Arthropoda PDF

Preview

Summary

ARTHROPODA Diterbitkan Oleh R.A.De.Rozarie (Anggota Ikatan Penerbit Indonesia) Jl. Ikan Lumba-Lumba Nomor 40 Surabaya, 60177 Jawa Timur – Negara Kesatuan Republik Indonesia www.derozarie.co.id – [email protected] Arthropoda © Oktober 2017 Eklektikus: Sonja Verra Tinneke Lumowa Editor: Jantje Ngan...

Description

ARTHROPODA

Diterbitkan Oleh R.A.De.Rozarie (Anggota Ikatan Penerbit Indonesia) Jl. Ikan Lumba-Lumba Nomor 40 Surabaya, 60177 Jawa Timur – Negara Kesatuan Republik Indonesia www.derozarie.co.id – [email protected]

Arthropoda © Oktober 2017 Eklektikus: Sonja Verra Tinneke Lumowa Editor: Jantje Ngangi Master Desain Tata Letak: Krisna Budi Restanto

Angka Standar Buku Internasional: 9786021176221 Perpustakaan Nasional Republik Indonesia Katalog Dalam Terbitan

Sebagian atau seluruh isi buku ini dilarang digunakan atau direproduksi dengan tujuan komersial dalam bentuk apapun tanpa izin tertulis dari R.A.De.Rozarie kecuali dalam hal penukilan untuk keperluan artikel atau karangan ilmiah dengan menyebutkan judul dan penerbit buku ini secara lengkap sebagai sumber referensi. Terima kasih

PENERBIT PERTAMA DENGAN KODE BATANG UNIK

KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis ucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga buku berjudul ”Arthropoda” ini dapat selesai dengan baik dan tepat waktu. Perlu diakui bahwa dalam banyak hal penulisan buku ini menemui berbagai kendala, namun atas dukungan berbagai pihak kendala tersebut dapat diatasi dan oleh karenanya penulis perlu untuk mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan buku ini, suami, anak-anak, teman-teman dosen FKIP UNMUL dan berbagai pihak yang karena keterbatasan yang ada tidak dapat disebutkan satu per satu. Tujuan dari penyusunan buku mengenai Arthropoda ini adalah tentu untuk mempermudah pembaca yang ingin memperdalam wawasan mengenai Arthropoda sebagai salah satu filum yang paling sukses, dalam hal ini tentu materi yang akan dibahas adalah mengenai klasifikasi dan karakteristik Arthropoda serta mengapa dan bagaimana Arthropoda dapat menjadi filum yang begitu sukses. Buku ini disusun berdasarkan kurikulum yang ada diperguruan tinggi sehingga secara khusus ditujukan untuk mahasiswa yang berada di jurusan MIPA, terutama mahasiswa Biologi dan Pendidikan Biologi. Namun, secara umum buku ini dapat pula dijadikan acuan bagai kalangan pelajar atau umum yang tertarik dengan topik yang dibahas dalam buku ini. Buku ini terdiri dari 14 BAB, dimana BAB I menjelaskan hal-hal yang umum pada Arthropoda, BAB II mengenai evolusi yang dilalui Arhropoda, BAB III mengenai mengapa dan bagaimana Arthropoda menjadi filum yang sukses di bumi, BAB IV menjelaskan mengenai rancangan tubuh arthropoda yang dibahas lebih dalam, dimana secara ringkas hal ini juga terdapat pada BAB I, BAB V membahas mengenai subfilum Trilobita, dimana pada BAB VI dijelaskan kelompok paling mendominasi dari Trilobita, yaitu Agnostoid, pada BAB VII dibahas mengenai Chelicerate, dimana pada BAB VIII dijelaskan mengenai kelompok paling mendominasi dari Chelicerate, yaitu Arachnida, pada BAB IX dibahas mengenai Crustacea, dimana pada BAB X dibahas mengenai Malacostraca sebagai kelompok yang paling mendominasi dari crustacea, pada BAB XI dibahas mengenai Uniramia, dimana pada BAB XII dijelaskan mengenai kelompok yang paling mendominasi dari Uniramia, yaitu Insekta, kemudian pada dua BAB terakhir dibahas mengenai Arthropoda sebagai vector penyakit, yaitu pada BAB XIII dan pada BAB XIV dibahas mengenai Arthroposa sebagai OPT (Organisme Pengganggu Tanaman). Dalam rangka memahami dunia, manusia berusaha sedemikian rupa untuk mengembangkan ilmu pengetahuan. Dalam beberapa kurun waktu terakhir ini, salah satu ilmu pengetahuan yang mengalami perkembangan yang sangat pesat adalah Biologi, yang sepintas pun dapat diketahui bahwa Biologi ini adalah ilmu yang mempelajari makhluk hidup, namun, sejujurnya bukan hanya sebatas i

