Positive feedback Disturbance Controlled system Controlled system + Amplifier + Controlled system Controlled system Error output signal

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Mekanisme umpan balik positif dalam mengendalikan fungsi fisiologis pada hewan dapat berbahaya. Misalnya, suhu tubuh mamalia meningkat, jika gangguan awal ini kemudian mengalami umpan balik positif maka hasilnya adalah peningkatan suhu tubuh lebih lanjut yang tentunya berbahaya bagi hewan tersebut.

Homeostasis Contoh umpan balik positif adalah pada fungsi saraf. UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Contoh umpan balik positif adalah pada fungsi saraf. Jika terdapat rangsang pada sel syaraf akan menyebabkan perubahan permeabilitas selaput yang memungkinkan adanya aliran ion sodium (Na+) masuk kedalam neuron. Aliran masuk ion Na+ pada fase awal terjadinya potensial aksi menghasilkan respon depolarisasi yang menyebabkan aliran masuk ion Na+ lebih lanjut.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Sistem umpan balik terdiri atas reseptor, pusat integrasi dan efektor. Reseptor mendeteksi perubahan lingkungan, baik lingkungan eksternal dimana hewan itu hidup (misalnya perubahan suhu lingkungan) atau lingkungan internalnya (misalnya pH intraseluler). Reseptor banyak jumlahnya dan masing-masing hanya dapat memantau aspek lingkungan tertentu. Fungsi reseptor adalah mengkonversi perubahan lingkungan yang terdeteksi menjadi potensial aksi yang dikirim melalui sistem saraf ke pusat integrasi.

Rangsang Receptor Pusat integrasi Effector Response Feedback system Neuron afferent Pusat integrasi Neuron efferent Effector Response

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Pusat integrasi terletak di otak atau sumsum tulang belakang - berperan “membandingkan” informasi tentang suatu variabel yang diterima oleh reseptor dengan tingkat variabel yang semestinya. Hipotalamus merupakan pusat integrasi pengendalian temperatur tubuh mamalia. Berdasarkan informasi yang diterima oleh reseptor untuk perubahan suhu (termoreseptor), hipotalamus memutuskan respon yang tepat yang harus dimulai untuk mengembalikan suhu tubuh pada level yang semestinya.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Respon disebabkan oleh aksi efektor, yang dirangsang melalui jalur saraf motor (efferent). struktur yang menghasilkan respon biologi adalah efektor. Respon tersebut dapat meliputi aktivasi otot, saraf dan endokrin.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Feedfroward Selain mekanisme feedback, metode fisiologis lain yang terpenting untuk mengendalikan kondisi internal hewan adalah feedforward Untuk mengurangi gangguan fisiologis, hewan menunjukkan perilaku yang mencegah terjadinya gangguan tersebut, jadi feedforward merupakan aktivitas antisipatif. Contohnya, sambil makan biasanya hewan minum juga.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Feedforward Masuknya pakan kedalam meningkatkan osmolaritas isi saluran pencernaan yang dapat menyebabkan hilangnya air dari cairan tubuh (melalui osmosis), mengakibatkan dehidrasi dan kesetimbangan osmotik terganggu. Segera setelah makan atau sambil, umumnya hewan minum air untuk mengurangi gangguan homeostasis cairan tubuh. Perilaku menghindari makanan yang menyebabkan muntah membantu hewan untuk memelihara homeostasis.

