seluruh insekta aedeagus dan claspers struktur yang berada pada segmen abdomen kesembilan, tetapi ada beberapa yang membingungkan seperti asalnya dan apakah ada modifikasi appendages atau perkembangan sekunder dari lobus sternal.
Betina, berhubungan dengan kopulasi dibutuhkan untuk menyimpan telur. Pada insekta primitif, telur niscaya hanya dijatuhkan, tetapi insekta yang hidup saat ini memiliki ovivositor (berubah menjadi sengat lebah)untuk menempatkan dan memposisikan telurnya pada suatu mikrohabitat yang tepat. Suatu tipe insekta primitif, terlihat pada belalang dan cicadas, terdiri dari tabung bersklerit dibentuk dari pasangan appendages dari kedua segmen abdominal delapan dan sembilan. Bentuk dan tingkat kekerasan, panjang struktur ini biasanya menentukan dimana telur diletakkan contoh di tanah, di bawah kulit katu dll. Pada beberapa insekta, seperti lebah dan wasps ovipositor ini selanjutnya dimodifikasi menjadi sengatan dan peran primernya meletakkan telur telah hilang.
Pada insekta maju, seperti lalat, telah kehilangan struktur ependikular dan tipe lain dari ovipositor terdiri dari suatu tabung dibentuk dari segmen abdominal terakhir telah di evolved (lipat). Di bawah keadaan normal ovivositor membentuk teropong (remains telescoped) pada segmen anterior tetapi ketika tekanan darah meningkat ovivositor memanjang dan mampu menyimpan telur.
Cerci
Pada saat embrio, tiap-tiap segmen abdominal memiliki sepasang appendages, tetapi biasanya hilang dari abdomen sebelum menetas dari telur. Pada segmen ke tujuh kadang-kadang appendages nya masih terlihat disebut cerci.
Kaki larva (Larvapods)
Pada insekta muda mungkin ditemukan appendages abdomen. Secara keseluruhan appendages dikenal dengan nama larvapods. Adaptasi tersebut hilang ketika terjadi metamorfosis. Beberapa larvapods seperti yang ditemukan pada nimfa mayfly, dimodifikasi menjadi insang trakhea dan ditemukan hampir pada seluruh segmen abdominal. Pada larva (ulat) ditemukan prolegs yang membantu ulat untuk bergerak (locomotion).
Gambar 4. 34. Beberapa embelan abdominal insekta muda (A) proleg larva Lepidoptera dengan sejumlah kait untuk melekat pada permukaan kasar dan area suckerlike (a) untuk permukaan halus; (B) pygopod (embelan segmen ke sepuluh abdomen) larva dopsonfly untuk melekat pada batu dan terutama posisi melayang dalam air; (C) insang nimfa mayfly; (D) urogomphus (embelan segmen abdomen ke sembilan larva) dari kumbang ground. A. sucker penekan; cl, cakar; cr, crohet (menyulam); pl, planta; pdp, pygopod; pr, proleg; st, stylus; Ur, urogompus.
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
BAB V
Internal Insekta
Sistem pencernaan
Insekta mengambil makanan dari bagian anterior mulut, di dalam saluran pencernaan makanan dipecah dengan bantuan enzim hidrolisis. Secara ringkas reaksi tersebut sebagai berikut:
H2O + makanan Enzim Molekul yang dapat terabsorpsi + energi + kotoran
Makanan dicerna diabsorpsi ke dalam tubuh dan sisa materi kotoran dibuang lewat bagian posterior anus. Enzim – enzim disekret khusus untuk makanan individu. Berbagai kelenjar untuk meningkatkan produksi enzim juga berkembang, tetapi tidak sama dibandingkan dengan kelenjar vertebrata.
Perkembangan saluran pencernaan
Saluran pencernaan insekta berkembang dari dua invaginasi, satu anterior dan satu posterior, dari eksoskleton embrio (ektoderm), yang tumbuh terus dan bersatu dengan sebuah kantong yang terbentuk dari endoderm. Batas antara ketiganya pecah lalu membentuk satu saluran tunggal. Invaginasi bagian anterior disebut stomodeum, invaginasi bagian posterior disebut proktodeum dan bagian endoderm pusat disebut mesenteron. Karena berasal dari ektoderm, kedua stomadeum dan proktodeum memiliki kutikula disebut intima yang tidak ditemukan pada mesenteron. Migrasi mesoderm ke seluruh bagian tersebut menghasilkan otot. Kutikula ini dikelupaskan pada setiap ganti kulit.
Variasi di dalam tiap-tiap bagian saluran pencernaan tergantung pada makanan. Saluran makanan mungkin berubah pada insekta yang mengalami metamorfosis sempurna sampai tahap dewasa.
Gambar 5. 1. Perkembangan dan spesialisasi embrionik saluran pencernaan. (A) kantung stamodeum terjadi invaginasi anterior dan kantung proktodeum invaginasi posterior; (B) primordial kantong mesenteron pada ujung kantung; (C) unit-unit gabian mesenteron; (D) wilayah antara stomodeum, mesenteron dan proktodeum.
Makanan padat (hewan yang makananya padat adanya tembolok)
Makanan padat harus dilunakkan dahulu sebelum dicerna. Mengunyah (grinding) secara normal dilakukan dalam sebuah chamber sama seperti sebagian hewan tingkat tinggi. Chamber ini atau rongga preoral dibentuk oleh labrum anterior, mandibula lateral, maksila dan labium posterior. Makanan dikunyah menjadi bagian kecil-kecil, dicampur dengan sekret air ludah dari kelenjar labium untuk lubrikasi yang terbatas pada pencernaan karbohidrat, selanjutnya didorong masuk ke mulut ditelan dengan bantuan otot faring. Makanan kemudian bergerak melewati esofagus dengan gerak peristalsis. Pada insekta primitif seperti springtail, bolus makanan masuk ke mesenteron; insekta yang lebih khusus lagi, seperti belalang dan kumbang pengilas (ground beetle), bagian posterior stomadium dimodifikasi menjadi melebar disebut crop yang berfungsi untuk menyimpan makanan sementara dan sebuah otot proventrikulus yang berperan utama sebagai katup.
Ketika proventrikulus relaksasi makanan digerakkan ke posterior masuk ke mesenteron. Tabung ini disebut ventrikulus. Divertikula lateral atau gastric caecae merupakan perluasan dari ventrikulus untuk memperluas daerah permukaan (gastric caecae ini merupakan suatu kantong berbentuk kerucut yang berfungsi menskresi enzim-enzim pencernaan). Pada tempat ini (mesenteron) sebagian besar enzim disekret. Enzim-enzim dibebaskan dari usus tengah sel-sel epitel oleh vakuola atau dengan pemecahan sempurna dari sel-sel yang mengandungnya (sel bersisi enzim). Enzim-enzim yang aktif dan memecahkan protein menjadi asam amino adalah kelompok enzim proteinase dan peptidase. Karbohidrat (glikogen, pati) dipecah menjadi gula sederhana oleh bantuan enzim amilase. Lemak dan minyak dipecah oleh lipase menjadi gliserol dan asam lemak. Enzim-enzim khusus seperti kitinase, keratinase, selulose dapat ditemukan pada spesies dengan makanan spesifik.
Tidak adanya intima maka daerah ini (saluran tengah) dapat mengabsorpsi makanan. Ventrikulus dan gastric caecae secara umum menyerap hasil dari pencernaan. Menyerap (sari makanan) dapat dengan difusi atau transportasi aktif. Makanan ditahan pada usus tengah hingga periode pencernaan dan absorpsi selesai, lalu katup pilorik usus belakang relaksasi dan material sisa bergerak ke posterior sampai usus anterior.
Intima pada proktodeum, khusus pada rektum, khusus untuk menyerap dan reabsorpsi air, garam, gula dan beberapa asam amino. Material fises bergerak ke posterior, materi fises tersebut mengalami dehidrasi menjadi pelet pada rektum dan selanjutnya dibuang.
Dinding sel pada saluran pencernaan dilindungi dari duri tumbuhan dan makanan kasar oleh intima pada stomadeum dan proktodeum dan dengan mengurangi membran peritropik mesenteron pada beberapa insekta. Membran peritropik terbentuk salah satunya oleh sekresi seluller atau dengan hilang border seluller mesenteron, tetapi membran peritropik sisanya permiabel terhadap enzim dan hasil pencernaan. Membran bergerak ke belakang saluran dan kadang-kadang dibuang dengan feses.
Makanan Cair
Modifikasi dari sistem pencernaan bagi insekta makan zat cair umumnya berhubungan dengan perubahan-perubahan bagian mulut. Struktur yang paling umum adalah penyempitan tabung saluran pencernaan bagian esofagus dan muncul sebuah divertikulum atau crop off (tembolok buntu) esofagus untuk menyimpan makanan cair. Kelebihan air pada insekta yang mencerna cairan kadang-kadang menjadi suatu masalah, khususnya insekta muda yang mana memerlukan makanan banyak harus diambil untuk pertumbuhan. Kelebihan air harus dibuang untuk osmoregulator. Kelebihan air juga membuat pertemuan enzim-substrat lebih susah sebab semakin jauh antara partikel-partikel makanan.
Modifikasi lain kadang-kadang ventrikulus menjadi morfologi yang berbeda, yaitu ventrikulus 1, 2, 3 dan kadang-kadang 4.
Gambar 5. 2. Beberapa variasi saluran pencernaan insekta (A) belalang; (B) kumbang penggilas; strider air; (D) cicada; (E) ngengat; (F) lalat rumah. Alnt, intestine anterior; Cr, tembolok; FilC, ruang filter; Ge, gastric kaekum; Mal, tubulus Malpighian; Oe, esophagus; Ph, faring; Pvent, proventrikulus; Rec, rectum; Vent, ventrikulus.
Simbion
Banyak insekta yang mampu membiakkan mikroorganisme dalam tubuh untuk menyediakan hostnya nutrisi penting dan kapasitas dibutuhkan banyak defisiensi-nutrisi makanan. Banyak simbion ditemukan pada intraseluller tubuh.
Walaupun banyak insekta yang mencerna selulosa, sedikit yang memiliki enzim selulose untuk mencerna polisakarida. Pencernaan karbohidrat ini sering dilakukan oleh bakteri dan protozoa yang terdapat pada saluran pencernaan hostnya. Beberapa spesies rayap makan materi feses dan oral feeding (mulut ketemu mulut) dari anggota koloni lebih tua setelah menetas dari telur dan kemudian diinokulasi dengan mikroorganisme yang dibutuhkan untuk mencerna makan yang mereka, walaupun rayap lain mampu memhasilkan selulosenya sendiri.
Beberapa insekta mempunyai ruang khusus untuk”rumah” organisme. Jika ruang tersebut bagian dari usus belakang seperti pada rayap, dinding dari sepanjang wilayah ini dengan simbiont diberikan pada tiap-tiap molting. Reinokulasi harus terjadi, jika simbion tersebut dibutuhkan untuk survive.
Struktur umum saluran pencernaan
Saluran pencernaan insekta terbagi menjadi tiga wilayah, yaitu foregut atau stomodeum, midgut (mesenteron) dan hindgut (proktodeum). Foregut: farinks, esofagus, crop, dan proventrikulus. Midgut: caecae dan ventrikulus. Hindgut: pilorus, ilium dan rektum. Saluran pencernaan di dalam tubuh disangga oleh otot, tetapi ditempat lain hanya oleh jaringan ikat misalnya pada trakeae. Biasanya saluran pencernan berjalan dari mulut sampai anus.
depan tengah belakang
Gambar 5. 3. Diagram yang menunjukkan pembagian dan apendik saluran pencernaan.
Foregut
Foregut diturunkan dari ektoderm dan memiliki selapis kutikula disebut intima, yang dilepaskan pada tiap-tiap molting dengan cara yang sama melepaskan kutikula. Epitel foregut terdiri dari sel-sel pipih, sisi luar otot longitudinal dan otot sirkuler, berkembang baik. Otot sirkuler tidak melekat pada epitel tetapi berada di sekitar usus, sehingga kontraksi mengatur terhadap perkembangan peristiwa pelipatan longitudinal.
Farinks adalah bagian pertama foregut setelah rongga buccal. Bagian dari tipe otot foregut farinks memiliki seri otot dilator yang melekat pada farinks. Berada di ventral tentorium dan dorsal frons dan berkembang paling baik pada insekta mengisap (sucking), khususnya Lepidoptera dan Hymenoptera, pompa faringeal digunakan untuk menghisap cairan. Faring juga terdapat pada insekta menggigit dan mengunyah dan suatu bagian yang berperan melewatkan makanan dari mulut ke esofagus. Esofagus, bagian yang tidak berdiferensiasi dari foregut yang berperan melewatkan makanan dari faring ke crop.
Gambar 5. 4. A. Sayatan transversal foregut dan caeca midgut Chorthippus B. Sayatan foregut lebih diperbesar
Crop adalah bagian yang membesar pada foregut untuk menyimpan makanan. Biasanya berada di postrior esofagus, tetapi pada insekta makan cairan pada esofagus ada divertikulum lateral. Seringkali crop terlipat longitudinal dan transversal ketika kosong menjadi terentang ketika insekta makan, tetapi pada Periplaneta volume crop sedikit berubah ketika crop tidak mengandung makanan crop berisi udara. Sekresi dan absorpsi tidak terjadi pada crop, karena dibatasi oleh intima impermiabel.
Gambar 5. 5. Sayatan longitudinal foregut Periplaneta
Proventrikulus dimodifikasi bervariasi pada insekta yang berbeda. Insekta pemakan zat cair proventrikulus tidak ada kecuali sebuah katup sederhana berasal dari midgut. Suatu katup juga ditemukan pada banyak insekta lain dan kadang-kadang otot sirkuler membentuk suatu sphincter pada pintu midgut. Pada kecoak dan jangkrik proventrikulus berkembang menjadi enam keping (plates) kuat, dimana berperan mencegah makanan kembali. Proventrikulus adalah sebuah pengontrol makanan dari crop ke midgut. Beberapa lipas dan rayap mengandung perlengkapan gerigi di bagian dalam; gerigi ini digunakan selanjutnya untuk menggilas sebelum makanan masuk usus tengah.
Gambar 5. 6. Sayatan longitudinal proventrukulus Apis
Proventrikulus pada lebah madu sangat khusus. Suatu invaginansi anterior menjadi crop end berbentuk empat bibir mobile (bergerak) tiap-tiap lengan dengan sejumlah duri-duri. Proventrikulus mengontrol pergerakan makanan dari crop ke midgut, tetapi juga dapat membuang pollen dari suspensi nektar pada crop sementara nektar tertahan. Sementara pollen ke midgut, nektar tertahan dalam crop untuk ditumpahkan dan proses membuat madu.
Midgut
Midgut tidak memiliki dinding kutikula tetapi sebagian besar insekta dilapisi oleh membran peritropik lembut. Sebagian besar ciri-ciri sel midgut tinggi dan silindris dengan mikrovili yang teratur membentuk suatu striated yang berbatasan dengan lumen. Membrans basal sel berdekatan dengan hemocoel, infolded (lipatan ke dalam) dengan sedikit terbuka pada hemolimf, sehingga rongga ekstraseluller batasnya relatif terisolasi. Banyak mitokondria tertutupi oleh lipatan tersebut, meskipun yang lain juga terjadi pada sitoplasma yang lebih distal. Sel-sel juga secara umum mengandung retikulum endoplasma luas dengan ribososm diduga dikonsentrasi mensintesis enzim pencernaan. Sel-sel berhubungan pada batas distal dengan tight junction dan septate desmosom sehingga membentuk epitelium. Sel-sel kolumnar tersebut dikonsentrasikan sekresi enzim dan absorpsi produks pencernaan. Pada ulat, Ephemeroptera dan Plecoptera sel-sel goblet terdistribusi diantara sel-sel silindris.
Lapisan epitel usus tengah terlibat dua fungsi yaitu sekresi enzim-enzim pencernakan ke dalam lumen-lumen dan penyerapan produk-produk pencernakan ke dalam tubuh serangga. Karena itu usus tengah merupakan tempat utama pencernakan dan penyerapan dalam saluran pencernakan.
Gambar 5. 7. sayatan trasversal midgut Chorthippus, B. Sayatan midgut diperbesar
Gambar 5. 8. Gambar diagramatik struktur sel-sel midgut
Hindgut
Hindgut dilapisi oleh selapis kutikula yang lebih tipis dan lebih permiabel dari pada foregut. Epitel secara umum tipis, tetapi sel-selnya lebih kubus dari pada foregut. Otot kurang berkembang.
Pilorus adalah bagian pertama hindgut dan pirolus biasanya asal tubulus Malpighi muncul. Pada beberapa insekta bentuknya sebuah katup antara midgut dan hindgut.
Ileum adalah suatu lumen tidak berdiferensiasi, berjalan sampai ke rektum, tetapi pada beberapa rayap bentuknya sebuah kantong yang berflagel berhubungan dengan pencernaan selulose.
Rektum adalah sebuah kantong membesar dan berdinding tipis kecuali pada wilayah yang sebenarnya, dinding rektum (rectal pads), memiliki sebuah epitel columnar. Biasanya ada enam dinding rektum yang mungkin terletak memanjang sepanjang rektum atau mungkin membentuk papila (papilliform) seperti pada Diptera. Poros usus pada beberapa jenis mempunyai bantalan-bantalan poros usus yang besar dan tebal yang penting untuk mengambil air dari tinja. Usus belakang adalah tempat akhir untuk penyerapan kembali air, garam-garam, dan zat-zat makanan apapun dari tinja dan air seni.
Rongga penyaringan adalah suatu modifikasi saluran pencernaan yang di dalamnya dua bagian yang berjarak normal terikat berdekatan satu sama lain oleh jaringan pengikat; rongga penyaringan terdapat pada banyak Homoptera dan agak beragam dalam bentuk pada anggota-anggota pada ordo itu. Usus tengah pada tengah tersebut pada serangga-serangga ini dibedakan menjadi tiga daerah: ventrikel pertama, kedua, dan ketiga. Ventrikel pertama dan kedua adalah struktur-struktur seperti kantong tepat dibelakang esofagus dan ventrikulus ketiga adalah suatu pipa panjang. Secara khas ventrikulus ketiga membelok ke depan dan terletak dekat dengan ventrikulus pertama, seringkali melingkarinya, ditempat itu ventrikulus ketiga ditahan dengan jaringan pengikat. Himpunan majemuk ini membentuk ronggga penyaring.
Homoptera hidup dari cairan tumbuh-tumbuhan yang biasanay mereka makan dalam jumlah yang besar. Rongga penyaring merupakan suatu alat yang membeiarkan air dari cairan tumbuhan yang tertelan lewat secara langsung dari bagaian depan usus tengah ke usus belakang. Jadi pengumpulan cairan tumbuhan sebelum pencernannya dibagian belakang usus tengah. Cairan yang berlebihan keluar lewat dubur sebagai embun madu.
Kelenjar kepala
Kebanyakan serangga memiliki sepasang kelenjar yang terletak di bawah bagian anterior dari saluran pencernaan. Saluran-salauran dari kelenjar ini memanjang ke depan dan bergabung menjadi satu saluran umum dan bermuara dekat dengan dasar labium atau hipofaring. Kelenjar-kelenjar labium ini (karena bermuara pada dasar labium) biasanya berfungsi sebagai kelenjar air liur. Seringkali terdapat pembesaran saluran dari masing-masing kelenjar yang berfungsi sebagai satu penampung bagi sekresi air liur. Kelnjar labium pada larva Lepidoptera, Trichoptera, Hymenoptera mengeluarkan sutera yang dipakai dalam pembuatan kokon, tempat berlindung dan tempat penghimpunan makanan oleh Trichoptera penganyam benang jaring.
Kelenjar kepala misalnya kelenjar mandibula, maksila, paringeal dan labial, umumnya ditemukan walaupun biasanya tidak seluruhnya ada pada seekor insekta.
Kelenjar mandibula, ditemukan pada Apterygota, Dictyoptera, Isoptera, Coleoptera dan Hymenoptera dan biasanya struktur seperti kantong pada kepala terbuka dekat dasar mandibula. Pada Apis kelenjar lebih besar pada ratu dari pada pekerja dan sangat kecil pada pejantan. Lebah ratu menghasilkan feromon yang diperlukan mengontrol koloni sementara pada lebah pekerja dan berbagai semut menghasilkan feromon alarm. Kelenjar mandibula besar pada larva Lepidoptera yang berfungsi sebagai kelenjar salivari, tetapi tidak ada saat dewasa. Pada Sphdromantis (Dictyoptera) kelenjar menghasilkan amilase.
Kelenjar Maksila, ditemukan pada Protura, Colembola, Heteroptera dan beberapa larva Neuroptera dan Hymenoptera. Biasanya kecil, terbuka dekat dasar maksila, dikonsentrasikan untuk lubrikasi mulut. Pada Heteroptera karnivora berperan menghasilkan racun untuk membunuh mangsa.
Kelenjar faringeal, terdapat pada Hymenoptera dan berkembangbaik pada lebah madu pekerja. Kelenjar ini vestigial pada ratu dan tidak ada pada jantan.
Kelenjar labial, kelenjar ini ditemukan pada sebagaian besar insekta, walaupun tidak ditemukan pada beberapa Coleoptera. Kelenjar labial besar dan memanjang ke belakang sampai toraks. Sebagain besar kelenjar labial adalah kelenjar asinus, tetapi pada Diptera, Lepidoptera dan lalat adalah tubular dengan mengelembung duktus secara gradual sampai membentuk bagian glandular terminal.
Pada larva Diptera sel-sel mengandung kromosom politen sangat besar (kromosom raksasa) seperti pada Drosophila. Bagian kelenjar mungkin terdiferensiasi membentuk reservoir (menyimpan) salivari, sementara pada Heteroptera kelenjar terdiri dari sejumlah lobus terpisah.
Kelenjar asinus ada dua tipe utama sel. Sel besar, disebut sentral atau sel zymogen, mengandung sungguh banyak retikulum endoplasma kasar sel tersebut bertanggungjawab untuk memproduksi enzim salivari.
Fungsi kelenjar labial, Sebagain besar insekta kelenjar labial berfungsi kelenjar salivari. Saliva berperan untuk lubrikasi mulut, selanjutnya diproduksi jika makanan kering, juga mengandung enzim yang memulai pencernaan makanan. Pada larva Lepidpotera dan Tricoptera menghasilkan sutra, yang digunakan untuk membuat shelter (cangkang) dan kokon.
Gambar 5. 9. Kelenjar ludah Locust. A. Susunan umum B. Sayatan melalui asinus. C. Struktur sel-sel parietal dan zimogen
Sistem Sirkulasi
Pada organisme multiseluler dan peningkatan ukurannya, distribusi material metabolisme menjadi suatu masalah untuk dipecahkan pertama oleh rongga tubuh yang dipenuhi dengan cairan tubuh bercampur (sloshing). Insekta tidak memiliki pembuluh darah, karena itu darah beredar tidak melalui pembuluh darah atau pembuluh ada tetapi cairan tidak dapat terpisah secara sempurna disebut sistem peredaran terbuka.
Darah insekta (hemolimf) terdiri dari 5 sampai 40% dari tubuh, tertutup dalam rongga tubuh atau hemocoel. Pembuluh dorsal panjang terdapat pada insekta terbagi menjadi suatu rangkaian pumping chamber (jantung) yang ada di abdomen dan aorta memanjang sampai ke otak. Beberapa insekta memiliki kantong aorta besar di kepala dan pembuluh segmental ditemukan pada beberapa taksa orthoptera seperti kecoak dan belalang sembah. Perubahan bentuk aorta overall (keseluruhan) dan posisi, pada jumlah ruang jantung dan ritme pulsa mungkin terjadi selama metamorfosis dari larva ke dewasa.
Hemolimf masuk pada tiap-tiap ruang jantung melalui ostia dan dipompa ke anterior, salah satunya dengan kontraksi peristaltik atau dengan kontraksi uniform (seragam) tunggal jantung, melalui aorta di bawah otak hemolimf keluar masuk ke hemocoel. Hemolimf secara umum mengalir ke posterior tubuh di sepanjang saluran pencernaan, kemudian nutrisi diabsorpsi diambil dari ventrikulus dan untuk didistrubusikan ke tubuh. Hemolimf sekarang mengalir di sebelah dorsal melalui lubang dorsal diaphragm, melekat otot alari pembuluh dorsal, dan hemolimf kemudian masuk kembali ke jantung.
Sebagian besar insekta sering melakukan pergerakan “pernapasan” dengan jalan kontraksi segmen abdomen untuk membantu distribusi cairan tubuh . Ada otot-otot penggerak disebut organ pendenyut tambahan (accesory pulsating organs) yang terletak dekat kaki, antena dan otot sayap.
Gambar 5. 10. Struktur sistem sirkulasi. (A) Pandang lateral hipotesis yang menunjukan alairan darah insekta; (B) organ pendenyut tambahan; (C) Pandang dorsal sayatan jantung
Hemolimf adalah darah atau cairan tubuh insekta tidak mengandung Hb kecuali larva Chironomus dan bangsa lalat. Warna jernih, kekuningan atau kehijau-hijauan tergantung makanan. Mengandung sel hematosit.
Fungsi utama darah atau hemolimf adalah transportasi material zat-zat makanan, hormon-hormon, sisa-sisa dan sebagainya ke tabung malpighi dibuang ke rektum dan anus. Hemolimf juga ikut dalam pengaturan osmose, keseimbangan garam-garam dan air dalam tubuh, mengatur Mengatur keseimbangan air dan garam serta proses pergantian kulit. Darah juga berfungsi pada waktu berganti kulit, dalam mengembangkan sayap-sayap sesudah berganti kulit yang terakhir, dan dalam penonjolan struktur yang disembulkan seperti gelembung sembul dan alat kelamin. Selain itu, hematosit ada pada hemolimf tetapi pada insekta tidak untuk mengangkut oksigen. Fungsinya sama dengan sel darah putih manusia terutama untuk fagosit, walaupun terlibat juga pada koagulasi dan penyembuh luka. Lebih dari tujuh tipe hematosit dapat dikelompokkan, tetapi tidak seluruhnya ditemukan pada spesies yang sama atau pada waktu yang sama di insekta. Akhirnya darah juga bertindak sebagai jaringan penyimpanan air dan zat-zat makanan seperti lemak dan karbohidrat.
Peredaran: jantung Aorta rongga kepala rongga tubuh seluruh tubuh, daerah tungkai dan sayap ruang perikardium ke jantung (melalui ostia).
Gambar 5. 11. Diagram yang menunjukkan hubungan antara sistem pencernaan, sirkulasi, trakea dan eksretori
Sistem Trakeae dan Respirasi
Kata respirasi diperoleh beberapa maksud; menunjukkan pertukaran udara atau ventilasi dan pemecahan makanan untuk mendapatkan energi. Ahli fisiologi sekarang menggunakan kata tersebut untuk menunjukkan serangkaian reaksi biokimia yang terjadi dalam sel yang membebaskan energi. Ada oksigen reaksi dapat diringkas sebagai berikut:
6O2 + 6H2O + C6H12O6 6CO2 + 12 H2O + energi (1)
Persamaan di atas salah satu sederhana sekali yang mana senyawa awalnya gula sederhana atau monosakarida. Monosakarida datang dari pemecahan glikogen sel dan trehalose gula disakarida darah. Substansi lain seperti asam amino dan asam lemak, mungkin juga dilibatkan dalam siklus energi ini pada waktu berbeda. Rangkaian itu bertalian dengan sistem pencernaan (lihat gambar).
Karbohidrat sumber energi besar mendapatkan cadangan sewaktu dan setelah makan, yang mana minyak, lemak dan protein digunakan pada waktu yang sama khususnya selama periode aktivitas berlangsung. Pembebasan energi dari siklus asam trikarboksilak (TCA atau asam sitrik Krebs) secara normal digunakan untuk mengubah adenosin trifosfat (ADP) menjadi adenosin trifosfat (ATP) yang kembali berperan sebagai sumber energi tinggi.
(2) Energi + ADP + Fosfat an organik ATP
Mendekati 55 % atau 380.000 kalori total energi dari molekul gula dilepas dan disimpam menghasilkan 38 molekul ATP ketika dalam siklus oksidasi (respirasi aerob).
Respirasi insekta pada umumnya dilakukan oleh sistem trakeae. Udara dari luar masuk ke dalam melalui spirakel. Spirakel bentuknya bervariasi mulai dari lubang bentuknya sederhana sampai ke struktur yang memiliki filter dan katub untuk mengatur lubang spirakel. Insekta memiliki dua pasang spirakel pada toraks dan delapan spirakel pada abdomen. Trakeae memiliki cabang ke otot dan pembuluh darah dorsal, ke median saluran pencernaan dan gonad, dan ke ventral otot-otot ventral dan saraf. Cabang trakeae disebut trakeol. Dalam tubuh insekta terdapat kantong udara.
A. B
Gambar 5. 12. A. Spirakel protoraks lalat flesh dewasa (Sacophaga bullata) memperlihatkan setae filter, yang menjaga partikel asing dan debu masuk ke sistem trakea. B. Spirakel protoraks larva lalat rumah (Musa domestica) memiliki lubang multipel .
Gambar 5. 13. Sayatan melintang abdomen menggambarkan beberapa trakea.
Trakea dilapisi dengan suatu lapisan kutikula dan pada cabang-cabang yang lebih besar dipertebal untuk membentuk cincin-cincin heliks yang disebut taenidia, yang secara simultan memebrikan kekuatan trakeae dan kelenturan. Trakeol-trakeol juga dilapisi oleh kutikula adalah buluh-buluh intraseluler yang kecil dengan dinding yang tipis dan sering mengandung cairan. Melalui dinding trakeol inilah sebenarnya pertukaran gas terjadi.
Gambar 5. 14. Sistem trakea A. Gambar skematik cabang trakea dan trakeol. Filter dan katup spirakel menjaga partikel luar, parasit dan cairan dan mencegah evaporasi tubuh. B. Sistem trakea pada belalang
Pada serangga yang mempunyai sistem trakeae terbuka udara masuk ke dalam tubuh melalui spirakel, kemudian melewati trakeol-trakeol dan oksigen masuk kedalam sel-sel tubuh dengan cara difusi. Karbon dioksida meninggalkan tubuh dengan cara yang sama. Spirakel-spirakel mungkin sebagain atau seluruhnya tertutup selama periode pengembangan pada beberapa serangga. Kehilangan air melalui spirakel mungkin diperkecil dengan cara ini. Insekta yang mempunyai lubang atau spirakel langsung berhubungan dengan trakeae disebut sistem terbuka. Bila spirakel tertutup udara akan masuk melalui segmen tubuh yang memiliki spirakel dan udara diedarkan ke seluruh tubuh.
Sistem-sistem trakeae tertutup memiliki spirakel-spirakel yang secara permanen tertutup, tetapi mempunyai suatu jaringan trakeae tepat di bawah integumentum, yang didistribusikan baik secara meluas atau khusus di bawah permukaan-permukaan tertentu (insang-insang). Sistem trakeae tertutup terdapat pada beberapa serangga akuatik atau parasitik. Pada jenis-jenis ini gas masuk dan meninggalkan tubuh dengan difusi melalui dinding tubuh antara trakeae dan lingkungan luar, dan gerakan gas melalui sistem trakeae dipengaruhi oleh difusi.
Pada insekta yang mempunyai trakeae sistem tertutup gas-gas yang masuk ke dalam trakeae untuk distribusi pertama harus melewati eksoskleton. Beberapa insekta akuatik mempunyai area permukaan lebih luas yang membentuk Insang trakeae, evaginasi eksoskleton sampai ke jaring-jaring trakeol.
Gambar 5. 15. Beberapa variasi sistem trakea insekta (A) Tipe khas sistem terbuka, (B) Sistem terbuka dengan reduksi pada beberapa spirakel, (C) Sistem tertutup dengan kutaneus dan insang trakea untuk pertukaran gas.
Kantong udara ukurannya bervariasi mungkin ada dan dikenali reduksi dan kurang bercabang. Fungsi kantong udara:
1. untuk menyimpan oksigen
2. untuk meniupkan (bellow) pada distribusi udara dan mendinginkan tubuh, terutama waktu terbang.
3. menurunkan berat pada waktu spesies terbang cepat
4. meningkatkan tekanan tubuh selama periode tertentu seperti molting dan
5. penyediaan celah selama molting untuk pertumbuhan mendatang bila terjadi pertumbuhan
Sistem Otot
Sistem otot serangga terdiri dari beberapa ratus sampai beberapa ribu otot individu. Semuanya terdiri dari sel otot lurik, termasuk otot di sekitar saluran pencernakan dan jantung. Otot rangkan yang menempel pada dinding tubuh, menggerakkan berbagai bagian dinding tubuh termasuk embelan. Selaput sel otot dan epidermis saling terikat dan saling dihubungkan oleh desmosom. Dari desmosom itu, mikrotubul-mikrotubul berjalan ke selaput epidermis bagian luar dan dari sana serabut-serabut yang menempel berjalan melalui kutikula ke epikutikula. Serabut-serabut yang menempel tidak terpecah-pecah antara sat-saat bila epidermis terpisahkan dari kutikula lama (apolisis) dan pengelupasan kulit tersebut. Jadi otot-otot tetap menempel pada dinding tubuh, dan serangga tersebut meneruskan kemampuannya bergerak selama periode pembentukan kutikula baru. Lokasi tempat menempelnya otot-otot rangka kadang-kadang berguna untuk menentukan homologi dari berbagai bagian tubuh. Otot-otot yang mengelilingi jantung, saluran pencernaan, dan saluran reproduksi menghasilkan gerakan-gerakan peristaltik yang menggerakkan zat-zat sepanjang saluran ini. Otot tersebut biasanya terdiri dari otot longitudinal dan sirkular.
Walaupun sebagian besar sel-sel mampu kontraksi terbatas, sel-sel tertentu memiliki kemampuan besar berkontraksi. Tingkat kemampuan kontraksi dan kecepatan ditentukan oleh pita interseluller atau serat lintang yang melakukan proses aktual; sel-sel otot tersebut relatif sedikit serat lintang karakteristiknya kontraksi ritmik lambat, padahal salah satu penggiat memiliki jaringan meluas, tidak seperti sel-sel otot mamalia, seluruh sel otot insekta memiliki serat lintang, tetapi jumlah sangat bervariasi.
Sel-sel otot teragregasi menjadi serabut-serabut otot dan menjadi unit fungsional disebut otot. Jumlah otot-otot individu insekta bervariasi. Pada belalang dewasa sekitar 900 otot, larva kupu-kupu sekitar 4.000 otot.
Otot insekta dikelompokkan ke dalam empat tipe: viseral, segmental, apendikular dan untuk terbang. Otot viseral mengelilingi duktus dan lumen dan menghasilkan gerakan langsung atau peristalsis untuk gerak produk (makanan) dari satu tempat ke tempat lain. Otot-otot segmental menyebabkan telescoping (memaksa satu bagian masuk ke bagian yang lain/saling menerobos) segmen dibutuhkan pada molting, inhalasi, ekshalasi, meningkatkan tekanan tubuh, pergerakan kaki. Apendik-apendik digerakkan oleh sebuah unit otot yang datang dari salah satu tergum atau sternum dan melekat pada koksa.
Otot insekta sangat lembut dan lunak, tidak kuat serta dapat dengan mudah berkontraksi, pada kepala otot tersebut mengerakkan mandibula, pada toraks mengerakkan sayap, kaki dan metatoraks serta pada abdomen menggerakkan ovipositor.
Gambar 5.16. Muskular dari belalang (Melanopus differentialis). A. Segemen abdominal; Dl, otot longitudinal dorsal; M, Otot mandibula; Ms, mesonotum; Mt, metanotum; P, rongga preoral; Pn, pronotum; T, tentorium; Ts, Otot tergo-sternal.
Sistem Ekskresi
Sebagaimana hasil metabolisme langsung di dalam sel, molekul seperti sampah protein, harus dieliminasi. Organisme bersel tunggal mengeluarkan sampah langsung ke lingkungan eksternal sedikit atau tidak bertukar, tetapi organisme multiseluller harus mendetoksifikasi sampah metabolisme dengan menggabungkan dengan substansi lain, kecuali kandungan berlebihan air dapat mencairkannya. Jika produk tersebut tidak dapat digunakan pada sintesis senyawa organik, seperti asam amino, organ khusus dan duktus ada pada sebagian besar hewan membuangnya dari darah dan mengeliminasinya dari dalam tubuh.
Sistem ekskresi primer seekor serangga terdiri dari sekelompok saluran berongga yaitu buluh-buluh malpighi, yang timbul sebagai penyembulan keluar pada ujung anterior usus belakang. Buluh-buluh ini bervariasi dalam jumlah dari satu sampailebih dari beberapa ratus, dan ujung-unung distalnya tertutup. Fungsi-fungsi buluh ini mengambil sisa nitrogen dan mengatur bersama-sama dengan usus belakang keseimbangan air dan berbagai garam-garam dalam hemolimf. Ion-ion rupa-rupanya secara aktif ditranspfortasikan melalui selaput bagian buluh, menimbulkan satu aliran osmose air masuk kedalam lumen. Bersama-sama dengan air ini sejumlah zat larut yang kecil asam amino, gula-gula dan sisa-sisa nitrogen masuk buluh secara pasif. Air seni primer ini adalah larutan isoosmotik yang mengandung molekul-molekul kecil yang ada di dalam hemolimf. Beberapa za-zat yang terlarut ini mungkin secara aktif diserap kembali di bagian dasar buluh-buluh malpighi atau di dalam usus belakang. Sisa nitrogen utama biasanya asam urat, satu zat kimia yang secara relatif tidak beracun dan tidak dapat larut dalam air.
Sebagian besar sampah nitrogen produk insekta terestrial, sekitar 80 sampai 90 persen, terdiri dari asam urik suatu substansi yang relatif nontoksik dan susah dipecahkan. Asam urik dibuang dari darah melalui tubulus Malpighi dan disimpan dalam usus belakang dimana kristal asam urik seperti air diserap kembali. Eliminasi melalui pembuangan air besar dengan feses. Sebagian asam urik bergabung ke dalam jaringan dan eksoskleton. Pada beberapa kecoak, mencapai 10 persen total berat tubuh kering terdiri dari asam urik yang dapat digunakan kemudian dalam metabolisme ketika makanan kurang (defisiensi) nitrogen. Produk sampah yang lain amonia ditemukan pada insekta air tawar dan beberapa insekta terestrial seperti larva lalat blow, yang hidup pada habitat sangat lembab. Urea, walaupun diisolasi dari beberapa insekta, tidak ada hubungan.
Seperti hewan lain, kelebihan dari beberapa tipe eliminasi untuk menjaga keseimbangan osmotik agar tetap terjadi. Insekta yang mencerna banyak makanan cair dan beberapa mendiami air tawar harus membuang air agar terpelihara keseimbangan osmotik yang baik. Selama periode tersebut kelebihan air dibuang dari darah oleh tubulus Malpighi, dan sedikit dan tidak ada absorpsi pada proktodeum.
Sebagai tambahan tubulus Malpighi, berbagai sel-sel fagosit dan badan lemak berperan penting pada eliminasi atau detoksifikasi produk sampah dari sirkulasi darah.
Badan Lemak
Badan lemak suatu jaringan longgar dari sel-sel yang berhubungan dengan jaringan ikat tubuh. Badan lemak terletak di sekitar saluran pencernaan dan organ-organ lain mungkin kandungannya mencapai 65 persen dari berat total tubuh pada beberapa larva. Fungsi primer badan lemak terlihat berhubungan dengan aktivitas penyimpanan dan metabolisme intermediary (metabolisme antara).
Seperti namanya, lemak-lemak disintesis dan disimpan dalam jaringan lemak. Kenyataannya sebagian besar lipid ditemukan pada insekta terletak di sini. Sebagian besar lipid adalah trigliserida. Lipid menjadi tinggi pada insekta betina bereproduksi, insekta memasuki diapause dan beberapa insekta yang siap migrasi.
Badan lemak juga tempat sebagian besar menyimpan dan deposit glikogen. Gula dibuang dari hemolymph dan diubah menjadi molekul yang disimpan, walapun beberapa gula diubah menjadi trehalose disakarida. Trehalose, gula darah insekta secara konstan dilepas dari badan lemak tubuh untuk disebarkan ke seluruh tubuh. Kecuali protein yolk dibawa ke ovari, insekta dewasa menyimpan sedikit protein dalam badan lemak.
Sistem Syaraf
Sistem syaraf pusat serangga terdiri dari otak terletak di dalam kepala di atas esofagus (ganglion supraesofagus), sebuah ganglion subesofagus dihubungkan dengan otak oleh dua syaraf (penghubung-penghubung sirkumesofagus) yang berada pada masing-masing sisi esofagus dan satu syaraf ventral yang berjalan ke posterior dari ganglion subesofagus. Otak terdiri dari tiga pasang gelampbir, protoserebrum, deutoserebrum dan tritoserebrum.
1. Pasangan lobus pertama protoserebrum, menerima saraf dari mata majemuk dan ocelli. Protoserebrum adalah wilayah asosiasi besar pada sistem saraf pusat (kira-kira 100.000 lebih neuron), dan protocerebrum langsung berhubungan dengan potoreseptor menunjukkan besarnya pengaruh rangsangan cahaya dimiliki sebagian besar insekta. Eksperimen pada insekta sosial menunjukkan ukuran perbandingan area ini (850.000 neuron pada lebah madu) terlihat berkorelasi dengan tingkat kemampuan belajar.
2. Deutoserebrum atau pasangan lobus ganglion kedua menerima impul dari antena mengkoordinasi input sensori ini dengan otak, mengontrol pergerakan antena.
3. Tritoserebrum, tidak seperti bagian lain otak, sisa terpisah menjadi dua lobus dan menerima saraf dari ganglion frontal, labrum dan ganglion subesopageal. Seluruh lobus otak berhubungan dengan jalur serabut sarat. Urat syaraf ventral secara khas adalah ganda mempunyai ganglia segmental atau sering beberapa ganglion bersatu mengakibatkan lebih sedikit ganglia yang kelihatan dari pada ruas-ruas.
Seluruh sel dapat peka terhadap rangsang mampu merespon stimulus. Sel-sel tertentu pada organisme multiselluller telah terspesialis untuk membawa respon tersebut dan mengkoordinasi informasi datang menjadi aksi tingkah laku. Jumlah neuron potensial biasanya dibatasi oleh ukuran dan spesialisasi dari organisme. Insekta relatif kecil dan memiliki jumlah neuron terbatas. Meskipun demikian, beberapa neuron digunakan sangat secara efisiensi melalui serangkaian “membangun-dalam” atau pola tingkah laku bawaan.
Satuan – satuan fungsional sistem syaraf adalah neuron atau sel-sel syaraf, ada tiga tipe dasar neuron, yaitu neuron sensori memiliki satu sampai banyak dendrit, neuron internusial penghubung sensoris (neuron asosiasi) dan motoris. Badan neuron biasanya terletak dekat dengan permukaan tubuh ditempat tersebut dapat tersesusun tunggal atau berkelompok menjadi organ-organ sensoris. Impul pada neuron motor dan asosiasi berjalan hanya sepanjang akson pada cabang kolateral secara normal tidak melalui badan sel. Pada neuron sensori impul berjalan lewat dendrit ke badan sel sebelum mencapai akson.
Gambar 5. 17. Diagram mekanisme refleks sistem saraf insekta.
Ganglion sistem syaraf pusat bertindak sebagai pusat-pusat koordinasi. Masing-masing mempunyai otonomi tertentu yaitu dapat mengkoordinasi impul-impul yang tersangkut dalam aktivitas-aktivitas daerah-daerah tertentu dari tubuh. Aktivitas-aktivitas yang mencakup seluruh tubuh dapat dikoordinasi oleh impul-impul dari otak, tetapi aktivitas ini dapat terjadi walaupun otak tidak ada.
Elemen dasar sistem saraf disebut sel saraf, atau neuron. Terdiri dari suatu badan sel mengandung nucleus dan sitoplasmik panjang kontak dengan neuron berikutnya. Badan sel dikenal sebagi soma atau perikarion, sementara yang proyeksi (memanjang) dikenal sebagai akson.
Sebagian besar neuron-neuron insekta monopolar, hanya memiliki proyeksi tunggal dari perikarion. Proyeksi ini atau neurit selanjutnya bercabang membentuk akson dan dendrit. Sel saraf periferal adalah bipolar dengan dendrit distal pendek menerima rangsang dari lingkungan dan akson proksimal memanjang sampai ganglia sentral. Beberapa sel multipolar ada pada hipocerebral dan ganglia prontal juga berhubungan dengan reseptor menjulur (stretch).
Gambar 5. 18. Gambar Diagramatik tipe neuronyang berbeda ditemukan pada system saraf insekta
Jaringan saraf muncul pada saat perkembangan embrio awal dan berada pada segmen-segmen seperti metameres individu yang terbentuk. Jaringan neural membentuk sepasang ganglia pada tiap segmen dan sebagai dasar sistem saraf pusat. Ganglia menjadi berhubungan sebagai serabut neuron tumbuh membentuk satu ganglion yang berhubungan dengan ganglion lain menjadi sistem saraf pusat yang terlihat seperti tangga. Posisi sebagian besar ganglia berlawanan dengan letak saraf manusia, yaitu berada di bawah sistem pencernaan. Tiap-tiap segmen ganglion mengatur aktivitas struktur dari segmen dimana ganglion terbentuk. Beberapa sel pada ganglia menghasilkan hormon disebut neurosekretori.
Gambar 5. 19. Gambar diagramatik perkembangan sistem saraf. Saraf periferal tdak termasuk. (A) pembentukan neuroblast selama segmentasi; (B) Interkoneksi ganglia; (C) Diferensiasi ganglia terjadi seperti tagmosis
Relatif tampak seperti tangga. Tiga pasang ganglion pada anterior berfusi dan membentuk otak atau ganglion supraesopageal, unit pasangan nomor empat sampai enam menjadi ganglion subesopageal sisa dari system saraf pusat membentuk pita saraf ventral, dan ganglion tersebut cenderung berfusi, khususnya tiap pasangan segmen terakhir dari abdomen yaitu tiga sampai empat pasang. Pada beberapa insekta spesialis, seluruh ganglia berfusi membentuk masa ganglionik tunggal pada kepala dan toraks.
Gambar 5. 20. Diagram yang menunjukkan sefalisasi (fusi wilayah anterior) dari sistem saraf pusat insekta (A). silverfish; (B) kumbang whirligig; (C) waterstrider; B, otak; l, ganglia protoraks; 2, ganglia mesotoraks; 3, ganglia metatoraks
Ganglion subesopageal terletak di bawah esopagus dan mengkoordinasi aktivitas sensori dan motor dari apendik segmen empat, lima dan enam (berturut-turut mandibula, maksila dan labrum) saraf juga mensuplai hipofarink dan kelenjar salivari.