mahkluk hidup, perkembangannya kini juga mengarah pada lingkungan yang ada disekitar makhluk hidup. Hingga saat ini, makhluk hidup merujuk pada tiga, yaitu manusia, hewan dan tumbuhan. Tidak seperti kelihatannya, ”Biologi” yang sederhana dan hanya merujuk pada tiga hal utama, manusia, hewan dan tumbuhan, ternyata dari hari-kehari merupakan wawasan keilmuan yang begitu luas dan lagi pesat perkembangannya, tentunya diketahui bahwa pada saat ini Biologi tidak hanya tentang manusia, hewan dan tumbuhan, tapi ternyata juga terdapat mahkluk-makhluk mikroskopis yang menjadi objek kajiannya. Keluasan objek kajian inilah yang mau tidak mau membuat para ilmuan yang jika ingin memahami suatu objek kajian Biologi secara mendalam perlu mendalaminya secara terfokus sehingga jadilah Biologi dibagi kedalam berbagai cabang ilmu, seperti misalnya Zoologi. Zoologi adalah cabang biologi yang mempelajari struktur, fungsi, perilaku, serta evolusi hewan. Ilmu ini antara lain meliputi anatomi perbandingan, psikologi hewan, biologi molekular, etologi, ekologi perilaku, biologi evolusioner, taksonomi, dan paleontologi. Kajian ilmiah zoologi dimulai sejak sekitar abad ke16. Manusia telah terpesona oleh anggota lain dari kerajaan hewan sepanjang sejarah. Awalnya, di bumi Eropa, mereka berkumpul dan katalog deskripsi hewan aneh dari tanah jauh atau laut dalam, seperti dicatat dalam Physiologus dalam karya Albertus Magnus. Karyanya sebagian besar didasarkan pada tulisan-tulisan Aristoteles (384-322 SM). Magnus ‘De animalibus libri XXVI bukan hanya edisi yang berkomentar tentang sejarah alam, tetapi tetap salah satu studi yang paling luas pengamatannya terhadap zoologi yang diterbitkan sebelum zaman modern. Ditemukan pada perkembangan ilmu di Arab dan Cina . Sarjana Al-Jahizz (781868) menulis Kitab Hewan. Dua penulis besar Cina di bidang ini adalah Su Song (1020-1101) dan Shen Kuo (1031-1095) masa Dinasti Song, namun ada banyak lainnya. Pada zaman Romawi, penulis utama tentang sejarah alam adalah Pliny the Elder. Zoologi ilmiah benar-benar dimulai pada abad ke 16 dengan kebangkitan semangat baru observasi dan eksplorasi, tetapi untuk waktu yang lama berlari kursus terpisah tidak dipengaruhi oleh kemajuan penelitian medis anatomi dan fisiologi. Semangat penyelidikan yang sekarang untuk pertama kalinya menjadi umum menunjukkan diri di sekolah-sekolah anatomi universitas Di Italia abad ke-16 dan lima puluh tahun kemudian menyebar ke Universitas Oxford yang pertama didirikan untuk menghidupkan akademi Eropa, Akademisi Naturae Curiosorum (1651) membatasi diri dengan deskripsi dan ilustrasi struktur tanaman dan hewan, sebelas tahun kemudian, Royal Society of London didirikan oleh piagam kerajaan. Tak lama kemudian kemudian Akademi Ilmu Pengetahuan Paris didirikan oleh Louis XIV. Kolektor dan systematisers jatuh tempo pada paruh kedua abad ke-18, Linnaeus, ahli anatomi lainnya seperti John Hunter juga mulai ii