Homeostasis Conformer dan Regulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Homeostasis Conformer dan Regulator Jika hewan air dipaparkan dalam lingkungan yang mengalami perubahan (misalnya perubahan salinitas medium, perubahan kandungan oksigen terlarut, perubahan suhu medium, dll.), maka hewan tersebut dapat memberikan respon konformitas atau regulasi. Perubahan lingkungan eksternal dapat menginduksi perubahan internal tubuh hewan sesuai dengan kondisi eksternal.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Conformer Hewan yang memungkinkan kondisi internalnya berubah bilamana menghadapi variasi lingkungan eksternal disebut konformer (conformer). Suhu tubuh ikan akan rendah ketika berada dalam perairan yang dingin dan akan tinggi ketika berada dalam perairan yang hangat. Jadi, tiap sel dalam tubuh ikan tersebut harus mengatasi pengaruh perubahan suhu eksternal.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Osmoconformer Berbagai hewan air tidak dapat memelihara konsentrasi osmotik cairan internal tubuhnya jika salinitas mediumnya berubah-ubah. Bintang laut, Asterias, adalah hewan osmokonformer (osmoconformer) yang cairan internal tubuhnya dengan cepat mencapai kesetimbangan dengan air laut yang mengelilinginya. Hewan ini meningkatkan konsentrasi cairan tubuh jika berada dalam air bersalinitas tinggi dan menurunkan cairan tubuhnya bilamana berada dalam air bersalinitas rendah.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Oxyconformer Cacing Annelida yang bersifat oksikonformer (oxyconformer), yakni hewan yang laju konsumsi oksigennya menyesuaikan dengan ketersediaan O2 terlarut di lingkungan eksternalnya. Jika Annelida berada dalam lingkungan perairan yang kaya akan oksigen, maka konsumsi oksigennya meningkat, sebaliknya jika hewan tersebut berada dalam lingkungan yang kandungan oksigen terlarutnya rendah, konsumsi oksigennya menurun.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Conformer Batas perubahan eksternal bagi hewan konformer dipengaruhi oleh toleransi jaringan tubuhnya terhadap perubahan internal yang disebabkan oleh adanya perubahan lingkungan eksternal.

(a) Conformer (b) Regulator UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN (a) Conformer (b) Regulator lingkungan internal Nilai variabel Garis konformitas Zona stabilitas - homeostasis dipertahankan Nilai variable lingkungan eksternal Hewan konformer (a) menyesuaikan kondisi internal tubuhnya dengan kondisi lingkungan eksternal, sedangkan hewan regulator (b) mempertahankan stabilitas internal meskipun kondisi eksternalnya berubah.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Conformer hubungan antara nilai lingkungan eksternal (misalnya salinitas, kandungan O2 terlarut, dll) dengan nilai internal (garis yang tidak putus-putus) berupa garis lurus dengan kemiringan 1. Bilamana hewan tidak dapat menghasilkan respon fisiologi atau respon lain yang diperlukan untuk mengatasi perubahan eksternal, maka nilai internalnya bergantung dengan nilai eksternalnya, menyerupai “garis konformitas” (garis putus-putus). Garis konformitas

Zona stabilitas dimana homeostasis dipertahankan UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Regulator grafik hubungan antara nilai variable eksternal dengan nilai internal menunjukkan bahwa hewan regulator dapat mempertahankan stabilitas internal dalam kisaran lingkungan eksternal yang luas. Garis konformitas dibuat sebagai pembanding. Pada lingkungan yang ekstrim, hewan regulator tidak dapat meregulasi kondisi internal dan terpaksa menjadi konformer. Lebar zona stabilitas dipengaruhi oleh spesies dan variabel lingkungan yang dihadapinya Zona stabilitas dimana homeostasis dipertahankan

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Regulator Hewan air yang termasuk regulator menggunakan mekanisme perilaku, biokimia maupun fisiologis untuk senantiasa menjaga kondisi internal tubuhnya ketika berada dalam kondisi lingkungan eksternal yang berubah, sehingga senantiasa dalam keadaan homeostasis.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Osmoregulator Hewan yang bersifat osmoregulator memiliki konsentrasi cairan internal tubuh lebih tinggi dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam perairan dengan salinitas rendah, sebaliknya konsentrasi carian tubuhnya lebih rendah dari konsentrasi mediumnya ketika berada dalam salinitas tinggi.

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN Oxyregulator Oksiregulator yang meliputi hampir semua vertebrata senantiasa mempertahankan level konsumsi oksigen walaupun kandungan oksigen terlarut dalam mediumnya mengalami penurunan. Jika kandungan oksigen terlarut di mediumnya menurun terus sampai batas minimumnya, hewan air dapat teraklimasi menjadi conformer. Setelah teraklimasi, maka konsumsi oksigennya menurun manakala kandungan oksigen terlarut di lingkungan eksternalnya rendah.