Sistem simpatetik stomodeal berhubungan dengan sistem saraf pusat melalui tritocerebrum. Sistem simpatetik stomodeal umumnya terdiri dari ganglion frontal ditambah satu atau dua saraf berturut-turut sepanjang permukaan dorsal dari stomadeum. Sebagai tambahan untuk mengontrol pergerakan peristaltik dari bagian anterior saluran pencernaan, sistem ini juga membawa saraf ke pembuluh dorsal dan dua tipe kelenjar endokrin, sepasang korpora allata dan corpus cardiac.
Bagian lain sistem saraf termasuk saraf ventral yang tidak berpasangan yang mengontrol spirakel dan sistem simpatetik kaudal. Sistem terakhir muncul dari ganglion gabungan terakhir dari pita saraf ventral dan membawa saraf ke sistem reproduksi dan bagian posterior saluran pencernaan.
Gambar 5. 20 Otak insekta dan struktur yang terkait
Saraf memancar dari ganglia, khusus pada abdomen, struktur variasinya sederhana ketika dibandingkan dengan vertebrata dan mengandung sedikit neuron. Tidak seperti vertebrata, koordinasi fungsi tubuh dan tingkah laku desentralisasi. Contoh abdomen Cecropia ngengat betina mampu melakukan berbagai aktivitas menunjang hidup, atraktan kopulasi dengan jantan dan oviposisi, ketika dipisahkan dari sisa bagian tubuhnya. Kepala belalang sembah jantan kadang-kadang dimakan oleh belalang sembah betina ketika “bercumbu saat kopulasi”, jantan masih melanjutkan kopulasi dan aktivitas berjalan.
Organ-Organ Reseptor
Serangga mempunyai orgasn-organ perasa yang peka terhadap stimuli kimiawi, mekanis, pendengaran dan penglihatan dan mungkin juga stimuli seperti kelembaban relatif dan suhu.
Reseptor Kimiawi
Kemoreseptor yang terkait dalam pengecapan dan pembau adalah bagian-bagian yang penting dalam sistem sensorik serangga dan terkait dalam banyak tipe tingkah laku. Makan, kawin, pemilihan habitat dan hubungan parasit induk semang misalnya sering kali diarahkan oleh reseptor kimiawi.
Biasanya tiap sensilium terdiri dari sekelompok sel-sel sensoris yang juluran-juluran distalnya membentuk satu ikatan yang meluas ke permukaan tubuh. Ujung-ujung juluran sensoris biasanya dalam suatu struktur seperti pasakyang berdinding tipis. Juluran seperti pasak mungkin tenggelam dalam suatu cekungan, atau atau juliran-juluran sensorik dapat berakhir dalam suatu piringan bulat tipis yang terletak di atas suatu rongga dalam kutikula. Pada beberapa kasus ujung juluran sensorik dapat terletak dalam suatu lekuk di dalam dinding tubuh dan tidak tertutup oleh kutikula.
Organ pengecap terutama terletak pada bagian mulut, tetapi beberapa serangga misalnya semut, lebah madu dan tawon juga mempunyai organ pengecap pada sungut dan banyak kupu-kupu, ngengat, lalat mempunyai organ pengecap pada tarsi.
Reseptor Mekanik
Organ-organ perasa serangga peka terhadap reaksi stimuli mekanik berupa sentuhan, tekanan atau getaran, dan melengkapi serangga dengan informasi yang dapat memberikan petunjuk pengarah, gerakan-gerakan umum, makan, terbang menjauhi musuh, reproduksi dan aktivitas lain. Organ perasa ini ada tiga tipe, yaitu sensilla rambut, sensilla berkelompok atau sensilla kampaniform dan dan organ-organ skolopoforus.
Tipe yang paling sederhana dari reseptor taktil adalah sebuah sensilum rambut. Satu juluran dari neuron perasa (reseptor) meluas sam[pai dasar seta, dan gerakan-gerakan seta mengawali impuls di dalam neuron. Pada sensilum kampaniform ujung neuron terletak tepat di bawah satu daerah seperti kubah dari suatu kutikula dan distorsi dari kubah ini menimbulkan respon syaraf. Organ-organ skolopoforus juga dikenal sebagai organ kordotonum adalam sensilla yang lebih kompleks yang terdiri dari satu ikatan neuron-neuron sensoris yang dendrit-dendritnya menempel pada dinding tubuh; mereka peka terhadap gerakan-gerakan tubuh termasuk tekanan dan getaran.
Pendengaran
Kemampuan untuk mendeteksi suara (getaran dalam substrat atau dalam medium sekitar) terdapat pada banyak serangga, dan suara memainkan peranan dalam banyak tipe kelakuan. Serangga-serangga mendeteksi suara yang ada di udara dengan dua tipe organ sensorik, sensilla rambut dan organ-organ tympanum. Getaran-getaran di dalam substrat dideteksi oleh organ-organ subgenu.
Banyak serangga rupanya dapat mendeteksi suara, tetapi sensilla yang khusus yang bersangkutan tidak selalui diketahui. Pada beberapa Diptera misalnya nyamukdikenal bahwa setae sungut terkait dalam pendengaran (sensilla itu adalah organ Johnston pada ruas sungut kedua).
Organ-organ timpanum adalah organ-organ skolopoforus di mana sel-sel sensorik menempel pada (atau sangat dekat dengan) selaput timpanum. Jumlah sel-sel sensorik yang tersangkut berkisar antara satu atau dua sampai beberapa ratus. Organ timpanum ada pada Orthoptera tertentu, Homoptera, dan Lepidoptera.
Gambar 5. 21. Sensilia serangga. A. sensilia rambut; B. Sensilia kampaniform; C, kemoreseptor. Bm, selaput dasar; cut, kutikula; lapisan seperti kubah dari kutikula di atas ujung saraf; dp, juluran distal dari sensoris; ep, epidermis; nv, neuron; sen, kerucut perasa; se, seta; scn, sel sensooris; tgr, sel trikogen.
Sistem Reproduksi
Reproduksi bertujuan untuk melestarikan jenisnya. Secara ringkas proses reproduksi pada individu secara seksual dapat diringkas sebagai berikut.
Meiosis fertilisasi embriologi
Betina telur zigot keturunan baru
Meiosis
Jantan Sperma
Satu masalah besar spesies dioecious (satu individu jantan dan betina) menghasilkan sperma hingga telur. Di air sperma dapat dengan mudah dilepaskan dekat telur, tetapi di lingkungan darat yang kering tidak bisa adaptasi ini. Perlindungan sperma tidak ada dan telur cepat kering.
Telur dilindungi oleh eksoskleton atau korion. Modifikasi korion termasuk porus (pores) atau mikrokpil tempat penetrasi sperma, berbeda bentuk, berbagai pahatan/ukiran (sculpturing) pada korion, dan porus-porus khusus, aeropil, untuk masuk oksigen Sitoplasma telur umumnya terletak di tepi, tetapi ada yang menembus yolk sampai nukleus.
Sperma insekta biasanya memiliki suatu ujung pendek atau aflagelata. Beberapa insekta tertentu, sperma dilindungi oleh membran gelatin berbentuk kantong khusus atau spermatofor. Spermatofor tersebut salah satunya disimpan pada permukaan tanah tempat betina tinggal atau ditransper ke dalam tubuh betina selama kopulasi. Betina dari beberapa insekta membutuhkan nutrisi dari spermatofor tersebut dalam produksi telur. Kandungan nutrisi yang didapat mungkin signifikan; contoh, kira-kira 20 persen dari berat tubuh jangkrik Mormon jantan digunakan untuk memproduksinya. Spermatofor telah hilang pada berbagai insekta atau hanya sisa. Ringkasan evolusi sperma dapat dilihat pada gambar berikut.
Jantan
Gonad jantan ada dua testes terdiri dari sejumlah tabung sperma definitif dibungkus suatu kantong membran. Dalam tabung tersebut ada sel khusus atau spermatogonia, meningkat ukuran menjadi spermatoosit primer menjalani meiosis menjadi haploid spermatosit sekunder dan spermatid dan ditranformasi menjadi sperma. Selanjutnya dari tiap-tiap testis ada vas deferens, yang membawa gamet tersebut ke duktus ejakolatori tunggal. Kelenjar asesori, terletak di luar kantong vas deferen atau duktus ejakulatori, menambah cairan dan melindungi jika spermatofor digunakan. Selama inseminasi, sperma ditansfer ke dalam sistem genital betina oleh Aedeagus.
Gambar 5. 22. Gamet insekta. (A) sperma; (B) telur
Gambar 5. 23. Evolusi transper sperma insekta
Gambar 5. 24. Diagram tube sperma atau follikel menunjukkan perkembangan sperma
Betina
Sistem reproduksi betina berperan ganda, untuk menerima aedeagus dan untuk memproduksi telur. Kopulasi terjadi ketika aedeagus dimasukkan ke dalam salah satu chamber genital atau ke dalam divertikulum khusus dari genital chamber, bursa. Sperma ditransper salah satunya dalam semen cair atau dalam spermatofor; jika spermatofor diterima oleh betina, penutup dan melindung dari pencernaan oleh teeth dilokasi pada saluran genital betina dan sperma terbebas. Gamet-gamet tersebut bermigrasi atau bergerak oleh peristaltik ke dalam spermateka lewat duktus spermateka, dimana sperma disimpan hingga telur dilepas. Pada beberapa insekta sperma disimpan langsung dalam spermateka. Panjang waktu sperma hidup dalam spermateka bervariasi mulai dari beberapa minggu pada kutu busuk sampai beberapa tahun pada ratu semut.
Gambar 5. 25. Gambar diagramatik dari sistem reproduksi betina dan jantan. Banyak variasi dari model hipotesis terjadi.
Gonad betina ada dua ovari terdiri atas sejumlah tabung definitif atau ovariol. Oogonia terletak pada wilayah terminal (ujung) dan tumbuh menjadi oosit primer selanjutnya turun ovum dan menerima yolk dari epitel folikel atau ovariol panoistik atau spesial dari sel-sel pemberi nutrisi atau ovariol meroistik
Setelah keluar dari ovariol telur kadang-kadang disimpan pada calyx, terutama pada insekta yang menyimpan telur banyak pada tempat tunggal. Telur, oosit pada tahap ini kemudian digerakan secara peristalsis ke lateral oviduct dan ke median oviduct ke lubang duktus spermateka dimana sperma dilepas dan penetrasi mikropil. Sperma masuk merangsang oogenesis sehingga nukleus oosit menjalani pembelahan meiosis untuk menghasilkan inti gamet haploid atau ovum dan inti badan polar. Inti badan polar hilang tetapi inti ovum dan sperma berfusi, sehingga jumlah kromosom yang tersimpan normal (diploid). Sejak sperma penetrasi telur, telur bergerak ke saluran genital dan dibungkus berbagai material dari kelenjar asesori untuk melekatkan telur pada substansi spesifik. Ovoposisi (oviposition) kemudian terjadi. Telur-telur diletakkan tunggal, dalam kelompok, atau terlekat bersama menjadi suatu struktur tunggal disebut ootheca.
Kemampuan untuk menghasilkan telur dan jumlah yang tersimpan tergantung pada tiga faktor:
Pertama, tepatnya nutrisi yang harus tersedia. Walaupun banyak insekta mengharuskan makan pada tahap muda untuk memproduksi paling tidak setumpuk telur, makanan tambahan yang wajib lainya atau rangsang dari saluran pencernaan sepenuhnya untuk menghasilkan telur.
Kedua, variasi jumlah seperti jumlah oviposition. Beberapa insekta menyimpan menumpuk sepenuhnya satu persatu dan kemudian meninggalkannya (mayflies), tetapi mungkin spesies lain menghasilkan banyak tumpukan telur lebih dan periode panjang.
Ketiga, jumlah diproduksi bervariasi seperti tipe reproduksi.
Gambar 5. 26. Dua tipe ovariol. (A) panoistik dari Orthoptera; (B) meroistik dari Hymenoptera
Reproduksi Seksual
Ovipariti. Sebagian besar insekta mengalami tipe reproduksi yang digambarkan di atas, dimana sebuah telur yang diproduksi, difertilisasi dan dioviposisi oleh betina. Ini adalah ovipariti. Pola tingkah laku berbelit-belit melibatkan telur secara normal disimpan pada mikrohabitat yang tepat, dekat atau pada makanan yang dibutuhkan dll. Yolk secukupnya ada untuk embriologi menjadi sempurna di dalam telur.
Telur-telur mungkin disimpan tunggal (singly), dalam kelompok, atau berfusi bersama menjadi suatu ootheca oleh sekresi kelenjar asesori, seperti pada kecoak atau coro (cocroach). Mortalitas karena kehilangan air lambat dengan disekresi lapisan lilin di bawah korion oleh telurnya sendiri.
Ovovivivariti. Pada ovovivariti, telur secara normal berkembang dan difertilisasi, tetapi mereka tertahan dan menetas dalam tubuh betina. Yolk yang cukup ada dalam telur untuk embrio menjadi sempurna perkembangannya tanpa betina menyediakan lebih lanjut makanan. Jumlah telur yang diproduksi terbatas, tetapi proteksi terhadap keturunannya tambah (plus) pemeliharaan insekta muda yang ditetaskan siap makanan sebelum seleksi menguntungkan. Lalat daging adalah contoh yang bagus dari variasi ini, dan larva disimpan pada bangkai segar tanpa kompetisi segera dari larva insekta lain.
Vivipariti, pada vivipariti, perkembangan mengambil tempat dalam tubuh betina. Pada beberapa variasi telur tidak mengandung cukup yolk untuk embrio berkembang sepenuhnya, insekta muda yang baru ditetaskan (young hatch) diberi manakan oleh induknya. Sedikit atau tidak ada korion serta selanjutnya diberi makan oleh induk. Aphid, selama musim panas dan lalat tertentu seperti tsese Afrika adalah contoh yang baik untuk tipe ini.
Gambar 5. 27. Perbandingan ovipatitas, ovoviparitas dan viviparitas
Reproduksi Aseksual
Poliembrioni
Pada poliembrioni, reproduksi berhubungan dengan ovivari atau partenogenesis. Ada dua variasi tipe poliembrioni reproduksi, Yaitu variasi pertama, sel-sel membelah memisah pada waktu awal pembelahan mitosis, tiap-tiap sel selanjutnya menjadi individu baru. Variasi kedua, pembelahan terjadi berkali-kali, setelah tubuh embrio membelah lagi jadi embrio. Jumlah embrio bervariasi mulai dari dua sampai ribuan.
Parthenogenesis
Beberapa insekta mampu bereproduksi tanpa fertilisasi individu yang dihasilkan mungkin diploid sebab meiosis tidak terjadi (Aphid) atau sebab badan polar berfusi dengan telur membentuik zigot (beberapa stick dan Lepidoptera). Contoh lain, seks ditentukan parthenogenesis salah satu jantan (Hymenoptera) atau betina berbagai jenis berkembang dari telur yang tidak difertilisasi karena itu menjadi haploid. Parthenogenesis secara normal berhubungan dengan tipe lain reproduksi seperti vivipariti (aphids) dan ovivariti (lebah). Dari tinjauan sitologi tipe reproduksi ini digolongkan ke dalam tiga kelompok.
a. Parthenogenesis apomictic biasanya sebagian besar secara genetik stabil sebab tidak terjadi meiosis. Parthenogenesis apomictic paling umum terjadi hasilnya adalah individu betina.
b. Parthenogenesis automictic dapat menghasilkan lebih bervariasi dari pada apomictic sebab terjadi meiosis, dan juga menghasilkan individu betina.
c. Parthenogenesis Generatif dikenal sebagai arrhenotoky, melibatkan meiosis, tapi individu berkembang dalam keadaan haploid sehingga seluruh gen diekspresikan. Tipe terakhir parthenogenesis ini juga terlibat dalam determinasi seks dan konsep haplodiploidi dimana individu diploid dan haploid seks berbeda.
Gambar 5. 28 Tipe parthenogenesis.
Paedogenesis
Beberapa contoh, insekta muda mampu menghasilkan keturunan dengan parthenogenesis atau dari sel tubuh tidak dari sel gamet, kadang-kadang sebagai bagian siklus hidup kompleks yang melibatkan perubahan generasi. Contoh yang baik bentuk reproduksi ini terlihat pada famili Diptera Cecidomyiidae. Tidak seperti insekta normal rute larva, pupa dan dewasa, larva terlihat di dalam tubuh dari larva instar pertama dan memakan jaringan “induk”. Pada Mycophila speyeri makanan larva cendawan (mushroom), tiap-tiap larva dapat menghasilkan 38 keturunan baru, dan populasi diketahui dapat mencapai 20.000 larva reproduktif per kaki (satuan) bujur sangkar dalam lima minggu. Bila makanan menjadi berkurang dan berdesakan pada tempat, jenis kelamin jantan dan betina dihasilkan, tetapi waktu perkembangan menjadi dua minggu lebih lima hari dengan paedogenesis.
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
BAB VI
Perkembangan dan Spesialisasi
Embriologi
Sebagian besar insekta penetrasi sel telur oleh sperma merangsang terjadinya pembelahan meiosis, hasilnya adalah sebuah nukleus haploid yang berfusi dengan inti sperma. Inti zigot selanjutnya mengalami serangkaian pembelaham mitosis. Beberapa inti yang tersisa menjadi vitellophagus, sel-sel untuk memetabolisme yolk digunakan embrio, sedangkan sebagian besar inti yang membelah bermigrasi menyebar dari sitoplasma ke periperal sel telur. Di sini masing-masing menghasilkan suatu membran sel, dan sel-sel periperal membentuk blastoderm. Sebagian blastoderm menjadi selaput embrio (serosa dan amnion), dan sebuah area penebalan atau keping ventral (ventral plate) yang akan menjadi embrio. Pada tahap berikutnya, embrio berkembang migrasi ke seluruh yolk, suatu proses disebut blastokinesis. Pergerakan demikian adalah ciri-ciri telur yang mempunya banyak yolk, umumnya pada insekta yang menjalani metamorfosis tidak sempurna tetapi pada telur-telur dengan sedikit yolk pergerakan berkurang atau tidak ada.
Gambar 6.1 Tahap awal embrio dalam telur insekta
Keping ventral membentuk suatu lapisan sel ganda bakal ektoderm dan mesoderm. Struktur sebagian besar diturunkan dari lapisan tersebut. Ada atau tidak lapisan ketiga endoderm pada sebagian besar hewan insekta belum dapat dipastikan. Sisi ventral, termasuk saraf berkembang pertama, kemudian saluran pencernaan dan terakhir suatu fenomena disebut dorsal closure menghasilkan sisi-sisi dan dorsal embrio termasuk pembuluh dorsal. Sebuah rongga antara saluran pencernaan dan eksoskleton disebut hemocoel, berkembang, tetapi itu bukan coelom seperti pada Anelida. Segmentasi dan tagmosis pada eksoskleton, otot-otot, sistem saraf terjadi pada tahap awal, walaupun sekat-sekat sempurna antara segmen atau metameres tidak pernah berkembang.
Gambar 6. 2 Diagram menunjukkan perkembangan dan diferensiasi dari zigot menjadi organsme dengan spesialisasi organ derivatnya
Gambar 6. 3. Embrio kepik milkweed, Oocopeltus fasciatus. Selaput dan kuning telur telah dibuang. (A) 71 jam; (B) 91 jam; (C) 101 jam. Ant, antena; md, mandibula; mx, maksila; lb, labrum; lm, labium; roman numerals, tungkai toraks.
Larva muncul dari telur dikerjakan dengan berbagai cara. Insekta muda sering mengunyah atau mencerna bagian korion. Beberapa insekta mendorong area telur yang lemah. Stimulus yang menginisiasi keluarnya insekta muda dari telur belum banyak diketahui kecuali beberapa spesies.
Pembelahan Superfisial
Telur insekta menjalani pembelahan superfisial, sebagaimana suatu masa yolk besar terletak pada pusat, pembelahan terbatas pada sitoplasma telur. Suatu rincian yang mengagumkan dari tipe pembelahan ini bahwa sel-sel tidak terbentuk hingga selesai inti dibagi. Pembelahan suatu telur insekta ditunjukkan gambar berikut. Inti zigot mengalami beberapa kali pembelahan mitosis di dalam bagian pusat telur. Pada Drosophila, 256 inti diproduksi melalui suatu seri pembelahan inti rata-rata setiap delapan menit. Inti disebut energids, kemudian migrasi ke periferi telur, dimana mitosis dilanjutkan, sekalipun secara progresif kecepatan lebih lambat. Embrio sekarang disebut sebuah blastoderm sinsitial (syncytial blastoderm) artinya bahwa seluruh pembelahan inti terkandung di dalam suatu sitoplasma bersama. Membran sel tidak ada hanya dari membran telur itu sendiri. Inti-inti tersebut bermigrasi ke kutup posterior telur segera dibungkus oleh membran sel baru untuk membentuk sel-sel kutup embrio. Sel-sel tersebut bakal sel-sel germinal dewasa. Kemudian, suatu peristiwa pertama dari perkembangan insekta adalah pemisahan dari bakal sel-sel kelamin embrio.
Gambar 6.4. Pembelahan superfisial pada embrio Drosophila.
Setelah sel-sel kutup terbentuk, membran oosit melipat menuju diantara inti, akhirnya menyekat tiap-tiap inti menjadi sebuah sel tunggal. Hasil ini blastoderm sellular, seluruh sel tersusun dalam suatu lapisan tunggal membungkus mengitari kuning telur di dalamnya. Pada Drosophila lapisan ini mendekati 6.000 sel dan dibentuk dalam tiga jam setelah fertilisasi. Sel-sel tersebut tidak tersebar secara rata atau secara acak ke seluruh blastoderm. Kemudian ada suatu konsentrasi sel-sel sepanjang permukaan ventral, tanda tempat dimana lapisan-lapisan lembaga akan dibentuk.Wilayah ini disebut germ anlagen dan merupakan asal seluruh sel-sel embrio insekta. Sel blastoderm lain menjadi membran ekstraembrio dari perkembangan insekta.
Gambar 6.5. Diagram skematik pemanjangan inti dan selularisasi pada blastoderm Drosophila.
Walaupun inti asalnya membelah di dalam suatu sitoplasma bersama, ini bukan berarti bahwa sitoplasma, sitoplasma sendiri, seragam (uniform). Karr dan Alberts (1986) menunjukkan bahwa tiap-tiap nukleus dalam blastoderm sinsitial terkandung inti memiliki sedikit teritori dari sitoskletal protein. Ketika inti mencapai periferi pada waktu siklus pembelahan kesepuluh, tiap inti menjadi dikelilingi oleh mikrotubul dan mikrofilamen. Gambar berikut menunjukkan inti dan esensialnya daerah mikrotubul dan mikrofilamen pada profase dari pembelahan mitosis ke dua belas.
Gambar 6.6. Lokalisasi sitoskleton mengelilingi inti pada blastoderm sinsitial Drosophila
Setelah inti mencapai periferi, waktu yang dibutuhkan sampai sempurna tiap dari empat pembelahan berikutnya secara bertahap lebih panjang, akhirnya sampai 60 menit untuk 14 siklus. Pada saat ini selularisasi terjadi. Sel-sel hasil pembelahan asinkron. Transkripsi dari inti tersebut (dimana mulai tahap siklus kesebelas) adalah sangat tinggi. Kemunduran dari pembelahan inti Drosophila dan percepatan sintesis RNA menyerupai situasi pada embrio sea urchin dan kodok. Kontrol kemunduran ini (pada embrio Xenopus, sea urchin dan Drosophila) kelihatan dipengaruhi oleh ratio kromatin terhadap sitoplasma (Newport dan Kirschner, 1982a, Edgar et al., 1986). Edgar dan koleganya membandingkan perkembangan awal embrio Drosophila tipe liar dengan suatu mutant haploid. Embrio drosophila haploid memiliki setengah kandungan tipe liar kromatin pada tiap-tiap pembelahan sel. Karena itu, sebuah embrio haploid pada siklus sel kedelapan memiliki kandungan kromatin sama seperti embrio tipe liar pada siklus sel ketujuh. Petunjuk tersebut menemukan bahwa dimana embrio tipe liar dibentuk lapisan selnya pada waktu siklus ke 14, embrio haploid menjalani sebuah ekstra, kelimabelas, pembelahan sebelum sellularisasi (proses sampai terbentuk sel). Selain itu, panjang siklus 11-14 pada embrio tipe liar cocok dengan siklus 12-15 embrio haploid. Kemudian embrio haploid mengikuti suatu pola sama dengan embrio tipe liar, hanya lambat satu pembelahan sel.
Perkembangan postembrionik
Pertumbuhan dan Eksdisis
Pertumbuhan sebagian besar hewan menggambarkan sintesis protoplasma baru dan secara normal dipengaruhi oleh pembelahan sel. Pada arthropoda proses ini dibatasi oleh; ukuran, kekerasan dan kemampuan eksoskleton untuk memperluas area permukaan. Hingga ukuran maksimal dicapai, suatu integumentum keras membatasi harus dibuang dan diganti dengan yang lebih besar agar pertumbuhan terjadi. Bagaimana mungkin? Jika sesuatu yang baru (lapisan integumen baru) terletak di bawah yang lama (lapisan integumen lama), tentu saja insekta akan lebih “maju”dengan molting atau eksdisis. Lapisan eksoskeleton lama akan dicerna atau robek.
Peristiwa molting sebagai berikut : epidermis melonggar dari kutikula (apolysis), dan integumen yang baru disekret di bawah integumen lama, dengan banyak dibuat cetakan –cetakan (building blocks) atau metabolit-metabolit datang dari bagian saluran pencernaan mencerna skleton kembali (mencapai 85 persen dicerna dan diabsorpsi). Integumen baru belum bersklerit dan sedikit terlipat. Insekta yang dibungkus dalam eksoskeleton lama adalah pharate stage. Insekta kemudian memasukkan udara dan berkontraksi otot-otot tubuhnya, lalu meningkatkan tekanan tubuhnya hingga eksoskeleton lama pecah sepanjang titik tertentu yang lemah atau sutura ekdisial, pada kepala dan toraks. Dengan pergerakan peristaltik tubuh, skeleton lama, atau exuviae, digerakkan ke posterior, dengan cairan molting yang tersisa berperan sebagai lubrikan. Karena tekanan tubuh tinggi tetap ada, integumen baru melurus dan meregang. Segera integumen diperluas, tanning (penyamak) atau terjadi sklerotisasi dan lapisan yang tersisa epikutikula dipelihara. Setelah eksoskeleton mengeras, otot relaksasi dan sebuah rongga baru disediakan untuk sintesis protoplasma selanjutnya.
Beberapa larva insekta kurang bersklerit, seperti ulat Lepidoptera, dikhususkan untuk mengambil makanan dan mempercepat pertumbuhan serta memperluas dan menambah besar eksoskeleton yang kurang bersklerit diantara molting-molting. Untuk contoh larva ulat tembakau meningkat sepuluh kali lipat beratnya (90 persen meningkat) dan area permukaannya empat kali meningkat pada instar kelima dan larva instar terakhir. Fenomena ini dibutuhkan molting mencapai dewasa pada insekta dengan eksoskeleton luas yang bersklerit; kemudian, energi tidak banyak hilang pada waktu molting dan pembentukan eksoskeleton baru, dan tidak banyak resiko terjadi pada individu karena molting.
Gambar 6.7. Sekuensi peristiwa molting eksoskleton insekta
Seluruh bagian dinding tubuh dengan kutikula molting, termasuk dinding integumen trakhea (tapi hanya dasar trakheol), intima stomodeal dan proctodeal. Pada periode ini merupakan waktu kritis pada kehidupan organisme. Proteksi eksoskleton hilang, insekta mudah diserang predator, senyawa kimia, kekuatan fisik dan kehilangan air. Kehilangan air sering diminimal dengan membatasi proses pada periode kelembaban tinggi; namun, kehilangan air kritis (mencapai enam kali normal) dan molting harus segera diselesaikan. Kadang kala sebuah insekta dapat ditemukan bahwa bagian eksoskleton lama masih menempel pada tubuhnya; indikasi itu kegagalan sutura eksdisis untuk merobek atau juga cepat evaporasi dari cairan lubrikasi molting. Jika area vital seperti sistem trakhea atau kapsula kepala, contoh tidak lepas dengan baik organisme taapa kecuali mati.
Gambar 6.8. Kecoa (Leucophaea maderae) dalam proses molting. Catatan celah eksdisial pada toraks dan kepala untuk eksoskleton lama menjadi shed (sisa kutikula)
Walaupun sebagian besar protoplasma bertambah diantara molting, cepat dapat dilihat dengan meningkatnya ukuran eksoskeleton, pertumbuhan permukaan terjadi secara kontinyu dan terbagi siklus perkembangan individu menjadi suatu seri tahap atau instar. Walaupun banyak ahli fisiologi saat ini membatasi penggunaan instar untuk periode diantara dua apolyses, suatu instar didefinisikan dalam kajian ini sebagai individu antara molting. Kemudian instar satu digambarkan insekta yang baru ditetaskan, atau eclosion, untuk molting pertama, instar kedua antara molting pertama dan kedua dan selanjutnya.
Gambar 6.9. Instar kecoa (Leucophaea maderae). Atas kolom sklerotisasi sempurna dan bawah baru molting
Metamorfosis
Sebagian besar insekta primitif tidak bersayap, seperti Collembola dan Thysanura, proporsi tubuh dan organ internal yang ada sama setiap kali molting atau eksdisis. Spesies yang mengalami perkembangan seperti itu disebut ametabola, menunjukkan tidak ada perubahan pada metabolisme. Kurang dari satu persen dari seluruh spesies insekta menunjukkan pola pertumbuhan ini. Insekta muda hidup pada habitat dan makanan sama seperti dewasa serta keduanya mampu molting.
Sebagian besar insekta mengalami perubahan bentuk atau bentuk selama perkembangannya, suatu proses metamorfosis. Beberapa spesies hanya modifikasi sedikit, tetapi suatu perubahan mungkinan terlihat dan termasuk perubahan sangat drastis, contoh individu insekta muda mirip cacing tanpa kaki menjadi dewasa dengan kaki dan sayap (lihat pada lalat). Satu klasifikasi yang membagi insekta muda dengan wing pad eksternal, eksopterigota dan spesies yang mempunyai wing pad internal seperti larva, endopterigota. Klasifikasi lain memisahkan hemimetabola untuk eksopterigota dan holometabola untuk endopterigota. Tinjauan yang lain memisahkan eksopterigota menjadi paurometabola (untuk insekta muda berkembang di darat) dan hemimetabola (untuk insekta muda berkembang di air) dan tetap endopterigota sebagai suatu unit tunggal, holometabola.
Gambar 6.10. Perkembangan telur sampai dewasa, menggambarkan tingkat metamorfosis yang terjadi.
Ketika suatu perubahan dari insekta muda menjadi dewasa terjadi tetapi tidak ekstrim, metamorfosis adalah tidak sempurna atau hemimetabola. Insekta muda atau nimfa secara normal ciri-ciri memiliki wing pad eksternal, kecuali sayap tidak ada seperti pada lice (kutu kepala). Sebagian besar struktur muda dan dewasa pada metamorfosis tidak sempurna serupa, walaupun proforsi tubuh berbeda dan berubah pada keping toraks dan sistem reproduksi terjadi pada tiap-tiap molting menjadi dewasa. Makanan dan ekologi sama pada seluruh tahap kecuali nimfa akuatik dan dewasanya terestrial. Insekta muda akuatik kadang-kadang disebut naiad, strukturnya dikhususkan yang vital untuk survive di air. Nimfa Odonata memiliki suatu labium besar untuk menangkap mangsa serta insang dua tipe, insang trakhea seperti ekor pada capung jarum dan insang rectal internal pada capung naga. Nimfa mayfly memiliki sepasang insang pada sebagian besar segmen abdomen.
Sebagian besar spesies insekta, mendekati 85 persen, memiliki tahap pupa dan mengalami suatu perubahan drastis. Metamorfosis adalah sempurna (perkembangan holometabola), sering sebagian besar struktur larva pecah karena histolisis dan struktur dewasa di dalam insekta muda, dibuat dari sekelompok kecil jaringan dewasa, imaginal discs, atau dari sel-sel larva ditransformasi menjadi sel-sel dewasa. Wing pad internal pada larva diubah menjadi eksterna pada pupa dan tumbuh fungsional pada dewasa. Tipe rekontruksi perkembangan ini ditemukan pada sebagian besar insekta maju. Larva cendrung menjadi dominan menjadi masa makan, pupa menjadi esensial tahap transformasi dan dewasa dikhususkan untuk penyebaran dan reprodukasi. Walaupun sebagian besar insekta dewasa melakukan makan, beberapa mampu hidup hanya dengan nutrisi yang disimpan dalam badan lemak yang diambil pada waktu larva.
Gambar 6. 11. Pembagian metamorfosis insekta
Tipe larva dan pupa
Tipe larva dikenal dengan tipe vermiform, artinya tubuh seperti cacing, tidak ada legs, kepala dapat berkembang baik atau tidak dapat berkembang baik. Eruciform, yaitu tubuh berbentuk silindris, dengan kepala berkembang baik, antena pendek, toraks pendek dan memiliki legs abdominal (prolegs).
Sedangkan tipe pupa, yaitu :
a. Tipe pupa eksarat memiliki apendiks tidak menempel (appressed) pada tubuh, ditemukan pada Neuroptera, Tricoptera, sebagian besar Coleoptera, beberapa Lepidoptera dan sebagian besar Hymenoptera.
b. Tipe kedua, obteks memiliki apendiks berfusi dengan tubuhnya, umumnya pada Lepidoptera, dan Diptera.
c. Tipe ketiga tertutup dalam eksoskeleton larva, puparium serta diklasifikasikan sebagai coarctate.
Gambar 6. 12. Berbagai tipe larva insekta
Gambar 6. 13. berbagai bentuk pupa
Gambar 6. 14. Tipe utama perkembangan insekta
Determinasi Seks
Hanya beberapa pengecualian, insekta memiliki kromosom seks X dan Y berdiferensiasi dengan baik. Sebagian besar insekta primitif jenis kelamin jantan heterogametic dalam bentuk XY atau XO (salah satu kromsom seks Y, tidak ada). Heterogameti ditemukan pada ordo-ordo primitif seperti Collembola, Thysanura, Ephemerptera dan Odonata, selanjutnya menjadi insekta maju. Pada Trichoptera dan Lepidoptera determinasi seks kebalikannya jantan homozygous untuk kromosom X. Pada Hymenoptera dan beberapa Thysanoptera dan Homoptera, jenis kelamin dideterminasi oleh haplodiploidi, jantan hasil dari telur tidak dibuahi (generasi parthenogenesis) dan haploid, betina diploid berkembang dari telur difertilisasi.
Polimorfisme
Variabilitas yang banyak dalam spesies sering menghasilkan kelompok fenotip berbeda dari individu sama atau morf. Bukti menunjukkan bahwa kedua hormonal, biasanya hormon juvenil (JH) atau feromon terlibat dalam fenonema ini, walapun lingkungan sering menginduksi variasi fenotif atau memiliki pengaruh tidak langsung, kedua bentuk struktur dan tingkah laku mungkin terlihat.
Perindahan belalang Afrika, Shistocerca gregaria, untuk tetap hidup penting dua bentuk berbeda atau fase. Fase soliter, belalang bertanduk pendek memiliki pigmen hitam sedikit dan sayap ukuran normal serta kelenjar protoraks tetap sampai dewasa menunjukkan peran yang berkesinambungan dari hormon juvenil. Dewasa yang tetap/tersisa pada wilayah umum yang sama berkembang. Fase gregarious, suatu bentuk yang banyak berpigmentasi, ukuran lebih kecil, sayap memanjang, kecepatan metabolisme lebih tinggi, kemampuan untuk menyimpan kandungan lemak tinggi, migrasi pada waktu siang hari baik nimfa maupun dewasa kelenjar protoraks tidak dipertahankan.
Aphid sebagai contoh lain dari polimorfisme bisa bersayap dan tidak bersayap dalam satu spesies. Suatu tumbuhan yang terserang sebagai sumber makanan berlimpah, populasi tumbuh dengan mudah. Akhirnya, berdesak-desakan sebuah generasi baru bersayap muncul dan dapat menyebar pada host baru. Sayap dicegah oleh hormon juvenil dan kepadatan tinggi dengan frekuensi tinggi dialami antara individu menyebabkan hormon juvenil turun dan sayap dibentuk.
Dimorfisme seksual, variasi bentuk antara jantan dan betina misalnya pada ngengat, kumbang. Pada rayap, lebah dan lain-lain juga ada perbedaan struktur dan bentuk sehingga terbentuk kasta-kasta.
Warna
Warna insekta dua tipe, struktural dan pigmental. Warna struktural terlihat seperti logam dan berwarna warni merupakan hasil refraksi dan interferensi cahaya dari integumen. Kumbang daun, kumbang harimau dan kumbang penggilas, warna dihasilkan oleh suatu lapisan disekresi yang menimbulkan suatu efek seperti film atau minyak di atas air. Ada warna yang umum terlihat pada sisik ngengat dan kupu-kupu, refleksi dari sayap-sayap kupu-kupu mungkin terlihat beberapa ribu kaki.
Warna juga hasil dari pigmen tersimpan. Melanin, suatu turunan tirosin, disimpan dalam kutikula dan menghasilkan warna kuning–cokelat sampai hitam. Sebagian besar warna, berasal dari pigmen dalam saluran pencernakan, darah atau sel epidermis. Beberapa pigmen tersebut dicerna dari tumbuhan contoh karotin dan karotenoid yang menghasilkan warna kuning. Sebagian besar warna adalah substansi yang baru dimetabolisme seperti pterin dan purin (putih, kuning dan merah) dan ommokrom (kuning, cokelat dan merah). Hijau secara normal campuran beberapa pigmen (tidak kloropil) dan warna sama mungkin datang dari campuran berbeda dari pigmen. Sebagian besar pigmen ditemukan dalam jaringan hidup, bila insekta mati sering menghasilkan warna hilang, suatu fenonema terlihat pada koleksi insekta. Beberapa warna reversible. Beberapa walking stick dan belalang dapat bervariasi warnanya dari terang menjadi gelap karena pergerakan granul pigmen, walking stick respon terhadap perubahan temperatur dan belalang karena cahaya, kelembaban dan temperatur. Granul pigmen dalam sel-sel ektoderm bergerak ke distal menghasilkan warna gelap, turun dan mengumpul granul ke basal menghasilkan warna cerah (terang).
Diapause
Selama perkembangan embrionik dan tahap postembrionik pertumbuhan dapat terhenti dan menghasilkan suatu dormansi, atau diapause. Gejala ini untuk insekta agar tetap hidup pada musim-musim tertentu karena kalau melakukan metabolisme normal menyebabkan kematian sebab kekurangan makanan, kelelahan menyimpan lemak atau pembekuan. Sebagian besar spesies temperata satu kali memasuki diapause selama siklus hidupnya.
Ada dua tipe dasar diapause, obligator dan fakultatif. Awalnya selalu terjadi pada tahap yang sama dan umumnya spesies univoltine, yang hanya terjadi satu generasi tiap tahun. Bila diapause obligator, pengaruh utama lingkungan selama diapause untuk memulainya. Otak insekta terlihat tempat yang menginisiasi diapause obligator, tetapi sedikit data ekspreimen yang menyimpulkan terhadap mekanisme yang tersedia, walaupun tampaknya bahwa otak salah satu hasil beberapa kegagalan pada sistem neurosekretori atau produk dari hormon spesifik seperti pada ngengat sutra, Bombix mori. Berbeda dengan diapause fakultatif terjadi ketika arahan kondisi lingkungan dan mungkin sebagian besar umumnya tipe ini. Seperti stimulus kelembaban rendah, temperatur atau makanan sering menginduksi tipe terakhir diapause ini. Diapause fakultatif biasanya didahului oleh fase persiapan sumber makanan disimpan. Sewaktu dormansi dimulai, makanan dan aktivitas lain berhenti, sintesis RNA dan DNA berhenti, metabolismenya lebih rendah untuk mempertahankan sumber energi. Energi datang dari lemak tersimpan dan glikogen, dan udara yang diambil terbatas untuk interval inhalasi singkat untuk mengurangi kehilangan air. Kecepatan saraf dan hormon rendah. Ketika kondisi klimaks menjadi baik insekta aktif dan fisiologi tubuh kembali normal. Pada waktu itu diapause berakhir.
Diapuse diketahui dari tiap tahap siklus hidup, misalnya pada H. cecropia, diapase terjadi pada pupa dan berakhir setelah peride panjang dari suasana beku.
Gambar 6. 15. Spesies insekta (1) tahap diapause terjadi dan (2) jumlah generasi per tahun yang dilalui sebelum musim dingin (winter). Univoltin = 1 generasi per tahun; bivoltin = 2 generasi per tahun; multivoltin = banyak generasi per tahun
Regenerasi
Insekta mampu beregenerasi terbatas tergantung pada spesies, umur dan tingkat luka, tetapi bagian yang diregenerasi hanya terlihat selesai molting. Berbeda dengan vertebrata dan annelida yang prosesnya sama dengan embrio, regenerasi pada insekta dimulai dengan pembelahan dan migrasi sel-sel epidermis pada struktur yang hilang/luka. Selanjutnya saraf dan trakhea tumbuh masuk ke area regenerat. Pembentukan otot-otot belum dideterminasi, walaupun jaringan ini harus ada saraf agar berkembang. Dengan molting berikutnya bagian atau struktur yang hilang akan berkembang, tergantung pada spesies dan tingkat luka.
Beberapa insekta seperti walking stick memiliki titik lemah pada apendiks dan mungkin hilang struktur tersebut ketika digenggam oleh predator. Pada insekta ada fenomena autotomi. Organ yang hilang mampu tumbuh kembali pada molting berikutnya walaupun ukuranya reduksi.
Pada larva insekta yang mengalami metamorfosis sempurna unik bahwa kehilangan apendiks larva, biasanya tidak berpengaruh terhadap apendiks dewasa. Sebab sebagian besar struktur dewasa muncul dari imaginal discs yang berkembang menjadi struktur dewasa pada saat metamorfosis.
Gambar 6.16. Ada dua nimfa kecoa Amerika (Periplaneta americana) tungkai tengah diamputasi. Regenerasi terjadi setelah molting berikutnya.
Sistem Endokrin dan Eksokrin
Sebuah struktur endokrin adalah suatu jaringan atau kelenjar yang menghasilkan hormon dan sekretnya masuk ke dalam darah untuk distribusi dan aktivitas individu sama, dimana feromon disekret oleh kelenjar eksokrin dan dilepas ke lingkungan luar, mempengaruhi individu lain dalam spesies sama. Pada insekta kelenjar tersebut sering lebih tepat disebut sebagai jaringan sebab relatif lebih sederhana.
Jaringan sangat umum adalah neuron terspesialis yang telah dimodifikasi untuk produksi hormon. Sekresinya hormon ditandai dengan kemampuanya untuk menghasilkan reaksi spesifik sementara dalam konsentrasi sedikit terhadap jaringan spesifik (struktur target). Reaksi mampu stimulator atau inhibitor; tidak seluruh jaringan kompeten sama atau siap merespon adanya hormon sebab lingkungan selluler dalam berbagai bagian tubuh terus menerus berfluktuasi.
Hormon Pertumbuhan dan Metamorfosis
Bukti pertama hormon – hormon dan paling banyak dipelajari sampai saat ini terlibat dalam fenomena pertumbuhan dan metamorfosis. Penemuan dan teknik termasuk penjelasan adanya hormon dan peran paling mengagumkan dalam biologi.
Gambar 6. 17. Eksperimen larva Hyalophora cecropia menggambarkan peran hormone otak dan eksdison dihambat. Hormon juvenil tidak lama diproduksi. Ligasi wilayah tubuh mencegah distribusi hormone kecuali area tertentu. Wilayah toraks (B) dan (C) tidak dapat mebuka eksoskleton larva sebab ligasi kepala, menekan makanan dan oksigen, dan akhirnya mati. (A) ligasi sbelum bebrapa hormon dilepaskan; tidak terjadi metamorfosis atau molting; (B) ligasi setelah hormon otak dilepaskan tetapi sebelum dilepaskan eksdison dari kelenjar toraks; hanya toraks metamorfosis, kepala dan abdomen masih tertahan bentuk larva; (C) ligasi setelah kedua hormon otak dan eksdisteron dilepaskan; seluruh wilayah mengalami metamorfosis
Sel-sel neurosekretori tertentu pada protocerebrum menghasilkan hormon otak (aktivasi atau protorasiktropik). Jumlah sel-sel yang menghasilkan hormon ini bervariasi antara lima sampai beberapa ribu tergantung pada insekta. Salah satu disintesis, hormon yang bergerak sepanjang akson sel-sel neural tersebut dari otak ke corpus cardiacum, selanjutnya dilepas ke dalam hemolimf pada waktu tertentu (corpus alatum mungkin tempat melepas pada beberapa insekta). Jaringan target kelenjar protorak, yang menjadi aktif.
Kelenjar protoraks (= toraks atau eksdisis) adalah jaringan kurang dikenal berhubungan dengan sepasang spirakel toraks pertama. Walaupun kecil pengaruhnya monumental, untuk menghasilkan suatu kelompok hormon, eksdison (= pertumbuhan dan diferensiasi atau molting) yang mengaktifkan sel-sel epidermis untuk memproduksi eksoskeleton baru dan cairan molting. Ketika hormon Juvenil tidak ada atau konsentrasi rendah, eksdison mungkin menginduksi metamorfosis insekta muda menjadi dewasa. Kelenjar protorak berdegenerasi pada akhir molting menjadi dewasa pada sebagain besar insekta tetapi masih fungsional pada apterigota yang melanjutkan molting. Struktur kimia dua eksdison sebagai berikut:
Gambar 6. 17. Struktur kima hormon eksdison dan 20- hidroksieksdisteron
Kelompok ketiga dari tiga senyawa, sering disebut tunggal sebagai hormon juvenil atau JH, diproduksi dalam korpora allata dan memelihara fungsi “gen larva” mengatur apakah eksdison mampu kerja dan mencegah degenerasi kelenjar protoraks. Kelompok ini terdiri atas asam lemak rantai panjang dan secara struktur sebagai berikut:
Gambar 6. 18. Struktur rantai panjang asam lemak
Ketika hormon eksdison dan juvenil hadir, pertumbuhan dan molting terjadi, tetapi ciri-ciri larva masih tetap ada. Predeterminasi instar secara genetik, sintesis hormon juvenil turun drastis atau konsentrasi rendah, inaktif atau suatu perbedaan kecepatan aktivitas gen larva tersebut dan selanjutnya berdiferensiasi menjadi ciri-ciri dewasa melalui peran eksdison. Jika insekta muda sama dengan dewasa (perkembangan hemimetabola), dewasa akan dihasilkan pada molting berikutnya.Tetapi jika perubahan drastis terjadi (perkembangan holometabola), dua molting dibutuhkan; instra pertama sebagai pupa dan instar kedua sebagai dewasa. Hormon Juvenil juga terlibat pada polimorfisme. Hormon ke empat yang terlibat dalam molting, hormon eclosion ditemukan pada ngengat sutra raksasa. Diproduksi pada otak dari dewasa Farat, hormon ini terlihat merangsang eclosion dari exuvia pupa. Ada atau tidak terjadinya pada insekta lain belum diketahui.