bekerja untuk memeriksa anatomi kerajaan hewan keseluruhan dan untuk mengtaksonomikan anggotanya dengan bantuan dari hasil studi yang cermat. Leeuwenhoek, seorang naturalis asal Belanda, memperkenalkan revolusi lain dengan adanya konstruksi tentang mikroskop yang pertama. Tidak sampai abad ke-19 mikroskop diperbaiki dan diselesaikan untuk mendalami zoologi apa yang dianggap sebagai layanan yang paling penting. Menyempurnakan mikroskop mengarah ke peningkatan pemahaman struktur sel dan pembentukan Teori Sel: Bahwa semua organisme baik uniseluler ataupun multiseluler dibangun oleh sel. Semua organisme memulai keberadaan mereka sebagai satu sel, yang kemudian ada yang berkembang menjadi banyak sel dan bahwa kehidupan organisme multiseluler adalah jumlah kegiatan sel-sel yang terdiri dan bahwa proses kehidupan harus dipelajari dalam dan penjelasan yang diperoleh dari pemahaman tentang kimia dan perubahan fisik yang masuk di dalam setiap materi hidup sel individu atau protoplasma. Kontribusi individu seperti William Harvey (sirkulasi darah), Carolus Linnaeus (sistem tata nama), Georges Buffon (sejarah alam), Georges Cuvier (anatomi perbandingan), dan Claude Bernard (homeostasis) sangat memajukan Zoologi. Charles Darwin, karyanya “On the Origin of Species”, diterbitkan pada 24 November 1859, adalah sebuah karya sastra ilmiah, dianggap sebagai dasar dari biologi evolusioner. Kemudian, dalam perkembangannya, tidaklah juga mudah untuk memahami Zoologi karena objek kajian yang masih sangat luas, oleh karena itulah kemudian Zoologi terbagi lagi menjadi Zoologi Invertebrata dan Zoologi Vertebrata. Zoologi Invertebrata adalah ilmu yang mempelajari dan mengkaji mengenai hewan-hewan yang masuk dalam anggota kelompok hewan tidak bertulang belakang, sementara Zoologi Vertebrata adalah ilmu yang mempelajari dan mengkaji mengenai hewan-hewan yang masuk dalam anggota kelompok hewan yang bertulang belakang. Dalam hal ini, buku ini berusaha untuk menyampaikan informasi yang lebih dalam dari salah satu anggota kerajaan hewan yang paling sukses, filum Arthropoda, sebagai bagian dari upaya memetakan Zoologi Invertebrata pada topik-topik yang dibahas lebih rinci dan fokus, mengingat luasnya kajian dari Zoologi Invertebrata. Pada akhirnya, ilmu terus dinamis berkembang dan penulis menydari benar bahwa hal-hal yang disampaikan dalam buku ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karenanya penulis terbuka terhadap berbagai kritik dan saran dari pembaca sekalian demi terwujudnya wawasan keilmuan yang lebih baik untuk kedepannya. Samarinda, Oktober 2017

Penulis iii

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR BAB I MENGENAL FILUM ARTHROPODA A. Pendahuluan B. Karakteristik Arthropoda Secara Umum C. Klasifikasi Arthropoda D. Cara Hidup dan Habitat Arthropoda E. Peranan Arthropoda Bagi Manusia dan Lingkungan BAB II EVOLUSI ARTHROPODA A. Pendahuluan B. Jejak Rekam Fosil Arthropoda, Arthropoda Pertama dan Trilobita C. Arthropoda dan Evolusi D. Evolusi Eksoskleton pada Arthropoda BAB III ARTHROPODA, FILUM TERSUKSES DI BUMI A. Pendahuluan B. Arthropoda sebagai Salah Satu Filum Paling Sukses di Planet Bumi C. Kelimpahan dan Keberagaman Arthropoda BAB IV RANCANGAN TUBUH ARTHROPODA A. Pendahuluan B. Struktur Umum Tubuh Arthropoda C. Alat Mulut Arthropoda D. Komponen Mata pada Arthropoda E. Eksoskeleton pada Arthropoda F. Segmentasi pada Arthropoda G. Molting pada Arthropoda H. Respirasi pada Arthropoda I. Ekskresi pada Arthropoda J. Sistem Syaraf pada Arthropoda K. Sistem Sirkulasi pada Arthropoda BAB V SUBFILUM TRILOBITA A. Pendahuluan B. Anatomi Trilobita C. Klasifikasi Trilobita D. Makroevolusi Trilobita E. Relung Ekologi Trilobita BAB VI AGNOSTOID (TRILOBITA) A. Pendahuluan B. Karakteristik Agnostoid iv

