Termoregulasi Ectotherm

Oleh Jake Zadik, mantan magang komunikasi dengan The Ocean Foundation yang kini belajar di Kuba.

Jadi, Anda bertanya, apa itu termoregulasi ektoterm? Kata “ectotherm” mengacu pada hewan yang umumnya memiliki suhu tubuh yang sebanding dengan lingkungan sekitarnya. Mereka tidak dapat mengatur suhu tubuh mereka secara internal. Orang sering menyebut mereka sebagai "berdarah dingin", tetapi istilah ini cenderung menyesatkan orang lebih sering daripada tidak. Ectotherms termasuk reptil, amfibi, dan ikan. Hewan ini cenderung tumbuh subur di lingkungan yang lebih hangat. Output energi berkelanjutan dari hewan berdarah panas (mamalia) dan berdarah dingin (reptil) sebagai fungsi suhu inti.

"Termoregulasi," mengacu pada kemampuan hewan untuk mempertahankan suhu internal mereka, dengan sedikit memperhatikan suhu. Saat di luar dingin, organisme ini memiliki kemampuan untuk tetap hangat. Saat di luar panas, hewan ini memiliki kemampuan untuk mendinginkan diri dan tidak kepanasan. Ini adalah "endoterm", seperti burung dan mamalia. Endoterm memiliki kemampuan untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan dan juga disebut sebagai homeoterm.

Nah, sampai di sini Anda mungkin menyadari bahwa judul blog ini sebenarnya adalah kontradiksi — organisme yang tidak dapat mengatur suhu tubuhnya tetapi sebenarnya memiliki kemampuan untuk mengatur suhu tubuhnya secara aktif? Ya, dan itu memang makhluk yang sangat istimewa.

Ini adalah bulan penyu di The Ocean Foundation, itulah sebabnya saya memilih untuk menulis tentang penyu belimbing dan termoregulasi khususnya. Penelitian pelacakan telah menunjukkan penyu ini memiliki rute migrasi melintasi lautan, dan menjadi pengunjung konstan ke beragam habitat. Mereka bermigrasi ke perairan yang kaya nutrisi, tetapi sangat dingin sejauh utara Nova Scotia, Kanada, dan memiliki tempat bersarang di perairan tropis di seluruh Karibia. Tidak ada reptil lain yang secara aktif mentolerir berbagai kondisi suhu seperti itu — saya katakan secara aktif karena ada reptil yang mentolerir suhu di bawah titik beku, tetapi melakukannya dalam keadaan hibernasi. Ini telah memesona para herpetologis dan ahli biologi kelautan selama bertahun-tahun, tetapi baru-baru ini ditemukan bahwa reptil besar ini secara fisik mengatur suhunya.

…Tapi mereka ektoterm, bagaimana mereka melakukan ini??…

Meskipun ukurannya sebanding dengan mobil kompak kecil, mereka tidak memiliki sistem pemanas bawaan yang menjadi standar. Namun ukurannya memang memainkan peran penting dalam pengaturan suhu mereka. Karena ukurannya yang sangat besar, penyu belimbing memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang rendah, sehingga suhu inti penyu berubah dengan kecepatan yang jauh lebih lambat. Fenomena ini disebut "gigantothermy." Banyak ilmuwan percaya bahwa ini juga merupakan karakteristik dari banyak hewan prasejarah besar selama klimaks zaman es dan akhirnya menyebabkan kepunahan mereka saat suhu mulai meningkat (karena mereka tidak dapat mendingin dengan cukup cepat).

Kura-kura juga terbungkus dalam lapisan jaringan adiposa coklat, lapisan lemak penyekat kuat yang paling banyak ditemukan pada mamalia. Sistem ini memiliki kemampuan untuk menahan lebih dari 90% panas pada inti hewan, mengurangi kehilangan panas melalui ekstremitas yang terbuka. Saat berada di perairan bersuhu tinggi, justru sebaliknya yang terjadi. Frekuensi pukulan sirip menurun drastis, dan darah bergerak bebas ke ekstremitas dan mengeluarkan panas melalui area yang tidak tercakup dalam jaringan isolasi.