Gambar 6. 19. Perbandingan level hormone pada perkembangan insekta
Hasil penelitian bila corpora allata dibuang pada instar awal akan menghasilkan metamorfosis prematur dan dewasa kerdil. Berbeda dengan implamtasi corpora allata atau injeksi hormon juvenil pada instar akhir menghasilkan instar tambahan dan individu raksasa.
Gambar 6. 20. Nengat kerdil dan rakssasa dengan cara dibuang dan diimplantasi korpora alata. Kolom kiri perkembangan normal dari ulat sutra komersil , Bombyx mori. Kolom atas telur insekta dan larva yang baru menetas. Komlom kedua menunjukkan apa yang terjadi ketika korpora allata dibuang pada instar ke empat; larva segera merubah menjadi pupa kerdil dan menjadi ngengat kerdil. Pada kolom tiga korpora allata dibuang pada instar ke tiga, hasilnya ngengat dan pupa semakin kecil. Kolom ke empat korpora allata larva muda diimplantasi pada larva instar ke lima. Larva ini melanjutkan pertumbuhan dan kemudian mengubah menjadi pupa dan ngengat raksasa.
Hormon-hormon lain
Bursicon, suatu hormon yang dihasilkan oleh sel-sel neurosekretori pada ganglia, dibutuhkan untuk mengelapkan (darkening) dan sklerotisasi eksoskeleton. Pada kecoa hormon ini pertama terlihat setelah robek kutikula lama, tetapi pada insekta lain seperti pada Lepidoptera dan Diptera bursicon mungkin melepasnya ditahan hingga setelah dewasa lepas dari kokon atau puparium. Produksi bursicon terhenti beberapa jam setelah molting.
Pengetahuan hormon lain lebih terlibat langsung pada pertumbuhan dan metamorfosis sedikit hampir tidak ada. Produksi hormon juvenil terjadi segera setelah menjadi dewasa dari pupa, hormon juvenil menginduksi oosit untuk berkembang (=hormon gonadotropin). Hormon diapause, asal dari ganglion subesopageal, menyebabkan telur generasi kedua dari ngengat sutra masuk diapause. Hormon hyperglycemic dilepas dari corpus cardiacum meningkatkan trehalose dalam darah. Hormon diuretik memelihara keseimbangan air dalam tubuh berperan dalam tubulus Malpighi dan rektum. Hormon wound (luka) menjaga molting hingga eksoskeleton kembali sempurna. Hormon adipokinetik terlibat dalam regulasi konsentrasi lipid dalam hemolimf. Hormon-hormon juga terlibat dalam perubahan warna dan respon insekta bervariasi terhadap siklus cahaya (fotoperiodik), tetapi ilmuan membuktikan hanya sugesti. Sebagian besar hipotesis menyimpulkan jaringan neurosekretori ganglion subesopageal, otak, dan corpora allata sebagai tempat produksi hormon-hormon tambahan tersebut.
Hormon Mengontrol Metamorfoosis Insekta
Metamorfosis diatur oleh dua hormon efektor dikontrol oleh hormon peptida neurosekretori otak. Walapun mekanisme mendetail metamorfosis berbeda antara spesies, secara umum diuraikan untuk beberapa organisme. Proses molitng diawali pada otak, sel-sel neurosekretori melepaskan hormon prothoracicotropic (PTTH). PTTH suatu hormon peptida yang merangsang hormon eksdison dari kelenjar protoraks. Eksdison merupakan prohormon yang harus diubah dalam bentuk aktif dalam mitokondria menjadi hormon eksdisteron.
Molting dipengaruhi dua pulsa eksditeron; produknya rendah terjadi molting metamorfosis, produknya tinggi terjadi molting, hormon eksdisteron pada pulsa ini merangsang sel-sel epidermis menghasilkan enzim pencerna dan resiklus komponen kutikula.
Hormon kedua yang mempengaruhi perkembangan insekta adalah hormon juvenil (JH). Hormon ini disekret oleh corpora allata. Sel-sel sekretori corpora allata aktif selama molting larva tetapi tidak aktif selama molting metamorfosis. Pada tahap akhir instar larva level JH turun keadaan ini menyebabkan PTTH kembali merangsang kelenjar protoraks untuk memproduksi hormon eksdisteron tetapi tidak sepertinya. Ekdisteron yang relatif rendah dibandingkan JH menyebabkan sel-sel komitmen berkembang menjadi pupa. Metamorfosis kemudian terjadi ketika imaginal discs terekspos oleh eksdisteron pada keadaan JH tidak ada.
Gambar 6. 21. Diagram skematik ilustrasi kontrol molting dan metamorfosis pada ngengat hornworm tembakau
Dari hasil penelitian pembuangan corpora allata dari larva akan menyebabkan metamorfosis premature dari larva menjadi dewasa immature, sementara absorpsi dari luar suplai hormon juvenil menjadi larva instar-last (lewat) dapat menghambat molting pupa.
Gambar 6. 22. Metamorfosis precocious ngengat ulat sutra disebabkan korpora allata dibuang selama tahap instar ketiga.
Sebagian besar insekta ditandai dengan bentuk larva spesialis untuk makan dan bentuk dewasa khusus untuk reproduksi dan mobilitas. Dua senyawa yang telah diisolasi dari tumbuhan telah ditemukan menyebabkan metamorfosis prematur pada larva insekta tertentu menjadi dewasa yang steril. Senyawa tersebut disebut precocenes struktur kimianya pada gambar 25. Ketika larva atau nimfa insekta tersebut ditaburi dengan salah satu senyawa tersebut mereka akan menjalani satu kali lagi molting dan kemudian mengalami metamorfosis kembali menjadi dewasa. Precocenes dapat menyebabkan kematian selektif dari sel-sel corpora allata pada insekta muda. Sel-sel tersebut bertanggung jawab untuk sintesis hormon juvenil. Kemudian tanpa hormon juvenil larva mulai metamorfosisnya dan molting imaginal. Hormon juvenil juga bertanggung jawab untuk pematangan telur insekta. Begitu precocenes mampu proteksi tumbuhan menyebabkan metamorfosis prematur dari larva insekta tertentu menjadi dewasa steril.
Gambar 6. 23. Metamorfosis precocious pada kepik Dysdercus oleh precocenes. (A) Struktur dua precocenes aktif pada tumbuhan. (B) Perkembangan Dysdercus terhambat atau tertahan. Ketika nimfa tahap ke dua diberi perlakuan precocenes, insekta metamorfosis menjadi imago precocenes steril dibandingkan yang mengalami perkembangan normal
Eversion dan difefrensiasi dari Imaginal discs
Pada insekta holometabola (lalat, kumbang, ngengat dan kupu-kupu), ada transformasi dramatik dan mendadak antara tahap larva dan dewasa. Larva juvenil (ulat, tempayak dan belatung) menjalani suatu seri molting sehingga larva menjadi lebih besar. Larva yang baru menetas dilapisi oleh kutikula keras. Untuk tumbuh insekta harus membuang kutikula lama dan kemudian mengganti kutikula dengan yang lebih besar. Perkembangan postembrionik insekta tersebut terdiri atas suksesi molting. Tahap antara molting – molting tersebut dinamakan instar. Setelah instar akhir larva mengalami molting metamorfosis menjadi pupa. Pupa tidak makan dan energinya datang dari makanan yang dicerna pada saat larva.
Dalam pupa transformasi dari juvenil menjadi dewasa. Tubuh lama larva secara sistematik dirusak tetapi organ dewasa baru berkembang dari kelompok sel yang belum berdiferensiasi, histioblas dan imaginal discs. Ketika organisme dewasa berkembang, imaginal molt dibuang dari tempat pupa dan insekta dewasa muncul. Pada larva holometabola, ada dua populasi sel: sel-sel larva, yang berfungsi pada saat juvenil (insekta muda) dan imaginal discs, yang terletak mengelompok menunggu signal untuk berdiferensiasi.
Pada Drosoppila ada sepuluh pasang imaginal discs, dimana rekontruksi menjadi integumen dewasa (kecuali untuk abdomen) dan sebuah discs genital, yang membentuk struktur reproduksi. Bentuk epidermis abdominal suatu kelompok kecil sel-sel imaginal disebut histioblast, yang terletak pada wilayah saluran pencernaan larva, dan kumpulan histioblast lain terletak seluruh larva membentuk organ internal. Imaginal discs dapat terlihat pada larva yang baru menetas sebagai lokasi penebalan pada epidermis, seperti ditunjukkan untuk discs tungkai toraks kedua pada gambar berikut. Pada Drosoppila, larva baru menetas mata-antena, sayap, halter, tungkai dan discs genital secara berturut-turut mengangdung 70, 38, 20, 36-45 dan 64 sel. Sebagian besar sel larva memiliki keterbatasan mitosis, imaginal discs membelah secara mudah pada waktu karakteristik spesifik. Proliferasi sel membentuk epitel tubular yang melipat diatasnya berbentuk spiral kompak (compact spiral) . Discs terbesar, sayap mengandung 60.000 sel, kemudian discs tungkai dan halter mengandung 10.000. Pada metamorfosis sel-sel tersebut berdiffensiasi dan berubah. Peta nasib dan rangkaian eversion discs tungkai ditunjukkan pada gambar berikut. Sel-sel pada pusat telescope discs luar tumbuh menjadi bagian paling distal dari tungkai cakar dan tarsus dan sel-sel sisi luar menjadi struktur proksimal koksa dan bergabung dengan epidermis. Setelah differensiasi sel-sel apendiks dan epidermis menskeret suatu kutikula cocok untuk wilayah spesifik. Walaupun discs secara primer tersusun atas sel-sel epidermis, sejumlah sel adepithelial kecil bermigrasi ke discs pada perkembangan awal. Selama periode pupa sel-sel tersebut muncul menjadi otot dan saraf.
Gambar 6. 24. Eversi imaginal disc. Foto mikroskop elekton skening cakram tungkai Drosophila instar ke tiga (A) sebelum dan (B) setelah eversi
Gambar 6. 25. Sekuensi eversi cakram tungkai Drosophila. (A) Pandang permukaan cakram belum eversi. (B,C) Sayatan longitudinal sedang eversi dan cakram tungkai telah eversi. T1, basitarsi; T2-5, segmen tarsal 2-5.
Proses eversion dapat diinisiasi dalam kultur dengan menempatkan imaginal discs pada larutan yang mengandung hormon molting, eksdisteron. Eversi dapat dihambat dengan menambahkan tiga kelompok obat;
1. Inhibitor sintesis RNA dan sintesis protein menghambat eversi ketika ditambahkan pada imaginal discs yang dikultur pada waktu yang sama dengan eksdisteron. Hal itu diketahui bahwa sintesis RNA dan protein terjadi sebelum eversi, dan beberapa protein tersebut dibutuhkan untuk eversion terjadi.
2. Cytochalasin B, suatu inhibitor fungsi mikrofilamen, juga menghambat eversi, demikian menunjukkan dibutuhkan untuk mikrofilamen aktin.
3. Concanavalin A, lectin tanaman yang berikatan dengan gula -glucoside dan -manoside residu pada permukaan sel, juga menghambat eversi. Senyawa ini menghalangi fluiditas membran. Eversion imaginal discs dibutuhkan sintesis protein baru, suatu perkembangan baik sistem mikrofilamen aktin dan beberapa komunikasi seluller dengan permukaan sel.
Daftar Pustaka
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 1988. Pengenalan Pelajaran Serangga. Gadjah Mada Uiniversity Press. Yogyakarta
Borror, D,J., Triplehorn, C.A., dan Johnson, N.F., 2005. Study of Insects. 7 th Edition. Thomson Brooks/Cole. Australia, Canada, Singapura, Spain, United Kingdom, United Stated.
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Gilbert, S. F., 1991. Developmental Biology. 3 th Ed. Sinauer Associates, Inc. Massachusett, USA.
BAB VII
Anatomi Ulat Sutra dan Fungsi-Fungsi Berbagai Organ
Bagian 1. Siklus hidup dari ulat sutra.
Ulat sutra adalah insekta yang mengalami metamorfosis sempurna (telur-larva-pupa-ngengat) dan sepanjang musim dingin berada pada tahap telur. Ulat sutra pada musim semi ketika daun-daun murbai mulai tumbuh larva muda menetas. Segera setelah menetas, ulat sutra mulai memakan murbai. Ulat sutra tumbuh dengan memakan murbai kira-kira 25 hari selama periode ini ulat sutra menjalani empat kali molting dan kemudian mulai memintal kokon-kokonnya. Pemintalan kokon selesai dalam dua hari. Pada dua hari sampai tiga hari berikutnya, larva di dalam kokon molting dan menjadi pupa. Pupa memerlukan waktu 10 hari untuk transpormasi menjadi ngengat Awal pagi ketika hari perlahan-lahan menjadi terang ngengat keluar dari kokon dan menemukan pasangan yang cocok untuk mulai kawin. Ngengat betina meletakan telurnya kira-kira 500 butir telur dari akhir sampai sepanjang malam (from late in the evening throught the night). Tanpa makan, ngengat mati dalam beberapa hari.
Diantar ulat sutra, ada beberapa yang telah menetas pada musim semi mengalami pertumbuhan secara sempurna dan meletakan telurnya, lalu telur-telur melewati musim dingan dan menetas pada musim semi (tahun berikutnya). Ulat sutra tersebut diklasifikasikan sebagai Univoltine. Ada ulat sutra yang menetas pada musim semi lalu tumbuh secara sempurna, meletakkan telur lagi, lalu telur tersebut sekali lagi menetas dalam dua minggu sempurna siklus pertumbuhannya. Telur-telur dari siklus yang berulang melewati musim dingin dan menetas pada musim semi tahun berikutnya disebut Bivoltine.Kembali, ada ulat sutra yang mengulang siklus hidupnya tiga kali atau lebih dan diklasifikasikan sebagai Multivoltine atau Polivoltine.
Bagian 2. Morfologi Ulat sutra
Tubuh larva ulat sutra adalah silindris. Tubuh ulat sutra dapat dibagi menjadi kepala dan trunkus (badan). Pada ujung anterior, kepala tertutup dalam suatu abu berwarna melapisi kitin (an ash coloured chitinous plate). Trunkus lanjutan kepala ditutupi oleh kutikula eksternal. Trunkus mempunyai tiga segmen, merupakan toraks dan 10 segmen merupakan abdomen. Toraks mempunyai tiga pasang apendik dan abdomen mempunyai empat pasang apendik dan sepasang apendik kaudal. Pada permukaan dorsal segmen abdomen delapan, ada sebuah tanduk kaudal. Ada sembilan pasang spirakel, sepasang berada pada segmen toraks pertama dan tiap pasang ada pada segmen-segmen abdomen (dari ke satu sampai ke delapan).
Gambar 7. 1. Siklus hidup ulat sutra. Keterangan 1. Menetas, 2. 9-12 hari, 3. Brushing, 4. Instar pertama, 5. Tiga sampai empat hari, 6. Moltong pertama, 6.a, Instar ke dua, 7. 3-7 hari, 8. Molting ke tiga, 9. Instar ke tiga, 10. 3-4 hari, 11. Morting ke tiga, 12. Instar ke empat, 13. 5-6 hari, 14. Molting ke empat, 15. Instar ke lima, 16. 6-8 hari, 17. Ulat sutra matang, 18. Spining (menyulam benang), 19. Pupa 4-5 hari, 20. Pupa dalam kokon, 21. 10-15 hari, 22. ngengat menetas, 23. Ngengat, 24. Telur, Telur diapause, 26. telur non diapause, 27. penetasan buatan hari 11-14, 28. Musim dingin
1. Integumen
Integumen merupakan lapisan terluar tersusun dari bahan kitin dan protein serta dua lapis epidermis. Lapisan terluar selanjutnya dapat berdiferensiasi menjadi tiga lapisan. Diantara segmen tubuh ada suatu membran tipis yang berperan sebagai membran sendi (arthroidal). Karena ada membran ini, ada suatu persendian bebas antara segmen-segmen dimana larva mampu untuk meregang /menjulur atau kontraksi tubuhnya.
Gambar 7. 2. Penampakan eksternal larva ulat sutra. Keterangan : 1. I-II segmen toraks, 2. 1-10 segmen abdomen, 3. Titik mata, 4. kepala, 5. Apendik toraks, 6. Tanda bulan sabit, 7. Spirakel, Tanda bintang, 9. Apendik abdomen, 10, Apendik kaudal, 11, Tanduk kaudal
2. Kepala
Kepala ditutupi dalam suatu lapisan kitin. Permukaan dari bahan kitin mempunyai sejumlah besar rambut (bristles). Ada enam pasang mata sederhana dalam bentuk titik-titik hitam pada sisi kepala. Pada sisi ventral, ada sepasang antena yang mengandung rambut sensoris. Dengan bantuan antena, larva mampu “merasa” dan mencium. Pada sisi ventral kepala ada labium, maksila, mandibula dan labrum. Seluruhnya bagian dari mulut. Maksila berwarna hitam dan membuat bahan kitin. Larva menggigit daun-daun murbai dengan bantuan mandibula. Labrum dan labium papila dan palp-palp yang mana larva dapat sensitif (sense) rasa. Pada pusat labium, ada sebuah Spinneret. Pada dua sisi, ada maksila, tiap satu maksila disusun oleh dua segmen. Pada waktu memintal kokon, serabut kokon keluar dari Spinneret.
Gambar 7. 3. Permukaan vertikal kepala. Keterangan; 1. Mandibula, 2. claypus, 3. Labrum, 4. Antena, 5. Mata sederhana, 6. Labium, 7. Dktus salivari, 8. Pulp labium, 9. Koago, 10. Bristils of koago
3. Apendik toraks
Tiap-tiap apendik tersusun atas tiga segmen-segmen kecil. Apendik toraks berbentuk silindris dan lonjong serta mempunyai cakar (claw) membengkok pada tiap ujung apendik. Tiap-tiap segmen toraks mempunyai sepasang apendik. Dari wilayah anterior, dapat diidentifikasi sebagai apendik protoraks, mesotoraks dan metatoraks dan pasangan terakhir adalah yang paling besar. Apendik-apendik toraks tidak untuk digunakan berjalan, tapi untuk melipat daun-daun murbai ketika makan.
4. Apendik abdominal
Pada abdominal, ada satu pasang apendik dari segmen abdominal ketiga sampai keenam. Tiap-tiap segmen apendik berbentuk silindris dan ujungnya menggelembung (swollen). Sekitar tepi terluar, apendik abdomen mempunyai pita kitin hitam semisirkuler. Pada tepi dalam, ada beberapa cakar-cakar; kecil dan besar tersusun mengarah ke permukaan dalam. Cakar-cakar sangat dekat satu dengan yang lain.
Gambar 7. 4. Apendik toraks dan abdomen. Keterangan: 1. Apendik toraks, 2. Cakar, 3. Apendik abdomen, 4. Curved claws (cakar-cakar membengkok)
5. Apendik kaudal
Apendik kaudal ada pada segmen terakhir (segmen abdomen kesepuluh) abdomen. Apendik kaudal adalah tonjolan daging (freshy protuberance) menyerupai apendik abdominal. Apendik kaudal mempunyai suatu cakar kecil bengkok.
Apendik abdomen dan kaudal digunakan untuk penggerak (locomotion). Keduanya juga dapat digunakan untuk merumput daun murbai dan material lain.
Gambar 7. 5. Penampakan jenis kelamin larva ulat sutra. Keterangan: 1. Kelenjar Ishiwata, 2. kelenjar herold, 3. Apendik kaudal. 7,8,9. segmen abdominal, 10. Betina, 11. Jantan.
7. Spirakel
Spirakel adalah suatu lubang luar untuk organ-organ respirasi. Ada sembilan pasang spirakel, ada satu pasang vestigial antara segmen toraks pertama dan kedua. Spirakel memiliki bentuk oval hitam tepi kitin. Pada sisi dalam, spirakel memiliki suatu seperti penyaring terlihat karena ada batang-batang kitin kekuning-kuninga. Pada pusatnya, ada sebuah lobang kecil.
8. Karakteristik jantan dan betina
Pertumbuhan cepat instrar dua, betina menjadi lebih besar dari jantan. Meskipun, itu tidak mungkin membedakan sejak awal antara jantan dan betina. Ketika larva mencapai tahap instar empat dan lima, mereka mempunyai penampakan seksual berbeda pada permukaan ventral segmen abdominal kedelapan dan kesembilan. Pada betina, ada sepasang titik putih pada tiap-tiap sisi kiri dan kanan pada permukaan ventral segmen kedelapan dan kesembilan. Itu disebut kelenjar Ishiwata. Pada jantan, ditengah, antara segmen abdomen kedelapan dan kesembilan, ada sebuah badan secular putih susu dikenal sebagai kelenjar Herold. Titik tersebut jelas dilihat pada tahap awal instar IV dan V serta sebagian dari organ reproduksi ulat sutra dewasa menjadi berbeda pada wilayah ini.
9. Warna dan tanda tubuh
Larva pada instar pertama hitam atau berwarna gelap. Setelah instar kedua, warna menjadi putih kebiru-biruan. Pada instar keempat, larva memperlihatkan warna tubuh yang spesifik untuk suatu varietas khusus. Permukaan tubuh sering memperlihatkan tanda yang berbeda. Tanda yang paling umum adalah tanda ocular pada segmen toraks kedua, tanda bulan sabit pada segmen abdominal kedua dan tanda bintang pada segmen abdomen keenam. Ulat sutra dengan tanda itu disebut katako di Jepang. Ulat sutra tanpa tanda tubuhnya disebut Himeko di Jepang. Berbagai tanda lain juga diobservasi pada larva tetapi itu jarang diantara varietas-varietas secara umum reared (terakhir).
Bagian 3: Sistem pencernakan dan nutrisi ulat sutra.
1. Sistem pencernakan
Sistem pencernaan larva ulat sutra berkembang baik dan menempati sebagain besar tubuh ulat sutra. Sistem pencernaan mulai dengan rongga buccal bagian mulut dan berakhir di anus pada ujung abdomen. Saluran pencernaan dapat dibedakan menjadi usus depan, usus tengah dan usus belakang. Tiap-tiap satu bagian tersebut disusun oleh lapisan epitel dan lapisan otot. Usus depan dan usus belakang dibentuk dari involusi blastoderm. Membran dalam yang ada pada sisi dalam dari lapisan epitel terbentuk baru pada tiap-tiap molting sebagaimana terbentuknya epidermis pada kulit. Usus tengah berkembang dari mesoderm (endoderm) dan berdeda asal ketika dibandingkan dengan usus depan dan usus belakang. Antara usus depan dan usus tengah, dan antara usus tengah dan usus belakang ada katup. Bentuknya dikenal katup kardiak dan terakhir dikenal katup Pilorus. Katup mecegah kembalinya aliran makanan, berupa daun-daun murbai pada saluran pencernakan. Pada saat yang sama, mereka juga mengatur aliran makanan.
(1) Usus depan
Usus depan dapat dibagi menjadi tiga bagian, namanya rongga buccal, farink dan esofagus. Depan dari rongga buccal ada mandibula. Ujung posterior menjadi sempit dan terbuka menuju ke farink. Pada kedua sisi sisi rongga buccal, ada lubang untuk kelenjar ludah yang berwarna kuning muda. Dari kelenjar ludah, ludah transparan kurang berwarna disekret. Ludah sedikit alkalin dan mengandung enzim pengurai pati, yang disebut amilase. Enzim membantu pencernaan awal daun-daun.
Faring adalah saluran sempit ditunjang oleh tiga pasang serabut otot. Karena kontraksi dan perluasan otot-otot tersebut, daun-daun murbai dicerna oleh larva ditranspor masuk ke esofagus. Esofagus menjadi lebih lebar pada sisi posterior dan berbentuk botol labu kimia. Esofagus menyimpan daun-daun murbai untuk periode pendek.
(2) Usus tengah
Usus tengah adalah lanjutan dari usus depan dan menempati setengah bagian saluran pencernakan. Usus tengah menempati ruangan antara segmen toraks kedua sampai segmen abdomen keenam. Usus tengah bagian yang penting saat pencernakan dan absorpsi daun-daun murbai dilakukan dalam usus tengah. Usus tengah disusun oleh suatu lapisan otot (serabut otot longitudinal dan sirkuler), membran basal, lapisan epitel dan membran peritoneal. Lapisan epitel disusun oleh sel silindris dan sel Goblet berbentuk botol dan beberapa sel germinatif.
Asal sel silindris dan sel goblet berbeda. Pada waktu larva mengalami instar berikutnya setelah molting, sel-sel tersebut terbentuk secara simultan dari sel-sel germinatif. Sel-sel silindris berhubungan dengan absorpsi kandungan daun murbai (juga untuk sekret bahan tertentu), sementara sel goblet sekresi material pencerna.
Membran peritoneal adalah sisi terdalam lapisan epitel. Membran peritoneal adalah suatu lapisan tipis terpisah dari lapisan epitel. Membran peritoneal disebutkan membran yang mencegah kontak langsung materi makanan dengan lapisan epitel. Membran peritoneal dibentuk oleh sekresi dari bagian anterior usus tengah.
Komposisi jaringan sedikit berbeda antara setengah anterior dan setengah posterior usus tengah. Fungsi fisiologi juga berbeda antara kedua bagian tersebut.
Gambar 7. 6. Sistem pencernaan ulat sutra. Keterangan: 1. Faring, 2. Esofagus, 3. Midgut, 4. Usus halus, 5. Kolon, 6. Rektum.
Gambar 7. 7. Sel-sel epitel midgut. Keterangan: 1. Membran peritonal, 2. Brush border, 3. Sel-sel silindris, 4. Sel Goblet, 5. Serabut otot sirkuler, 6. Serabut otot longitudinal
(3) Usus belakang
Usus belakang dibagi menjadi usus halus, kolon dan rektum. Usus halus berhubungan dengan usus tengah dan pada sisi posteriornya, terdapat tubulus Malpighi halus. Menuju ke sisi posterior, secara bertahap menjadi sempit dan ke tepi. Pada posterior, tubulus malpighi berhubungan dengan kolon. Organ-organ eksresi ada pada sepanjang sisi kiri dan kanan sekitar usus halus dan kolon. Pada wilayah ini dimana tubulus Malpighi terbuka.
Kolon terkontriksi berhubungan dengan usus halus di ujung anterior dan yang berhubungan dengan rektum di ujung posterior. Ketika di pusat kolon berkontriksi, kolon terlihat seperti tong. Wilayah ini dapat mudah diidentifikasi.
Rektum bagian lanjutan dari kolon dan ujungnya pada anus. Biasanya, rektum berbentuk sirkular. Pada permukaan, rektum mempunyai enam pita-pita otot tersusun secara longitudinal. Rektum tersusun atas struktur membran ganda. Pada permukaan terluar dari lapisan epitel, rectum memiliki membran ganda yang melapisi epitel. Pada sisi kiri dan kanan di ujung anterior rektum ada tiga tubulus Malpighi (tiga tiap-tiap sisi) masuk kedalam lapisan epitel dan menjadi tampak berluku-liku.
Makanan yang tidak dicerna pada usus tengah yang melewati usus halus menjadi memadat di kolon. Ketika material masuk rektum, material diubah menjadi suatu pellet heksagonal karena kerja dari serabut otot. Material akhirnya keluar melalui anus.
2. Nutrisi
Air, vitamin dan garam an organik dari makanan langsung diserap oleh epitel usus tengah. Tetapi, protein, lemak, dan karbohidrat (polisakarida) secara kimia direduksi dalam sistem saluran pencernaan dan kemudian diabsorspi. Pemecahan selanjutnya bahan tersebut dilakukan oleh enzim-enzim pencernaan pada usus tengah.
Getah pencernaan disekresi oleh epitel usus tengah, salah satu dalam bentuk mukus kuning atau dalam bentuk cairan hijau kekuning-kuningan dimana alkalin kuat (pH 9,2-9,8). Getah pencernaan bertindak antiseptik kuat. Ditunjukkan pada tabel 3.1, getah pencernaan mempunya enzim-enzim pencernaan dan enzim oksidasi. Enzim pencernaan menguraikan protein, lemak, dan karbohidrat.
Aktivitas amilase dalam getah pencernaan berbeda menurut varietas ulat sutra. Aktivitas amilase biasanya kuat pada varietas tropikal dan hampir seluruh absent (tak ada) pada varietas Eropa.
Protein dalam makanan dipecah oleh tripsin, menjadi peptida sederhana dan beberapa asam amino. Karena peran lipase, lemak direduksi menjadi asam lemak dan gliserin. Pati direduksi menjadi sukrosa oleh peran amilase dan untuk glukosa oleh peran maltase. Pada ulat sutra, tahap pemecahan, makanan diabsorpsi oleh sel-sel epitel usus tengah. Pada kontek ini, ulat sutra berbeda, dari hewan tingkat tinggi lain.
Sel-sel epitel dari usus tengah memiliki peran aktif, peptidase, sakrase dan maltase. Peptida, gula dan sukrosa diserap dalam sel-sel usus tengah selanjutnya direduksi menjadi asam amino, monosakarida (glukosa, fruktosa dll) oleh peran berbagai enzim-enzim yang ada pada sel-sel usus tengah. Untuk diperlukan tubuh ulat sutra.
Tabel 3.1. Enzim-enzim penting pada getah pencernaan
Bagian 4. Kelenjar Sutradan Pembentukan Serabut Kokon
1. Morfologi kelenjar sutra
Kelenjar sutra adalah sumber serabut kokon dan menghasilkan sutra. Kelenjar sutra ada pada sisi ventral saluran pencernaan. Kelenjar sutra sepasang, struktur transparan dan pada ujung posterior sampai pada segmen abdominal ketujuh. Ujung kelenjar samar menuju sisi dalam usus halus. Pada ujung anterior, dua kelenjar masuk kedalam wilayah kepala dimana keduannya bergabung untuk membentuk satu saluran bersama. Saluran bersama kelenjar sutra terbuka pada labium. Kecuali untuk tidak termasuk bagian saluran bersama, dua sisi kelenjar sutra dapat dibagi menjadi bagian anterior, bagian tengah dan bagian posterior.
(1) Bagian anterior kelenjar sutra
Ada suatu saluran sempit dengan diameter seluruh hampir sama. Bagian anterior kelenjar sutra tidak memiliki fleksura. Trakhea tidak terdistribusi di wilayah ini. Pada dua sisi bagian kiri dan kanan kelenjar sutra bersatu, ada sepasang kelenjar Filippi’s berbentuk buah anggur. Kelenjar tersebut bermuara ke kelenjar sutra. Kelenjar menskret suatu tipe mukus yang berhubungan dengan serabut sutra.
(2) Bagian tengah kelenjar sutra
Bagian paling besar dan terfleksi membentuk huruf S. Dibagi lagi menjadi anterior, tengah dan bagian posterior.
(3) Bagian posterior kelenjar sutra
Masuk wilayah ini hampir seluruh diameter sama. Selama tahap muda dari larva, bagian posterior kelenjar sutra tidak melilit. Seiring pertumbuhan larva, wilayah ini menjadi berliku-liku tidak beraturan dan lilitan menjadi bertambah selama tahap tengah (middle stage) dari instar kelima. Dinding kelenjar sutra pada ketiga bagian, yaitu anterior, tengah dan posterior tersusun atas tiga lapisan. Dari lapisan terluar sampai kelapisan terdalam, berturut-turut: membran terluar, sel-sel kelenjar dan membran terdalam. Ruang di dalam saluran kelenjar disebut rongga kelenjar. Sel-sel kelenjar terlihat berbentuk heksagonal kasar. Sepasang kelenjar, pada tiap sisi, dua sel kelenjar bertemu membentuk suatu cincin lengkap. Inti sel kelenjar berbentuk berbentuk batang pada instar pertama dan setelah instar kedua berubah menjadi bentuk yang tidak beraturan. Pada instar kelima, inti sel kelenjar menjadi sangat bercabang. Jumlah sel kelenjar tetap konstan seluruh periode larva. Tetapi jumlahnya berbeda diantara varietas ulat sutra. Jumlah sel-sel kelenjar pada tiap kelenjar ulat sutra kira-kira 600.
Gambar 7.8. Kelenjar sutra. Keterangan: 1. Bagian sekresi, 2. Kelenjar Filippi,s, 3. Bagian anterior, 4. Bagian tengah, 5. Bagian belakang
Gambar 7. 8. Sel-sel kelenjar sutra (Instar ke lima). Keterangan 1. Nukleus.
2. Pembentukkan serabut kokon
(1) Pertumbuhan kelenjar sutra
Kelenjar sutra pada instar pertama sangat kecil. Kelenjar sutra pada instar keempat perkembangan lebih maju. Tumbuh kelenjar sutra hebat diantara tahap pertengahan instar kelima dan tahap akhir (matang). Sebagian besar rongga tubuh larva pada tahap akhir dipenuhi oleh kelenjar sutra. Membesar karena pertumbuhan dan meningkatnya ukuran tiap-tiap sel kelenjar. Sementara berat kelenjar sutra pada instar satu adalah 0,01 mg, pada instar akhir kira-kira 1.600 mg. Kandungan ini, menjadi meningkat sampai 1.60.000 kali.
(2) Pembentukan serabut kokon
Ular sutra membutuhkan kira-kira setengah kandungan protein dikonsumsi selama periode larva untuk produksi serabut kokon. Bahan sutra, dimana sumber untuk serabut kokon, mengandung 75-80% fibroin dan 20-25% serisin. Disamping itu serabut sutra mengandung material an organik dalam jumlah sedikit. Fibroin disekret dari bagian posterior kelenjar sutra dan disimpan dalam waktu singkat pada bagian tengah kelenjar sutra. Serisin, yang disekret oleh bagian tengah kelenjar sutra melapisi fibroin. Tidak ada sekresi dari bagian anterior ulat sutra.
Kelenjar sutra yang menghasilkan kokon putih kurang berwarna dan transparan serta putih susu pucat. Kelenjar sutra yang menghasilkan kokon berwarna seperti kokon kuning, kokon hijau dan kokon orange dll, mempunyai warna spesifif pada kelenjar sutra.Pigmen untuk kokon kuning dan oranye diturunkan dari pigmen karotin daun murbai. Pigmen kokon hijau diturunkan dari pigmen flavonoid disintesis dalam saluran pencernaan dan ditransper ke darah. Warna kelenjar sutra, karena pigmen tersebut, terjadi setelah instar keempat, salah satu ditengah atau posterior dari kelenjar sutra bagian tengah. Warna berbeda (nyata) terutama pada instar kelima. Sifat transparansi sel-sel kelenjar sutra mengubah dan menyebabkan warna. Warna tidak terjadi kasus kelenjar sutra memproduksi kokon putih salah satu penyebabnya saluran pencernaan ulat sutra yang memproduksi kokon putih tidak berdifusinya pigmen karotin yang mana akan berdifusi masuk ke darah lalu tidak masuk ke kelenjar sutra. Mengenai pigmen flavonoid, salah satu pigmen tersebut tidak dapat berdifusi kedalam kelenjar sutra atau mereka tidak terbentuk (not form) pada darah ketika ulat sutra kurang mampu mensintesisnya.
Pada akhir instar kelima, kelenjar sutra penuh dengan bahan sutra dan secara perlahan mensekret serabut sutra melalui spinneret. Selama peran tersebut, bahan sutra pada bagian anterior kelenjar sutra diubah menjadi suatu serabut sutra tunggal seragam tebal (uniform thickness). Pada tahap matang larva, bahan sutra dikeluarkan dari spinneret dan melekat pada tempat tertentu. Selanjutnya, bahan sutra kembali ditarik keluar dan melekat pada tempat lain dan kemudian cephalothorax berputar membentuk dan pemintalan serabut sutra dilanjutkan. Bahan sutra, awalnya berbentuk cair menjadi memanjang karena daya rentang muncul keluar dari peran pemintalan dan partikel fibroin bergabung menyatu dan memanjang membentuk serabut kokon.
Tabel 3.2. Komposisi dari asam amino dari fibroin dan serisin (g/100 g) (Komatsu)
Asam amino Fibroin Serikin
Glisin 42,8 8,8
Alanin 32,4 4,0
Leusin 0,7 0,9
Isoleusin 0,9 0,6
Valin 3,0 3,1
Arginin 0,9 4,2
Histidin 0,3 1,4
Lisin 0,5 5,5
Asam arginik 1,9 16,8
Asam glutamik 1,7 10,1
Serlin 14,7 30,1
Treonin 1,2 8,5
Fenilalanin 1,2 0,6
Tirosin 11,8 4,9
Prolin 0,6 0,5
Sistin 0,1 0,3
Triptopan 0,5 0,5
Prolin hidroksi 0,6 0,2
Metionin 0,2 0,1
Bagian 5. Organ reproduksi, spermatogenesis dan oogenesis ulat sutra.
1. Organ reproduksi larva
Sejak ulat sutra berada pada tahap pertumbuhan selama tahap larva, organ reproduksi tidak berkembang sempurna, tetapi pada instar kelima, organ berkembang pesat.
Gambar 7. 10. Organ-organ reproduksi ulat sutra. Keterangan: 1. Testes, 2. Vas deferens, 3. Kelenjar Herold’s, 4. Ovari, 5. Oviduks, 6-9. Spirakel, 10. Saraf, 11. Jantan, 12. Betina
(1) Organ reproduksi jantan
Pada jantan, organ reproduksi terdiri dari testis dan vasa deferentia. Testis berbentuk a cow-pea (kacang lembu) dan pembuluh dorsal, berjalan, melekat menurun pada sisi tubuh. Testis terletak dibawah epidermis pada sisi dorsal segmen abdominal ke lima. Tiap-tiap testis mempunyai empat ruang spermatik. Ketika larva mencapai pada tahap instar lima, tiap ruangan spermatik ditemukan memiliki sel-sel terminal, spermatogonia, spermatosit dan spermatofor. Vas deferens meninggalkan testis terus turun kedua saluran, dari tiap-tiap sisi, sepanjang dua sisi tubuh dan berhubungan dengan kelenjar Herold’s pada tepi posterior segmen abdominal kedelapan. Panjangnya secara keseluruhan, diameternya dipertahankan sama.
(2) Organ reproduksi betina
Organ reproduksi betina tersusun oleh ovari dan oviduk. Ovari berbentuk segitiga terletak pada tempat yang sama seperti letak testis pada jantan. Tiap-tiap ovari mempunyai empat ruang terpisah. Seiring pertumbuhan larva, ovari tumbuh lebih memanjang dan menjadi berdiferensiasi menjadi empat ovariol. Oviduk muncul dari apeks pada sisi terluar ovari. Tiap-tiap oviduk pada salah satu sisi tubuh terus turun secara terpisah menjadi berhubungan dengan kelenjar Ishiwata pada sisi ventral segmen abdominal kedelapan. Sperti pada jantan kedua saluran mempunyai diameter yang sama.
2. Spermatogenesis dan Oogenesis
(1) Spermatogenesis
Spermatogonium terbungkus dalam sel-sel terminal pada tiap ruang sperma secara mudah menjalani pembelahan sel. Beberapa sel-sel tersebut terakumulasi dan ditranspormasi menjadi spermatogonia saccula (kantong), adalah suatu kelompok spermatogonia yang terbungkus oleh membran. Spermatogonia pada tiap-tiap kantong menjalani pembelahan berulang. Ketika larva mencapai pada tahap instar lima, spermatogonia membentuk sparmatosit dimana ukurannya bertambah. Tiap-tiap spermatosit menjalani pembalahan pematangan (meiosis atau pembelahan reduksi) dua kali. Jumlah kromosom direduksi menjadi setengah (n=28). Dengan jalan ini, empat sel sperma dibentuk, masing-masing mengalami transformasi menjadi spermatozoa. Beberapa spermatozoa menjadi terkumpul dibungkus dalam suatu membran yang terikat. Pada tahap akhir pupa, membran luruh dan beberapa spermatozoa bebas masuk ke vas deferens.
(2) Oogenesis
Pada ujung anterior ovariol, terdapat sel terminal besar-besar. Di bawah sel ini, ada sebuah oogonium yang menjalani pembelahan sel berulang-ulang. Delapan sel-sel oogonial membentuk suatu kelompok bersama-sama dengan sel membentuk ovisak dan hasilnya delapan sel tersebut, hanya satu menjadi ovum. Tujuh sel-sel lain ditranspormasi menjadi trofosit atau sel pemberi nutrisi (nutritive cells). Sekitar pertengahan tahap instar keempat, ovum dan sel-sel pemberi nutrisi diorientasikan pada suatu cara khusus. Pada waktu yang sama, sel-sel yang menyertai juga tersusun dalam suatu pola teratur. Dengan jalan ini, sebuah ruang telur dan sebuah ruang nutrisi terbentuk. Pada awal instar kelima, tiap-tiap telur dapat jelas diobservasi sungguh terpisah. Pada awal tahap pupa, membran luar ovari luruh dan ovariol dilepaskan ke dalam rongga abdominal. Ovum awalnya berbentuk semisirkuler, bersamaan dengan degenerasi sel-sel nutrisi ovum menjadi sirkuler dan selanjutnya tumbuh, ovum secara bertahap menjadi berbentuk sirkuler penuh (lengkap). Seluruh sel-sel pemberi nutrisi dan sel-sel penutup membungkus telur. Sel-sel penutup mensekret cangkang telur.
Gambar 7. 11. Diagram skematik spermatogenesis dan oogenesis. Keterangan : sel germa reproduksi, 2. Oogonia, 3. Oosit primer, 4. Oosit sekunder, 5. Devisi Troposit, 5. Ovum, 6. Spermatogonia, 7. Devisi 6, 8. Spermatoosit primer, 9. spermatosit sekunder, 10. Sperm bundle (kelompok sperma), 11. Spermatozoa
Bagian 6. Organ endokrin dan metamofosis ulat sutra
Setelah menetas, larva makan dan mengalami pertumbuhan, hingga larva mencapai bentuk matangannya. Periode ini dikenal sebagai perkembangan post-embrionik. Ulat sutra termasuk kategori insekta yang menjalani metamorfosis sempurna dengan melalui tahap seperti telur, larva, pupa dan dewasa. Metamorfosis ulat sutra terjadi melalui ekdisis selama pupa dan ekdisis untuk mencapai dewasa. Selama periode larva ulat sutra mengalami empat kali molting, suatu fenomena dikenal sebagai molting larva. Sebelum molting sebuah epidermis baru terbentuk di bawah epidermis lama. Epidermis lama dibuang. Penomena molting terjadi karena peran hormon-hormon yang disekret oleh kelenjar endokrin. Kelenjar endokrin berhubungan dengan molting ulat sutra adalah sel-sel neurosekretori otak, Corpora allata dan kelenjar protoraks.
1.Otak
Otak terletak pada sisi dorsal farinks di kepala. Otak memiliki sel-sel endokrin kecil dan besar. Sel – sel endokrin yang besar mensekret hormon yang berhubungan dengan metamorfosis ulat sutra. Ini dikenal sebagai hormon otak (vide. Gambar 3.16)
2. Corpora allata
Badan allata terletak di ventral pada sisi kiri dan kanan saluran pencernaan, antara kepala dan toraks. Mereka sepasang badan putih kecil berbentuk oval. Mereka dihubungkan dengan otak oleh jaringan penyambung saraf. Badan allata tersusun kira-kira 20 sel-sel tepat (right) dari tahap larva sampai tahap pupa. Materi disekret oleh sel-sel tersebut berperan pada molting larva. Sekresi dikenal sebagai hormon Juvenil (vide Gambar 3.16).
3.Kelenjar Protoraks
Ada sepasang organ seperti benang terletak pada sisi dalam spirakel pertama dari segmen toraks pertama. Masing-masing stand (pangkalan) tiga cabang menuju anterior, posterior dan ventral. Kelenjar disusun beberapa sel. Selama pertumbuhan larva dan pupa, mereka menskret hormon dengan car bersiklus. Hormon-hormon berperan bersaman dengan hormon otak selama molting dan pupa dan metamorfosis menjadi dewasa.
Mereka berperan dengan hormon badan allata selama molting larva. Sekresi kelenjar protoraks dikenal sebagai hormon molting atau ekdison.
Selain organ-organ endokrin disebut di atas, ulat sutra memiliki struktur lain seperti oenosit, kelenjar trakhea–circum (circum-tracheal gland), kelenjar suboesophageal, etc. Dari kelenjar suboesophageal, diapause disekret mengontrol diapause telur.
Gambar 7. 12. Kelenjar protoraks ulat sutra. Keterangan : Kelenjar salivari, 2. Kelenjar protoraks, 3. Otot
Bagian 7. Organ lain ulat sutra dan fisiologi
1.Sistem sirkulasi
Sitem sirkulasi ulat sutra tersusun atas pembuluh dorsal (jantung) dan darah. Pembuluh dorsal berjalan sepajang garis dorsomedian di bawah epidermis. Pembuluh dorsal bagian anterior terbuka menuju ke otak pada kepala. Bagian posterior, berujung pada tepi anterior segmen abdomen kesembilan, pembuluh terlekat pada tiap-tiap segmen oleh sepasang otot alary. Satu pasang ostia muncul dari segmen toraks kedua sampai selanjutnya pada dinding dorsal pembuluh tiap-tiap segmen untuk masuk darah. Terdapat susunan katup untuk darah mengalir dari bagian posterior ke anterior secara lansung. Pada bagian posterior pembuluh dorsal, ada suatu alat kontrol otomatis yang mengontrol aliran darah dari bagian postrior ke anterior.
Gambar 7. 13. Pembuluh darah dorsal dari ulat sutra. Keterangan : 1. Aorta, 2. Pembuluh dorsal (jantung), 3. Katup, 4. Otot alari
1) Darah ulat sutra dan cairan mukus
Darah disusun oleh plasma dan sel darah serta kandungan air 90-95%. Warna darah biasanya kekuning-kuningan pada varietas yang menghasilkan kokon kuning dan tak berwarna pada varietas tersebut menghasilkan kokon putih. Ada enam tipe sel darah. Jumlah sel-sel darah bervariasi menurut varietas ulat sutra dan tahap ,pertumbuhannya. Tetapi, jumlah sel darah dikatakan antara 3.000-8,000 sel dalam 1 mm3 cairan.
2. Sistem respirasi
Sistem respirasi ulat sutra terdiri dari sembilan pasang spirakel dan trakhea. Pada permukaan dalam spirakel tiap-tiap spirakel terdapat dua membran untuk membuka dan menutup spirakel. Membran digerakkan oleh dua tipe otot. Ada ruangan lebar pada sisi dalam spirakel.