1 1 3 12 17 18 23 23 24 27 32 36 36 37 41 45 45 46 47 52 58 60 61 62 66 67 69 72 72 77 83 86 89 90 90 91

C. Spesifikasi dan Kompetisi Agnostoid D. Segregasi Spasial dari Agnostoid E. Segregasi Non-Spasial dari Agnostoid BAB VII SUBFILUM CHELICERATE A. Pendahuluan B. Karakteristik Chelicerate C. Klasifikasi Chelicerate BAB VIII ARACHNIDA (CHELICERATE) A. Pendahuluan B. Karakteristik Arachnida C. Klasifikasi Arachnida BAB IX SUBFILUM CRUSTACEA A. Pendahuluan B. Karakteristik Crustacea C. Klasifikasi Crustacea BAB X MALACOSTRACA (CRUSTACEA) A. Pendahuluan B. Karakteristik Malacostraca C. Evolusi dan Paleontologi dari Malacostraca D. Klasifikasi Malacostraca BAB XI SUBFILUM UNIRAMIA A. Pendahuluan B. Karakteristik Uniramia C. Klasifikasi Uniramia BAB XII INSEKTA (UNIRAMIA) A. Pendahuluan B. Karakteristik Insekta C. Klasifikasi Insekta D. Siklus Hidup Insekta E. Peranan Insekta BAB XIII ARTHROPODA SEBAGAI VEKTOR PENYAKIT A. Pendahuluan B. Jenis-jenis Vektor Penyakit C. Peran Vektor Penyakit D. Contoh Penyakit yang Ditularkan Arthropoda E. Pengendalian Vektor Penyakit

v

91 92 96 99 99 101 102 118 118 120 127 137 137 138 138 152 152 154 158 159 163 163 164 164 171 171 173 210 220 221 226 226 227 228 230 239

BAB XIV ARTHROPODA SEBAGAI ORGANISME PENGGANGGU TANAMAN (OPT) A. Pendahuluan B. Arthropoda sebagai Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) C. Pengendalian Arthropoda sebagai OPT GLOSARIUM DAFTAR PUSTAKA

vi

241 241 242 249 254 259

BAB I MENGENAL FILUM ARTHROPODA A. Pendahuluan Arthropoda merupakan filum besar yang anggotanya meliputi 4/5 dari jumlah hewan yang ada. Nama “arthropoda” berasal dari dua kata Yunani, arthros, “bersendi,” dan Podes, “kaki”. Semua arthropoda memiliki pelengkap berupa sendi. Jumlah pelengkap ini berkurang dalam anggota yang lebih maju, pelengkap individu mungkin dimodifikasi menjadi antena, mulut dari berbagai jenis, atau kaki.Tubuh bersegmen, mempunyai kulit keras terbuat dari zat kitin yang berfungsi sebagai eksoskelet. Kulit akan mengalami pengelupasan (eksdisis) dalam interval waktu tertentu, bernafas dengan insang atau trakea. Hidup pada habitat aquatik dan terrestrial. Filum Arthropoda terdiri dari sepuluh kelas, lima kelas di antaranya merupakan kelas utama yang peranannya besar bagi kehidupan manusia yaitu: Crustacea, Diplopoda, Chilopoda, Insecta, dan Arachnida, sedangkan lima kelas lainnya yaitu Trilobita, Merostoma, Pyenogonida, Pauropoda, dan Symphyla merupakan kelas yang kurang penting dalam kehidupan manusia. Di antara kelas Crustacea, Diplopoda, Chilopoda, Insecta, dan Arachnida, hanya kelas Crustacea yang habitatnya aquatik, sedangkan empat kelas lainnya pada umumnya merupakan organisme terestrial terutama di habitat khusus dalam ekosistem perkebunan (Brotowidjoyo, 1990). Bila dibandingkan dengan banyaknya jenis hewan di dunia ini, ternyata filum Arthropoda menduduki urutan nomor satu diantara jenis-jenis hewan lain. Dari filum Arthropoda ini, kelas Insecta atau serangga merupakan jenis yang terbesar (sekitar satu juta spesies). Hal ini disebabkan oleh daya tahan tubuhnya yang baik, cepatnya menyesuaikan diri dengan lingkungannya dan penyebaran yang sangat luas yaitu mulai dari daerah tropis hingga daerah kutub. Serangga merupakan kelompok hewan yang dominan di muka bumi dengan jumlah spesies hampir 80 persen dari jumlah total hewan di bumi. Dari 751.000 spesies golongan serangga, sekitar 250.000 spesies terdapat di Indonesia. Serangga di bidang pertanian beberapa di antaranya berperan sebagai hama dan yang lain bersifat predator, parasitoid, atau musuh alami. Sebanyak 413.000 spesies telah berhasil diidentifikasi. Jumlah spesies yang sangat banyak ini merupakan bukti bahwa serangga berhasil dalam mempertahankan keberlangsungan hidupnya pada habitat yang bervariasi, kapasitas reproduksi yang tinggi, kemampuan memakan jenis makanan yang berbeda, dan kemampuan menyelamatkan diri dari musuhnya (Siregar, 2000).

