Mekanisme Pernapasan

    Mekanisme pernapasan meliputi dua proses, yaitu manarik napas atau inspirasi serta mengeluarkan napas atau ekspirasi. Sewaktu menarik napas, otot diafragma berkontraksi, dari posisi melengkung ke atas menjadi lurus. Bersamaan dengan itu, otot-otot tulang rusukpun berkontraksi. Akibat dari berkontraksinya kedua jenis otot tersebut adalah mengembangnya rongga dada sehingga tekanan dalam rongga dada berkurang dan udara masuk.

    Sewaktu mengeluarkan napas, otot diafragma dan otot-otot tulang rusuk melemas. Akibatnya, rongga dada mengecil dan tekanan udara dalam paru-paru naik sehingga udara keluar. Perlu diingat, bahwa udara mengalir dari tempat yang bertekanan besar ke tempat yang bertekanan kecil.

    Berdasarkan organ yang terlibat dalam peristiwa inspirasi dan ekspirasi, pernapasan dibedakan menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut. Sebenarnya, pernapasan dada dan pernapasan perut terjadi secara bersamaan.

1.       Pernapasan Dada

• Inspirasi

Pernapasan dada terjadi karena otot antartulang rusuk berkontraksi sehingga rusuk terangkat dan akbibatnya volume rongga dada membesar. Membesarnya rongga dada ini membuat tekanan dalam  rongga dada mengecil dan paru-paru mengembang. Pada saat paru-paru mengembang, tekanan udara di luar lebih besar daripada di dalam paru-paru, akibatnya udara masuk.

• ·         Ekspirasi

Sebaliknya, saat otot antartulang rusuk berelaksasi, tulang rusuk turun. Akibatnya, volume  rongga dada mengecil sehingga tekanan di dalamnya pun naik. Pada keadaan ini, paru-paru mengempis sehingga udara keluar.

2.       Pernapasan Perut

• ·         Inspirasi

Fase ini terjadi jika otot diafragma berkontraksi, rongga dada akan membesar dan paru-paru mengembang. Akibatnya udara akan masuk ke dalam paru-paru.

•          Ekspirasi

Terjadi saat otot diafragma berelaksasi, diafragma Kembali ke keadaan semula. Saat itu rongga dada akan  menyempit, mendorong paru-paru sehingga mengempis. Selanjutnya udara dari paru-paru akan keluar.

 Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan perbedaan antara pernapasan dada dengan pernapasan perut adalah pada pernapasan dada melibatkan otot antartulang rusuk sedang pada pernapasan perut melibatkan otot diafragma.

 

Pengangkutan Air pada Tumbuhan

    Tumbuhan membutuhkan air dan zat hara demi kelangsungan hidupnya. Air diserap dari tanah kemudian diangkut ke daun. Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya air masuk ke jaringan xylem yang berada di akar. Setelah tiba di xylem akar, air akan bergerak ke xylem batang dan ke xylem daun.

    Tumbuhan tidak memiliki mekanisme pemompaan cairan seperti pada jantung manusia yang dapat menekan air sampai ke dahan tertinggi. Lalu, bagaimana air dapat naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi. Untuk memahami tentang pergerakan air dari akar menuju daun, perhatikan gambar berikut!

Sumber: Buku siswa IPA kelas VIII semester 2
kemendikbud 2017

 Ada tiga faktor yang mempengaruhi sampainya air hingga ke dahan yang tertinggi, yaitu:

1.       Daya tekan akar

    Air diserap melalui akar. Akar memiliki rambut akar yang berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan. Rambut akar terbentuk dari sel epidermis yang menjulur keluar. Penyerapan air oleh rambut akar berlangsung secara osmosis. Prosesnya sebagai berikut:

• Air dan mineral terlarut dalam tanah masuk ke dalam sel rambut akar secara osmosis.
• Setelah rambut akar menyerap air, maka cairan pada sel rambut akar menjadi kurang pekat jika dibandingkan dengan cairan pada sel korteks. Hal ini membuat air dari sel rambut akar dapat mengalir ke dalam sel pada korteks secara osmosis.
• Air kemudian mengalir ke endodermis secara osmosis hingga sampai ke pembuluh kayu (xylem).
• Proses pengangkutan air dari rambut akar menuju ke pembuluh xylem dinamakan pengangkutan ekstravalsikular (pengangkutan di luar pembuluh kayu).
• Proses penyerapan air menyebabkan akar menekan air hingga air masuk ke dalam pembuluh xylem. Dalam pembuluh ini, air diangkut menuju ke batang daun yang letaknya lebih tinggi.

2.       Daya kapilaritas batang

    Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang. Daya kapilaritas batang adalah kemampuan xylem yang memiliki diameter sangat kecil untuk menaikkan permukaan air lebih tinggi dibandingkan dengan di luar pembuluh.

    Daya kapilaritas dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi dalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain yang tidak sejenis. Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi, akan terjadi ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya. Hal ini akan meyebabkan terjadinya Tarik menarik antara molekul air yang satu dengan molekul air yang lainnya di sepanjang pembuluh xylem.

3.       Daya isap daun.

    Selain disebabkan oleh gaya adhesi dan kohesi, naiknya air ke daun disebabkan oleh penggunaan air di bagian daun atau disebut dengan daya isap daun.  Daya isap daun adalah kemampuan daun untuk meyerap air dari jaringan yang ada di bawahnya yaitu batang. Kemampuan ini disebabkan karena tekanan osmosis pada sel daun lebih tinggi daripada sel batang.

    Perbedaan tekanan osmosis pada sel daun  dengan sel batang disebabkan daun selalu mengeluarkan air saat terjadi transpirasi. Transpirasi adalah peristiwa pelesapasan uap air dari daun. Ada beberapa factor yang memengaruhi prose transpirasi yaitu: suhu udara, luas bidang penguapan, kecepatan angin, kelembaban, dan tekanan udara.