Pada kedua sisi usus tengah, ada sebuah trakhea memanjang (longitudinal) berjalan dari anterior ke posterior. Pada tiap-tiap segmen tubuh, ada kumpulan trakhea disebut tracheal bushes. Bagian ini berhubungan dengan spirakel. Dua trakhea memanjang secara transversal terhubung transversal oleh trachid-trachid tranverse. Itu memberikan gambaran seperti tangga. Trakhea menjadi sempit dan halus sebagai cabang hasil membentuk tracheis. Sistem trakhea tersebar pada seluruh organ tubuh. Trakhea tersusun oleh membran luar, lapisan epitel dan membran dalam. Permukaan dalam membran dalam terdapat taeenidia yang berwarna kuning dan diturunkan dari substansi kitin ada pada permukaan dalam membran dalam. Taeenidia memelihara diameter konstan rongga dalam trakhea. Dengan kata lain, taeenidia mencegah kolap trakhea tetap sempurna. Membran dalam diperbaharui waktu molting.
Respirasi terjadi seluruh spirakel dan trakhea serta ulat sutra hampir seluruhnya respirasi integumen tidak ada.
Gambar 7. 14. Sistem trakea ulat sutra (pandang ventral) Keterangan : 1-9. Spirakel, 10. Sisa spirakel, 11. Bagian Ash-white.
3. Sistem Saraf
Sistem saraf ulat sutra tersusun atas sistem saraf pusat, sistem saraf periferal dan sistem saraf simpatetik.
Sistem saraf pusat memiliki 13 pasang (dari luar terlihat 13) ganglia dan saraf yang berhubungan dengan ganglia tersebut. Sistem saraf pusat berjalan disepanjang garis meridian ventral. Ganglia pertama dan kedua ada pada kepala. Ganglia pertama terdapat pada otak dan ganglia kedua terdapat pada ganglia suboesophageal. Ada lebih besar dari ganglia lain. Ada satu pasang ganglia tiap-tiap segmen antara toraks dan segmen abdominal keenam (ganglia no. 3 sampai No. 11). Pada segmen abdominal ketujuh, ganglia No. 12 dan 13 berfusi. Antara ganglia pertama dan kelima, dua saraf ditemukan muncul. Diluar wilayah ini bergabung menjadi satu.
Gambar 7. 15. Sistem saraf ulat sutra. Keterangan: 1. Otak, 2. Ganglia sub-esofagus, 3-13. Ganglia segmental, 14. Saraf simpatik, 15. Saraf terminal, 16. Kepala, 17. Toraks, 18. Abdomen.
Gambar 7. 16. Sistem saraf pada wilayah kepala dari otak ulat sutra. Keterangan: Otak, 2. Ganglia sub-esofagus, 3. Ganglia frontal, 4. Ganglia lateral, 5. Badan korpora alata, 6. Saraf simpatetik dorsal, 7. Saraf labrum, 8. Saraf antena, 9. Saraf optik, 10. Saraf labial, 11. Saraf , 12. Saraf mandibula, 13. Saraf parakardiakus, 14. Saraf badan korpora alata
Saraf periferal muncul dari sistem saraf pusat dan terdistribusi pada berbagai jaringan dan organ tubuh. Otak memunculkan tiga pasang saraf, ganglia suboesophageal, tiga pasang dari tiap-tiap segmen ganglia, dua pasang saraf muncul.
Sistem saraf simpatetik terdiri dari saraf yang berfungsi secara independen (bebas), tanpa kontrol sistem saraf pusat. Ada dua tipe saraf simpatetik, yaitu saraf simpatetik cephalic (kepala) menyambung dengan otak dan ganglia frontal. Hasil selanjutnya saraf membentuk serabut saraf ke saluran pencernaan dan pembuluh dorsal. Ada saraf yang yang berhubungan dengan otak dengan ganglia lateral (ganglia perifaringeal). Saraf tersebut keluar sebagai cabang yang berhubungan dengan badan corpora allata dan juga saluran pencernaan. Saraf simpatetik ventral muncul dari pusat, di tepi posterior dari tiap-tiap ganglia toraks dan abdomen dan muncul masing-masing cabang, pada sisi kiri dan kanan dari bagian tengah ganglia berikutnya. Cabang menuju keseluruh permukaan dalam spirakel dan mencapai pembuluh dorsal.
4. Organ ekskresi
Material yang dicerna dan diabsorpsi oleh ulat sutra disimpan dan juga digunakan untuk aktivitas hidup. Material yang tidak berguna dihancurkan dan diekskresikan melalui tubulus Malpihi. Termasuk zat tersebut asam urik dan kalsium oksalat. Tubulus Malpighi terletak di sekitar antara intestin dan kolon. Tubulus Malpighi bermuara melalui sepasang lubang. Bagian ujung posterior samar-samar disisi dalam dinding rektum. Tubulus Malpighi adalah tubuluh kuning yang halus.
Tertutup dan bagian terbuka masuk saluran pencernakan (close to opening into the alimentary canal), kemudian bercabang pada salah satu sisi, terdapat tiga tubulus berjumlah total enam tubulus. Sepanjang dinding usus tengah, tubulus naik dan turun dekat kolon, kemudian menjadi melilit lebih sempurna. Selanjutnya, mereka masuk ke dinding rektum. Tubulus Malpighi dekat bagain yang terbuka menggelembung (vesikel urinaria).
Gambar 7. 13. Tubulus Malpighi ulat sutra. Keterangan : 1. Midgut, 2. Tubulus Malpighi, 3. Usus halus, 4. Kolon, 5. rektum, 6. Swilling, 7. Tubulus dorsal, 8. Tubulus lateral, 9. Tubulus ventral, 10. Lubang posterior usus halus, 11. Tiga tubulus Malpighi menyatu dengan rektum.
5. Lemak tubuh
Ada seperti daun, seperti benang atau jaringan putih seperti pita terdistribusi keseluruh tubuh. Mereka sangat dikenal sebagai badan-badan lemak. Tiap-tiap tubuh adalah suatu akumulasi dari sejumlah besar lemak. Sel-sel mengandung protein, lemak dan glikogen. Terdapat struktur penting berhubungan dengan metabolisme.
6. Otot
Penggerak (locomation), pergerakan mandibula untuk makan, pergerakan peristaltik saluran pencernaan, pergerakan kepala dan toraks waktu memintal karena peran otot. Ulat sutra memelihara bentuk tubuhnya dengan bantuan kitin keras ada pada integumentum. Otot-otot salah satu terikat pada skleton (chininous framework) atau organ-organ sisi dalam tubuh. Pergerakan dihasilkan dari ekspansi atau kontraksi otot-otot.
Otot-otot ulat sutra kebanyakan suatu kumpulan serabut otot longgar.
Gambar 7. 18. Struktur otot. Keterangan: 1. Lapisan otot (muscle layer), 2. Nukleus lapisan otot (nucleus of muscle layer), 3. Nukleus otot, 4. serabut otot, 5. Protoplasma otot
BAGIAN 8: PUPA DAN NGENGAT
Pupa berwarna coklat dan berbentuk gelendong. Selama tahap pupa, bentuk eksternal tidak banyak berubah. Tubuh tersusun atas kepala dan toraks dengan tiga segmen dan abdomen dengan sembilan segmen. Antena dan mata terlihat pada kepala, tetapi bagian mulut degenerasi dan berukuran kecil.
Torak tersusun atas bagian protoraks, mesotoraks dan metatoraks. Tiap-tiap segmen memiliki sepasang apendik toraks. Mesotoraks dan metatoraks memiliki sepasang sayap yang rapat dengan tubuh. Mesotorak memiliki sayap depan dan metatoraks memiliki sayap belakang. Sayap belakang secara sempurna melebihi sayap depan.
Segmen abdomen pertama kecil dan belakang segmen pertama, segmen lain berangsur-angsur menjadi lebih besar. Segmen nomor 5, nomor 6 dan nomor 7 adalah yang paling besar. Setelah segmen ketujuh ukuran berubah menjadi menurun. Abdomen pupa betina lebih besar dari abdomen pupa jantan dan bagian ujungnya berbentuk sirkuler. Di pusat pada permukaan ventral segmen abdomen ke delapan, terdapat lekuk longitudinal. Lekuk akan membantu diferensiasi seks pupa.
Organ larva dan jaringan menjadi terdegenerasi pada pupa dan segera organ dan jaringan berkembang untuk tahap dewasa. Dengan kata lain, suatu yang sangat hebat terjadi pada metamorfosis.
Gambar 7. 19. Penampakan eksternal pupa. Keterangan : Antena, 2. Sayap depan, 3. Mesototaks, 4. Spirakel, 5. Segmen abdomen enam, 7. Toraks, 8. Abdomen.
2. Ngengat (tahap dewasa)
Pada tahap ini, tubuh dapat dibedakan menjadi kepala, toraks dan abdomen. Seluruh tubuh ditutupi oleh rambut – rambut sisik putih.
Pada sisi dorsal kepala, terdapat sepasang mata majemuk disusun sejumlah besar unit mata heksagonal (ommatidia). Mata berbentuk biji kacang berwarna merah gelap. Di atas mata ada antena sangat sensitif terhadap tactile dan organ pencium (olfactory senses) karena ada rambut sensori padat. Bagian mulut ada pada sisi ventral kepala, tetapi sangat terdegenerasi.
Toraks terbagi atas protoraks, mesotoraks dan metatoraks. Protorak sangat kecil. Tiap-tiap segmen toraks memiliki sepasang tungkai. Pada mesotoraks dan metatoraks, terdapat sepasang sayap. Tetapi, sayap tidak dapat untuk terbang.
Abdomen pada betina memiliki tujuh segmen dan pada jantan, terdapat delapan segmen. Kedua jantan dan betina memiliki genital eksternal pada ujung terminal abdomen. Ada organ kopulasi rumit. Organ-organ tersebut berkembang suatu hasil modifikasi dari segmen terminal (akhir) abdomen yang oleh karena itu terlihat berdegenerasi. Pada jantan, genital eksternal terdiri atas sersi dan aediages. Pada betina, organ genital ekternal terdiri dari ovivositor, sersi lateral dan kelenjar.
Gambar 7. 20. Organ reproduksi ngengat jantan. Keterangan : 1. Testes, 2. Vas deferens, 3. Kantong ejakulasi, 4. Reseptakel seminal, 5. Vesikula seminal, 6. Duktus ejakulasi, 7. Sersi.
1)ORGAN REPRODUKSI NGENGAT JANTAN
Organ reproduksi jantan terdiri dari testis, vas deferens, vesikula seminalis, kantung ejakulatori, kelenjar asesori, duktus ejakulatori dan sersi. Vas defferens adalah modifikasi duktus dari larva. Kantong ejakulatori, kelenjar asesori dan duktus ejakulatori diturunkan dari kelenjar Herold’s. Sepasang testis ada pada sisi dorsal segmen abdomen ketujuh. Tiap-tiap testis memiliki empat kantong testis. Tiap-tiap kantong mengandung spermatozoa. Vesikel seminal adalah wilayah dimana spermatozoa disimpan. Spermatozoa dapat melalui vas deferens dan tersimpan secara sementara. Spermatozoa dapat melalui vesikula seminal dan duktus ejakulatori dalan sersi selama proses fertilisasi.
2) ORGAN REPRODUKSI NGENGAT BETINA
Organ reproduksi ngengat betina terdiri dari ovariol, oviduks, chamber, reseptakel seminal dan kelenjar mukus. Oviduk suatu modifikasi duktus pada saat larva. Bagian anterior kelenjar Ishiwata terdapat pada larva menghasilkan reseptakel seminal dan bagian anterior chamber, sementara bagian posterior kelenjar Ishiwata menghasilkan (menurunkan) kelenjar mukus dan bagian posterior chamber. Kelenjar mukus ada pada kedua sisi chamber dan kaya substansi mukus. Pada waktu bertelur, mukus diproduksi lebih permukaan telur kemudian telur menjadi berlekatan sampai beberapa substratum (tingkatan). Kantong kopulatori menerima cairan seminal pada saat kopulasi. Cairan seminal dapat melalui suatu duktus kecil dan membawanya ke reseptakel seminal. Pada saat bertelur, cairan kembali ke chamber dan masuk telur.
Gambar 7. 21. Organ reproduksi ngengat betina. Keterangan ; Ovariol, 2. Kelenjar asesoori reseptakel seminal, 3. Kelenjar mukus, 4. Reseptakel seminal, 5. Oviduks, 6. kantong kopulasi, 7. Ovipositor, 8. Chamber (ruang), 9. Rektum.
3) Fertilisasi
Ketika ada kelenjar di ujung posterior abdomen ngengat betina mensekret suatu atraktan seks, odour (bau) tersebar dan ngengat jantan, mengenal odour (bau) dengan tentakelnya, mendekati ngengat betina. Kemungkinan ini ngengat jantan dan betina menjadi lebih dekat satu sama lain dan akhirnya kawin. Dalam 20-30 menit setelah kawin, tahap pertama terjadi ejakulasi. Tahap kedua ejakulasi terjadi 60-90 menit terakhir.
Fertilisasi, yaitu bersatunya sperma dan ovum tidak terjadi segera pada saat kawin, tetapi satu sampai dua jam setelah telur diletakkan.
Latihan
1.Buatlah sebuah observasi mendetail dari morfologi larva dan bandingkan wilayah kepala pada tahap bervariasi.
2. Bedah tubuh ulat sutra dan pelajari organ internal
3. Amati struktur wilayah berbagai saluran pencernaan dari ulat sutra dan gambar tiap-tiap bagiannya.
4. Amati berbagai bagian kelenjar sutra dan uat suatu laporan perbandingan.
5. Amati distribusi saraf pada berbagai bagian tubuh ulat sutra.
Referensi
Veda, K., Nagai, L. dan Harikomi, M. 1997. Silkworm Reasing. Translated from Japanese Science Publihers, inc USA. P: 97-122
BAB VIII
Klasifikasi
Sistem penamaan spesies pada saat ini menurut C. linnaeus 1758, yaitu sistem alamiah, sistem penamaan itu dinamakan binomial kata pertama menunjukkan genus dan kata kedua menunjukkan spesies. Kata pertama diawali huruf kapital, kata kedua huruf kecil, ditulis dengan miring atau garis bawah. Contoh lalat rumah (Musca domestica). Klasifikasi bertujuan untuk mengurangi kebingungan keanekaragaman spesies untuk membatasi dan mengatur jumlah kategori. Berikut ini contoh pohon filogeneik ordo-ordo insekta.
Gambar 8. 1. Pohon filogeneik ordo-ordo insekta
Protura
Penampakan protura hampir tidak bertipe insekta dan beberapa karekateristik yang terlihat pada centipedes dan milipedes (kaki seribu). Insekta berskerit lembut secara normal kurang dari 2 mm panjangnya, tidak berantena dan bermata majemuk, tidak bersayap, memiliki 12 segmen abdomen pada tahap dewasa dengan segmen satu sampai tiga memiliki sepasang apendiks kecil atau styli, dan tidak ada sersi. Gonopore terletak pada segmen abdomen ke 11, dan terdapat genital eksternal kecil. Mulut entognathic mandibula dan maksila dilokasi kantong yang terspesialis pada kepala. Tubulus Malpighi ada enam papila.
Pertumbuhan anamorfosis. Telur disimpan pada tanah lembab di bawah batu atau debris. Instar pertama memiliki 9 segmen abdomen dengan tambahan segmen baru pada tiap-tiap molting hingga mencapai 12. Eksdisis dibutuhkan melepas garis melintang batas posteior kepala, suatu penampakan hanya terlihat pada Collembola, centipedes dan millipedes.
Tidak berantena, abdomen 12 segmen, terutama tempat gonopore, perkembangan anamorfosis ditemukan tidak pada insekta lain. Bagian mulut styles dan entognathic ditemukan hanya pada insekta paling primitif.
Gambar 8. 2. Seekor Protura
Diplura
Campodeids dan japygids dewasa, memiliki sersi berbentuk filiform dan sersi seperti gunting (forcep) panjang antara 3 mm sampai 50 mm lebih. Insekta apterigota tidak beroceli, genital eksternal dan biasanya tubulus Malpighi. Bagian mulut entognathic. Antenanya moniliform, dan tiap-tiap segmen mempunyai otot suatu ciri bukan tergolong insekta terlihat juga pada Collembola.
Telur diletakkan pada tanah lembab di bawah daun dan kotoran. Seperti pada springtail, tidak ada membran embrionik dihasilkan selama perkembangan embrio. Pertumbuhan epimorfik, insekta muda mirip dewasa berbeda ukurannya. Mencapai 30 kali molting untuk spesies yang terbesar.
Lebih dari 650 spesies telah dideskripsikan dan ditempatkan dalam tiga famili. Kedua dapat herbivora dan karnivora telah diobservasi dengan terlebih dahulu lebih umum. Diketahui tidak bernilai ekonomi.
Gambar 8. 2. Seekor Diplura, famili Japygidae
Collembola
Tidak bertipe insekta misalnya springtail. Arthropoda tersebut kecil, kadang-kadang lebih enam mm. Collembola mudah dikenali dari ukurannya, tidak bersayap, abdomen 6 segmen, tabung ventral atau collofore, pada segmen abdominal pertama umumnya memiliki garpu furcula abdomen atau spring; terakhir, ketika ada, digunakan untuk menggerakkan (dorongan) organisme maju. Antena springtail secara normal bersegmen empat, tiap-tiap segmen memiliki otot masing-masing secara keseluruhan dari segmen antena bercirikan seperti yang ditemukan pada Diplura, Milipedes (kaki seribu) dan Centipedes. Mata ada terletak berkelompok pada sisi lateral terdiri dari satu sampai delapan stemma. Spirakel tidak ada atau terletak pada leher, suatu ciri yang tidak terlihat pada insekta lain. Ciri unik tidak ada corpora allata, gonad secara keseluruhan suatu germarium lateral, tubulus Malpighi dan genital eksternal tidak ada, dan terdapat suatu organ Tomosvary (suatu struktur yang terdapat di samping antena) hanya terdapat pada ordo ini dan Diplura diantara insekta. Mulut springtail endognathic, suatu ciri dari kebanyakan apterigota.
Telur diletakkan di dalam tanah dan pembelahan holoblastik, ciri yang tidak ditemukan pada insekta lain kecuali pada Hymenoptera parasit. Perkembangan ametabola, kecuali untuk ukuran, seluruh instar sama bentuk, sejak genital eksternal ada, diagnosis dewasa didasari ada atau tidaknya reproduksi individu. Molting kadang terjadi setelah dewasa, suatu ciri beberapa insekta. Pelepasan eksdisis melintang, sama seperti protura terletak pada batas posterior kepala dan untuk membuka kapsul kepala lama.
Ada lima famili yang diusulkan mendekati 2.000 spesies (200 di Amerika Utara). Springtail secara normal berlimpah di atas tanah atau sampah dan makanan utamanya seperti bangkai atau algae. Kadang-kadang menjadi hama tetapi jarang. Flea lucern pada alfalta, spesies Puerto Rican dari Collembola transmisi penyakit sugar cane dan spesies merusak cendawan, semaian tumbuhan rumah dan green house contoh kerusakan spesifik yang disebabkan springtail.
Gambar 8. 3. seekor spingtail
Thysanura
Bristletails dan silverfish (Lepisma saccharina) memiliki ukuran panjang 1 mm sampai 50 mm. Tidak bersayap, antena panjang berbentuk filiform, dua buah sersi berkembang baik, dan sebuah filamen kaudal tunggal, seluruh styli atau sisa kaki pada segmen abdomen satu sampai tujuh atau tujuh sampai sembilan. Terdapat tipe mulut menggigit lemah (weak chewing type), mata majemuk lemah (weak compound eye), tubuh ditutupi oleh sisik.
Tidak metamorfosis, insekta muda mirip dewasa. Perkembangan dibutuhkan beberapa tahun menjadi sempurna. Insekta tersebut mudah bergerak bila diganggu dan beberapa insekta dapat melompat.
Thysanura dapat diklasifikasikan oleh beberapa autor menjadi dua ordo, yaitu Archeognatha atau bristletail dan Thysanura atau silverfish. Pada awalnya bentuk silendris sayatan melintang dan memiliki mata majemuk besar berdekatan, tetapi kemudian memipih dan kecil kemungkinan untuk redument terpisah mata. Spesies 4000 terbagai menjadi empat famili, satu tergolong pest pada manusia. Firebrat (Thermobia domestica) ditemukan dekat tungku pembakaran dan pipa air. Silverfish (Lepisma saccharina) mencari area dingin yang memiliki kelembaban tinggi. Book-binding, sampah wallpaper, tepung dan debris organik makanan dua pest tersebut.
Gambar 8. 4. Seekor silverfish (Lepisma saccharina)
Ephemeroptera
Mayflies panjang dari 4 mm sampai 50 mm dan dapat diidentifikasi antena setaceous dan sersi panjang multisegmen. Sebuah filamen kaudal median dapat dilihat. Dua pasang sayap,biasanya ada (sepasang sayap belakang biasanya reduksi dan kadang-kadang tidak ada), memiliki sejumlah vena-vena dan secara normal meregang secara vertikal melebihi toraks waktu istirahat. Venasi sayap merupakan paling primitif dari seluruh insekta pterigota. Mata majemuk besar mungkin terbagi pada jantan. Bagian mulut vestigial. Gonofore sepasang pada segmen abdominal tujuh yang betina; genital chamber insekta dan oviduk median betina serta duktus ejakulatori pada jantan tidak ada.
Gambar 8. 5. Nimfa mayfly akuatik. Nimfa ini (Hexagenia limbata) menggunkan mandibula tusklikenya untuk menggali lumpur
Metamorfosis tidak sempurna. Telur tersimpan pada air. Nimfa memiliki insang abdominal dan biasanya mempunyai tiga buah ekor, dua pasang sersi, serta sebuah filamen kaudal. Beberapa nimfa berpegang pada batu dan berbentuk pipih serta steamlined tetapi sebagian lagi ada yang berbentuk silindris dan menggali atau bergerak di dasar. Makanan terdiri dari organisme akuatik, tanaman dan debris organik.Setelah menyelesaikan perkembangan insekta muda (satu sampai dua tahun), nimfa meninggalkan air dan menjadi subimago, tahap immature bersayap unik menjadi mayflies. Dalam satu jam sampai beberapa hari, tidak pernah molting, dan segera dewasa. Serangga dewasa hidup paling lama empat hari (ephemerous= hidup tetapi sehari).
Gambar 8. 6. Seekor mayfly dewasa (Hexagenia limbata). Catatan sayap posisi vertical saat istirahat
Odonata
Odonata sedang sampai besar (lebar sayap dari 25 mm sampai 190 mm) dan memiliki karakteristik berikut: mata majemuk besar, mulut menggigit kuat, antena setaseus, abdomen panjang dan langsing sersi bersegmen tunggal dan dua pasang sayap sempit panjang banyak vena-vena dan terdapat a notch (takik) dan sebuah arculus. Ada dua subordo; anisoptera atau dragonflies: sayap melipat secara horizontal waktu istirahat, memiliki tubuh padat dan aktif terbang. Zygoptera atau damselfies sayap melipat hampir vertikal waktu istirahat, memiliki badan sangat langsing dan kurang gesit terbang.
Gambar 8.7. Contoh Odonata. (A) Capung darner (Aeshnidae); (B) Damselflay bersayap lebar (Calopterygigae); (C) Common skimmer (libellulidae); (D) Damselflay bersayap lebar (Calopterygigae)
Jantan memiliki organ kopulasi sekunder pada segmen abdomen kedua. Selama kopulasi jantan sering memegang leher betina dengan claspersnya, sementara abdomen betina melengkung menuju segmen abdomen jantan kedua. Betina menyimpan telurnya di air atau dekat air. Metamorfosis tidak sempurna, predator yang rakus dan memerlukan sebuah labium yang tumbuh untuk menangkap mangsa. Nimfa damselfly memiliki tiga insang platelike (seperti berlapis), pertukaran oksigen pada nimfa dragonfly mengambil tempat secara internal dalam otot rektum. Jika otot rektum, digunakan secara normal untuk pertukaran air, kontraksi kuat, air akan terdorong keluar dengan mudah dan suatu bentuk “dorongan pancaran” (jet propulsion) terjadi. Setelah empat minggu sampai empat tahun, nimfa-nimfa bergerak perlahan-lahan muncul pada vegetasi dan metamorfosis menjadi dewasa.
Anggotanya lebih dari 5.000 spesies terbagi dalam sembilan famili. Nilai terhadap manusia sulit untuk diterima, umumnya pemakan, walaupun banyak nyamuk dan insekta lain mengganggu manusia dimakan, banyak spesies bermanfaat di atas juga dimakan.
Berikut ini dua kunci, satu untuk dewasa dan yang lain untuk nimfa, bertujuan mulai mengenali subordo dan kelompok famili.
Gambar 8. 8. Seekor damselfly dewasa (Agrion maculatum)
Gambar 8. 9. Seekor nimfa capung. Catatan labium diperbesar dan wing pad eksternal
Gambar 8. 10. Seekor nimfa damselfly. Catatan tiga insang terminal, ada dua abnormal dan pendek
Orthoptera
Orthoptera termasuk insekta seperti kecoa, belalang sembah , belalang tongkat, belalang dan jangkrik. Alat mulut tipe menggigit, kaki panjang dan tarsi bersegmen satu sampai lima dan mata majemuk besar. Sayap umumnya ada dan mempunyai banyak vena-vena dan dimodifikasi dengan sayap depan sempit dan menebal menjadi tegmina, sayap belakang luas, membranous. Terbang terutama dengan sayap belakang. Membuat suara dengan gesekan tujuannya menarik jodoh. Umumnya memiliki suatu ependiks ovivositor dan kadang-kadang ukuranya sama panjang dengan abdomen. Sersi sering pendek, antena umumnya panjang dan multisegmen. Ukuranya dari 12 mm sampai melebihi 250 mm.
Gambar 8. 11. Contoh umum Orthoptera
Gambar 8. 12. Belalang sembah Carolina (Stagomantis Carolina)
Telur diletakkan dapat bervariasi. Beberapa telur disimpan dalam tanah (belalang tanduk pendek), tetapi insekta lain disimpan pada vegetasi. Belalang tongkat menyimpan telur tunggal, tapi belalang sembah dan lipas atau coro disimpan pada ootheca. Metamorfosis tidak sempurna. Sebagian besar orthoptera herbivora, tetapi beberapa karnivora (belalang sembah) dan omnivora pada kecoa.
Beberapa spesies bernilai ekonomi. Beberapa belalang tanduk pendek (short-horned grasshoper) sebagai tercatat sebagai hama pada crop, khususnya pada temperata dan wilayah gersang dunia dan banyak area di USA melakukan survei setiap tahun untuk antisipasi meningkat populasi yang mungkin mencapai ambang ekonomi. Bentuk migrasi penting secara khusus ketika populasi tinggi. Pada beberapa tahun jangkrik mormon, belalang tanduk panjang tidak bersayap dari barat intermountain (antara gunung) telah sangat merusak sebab ukuranya besar, berperilaku suka mengelompok dan bermigrasi. Jangkrik lapangan mungkin merusak persemaian pada perusahaan crop Beberapa spesies kecoa berada di rumah dan menjadi pest penting.
Gambar 8. 13. Seekor belalang tongkat (Diapherimera persimilis)
Gambar 8. 14. Seekor belalang berantena panjang (Scudderia texensi)
Gambar 9. 15. Jangkrik lading (Acheta assimilis)
Lebih dari 30.000 spesies tersebar di seluruh dunia lebih dari 1.000 di Ameraka Utara. Spesies tersebut ditempatkan pada 12 sampai 19 famili, tergantung sistem klasifikasi yang digunakan. Beberapa ahli taksonomi membagi ordo ini menjadi Orthoptera (belalang, jangkrik), Phasmide (belalang tongkat), dan Dictyoptera (belalang sembah dan kecoa). Pembagian takson lain menjadi Othoptera (belalang, jangkrik), Mantodea (belalang sembah), Phasmida atau Phasmatodea (belalang tongkat), Blattaria (kecoa) dan Grylloblattodea (grylloplattid). Klasifikasi diterima oleh perhimpunan ahli entomologi Amerika 1978 untuk ordo tunggal Orthoptera. Berikut kunci akan membantu memulai belajar untuk identifikasi famili lebih umum.
Isoptera
Rayap panjangnya bervariasi dari 2 mm sampai 12 mm kecuali untuk ratu physogastric. Rayap ciri-cirinya kepala pronathic, antena moniliform bersegmen sembilan sampai 30, mulut mengunyah, kaki pendek dan keras dengan tarsi normal bersegmen 4, sersi pendek bersegmen satu sampai delapan, dan tidak ada sayap kecuali kasta reproduksi. Sayap, waktu ada, lebih panjang dari tubuh dan membraneous. Sayap depan dan belakang sama bentuk dan ukuran. Seluruh rayap insekta sosial.
Kira-kira 2.120 spesies diketahui (41 di Amerika utara), dan mereka terpisah menjadi empat sampai enam famili. Sebagian besar famili primitif, Mastotermitidae, mengandung spesies tropika tunggal, Mastotermes darwiiensis yang mempunyai ootheca disimpan oleh ratu dan yang banyak dimiliki ciri kecoa lain. Walaupun 80 % spesies rayap dunia dalam Termitidae, rayap subterranean (Rhinotermitidae) dan rayap kayu-kering (Kalotermitidae) paling umum di Amerika. Kadang-kadang istilah “semut putih”, kelompok ini memiliki nilai ekonomi penting dan peranan besar secara biologi. Pada daerah tropis dan dalam hutan rayap resiklus nutrisi dan bertujuan dalam perkembangan tanah. Contoh lain, rayap makan yang bermasalah langsung dengan manusia. Sejak isoptera makan kertas, kayu dan selulosa lainya, rayap diperhitungkan berbahaya. Banyak wilayah di Amerika sekitar rumah atau telah dihuni rayap pada puluhan tahun kecuali tanah diberi perlakuan selama membangun. Beberapa spesies pest lebih penting di USA adalah subterranean Reticulitermis flavipes (timur dan tengah USA), R. hesperus (Pasifik USA) dan R. tibialis (barat dan sungai Mississippi); dan kayu kering Incisitermes minor (Pasifik USA), I. hubbardi (southwest USA) dan I. snyderi ( southeastern USA).
Gambar 8. 16. Rayap reproduktif, tahap selanjutnya dua pasang sayap hilang setelah terbang menyebar.
Dermaptera
Earwing insekta berukuran sedang (dari 5 mm sampai 35 mm) secara karakteristik sersi seperti gunting tang yang tumbuh besar tidak bersegmen. Memiliki tipe mulut menyunyah prognathic, antena filiform, mata majemuk berkembang baik, kaki panjang tarsi bersegmen tiga. Sayap depan menebal menjadi tegmina dan pendek. Sayap belakang semisirkuler melipat seperti kipas secara memanjang dan secara transversal dua kali untuk pas (layak) di bawah tegmina tereduksi ketika tidak digunakan terbang.
Telur sering tersimpan dalam liang galian yang dibersihkan dan dijaga oleh betina. Metamorfosis tidak sempurna. Nimfa pemakan, seperti dilakukan dewasa, memakan material bervariasi mulai dari material mati dari tumbuhan dan hewan. Aktivitas secara normal malam hari.
Kira-kira 1.000 spesies diketahui, tetapi hanya 18 ditemukan di Amerika Utara. Empat famili tetap ada. Walaupun beberapa spesies kadang-kadang makan tanaman budidaya, secara umun tidak memiliki arti penting dalam ekonomi.
Gambar 8.17. Seekor earwing (Forficula aurricularia)
Embioptera
Webspinnes memiliki tipe mulut mengunyah, antena filiform, dan sersi bersegmen dua. Dua pasang sayap ukuran sama berdekatan biasanya terdapat pada jantan dewasa, tetapi betina tidak bersayap. Kaki pendek dan tarsi bersegmen tiga. Insekta tersebut suka berkelompok mudah dikenali dengan basitarsi tumbuh dari kaki depan, yang mengandung banyak kelenjar sutra digunakan untuk membuat galeri sutra yang didiami. Tiap-tiap galeri (sarang) mengandung seekor betina dan anak-anaknya. Telur dan nimfa berkembang dalam perlindungan web (jaring-jaring) dipelihara oleh betina. Makanan adalah tumbuhan, walaupun kanibalisme pada beberapa spesies. Jantan mati setelah kawin, tetapi betina mulai membuat jaring-jaring
Lebih dari 200 spesies diketahui dan sebagian besar terdistribusi di wilayah tropis. Tiga famili telah diklasifikasikan menggunakan karakteristik utama jantan bersayap dan genital seperti yang terlihat pada gambar.
Gambar 8. 18. Seekor webspinner jantan
Plecoptera
Stoneflies (gambar 294) insekta berukuran sedang sampai besar (dari 12 mm sampai 65 mm panjangnya) dan ciri-cirinya antena filiform panjang, tipe mulut mengunyah, sersi biasanya panjang dan multisegmen, mata majemuk kecil, dan secara normal dua pasang sayap dengan banyak vena-vena. Sayap depan lebih sempit dari pada sayap belakang, keduanya melipat rata melebihi abdomen ketika tidak terbang.
Metamorfosis tidak sempurna. Telur sebagian besar disimpan pada air bergerak. Nimfa memiliki antena panjang, tipe mulut mengunyah dan memiliki dua sersi. Insang ketika ada pada toraks, leher atau dua sampai tiga segmen abdomen. Seperti namanya stonefly, nimfa umumnya ditemukan di atas atau di bawah batu. Beberapa spesies herbivora, tetapi yang lain merobek atau karnivora. Sebagian besar spesies di Amerika Utara Univoltine, tetapi dewasa mungkin sampai empat tahun, waktu nimfa meninggalkan air dan molting berada di vegetasi. Muncul dari air biasanya terjadi waktu musim panas.
Sekitar 1.500 spesies (430 di Amerika Utara) diklasifikasikan menjadi enam sampai sepuluh famili. Insekta ini menjadi makanan penting untuk banyak ikan tetapi tidak bernilai penting pada kesehatan dan ekonomi manusia.
Psocoptera
Psocips kecil (dari 1 mm sampai 7 mm) dan karakteristik yang dilihat sebagai berikut mata majemuk besar atau reduksi, tipe mulut mengunyah, antena filiform panjang, kaki langsing dengan tarsi bersegmen dua atau tiga, dan tidak bersersi. Sayap tidak ada atau ada. Ketika berkembang, sayap belakang lebih kecil dari pada sayap depan; kedua pasangan seperti atap (rooflike) lentur melebihi abdomen ketika tidak digunakan dan sedikit vena-vena.
Gambar 8. 19. Stonefly (A) Imago; (B) Nimfa
Telur diletakkan tunggal atau berkelompok, dalam bangunan atau luar bangunan. Spesies di luar bangunan, termasuk nimfa seluruh spesies bersayap, ditemukan pada batang pohon, pada sampah, pada algae, atau kerak dan umumnya pada vegetasi. Kebanyakan spesies rakus. Makanan terdiri dari fragmen tumbuhan termasuk jamur dan pollen. Spesies dalam bangunan tidak bersayap dan disebut kutu buku. Makanan termasuk perekat jilid buku, lem, tepung, padi-padian dan produks sereal; insekta tersebut sering menjadi hama. Instar nimfa enam umum. Dewasa butuh makanan sama dengan nimfa. 1.100 spesies terbagi dalam 11 famili.
Mallophaga
Kutu pengunyah kecil (dari 2 mm sampai 6 mm) dan memiliki kepala biasanya lebih lebar dari panjang, mulut dimodifikasi mengunyah, mata majemuk direduksi, tarsi bersegmen dua sampai lima, tidak bersersi, dan tidak bersayap. Tubuh pipih secara dorsoventral.
Gambar 8. 20. Seekor louse book (kutu buku) (Liposcelis tericolus)
Telur terkait pada bulu atau rambut inang. Metamorfosis tidak sempurna. Nimfa dan dewasa mencerna kulit yang mati, bulu, rambut atau scrab. Di bawah populasi tinggi menekan lapisan dermal kulit mungkin diserang, terutama sekitar luka.
Gambar 8. 21. Seekor chewing louse (kutu pengunyah) dewasa
Ada 2.675 spesies dan dibagi kedalam enam famili. Sebagian besar kutu pengunyah berada pada burung, walaupun beberapa mamalia sebagai inang. Inang spesifik dan transfer dari satu inang ke inang lain secara normal terjadi hanya dua burung yang sama spesies seperti burung kawin atau sarang. Jika inang mati binatang kutu biasanya mati. Ordo ini tidak bernilai ekonomi pada hewan piaraan ditumpangi; lebih dari 40 spesies diketahui sebagai parasit itik dan tujuh spesies umum. Beberapa spesies mendiami (infest) ternak (kuda, lembu dan kambing).
Anoplura
Kutu pengisap kecil (dari 0,4 mm sampai 6,5 mm) dan dicirikan dengan their narrower than long head (kepala sempit memanjang), antena bersegmen dua sampai lima, tipe mulut menusuk dan mengisap ditarik ke dalam kepala, mata tereduksi, tidak ada sayap dan sersi, tubuh memipih secara dorsoventral. Kaki pendek, dan tarsus tunggal serta cakar dimodifikasi untuk menjadi organ penggenggam yang berlawan lobus tibia.
Kutu mengisap darah, dalam siklus hidupnya dihabiskan pada inang mamalia. Metamorfosis tidak sempurna. Telur dilekatkan pada rambut inang. Tingkat spesifik inang tinggi dan lebih suka wilayah spesifik pada inang dapat dikenali. Kutu manusia, Pediculus humanus, pada manusia, dan sebagaimana makanannya di atas kepala atau wilayah tubuh yang langsung berpengaruh pada morfologinya dan tingkah lakunya (dua varietas, kutu kepala dan kutu badan, suatu pertimbangan memisahkan dua spesies). Kira-kira 26 persen dari pelajar SLTP pada Industrilisasi Britain ditemukan kutu kepala pada tahun 1970, dan epidemik menjadi umum saat ini di banyak negara barat. Dewasa terlihat sembilan hari setelah menetas dari telur. Kutu crab (kepiting), Pthirus pubis, ditemukan terutama pada wilayah pubis dan perianal.
Gambar 8. 22. Seekor sucking louse (kutu pengisap). Spesies ini, Pthirus pubis, nomal ditemukan pada wilayah pubis manusia.
Beberapa ahli sistematik mengelompokkan Anoplura dan Mallophaga ke dalam ordo tunggal, Phthiraptera, selanjutnya terpisah. Hanya 486 diketahui dan biasanya dipisahkan ke dalam tiga famili. Satu famili (Pediculidae) termasuk kutu ditemukan pada manusia, famili kedua (Echinophtiriidae) hidup pada anjing laut dan walrus, dan famili ketiga (Haematopinidae) termasuk semua spesies lain (takson ini dipisah menjadi enam famili oleh beberapa ahli taksonomi). Kutu mengisap penting pada manusia.
Thysanoptera
Thrips ukuran kecil (dari 0,5 mm sampai 14 mm) dan memiliki tubuh panjang dan ramping, mata majemuk besar, antena bersegmen enam sampai sembilan, mulut dimodifikasi untuk mengisap dan menusuk-nusuk (rasping-sucking) paruh berbentuk kerucut, tarsi bersegmen satu sampai dua, dan abdomen tajam dan tidak bersersi. Sayap salah satunya tidak ada atau panjang sempit dengan tepi panjang atau berambut. Beberapa spesies mempunyai kantong menonjol pada ujung tiap-tiap tarsus. Suatu ovivositor apendikular juga ada pada beberapa spesies.
Metamorfosis intermediate antara tidak sempurna dan sempurna. Mula-mula instar kedua tidak ada wing pad eksternal, dan walaupun instar menyerupai dewasa, sering disebut larva. Instar seterusnya ada memiliki wing pad eksternal, tidak aktif dan ditentukan sebagai prepupa dan pupa. Sebagian besar tahap aktif memakan tumbuhan, walaupun beberapa spesies karnivora. Parthenogenesis terjadi pada beberapa spesies.
Gambar 8. 23. Seekor thrip betina (Frankliniella tritici)
Spesies 6.000 terpisah ke dalam lima famili. Makanannya banyak dari bunga sampai crops budidaya serta berbahaya. Contohnya termasuk tembakau, bawang, gladiol dan jeruk. Beberapa virus tanaman ditransmisi oleh thrips.
Hemiptera
Hama kepik (bug) yang sebenarnya, panjang bervariasi mencapai 100 mm, mata majemuk biasanya besar, antena bersegmen empat sampai lima dan sering lebih panjang dari pada kepala, mulut menusuk-mengisap dengan paruh (beak) bersegmen muncul dari bagian anterior kepala, tarsi bersegmen satu sampai tiga, sersi tidak ada, dan sayap secara normal ada dan posisinya rapat melebihi abdomen ketika istirahat, dipisahkan oleh Scutellum tumbuh. Sepasang sayap depan biasanya menebal pada dasar dan membraneous pada apikal membentuk hemelytron. Sayap belakang membraneous ringan lebih pendek dari hemelytra. Kaki sangat bervariasi. Kelenjar bau umum.
Gambar 8. 24. Contoh umum Hemiptera
Metamorfosis tidak sempurna. Telur disimpan pada habitat dimana perkembangan terjadi; banyak nimfa dan dewasa terestrial, tetapi jumlah signifikan akuatik. Makanan cair, getah atau darah, dan bervariasi dari herbivora, karnivora sampai parasit.
Sejumlah kepik (bug) sebenarnya tidak bernilai ekonomi. Kepik (bug) tanaman budidaya termasuk: 1. Coreidae, kepik (bug) labu, Anasa tristis (labu dan sejenisnya). 2. Miridae, kepik (bug) tanaman berbercak, Lygus lineolaris (buah dan bunga) dan kutu lompat kapas, Psallus seriatus (kapas). 3. Lygaeidae, kepik (bug) kutu busuk, Blissus leucopterus (gandum, sejenis gandum dan padi-padian) dan 4. Pentatomidae, kepik (bug) harlequin, Murgantia histriocana (kubis dan lobak cina) dan kepik (bug) bau souther green, Nezara viridula (pada berbagai crop). Beberapa spesies kepik (bug) pembunuh secara alami diinfeksi dengan penyakit Chagas; sebagian besar kepik (bug) tersebut termasuk genus Triatoma (gambar 223). Infeksi mungkin ditransmisi pada manusia dengan tergosok organisme protozoa dalam feses Triatoma melalui kulit menimbulkan gatal. Beberapa spesies Hemiptera seperti kepik (bug) air raksasa dan backswimmer, mengigit dan dihindari.Ordo besar ini terdiri atas 44 famili dengan 35.000 spesies.
Homoptera
Ordo Homoptera (gambar 304) termasuk cicadas (riang-riang/garengpung), (gambar 305), insekta daun pelompat (leafhopper), treehopper, aphid, psyllid dan scales. Ukuran dari kecil sampai besar (dari 0,3 mm sampai 80 mm), kecuali cicadas, ukuranya kurang dari 12 mm. Karakteristik diagnostik termasuk mata majemuk besar, mulut menusuk-mengisap dengan paruh muncul dekat kaki protoraks, antena setaseus atau filiform, tarsi bersegmen dua sampai tiga, sayap tidak ada atau dua pasang dan membraneous, dan tidak ada sersi. Betina kadang-kadang memiliki suatu ovivositor apendikular (gambar 58 (B)).
Insekta menjalani metamorfosis tidak sempurna, tetapi siklus hidup mungkin sangat kompleks termasuk tahap bersayap dan tidak bersayap. Banyak aphid reproduksi secara parthenogenetik dan viviparous selama musim panas tetapi oviparous ketika musim gugur. Scale mengalami metamorfosis intermediate antara tidak sempurna dan sempurna. Menyelesaikan siklus hidup bervariasi kurang dari satu minggu pada beberapa aphid sampai 17 tahun pada beberapa cicadas (gambar 306, 307). Kecuali cicadas, perkembangan mengambil tempat above ground.
Seluruh Homoptera herbivora dan termasuk hama. Spesies leafhopper, whiteflies, scale dan aphid secara khusus merusak crop. Leafhopper dan aphid (gambar 308) membawa lebih dua-tiga dari virus penyakit tanaman penting secara ekonomi. Beberapa spesies bersimbiosis dengan semut.
Insekta tersebut mungkin tergabung dalam subordo Hemiptera pada beberapa klasifikasi. Lebih 45.000 spesies diketahui, dan dikelompokkan menjadi 32 famili.
Neuroptera
Neuroptera (gambar 147, 310 (A), (B), (C) panjang bervariasi dari 3 sampai 65 mm dan berkarakteristik memiliki mata majemuk besar terpisah jauh, antena biasanya filiform, mulut mengunyah, kaki panjang kaki bersegmen lima, tidak bersersi, dan memiliki dua pasang sayap membranous bervena banyak yang sama ukuran dan biasanya seperti atap (rooflike) melewati tubuh ketika istirahat (gambar 311).
Metamorfosis sempurna. Larva salah satu akuatik (dopsonflies, alderflies) atau terestrial (Mantispid, lacewing, semut singa (ant lion). Bentuk akuatik mempunyai insang abdomen (gambar 312), mulut mengunyah kuat serta karnivora. Pupa terjadi di luar air dalam suatu sel terbuat dari tanah (gambar 125), dan pupa eksarat. Berbeda spesies terestrial (gambar 313 (B)) sering memiliki mandibula dan maksila dari tiap-tiap sisi berfusi membentuk tabung untuk mengisap cairan dari mangsa. Lubang berbentuk kerucut dikontruksi untuk perangkap insekta (gambar 313 (A). Jarang terlihat larva mantispid sering parasit pada telur spider (laba-laba)
Jumlah spesies kira-kira 4.670 yang diketahui dan digolongkan ke dalam 14 sampai 15 famili. Beberapa author memisahkan famili akuatik menjadi ordo terpisah, Megaloptera, dan mungkin terpisah menjadi ordo Raphidioidea. Beberapa spesies bermanfaat terhadap manusia, contoh lacewing green yang makan aphid dan Homopterala lain. Tidak terlihat merugikan.
Coleoptera
Kumbang panjang bervariasi dari 0,25 mm sampai 150 mm dan termasuk insekta paling besar dengan biomasa (40 g, 20 kali dari yang terkecil). Kumbang karakteristiknya tipe mulut mengunyah, mata majemuk besar, tidak memiliki sersi, biasanya sayap depan mengalami penebalan atau elytra, yang bertemu pada garis tengah ketika dilipat. Sayap belakang membranous adalah organ terbang selanjutnya dilipat di bawah elytra ketika tidak digunakan, kemudian kumbang mendiami lingkungan yang keras tanpa membahayakan kemampuan terbangnya. Elytra juga tertutup rapat menghasilkan suatu rongga di atas tergum abdomen yang mana udara dapat tersimpan dan digunakan ketika lubang spirakel terbuka ke dalam ruangan ini. Antena dapat bervariasi. Tarsi secara primitif bersegmen lima, tetapi jumlah segmen mungkin kurang digunakan untuk identifikasi. Tubuh secara normal kuat dan berskleritisasi. Dimorfisme seksual kadang-kadang ditemukan (gambar 318), tetapi lebih sering jenis kelamin dapat dideterminasi hanya sulit. Insekta yang terbesar dan terkecil adalah kumbang.