1

Arthropoda adalah kelompok hewan tertua yang muncul pada masa Prakambrium, lebih dari 600 juta tahun yang lalu. Memiliki ukuran beragam mulai dari yang makroskopis hingga mikroskopois, semua arthropoda berbagi warisan bersama tubuh tersegmentasi dan pelengkap berupa sendi, kombinasi yang kuat untuk menghasilkan suatu proses evolusi. Arthropoda adalah yang paling beragam dari semua filum hewan, dengan lebih banyak spesies dari semua hewan lain filum gabungan, kebanyakan darinya adalah serangga.

Gambar 1. Diagram Kesuksesan Kelompok Arthropoda (Sumber: www.mhhe.com, 2016)

Secara taksonomis yang menjadi banyak acuan adalah bahwa ada hubungan yang erat antara annelida dan arthropoda, dua filum memiliki segmentasi yang besar. Cacing beludru (filum Onychophora), diketahui dari Burgess shale (merupakan fosil yang disebut Hallucigenia) dan banyak lainnya awal deposito Cambrian, annelida dan arthropoda memiliki banyak fitur yang sama. Beberapa studi molekuler baru-baru ini telah mendukung hubungan erat antara annelida dan arthropoda.

2

B. Karakteristik Arthropoda Secara Umum Berikut ini adalah karakteristik arthropoda secara umum: 1. Tubuh bilateral simetris dan tersegmentasi yaitu segmen biasanya kelompok dalam dua atau tiga daerah yang agak berbeda. 2. Secara eksternal tubuh ditutupi dengan tebal, chitinous, tangguh dan tak hidup kutikula. 3. segmen tubuh beruang dipasangkan tersegmentasi, pelengkap lateral yang dan bersendi dari mana filum mendapat nama kakinya Arthropoda yaitu bersendi, yang berbagai dimodifikasi sebagai rahang, kaki. 4. Hati adalah dorsal ke saluran pencernaan dengan bukaan lateral pada daerah perut dan saraf kabel ventral ke saluran pencernaan terdiri dari ganglion anterior atau otak. 5. Sistem peredaran darah terbuka, di mana satu-satunya pembuluh darah biasanya menjadi struktur tubular. 6. Tubuh menjadi haemocoel diisi dengan hemolimf atau darah. 7. Respirasi baik melalui permukaan tubuh atau insang dalam bentuk air dan trakea dan spirakel dalam bentuk terestrial. 8. Ekskresi berlangsung dengan cara tubulus Malphigi yang kosong ke pencernaan yang kanal, bahan diekskresikan lewat ke luar dengan cara anus. 9. Jenis kelamin hampir selalu terpisah 10. Sebuah saluran pencernaan tubular dengan mulut anterior dan anus posterior selalu hadir.