Penyu belimbing sangat berhasil mengatur suhu tubuh mereka sehingga mereka memiliki kemampuan untuk mempertahankan suhu tubuh konstan 18 derajat di atas atau di bawah suhu sekitar. Itu sangat luar biasa sehingga beberapa peneliti berpendapat karena proses metabolisme yang dilakukan penyu belimbing sebenarnya adalah endotermik. Namun, proses ini tidak dilakukan secara anatomis, oleh karena itu sebagian besar peneliti menyarankan ini adalah versi kecil dari endotermik.

Penyu belimbing bukan satu-satunya hewan laut yang memiliki kemampuan ini. Tuna sirip biru memiliki desain tubuh yang unik yang menjaga darah mereka di inti tubuh mereka dan memiliki sistem penukar panas arus balik yang mirip dengan belimbing. Ikan todak mempertahankan panas di kepala mereka melalui lapisan jaringan adiposa coklat isolasi yang serupa untuk meningkatkan penglihatan mereka saat berenang di perairan yang dalam atau dingin. Ada juga raksasa laut lainnya yang kehilangan panas dengan proses yang lebih lambat, seperti hiu putih besar.

Saya pikir termoregulasi hanyalah salah satu karakteristik yang sangat menarik dari makhluk agung yang cantik ini dengan lebih dari yang terlihat. Dari tukik kecil yang berjalan ke air hingga pejantan yang selalu menjelajah dan betina yang kembali bersarang, banyak hal tentang mereka yang masih belum diketahui. Para peneliti tidak yakin di mana kura-kura ini menghabiskan beberapa tahun pertama hidupnya. Masih menjadi misteri tentang bagaimana hewan penjelajah jarak jauh ini bernavigasi dengan sangat presisi. Sayangnya kita belajar tentang penyu pada tingkat yang jauh lebih lambat daripada tingkat penurunan populasinya.

Pada akhirnya, kita harus bertekad untuk melindungi apa yang kita ketahui, dan keingintahuan kita tentang penyu misterius yang mengarah pada upaya konservasi yang lebih kuat. Ada begitu banyak yang tidak diketahui tentang hewan yang menarik ini dan kelangsungan hidup mereka terancam oleh hilangnya pantai bertelur, plastik dan polusi lainnya di laut, serta tangkapan sampingan yang tidak disengaja di jaring ikan dan rawai. Bantu kami di Yayasan Samudera dukung mereka yang mengabdikan diri untuk penelitian penyu dan upaya konservasi melalui Sea Turtle Fund kami.

Referensi:

1. Bostrom, Brian L., dan David R. Jones. “Olahraga Penghangat Penyu Belimbing Dewasa
2. Kura-kura.”Biokimia dan Fisiologi Komparatif Bagian A: Fisiologi Molekuler & Integratif 147.2 (2007): 323-31. Mencetak.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings, dan David R. Jones. “Perilaku dan Fisiologi: Strategi Termal Penyu Belimbing.” Ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Mencetak.
4. Goff, Gregory P., dan Garry B. Stenson. "Jaringan Adiposa Coklat pada Penyu Belimbing: Organ Termogenik pada Reptil Endotermik?" Copeia 1988.4 (1988): 1071. Cetak.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe, dan P. Dockery. “Perubahan Ontogenetik pada Struktur Trakea Memfasilitasi Penyelaman Dalam dan Mencari Makan di Air Dingin pada Penyu Belimbing Dewasa.” Jurnal Biologi Eksperimental 212.21 (2009): 3440-447. Mencetak
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice, and Frank V. Paladino. “Kemandirian Termal Metabolisme Jaringan Otot pada Penyu Belimbing, Dermochelys Coriacea.” Biokimia dan Fisiologi Komparatif Bagian A: Fisiologi Molekuler & Integratif 120.3 (1998): 399-403. Mencetak.