Gambar 8. 25. Contoh Coleoptera
Metamorfosis sempurna. Larva sangat beranekaragam strukturnya, kepala selalu bersklerit dengan baik dan mulut mengunyah. Beberapa spesies bersklerit kuat ada pula yang lemah. Larva dari kebanyakan kumbang sebagai kumbang penyelam predaceous, kumbang whirligig dan kumbang bangkai air, tetapi sebagian besar terestrial. Beberapa tidak berkaki (mengebor). Pupa eksarat. Beberapa tahun dibutuhkan untuk berkembang.
Tahap larva umumnya merusak, tetapi dewasa bernilai ekonomi penting. Produks yang disimpan diserang oleh kumbang penggerek padi (Sitophilus oryzae), yellow mealworn (Tenebrio molitor), kumbang tepung (Tribolium cofusum), kumbang tepung merah (Tribolium castaneum), kumbang karpet (Anthrenus scrophularie) dan kumbang penyimpan makanan (Dermestes lardarius). Kumbang penggerek buah kapas (Anthonomus grandis) hama besar pada kapas dan banyak spesies rootwear (Diabrotica sp) dapat merusak jagung. Sayur-sayuran sebagian besar dirusak oleh kumbang cucumber (Acalymma vittatum), kumbang kentang Colorado (Leptinotarsa decemlineata), kumbang kacang Mexico (Epilachna varivestis) dan penggerek kacang (Acanthoscelides obtectus). Kumbang Jepang (Popilia japonica) salah satu hama tanaman yang paling serius di USA timur. Larva makan akar rumput dan dewasa pada daun berbagai tumbuhan. Beberapa spesies termasuk kumbang lady, bermanfaat sebagai predator insekta yang merugikan seperti aphid.
Ordo Coleoptera mendekati 40 persen dari seluruh spesies insekta. Perkiraan 350.000 spesies diketahui di dunia. Dikelompkkan dalam delapan famili: Curculionidae (50.000), Chrysomelidae (35.000), Staphyliniadae (30.000), Cerambycidae (26.000), Carabidae (25.000), Scarabaeidae (20.500),Tenebrionidae (20.000) dan Buprestidae (13.000).
Gambar 8. 26. Pengebor pohon kapas dewasa (Plectrodera scalator)
Gambar 8. 27. Kumbang ground dewasa (Harpalus caliginosus)
Gambar 8. 28. Penampakan domorfisme kumbang dung dewasa. Betina sebelah kiri dan jantan sebelah kanan
Gambar 8. 29. Contoh larva kumbang (A) Cerambycidae; (B) Tenebrionidae
Gambar 8. 30. Contoh larva kumbang (A) Carabidae; (B) Chrysomelidae; (C) Hydrophilidae
Hymenoptera
Ordo Hymenoptera termasuk lebah, tawon, semut dan sawflies (gambar 324, 325). Ukuran panjang dari 0,21 mm sampai 65 mm, termasuk ovivositor apendikular (gambar 326). Karakteristiknya termasuk antena filiform, mulut mengunyah-menghirup (chewing-lapping), mata majemuk besar kecuali semut, kaki panjang dengan tarsi bersegmen lima, sersi kecil atau tidak ada, sayap tidak ada (gambar 327) atau dua pasang yang panjang dan sempit dengan venasi berfusi. Mesotoraks tumbuh untuk efisiensi terbang dengan sayap depan menjadi organ terbang utama dan sayap belakang direduksi dan berpasangan dengan sayap depan oleh hamuli (gambar 54). Segmen abdomen kedua sering kecil membentuk suatu pinggang lansing. Ovivositor mungkin dimodifikasi menjadi sengat (gambar 59). Pada beberapa insekta sosial memiliki kasta berbeda.
Metamorfosis sempurna. Larva salah satunya mirip seperti ulat terutama pada sawflies (gambar 328) atau vermiform (gambar 329). Ulat (caterpillar) herbivora, tetapi larva vermiform makanan bervariasi dari parasit sampai bangkai. Banyak wasp (penyengat) menyimpan telurnya pada inang, dan larva berkembang sebagai parasitoid. Spesies yang lain, dewasa mengumpulkan makan pada sarang dengan secukupnya makanan untuk perkembangan larva. Tidak berhubungan antara usus tengah dan usus belakang pada larva tidak berkaki, sehingga sampah (feses) memiliki banyak tempat menjadi suatu meconium hingga setelah pupa ketika hubungan dibuat. Pupa eksarat dan kadang-kadang dibungkus dalam kokon (gambar 187). Jantan dewasa hasil dari parthenogenesis. Makanan dewasa tidak diketahui (tabel 11).
Beberapa sebagai hama. Wasp (penyengat) (gambar 20), lebah (bee) (gambar 211) dan beberapa semut seperti semut api (Solenopsis xyloni) menyengat dan reaksi serius dilakukan terjadi. Sebagai tambahan terhadap reaksi menyengat dan alergi, Hymenoptera mungkin juga mempengaruhi manusia karena hama utama crop. Tidak mencolok penting dalam arti ekonomi pearaslug (perusak buah pir) (Caliroa cerasi), sawfly larch (Pristiphora erichsonii), wheat stem sawfly (Cephus cinctus), wheat jointworm (Harmolita tritici) dan semut pemotong Texas (Atta texana). Spesies bermanfaat juga dicatat. Bebrapa polinator utama seperti lebah madu (Apis mellifera), dan banyak agen kontrol biologi dari insekta lain adalah Hymenoptera. Ichneumonid, braconid, dan penyengat chalcid, untuk contoh, menyimpan telurnya pada aphid dan ulat Lepidoptera yang hama pada manusia.
Ordo dibagi menjadi dua subordo. Spesies 130.000 biasanya terbagi dalam 71 famili.
Mecoptera
Scorpionflies (gambar 310 (E)) ukuran sedang ( dari 10 mm sampai 25 mm) dan memiliki karakteristik penting sebagai berikut: tipe mulut mengunyah terletak pada ujung paruh seperti moncong (gambar 332), antena filiform dan panjang, mata majemuk besar dan terpisah dengan sempurna, kaki panjang dan tarsi bersegmen lima, sersi sederhana pada jantan dan betina sersi bersegmen dua, serta dua pasang sayap membranous (tidak ada pada beberapa spesies) ukuran dan bentuk sama, genital jantan tumbuh, seperti pentolan, dan held scorpionlike pada keadaan istrahat di atas abdomen
Metamorfosis sempurna. Telur secara normal tersimpan pada tanah, dan makanan larva seperti ulat sebagai predator atau makan bangkai mati dan material yang hancur. Pupa berada pada tempat sel (sangkar) dalam tanah. Dewasa omnivora dan makanan bervariasi seperti pollen, nektar, sari dari buah yang hancur dan insekta hidup atau mati. Sebagian besar sering berada pada tempat lembab, habitat dingin. Satu kelompok, scorpionflies salju, aktif sepanjang tahun.
Hanya 500 spesies diketahui, dan dibagi dalam empat famili. Spesies tidak bernilai ekonomi dan kesehatan terhadap manusia.
Trichoptera
Caddisflies (gambar 310 (D), 333) berukuran kecil sampai sedang (dari 1,5 mm sampai 40 mm). Mata majemuk besar, tipe mulut mengunyah tetapi kurang berkembang kecuali untuk palpi bersegmen empat sampai lima, antena panjang dan filiform, kaki panjang dan sersi bersegmen lima, sersi bersegmen satu sampai dua, dua pasang sayap membraneus held rooflike (seperti langit-langit) melebihi abdomen. Sayap belakang lebih luas dari sayap depan, beberapa vena melintang terdapat pada salah satu pasangan sayap, dan umumnya berambut pada permukaan sayap.
Metamorfosis sempurna. Telur disimpan pada sekresi gelatin di air atau pada objek tepi air. Larva memiliki tipe mulut mengunyah, insang abdomen dan sepasang pengait ujung tujuan untuk lokomotif dan melekat di atas batu atau mudah berpindah tempat (gambar 334). Pupa memiliki tempat. Pupa eksarat, dilengkapi dengan mandibula mencolok yang akan hilang setelah metamorfosis, memotong jalan bebas dari tempat pupa, berenang sampai di darat, molting menjadi dewasa. Dewasa tidak pemakan dan biasanya ditemukan pada vegetasi dekat air tawar. Sebagian besar nokturnal.
Beberapa spesies 4.900 diketahui dan sering dibagi ke dalam 18 famili. Walaupun Trichoptera bagian dari rantai makanan akuatik, caddisflies tidak bernilai ekonomi secara langsung.
Lepidoptera
Nengat dan kupu-kupu (gambar 336) memiliki lebar sayap dari 5 mm sampai 270 mm. Ordo yang mencolok ini dapat diidentifikasi dengan siphon mulut melingkar di bawah kepala (gambar 337), palpi maksila vestigial atau tidak ada, palpi labial besar, mata majemuk besar, kaki panjang tarsi bersegmen lima, tidak ada sersi, dua pasang sayap membranous dilapisi sisik yang tersusun tumpang tindih, dan tubuh ditutupi rambut dan sisik. Warna bukan hasil dari rambut dan sisik tetapi juga dari struktur ridge (pematang) dan lapisan yang merefleksikan cahaya. Antena sangat besar dan digunakan untuk identifikasi.
Metamorfosis sempurna. Telur sering disimpan pada tumbuhan inang spesifik. Larva (gambar 338, 339) disebut ulat, memiliki tipe mulut mengunyah dan lima pasang proleg abdomen (terletak pada segmen abdominal 3-6 dan 10) dilengkapi dengan pengait (hook) atau crochet (gambar 62). Larva memiliki sejumlah rambut dan berwarna. Berapa larva memiliki rambut penyengat (gambar 248). Kokon dipintal oleh larva ngengat, tetapi sebagian besar kupu-kupu tidak ada struktur ini, dan area yang lemah ada diperuntukkan dewasa muncul. Pupa secara normal obteks (gambar 340). Tahap makan dominan adalah larva, dan walaupun beberapa spesies mengebor, sebagian besar larva membutuhkan daun sebagai makanan. Makanan ketika dewasa, biasanya mencerna nektar, tetapi beberapa juga mengambil cairan dari buah busuk dan feses, getah dari tumbuhan, dan melon putih. Beberapa Lepidoptera tidak makan seperti dewasa lain tetapi butuh makan yang disimpan pada tahap larva sebagai sumber energi.
Banyak spesies Lepidoptera tidak bernilai ekonomi dan kesehatan. Hutan sering dirusak oleh ngengat gypsy (Lymantria dispar), alat eastern tent (Malacosoma americanum), dan ulat tenda hutan (Malacosoma disstria). Ulat yang merusak batang bauh-buahan termasuk mengebor batang persik (Synanthedon existiosa), mengebor ranting persik (Anarsia lineatella), ngengat buah oriental (Grapholitha molesta), dan ngengat codling (Laspreyresia pomonella). Hama serius pada padi-padian: Pengebor jagung eropa (Ostrinia nubilas), pengebor jagung southwestern (Diatraea grandiosella), corn earworn (Heliothis zea), ulat tentara musim gugur (Spodoptera frugiperda), ulat tentara (armyworm) (Pseudatelia unipuncta), beberapa spesies dari ulat pemotong, pengebor cane (rotan) gula (Diatraea saccharalis). Kapas dirusak oleh pink bollworn (Pectinophora gossypiella) dan tembakau sering dimakan oleh hornworm tembakau (Manduca sexta). Ulat kubis imfor (Pieris rapae) hama pada kubis dan tumbuhan yang lain. Bagworm (Thyridopteryx ephemeraeformis) umumnya pada pohon yang selalu berdaun hijau. Produks yang disimpan sering didiami ngengat Indian-meal (Plodia interpunctella). Ngengat padi-padian (Sitotroga cerealella), ngengat tepung Mediretania(Anagasta kuhniella) dan dua spesies cloth (Tineola bisselliella dan Tinea pellionella). Beberapa spesies urticating (beracun) termasuk ulat kucing (Megalopyge opercularis) dan ulat ngengat Io (Automeris io).
Ordo terbesar termasuk 140.000 spesies yang dikelompokkan ke dalam 77 famili.
Siphonoptera
Fleas (gambar 225) kecil (dari 0,8 mm sampai 5 mm) dan memiliki karakteristik sebagai berikut: mata majemuk tidak ada atau masing-masing digambar oleh ommatidium tunggal, antena pendek dan dapat dilipat ke dalam lekukan pada kepala, tipe mulut menusuk dan mengisap (gambar 226 (B)), koksa panjang dan tarsi bersegmen lima, sersi kecil dan bersegmen satu dan sayap tidak ada. Tubuh secara lateral memipih (gambar 226 (A). Memiliki duri kuat mengarah ke posterior, khusus pada gena dan pronotum tumbuh membentuk sisir atau ctenidia.
Metamorfosis sempurna. Telur disimpan (oviposited) pada inang atau lebih sering pada sarang inang; berada pada tempat, telur diletakkan sebelum menetas. Larva tidak berkaki (gambar 344) makan materi organik seperti mungkin tersedia termasuk materi fecal dari fleas dewasa yang mengandung sisa darah. Pupa di dalam kokon sutra. Dewasa makan darah dari burung atau mamalia, inang spesifik tetapi perkembangannya tidak sebaik kutu. Beberapa spesies utama pada inang, tetapi jika inang memiliki sebuah sarang, banyak spesies fleas meninggalkan inang selama periode tidak makan. Fleas tersebut umumnya dinamakan nest fleas, memiliki populasi paling tinggi dalam sarang.
Ada 2.100 spesies diklasifikasikan ke dalam sembilan famili.
Diptera
Lalat sebenarnya (gambar 345, 346) kelompoknya bermacam-macam dan ukurannya kecil sampai sedang (dari 0,5 mm sampai 50 mm) dengan range lebar sayap 1 mm sampai 100 mm. Seluruhnya berkarakteristik hanya memiliki sepasang sayap untuk terbang; pasangan kedua dimodifikasi menjadi halter (gambar 52, 53). Tipe mulut menusuk-mengisap (gambar 34 (D), 347), cutting-sponging (gambar 34 (A)) dan paling umum tipe sponging (gambar 34 (B), 348). Palpi labial tidak ada. Mata majemuk sangat besar, antena banyak bentuk, mesotoraks tidak proporsional besarnya, kaki panjang dan tarsi bersegmen lima dan sersi tidak ada. Ovipositor tubular sering ada (gambar 60).
Metamorfosis sempurna. Larva secara normal tidak berkaki dan vermiform (gambar 349, 350), sering kapsul kepala tidak berkembang dengan baik (gambar 350 (C)). Makanan berbeda-beda, dan banyak habitat dieskploitasi (tabel 12). Pupa mungkin aktif dan tidak makan (nyamuk), tetapi sebagian besar pupa sessile dalam puparia. Secara siknifikan dewasa membutuhkan darah atau nektar untuk makan.
Sejumlah spesies tidak bernilai ekonomi dan kesehatan terhadap manusia. Berbahaya pada tumbuhan seperti larva lalat Hessian (Mayetiola destructor) pada gandum, midge sorghum (Contarinia sorghicola) pada sorgum, dan lalat buah Mediterania (Ceratitis capitata) pada banyak buah. Banyak larva parasit pada ternak termasuk screwworm (Cochiomyia hominivorax), tempayak lembu (Hypoderma lineatum dan H. bovis), lalat bot biri-biri (Oestrus ovis), dan lalat bot kuda (Gasterophilus intestinalis). Dewasa mencerna darah dari hewan piaraan dan termasuk lalat tanduk (Haematobia irritans), lalat kandang (Stomoxys calcitrans), dan banyak spesies dari genera lalat kuda, lalat rusa, lalat hitam dan nyamuk. Tidak penting bagia manusia, banyak transmisi penyakit misalnya nyamuk, lalat tsetse, dan lalat hitam, beberapa diringkas pada tabel 5. Beberapa spesies famili Syrphidae dan Tachinidae bermanfaat bagi manusia sebab paratismenya untuk insekta lain.
Lebih dari 120 spesies dideskripsikan dan terpisah ke dalam 105 famili.
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
BAB IX
Panduan Tugas
I
Morfologi dan Anatomi Insekta
Tujuan
Mempelajari morfologi dan anatomi tubuh insekta.
Landasan teori
Berikut ini adalah morfologi belalang.
Gambar 9.1. Belalang, Romalea pandang lateral betina dan pandang posterior abdomen jantan
Gambar 9. 2. Belalang, kepala pandang anterior
Gambar 9. 3. Belalang, anatomi internal betina
Alat dan Bahan
1. Lup
2. Pinset
3. Jarum pentul
4. Cawan petri
5. Pemegang tabung reaksi
6. Tabung reaksi
7. Pembakar spiritus
8. NaOH 10%
9. Serangga (belalang, kecoa, jengkrik jantan dan betina dll)
10. Jala serangga
11. Kotak insekta
12. Gambar organ serangga
Cara kerja
1. Lakukan pengamatanmu dan gambarlah bagian-bagian organ serangga
2. Lakukan pengamatan dan gambar bentuk mata.
3. Untuk mempelajari mulut serangga lakukan langkah berikut:
a. Guntinglah kepala serangga melalui lehernya
b. Masukkan kepala serangga tersebut ke dalam tabung reaksi yang berisi 10 ml NaOH 10%
c. Masukkan juga ke dalam tabung reaksi tersebut sebuah jarum pentul untuk mencegah goncangan.
d. Panaskan tabung reaksi dan jagalah jangan sampai meluap
e. Bila kepala serangga tersebut telah kelihatan tenggelam di dasar, hentikan pemanasan.
f. Cuci kepala serangga dengan air secara hati-hati
g. Tusukkan jarum melalui lehernya, sebagai pegangan, kemudian lihat bentuk kepala serangga itu di bawah lup.
h. Lepaskan bagian-bagian mulutnya dengan pinset seperti terlihat pada gambar.
i. Amati bagian mulut serangga dengan lup, kemudian tulislah bagian-bagianya.
Hasil pengamatan
Pertanyaan
1. Apakah fungsi setiap kaki?
2. Bandingkan dengan kaki serangga yang lain, catatlah apakah ada modifikasi kaki.
3. Bagaimana cara belalang, kecoa, jengkrik meletakkan telurnya? Bandingkan dengan serangga yang lain
4. Apakah perbedaan mata faset dan oselus
5. Apakah fungsi alat mulut pada serangga yang kamu amati. Bandingkan dengan tipe mulut serangga yang lain.
6. Uraikan mengenai sayap serangga. Bandingkan dengan tipe sayap serangga lain, apakah terdapat modifikasi.
7. Sebutkan ciri-ciri utama serangga yang kamu amati.
8. Gambarkan bagian organ-organ yang kamu amati.
9. Organ apa saja yang mengalami modifikasi.
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
II
Insektarium
Tujuan
Mahasiswa memperoleh ketrampilan mengawetkan insekta, dan mengidentifikasinya ke dalam tingkat takson dalam sistem klasifikasi.
Landasan Teori
A. Tujuan umum bahan pengawet
Formaldehida (formalin)dan alkohol adalah bahan pengawet yang paling umum digunakan. Beragam kombinasi dari kedua larutan ini merupakan bagian terbesar larutan khusus yang digunakan untuk memfiksasi dan mengawetkan bagian-bagian hewan. Formardehida dapat diperoreh dengan mudah. Alkohol biasanya dijual dalam bentuk etanol murni (etil alkohol ) harganya mahal dan tidak mudah dibeli per orangan; alkohol denaturasi tidak murni dan mungkin tidak dapat digunakan untuk pengawet ; alkohol teknis atau alkohol komersial baik untuk pengawet dan mudah diperoleh di toko obat/apotik dengan kadar alkohol sekitar 50-96 %, iso-propanol (isopropil alkohol) sangat cocok sebagai pengawet, dan biasanya sudah bercampur denga air.
(Acuan: catatan Mimeografi dikumpulkan oleh Oceanograpic Research Laboratory, Pangasinan Fishery School, 1959)
Larutan formalin untuk pengawet:
a. Larutan 5% 10 ml formalin: 190 ml air
b. Larutan 10% 10 ml formalin: 90 ml air
Larutan alkohol untuk pengawet:
a. Larutan 50 % 50 ml alkohol absolut : 50 ml air
b. Larutan 70 % 70 ml alkohol absolut: 30 ml air
c. Larutan 95 % 95 ml alkohol absolut: 5 ml a i r
B. Pengawet umum
Formal asetat alkohol :
Formalin 6,5 ml
Asam asetat glasial 2,5 ml
Alkohol 5% 100 ml
Bahan pengawet ini sangat berguna untuk hampir semua hewan kecil dan juga untuk banyak bahan dari tumbuhan.
C. Pengawet khusus
Sebagai tambahan selain formalin dan alkohol, larutan dengan kadar beragam dan formula khusus lainnya yang seringkali digunakan sebagai pengawet spesimen hewan adalah:
Larutan Bouin:
Asam pikrat , larutan saturasi 75 ml
Formalin teknis 25 ml
Asam asetat glasial 5 ml
Larutan ini sering digunakan sebagai pengawet bahan histologis dan embrio
Larutan Zenker:
Salah satu larutan dari formula sublimat korosif.
K-bichromat 2, 5 ml
Na-sulfat 1 gr
Sublimat korosif 5 gr
Asam asetat glasial 5 ml
Air 100 ml
Larutan ini digunakan untuk tujuan histologis dan untuk mengawetkan banyak jenis hewan laut yang kecil.
Larutan Gilson:
Asam nitrit 15 ml
Asam asetat glasial 4 ml
Sublimat korosif 20 gr
Alkohol 60 % 100 ml
Air 800 ml
Larutan ini sangat baik jika fiksasi lunak yang diperlukan.
D. Pengawet Serangga
Setiap pengawet serangga, seperti alkohol atau larutan Carl akan meningkat dayanya jika ditambahkan sedikit gliserin untuk melindungi bagian tubuh serangga yang keras dari kerapuhan. Untuk pengawetan serangga dapat digunakan:
Alkohol 70 % serangga bertubuh keras (jika tidak perlu
ditusuk dengan jarum koleksi)
Alkohol 80 % serangga bertubuh lunak, serangga iar, larva
serangga
Alkohol 85 % kumbang kotoran
Alkohol 90-95 % laba-laba
Larutan Carl:
Alkohol 95 % 179 ml
Formalin teknis 60 ml
Asam asetat glasial 20 ml
Air 280 ml
Asam asetat yang digunakan ditambahkan ketika akan digunakan. Larutan Carl sangat dikenal untuk pengawet serangga, dan jauh lebih baik dari alkohol.
E. Pengawet plankton
Larutan FAA.
Larutan FRC (larutan stok untuk pengenceran sampai 5-10%)
Formalin 40 % 1000 ml
Garam Rochelle 10 gr
CaCO3 (kalsium karbonat) 10 gr
Acuan:
Armstrong, F.A.J. & J. H. Wickstead, 1962. A note on the preservation of plankton sample with formalin. J. Conseil Permanent Intern. Explor. Mer., 27 (2) : 129-130
Koleksi, Pengawetan dan Penempelan serangga
(Modifikasi sebagian dari Turtox service Leaflet No. 1)
A. Koleksi
Serangga ditemukan di berbagai habitat sehingga prosedur koleksi dan peralatan yang digunakan beragam sesuai dengan jenis serangga yang dikoleksi.
Serangga perairan dikoleksi dengan jaring air. Jaring direndam dalam air atau digerakkan di rumput atau tumbuhan air. Di daerah yang airnya mengalir, jaring dapat diletakkan di dasar air, dan batu-batuan atau sampah di dekatnya bisa disingkirkan. Banyak jenis serangga yang melayang atau mengapung yang dapat ditangkap dengan jaring. Serangga air yang lain mungkin dapat ditemukan di bawah batu atau cabang-cabanq kayu yang terendam. Secara umum semua jenis serangga air diawetkan dalam alkohol 80 %.
Serangga terestrial (daratan) dapat dibagi dalam beberapa macam berdasarkan teknik pengkoreksiannya:
1. Kupu-kupu dan bentuk-bentuk lunak lainnya dikoleksi dengan jaring kupu-kupu.
2. Belalang dan serangga sejenisnya akan dapat dikoleksi dengan mengayunkan jaring ke kiri dan ke kanan di atas rumput dan semak.
3. Kumbang dan banyak jenis serangga lainya dapat dikumpulkan dari bawah batu atau cabang pohon, atau dengan menggali dari dalam kayu yang membusuk.
4. Serangga malam, seperti ngengat, mungkin dapat ditangkap dengan menggunakan lampu terang yang dilekatkan di papan putih sebagai penarik. Perangkap lampu yang dijual di pasaran dapat digunakan untuk tujuan ini.
5. Serangga kecil yang merayap seperti semut dan anai-anai dapat dikoleksi dengan menggunakan aspirator (sejenis alat hisap).
6. Serangga atau artropoda lain berhubungan dengan sampah dan tanah dapat dipisahkan dari tanah/sampah menggunakan corong Berlese.
Untuk informasi tambahan dan cara-cara khusus membuat perangkap serangga, aspirator, corong Berlese, lihat buku B . P. Beirne dan/atau , J . W. Knudsen.
B. Mematikan Serangga
Serangga dapat dimatikan dengan beberapa cara: pembekuan, pemanasan, atau pengasapan. Metode baku untuk membunuh serangga adalah dengan menggunakan botol sianida, atau secara komersial di jual dengan istilah botol - pembunuh serangga. Botol sianida juga dapat dibeli, namun sangat mudah untuk dibuat sendiri. Caranya: masukkan kira-kira 0,5 cm K-sianida (Na-sianida) ke dasar botol dan tutup dengan serbuk gergaji halus (volume yang sama). Potonglah kertas hisap sedikit lebih lebar daripada diameter botol, kemudian letakkan di atas serbuk gergaji. Tekan perlahan-lahan sampai nampak padat. Setelah siap, teteskan beberapa tetes air ke dalam botol dengan pipet. Air akan bereaksi dengan sianida dan akan menghasilkan uap sianida yang capat membunuh serangga. Botol harus selalu ditutup setiap saat. Beberapa butir Ca-oksalat dapat ditambahkan ke ke dalam sianida untuk menghasilkan daya bunuh yang kuat, hanya saja zat ini dengan cepat terurai. Karena sianida dan uapnya sangat berbahaya, maka botol ini perlu dijaga dengan sangat hati-hati. Botol harus diberi label, agar pengguna tahu.
C. Pelekatan
Serangga yang dikumpulkan dari lapangan dapat dilekatkan satu hari setelah dikumpulkan. Jika spesimen ditaruhkan dalam botol yang tertutup rapat, spesimen dapat tetap segar untuk 1 hari. Jika spesimen telah kering dan kaku, spesimen harus “dilunakkan” kembali sebelum dilekatkan.
D. Alat-a1at yang Digunakan
1. Kotak koleksi.
Kotak bekas yang ukurannya cukup dapat digunakan mahasiswa atau para pemula. Lekatkan kayu balsa/gabus putih di dasar kotak. Kertas kardus (Corrugated paper) dapat juga digunakan sebagai dasar. Kotak koleksi juga dapat diperoleh di toko penjual alat biologi.
2. Jarum
Jarum khusus seharusnya digunakan untuk ini. Jarum khusus No.3 biasanya sangat baik digunakan untuk jenis-jenis serangga yang umum. Namun perlu diperhatikan bahwa ukuran jarum hendaknya disesuaikan dengan ukuran spesimen yang akan dilekatkan terutama untuk tujuan koleksi musium.
3 . Potongan kertas kecil.
Bahan ini biasanya digunakan untuk menempelkan serangga yang berukuran sangat kecil. Potongan ini dapat dibuat dengan menggunting ujung kertas berbentuk segitiga panjang dan sempit atau dengan pemotong khusus.
4 . Sirlak putih
Bahan ini digunakan untuk menempelkan serangga pada ujung potongan kertas.
5 . Jepitan/pinset jarum
Alat ini bermanfaat untuk menusuk jarum ke dalam kotak koleksi, tetapi tidak mutlak diperlukan untuk koleksi kecil.
6. Jepitan/pinset serangga
Serangga sebaiknya selalu ditangani dengan pinset ini. Beberapa pinset halus yang bengkok atau yang luas permukaan ujungnya dapat digunakan.
7 . Label
Label dapat dibuat. dari kertas bermutu baik. Label ordo dan familia sebaiknya dibuat garis hitam tebal di tepinya. Garis ini dapat dibuat dengan menggunakan tinta India atau dengan pena gambar. Label ordo hendaknya berukuran 5,5 x 0,5 cm; label familia berukuran 4 x 0,6 cm. Label genus dan spesies dibuat dengan ukuran 3,5 x 0,6 cm.
Metode perekatan seringkali berbeda antar ordo, tergantung jenis ciri - ciri yang digunakan untuk klasifikasi.
Orthoptera (belalang, dan sejenisnya), Neuroptera, Ephemeroptera, Odonata (capung), Homoptera (garempong), Mecoptera, Trichoptera, Lepidoptera (kupu-kupu), dan Hymenoptera (lebah, semut, dan tawon) hendaknya ditusuk dengan jarum tepat di toraks (dada bagian punggung).
Beberapa spesimen kelompok ini mungkin perlu ditusuk sedikit ke tengah kanan agar struktur di tengah (garis dorsal- median) tidak rusak. Hemiptera hendaknya ditusuk tepat di toraks (scutellum). Coleoptera (kumbang) ditusuk di sayap kanan, sedikit di bawah dasar sayap. Diptera (lalat) ditusuk lewat mesotoraks sedikit ke kanan. Hemiptera kecil, Homoptera, Coleoptera, dan Hymenoptera harus dilekatkan di ujung kertas khusus kecil. Kertas ini berbentuk segitiga panjang dengan ukuran 0,6 crn panjang dan 0,3 cm lebar dasar segitiga. Spesimen dilekatkan di ujung runcing dengan menggunakan sirlak putih. Spesimen harus terletak di sebelah kiri jarum dengan kepala ke arah depan.
Lepidoptera kecil mungkin dapat dilekatkan dengan jarum sangat halus dan ditusukkan ke kayu balsa kecil. Jarum yang lebih besar kemudian ditusukkan dengan arah tegak lurus dan diatur ketinggiannya untuk kemudian dilekatkan di kotak koleksi.
Diptera kecil dapat dilekatkan dengan cara yang sama dengan Lepidoptera kecil, atau spesimen juga dapat dilekatkan dengan lem (sirlak putih) ke jarum sangat halus pada sisi kanan dengan ketinggian yang sama dengan jika mereka ditusuk dengan jarum sangat halus.
Kupu-kupu yang besar sebaiknya ditusuk dengan sayap terbuka lebar untuk memudahkan identifikasi. Untuk koleksi kecil dengan identifikasi tidak sampai di bawah familia, mungkin sayap dapat dikembangkan sedikit.
Untuk identifikasi spesimen yang besar dan membutuhkan sampai identifikasi jenis, maka sayap dapat dikembangkan penuh. Sebelum ditusuk berilah jarum dengan sedikit sirlak putih agar spesimen dapat melekat erat dan tidak mengganggu spesimen sebelumnya.
E. Pemberian Label
1 . Label tempat
Label ini harus dibuat sekecil mungkin dan berisi informasi sebagai berikut:
Tempat/lokasi
Tanggal
Nama kolektor
Label ini harus diletakkan di jarum tepat di bawah spesimen, buatlah jarak yang sama antara ujung jarum dengan spesimen dan spesimen dengan label. Untuk spesimen yang dimasukkan dalam via1 atau botol, informasi yang sama hendaknya ditulis dengan tinta cina di atas kertas putih yang cukup kuat untuk direndam dalam pengawet. Letakkan label di dalam botol tersebut.
2. Nama spesimen (marga dan jenis)
Nama ilmiah serangga hendaknya nampak pada label yang diletakkan di jarum, dekat dengan dasar kotak koleksi. Untuk banyak spesimen yang terdiri dari satu jenis, label dibuat untuk setiap spesimen atau dibuat satu saja sebagai pedoman.
3. Label ordo dan familia
Label ordo dan familia ditempatkan di dasar atau atas kotak yang berisi spesies dari familia atau ordo yang sama.
F. Perelaksasian (relaxing)
Jika kupu-kupu tidak segera ditusuk, spesimen ini mungkin dapat dikeringkan dengan sayap yang terlipat di dalam bungkus segitiga (kertas papilon). Hal ini memudahkan penyimpanan dan penanganan selama spesimen belum ditaruh di kotak koleksi.
1. Metode perelaksasian
Masukkan kurang lebih 2,5-5 cm pasir bersih ke dalam botol bermulut lebar, kemudian basahi pasir dengan air dan tambahkan beberapa tetes asam karborat untuk menjaga agar tidak ditumbuhi jamur. Tutupi pasir dengan kertas agar serangga tidak terkena langsung pasir basah. Letakkan spesimen di dalam botol di atas kertas, kemudian botol ditutup rapat. Letakkan botol di tempat sejuk agar tidak terjari embun dalam botol. Perelaksasian akan membutuhkan waktu sekitar 13 hari tergantung ukuran spesimen. Setelah itu spesimen dapat ditusuk dan diletakkan di kotak koleksi.
2 . Metode seterika
Jika ada seterika dengan pelembab, metode perelaksasian ini mungkin akan berlangsung menjadi lebih cepat. Tempatkan spesimen di nampan dangkal atau cawan petri (untuk spesimen kecil). Letakkan beberapa spesimen saja sekali seterika agar sayap atau tubuh tidak bertumpang tindih. Kemudian letakkan seterika di atas spesimen sehingga uap panasnya dapat mengenai langsung spesimen. Cara ini hanya membutuhkan, waktu beberapa menit.
G. Menusuk dan Mengembangkan Serangga
Pindahkan spesimen dari tempat perelaksasian atau cawan petri (metode seterika), bentangkan sayapnya dan tusukkan jarum melalui toraks. Jika ada papan pengembang, tusuk spesimen di celah papan pengembang sesuai dengan tinggi yang diinginkan. Dengan pinset halus tarik sayap ke depan sayap sampai tepi belakang sayap sesuai dengan sudut yang diinginkan. Sekarang tempatkan sepotong kertas transparan (kertas lilin) kecil dan panjang melintang sayap dan tusuk kertas tadi sehingga sayap terjepit antara kertas dan papan pengembang. Tusukan jarum jangan sampai mengena sayap (kira-kira di bagian depan sayap depan). Kemudian tarik sayap belakang ke depan sampai kira-kira hampir menyentuh bagian belakang sayap depan yang sudah terlebih dahulu dibentang. Geser kertas transparan sehingga sekarang ke dua sayap berada di bawah kertas kemudian tusuk jarum di belakang sayap belakang. Tambahkan beberapa tusukan sehingga sayap benar-benar terjepit diantara kertas dan papan pengembang, dan beri beberapa kertas transparan lagi serta rusuk di daerah yang tepat.
Jika papan pengembang tidak ada, sepotong kayu lunak/kayu balsa atau bahan yang cocok lainnya dapat digunakan. Hanya saja, sekarang jarum jangan sampai ditusuk melalui toraks, tetapi sebaiknya melalui daerah ventral (perut). Setelah itu kembangkan sayap dan tusuk beberapa jarum di kertas transparan seperti jika menggunakan papan pengembang. Setelah kering serangga dibalik, hal yang sama dilakukan jika tnenggunakan papan pengembang. Tambahkan sedikit sirlak pada jarum agar spesimen tidak bergeser (berputar) dan tusukkan jarum pada lubang yang sama.
H. Perawatan Koleksi Serangga
Koleksi serangga seperti yang sudah diterangkan di atas harus dirawat paling tidak 3 - 4 kali setahun secara teratur. Jika ada hama dengan tanda adanya semacam bubuk sekitar dasar jarum, matikan hama dengan menaburkan sesendok karbon bisulfid, benzina, atau karbon tetraklorida dan tutup selalu kotak dengan rapat. Berhati-hatilah dengan bahan kimia ini; karbon bisulfida sangat mudah terbakar.
Kapur barus akan dapat menolong menjauhkan koleksi dari hama, meskipun tidak membunuhnya ataupun menjauhkan mereka kalau mereka sudah menetap (settle) di kotak. Bahan pelindung atau semprotan yang paling baik adalah paradiklorobenzen yang tidak berbahaya bagi manusia namun dapat membunuh hama. Sedikit kristal ini dapat ditempat.kan dalam kotak koleksi serangga setiap 3 bulan.
Daftar Pustaka
De la cruz, A. A, 1995. Spesimen Biologi Pembuatan dan Pengawetan. Higher Education Development Support USAID-Jakarta-Indonesia.
Perkembangan Drosopphila: Homeo Box
Drosophila berkembang dari zigot terus organogenesis dan menetas menjadi maggot (larva). Tahap larva ada tiga yang masing-masing dipisahkan molting. Pupa inaktif menjalani metamorfosis dan molting segera menjadi dewasa. Imago, suatu rancangan tubuh sempurna berbeda dari larva. Imago berkembang dari sekelompok sel-sel yang belum berdiferensiasi disebut imaginal discs (ID) terbentuk penuh pada tahap larva akhir. Pembentukan ID berasal dari kelompok-kelompok kantong kecil dari sel ekstoderm atau kantong yang berasal dari invaginasi epidermis. Bila ID ditransplantasi pada larva lain dan posisi lain akan menjadi struktur yang sama.
Gen-gen homeotic spesifik identitas segmen, jenis segmen yang dibentuk. Mutasi homeotic menyebabkan modifikasi dramatis dan dapat dilihat pada rancangan segmen tubuh insekta dengan perubahan program perkembangan sel-sel terutama imaginal discs-biasanya menyebabkan discs berubah salah satu jalur perkembangan lain. Gen-gen homeotic terlibat dalam mengontrol organisasi spatial embrio atau arsitektur. Malahan perkembangan penampakan normalnya, suatu segmen tubuh dari lalat mutan mungkin butuh penampakan lain segmen. Contoh antena mungkin berubah menjadi tungkai atau dengan kombinasi mutasi homeotic, lalat bersayap empat.
Eksplorasi gen-gen homeotic terlihat pada Drosophila terdiri dari dua kelompok gen besar , kompleks antenapedia (atau ANT-C), mutasi berubah kaki-antena dan kompleks bitoraks (BX-C). Pembentuk determinasi segmen toraks dan kepala, terakhir segmen toraks dan abdomen, tidak ada seluruh segmen abdomen tumbuh kaki.
Kloning kompleks tersebut pada tahun 1984 merupakan penemuan terbesar: segmen pendek DNA (kira-kira 180 pasang basa) adalah komponen beberapa gen homeotic dalam kedua kompleks. Ahli lain menamakan homeo box sebab homeo box hadir dalam gen homeotic. Untuk contoh paling sedikit ada sembilan homeo box dalam kompleks ANT-C dan BX-C. Gen pertama di luar kedua kompleks telah ditemukan mengandung untaian homeo box engrailed yang sekarang diketahui untuk membedakan kompartemen posterior dan anterior tiap-tiap segmen. Foto luar biasa pada gambar 20-24 dari suatu eksperimen yang menunjukan distribusi spatial sel-sel ekspresi gen engrailed. Ini selanjutnya bukti ada kompartemen dalam segmen: gen engrailed diekspresikan hanya pada sel-sel kompartemen posterior.
EKOLOGI
Studi ekologi mencoba menganalisis habitat dan konsep ekosistem, atau studi unsur biotik dan abiotik dari suatu area dan bagaimana efek organisme tersebut (gambar 111), menjadi dominan. Unsur abiotik termasuk temperatur, tanah, air, gas, dll. Unsur biotik termasuk organisme dan interaksinya dalam dan diantara populasi. Kumpulan dari banyak populasi saling ketergantungan spesies yang berbeda merupakan komunitas; kelompok komunitas memiliki kesamaan dominan kehidupan tumbuhan membentuk biome.
Lingkungan akuatik
Walaupun air mungkin dingin atau evaporasi, air biasanya ditemukan dalam keadaan cairan. Enam ciri-ciri air substansi ini dibahas sehingga keberadaan organisme air dapat dimengerti.
Pertama, air dapat lebih berat keadaan dingin hingga berat jenis maksimalnya dicapai 4 oC. Dari titik ini sampai 0oC air tawar menjadi lighter (terapung) dan melapisi permukaan sebelum membeku. Biota akuatik tidakdapat hidup pada cuaca dingin.
Kedua, air dapat menyerap kandungan panas yang besar, hampir 500 kali dari udara, tanpa perubahan temperaturnya. Kapasitas ini untuk menyimpan energi produk relatif seragam ketika dibandingkan dengan udara, sebab temperatur ekstrim dalam lingkungan air lebih moderat
Ketiga, air berhubungan dengan gas. Air panas, rendah kandungan oksigen yang dapat terlarut. Air panas dapat membatasi faktor kehidupan sebab tingkat oksigen terendah lama sebelum temperatur normal menyebabkan kematian. Hubungan antara temperatur dengan tingkat kejenuhan oksigen dapat dilihat pada gambar 116.
Keempat, air dalam keadaan cair tidak ada celah. Molekul yang kontak dengan atmosfir membentuk gambar yang film yang nyata, suatu penampakan seperti membran disebabkan oleh kohesi molekular permukaan molekul air. Beberapa insekta seperti strider air (gambar 112) dan kumbang whirligig menggunakan permukaan film untuk bergerak di atasnya. Sebagian besar struktur strider air dan kumbang whirligig sama dengan insekta terestrial, pasangan tungkai kedua dan ketiga secaa nyata dimodifikasi. Pada strider air, tungkai besar dan panjang pasangan tengah seperti dayung power stroke untuk pergerakan dan kaki belakang untuk pengemudi. Tarsi dari kedua pasang kaki hidropobik dan mencegah insekta dari tenggelam. Kumbang whirligig memiliki pasangan kaki kedua dan ketiga pendek dan pipih untuk memudahkan pergerakan berenang. Mata majemuk kumbang whirligig pada dorsal dan ventral, bagian ventral berfungsi permukaan bawah dan bagian dorsal melihat atmosfir.
Kelima, air mendistribusikan elektron tidak rata antara oksigen dan hidrogen, hasilnya suatu molekul polar misalnya muatanya tidak terdistribusi secara simetrik tetapi membentuk kutub positif dan negatif. Hasilnya air bervariasi salinitas dan keasamannya.
Terakhir, air padat (dense) dan kental (viscous). Untuk dapat bergerak dalam air, khusus pada air yang mengalir dibutuhkan bentuk streamlining.
Oksigen
Walaupun relatif seragam diatmosfir, oksigen bervariasi pada habitat akuatik, ada lima alasan
1. air dingin tingkat kejenuhannya lebih tinggi dari air panas
2. Tingkat oksigen tinggi pada siang hari tetapi turun pada malam hari ketika tanaman tidak dapat melakukan fotosintesis.
3. Lebih besar perbedaan dari permukaan air, lebih rendah konsentrasi ketika difusi dari udara sumber pengganti utama
4. Pergerakan air menambah oksigen lebih cepat dari pada air yang tenang.
5. Kehadirannya materi organic tinggi biasanya konsentrasi lebih rendah sebab untuk respirasi dan pembusukan.
Insekta, Tumbuhan dan Manusia
A. Aspek-aspek Bermanfaat
Polinasi
Lebih dari 60 persen tumbuhan berbungan (angiospermae) dipolinasi oleh hewan seperti insekta, burung, siput dan kelelawar, tetapi insekta berperan dominan. Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera dan Diptera ordo insekta utama yang terlibat. Hubungan antara insekta dan bunga sudah sejak periode Cretaceous (lebih dari 125 juta tahun yang lalu). Empat kategori utama adaptasi tumbuhan yang memastikan atau meningkatkan efisiensi polinasi insekta: 1. Tumbuhan menarik insekta berkunjung ke bunga sehinga pollen akan dipindahkan, contoh warna petal. 2.Tumbuhan memiliki pollen lengket untuk melekat pada tubuh insekta 3. Tumbuhan memiliki “hadiah” pada insekta dengan pollen atau nectar. 4. Faktor kepadatan tumbuhan. Tumbuhan dipolinasi oleh insekta banyak memiliki arti ekonomi penting termasuk kacang, tomat, buah-buahan kapas dll.
Trashburner (pembakar sampah) dan memperbaiki (builder) tanah, kata trashburner telah digunakan oleh banyak ahli biologi untuk menunjukkan organisme yang terlibat degradasi dan resiklus hewan dan tumbuhan mati. Proses ini penting untuk menjaga permanen dari nutrisi. Contoh yang paling umum seperti dekomposer bakteri dan jamur; tetapi banyak insekta yang memakan langsung atau bersembunyi pada bangkai hewan dan tumbuhan. Larva insekta seperti Diptera dan Coleoptera resiklus feses dengan menggali-gali dan memakan. Soil building (memperbaiki tanah) berhubungan dekat dengan dekomposisi. Pemecahan sisa hewan dan tumbuhan dan mencampur materi dengan tanah bertujuan untuk perkembangan lapisan humus. Walaupun peran cacing tanah telah diketahui.
Produks. Sutra adalah produks komersil dari ulat sutra (Bombyx mori). Madu, suatu produk lebah madu. Lilin tawon lebah, lebah madu juga memproduksi lilin tawon lebah untuk membuat comb (sarang) nya. Produk lain seperti royal jeli dari lebah madu.
Makanan. Telah diketahui insekta menjadi makan penting burung, kelawar, ikan, manusia dll.
Pengontrol organisme lain, spesies parasit alami atau pemangsa organisme lain untuk program manajemen (pengontrolan) dinamakan biologi kontrol.
Eksperimen Ilmuan, misalnya Drosophila melanogaster
Aestetik, bernilai aestetik dan kultur pada masa Mesir kuno.
B. Aspek-aspek Membahayakan
Transmisi penyakit pada manusia, vektor malaria seperti Anoples.
Menyengat, menggigit dan Allergi, menyengat misalnya Hymenoptera dan menggigit manusia Diptera
Entomofobia, karena jijik pada insekta menyebabkan perilaku psikotik disebut entomofobia.
Peternakan, banyak insekta parasit pada hewan piaraan seperti kutu
Tumbuhan, menyerang sayur, bunga, jagung dll
Hama produks simpanan dan rumah tangga, hasil panen, buku dll
Klasifikasi
Sistem penamaan spesies pada saat ini menurut C. linnaeus 1758, yaitu sistem alamiah, sistem penamaan itu dinamakan binomial kata pertama menunjukkan genus dan kata kedua menunjukkan spesies. Kata pertama diawali huruf kapital, kata kedua huruf kecil, ditulis dengan miring atau garis bawah. Contoh lalat rumah (Musca domestica). Klasifikasi bertujuan untuk mengurangi kebingungan keanekaragaman spesies untuk membatasi dan mengatur jumlah kategori.