Gambar 2. Karakteristik Arthropoda (Sumber: www.mhhe.com, 2016)

3

Arthropoda memiliki dua inovasi utama pada tubuhnya, kerangka eksternal yang kaku, atau exoskeleton, terbuat dari kitin dan protein. Pada hewan apapun, fungsi kerangka untuk menyediakan tempat untuk lampiran otot. Pada arthropoda, otot-otot melampirkan ke pedalaman permukaan exoskeleton keras mereka, yang juga melindungi hewan dari predator dan menghambat kehilangan air. kitin adalah zat kimia mirip dengan selulosa, struktural yang dominan pada komponen tanaman. Tubuh arthropoda tersegmentasi seperti Annelida, sebuah divisi untuk yang setidaknya beberapa arthropoda jelas terkait. Anggota dari beberapa kelas arthropoda memiliki banyak segmen tubuh. Di lain pihak, segmen telah menjadi menyatu bersama-sama ke dalam kelompok fungsional, atau tagmata (tunggal, tagma), seperti sebagai kepala dan perekatan dada serangga. Proses, yang dikenal sebagai tagmatisasi, adalah sangat penting dalam evolusi arthropoda. Dalam kebanyakan arthropoda, segmen asli dapat dibedakan selama perkembangan larva. Semua arthropoda memiliki kepala yang berbeda, kadangkadang menyatu dengan dada untuk membentuk tagma disebut cephalothorax. Berikut akan dijelaskan mengenai berbagai sistem yang ada pada tubuh arthropoda: 1. Exoskeleton Tubuh semua arthropoda ditanggung oleh exoskeleton, atau kutikula, yang berisi kitin yang meliputi bagian luar yang keras ini, dikompensasi dengan kerja otot, disekresikan oleh epidermis dan menyatu. Exoskeleton masih cukup fleksibel pada titik-titik tertentu, yang memungkinkan exoskeleton untuk membungkuk dan pelengkap untuk bergerak. exoskeleton melindungi arthropoda dari kehilangan air dan membantu melindungi mereka dari predator, parasit, dan cedera. Molting. arthropoda secara berkala menjalani ekdisis, atau molting, penumpahan lapisan kutikula luar. Proses ini dikendalikan oleh hormon. Cairan ini melarutkan kitin dan protein dan, jika hadir, kalsium karbonat, dari yang lama. Volume meningkat sampai, akhirnya, celah-celah exoskeleton asli terbuka, biasanya di sepanjang kembali, dan ditumpahkan. arthropoda yang muncul, berpakaian dalam baru, pucat, dan exoskeleton masih agak lembut. arthropoda yang kemudian akhirnya berkembang ke ukuran penuh. Sirkulasi darah ke seluruh bagian tubuh membantu mereka dalam ekspansi ini, dan banyak serangga dan laba-laba mengambil di udara untuk membantu memperluas exoskeleto yang kemudian mengeras. Sementara exoskeleton yang lembut begitu rentan. Pada tahap ini, arthropoda sering bersembunyi di bawah batu, daun, atau cabang. 2. Komponen Mata Struktur lain yang penting di banyak arthropoda adalah mata majemuk, mata majemuk terdiri dari banyak unit visual yang independen, sering ribuan dari mata majemuk ini yang disebut ommatidia. Setiap ommatidium ditutupi dengan lensa dan terkait dengan kompleks delapan sel retinular dan peka cahaya pusat 4

inti, atau rhabdom. Senyawa mata antara serangga terdiri dari dua jenis utama: mata aposisi dan mata superposisi. Mata aposisi ditemukan pada lebah, kupu-kupu dan serangga lain yang aktif di siang hari. Setiap ommatidium bertindak dalam isolasi, dikelilingi oleh tirai dari sel pigmen yang menghalangi lewatnya cahaya dari satu ke yang lain. Mata superposisi, seperti yang ditemukan pada ngengat dan serangga lain yang aktif di malam hari, yang dirancang untuk memaksimalkan jumlah cahaya yang masuk ke setiap ommatidium. Pada malam hari, pigmen dalam selsel pigmen terkonsentrasi di bagian atas sel-sel sehingga cahaya pada tingkat yang minim dapat diterima oleh banyak ommatidia yang berbeda....