Protura
Penampakan (gambar 275) protura hampir tidak bertipe insekta dan beberapa karekateristik yang terlihat pada centipedes dan milipedes (kaki seribu). Insekta berskerit lembut secara normal kurang dari 2 mm panjangnya, tidak berantena dan bermata majemuk, tidak bersayap, memiliki 12 segmen abdomen pada tahap dewasa dengan segmen satu sampai tiga memiliki sepasang apendiks kecil atau styli, dan tidak ada sersi. Gonopore terletak pada segmen abdomen ke 11, dan terdapat genital eksternal kecil. Mulut entognathic mandibula dan maksila dilokasi kantong yang terspesialis pada kepala. Tubulus Malpighi ada enam papila.
Pertumbuhan anamorfosis. Telur disimpan pada tanah lembab di bawah batu atau debris. Instar pertama memiliki 9 segmen abdomen dengan tambahan segmen baru pada tiap-tiap molting hingga mencapai 12. Eksdisis dibutuhkan melepas garis melintang batas posteior kepala, suatu penampakan hanya terlihat pada Collembola, centipedes dan millipedes.
Tidak berantena, abdomen 12 segmen, terutama tempat gonopore, perkembangan anamorfosis ditemukan tidak pada insekta lain. Bagian mulut styles dan entognathic ditemukan hanya pada insekta paling primitif.
Diplura
Campodeids dan japygids dewasa (gambar 276), memiliki sersi berbentuk filiform dan sersi seperti gunting (forcep) panjang antara 3 mm sampai 50 mm lebih. Insekta apterigota tidak beroceli, genital eksternal dan biasanya tubulus Malpighi. Bagian mulut entognathic. Antenanya moniliform, dan tiap-tiap segmen mempunyai otot suatu ciri bukan tergolong insekta terlihat juga pada Collembola.
Telur diletakkan pada tanah lembab di bawah daun dan kotoran. Seperti pada springtail, tidak ada membran embrionik dihasilkan selama perkembangan embrio. Pertumbuhan epimorfik, insekta muda mirip dewasa berbeda ukurannya. Mencapai 30 kali molting untuk spesies yang terbesar.
Lebih dari 650 spesies telah dideskripsikan dan ditempatkan dalam tiga famili. Kedua dapat herbivora dan karnivora telah diobservasi dengan terlebih dahulu lebih umum. Diketahui tidak bernilai ekonomi.
Collembola
Tidak bertipe insekta misalnya springtail (gambar 277). Arthropoda tersebut kecil, kadang-kadang lebih enam mm. Collembola mudah dikenali dari ukurannya, tidak bersayap, abdomen 6 segmen, tabung ventral atau collofore, pada segmen abdominal pertama umumnya memiliki garpu furcula abdomen atau spring; terakhir, ketika ada, digunakan untuk menggerakkan (dorongan) organisme maju. Antena springtail secara normal bersegmen empat, tiap-tiap segmen memiliki otot masing-masing secara keseluruhan dari segmen antena bercirikan seperti yang ditemukan pada Diplura, Milipedes (kaki seribu) dan Centipedes. Mata ada terletak berkelompok pada sisi lateral terdiri dari satu sampai delapan stemma. Spirakel tidak ada atau terletak pada leher, suatu ciri yang tidak terlihat pada insekta lain. Ciri unik tidak ada corpora allata, gonad secara keseluruhan suatu germarium lateral, tubulus Malpighi dan genital eksternal tidak ada, dan terdapat suatu organ Tomosvary (suatu struktur yang terdapat di samping antena) hanya terdapat pada ordo ini dan Diplura diantara insekta. Mulut springtail endognathic, suatu ciri dari kebanyakan apterigota.
Telur diletakkan di dalam tanah dan pembelahan holoblastik, ciri yang tidak ditemukan pada insekta lain kecuali pada Hymenoptera parasit. Perkembangan ametabola, kecuali untuk ukuran, seluruh instar sama bentuk, sejak genital eksternal ada, diagnosis dewasa didasari ada atau tidaknya reproduksi individu. Molting kadang terjadi setelah dewasa, suatu ciri beberapa insekta. Pelepasan eksdisis melintang, sama seperti protura terletak pada batas posterior kepala dan untuk membuka kapsul kepala lama.
Ada lima famili yang diusulkan mendekati 2.000 spesies (200 di Amerika Utara). Springtail secara normal berlimpah di atas tanah atau sampah dan makanan utamanya seperti bangkai atau algae. Kadang-kadang menjadi hama tetapi jarang. Flea lucern pada alfalta, spesies Puerto Rican dari Collembola transmisi penyakit sugar cane dan spesies merusak cendawan, semaian tumbuhan rumah dan green house contoh kerusakan spesifik yang disebabkan springtail.
Thysanura
Bristletails dan silverfish (Lepisma saccharina) memiliki ukuran panjang 1 mm sampai 50 mm. Tidak bersayap, antena panjang berbentuk filiform, dua buah sersi berkembang baik, dan sebuah filamen kaudal tunggal, seluruh styli atau sisa kaki pada segmen abdomen satu sampai tujuh atau tujuh sampai sembilan. Terdapat tipe mulut menggigit lemah (weak chewing type), mata majemuk lemah (weak compound eye), tubuh ditutupi oleh sisik (gambar 278).
Tidak metamorfosis, insekta muda mirip dewasa. Perkembangan dibutuhkan beberapa tahun menjadi sempurna. Insekta tersebut mudah bergerak bila diganggu dan beberapa insekta dapat melompat.
Thysanura dapat diklasifikasikan oleh beberapa autor menjadi dua ordo, yaitu Archeognatha atau bristletail dan Thysanura atau silverfish. Pada awalnya bentuk silendris sayatan melintang dan memiliki mata majemuk besar berdekatan, tetapi kemudian memipih (gambar 278) dan kecil kemungkinan untuk redument terpisah mata. Spesies 4000 terbagai menjadi empat famili, satu tergolong pest pada manusia. Firebrat (Thermobia domestica) ditemukan dekat tungku pembakaran dan pipa air. Silverfish (Lepisma saccharina) (gambar 278) mencari area dingin yang memiliki kelembaban tinggi. Book-binding, sampah wallpaper, tepung dan debris organik makanan dua pest tersebut.
Ephemeroptera
Mayflies (gambar 279) panjang dari 4 mm sampai 50 mm dan dapat diidentifikasi antena setaceous dan sersi panjang multisegmen. Sebuah filamen kaudal median dapat dilihat. Dua pasang sayap,biasanya ada (sepasang sayap belakang biasanya reduksi dan kadang-kadang tidak ada), memiliki sejumlah vena-vena dan secara normal meregang secara vertikal melebihi toraks waktu istirahat. Venasi sayap merupakan paling primitif dari seluruh insekta pterigota. Mata majemuk besar mungkin terbagi pada jantan. Bagian mulut vestigial. Gonofore sepasang pada segmen abdominal tujuh yang betina; genital chamber insekta dan oviduk median betina serta duktus ejakulatori pada jantan tidak ada.
Metamorfosis tidak sempurna. Telur tersimpan pada air. Nimfa (gambar 279) memiliki insang abdominal dan biasanya mempunyai tiga buah ekor, dua pasang sersi, serta sebuah filamen kaudal. Beberapa nimfa berpegang pada batu dan berbentuk pipih serta steamlined tetapi sebagian lagi ada yang berbentuk silindris dan menggali atau bergerak di dasar. Makanan terdiri dari organisme akuatik, tanaman dan debris organik.Setelah menyelesaikan perkembangan insekta muda (satu sampai dua tahun), nimfa meninggalkan air dan menjadi subimago, tahap immature bersayap unik menjadi mayflies. Dalam satu jam sampai beberapa hari, tidak pernah molting, dan segera dewasa. Serangga dewasa hidup paling lama empat hari (ephemerous= hidup tetapi sehari).
Odonata
Odonata (gambar 281) sedang sampai besar (lebar sayap dari 25 mm sampai 190 mm) dan memiliki karakteristik berikut: mata majemuk besar, mulut menggigit kuat, antena setaseus, abdomen panjang dan langsing sersi bersegmen tunggal dan dua pasang sayap sempit panjang banyak vena-vena dan terdapat a notch (takik) dan sebuah arculus (gambar 271). Ada dua subordo; anisoptera atau dragonflies: sayap melipat secara horizontal waktu istirahat, memiliki tubuh padat dan aktif terbang. Zygoptera atau damselfies sayap melipat hampir vertikal (gambar 282) waktu istirahat, memiliki badan sangat langsing dan kurang gesit terbang.
Jantan memiliki organ kopulasi sekunder pada segmen abdomen kedua. Selama kopulasi jantan sering memegang leher betina dengan claspersnya, sementara abdomen betina melengkung menuju segmen abdomen jantan kedua. Betina menyimpan telurnya di air atau dekat air. Metamorfosis tidak sempurna, predator yang rakus dan memerlukan sebuah labium yang tumbuh untuk menangkap mangsa (gambar 124, 283). Nimfa damselfly (gambar 284) memiliki tiga insang platelike (seperti berlapis), pertukaran oksigen pada nimfa dragonfly mengambil tempat secara internal dalam otot rektum. Jika otot rektum, digunakan secara normal untuk pertukaran air, kontraksi kuat, air akan terdorong keluar dengan mudah dan suatu bentuk “dorongan pancaran” (jet propulsion) terjadi. Setelah empat minggu sampai empat tahun, nimfa-nimfa bergerak perlahan-lahan muncul pada vegetasi dan metamorfosis menjadi dewasa.
Anggotanya lebih dari 5.000 spesies terbagi dalam sembilan famili. Nilai terhadap manusia sulit untuk diterima, umumnya pemakan, walaupun banyak nyamuk dan insekta lain mengganggu manusia dimakan, banyak spesies bermanfaat di atas juga dimakan.
Berikut ini dua kunci, satu untuk dewasa dan yang lain untuk nimfa, bertujuan mulai mengenali subordo dan kelompok famili.
Orthoptera
Orthoptera (gambar 285) termasuk insekta seperti kecoa (gambar 85), belalang sembah (gambar 286), belalang tongkat (gambar 287), belalang (gambar 288) dan jangkrik (gambar 289). Alat mulut tipe menggigit, kaki panjang dan tarsi bersegmen satu sampai lima dan mata majemuk besar. Sayap umumnya ada dan mempunyai banyak vena-vena dan dimodifikasi dengan sayap depan sempit dan menebal menjadi tegmina, sayap belakang luas, membranous. Terbang terutama dengan sayap belakang. Membuat suara dengan gesekan tujuannya menarik jodoh (gambar 152). Umumnya memiliki suatu ependiks ovivositor dan kadang-kadang ukuranya sama panjang dengan abdomen. Sersi sering pendek, antena umumnya panjang dan multisegmen. Ukuranya dari 12 mm sampai melebihi 250 mm.
Telur diletakkan dapat bervariasi. Beberapa telur disimpan dalam tanah (belalang tanduk pendek), tetapi insekta lain disimpan pada vegetasi. Belalang tongkat menyimpan telur tunggal, tapi belalang sembah dan lipas atau coro disimpan pada ootheca. Metamorfosis tidak sempurna. Sebagian besar orthoptera herbivora, tetapi beberapa karnivora (belalang sembah) dan omnivora pada kecoa.
Beberapa spesies bernilai ekonomi. Beberapa belalang tanduk pendek (short-horned grasshoper) sebagai tercatat sebagai hama pada crop, khususnya pada temperata dan wilayah gersang dunia dan banyak area di USA melakukan survei setiap tahun untuk antisipasi meningkat populasi yang mungkin mencapai ambang ekonomi. Bentuk migrasi penting secara khusus ketika populasi tinggi. Pada beberapa tahun jangkrik mormon, belalang tanduk panjang tidak bersayap dari barat intermountain (antara gunung) telah sangat merusak sebab ukuranya besar, berperilaku suka mengelompok dan bermigrasi. Jangkrik lapangan mungkin merusak persemaian pada perusahaan crop Beberapa spesies kecoa berada di rumah dan menjadi pest penting.
Lebih dari 30.000 spesies tersebar di seluruh dunia lebih dari 1.000 di Ameraka Utara. Spesies tersebut ditempatkan pada 12 sampai 19 famili, tergantung sistem klasifikasi yang digunakan. Beberapa ahli taksonomi membagi ordo ini menjadi Orthoptera (belalang, jangkrik), Phasmide (belalang tongkat), dan Dictyoptera (belalang sembah dan kecoa). Pembagian takson lain menjadi Othoptera (belalang, jangkrik), Mantodea (belalang sembah), Phasmida atau Phasmatodea (belalang tongkat), Blattaria (kecoa) dan Grylloblattodea (grylloplattid). Klasifikasi diterima oleh perhimpunan ahli entomologi Amerika 1978 untuk ordo tunggal Orthoptera. Berikut kunci akan membantu memulai belajar untuk identifikasi famili lebih umum.
Isoptera
Rayap panjangnya bervariasi dari 2 mm sampai 12 mm kecuali untuk ratu physogastric. Rayap ciri-cirinya kepala pronathic, antena moniliform bersegmen sembilan sampai 30, mulut mengunyah, kaki pendek dan keras dengan tarsi normal bersegmen 4, sersi pendek bersegmen satu sampai delapan, dan tidak ada sayap kecuali kasta reproduksi (gambar 291). Sayap, waktu ada, lebih panjang dari tubuh dan membraneous. Sayap depan dan belakang sama bentuk dan ukuran. Seluruh rayap insekta sosial.
Kira-kira 2.120 spesies diketahui (41 di Amerika utara), dan mereka terpisah menjadi empat sampai enam famili. Sebagian besar famili primitif, Mastotermitidae, mengandung spesies tropika tunggal, Mastotermes darwiiensis yang mempunyai ootheca disimpan oleh ratu dan yang banyak dimiliki ciri kecoa lain. Walaupun 80 % spesies rayap dunia dalam Termitidae, rayap subterranean (Rhinotermitidae) dan rayap kayu-kering (Kalotermitidae) paling umum di Amerika. Kadang-kadang istilah “semut putih”, kelompok ini memiliki nilai ekonomi penting dan peranan besar secara biologi. Pada daerah tropis dan dalam hutan rayap resiklus nutrisi dan bertujuan dalam perkembangan tanah. Contoh lain, rayap makan yang bermasalah langsung dengan manusia. Sejak isoptera makan kertas, kayu dan selulosa lainya, rayap diperhitungkan berbahaya. Banyak wilayah di Amerika sekitar rumah atau telah dihuni rayap pada puluhan tahun kecuali tanah diberi perlakuan selama membangun. Beberapa spesies pest lebih penting di USA adalah subterranean Reticulitermis flavipes (timur dan tengah USA), R. hesperus (Pasifik USA) dan R. tibialis (barat dan sungai Mississippi); dan kayu kering Incisitermes minor (Pasifik USA), I. hubbardi (southwest USA) dan I. snyderi ( southeastern USA).
Dermaptera
Earwing (gambar 292) insekta berukuran sedang (dari 5 mm sampai 35 mm) secara karakteristik sersi seperti gunting tang yang tumbuh besar tidak bersegmen. Memiliki tipe mulut menyunyah prognathic, antena filiform, mata majemuk berkembang baik, kaki panjang tarsi bersegmen tiga. Sayap depan menebal menjadi tegmina dan pendek. Sayap belakang semisirkuler melipat seperti kipas secara memanjang dan secara transversal dua kali untuk pas (layak) di bawah tegmina tereduksi ketika tidak digunakan terbang.
Telur sering tersimpan dalam liang galian yang dibersihkan dan dijaga oleh betina. Metamorfosis tidak sempurna. Nimfa pemakan, seperti dilakukan dewasa, memakan material bervariasi mulai dari material mati dari tumbuhan dan hewan. Aktivitas secara normal malam hari.
Kira-kira 1.000 spesies diketahui, tetapi hanya 18 ditemukan di Amerika Utara. Empat famili tetap ada. Walaupun beberapa spesies kadang-kadang makan tanaman budidaya, secara umun tidak memiliki arti penting dalam ekonomi.
Embioptera
Webspinnes (gambar 293) memiliki tipe mulut mengunyah, antena filiform, dan sersi bersegmen dua. Dua pasang sayap ukuran sama berdekatan biasanya terdapat pada jantan dewasa, tetapi betina tidak bersayap. Kaki pendek dan tarsi bersegmen tiga. Insekta tersebut suka berkelompok mudah dikenali dengan basitarsi tumbuh dari kaki depan, yang mengandung banyak kelenjar sutra digunakan untuk membuat galeri sutra yang didiami. Tiap-tiap galeri (sarang) mengandung seekor betina dan anak-anaknya. Telur dan nimfa berkembang dalam perlindungan web (jaring-jaring) dipelihara oleh betina. Makanan adalah tumbuhan, walaupun kanibalisme pada beberapa spesies. Jantan mati setelah kawin, tetapi betina mulai membuat jaring-jaring
Lebih dari 200 spesies diketahui dan sebagian besar terdistribusi di wilayah tropis. Tiga famili telah diklasifikasikan menggunakan karakteristik utama jantan bersayap dan genital seperti yang terlihat pada gambar.
Plecoptera
Stoneflies (gambar 294) insekta berukuran sedang sampai besar (dari 12 mm sampai 65 mm panjangnya) dan ciri-cirinya antena filiform panjang, tipe mulut mengunyah, sersi biasanya panjang dan multisegmen, mata majemuk kecil, dan secara normal dua pasang sayap dengan banyak vena-vena. Sayap depan lebih sempit dari pada sayap belakang, keduanya melipat rata melebihi abdomen ketika tidak terbang.
Metamorfosis tidak sempurna. Telur sebagian besar disimpan pada air bergerak. Nimfa memiliki antena panjang, tipe mulut mengunyah dan memiliki dua sersi. Insang ketika ada pada toraks, leher atau dua sampai tiga segmen abdomen. Seperti namanya stonefly, nimfa umumnya ditemukan di atas atau di bawah batu. Beberapa spesies herbivora, tetapi yang lain merobek atau karnivora. Sebagian besar spesies di Amerika Utara Univoltine, tetapi dewasa mungkin sampai empat tahun, waktu nimfa meninggalkan air dan molting berada di vegetasi. Muncul dari air biasanya terjadi waktu musim panas.
Sekitar 1.500 spesies (430 di Amerika Utara) diklasifikasikan menjadi enam sampai sepuluh famili. Insekta ini menjadi makanan penting untuk banyak ikan tetapi tidak bernilai penting pada kesehatan dan ekonomi manusia.
Psocoptera
Psocips kecil (dari 1 mm sampai 7 mm) dan karakteristik yang dilihat sebagai berikut mata majemuk besar atau reduksi, tipe mulut mengunyah, antena filiform panjang, kaki langsing dengan tarsi bersegmen dua atau tiga, dan tidak bersersi. Sayap tidak ada atau ada. Ketika berkembang, sayap belakang lebih kecil dari pada sayap depan; kedua pasangan seperti atap (rooflike) lentur melebihi abdomen ketika tidak digunakan dan sedikit vena-vena.
Telur diletakkan tunggal atau berkelompok, dalam bangunan atau luar bangunan. Spesies di luar bangunan, termasuk nimfa seluruh spesies bersayap, ditemukan pada batang pohon, pada sampah, pada algae, atau kerak dan umumnya pada vegetasi. Kebanyakan spesies rakus. Makanan terdiri dari fragmen tumbuhan termasuk jamur dan pollen. Spesies dalam bangunan tidak bersayap dan disebut kutu buku (gambar 295). Makanan termasuk perekat jilid buku, lem, tepung, padi-padian dan produks sereal; insekta tersebut sering menjadi hama. Instar nimfa enam umum. Dewasa butuh makanan sama dengan nimfa. 1.100 spesies terbagi dalam 11 famili.
Mallophaga
Kutu pengunyah (gambar 217, 296) kecil (dari 2 mm sampai 6 mm) dan memiliki kepala biasanya lebih lebar dari panjang, mulut dimodifikasi mengunyah (gambar 218), mata majemuk direduksi, tarsi bersegmen dua sampai lima, tidak bersersi, dan tidak bersayap. Tubuh pipih secara dorsoventral.
Telur terkait pada bulu atau rambut inang. Metamorfosis tidak sempurna. Nimfa dan dewasa mencerna kulit yang mati, bulu, rambut atau scrab. Di bawah populasi tinggi menekan lapisan dermal kulit mungkin diserang, terutama sekitar luka.
Ada 2.675 spesies dan dibagi kedalam enam famili. Sebagian besar kutu pengunyah berada pada burung, walaupun beberapa mamalia sebagai inang. Inang spesifik dan transfer dari satu inang ke inang lain secara normal terjadi hanya dua burung yang sama spesies seperti burung kawin atau sarang. Jika inang mati binatang kutu biasanya mati. Ordo ini tidak bernilai ekonomi pada hewan piaraan ditumpangi; lebih dari 40 spesies diketahui sebagai parasit itik dan tujuh spesies umum. Beberapa spesies mendiami (infest) ternak (kuda, lembu dan kambing).
Anoplura
Kutu pengisap (gambar 297) kecil (dari 0,4 mm sampai 6,5 mm) dan dicirikan dengan their narrower than long head (kepala sempit memanjang), antena bersegmen dua sampai lima, tipe mulut menusuk dan mengisap ditarik ke dalam kepala, mata tereduksi, tidak ada sayap dan sersi, tubuh memipih secara dorsoventral. Kaki pendek, dan tarsus tunggal serta cakar dimodifikasi untuk menjadi organ penggenggam yang berlawan lobus tibia (gambar 220).
Kutu mengisap darah, dalam siklus hidupnya dihabiskan pada inang mamalia. Metamorfosis tidak sempurna. Telur dilekatkan pada rambut inang (gambar 221). Tingkat spesifik inang tinggi dan lebih suka wilayah spesifik pada inang dapat dikenali. Kutu manusia, Pediculus humanus, pada manusia, dan sebagaimana makanannya di atas kepala atau wilayah tubuh yang langsung berpengaruh pada morfologinya dan tingkah lakunya (dua varietas, kutu kepala dan kutu badan, suatu pertimbangan memisahkan dua spesies). Kira-kira 26 persen dari pelajar SLTP pada Industrilisasi Britain ditemukan kutu kepala pada tahun 1970, dan epidemik menjadi umum saat ini di banyak negara barat. Dewasa terlihat sembilan hari setelah menetas dari telur. Kutu crab (kepiting), Pthirus pubis (gambar 219, 297), ditemukan terutama pada wilayah pubis dan perianal.
Beberapa ahli sistematik mengelompokkan Anoplura dan Mallophaga ke dalam ordo tunggal, Phthiraptera, selanjutnya terpisah. Hanya 486 diketahui dan biasanya dipisahkan ke dalam tiga famili. Satu famili (Pediculidae) termasuk kutu ditemukan pada manusia, famili kedua (Echinophtiriidae) hidup pada anjing laut dan walrus, dan famili ketiga (Haematopinidae) termasuk semua spesies lain (takson ini dipisah menjadi enam famili oleh beberapa ahli taksonomi). Kutu mengisap penting pada manusia.
Thysanoptera
Thrips (gambar 298) ukuran kecil (dari 0,5 mm sampai 14 mm) dan memiliki tubuh panjang dan ramping, mata majemuk besar, antena bersegmen enam sampai sembilan, mulut dimodifikasi untuk mengisap dan menusuk-nusuk (rasping-sucking) paruh berbentuk kerucut, tarsi bersegmen satu sampai dua, dan abdomen tajam dan tidak bersersi. Sayap salah satunya tidak ada atau panjang sempit dengan tepi panjang atau berambut. Beberapa spesies mempunyai kantong menonjol pada ujung tiap-tiap tarsus. Suatu ovivositor apendikular juga ada pada beberapa spesies.
Metamorfosis intermediate antara tidak sempurna dan sempurna. Mula-mula instar kedua tidak ada wing pad eksternal, dan walaupun instar menyerupai dewasa, sering disebut larva. Instar seterusnya ada memiliki wing pad eksternal, tidak aktif dan ditentukan sebagai prepupa dan pupa. Sebagian besar tahap aktif memakan tumbuhan, walaupun beberapa spesies karnivora. Parthenogenesis terjadi pada beberapa spesies.
Spesies 6.000 terpisah ke dalam lima famili. Makanannya banyak dari bunga sampai crops budidaya serta berbahaya. Contohnya termasuk tembakau, bawang, gladiol dan jeruk. Beberapa virus tanaman ditransmisi oleh thrips.
Hemiptera
Hama kepik (bug) yang sebenarnya (gambar 299, 300) panjang bervariasi mencapai 100 mm, mata majemuk biasanya besar, antena bersegmen empat sampai lima dan sering lebih panjang dari pada kepala, mulut menusuk-mengisap (gambar 301) dengan paruh (beak) bersegmen muncul dari bagian anterior kepala, tarsi bersegmen satu sampai tiga, sersi tidak ada, dan sayap secara normal ada dan posisinya rapat melebihi abdomen ketika istirahat, dipisahkan oleh Scutellum tumbuh. Sepasang sayap depan biasanya menebal pada dasar dan membraneous pada apikal membentuk hemelytron. Sayap belakang membraneous ringan lebih pendek dari hemelytra. Kaki sangat bervariasi. Kelenjar bau umum.
Metamorfosis tidak sempurna. Telur disimpan pada habitat dimana perkembangan terjadi; banyak nimfa dan dewasa terestrial, tetapi jumlah signifikan akuatik. Makanan cair, getah atau darah, dan bervariasi dari herbivora, karnivora sampai parasit.
Sejumlah kepik (bug) sebenarnya tidak bernilai ekonomi. Kepik (bug) tanaman budidaya termasuk: 1. Coreidae, kepik (bug) labu, Anasa tristis (labu dan sejenisnya). 2. Miridae, kepik (bug) tanaman berbercak, Lygus lineolaris (buah dan bunga) dan kutu lompat kapas, Psallus seriatus (kapas). 3. Lygaeidae, kepik (bug) kutu busuk, Blissus leucopterus (gandum, sejenis gandum dan padi-padian) dan 4. Pentatomidae, kepik (bug) harlequin, Murgantia histriocana (kubis dan lobak cina) dan kepik (bug) bau souther green, Nezara viridula (pada berbagai crop). Beberapa spesies kepik (bug) pembunuh secara alami diinfeksi dengan penyakit Chagas; sebagian besar kepik (bug) tersebut termasuk genus Triatoma (gambar 223). Infeksi mungkin ditransmisi pada manusia dengan tergosok organisme protozoa dalam feses Triatoma melalui kulit menimbulkan gatal. Beberapa spesies Hemiptera seperti kepik (bug) air raksasa dan backswimmer, mengigit dan dihindari.Ordo besar ini terdiri atas 44 famili dengan 35.000 spesies.
Homoptera
Ordo Homoptera (gambar 304) termasuk cicadas (riang-riang/garengpung), (gambar 305), insekta daun pelompat (leafhopper), treehopper, aphid, psyllid dan scales. Ukuran dari kecil sampai besar (dari 0,3 mm sampai 80 mm), kecuali cicadas, ukuranya kurang dari 12 mm. Karakteristik diagnostik termasuk mata majemuk besar, mulut menusuk-mengisap dengan paruh muncul dekat kaki protoraks, antena setaseus atau filiform, tarsi bersegmen dua sampai tiga, sayap tidak ada atau dua pasang dan membraneous, dan tidak ada sersi. Betina kadang-kadang memiliki suatu ovivositor apendikular (gambar 58 (B)).
Insekta menjalani metamorfosis tidak sempurna, tetapi siklus hidup mungkin sangat kompleks termasuk tahap bersayap dan tidak bersayap. Banyak aphid reproduksi secara parthenogenetik dan viviparous selama musim panas tetapi oviparous ketika musim gugur. Scale mengalami metamorfosis intermediate antara tidak sempurna dan sempurna. Menyelesaikan siklus hidup bervariasi kurang dari satu minggu pada beberapa aphid sampai 17 tahun pada beberapa cicadas (gambar 306, 307). Kecuali cicadas, perkembangan mengambil tempat above ground.
Seluruh Homoptera herbivora dan termasuk hama. Spesies leafhopper, whiteflies, scale dan aphid secara khusus merusak crop. Leafhopper dan aphid (gambar 308) membawa lebih dua-tiga dari virus penyakit tanaman penting secara ekonomi. Beberapa spesies bersimbiosis dengan semut.
Insekta tersebut mungkin tergabung dalam subordo Hemiptera pada beberapa klasifikasi. Lebih 45.000 spesies diketahui, dan dikelompokkan menjadi 32 famili.
Neuroptera
Neuroptera (gambar 147, 310 (A), (B), (C) panjang bervariasi dari 3 sampai 65 mm dan berkarakteristik memiliki mata majemuk besar terpisah jauh, antena biasanya filiform, mulut mengunyah, kaki panjang kaki bersegmen lima, tidak bersersi, dan memiliki dua pasang sayap membranous bervena banyak yang sama ukuran dan biasanya seperti atap (rooflike) melewati tubuh ketika istirahat (gambar 311).
Metamorfosis sempurna. Larva salah satu akuatik (dopsonflies, alderflies) atau terestrial (Mantispid, lacewing, semut singa (ant lion). Bentuk akuatik mempunyai insang abdomen (gambar 312), mulut mengunyah kuat serta karnivora. Pupa terjadi di luar air dalam suatu sel terbuat dari tanah (gambar 125), dan pupa eksarat. Berbeda spesies terestrial (gambar 313 (B)) sering memiliki mandibula dan maksila dari tiap-tiap sisi berfusi membentuk tabung untuk mengisap cairan dari mangsa. Lubang berbentuk kerucut dikontruksi untuk perangkap insekta (gambar 313 (A). Jarang terlihat larva mantispid sering parasit pada telur spider (laba-laba)
Jumlah spesies kira-kira 4.670 yang diketahui dan digolongkan ke dalam 14 sampai 15 famili. Beberapa author memisahkan famili akuatik menjadi ordo terpisah, Megaloptera, dan mungkin terpisah menjadi ordo Raphidioidea. Beberapa spesies bermanfaat terhadap manusia, contoh lacewing green yang makan aphid dan Homopterala lain. Tidak terlihat merugikan.
Coleoptera
Kumbang (gambar 314, 315) panjang bervariasi dari 0,25 mm sampai 150 mm dan termasuk insekta paling besar dengan biomasa (40 g, 20 kali dari yang terkecil). Kumbang karakteristiknya tipe mulut mengunyah, mata majemuk besar, tidak memiliki sersi, biasanya sayap depan mengalami penebalan atau elytra, yang bertemu pada garis tengah ketika dilipat. Sayap belakang membranous adalah organ terbang selanjutnya dilipat di bawah elytra ketika tidak digunakan, kemudian kumbang mendiami lingkungan yang keras tanpa membahayakan kemampuan terbangnya. Elytra juga tertutup rapat menghasilkan suatu rongga di atas tergum abdomen yang mana udara dapat tersimpan dan digunakan ketika lubang spirakel terbuka ke dalam ruangan ini. Antena dapat bervariasi. Tarsi secara primitif bersegmen lima, tetapi jumlah segmen mungkin kurang digunakan untuk identifikasi. Tubuh secara normal kuat dan berskleritisasi (gambar 316, 317). Dimorfisme seksual kadang-kadang ditemukan (gambar 318), tetapi lebih sering jenis kelamin dapat dideterminasi hanya sulit. Insekta yang terbesar dan terkecil adalah kumbang.
Metamorfosis sempurna. Larva sangat beranekaragam strukturnya (gambar 319, 320), kepala selalu bersklerit dengan baik dan mulut mengunyah. Beberapa spesies bersklerit kuat ada pula yang lemah. Larva dari kebanyakan kumbang sebagai kumbang penyelam predaceous, kumbang whirligig dan kumbang bangkai air, tetapi sebagian besar terestrial. Beberapa tidak berkaki (mengebor). Pupa eksarat. Beberapa tahun dibutuhkan untuk berkembang.
Tahap larva umumnya merusak, tetapi dewasa bernilai ekonomi penting. Produks yang disimpan diserang oleh kumbang penggerek padi (Sitophilus oryzae), yellow mealworn (Tenebrio molitor), kumbang tepung (Tribolium cofusum), kumbang tepung merah (Tribolium castaneum), kumbang karpet (Anthrenus scrophularie) dan kumbang penyimpan makanan (Dermestes lardarius). Kumbang penggerek buah kapas (Anthonomus grandis) hama besar pada kapas dan banyak spesies rootwear (Diabrotica sp) dapat merusak jagung. Sayur-sayuran sebagian besar dirusak oleh kumbang cucumber (Acalymma vittatum), kumbang kentang Colorado (Leptinotarsa decemlineata), kumbang kacang Mexico (Epilachna varivestis) dan penggerek kacang (Acanthoscelides obtectus). Kumbang Jepang (Popilia japonica) salah satu hama tanaman yang paling serius di USA timur. Larva makan akar rumput dan dewasa pada daun berbagai tumbuhan. Beberapa spesies termasuk kumbang lady, bermanfaat sebagai predator insekta yang merugikan seperti aphid.
Ordo Coleoptera mendekati 40 persen dari seluruh spesies insekta. Perkiraan 350.000 spesies diketahui di dunia. Dikelompkkan dalam delapan famili: Curculionidae (50.000), Chrysomelidae (35.000), Staphyliniadae (30.000), Cerambycidae (26.000), Carabidae (25.000), Scarabaeidae (20.500),Tenebrionidae (20.000) dan Buprestidae (13.000).
Hymenoptera
Ordo Hymenoptera termasuk lebah, tawon, semut dan sawflies (gambar 324, 325). Ukuran panjang dari 0,21 mm sampai 65 mm, termasuk ovivositor apendikular (gambar 326). Karakteristiknya termasuk antena filiform, mulut mengunyah-menghirup (chewing-lapping), mata majemuk besar kecuali semut, kaki panjang dengan tarsi bersegmen lima, sersi kecil atau tidak ada, sayap tidak ada (gambar 327) atau dua pasang yang panjang dan sempit dengan venasi berfusi. Mesotoraks tumbuh untuk efisiensi terbang dengan sayap depan menjadi organ terbang utama dan sayap belakang direduksi dan berpasangan dengan sayap depan oleh hamuli (gambar 54). Segmen abdomen kedua sering kecil membentuk suatu pinggang lansing. Ovivositor mungkin dimodifikasi menjadi sengat (gambar 59). Pada beberapa insekta sosial memiliki kasta berbeda.
Metamorfosis sempurna. Larva salah satunya mirip seperti ulat terutama pada sawflies (gambar 328) atau vermiform (gambar 329). Ulat (caterpillar) herbivora, tetapi larva vermiform makanan bervariasi dari parasit sampai bangkai. Banyak wasp (penyengat) menyimpan telurnya pada inang, dan larva berkembang sebagai parasitoid. Spesies yang lain, dewasa mengumpulkan makan pada sarang dengan secukupnya makanan untuk perkembangan larva. Tidak berhubungan antara usus tengah dan usus belakang pada larva tidak berkaki, sehingga sampah (feses) memiliki banyak tempat menjadi suatu meconium hingga setelah pupa ketika hubungan dibuat. Pupa eksarat dan kadang-kadang dibungkus dalam kokon (gambar 187). Jantan dewasa hasil dari parthenogenesis. Makanan dewasa tidak diketahui (tabel 11).
Beberapa sebagai hama. Wasp (penyengat) (gambar 20), lebah (bee) (gambar 211) dan beberapa semut seperti semut api (Solenopsis xyloni) menyengat dan reaksi serius dilakukan terjadi. Sebagai tambahan terhadap reaksi menyengat dan alergi, Hymenoptera mungkin juga mempengaruhi manusia karena hama utama crop. Tidak mencolok penting dalam arti ekonomi pearaslug (perusak buah pir) (Caliroa cerasi), sawfly larch (Pristiphora erichsonii), wheat stem sawfly (Cephus cinctus), wheat jointworm (Harmolita tritici) dan semut pemotong Texas (Atta texana). Spesies bermanfaat juga dicatat. Bebrapa polinator utama seperti lebah madu (Apis mellifera), dan banyak agen kontrol biologi dari insekta lain adalah Hymenoptera. Ichneumonid, braconid, dan penyengat chalcid, untuk contoh, menyimpan telurnya pada aphid dan ulat Lepidoptera yang hama pada manusia.
Ordo dibagi menjadi dua subordo. Spesies 130.000 biasanya terbagi dalam 71 famili.
Mecoptera
Scorpionflies (gambar 310 (E)) ukuran sedang ( dari 10 mm sampai 25 mm) dan memiliki karakteristik penting sebagai berikut: tipe mulut mengunyah terletak pada ujung paruh seperti moncong (gambar 332), antena filiform dan panjang, mata majemuk besar dan terpisah dengan sempurna, kaki panjang dan tarsi bersegmen lima, sersi sederhana pada jantan dan betina sersi bersegmen dua, serta dua pasang sayap membranous (tidak ada pada beberapa spesies) ukuran dan bentuk sama, genital jantan tumbuh, seperti pentolan, dan held scorpionlike pada keadaan istrahat di atas abdomen
Metamorfosis sempurna. Telur secara normal tersimpan pada tanah, dan makanan larva seperti ulat sebagai predator atau makan bangkai mati dan material yang hancur. Pupa berada pada tempat sel (sangkar) dalam tanah. Dewasa omnivora dan makanan bervariasi seperti pollen, nektar, sari dari buah yang hancur dan insekta hidup atau mati. Sebagian besar sering berada pada tempat lembab, habitat dingin. Satu kelompok, scorpionflies salju, aktif sepanjang tahun.
Hanya 500 spesies diketahui, dan dibagi dalam empat famili. Spesies tidak bernilai ekonomi dan kesehatan terhadap manusia.
Trichoptera
Caddisflies (gambar 310 (D), 333) berukuran kecil sampai sedang (dari 1,5 mm sampai 40 mm). Mata majemuk besar, tipe mulut mengunyah tetapi kurang berkembang kecuali untuk palpi bersegmen empat sampai lima, antena panjang dan filiform, kaki panjang dan sersi bersegmen lima, sersi bersegmen satu sampai dua, dua pasang sayap membraneus held rooflike (seperti langit-langit) melebihi abdomen. Sayap belakang lebih luas dari sayap depan, beberapa vena melintang terdapat pada salah satu pasangan sayap, dan umumnya berambut pada permukaan sayap.
Metamorfosis sempurna. Telur disimpan pada sekresi gelatin di air atau pada objek tepi air. Larva memiliki tipe mulut mengunyah, insang abdomen dan sepasang pengait ujung tujuan untuk lokomotif dan melekat di atas batu atau mudah berpindah tempat (gambar 334). Pupa memiliki tempat. Pupa eksarat, dilengkapi dengan mandibula mencolok yang akan hilang setelah metamorfosis, memotong jalan bebas dari tempat pupa, berenang sampai di darat, molting menjadi dewasa. Dewasa tidak pemakan dan biasanya ditemukan pada vegetasi dekat air tawar. Sebagian besar nokturnal.
Beberapa spesies 4.900 diketahui dan sering dibagi ke dalam 18 famili. Walaupun Trichoptera bagian dari rantai makanan akuatik, caddisflies tidak bernilai ekonomi secara langsung.
Lepidoptera
Nengat dan kupu-kupu (gambar 336) memiliki lebar sayap dari 5 mm sampai 270 mm. Ordo yang mencolok ini dapat diidentifikasi dengan siphon mulut melingkar di bawah kepala (gambar 337), palpi maksila vestigial atau tidak ada, palpi labial besar, mata majemuk besar, kaki panjang tarsi bersegmen lima, tidak ada sersi, dua pasang sayap membranous dilapisi sisik yang tersusun tumpang tindih, dan tubuh ditutupi rambut dan sisik. Warna bukan hasil dari rambut dan sisik tetapi juga dari struktur ridge (pematang) dan lapisan yang merefleksikan cahaya. Antena sangat besar dan digunakan untuk identifikasi.
Metamorfosis sempurna. Telur sering disimpan pada tumbuhan inang spesifik. Larva (gambar 338, 339) disebut ulat, memiliki tipe mulut mengunyah dan lima pasang proleg abdomen (terletak pada segmen abdominal 3-6 dan 10) dilengkapi dengan pengait (hook) atau crochet (gambar 62). Larva memiliki sejumlah rambut dan berwarna. Berapa larva memiliki rambut penyengat (gambar 248). Kokon dipintal oleh larva ngengat, tetapi sebagian besar kupu-kupu tidak ada struktur ini, dan area yang lemah ada diperuntukkan dewasa muncul. Pupa secara normal obteks (gambar 340). Tahap makan dominan adalah larva, dan walaupun beberapa spesies mengebor, sebagian besar larva membutuhkan daun sebagai makanan. Makanan ketika dewasa, biasanya mencerna nektar, tetapi beberapa juga mengambil cairan dari buah busuk dan feses, getah dari tumbuhan, dan melon putih. Beberapa Lepidoptera tidak makan seperti dewasa lain tetapi butuh makan yang disimpan pada tahap larva sebagai sumber energi.
Banyak spesies Lepidoptera tidak bernilai ekonomi dan kesehatan. Hutan sering dirusak oleh ngengat gypsy (Lymantria dispar), alat eastern tent (Malacosoma americanum), dan ulat tenda hutan (Malacosoma disstria). Ulat yang merusak batang bauh-buahan termasuk mengebor batang persik (Synanthedon existiosa), mengebor ranting persik (Anarsia lineatella), ngengat buah oriental (Grapholitha molesta), dan ngengat codling (Laspreyresia pomonella). Hama serius pada padi-padian: Pengebor jagung eropa (Ostrinia nubilas), pengebor jagung southwestern (Diatraea grandiosella), corn earworn (Heliothis zea), ulat tentara musim gugur (Spodoptera frugiperda), ulat tentara (armyworm) (Pseudatelia unipuncta), beberapa spesies dari ulat pemotong, pengebor cane (rotan) gula (Diatraea saccharalis). Kapas dirusak oleh pink bollworn (Pectinophora gossypiella) dan tembakau sering dimakan oleh hornworm tembakau (Manduca sexta). Ulat kubis imfor (Pieris rapae) hama pada kubis dan tumbuhan yang lain. Bagworm (Thyridopteryx ephemeraeformis) umumnya pada pohon yang selalu berdaun hijau. Produks yang disimpan sering didiami ngengat Indian-meal (Plodia interpunctella). Ngengat padi-padian (Sitotroga cerealella), ngengat tepung Mediretania(Anagasta kuhniella) dan dua spesies cloth (Tineola bisselliella dan Tinea pellionella). Beberapa spesies urticating (beracun) termasuk ulat kucing (Megalopyge opercularis) dan ulat ngengat Io (Automeris io).
Ordo terbesar termasuk 140.000 spesies yang dikelompokkan ke dalam 77 famili.
Siphonoptera
Fleas (gambar 225) kecil (dari 0,8 mm sampai 5 mm) dan memiliki karakteristik sebagai berikut: mata majemuk tidak ada atau masing-masing digambar oleh ommatidium tunggal, antena pendek dan dapat dilipat ke dalam lekukan pada kepala, tipe mulut menusuk dan mengisap (gambar 226 (B)), koksa panjang dan tarsi bersegmen lima, sersi kecil dan bersegmen satu dan sayap tidak ada. Tubuh secara lateral memipih (gambar 226 (A). Memiliki duri kuat mengarah ke posterior, khusus pada gena dan pronotum tumbuh membentuk sisir atau ctenidia.
Metamorfosis sempurna. Telur disimpan (oviposited) pada inang atau lebih sering pada sarang inang; berada pada tempat, telur diletakkan sebelum menetas. Larva tidak berkaki (gambar 344) makan materi organik seperti mungkin tersedia termasuk materi fecal dari fleas dewasa yang mengandung sisa darah. Pupa di dalam kokon sutra. Dewasa makan darah dari burung atau mamalia, inang spesifik tetapi perkembangannya tidak sebaik kutu. Beberapa spesies utama pada inang, tetapi jika inang memiliki sebuah sarang, banyak spesies fleas meninggalkan inang selama periode tidak makan. Fleas tersebut umumnya dinamakan nest fleas, memiliki populasi paling tinggi dalam sarang.
Ada 2.100 spesies diklasifikasikan ke dalam sembilan famili.
Diptera
Lalat sebenarnya (gambar 345, 346) kelompoknya bermacam-macam dan ukurannya kecil sampai sedang (dari 0,5 mm sampai 50 mm) dengan range lebar sayap 1 mm sampai 100 mm. Seluruhnya berkarakteristik hanya memiliki sepasang sayap untuk terbang; pasangan kedua dimodifikasi menjadi halter (gambar 52, 53). Tipe mulut menusuk-mengisap (gambar 34 (D), 347), cutting-sponging (gambar 34 (A)) dan paling umum tipe sponging (gambar 34 (B), 348). Palpi labial tidak ada. Mata majemuk sangat besar, antena banyak bentuk, mesotoraks tidak proporsional besarnya, kaki panjang dan tarsi bersegmen lima dan sersi tidak ada. Ovipositor tubular sering ada (gambar 60).
Metamorfosis sempurna. Larva secara normal tidak berkaki dan vermiform (gambar 349, 350), sering kapsul kepala tidak berkembang dengan baik (gambar 350 (C)). Makanan berbeda-beda, dan banyak habitat dieskploitasi (tabel 12). Pupa mungkin aktif dan tidak makan (nyamuk), tetapi sebagian besar pupa sessile dalam puparia. Secara siknifikan dewasa membutuhkan darah atau nektar untuk makan.
Sejumlah spesies tidak bernilai ekonomi dan kesehatan terhadap manusia. Berbahaya pada tumbuhan seperti larva lalat Hessian (Mayetiola destructor) pada gandum, midge sorghum (Contarinia sorghicola) pada sorgum, dan lalat buah Mediterania (Ceratitis capitata) pada banyak buah. Banyak larva parasit pada ternak termasuk screwworm (Cochiomyia hominivorax), tempayak lembu (Hypoderma lineatum dan H. bovis), lalat bot biri-biri (Oestrus ovis), dan lalat bot kuda (Gasterophilus intestinalis). Dewasa mencerna darah dari hewan piaraan dan termasuk lalat tanduk (Haematobia irritans), lalat kandang (Stomoxys calcitrans), dan banyak spesies dari genera lalat kuda, lalat rusa, lalat hitam dan nyamuk. Tidak penting bagia manusia, banyak transmisi penyakit misalnya nyamuk, lalat tsetse, dan lalat hitam, beberapa diringkas pada tabel 5. Beberapa spesies famili Syrphidae dan Tachinidae bermanfaat bagi manusia sebab paratismenya untuk insekta lain.
Lebih dari 120 spesies dideskripsikan dan terpisah ke dalam 105 famili.
ANATOMI ULAT SUTRA DAN FUNGSI-FUNGSI BERBAGAI ORGAN
Bagian 1. Siklus hidup dari ulat sutra.
Ulat sutra adalah insekta yang mengalami metamorfosis sempurna (telur-larva-pupa-ngengat) dan sepanjang musim dingin berada pada tahap telur. Ulat sutra pada musim semi ketika daun-daun murbai mulai tumbuh larva muda menetas. Segera setelah menetas, ulat sutra mulai memakan murbai. Ulat sutra tumbuh dengan memakan murbai kira-kira 25 hari selama periode ini ulat sutra menjalani empat kali molting dan kemudian mulai memintal kokon-kokonnya. Pemintalan kokon selesai dalam dua hari. Pada dua hari sampai tiga hari berikutnya, larva di dalam kokon molting dan menjadi pupa. Pupa memerlukan waktu 10 hari untuk transpormasi menjadi ngengat Awal pagi ketika hari perlahan-lahan menjadi terang ngengat keluar dari kokon dan menemukan pasangan yang cocok untuk mulai kawin. Ngengat betina meletakan telurnya kira-kira 500 butir telur dari akhir sampai sepanjang malam (from late in the evening throught the night). Tanpa makan, ngengat mati dalam beberapa hari.
Diantar ulat sutra, ada beberapa yang telah menetas pada musim semi mengalami pertumbuhan secara sempurna dan meletakan telurnya, lalu telur-telur melewati musim dingan dan menetas pada musim semi (tahun berikutnya). Ulat sutra tersebut diklasifikasikan sebagai Univoltine. Ada ulat sutra yang menetas pada musim semi lalu tumbuh secara sempurna, meletakkan telur lagi, lalu telur tersebut sekali lagi menetas dalam dua minggu sempurna siklus pertumbuhannya. Telur-telur dari siklus yang berulang melewati musim dingin dan menetas pada musim semi tahun berikutnya disebut Bivoltine.Kembali, ada ulat sutra yang mengulang siklus hidupnya tiga kali atau lebih dan diklasifikasikan sebagai Multivoltine atau Polivoltine.
Bagian 2. Morfologi Ulat sutra
Tubuh larva ulat sutra adalah silindris. Tubuh ulat sutra dapat dibagi menjadi kepala dan trunkus (badan). Pada ujung anterior, kepala tertutup dalam suatu abu berwarna melapisan kitin (an ash coloured chitinous plate). Trunkus lanjutan kepala ditutupi oleh kutikula eksternal. Trunkus mempunyai tiga segmen, merupakan toraks dan 10 segmen merupakan abdomen. Toraks mempunyai tiga pasang apendik dan abdomen mempunyai empat pasang apendik dan sepasang apendik kaudal. Pada permukaan dorsal segmen abdomen delapan, ada sebuah tanduk kaudal. Ada sembilan pasang spirakel, sepasang berada pada segmen toraks pertama dan tiap pasang ada pada segmen-segmen abdomen (dari ke satu sampai ke delapan).
1. Integumen
Integumen merupakan lapisan terluar tersusun dari bahan kitin dan protein serta dua lapis epidermis. Lapisan terluar selanjutnya dapat berdiferensiasi menjadi tiga lapisan. Diantara segmen tubuh ada suatu membran tipis yang berperan sebagai membran sendi (arthroidal). Karena ada membran ini, ada suatu persendian bebas antara segmen-segmen dimana larva mampu untuk meregang /menjulur atau kontraksi tubuhnya.
2. Kepala
Kepala ditutupi dalam suatu lapisan kitin. Permukaan dari bahan kitin mempunyai sejumlah besar rambut (bristles). Ada enam pasang mata sederhana dalam bentuk titik-titik hitam pada sisi kepala. Pada sisi ventral, ada sepasang antena yang mengandung rambut sensoris. Dengan bantuan antena, larva mampu “merasa” dan mencium. Pada sisi ventral kepala ada labium, maksila, mandibula dan labrum. Seluruhnya bagian dari mulut. Maksila berwarna hitam dan membuat bahan kitin. Larva menggigit daun-daun murbai dengan bantuan mandibula. Labrum dan labium papila dan palp-palp yang mana larva dapat sensitif (sense) rasa. Pada pusat labium, ada sebuah Spinneret. Pada dua sisi, ada maksila, tiap satu maksila disusun oleh dua segmen. Pada waktu memintal kokon, serabut kokon keluar dari Spinneret.
3. Apendik toraks
Tiap-tiap apendik tersusun atas tiga segmen-segmen kecil. Apendik toraks berbentuk silindris dan lonjong serta mempunyai cakar (claw) membengkok pada tiap ujung apendik. Tiap-tiap segmen toraks mempunyai sepasang apendik. Dari wilayah anterior, dapat diidentifikasi sebagai apendik protoraks, mesotoraks dan metatoraks dan pasangan terakhir adalah yang paling besar. Apendik-apendik toraks tidak untuk digunakan berjalan, tapi untuk melipat daun-daun murbai ketika makan.
4. Apendik abdominal
Pada abdominal, ada satu pasang apendik dari segmen abdominal ketiga sampai keenam. Tiap-tiap segmen apendik berbentuk silindris dan ujungnya menggelembung (swollen). Sekitar tepi terluar, apendik abdomen mempunyai pita kitin hitam semisirkuler. Pada tepi dalam, ada beberapa cakar-cakar; kecil dan besar tersusun mengarah ke permukaan dalam. Cakar-cakar sangat dekat satu dengan yang lain.
5. Apendik kaudal
Apendik kaudal ada pada segmen terakhir (segmen abdomen kesepuluh) abdomen. Apendik kaudal adalah tonjolan daging (freshy protuberance) menyerupai apendik abdominal. Apendik kaudal mempunyai suatu cakar kecil bengkok.
Apendik abdomen dan kaudal digunakan untuk penggerak (locomotion). Keduanya juga dapat digunakan untuk merumput daun murbai dan material lain.
7. Spirakel
Spirakel adalah suatu lubang luar untuk organ-organ respirasi. Ada sembilan pasang spirakel, ada satu pasang vestigial antara segmen toraks pertama dan kedua. Spirakel memiliki bentuk oval hitam tepi kitin. Pada sisi dalam, spirakel memiliki suatu seperti penyaring terlihat karena ada batang-batang kitin kekuning-kuninga. Pada pusatnya, ada sebuah lobang kecil.
8. Karakteristik jantan dan betina
Pertumbuhan cepat instrar dua, betina menjadi lebih besar dari jantan. Meskipun, itu tidak mungkin membedakan sejak awal antara jantan dan betina. Ketika larva mencapai tahap instar empat dan lima, mereka mempunyai penampakan seksual berbeda pada permukaan ventral segmen abdominal kedelapan dan kesembilan. Pada betina, ada sepasang titik putih pada tiap-tiap sisi kiri dan kanan pada permukaan ventral segmen kedelapan dan kesembilan. Itu disebut kelenjar Ishiwata. Pada jantan, ditengah, antara segmen abdomen kedelapan dan kesembilan, ada sebuah badan secular putih susu dikenal sebagai kelenjar Herold. Titik tersebut jelas dilihat pada tahap awal instar IV dan V serta sebagian dari organ reproduksi ulat sutra dewasa menjadi berbeda pada wilayah ini.
9. Warna dan tanda tubuh
Larva pada instar pertama hitam atau berwarna gelap. Setelah instar kedua, warna menjadi putih kebiru-biruan. Pada instar keempat, larva memperlihatkan warna tubuh yang spesifik untuk suatu varietas khusus. Permukaan tubuh sering memperlihatkan tanda yang berbeda. Tanda yang paling umum adalah tanda ocular pada segmen toraks kedua, tanda bulan sabit pada segmen abdominal kedua dan tanda bintang pada segmen abdomen keenam. Ulat sutra dengan tanda itu disebut katako di Jepang. Ulat sutra tanpa tanda tubuhnya disebut Himeko di Jepang. Berbagai tanda lain juga diobservasi pada larva tetapi itu jarang diantara varietas-varietas secara umum reared (terakhir).
Bagian 3: Sistem pencernakan dan nutrisi ulat sutra.
1. Sistem pencernakan
Sistem pencernaan larva ulat sutra berkembang baik dan menempati sebagain besar tubuh ulat sutra. Sistem pencernaan mulai dengan rongga buccal bagian mulut dan berakhir di anus pada ujung abdomen. Saluran pencernaan dapat dibedakan menjadi usus depan, usus tengah dan usus belakang. Tiap-tiap satu bagian tersebut disusun oleh lapisan epitel dan lapisan otot. Usus depan dan usus belakang dibentuk dari involusi blastoderm. Membran dalam yang ada pada sisi dalam dari lapisan epitel terbentuk baru pada tiap-tiap molting sebagaimana terbentuknya epidermis pada kulit. Usus tengah berkembang dari mesoderm (endoderm) dan berdeda asal ketika dibandingkan dengan usus depan dan usus belakang. Antara usus depan dan usus tengah, dan antara usus tengah dan usus belakang ada katup (valves). Bentuknya dikenal katup kardiak (Cardiac valves) dan terakhir dikenal katup Pilorus (Pylorus valves). Katup mecegah kembalinya aliran makanan, berupa daun-daun murbai pada saluran pencernakan. Pada saat yang sama, mereka juga mengatur aliran makanan.
(1) Usus depan
Usus depan dapat dibagi menjadi tiga bagian, namanya rongga buccal, farink dan esofagus. Depan dari rongga buccal ada mandibula. Ujung posterior menjadi sempit dan terbuka menuju ke farink. Pada kedua sisi sisi rongga buccal, ada lubang untuk kelenjar ludah yang berwarna kuning muda. Dari kelenjar ludah, ludah transparan kurang berwarna disekret. Ludah sedikit alkalin dan mengandung enzim pengurai pati, yang disebut amilase. Enzim membantu pencernaan awal daun-daun.
Faring adalah saluran sempit ditunjang oleh tiga pasang serabut otot. Karena kontraksi dan perluasan otot-otot tersebut, daun-daun murbai dicerna oleh larva ditranspor masuk ke esofagus. Esofagus menjadi lebih lebar pada sisi posterior dan berbentuk botol labu kimia. Esofagus menyimpan daun-daun murbai untuk periode pendek.
(2) Usus tengah
Usus tengah adalah lanjutan dari usus depan dan menempati setengah bagian saluran pencernakan. Usus tengah menempati ruangan antara segmen toraks kedua sampai segmen abdomen keenam. Usus tengah bagian yang penting saat pencernakan dan absorpsi daun-daun murbai dilakukan dalam usus tengah. Usus tengah disusun oleh suatu lapisan otot (serabut otot longitudinal dan sirkuler), membran basal, lapisan epitel dan membran peritoneal. Lapisan epitel disusun oleh sel silindris dan sel Goblet berbentuk botol dan beberapa sel germinatif.
Asal sel silindris dan sel goblet berbeda. Pada waktu larva mengalami instar berikutnya setelah molting, sel-sel tersebut terbentuk secara simultan dari sel-sel germinatif. Sel-sel silindris berhubungan dengan absorpsi kandungan daun murbai (juga untuk sekret bahan tertentu), sementara sel goblet sekresi material pencerna.
Membran peritoneal adalah sisi terdalam lapisan epitel. Membran peritoneal adalah suatu lapisan tipis terpisah dari lapisan epitel. Membran peritoneal disebutkan membran yang mencegah kontak langsung materi makanan dengan lapisan epitel. Membran peritoneal dibentuk oleh sekresi dari bagian anterior usus tengah.
Komposisi jaringan sedikit berbeda antara setengah anterior dan setengah posterior usus tengah. Fungsi fisiologi juga berbeda antara kedua bagian tersebut.
(3) Usus belakang
Usus belakang dibagi menjadi usus halus, kolon dan rektum. Usus halus berhubungan dengan usus tengah dan pada sisi posteriornya, terdapat tubulus Malpighi halus. Menuju ke sisi posterior, secara bertahap menjadi sempit dan ke tepi. Pada posterior, tubulus malpighi berhubungan dengan kolon. Organ-organ eksresi ada pada sepanjang sisi kiri dan kanan sekitar usus halus dan kolon. Pada wilayah ini dimana tubulus Malpighi terbuka.
Kolon terkontriksi berhubungan dengan usus halus di ujung anterior dan yang berhubungan dengan rektum di ujung posterior. Ketika di pusat kolon berkontriksi, kolon terlihat seperti tong. Wilayah ini dapat mudah diidentifikasi.
Rektum bagian lanjutan dari kolon dan ujungnya pada anus. Biasanya, rektum berbentuk sirkular. Pada permukaan, rektum mempunyai enam pita-pita otot tersusun secara longitudinal. Rektum tersusun atas struktur membran ganda. Pada permukaan terluar dari lapisan epitel, rectum memiliki membran ganda yang melapisi epitel. Pada sisi kiri dan kanan di ujung anterior rektum ada tiga tubulus Malpighi (tiga tiap-tiap sisi) masuk kedalam lapisan epitel dan menjadi tampak berluku-liku.
Makanan yang tidak dicerna pada usus tengah yang melewati usus halus menjadi memadat di kolon. Ketika material masuk rektum, material diubah menjadi suatu pellet heksagonal karena kerja dari serabut otot. Material akhirnya keluar melalui anus.
2. Nutrisi
Air, vitamin dan garam an organik dari makanan langsung diserap oleh epitel usus tengah. Tetapi, protein, lemak, dan karbohidrat (polisakarida) secara kimia direduksi dalam sistem saluran pencernaan dan kemudian diabsorspi. Pemecahan selanjutnya bahan tersebut dilakukan oleh enzim-enzim pencernaan pada usus tengah.
Getah pencernaan disekresi oleh epitel usus tengah, salah satu dalam bentuk mukus kuning atau dalam bentuk cairan hijau kekuning-kuningan dimana alkalin kuat (pH 9,2-9,8). Getah pencernaan bertindak antiseptik kuat. Ditunjukkan pada tabel 3.1, getah pencernaan mempunya enzim-enzim pencernaan dan enzim oksidasi. Enzim pencernaan menguraikan protein, lemak, dan karbohidrat.
Aktivitas amilase dalam getah pencernaan berbeda menurut varietas ulat sutra. Aktivitas amilase biasanya kuat pada varietas tropikal dan hampir seluruh absent (tak ada) pada varietas Eropa.
Protein dalam makanan dipecah oleh tripsin, menjadi peptida sederhana dan beberapa asam amino. Karena peran lipase, lemak direduksi menjadi asam lemak dan gliserin. Pati direduksi menjadi sukrosa oleh peran amilase dan untuk glukosa oleh peran maltase. Pada ulat sutra, tahap pemecahan, makanan diabsorpsi oleh sel-sel epitel usus tengah. Pada kontek ini, ulat sutra berbeda, dari hewan tingkat tinggi lain.
Sel-sel epitel dari usus tengah memiliki peran aktif, peptidase, sakrase dan maltase. Peptida, gula dan sukrosa diserap dalam sel-sel usus tengah selanjutnya direduksi menjadi asam amino, monosakarida (glukosa, fruktosa dll) oleh peran berbagai enzim-enzim yang ada pada sel-sel usus tengah. Untuk diperlukan tubuh ulat sutra.
Tabel 3.1. Enzim-enzim penting pada getah pencernaan
Bagian 4. Kelenjar Sutradan Pembentukan Serabut Kokon
1. Morfologi kelenjar sutra
Kelenjar sutra adalah sumber serabut kokon dan menghasilkan sutra. Kelenjar sutra ada pada sisi ventral saluran pencernaan. Kelenjar sutra sepasang, struktur transparan dan pada ujung posterior sampai pada segmen abdominal ketujuh. Ujung kelenjar samar menuju sisi dalam usus halus. Pada ujung anterior, dua kelenjar masuk kedalam wilayah kepala dimana keduannya bergabung untuk membentuk satu saluran bersama. Saluran bersama kelenjar sutra terbuka pada labium. Kecuali untuk tidak termasuk bagian saluran bersama, dua sisi kelenjar sutra dapat dibagi menjadi bagian anterior, bagian tengah dan bagian posterior.
(1) Bagian anterior kelenjar sutra
Ada suatu saluran sempit dengan diameter seluruh hampir sama. Bagian anterior kelenjar sutra tidak memiliki fleksura. Trakhea tidak terdistribusi di wilayah ini. Pada dua sisi bagian kiri dan kanan kelenjar sutra bersatu, ada sepasang kelenjar Filippi’s berbentuk buah anggur. Kelenjar tersebut bermuara ke kelenjar sutra. Kelenjar menskret suatu tipe mukus yang berhubungan dengan serabut sutra.
(2) Bagian tengah kelenjar sutra
Bagian paling besar dan terfleksi membentuk huruf S. Dibagi lagi menjadi anterior, tengah dan bagian posterior.
(3) Bagian posterior kelenjar sutra
Masuk wilayah ini hampir seluruh diameter sama. Selama tahap muda dari larva, bagian posterior kelenjar sutra tidak melilit. Seiring pertumbuhan larva, wilayah ini menjadi berliku-liku tidak beraturan dan lilitan menjadi bertambah selama tahap tengah (middle stage) dari instar kelima. Dinding kelenjar sutra pada ketiga bagian, yaitu anterior, tengah dan posterior tersusun atas tiga lapisan. Dari lapisan terluar sampai kelapisan terdalam, berturut-turut: membran terluar, sel-sel kelenjar dan membran terdalam. Ruang di dalam saluran kelenjar disebut rongga kelenjar. Sel-sel kelenjar terlihat berbentuk heksagonal kasar. Sepasang kelenjar, pada tiap sisi, dua sel kelenjar bertemu membentuk suatu cincin lengkap. Inti sel kelenjar berbentuk berbentuk batang pada instar pertama dan setelah instar kedua berubah menjadi bentuk yang tidak beraturan. Pada instar kelima, inti sel kelenjar menjadi sangat bercabang. Jumlah sel kelenjar tetap konstan seluruh periode larva. Tetapi jumlahnya berbeda diantara varietas ulat sutra. Jumlah sel-sel kelenjar pada tiap kelenjar ulat sutra kira-kira 600.
2. Pembentukkan serabut kokon
(1) Pertumbuhan kelenjar sutra
Kelenjar sutra pada instar pertama sangat kecil. Kelenjar sutra pada instar keempat perkembangan lebih maju. Tumbuh kelenjar sutra hebat diantara tahap pertengahan instar kelima dan tahap akhir (matang). Sebagian besar rongga tubuh larva pada tahap akhir dipenuhi oleh kelenjar sutra. Membesar karena pertumbuhan dan meningkatnya ukuran tiap-tiap sel kelenjar. Sementara berat kelenjar sutra pada instar satu adalah 0,01 mg, pada instar akhir kira-kira 1.600 mg. Kandungan ini, menjadi meningkat sampai 1.60.000 kali.
(2) Pembentukan serabut kokon
Ular sutra membutuhkan kira-kira setengah kandungan protein dikonsumsi selama periode larva untuk produksi serabut kokon. Bahan sutra, dimana sumber untuk serabut kokon, mengandung 75-80% fibroin dan 20-25% serisin. Disamping itu serabut sutra mengandung material an organik dalam jumlah sedikit. Fibroin disekret dari bagian posterior kelenjar sutra dan disimpan dalam waktu singkat pada bagian tengah kelenjar sutra. Serisin, yang disekret oleh bagian tengah kelenjar sutra melapisi fibroin. Tidak ada sekresi dari bagian anterior ulat sutra.
Kelenjar sutra yang menghasilkan kokon putih kurang berwarna dan transparan serta putih susu pucat. Kelenjar sutra yang menghasilkan kokon berwarna seperti kokon kuning, kokon hijau dan kokon orange dll, mempunyai warna spesifif pada kelenjar sutra.Pigmen untuk kokon kuning dan oranye diturunkan dari pigmen karotin daun murbai. Pigmen kokon hijau diturunkan dari pigmen flavonoid disintesis dalam saluran pencernaan dan ditransper ke darah. Warna kelenjar sutra, karena pigmen tersebut, terjadi setelah instar keempat, salah satu ditengah atau posterior dari kelenjar sutra bagian tengah. Warna berbeda (nyata) terutama pada instar kelima. Sifat transparansi sel-sel kelenjar sutra mengubah dan menyebabkan warna. Warna tidak terjadi kasus kelenjar sutra memproduksi kokon putih salah satu penyebabnya saluran pencernaan ulat sutra yang memproduksi kokon putih tidak berdifusinya pigmen karotin yang mana akan berdifusi masuk ke darah lalu tidak masuk ke kelenjar sutra. Mengenai pigmen flavonoid, salah satu pigmen tersebut tidak dapat berdifusi kedalam kelenjar sutra atau mereka tidak terbentuk (not form) pada darah ketika ulat sutra kurang mampu mensintesisnya.
Pada akhir instar kelima, kelenjar sutra penuh dengan bahan sutra dan secara perlahan mensekret serabut sutra melalui spinneret. Selama peran tersebut, bahan sutra pada bagian anterior kelenjar sutra diubah menjadi suatu serabut sutra tunggal seragam tebal (uniform thickness). Pada tahap matang larva, bahan sutra dikeluarkan dari spinneret dan melekat pada tempat tertentu. Selanjutnya, bahan sutra kembali ditarik keluar dan melekat pada tempat lain dan kemudian cephalothorax berputar membentuk dan pemintalan serabut sutra dilanjutkan. Bahan sutra, awalnya berbentuk cair menjadi memanjang karena daya rentang muncul keluar dari peran pemintalan dan partikel fibroin bergabung menyatu dan memanjang membentuk serabut kokon.
Tabel 3.2. Komposisi dari asam amino dari fibroin dan serisin (g/100 g) (Komatsu)
Bagian 5. Organ reproduksi, spermatogenesis dan oogenesis ulat sutra.
1. Organ reproduksi larva
Sejak ulat sutra berada pada tahap pertumbuhan selama tahap larva, organ reproduksi tidak berkembang sempurna, tetapi pada instar kelima, organ berkembang pesat.
(1) Organ reproduksi jantan
Pada jantan, organ reproduksi terdiri dari testis dan vasa deferentia. Testis berbentuk a cow-pea (kacang lembu) dan pembuluh dorsal, berjalan, melekat menurun pada sisi tubuh. Testis terletak dibawah epidermis pada sisi dorsal segmen abdominal ke lima. Tiap-tiap testis mempunyai empat ruang spermatik. Ketika larva mencapai pada tahap instar lima, tiap ruangan spermatik ditemukan memiliki sel-sel terminal, spermatogonia, spermatosit dan spermatofor. Vas deferens meninggalkan testis terus turun kedua saluran, dari tiap-tiap sisi, sepanjang dua sisi tubuh dan berhubungan dengan kelenjar Herold’s pada tepi posterior segmen abdominal kedelapan. Panjangnya secara keseluruhan, diameternya dipertahankan sama.
(2) Organ reproduksi betina
Organ reproduksi betina tersusun oleh ovari dan oviduk. Ovari berbentuk segitiga terletak pada tempat yang sama seperti letak testis pada jantan. Tiap-tiap ovari mempunyai empat ruang terpisah. Seiring pertumbuhan larva, ovari tumbuh lebih memanjang dan menjadi berdiferensiasi menjadi empat ovariol. Oviduk muncul dari apeks pada sisi terluar ovari. Tiap-tiap oviduk pada salah satu sisi tubuh terus turun secara terpisah menjadi berhubungan dengan kelenjar Ishiwata pada sisi ventral segmen abdominal kedelapan. Sperti pada jantan kedua saluran mempunyai diameter yang sama.
2. Spermatogenesis dan Oogenesis
(1) Spermatogenesis
Spermatogonium terbungkus dalam sel-sel terminal pada tiap ruang sperma secara mudah menjalani pembelahan sel. Beberapa sel-sel tersebut terakumulasi dan ditranspormasi menjadi spermatogonia saccula (kantong), adalah suatu kelompok spermatogonia yang terbungkus oleh membran. Spermatogonia pada tiap-tiap kantong menjalani pembelahan berulang. Ketika larva mencapai pada tahap instar lima, spermatogonia membentuk sparmatosit dimana ukurannya bertambah. Tiap-tiap spermatosit menjalani pembalahan pematangan (meiosis atau pembelahan reduksi) dua kali. Jumlah kromosom direduksi menjadi setengah (n=28). Dengan jalan ini, empat sel sperma dibentuk, masing-masing mengalami transformasi menjadi spermatozoa. Beberapa spermatozoa menjadi terkumpul dibungkus dalam suatu membran yang terikat. Pada tahap akhir pupa, membran luruh dan beberapa spermatozoa bebas masuk ke vas deferens.
(2) Oogenesis
Pada ujung anterior ovariol, terdapat sel terminal besar-besar. Di bawah sel ini, ada sebuah oogonium yang menjalani pembelahan sel berulang-ulang. Delapan sel-sel oogonial membentuk suatu kelompok bersama-sama dengan sel membentuk ovisak dan hasilnya delapan sel tersebut, hanya satu menjadi ovum. Tujuh sel-sel lain ditranspormasi menjadi trofosit atau sel pemberi nutrisi (nutritive cells). Sekitar pertengahan tahap instar keempat, ovum dan sel-sel pemberi nutrisi diorientasikan pada suatu cara khusus. Pada waktu yang sama, sel-sel yang menyertai juga tersusun dalam suatu pola teratur. Dengan jalan ini, sebuah ruang telur dan sebuah ruang nutrisi terbentuk. Pada awal instar kelima, tiap-tiap telur dapat jelas diobservasi sungguh terpisah. Pada awal tahap pupa, membran luar ovari luruh dan ovariol dilepaskan ke dalam rongga abdominal. Ovum awalnya berbentuk semisirkuler, bersamaan dengan degenerasi sel-sel nutrisi ovum menjadi sirkuler dan selanjutnya tumbuh, ovum secara bertahap menjadi berbentuk sirkuler penuh (lengkap). Seluruh sel-sel pemberi nutrisi dan sel-sel penutup membungkus telur. Sel-sel penutup mensekret cangkang telur.
Bagian 6. Organ endokrin dan metamofosis ulat sutra
Setelah menetas, larva makan dan mengalami pertumbuhan, hingga larva mencapai bentuk matangannya. Periode ini dikenal sebagai perkembangan post-embrionik. Ulat sutra termasuk kategori insekta yang menjalani metamorfosis sempurna dengan melalui tahap seperti telur, larva, pupa dan dewasa. Metamorfosis ulat sutra terjadi melalui ekdisis selama pupa dan ekdisis untuk mencapai dewasa. Selama periode larva ulat sutra mengalami empat kali molting, suatu fenomena dikenal sebagai molting larva. Sebelum molting sebuah epidermis baru terbentuk di bawah epidermis lama. Epidermis lama dibuang. Penomena molting terjadi karena peran hormon-hormon yang disekret oleh kelenjar endokrin. Kelenjar endokrin berhubungan dengan molting ulat sutra adalah sel-sel neurosekretori otak, Corpora allata dan kelenjar protoraks.
1.Otak
Otak terletak pada sisi dorsal farinks di kepala. Otak memiliki sel-sel endokrin kecil dan besar. Sel – sel endokrin yang besar mensekret hormon yang berhubungan dengan metamorfosis ulat sutra. Ini dikenal sebagai hormon otak (vide. Gambar 3.16)
2. Corpora allata
Badan allata terletak di ventral pada sisi kiri dan kanan saluran pencernaan, antara kepala dan toraks. Mereka sepasang badan putih kecil berbentuk oval. Mereka dihubungkan dengan otak oleh jaringan penyambung saraf. Badan allata tersusun kira-kira 20 sel-sel tepat (right) dari tahap larva sampai tahap pupa. Materi disekret oleh sel-sel tersebut berperan pada molting larva. Sekresi dikenal sebagai hormon Juvenil (vide Gambar 3.16).
3.Kelenjar Protoraks
Ada sepasang organ seperti benang terletak pada sisi dalam spirakel pertama dari segmen toraks pertama. Masing-masing stand (pangkalan) tiga cabang menuju anterior, posterior dan ventral. Kelenjar disusun beberapa sel. Selama pertumbuhan larva dan pupa, mereka menskret hormon dengan car bersiklus. Hormon-hormon berperan bersaman dengan hormon otak selama molting dan pupa dan metamorfosis menjadi dewasa.
Mereka berperan dengan hormon badan allata selama molting larva. Sekresi kelenjar protoraks dikenal sebagai hormon molting atau ekdison.
Selain,organ-organ endokrin disebut di atas, ulat sutra memiliki struktur lain seperti oenosit, kelenjar trakhea–circum (circum-tracheal gland), kelenjar suboesophageal, etc. Dari kelenjar suboesophageal, diapause disekret mengontrol diapause telur.
Bagian 7. Organ lain ulat sutra dan fisiologi
1.Sistem sirkulasi
Sitem sirkulasi ulat sutra tersusun atas pembuluh dorsal (jantung) dan darah. Pembuluh dorsal berjalan sepajang garis dorsomedian di bawah epidermis. Pembuluh dorsal bagian anterior terbuka menuju ke otak pada kepala. Bagian posterior, berujung pada tepi anterior segmen abdomen kesembilan, pembuluh terlekat pada tiap-tiap segmen oleh sepasang otot alary. Satu pasang ostia muncul dari segmen toraks kedua sampai selanjutnya pada dinding dorsal pembuluh tiap-tiap segmen untuk masuk darah. Terdapat susunan katup untuk darah mengalir dari bagian posterior ke anterior secara lansung. Pada bagian posterior pembuluh dorsal, ada suatu alat kontrol otomatis yang mengontrol aliran darah dari bagian postrior ke anterior.
1) Darah ulat sutra dan cairan mukus
Darah disusun oleh plasma dan sel darah serta kandungan air 90-95%. Warna darah biasanya kekuning-kuningan pada varietas yang menghasilkan kokon kuning dan tak berwarna pada varietas tersebut menghasilkan kokon putih. Ada enam tipe sel darah. Jumlah sel-sel darah bervariasi menurut varietas ulat sutra dan tahap ,pertumbuhannya. Tetapi, jumlah sel darah dikatakan antara 3.000-8,000 sel dalam 1 mm3 cairan.
2. Sistem respirasi
Sistem respirasi ulat sutra terdiri dari sembilan pasang spirakel dan trakhea. Pada permukaan dalam spirakel tiap-tiap spirakel terdapat dua membran untuk membuka dan menutup spirakel. Membran digerakkan oleh dua tipe otot. Ada ruangan lebar pada sisi dalam spirakel.
Pada kedua sisi usus tengah, ada sebuah trakhea memanjang (longitudinal) berjalan dari anterior ke posterior. Pada tiap-tiap segmen tubuh, ada kumpulan trakhea disebut tracheal bushes. Bagian ini berhubungan dengan spirakel. Dua trakhea memanjang secara transversal terhubung transversal oleh trachid-trachid tranverse. Itu memberikan gambaran seperti tangga. Trakhea menjadi sempit dan halus sebagai cabang hasil membentuk tracheis. Sistem trakhea tersebar pada seluruh organ tubuh. Trakhea tersusun oleh membran luar, lapisan epitel dan membran dalam. Permukaan dalam membran dalam terdapat taeenidia yang berwarna kuning dan diturunkan dari substansi kitin ada pada permukaan dalam membran dalam. Taeenidia memelihara diameter konstan rongga dalam trakhea. Dengan kata lain, taeenidia mencegah kolap trakhea tetap sempurna. Membran dalam diperbaharui waktu molting.
Respirasi terjadi seluruh spirakel dan trakhea serta ulat sutra hampir seluruhnya respirasi integumen tidak ada.
3. Sistem Saraf
Sistem saraf ulat sutra tersusun atas sistem saraf pusat, sistem saraf periferal dan sistem saraf simpatetik.
Sistem saraf pusat memiliki 13 pasang (dari luar terlihat 13) ganglia dan saraf yang berhubungan dengan ganglia tersebut. Sistem saraf pusat berjalan disepanjang garis meridian ventral. Ganglia pertama dan kedua ada pada kepala. Ganglia pertama terdapat pada otak dan ganglia kedua terdapat pada ganglia suboesophageal. Ada lebih besar dari ganglia lain. Ada satu pasang ganglia tiap-tiap segmen antara toraks dan segmen abdominal keenam (ganglia no. 3 sampai No. 11). Pada segmen abdominal ketujuh, ganglia No. 12 dan 13 berfusi. Antara ganglia pertama dan kelima, dua saraf ditemukan muncul. Diluar wilayah ini bergabung menjadi satu.
Saraf periferal muncul dari sistem saraf pusat dan terdistribusi pada berbagai jaringan dan organ tubuh. Otak memunculkan tiga pasang saraf, ganglia suboesophageal, tiga pasang dari tiap-tiap segmen ganglia, dua pasang saraf muncul.
Sistem saraf simpatetik terdiri dari saraf yang berfungsi secara independen (bebas), tanpa kontrol sistem saraf pusat. Ada dua tipe saraf simpatetik, yaitu saraf simpatetik cephalic (kepala) menyambung dengan otak dan ganglia frontal. Hasil selanjutnya saraf membentuk serabut saraf ke saluran pencernaan dan pembuluh dorsal. Ada saraf yang yang berhubungan dengan otak dengan ganglia lateral (ganglia perifaringeal). Saraf tersebut keluar sebagai cabang yang berhubungan dengan badan corpora allata dan juga saluran pencernaan. Saraf simpatetik ventral muncul dari pusat, di tepi posterior dari tiap-tiap ganglia toraks dan abdomen dan muncul masing-masing cabang, pada sisi kiri dan kanan dari bagian tengah ganglia berikutnya. Cabang menuju keseluruh permukaan dalam spirakel dan mencapai pembuluh dorsal.
4. Organ ekskresi
Material yang dicerna dan diabsorpsi oleh ulat sutra disimpan dan juga digunakan untuk aktivitas hidup. Material yang tidak berguna dihancurkan dan diekskresikan melalui tubulus Malpihi. Termasuk zat tersebut asam urik dan kalsium oksalat. Tubulus Malpighi terletak di sekitar antara intestin dan kolon. Tubulus Malpighi bermuara melalui sepasang lubang. Bagian ujung posterior samar-samar disisi dalam dinding rektum. Tubulus Malpighi adalah tubuluh kuning yang halus.
Tertutup dan bagian terbuka masuk saluran pencernakan (close to opening into the alimentary canal), kemudian bercabang pada salah satu sisi, terdapat tiga tubulus berjumlah total enam tubulus. Sepanjang dinding usus tengah, tubulus naik dan turun dekat kolon, kemudian menjadi melilit lebih sempurna. Selanjutnya, mereka masuk ke dinding rektum. Tubulus Malpighi dekat bagain yang terbuka menggelembung (vesikel urinaria).
5. Lemak tubuh
Ada seperti daun, seperti benang atau jaringan putih seperti pita terdistribusi keseluruh tubuh. Mereka sangat dikenal sebagai badan-badan lemak. Tiap-tiap tubuh adalah suatu akumulasi dari sejumlah besar lemak. Sel-sel mengandung protein, lemak dan glikogen. Terdapat struktur penting berhubungan dengan metabolisme.
6. Otot
Penggerak (locomation), pergerakan mandibula untuk makan, pergerakan peristaltik saluran pencernaan, pergerakan kepala dan toraks waktu memintal karena peran otot. Ulat sutra memelihara bentuk tubuhnya dengan bantuan kitin keras ada pada integumentum. Otot-otot salah satu terikat pada skleton (chininous framework) atau organ-organ sisi dalam tubuh. Pergerakan dihasilkan dari ekspansi atau kontraksi otot-otot.
Otot-otot ulat sutra kebanyakan suatu kumpulan serabut otot longgar.
BAGIAN 8: PUPA DAN NGENGAT
Pupa berwarna coklat dan berbentuk gelendong. Selama tahap pupa, bentuk eksternal tidak banyak berubah. Tubuh tersusun atas kepala dan toraks dengan tiga segmen dan abdomen dengan sembilan segmen. Antena dan mata terlihat pada kepala, tetapi bagian mulut degenerasi dan berukuran kecil.
Torak tersusun atas bagian protoraks, mesotoraks dan metatoraks. Tiap-tiap segmen memiliki sepasang apendik toraks. Mesotoraks dan metatoraks memiliki sepasang sayap yang rapat dengan tubuh. Mesotorak memiliki sayap depan dan metatoraks memiliki sayap belakang. Sayap belakang secara sempurna melebihi sayap depan.
Segmen abdomen pertama kecil dan belakang segmen pertama, segmen lain berangsur-angsur menjadi lebih besar. Segmen nomor 5, nomor 6 dan nomor 7 adalah yang paling besar. Setelah segmen ketujuh ukuran berubah menjadi menurun. Abdomen pupa betina lebih besar dari abdomen pupa jantan dan bagian ujungnya berbentuk sirkuler. Di pusat pada permukaan ventral segmen abdomen ke delapan, terdapat lekuk longitudinal. Lekuk akan membantu diferensiasi seks pupa.
Organ larva dan jaringan menjadi terdegenerasi pada pupa dan segera organ dan jaringan berkembang untuk tahap dewasa. Dengan kata lain, suatu yang sangat hebat terjadi pada metamorfosis.
2. Ngengat (tahap dewasa)
Pada tahap ini, tubuh dapat dibedakan menjadi kepala, toraks dan abdomen. Seluruh tubuh ditutupi oleh rambut – rambut sisik putih.
Pada sisi dorsal kepala, terdapat sepasang mata majemuk disusun sejumlah besar unit mata heksagonal (ommatidia). Mata berbentuk biji kacang berwarna merah gelap. Di atas mata ada antena sangat sensitif terhadap tactile dan organ pencium (olfactory senses) karena ada rambut sensori padat. Bagian mulut ada pada sisi ventral kepala, tetapi sangat terdegenerasi.
Toraks terbagi atas protoraks, mesotoraks dan metatoraks. Protorak sangat kecil. Tiap-tiap segmen toraks memiliki sepasang tungkai. Pada mesotoraks dan metatoraks, terdapat sepasang sayap. Tetapi, sayap tidak dapat untuk terbang.
Abdomen pada betina memiliki tujuh segmen dan pada jantan, terdapat delapan segmen. Kedua jantan dan betina memiliki genital eksternal pada ujung terminal abdomen. Ada organ kopulasi rumit. Organ-organ tersebut berkembang suatu hasil modifikasi dari segmen terminal (akhir) abdomen yang oleh karena itu terlihat berdegenerasi. Pada jantan, genital eksternal terdiri atas sersi dan aediages. Pada betina, organ genital ekternal terdiri dari ovivositor, sersi lateral dan kelenjar.
1)ORGAN REPRODUKSI NGENGAT JANTAN
Organ reproduksi jantan terdiri dari testis, vas deferens, vesikula seminalis, kantung ejakulatori, kelenjar asesori, duktus ejakulatori dan sersi. Vas defferens adalah modifikasi duktus dari larva. Kantong ejakulatori, kelenjar asesori dan duktus ejakulatori diturunkan dari kelenjar Herold’s. Sepasang testis ada pada sisi dorsal segmen abdomen ketujuh. Tiap-tiap testis memiliki empat kantong testis. Tiap-tiap kantong mengandung spermatozoa. Vesikel seminal adalah wilayah dimana spermatozoa disimpan. Spermatozoa dapat melalui vas deferens dan tersimpan secara sementara. Spermatozoa dapat melalui vesikula seminal dan duktus ejakulatori dalan sersi selama proses fertilisasi.
2) ORGAN REPRODUKSI NGENGAT BETINA
Organ reproduksi ngengat betina terdiri dari ovariol, oviduks, chamber, reseptakel seminal dan kelenjar mukus. Oviduk suatu modifikasi duktus pada saat larva. Bagian anterior kelenjar Ishiwata terdapat pada larva menghasilkan reseptakel seminal dan bagian anterior chamber, sementara bagian posterior kelenjar Ishiwata menghasilkan (menurunkan) kelenjar mukus dan bagian posterior chamber. Kelenjar mukus ada pada kedua sisi chamber dan kaya substansi mukus. Pada waktu bertelur, mukus diproduksi lebih permukaan telur kemudian telur menjadi berlekatan sampai beberapa substratum (tingkatan). Kantong kopulatori menerima cairan seminal pada saat kopulasi. Cairan seminal dapat melalui suatu duktus kecil dan membawanya ke reseptakel seminal. Pada saat bertelur, cairan kembali ke chamber dan masuk telur.
3) Fertilisasi
Ketika ada kelenjar di ujung posterior abdomen ngengat betina mensekret suatu atraktan seks, odour (bau) tersebar dan ngengat jantan, mengenal odour (bau) dengan tentakelnya, mendekati ngengat betina. Kemungkinan ini ngengat jantan dan betina menjadi lebih dekat satu sama lain dan akhirnya kawin. Dalam 20-30 menit setelah kawin, tahap pertama terjadi ejakulasi. Tahap kedua ejakulasi terjadi 60-90 menit terakhir.
Fertilisasi, yaitu bersatunya sperma dan ovum tidak terjadi segera pada saat kawin, tetapi satu sampai dua jam setelah telur diletakkan.
Latihan
1.Buatlah sebuah observasi mendetail dari morfologi larva dan bandingkan wilayah kepala pada tahap bervariasi.
2. Bedah tubuh ulat sutra dan pelajari organ internal
3. Amati struktur wilayah berbagai saluran pencernaan dari ulat sutra dan gambar tiap-tiap bagiannya.
4. Amati berbagai bagian kelenjar sutra dan uat suatu laporan perbandingan.
5. Amati distribusi saraf pada berbagai bagian tubuh ulat sutra.
Referensi
Veda, K., Nagai, L. dan Harikomi, M. 1997. Silkworm Reasing. Translated from Japanese Science Publihers, inc USA. P: 97-122
INSEKTA
Tujuan
Mempelajari morfologi insekta
Alat dan Bahan
1. Lup
2. Pinset
3. Jarum pentul
4. Cawan petri
5. Pemegang tabung reaksi
6. Tabung reaksi
7. Pembakar spiritus
8. NaOH 10%
9. Serangga (belalang, kecoa, jengkrik jantan dan betina dll)
10. Jala serangga
11. Kotak insekta
12. Gambar organ serangga
Cara kerja
1. lakukan pengamatanmu dan gambarlah bagian-bagian organ serangga
2. lakukan pengamatan dan gambar bentuk mata.
3. Untuk mempelajari mulut serangga lakukan langkah berikut:
a. Guntinglah kepala serangga melalui lehernya
b. Masukkan kepala serangga tersebut ke dalam tabung reaksi yang berisi 10 ml NaOH 10%
c. Masukkan juga ke dalam tabung reaksi tersebut sebuah jarum pentul untuk mencegah goncangan.
d. Panaskan tabung reaksi dan jagalah jangan sampai meluap
e. Bila kepala serangga tersebut telah kelihatan tenggelam di dasar, hentikan pemanasan.
f. Cuci kepala serangga dengan air secara hati-hati
g. Tusukkan jarum melalui lehernya, sebagai pegangan, kemudian lihat bentuk kepala serangga itu di bawah lup.
h. Lepaskan bagian-bagian mulutnya dengan pinset seperti terlihat pada gambar.
i. Amati bagian mulut serangga dengan lup, kemudian tulislah bagian-bagianya.
5. Tulislah hasil pengamatanmu, kemudian jawablah pertanyaan di bawah ini.
a. Apakah fungsi setiap kaki?
b. Bandingkan dengan kaki serangga yang lain, catatlah apakah ada modifikasi kaki.
c. Bagaimana cara belalang, kecoa, jengkrik meletakkan telurnya? Bandingkan dengan serangga yang lain
d. Apakah perbedaan mata faset dan oselus
e. Apakah fungsi alat mulut pada serangga yang kamu amati. Bandingkan dengan tipe mulut serangga yang lain.
f. Uraikan mengenai sayap serangga. Bandingkan dengan tipe sayap serangga lain, apakah terdapat modifikasi.
g. Sebutkan ciri-ciri utama serangga yang kamu amati.
h. Gambarkan bagian organ-organ yang kamu amati.
i. Organ apa saja yang mengalami modifikasi.
Karakteristik umum anggota arthropoda
Crustacea Insekta Arachnida Myriapoda
Chilopoda Diplopoda
Pembagian
tubuh Sefalotoraks (kepala dan dada menyatu) dan abdomen (perut) Kepala, dada dan abdomen dapat dibedakan Dada dan abdomen bersatu. Kepala yang sesungguhnya tida ada, tetapi berupa alas kepala kapitulum Kepala dan badan panjang Kepala dan dada pendek, sedangkan abdomen panjang
Antena 2 pasang 1 pasang Tidak ada 1 pasang dan panjang 1 pasang dan pendek
Bagian-bagian mulut 1 pasang mandibula, maksila, 2 pasang maksilipet 1 pasang mandibula, 1 pasang maksila labium 1 pasang kelisera
1 pasang pedipalpus 1 pasang mandibula, 2 pasang maksila 1 pasang mandibula,
1 pasang maksila
Kaki 1 pasang per ruas atau tidak ada 3 pasang pada dada serta sayap Buku-buku paru 1 pasang per ruas 2 atau 1 pasang per ruas
Organ respirasi Insang Trakhea 1 di ruas kedua dari abdomen Trakhea Trakhea
Lubang kelamin 2 dibagian belakang dada 1 di ujung abdomen Langsung kecuali caplak dan tungau 1 di ujung abdomen 1 di ruas ke 3 dekat kepala
Perkembangan Umumnya dengan fase larva Umumnya dengan fase larva Langung Langsung Langsung
Habitat Air tawar, air laut, sedikit di darat Terutama di darat Terutama di darat Terutama di darat Semuanya di darat
Daftar Pustaka
Chapman, R.F., 1985. The Insects, Structure and Function. Third Edition. ELBS. Printed Colorcraft Ltd. Hongkong.
Elzinga, R.J. 1987. Fundamentals of Entomology. Third Edition, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 07632. USA
Gilbert, S. F., 1991. Developmental Biology. 3 th Ed. Sinauer Associates, Inc. Massachusett, USA.
Soemadji, 1994/1995. Zoologi. Proyek Peningkatan Mutu Guru SLTP Setara D-III. Depdikbud. Jakarta
Veda, K., Nagai, L. dan Harikomi, M. 1997. Silkworm Reasing. Translated from Japanese Science Publihers, inc USA. P: 97-122.
BAHAN AJAR MATA KULIAH
ENTOMOLOGI
EDISI PERTAMA
UNTUK KALANGAN SENDIRI
Oleh
RIYANTO
132240507
Program Studi Pendidikan Biologi
Jurusan Pendidikan MIPA
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sriwijaya
Inderalaya, 2006
Dalam sistem klasifikasi arthropoda, serangga berada pada kelompok mana?
Filum : Arthropoda
Subfilum : Mandibulata
Kelas : Insekta
Kelas : Diplopoda (contoh milipedes)
Kelas : Chilopoda (contoh centipede)
(Boolootion and Stiles,1981)
Filum : Arthropoda
Subfilum : Uniramia
Kelas : Myriapoda
Sukelas : Diplododa (contoh milipedes)
Subkelas : Pauropoda (contoh pauropoda)
Subkelas : Chilopoda (contoh centipedes)
Subkelas : Symphyla (contoh Symphylans)
Kelas : Insekta (hexapoda)
(Brusca,1990)
Kelompok besar dari Uniramian
Superkelas : Myriapoda
Superkelas : Heksapoda
Kelas : Entognatha
Kelas : Insekta
(Harris, 1992)
BAB X
Pengendalian Hayati
Pada bab ini berisikan prinsip-prinsip dan konsep dasar pengendaliaan hayati sebagai salah satu taktik pengendalian hama berbasis biologi (biologically based tactis) yang sekaligus pula sebagai salah satu komponen dalam strategis pengendalian hama terpadu (PHT). PHT meliputi pengendalian kultur teknis, hayati, kimiawi, varietas tahan, fisik dan mekanik, serta dengan peraturan. Materi pengendalian hayati seharusnya mencakup topik-topik pengendalian semua makhluk hidup yang dianggap sebagai hama dengan menggunakan berbagai jenis musuh alami dari berbagai tingkat organisasi makhluk hidup. Namun untuk mencapai tujuan kompetensi tertentu pada bab ini akan lebih menekankan pembahasannya pada pengendalian hayati untuk mengelola hama serangga.
Pengertian pengendalian alami dan pengendalian hayati
Di alam, tanpa campur tangan manusia sebenarnya semua jenis makhluk hidup selalu mengalami tekanan oleh makhluk hidup lain dan faktor-faktor lingkungannya. Hal itu sering disebut dengan pengendalian alami (natural control), karena manusia tidak berperan secara aktif dalam pengendaliannya. Faktor-faktor yang berperan di dalam pengendalian alami akan mencegah sebagai besar makhluk hidup menjadi hama. Pengendalian alami didukung oleh dua komponen utama, yaitu faktor lingkungan biotik dan abiotik. Jika faktor biotik misalnya mati karena perlakuan manusia maka pengendalian alami akan gagal dalam pengendalikan populasi makhluk hidup. Untuk mengatasi masalah dalam pengendalian populasi hama manusia perlu secara aktif memasukkan kembali musuh alami untuk mengendalikan hama tersebut dikenal dengan nama pengendaliaan hayati.
Pengendalian hayati pada dasarnya adalah pemanfaatan dan penggunaan musuh alami untuk pengendalian populasi hama yang merugikan. Beberapa ahli meluaskan pengertian pengendalian hayati sebagai usaha pengendalian hama yang mengikutsertakan organisme hidup sehingga varietas tahan hama, manipulasi genetik dan penggunaan serangga mandul dimasukkan sebagai bagian teknik pengendalian hayati. Jadi perbedaan antara pengendalian hayati dan pengendalian alami terletak pada adanya peran aktif manusia yang mengunakan musuh alami (predator, parasitoid, dan patogen) di dalam mengendalikan hama.
Hama dan penyakit tumbuhan
Pengkategorian serangga hama ditentukan oleh sumber daya yang dipengaruhinya. Berdasarkan pada tipe sumber daya yang dipengaruhi tersebut para ahli entomologi menggunakan tiga kategori umum untuk mengklasifikasikan hama serangga. Klasifikasi serangga berdasarkan sumber daya yang dipengaruhi, yaitu hama estitika, hama kesehatan dan hama pertanian dan kehutanan.
Sekitar setengah (400.000-500.000) dari seluruh jenis serangga penghuni bumi diketahui memakan jaringan tanaman hidup secara langsung. Tidak ada bagian tanaman yang benar-benar kebal dari serangan serangga herbivora. Serangga herbivora mampu memotong, mengigit, dan pengunyah daun, mengisap cairan, menembus kambium, mengambil serbuk sari, merusak bunga, menyerang tunas dan memakan buah. Bahkan tanaman yang dapat memproduksi insektisida kuat seperti nikotin di dalam tembakau, pyrethium di dalam chrysanthemum atau rotenone di dalam tanaman leguminose juga diserang oleh serangga yang khusus beradaptasi untuk memakanan jaringannya dan mendetoksifikasi senyawa-senyawa tanaman.
Serangga herbivora yang memiliki mulut pengunyah (chewing mouthparts) mengkonsumsi tanaman secara langsung. Serangga menggunakan mandibula/rahang, untuk meremas, menggiling atau mengikis jaringan tanaman menjadi potongan potongan kecil. Sebagian besar dari jenis herbivora mengkonsumsi akar, batang, daun, tunas, bunga, dan buah. Pada umumnya serangga herbivora tergolong pada ordo orthoptera, larva lepidoptera, larva coleoptera, dan hymenoptera. Contoh dari hama serangga ini adalah Locusta migratoria hama pada padi, palm, bambu dan nenas. Gryllotalpa spp hama akar berbagai tanaman.
Serangga herbivora yang memiliki mulut menusuk dan mengisap (piercing-sucking mouthpart). Jenis seranga ini menusukkan stiletnya ke dalam sel-sel tanaman, lalu menyuntikkan enzim pencernaan untuk melarutkan substrat dan kemudian mengisapnya. Jenis lain misalnya kutu daun menjulurkan stiletnya melalui rongga antar sel untuk mencapai sistem vaskuler tanaman dan menghisap cairan phloem. Serangga yang termasuk golongan ini adalah ordo Hemiptera, Homoptera dan Thysanoptera. Contoh dari hama serangga ini adalah walang sangit (Leptocorisa spp.) hama tanaman padi.
Serangga pembuat bisul (gall maker) adalah herbivora yang hidup di dalam jaringan tanaman. Serangga mensekresikan senyawa semacam hormon yang merangsang pertumbuhan jaringan tanaman di sekitarnya dan menginduksi tanaman inang untuk memproduksi tempat tingggal khusus yang membisul dan menyediakan makanan serta melindungi serangga di dalamnya. Jenis serangga pembuat bisul termasuk ke dalam ordo Hemiptera, Hymenoptera, Lepidoptera, dan Diptera. Setiap jenis serangga pembuat bisul merupakan herbivora spesialis yang beradaptasi khusus dengan tanaman inangnya dan menghasilkan bentuk bisul yang sangat khas. Serangga herbivora dapat melukai inangnya ketika meletakkan telur (oviposisi). Contoh hama serangga ini adalah Andricus pattersonae (hymenoptera : cynipidae) pada daun oak biru.
Penyakit tumbuhan adalah suatu proses fisiologi tumbuhan yang abnormal dan merugikan yang disebabkan faktor primer (biotik adan abiotik) dan gangguannya bersifat terus menerus serta akibatnya dinyatakan oleh aktivitas sel/jaringan yang abnormal. Akibat yang muncul tersebut disebut gejala. Definisi lain, penyakit tumbuhan adalah bila terjadi salah satu atau beberapa fungsi fisiologinya menjadi abnormal karena adanya gangguan atau kondisi lingkungan tertentu (faktor abiotik).
Setiap jenis tanaman dapat diserang oleh bermacam-macam virus, bakteri, cendawan, dan nematode. Secara umum tanaman dapat bertahap terhadap serangan patogen dengan kombinasi dua cara, yaitu 1. Struktur morfologi yang berperan sebagai barrier fisik untuk mencegah masuknya patogen dan berkembangnya di dalam jaringan tanaman (preexisting structural defense) seperti lapisan lilin dan kutikula. 2. Reaksi biokimia di dalam sel dan jaringan tanaman yang menghasilkan senyawa toksik bagi patogen atau menciptakan kondisi yang menghambat pertumbuhan patogen di dalam tanaman (preexisting chemical defense). Contoh penyakit tanman di Indonesia sebagai berikut:
1. Busuk daun (downy mildew) pada selada disebabkan oleh jamur Bremia lactucae Regel.
2. Becak ungu (purple blotch) pada daun tanaman bawang disebabkan jamur Alternaria porri (Ell), penyakit ini menyebabkan matinya daun bawang. Penyakit ini dapat timbul pada bermacam-macam anggota genus Allium.
3. Becak daun cabai merah (Capsicum annuum) yang disebabkan jamur Cercospora capsici.
Ledakan hama
Di lingkungan yang relatif tidak terganggu, kepadatan populasi serangga berfluktuasi di sekitar posisi keseimbangan umum (PKU). PKU adalah kepadatan rata-rata populasi selama suatu periode (biasanya lama) dalam keadaan tidak ada perubahan terus menerus. Populasi serannga berfluktuasi sesuai dengan kondisi faktor biotik dan abiotiknya. PKU sendiri adalah daya dukung habitat atau daya dukung lingkungan (carrying capacity) bagi serangga yang hidup di habitatnya.
Posisi Keseimbangan Umum
Gambar 1. Populasi serangga berfluktuasi di sekitar posisi keseimbangan umum
Populasi hama serangga yang sporadic dan jumlahnya sangat banyak biasanya disebut dengan istilah ledakan hama (pest outbreak). Hal itu biasanya terjadi ketika pulasi hama meningkat secara tajam di atas PKU dan menjadi ancaman terhadap manusia dan hewan lain. Ada lima skenario umum yang menyebabkan terjadi ledakan hama:
1. Perubahan lingkungan, sebagain besar populasi serangga dengan keanekaragaman genetis yang tinggi dan laju reproduksi yang tinggi mampu beradaptasi dengan baik untuk mengeksploitasi perubahan kondisi di lingkungan alami. Perubahan iklim, habitat atau struktur komunitas karena fenomena alam atau intervensi manusia dapat memberi peluang bagi reproduksi populasi serangga sehingga mengubah status dari serangga endemik menjadi epidemik hanya dalam beberapa generasi. Praktek pertanian, modifikasi komunitas alami akan menciptakan hambatan untuk beberapa jenis serangga, tetapi justru menjadi peluang bagi serangga jenis lain. Budidaya tanaman produksi tinggi dan rasa lebih enak biasanya telah mengurangi ketahanan alami tanaman. Contoh hama wereng coklat (Nilaparvata lugens) yang menyerang tanaman padi, dulu relative kurang berarti sebagai hama kini menjadi penting akbibat perubahan lingkungan.
2. Kehilangan musuh alami, serangga yang bermanfaat sering kali menjadi korban yang tidak sengaja dari penggunaan insektisida untuk pengendalian hama. Jika insektisida yang digunakan untuk mengendalikan populasi hama ternyata juga membunuh atau mengusir serangga bermanfaat maka akan sangat sulit untuk mengembalikan keseimbangan alamai yang asli. Penggunaan insektisida yang tidak bertanggun jawab dapat menyebabkan terjadinya ledakan hama kedua (Secondary pest outbreak). Serangga yang sebelumnya bukan hama setelah aplikasi insektisida menjadi hama utama (major pest) karena ketiadaan agen-agen pengendali alami. Sebagai contoh wereng coklat pada awalnya hama minor (pest minor) tidak penting pada tanaman padi karena hanya menimbulkan kerugian sedikit, namun setelah aplikasi pestisida menjadi hama utama karena gangguan terhadap predator dan parasitoid. Contoh lain Plutella xylostella sebelum tahun 1940-an tidak pernah dilaporkan menjadi hama suku Cruciferae (kubis-kubisan) karena penggunaan insektisida yang meluas pertengah tahun 1950-an telah menyebabkan tersingkirnya musuh alami dan resistensi.
3. Resistensi hama, sebagian taktik pengendalian hama tidak pernah 100% efektif. Keanekaragam materi genetik menyebabkan adanya sejumlah kecil hama yang mampu hidup untuk bereproduksi terutama hama yang membawa gen resistensi terhadap insektisida. Aplikasi insektisida pada generasi berikutnya biasanya tidak efektif. Resistensi hama dapat pertama bersifat biokimia misalnya detoksifikasi insekta oleh enzim, dalam tubuh serangga herbivore terdapat mixed function oxidases (MFO) berada dalam sluran pencernaan dan dalam jaringan lemak. Sebenarnya pada tubuh serangga hanya sedikit memilki MFO, tetapi konsumsi metabolit sekunder atau pengaruh insektisida mengakibatkan jumlah MFO meningkat. Peningkatan MFO pada tubuh serangga menyebabkan serangga semakin kebal. Kedua berupa perilaku misalnya kemampuan untuk menghindari racun atau kemampuan untuk beradaptasi dengan inang yang baru.
4. Introduksi hama dari luar negeri, perpindahan makhluk hidup baik yang sengaja atau tidak sengaja mampu melintasi penghalang berbagai geografi. Serangga yang tiba di tempat baru mempunyai kesempatan untuk bebas dari musuh alami (predator, parasitoid dan pathogen) yang biasanya menekan atau mengendalikan populasinya seperti yang terjadi di tempat asalnya. Contoh kutu loncat lamtoro (Heteropsylla cubana) yang masuk ke Indonesia tahun 1986 dalam beberapa bulan saja mematikan ribuan pohon lamtoro.
5. Standar kualitas yang tinggi, dengan kemampuan menekan populasi hama memakai insektisida, manusia secara bertahap menjadi terbiasa untuk hidup dengan standar yang lebih tinggi kualitas makanan lebih baik dan kesehatan masyarakat yang lebih meningkat. Manusia tidak mau lagi menerima ulat di dalam buah, lalat di meja makan dan kecoa di dapur.
Agensia pengendali hayati atau Musuh alami
Di alam serangga hama sebagai bagian dari kompleks komunitas yang dapat diserang oleh organism lain. Bagi serangga yang diserang oleh organisme penyerang selanjutnya disebut sebagai musuh alami. Kelompok organism yang dapat berfungsi sebagai musuh alami adalah vertebrata, nematoda, patogen, dan invertebrata. Dilihat dari fungsinya musuh alami dapat kita kelompokkan menjadi predator, parasitoid, dan patogen.
Predator, predator merupakan organisme hidup bebas dengan memakan atau memangsa binatang lain. Pemangsa serangga dapat berupa burung, rodensia, dan katak, namun pemangsa paling penting dalam pengelolaan hama adalah serangga, laba-laba dan tungau. Contoh serangga predator misalnya Ophionea nigrofasciata (Schmidt-Goebel) (Coleoptera: carabidae) merupakan kumbang tanah baik larva maupun dewasa aktif mencari larva penggulung daun di tajuk daun padi. Conocephalus longipennis (de Haan) merupakan belalang omnivore karena dapat memakan daun padi dan memangsa telur kepinding padi atau walang sangit, telur penggerek batang serta nimfa wereng batang dan wereng daun. Apriocemis pygmaea (Rambur) adalah capung jarum yang dapat memangsa ngengat penggulung daun dan nimfa wereng. Serangga predator dapat dibedakan dari parasitoid berdasarkan berbagai karakteristik umum yang dimilikinya, yaitu:
1. Mengkonsumsi banyak individu mangsa (hama) selama hidupnya.
2. Umumnya berukuran besar sebesar atau relatif lebih besar daripada mangsanya.
3. Menjadi pemangsa ketika sebagai larva/nimfa, dewasa (jantan dan betina), atau keduanya.
4. Pemangsa menyerang mangsa dari semua tahap perkembangan (telur, larva/nimfa, pupa dan imago).
5. Biasa hidup bebasa dan selalu bergerak.
6. Mangsa biasanya dimakan langsung, kecuali pada tawon pemangsa yang menyimpan mangsa untuk larvanya.
7. Biasanya bersifat generalis, meskipun ada beberapa jenis yang bersifat spesialis, dan
8. Seringkali memiliki cara khusus untuk menangkap dan menaklukkan mangsanya.
Parasitoid, parasitoid adalah serangga yang memarasit serangga atau binatang arthropoda yang lain, sedangkan parasit adalah binatang yang hidup di atas atau di dalam binatang lain yang lebih besar yang merupakan inangnya, ciri parasit biasanya beda taksa sangat jauh, misalnya kutu di atas kepala manusia. Contoh parasitoid Telenomus rowani (Gahan) (Hymenoptera : Scelionidae) merupakan parasitoid telur penggerek batang padi putih dan penggerek batang padi kuning pada padi lahan basah dan padi lahan kering. Cotesia angustibasis (Gahan) (Hymenoptera : Braconidae) merupakan parasitoid larva penggulung daun padi. Perbedaan parasitoid dengan predator dan parasit. Parasitoid memiliki karakteristik biologi yang berbeda dari predator, yaitu:
1. Parasitoid lebih memiliki kekhusussan dalam pemilihan inang.
2. Parasitoid berukuran lebih kecil dari pada inang.
3. Hanya parasitoid betina yang mencari inang.
4. Jenis parasitoid yang berbeda dapat menyerang tahap perkembangan inang yang berbeda.
5. Telur atau larva parasitoid biasanya diletakkan induknya di dalam, pada, atau dekat inang.
6. Tahap sebelum dewasa tetap pada atau di dalam inang, sedang dewasanya hidup bebas, aktif bergerak, dan mungkin bersifat sebagai pemangsa.
7. Setiap larva hanya membunuh satu inang selama perkembangannya.
Adapun perbedaan parasitoid dengan parasit yang sebenarnya adalah sebagai berikut:
1. Larva parasitoid hamper selalu membunuh inang dalam perkembangannya.
2. Inang parasitoid biasnya dalam takson kelas yang sama (serangga).
3. Parasitoid relative besar jika dibandingkan dengan inangnya.
4. Parasitoid dewasa hidup bebas, hanya bentuk sebelum dewasa yang menjadi parasitoid.
5. Parasitoid tidak mempunyai inang alternatif selama perkembangannya..
Patogen, serangga dapat diinfeksi oleh organisme penyebab penyakit (entomopatogen = pathogen serangga) seperti bakteri, jamur, protozoa, virus dan nematode. Bebrapa pathogen sudah dapat diproduksi secara missal dan tersedia dalam formulasi komersial untuk digunakan pada peralatan penyemprotan insektisida yang baku. Produks tersebut sering kali dikenal dengan sebutan insektisida mikroba, atau bioinsektisida. Contoh formulasi Bacillus thuringiensis atau dikenal Bt merupakan salah satu insektisida mikroba yang telah secara luas digunakan oleh para petani di berbagai Negara. Metarhizium anisopliae jamur ini dapat menginfeksi wereng, kepinding dan kumbang. Beauveria bassiana merupakan cendawan yang menyerang wereng batang, wereng daun, penggerek batang, penggulung daun, kepinding padi, dan kepinding hitam. Karakteristik utama serangga patogen, antara lain:
1. Patogen serangga membunuh, menurunkan reprodukasi, membuat steril, memperlambat pertumbuhan, atau memperpendek masa hidup hama.
2. Patogen serangga biasanya spesifik terhadap hama target atau tahap kehidupan tertentu.
3. Efektivitasnya tergantung pada kondisi lingkungan atau kelimpahan inang/hama.
4. Tingkat pengendalian pathogen secara alami tidak dapat diprediksi.
5. Patogen serangga relative berkerja lambat, mungkin membutuhkan waktu beberapa hari atau lebih agar dapat mengendalikan hama sesuai dengan keinginan, dan
6. Patogen serangga dapat mengakibatkan epizootic.
Patogen utama yang digunakan dalam pengendalian hayati serangga.
1. Bakteri misalnya Bacillus thuringiensis untuk pengendalian ulat, kumbang, nyamuk dan lain-lain.
2. Virus misalnya Nucleopolyhedrosis viruses untuk pengendalian ngengat Gypsy, pengorok jagung Eropa (European corn borer), granulosis virus.
3. Jamur misalnya Beauveria bassiana untuk mengendalikan kumbang kentang Colorado dan ulat akar jagung, serta Metarhizium spp. untuk pengendalian kecoa.
4. Protozoa misalnya Nosema locustae untuk pengendalian belalang.
5. Nematoda misalnya Steinernema dan Heterorhabditis spp. untuk pengendalian ulat pengorok batang.
Metode- metode atau pendekatan dalam pengendalian hayati
1. Introduksi atau importasi
Pendekatan importasi dalam pengendalian hayati digunakan untuk melawan hama serangga asing. Pendekatan importasi melibatkan introduksi musuh alami (pemangsa, parasitoid dan patogen) eksotik, dan umumnya untuk melawan hama eksotik pula. Konsepnya sederhana dan mengikuti pendekatan logis, yaitu didasarkan pada pemahaman bahwa makhluk hidup yang tidak disertai dengan musuh alami asli atau yang berkoevolusi dengannya secara ekologis akan lebih bugar (fit) dan akan lebih melimpah dan lebih mampu bersaing dari pada yang menjadi subjek pengendalian alami. Untuk mengendalikan perlu dicari musuh alami yang efektif di tempat asalnya. Hama yang sangat merugikan adalah hama eksotik, karena sebagain besar musuh alami ditempat yang baru tidak dapat mengubah kisaran mangsa atau inang. Keberhasilan penggunaan teknik introduksi di mualai dengan introduksi kumbang vedalia, Rodolia cardinalis dariAustralia ke California untuk mengendalikan hama kutu perisai Icerya purchase yang menyerang perkebunan jeruk.
2. Augmentasi
Augmentasi adalah manipulasi musuh alami secara langsung guna meningkatkan jumlah dan efektivitasnya. Praktek augmentasi didasarakan pada pengetahuan atau asumsi bahwa pada beberapa siatuasi jumlah individu atau musuh alami tidak cukup memadai untuk mengendalikan hama secara optimal. Oleh karena itu, untuk meningkatkan efektivitas pengendalian hama jumlah musuh alami perlu ditambah melalui pelepasan secara periodik. Dua pendekatan augmentasi, yaitu inokulasi sejumlah kecil musuh alami dan inundasi dalam jumlah yang besar. Inokulasi dimulai dengan pelepasan sejumlah kecil musush alami pada awal daur hama. Kemudian musuh alami diharapkan dapat bereproduksi sepanjang musim tanam dan menekan populasi hama agar tetap rendah pada waktu yang cukup lama. Dalam kasus ini hama tidak berkurang secara cepat namun hanya mencegah atau menunda populasi agar tidak mencapai status hama. Contohnya Encarsia Formosa sebagai parsitoid untuk menekan populasi hama lalat putih Trialeurodes vaporarium yang merupakan hama ganas sayuran dan bunga. Sebaliknya indundasi adalah melepaskan sejumlah besar musuh alami dengan tujuan mengurangi populasi hama dengan segera (reduksi) dan sempurna. Pendekatan inundasi dapat dianggap sebagai pendekatan dengan menggunakan insektisida biotic. Sebagai contoh pelepasan missal parasitoid telur Trichogramma untuk mengendalikan telur berbagai jenis ngengat. Penggunaan insektisida mikroba yang mengandung Bacillus thuringiensis juga merupakan suatu pendekatan inundasi. Demikian pula penggunaan pathogen kapang untuk melawan hama serangga (mikoinsektisida), penyakit tanaman (mikofungisida), dan gulma (mikoherbisida) yang diaplikasikan dengan cara yang sama seperti pestisida kimia konvensional.
3. Konservasi
Pengendalian hayti konservasi pada dasarnya adalah melindungi, memelihara dan meningkatkan efektivitas populasi musuh alami yang sudah ada di suatu habitat. Konservasi merupakan pendekatan paling penting jika kita ingin memelihara musuh alami baik asli maupun eksotik di dalam ekosistem pertanian. Secara umum dalam pengendalian hayati konservasi kita harus berupaya menyediakan sumber daya yang dibutuhkan musuh alami dari lingkungannya dan mengurangi factor-faktor yang dapat mengganggu efektivitasnya. Para praktisi sangat memahami bahwa praktek budidaya yang menguntungkan musuh alami adalah yang dapat menyediakan inang alternative, sumber makanan dewasa, tempat tinggal, pasokan makanan yang kontinu dan iklim mikro sesuai misalnya beberapa parasitoid dan predator dewasa akan memeproleh keuntungan dengan adanya sedikit gulma atau tanaman bunga yang menyediakan makanan berupa nectar dan serbuk sari tempat tinggal, serta mangsa alternative ketika mangsa target sedang tidak tersedia. Musuh alami juga akan memperoleh keuntungan dari lingkungan hutan atau habitat alami atau semi alami yang berada di sekitar lahan pertanian.
Daftar Pustaka
Basukriadi, A., 2003. Pengendalian Hayati. Edisi Pertama. Pusat penerbitan Universitas Terbuka. Jakarta.
Kalshoven, L.G.E., 1981. Pests of Crops in Indonesia. P.T. Ichtiar Baru-Van Hoeve. Jakarta.
Romoser and Stoffolano, 1998. The Science of Entomology. A Devision of The McGraw-Hill Companies. Boston.
Semangun, H., 1991. Penyakit-Penyakit Tanaman Hortikultura di Indonesia. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Shepard, B.M., Barrion, A.T. and Litsinger, J.A., 1987. Helpful Insects, Spiders, and Pathogens. International Rice Research Institute. Manila.
Sinaga, M.S., 2003. Dasar-Dasar Ilmu Penyakit Tumbuhan. Penerbit Penebar Swadaya. Jakarta.
Untung, K., 1993. Pengantar Pengelolaan Hama Terpadu. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
BAB XI
Toksikologi Insektisida
Pengertian Toksikologi Insektisida
Toksikologi adalah salah satu cabang farmokologi yang paling awal. Dubois dan Geiling (1959) mendefinisikan toksikologi adalah cabang dari sains medis yang berhubungan dengan asal, sifat, efeks dan deteksi racun. Toksikologi dapat disebut juga sains racun. Kata insektisida secara harfiah berarti pembunuh serangga yang berasal dari kata insekta = serangga dan kata latin cida yang berarti pembunuh. Pestisida adalah pembunuh hama yang berasal dari kata pest = hama dan cida pembunuh. Insektisida merupakan salah satu kelompok pestisida, sedangkan kelompok pestisida lainnya adalah rodentisida (pembunuh rodent/tikus), acarisida (pembunuh tungau), nematisida (pembunuh nematode), fungisida (pembunuh jamur), herbisida (pembunuh gulma) dan lain-lain.
Penggolongan Insektisida
Insektisida dapat digolongkan menurut cara masuknya dalam tubuh serangga dan menurut sifat kimianya.
1. Pengelompokkan menurut cara masuk ke dalam tubuh serangga
Apabila insektisida kita lihat menurut cara masuknya ke dalam tubuh serangga insektisida kita bagi menjadi tiga kelompok, yaitu racun perut, racun kontak dan fumigant.
a. Racun Perut
Insektisida masuk tubuh serangga melalui saluran pencernaan makanan (perut). Salah satu contoh jenis insektisida ini adalah insektisida sistemik. Insektisida sistemik dapat diserap oleh tanaman dan ditranslokasikan ke dalam tanaman. Serangga yang mencucuk tanaman dan menghisap cairan tanaman akan mati.
b. Racun kontak
Insektisida masuk tubuh serangga bila serangga mengadakan kontak dengan insektisida atau serangga berjalan di atas permukaan tanaman yang telah mengandung insektisida. Insektisida modern umumnya racun kontak.
c. Fumigant
Fumigan merupakan insektisida yang mudah menguap menjadi gas dan masuk ke dalam tubuh serangga melalui sistem pernafasan serangga atau sistem trakhea yang kemudian diedarkan ke seluruh jaringan tubuh. Karena sifatnya yang mudah menguap fumigant biasanya digunakan untuk mengendalikan hama simpanan yang berada di ruang atau tempat tertutup dan juga mengendalikan hama yang berada di dalam tanah.
2. Pengelompokan menurut sifat kimianya
Insektisida menurut sifat dasar senyawa kimianya dibagi menjadi insektisida anorganik yang tidak mengandung unsur karbon merupakan insektisida lama sebelum tahun 1945, sedangkan insektisida modern setelah DDT ditemukan umumnya merupakan insektisida organik. Insektisida organik dibagi lagi menjadi insektisida organik alami dan insektisida organik sintetik. Pembagian insektisida sintetik menurut susunan kimia bahan aktif (senyawa yang memiliki sifat racun) terdiri dari 4 kelompok besar, yaitu :
a. Organo Klorin atau hidrokarbon Klor.
Organo Klorin (OK) atau sering disebut hidrokarbon Klor merupakan kelompok insektisida sintetik yang pertama dan paling tua dimulai dengan ditemukannya DDT. Kelompok hidrokarbon Klor masih dibagi lagi menjadi 3 subkelompok, yaitu DDT dan senyawa dekatnya, seperti metoksiklor, dikofol, benzene heksaklorid (BHC). Subkelompok kedua yaitu siklodien, yang terdiri dari aldrin, endrin, dieldrin, klordan, heptaklor dan endosulfan. Kelompok ketiga adalah terpena klor seperti toksafena.
Insektisida yang tergolong OK pada umumnya memiliki toksisitas sedang untuk mamalia. Masalah yang paling merugikan bagi lingkungandan kesehatan masyarakat adalah persistensinya yang sangat lama di lingkungan baik di tanah, jaringan tumbuhan dan jaringan hewan.di daerah subtropik DDT dalam kurun waktu 17 tahun residunya masih 39% berada di dalam tanah.
b. Organofosfat (OP)
Insektisida OP dengan unsur P sebagai inti yang aktif saat ini merupakan kelompok insektisida yang terbesar dan sangat bervariasi jenis dan sifatnya. OP merupakan insektisida yang sangat beracun bagi serangga dan besifat baik sebagai racun kontak, racun perut maupun fumigant. Berbeda dengan OK, OP di lingkungan kurang stabil sehingga lebih cepat terdegradasi dalam senyawa- senyawa yang tidak beracun.
Insektiosida OP adalah penghambat bekerjanya enzim asetilkolinesterase. Diantara neuron dan neuron atau antara neuron dan sel otot terdapat celah yang disebut sinapse. Enzim asetilkolin yang dibentuk oleh sistem syaraf pusat berfungsi untuk menghantarkan pesan atau impuls dari sel syaraf ke sel otot melalui sinapse. Setelah impuls diantarkan ke sel-sel otot proses penghantaran impuls tersebut dihentikan oleh karena bekerjanya enzim lain, yaitu enzim asetilkolinesterase. Dengan enzim ini asetilkolin dipecah menjadi asam asetat dan kolin. Adanya asetilkolinesterase menyebabkan sinap menjadi kosong lagi sehingga penghantaran impuls berikutnya dapat dilakukan.
Insektisida OP menghambat bekerjanya enzim asetilkolinesterase yang berakibat terjadinya penumpukan asetilkolin dan terjadi kekacauan pada sistem penghantaran impuls ke sel-sel otot. Keadaan ini menyebabkan pesan-pesan berikutnya tidak dapat diteruskan, otot kejang dan akhrinya terjadi kelumpuhan dan kematian.
c. Karbamat
Karbamat merupakan insektisida yang bersprektrum lebar dan telah banyak digunakan secara luas untuk pengendalian hama tanaman. Insektisida karbamat relatif baru bila dibandingkan OK dan OP. Semua insektisida karbamat mempunyai bangunan dasar asam karbamat. Cara karbamat mematikan serangga sama dengan insektisida OP yaitu melalui penghambatan aktivitas enzim kolinesterase pada sistem syaraf. Perbedaanya karbamat penghambatannya enzim bolak-balik (reversible) sedangkan OP tidak bolak-balik.insektisida tersebut cepat terurai dan hilang dari jaringan binatang, sehingga tidak terakumulasi dalam jaringan lemak dan susu seperti OK. Beberapa karbamat memiliki toksisitas rendah bagi mamalia tetapi ada yang sangat beracun. Insektisida karbamat antara lain aldikarb, metiokarb, metomil dan propoksur.
d. Pireroid Sintetik (PS)
Piretroid merupakan kelompok insektisida organik sintetik konvensional yang paling baru, digunakan secara luas sejak tahun 1970-an. Keunggulan piretroid sintetik (PS) karena memiliki pengaruh knock down atau menjatuhkan serangga dengan cepat, tingkat toksisitas rendah bagi manusia. Kelompok PS merupakan tiruan dari bahan aktif insektisida botanik piretrum, yaitu sinerin I yang berasal dari bunga Chrysanthemum cinerariaefolium. Sebagai insektisida botanik piretrum memiliki keunggunlan yaitu daya knock down yang tinggi tetapi sayangnya dilingkungan bahan alami ini tidak bertahan lama karena mudah terurai oleh sinar ultraviolet. Jenis insektisida buatan yang mirip piretrum yang kemudian menjadi modal dasar bagi pengembangan PS lainnya. Contoh insektisida ini adalah alletrin, resmetrin, fenvalerat, permetrin, sipermetrin, flusitrinit, fluvanilat, dan deltametrin.
e. Insektisida Botanik
Insektisida botanik diambil langsung dari tanaman atau hasil dari tanaman. Insektisida jenis ini termasuk insektisida yang paling tua dan banayak digunakan untuk mengendalikan hama sebelum insektisida organik sintetik ditemukan. Beberapa jenis insektisida botanik pertama, yaitu piretrum diambil dari famili compostitae dan genus Chrysanthemum yang berasal dari Yugoslalavia, Jepang dan negara-negara di Asia tengah, Kenya, Equador, dan lain-lain. Ada lima senyawa aktif yang menyusun piretrum, yaitu piretrin I, piretrin II, sinerin I, sinerin II dan jasmolin II. Kedua adalah rotenone, insektisida ini diambil dari akar leguminosaea Derris elliptica dan D. malaccencis dari Indonesia dan Malaysia. Sumber lainnya adalah akar tanaman Lonchocarpus utilis dari Amerika Selatan. Rotenon dapat berupa racun kontak dan perut tetapi pengaruhnya tidak sampai sistem syaraf. Paling sedikit dikenal 5 macam senyawa dikenal penyusun rotenone yang memiliki daya bunuh serangga yaitu deguelin, ellipton, malakol, sumatrol dan toksikarol. Ketiga adalah Ryania dan sabadilla. Ryania adalah insektisida botanik yang diekstraksi dari batang dan akar tanaman Ryania speciosa dari Trinidad, sedangkan sabadilla berasal dari biji Schoenocaulon officinale.
Toksisitas Insektisida
Insektisida dapat meracuni semua serangga sasaran, serangga bukan sasaran, jenis binatang lain dan juga manusia. Untuk mengetahui tentang toksisitas insektisida perlu diketahui lebih dahulu mode of action atau cara tindakan insektisida dalam mematikan suatu organisme.
1. Toksisitas terhadap serangga.
Semua insektisida menghalangi proses metabolisme serangga sehingga dapat membawa ke kematian, tetapi caranya berbeda-beda tergantung jenis insektisidanya. Dilihat dari cara tindakannya insektisida digolongkan menjadi yaitu racun syaraf, racun ini berpengaruh pada sistem syaraf terutama dalam mengganggu proses transmisi sinaptik yang normal seperti penghambatan enzim asetilkolinesterase yang dilakukan oleh OP dan karbamat. Racun otot langsung mempengaruhi otot yaitu dengan mengacaukan membrane otot yang mudah terangsang misalnya oleh ryania. Racun fisik, yaitu menghalangi secara fisik proses metabolism serangga misalnya minyak yang menutupi lobang trakhea.
2. Toksisitas terhadap manusia
Cara meracuni insektisida pada binatang atau manusia mirip dengan caranya terhadap serangga. Cara masuk racun ke dalam tubuh manusia dapat melalui mulut (toksisitas oral), melalui kulit (toksisitas dermal), injeksi di bawah kulit (toksisitas subcutaneous), diinjeksikan ke jaringan otot (toksisitas intramuscular) atau melalui pernapasan (toksisitas inhalasi). Apabila dilihat dari gejala keracunannya pada manusia kita dapat membedakan keracunan akut dan keracunan kronik.
a. Keracunan akut, keracunan akut merupakan kesakitan atau kematian akibat terkena dosis tunggal insektisida. Keracunan ini biasa terjadi pada pekerja yang langsung bekerja dengan insektisida.
b. Keracunan kronik, keracunan kronik merupakan keracunan karena penderita terkenan racun dalam jangka waktu panjang dengan dosis sangat rendah. Keracunan ini dapat terlihat selang beberapa waktu (bulan atau tahun) setelah penderita terkena racun. Dari banayak percobaan di laboratorium ada beberapa bentuk akibat keracunan kronik karena terkena insektisida yaitu dapat bersifat karsinogenik (pembentukan jangan kanker), mutagenic (kerusakan genetik untuk generasi yang akan dating), teratogenik (kelahiran anak cacat dari ibu penderita keracunan).
3. Pengelompokan toksisitas Insektisida
Untuk melihat seberapa jauh tingkat bahaya insektisida bagi manusia, insektisida dikelompokkan dalam beberapa kategori menurut besarnya nilai LD50. Nilai LD50 atau dosis median letal adalah suatu dosis insektisida yang tepat membunuh 50% binatang yang diuji. Semakin rendah nilai LD50, maka semakin beracun insektisida tersebut. Pengujian toksisitas biasanya dilakukan di laboratorium dengan menggunakan binatang seperti tikus putih atau kelinci. Dosis letal ini dinyatakan dalam bentuk milligram bahan racun per kg berat tubuh binatang uji (mg/kg). Pengujian tingkat toksisitas terhadap binatang uji dilakukan dengan memberikan makanan (oral), aplikasi kulit (dermal), dan pernafasan (respiratori).
Gambar di bawah ini menunjukkan grafik hubungan antara log dosis insektisida dengan persen kumulatif binatang uji yang terbunuh, sedangkan LD50 menunjukkan dosis yang diperlukan untuk membunuh 50% binatang uji.
Gambar 1. Hubungan antara log dosis insektisida dan % kumulatif mortalitas binatang uji
Meskipun untuk ekstrapolasi nilai LD50 tikus atau kelinci bagi toksisitas terhadap manusia, nilai nilai dosis letal tersebut saat ini digunakan untuk melihat tingkat bahaya suatu insektisida bagi manusia. Menurut kategori tingkat bahaya insektisida adalah seperti tabel berikut.
Tabel 1. Tingkat bahaya insektisida menurut ketentuan WHO
Kategori LD50 oral LD50 dermal Tanda kata peringatan
I. Sangat berbagaya >50 mg/kg >200 mg/kg Racun berbahaya
II. Moderat beracun 50-500 mg/kg 200-2000 mg/kg Peringatan
III. Sedikit beracun 500-5000 mg/kg 2000-20000 mg/kg Hati-hati
IV. Toksisitas rendah <5000 mg/kg 20000 mg/kg Hati-hati
Berikut ini diambil nilai LD50 beberapa insektisida yang sering digunakan di lapangan yang termasuk kategori I adalah aldicarb dengan LD50 oral untuk tikus adalah 0,9 mg/kg dan LD50 dermal untuk kelinci adalah 5 mg/kg. Karbofuran juga termasuk kategori 1 sebab LD50 oral untuk tikus 8-14 mg/kg sedangkan LD50 oral, propoxur untuk tikus adalah 100 mg/kg termasuk kategori II. LD50 diazinon untuk tikus adalah 108 mg/kg. LD50 DDT untuk tikus adalah 113 mg/kg. sedangkan yang termasuk kategori III (sedikit beracun) antara lain sipemetrin (SP) dengan LD50 tikus antara 303-4123 mg/kg.
Residu Insektisida di Lingkungan
Masalah yang banyak dikuatirkan dalam pelaksanan pembangunan berkelanjutan yang berwawasan lingkungan adalah masalah pencemaran yang diakibatkan oleh penggunaan pestisida baik dibidang pertanian, kehutanan, di pemukiman maupun di sektor kesehatan. Pencemaran oleh pestisida dalam wujud adanya residu pestisida yang tertinggal di lingungan fisik dan biotik di sekitar kita. Dengan adanya bahan racun di lingkungan dikuatirkan dapat mengakibatkan terjadinya keracunan kronik yang berdampak panjang bagi kesehatan masyarakat. Pestisida mempunyai kemungkinan besar sebagai salah satu bahan pemicu berkembangnya penyakit kanker.
Residu pestisida di lingkungan merupakan akibat aplikasi langsung insektisida pada tanaman, terbawa oleh air dan udara. Residu pestisida dapat juga bergerak terikut dalam rantai makanan. Residu pestisida sudah berhasil dideteksi di dalam tanah, di udara, di air sungai, di air sumur, di air danau, di air laut, di lautan, bahkan sampai di kutub utara. Residu pestisida berada di dalam tanaman sampai dibagian tanaman yang siap dikonsumsi seperti sayur-sayuran dan buah-buahan. Residu pestisida dalam tubuh binatang seperti ikan, burung, ayam ternak, dan bahkan dalam ASI.
Selektivitas Penggunaan Insektisida
Salah satu sebab utama penggunaan insektisida yang berlebihan oleh petani, karena pemilihan jenis dan cara aplikasi kurang selektif. Praktek penggunaan pestisida yang kurang selektif menyebabkan hasil pengendalian dengan insektisida menjadi kurang efektif dan efisien. Manfaat yang diperoleh petani semakin menurun. Selektif penggunaan pestisida dapat dilihat dari 3 cara yaitu :
1. Selektitivitas Fisiologi
Selektivitas fisiologi adalah penggunaan jenis insektisida yang secara intrinsik hanya mematikan serangga-serangga hama tetapi tidak membahayakan serangga-serangga yang berharga seperti musuh alami dan serangga penyerbuk bunga. Karena sifatnya, maka insektisida yang memiliki selektivitas fisiologi spektrum sempit dengan serangga sasaran yang khas. Selektivitas fisiologi dibagi menjadi
a. Selektivitas Insektisida Konvensional, misalnya insektisida OP seperti piridafention dan tertraklorvinpos yang lebih beracun bagi hama sasaran yaitu wereng hijau padi Nephotettix spp. dan kurang berbahaya bagi predator laba-laba serigala Lycosa pseudoannulata.
b. Selektivitas Insektisida IGR, biasanya disebut kelompok insektisida baru. Kelompok insektisida baru adalah yang termasuk dalam golongan IGR (Insect Growth Regulator) atau zat pengatur pertumubhan serangga. IGR merupakan senyawa kimia yang dapat mengubah atau mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan serangga. IGR pada hakekatnya mengganggu aktivitas normal system endokrin serangga. Pengaruh IGR dapat terjadi pada waktu perkembangan embrionik, perkembangan larva atau nimfa, metamorphosis, proses reproduksi dan perilaku diapauses.
Hormon golongan IGR adalah ekdison (hormone penggantian kulit), hormon juvenil (JH), mimik atau tiruan hormon juvenil, analog hormon juvenil (JHA), antihormon juvenil serta insektisida penghambat khitin. Contoh insektisida IGR berupa hormone juvenile adalah metoprin, kinoprin, dan hidroprin. Insektisida penghambat khitin adalah bufrofezin. Hormon juvenile yang diberikan pada serangga sasaran akan menghambat berjalannya proses metamorphosis serangga sehingga akan terjadi kekacauan fisiologis. Insektisida penghambat khitin seperti buprofezin menghambat proses pergantian kulit karena kulit baru tidak terbentuk secara normal dan kulit lama tidak dapat ditanggalkan sehingga serangga mati sebelum instar dewasa.
2. Selektivitas Ekologi
Dengan mempelajari sifat biologi dan ekologi hama sasaran dapat diketahui waktu dan cara aplikasi insektisida yang tepat dan efektif. Dengan mempelajari neraca kehidupan, perilaku hama, kisaran inang hama kita dapat menentukan bagaimana aplikasi insektisida yang tepat. Aplikasi ditujukan pada bagain yang lemah pada kehidupan hama yaitu sewaktu hama berada pada stadium yang peka terhadap insektisida dan dalam keadaan “terbuka” terhadap perlakuan insektisida diusahakan sedapat mungkin serangga parasitoid dan predator dapat terhindar dari perlakuan insektisida.
3. Selektif insektisida melalui penentuan formulasi dan cara aplikasi.
Selektivitas insektisida di sini termasuk dalam menentukan dan memilih formulasi insektisida dan teknik aplikasi yang tepat, efektif dalam mengendalikan hama, dan kurang membahayakan eksistensi berfungsinya musuh alami hama.
Daftar Pustaka
Matsumura, F., 1985. Toxycology of Insecticides. Plenum Press. New York.
Scharf, M.E., 2003. Neurological Effects of Insecticides in Encyclopedia of Pest Management. Marcel Dekker. Inc. All rights reserved. Purdue University West Lafayette Indiana USA.
Untung, K., 1993. Pengantar Pengelolaan Hama Terpadu. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Semester Ganjil Tahun Akademik 2006/2007
Program Studi Pendidikan Biologi
FKIP Universitas Sriwijaya
Mata Kuliah : Entomologi
Waktu : 100 menit
Sifat Ujian : Tutup Buku
Penguji : Riyanto, S.Pd., M.Si
Petunjuk : jawablah dengan benar dan jujur.
1. Jelaskan 5 perbedaan antara golongan insekta primitif dan golonghan insekta modern.
2. Jelaskan perbedaan perkembangan pembentukan organ misalnya kaki antara insketa dengan mamalia.
3. Jelaskan 3 perbedaan saluran pencernaan insekta yang memakan zat pada dan zat cair.
4. Jelaskan 3 perbedaan sistem sirkulasi insekta dengan vertebrata.
5. Jelaskan 3 macam persamaan dan perbedaan struktur reproduksi antara insekta dewasa dan larva ngengat ulat sutra.
6. Jelaskan 3 saja prinsip perbedaan perkembangan embrio insekta dengan vertebrata.
7. Jelaskan 3 perbedaan antara metamorfosis sempurna dan tidak sempurna.
8. Jelaskan apa pengaruh pengikatan (ligasi) hormone otak dan ekdison terhadap perkembangan larva Hyalophora cecropia , berikan alasannya?
9. Coba anda jelaskan dengan contoh, apa yang terjadi bila corpora alata di buang atau diimplantasikan pada tahap larva.
10. Jelaskan dengan memberikan contoh perkembangan metamorfosis insekta yang dipengaruh suatu senyawa kimia yang merusak corpora alalata.
Soal Ujian Semester Mata Kuliah Entomologi
1. Jelaskan 5 perbedaan antara golongan insekta primitif dan golonghan insekta modern.
2. Jelaskan perbedaan perkembangan pembentukan organ misalnya kaki antara insketa dengan mamalia.
3. Jelaskan 3 perbedaan saluran pencernaan insekta yang memakan zat pada dan zat cair.
4. Jelaskan 3 perbedaan sistem sirkulasi insekta dengan vertebrata.
5. Jelaskan 3 macam persamaan dan perbedaan struktur reproduksi antara insekta dewasa dan larva ngengat ulat sutra.
6. Jelaskan 3 saja prinsip perbedaan perkembangan embrio insekta dengan vertebrata.
7. Jelaskan 3 perbedaan antara metamorfosis sempurna dan tidak sempurna.
8. Jelaskan apa pengaruh pengikatan (ligasi) hormone otak dan ekdison terhadap perkembangan larva Hyalophora cecropia , berikan alasannya?
9. Coba anda jelaskan dengan contoh, apa yang terjadi bila corpora alata di buang atau diimplantasikan pada tahap larva.
10. Jelaskan dengan memberikan contoh perkembangan metamorfosis insekta yang dipengaruh suatu senyawa kimia yang merusak corpora alalata.
ijin copy y gan utk tgas kuliah...
BalasHapusmakasih... :)
minta izin copy ya.... tenkz ya
BalasHapus