Sistem Gerak Manusia, hewan dan tumbuhan

Sistem Rangka, Sendi, dan Otot

1. Sistem Gerak Manusia (Rangka)

Rangka adalah organ yang dapat menopang makhluk hidup dan dapat membantu makhluk hidup untuk bergerak. Rangka ada 2 yaitu rangka eksternal dan rangka internal. Manusia memiliki rangka internal, hewan ada yang memiliki rangka internal dan ada pula yang memiliki rangka eksternal.

Rangka pada manusia berfungsi untuk : melindungi organ dalam tubuh, sistem alat gerak, tempat melekatnya otot dan memberi bentuk tubuh serta menopang tubuh. Berikut ini gambar rangka manusia :

Struktur tulang terdiri dari lekukan, tonjolan titik – titik kasar pada bagian ujungnya dan lubang. Lekukan dan tonjolan berfungsi sebagai tempat melekatnya otot, lubang berfungsi sebagai keluar masuknya pembuluh darah dan saraf.

Bagian – bagian tulang yaitu :

Periosteum adalah membran yang menempel kuat pada tulang, berfungsi untuk pertumbuhan dan perbaikan tulang. Didalam periosteum terdapat pembuluh darah yang berfungsi membawa makanan kedalam tulang.

Tulang kompak atau tulang keras adalah lapisan tulang yang keras dan kuat, mengandung sel – sel tulang, pembuluh darah, serabut elastis, zat kapur dan fosfor. Zat kapur dan fosfor untuk mempertahankan tulang agar tetap keras, serabut elastis untuk menjaga tulang agar tetap kuat.

Tulang spons terdapat pada ujung tulang dan tidak sekuat tulang kompak. Didalam tulang spons terdapat jaringan berlemak yang disebut dengan sumsum. Sumsum merah berada pada ujung tulang spons, sumsum kuning berada di tengah – tengah tulang spons. Sumsum merah ini berfungsi untuk menghasilkan sel darah merah.

Pada ujung tulang spons ditutupi oleh tulang rawan (kartilago). Kartilago ini berupa lapisan yang tebal, lunak, lentur, dan tersusun atas sel – sel yang dikelilingi matriks protein. Selain itu, kartilago terdapat di ujung tulang rusuk, dinding saluran pernapasan, hidung dan telinga.

Bentuk tulang manusia ada 4 yaitu : tulang panjang misalnya tulang lengan (humerus), tulang pipih misalnya tulang dada (sternum), tulang pendek misalnya tulang ruas jari (falang) dan tulang tidak beraturan misalnya tulang belakang (vertebra).

Proses pengubahan tulang rawan menjadi tulang keras dinamakan penulangan (Osifikasi). Tulang rawan berisi osteoblas (sel – sel pembentuk tulang), kemudian osteoblas akan membentuk osteosit (sel – sel tulang). Proses osifikasi dimulai dari bagian tengah tulang rawan kemudian meluas ke segala arah sesuai pertumbuhan tulang.

Proses osifikasi

Selain mengalami osifikasi, tulang juga mengalami penggabungan (fusi). Ketika baru lahir, jumlah tulang manusia ada 270 tulang. Namun, setelah mengalami penggabungan maka ketika dewasa jumlah tulang manusia menjadi 206 tulang.

2. Sendi

Sendi adalah tempat bertemunya 2 tulang atau lebih. Dengan adanya sendi, hubungan antartulang dapat digerakkan. Sendi dibagi menjadi 3 yaitu : Sinartrosis, Amfiartrosis dan Diartrosis.

Sinartrosis adalah sendi yang tidak dapat digerakkan, contohnya sendi pada tulang tengkorak. Amfiartrosis adalah sendi yang dapat digerakkan namun terbatas, contohnya sendi antar ruas tulang belakang. Diartrosis adalah sendi yang dapat digerakkan secara bebas. Diartrosis dibagi menjadi 5 yaitu : sendi peluru, pelana, putar, engsel dan geser.

Sendi peluru adalah sendi yang berbentuk seperti peluru. Sendi peluru dapat bergerak ke segala arah. Contohnya sendi antar tulang lengan atas dengan tulang belikat, sendi antara tulang paha dengan tulang pinggul.

Berikut gambar sendi peluru

Sendi engsel adalah sendi yang dapat digerakkan ke 2 arah yaitu depan dan belakang atau kiri dan kanan. Sendi engsel bentuknya seperti engsel pintu. Contohnya pada siku dan lutut.

Berikut gambar sendi engsel

Sendi putar yaitu sendi yang salah satu tulangnya dapat berputar pada tulang yang lain sebagai porosnya. Contohnya pada tulang leher dengan tengkorak.

Berikut gambar sendi putar

Sendi pelana yaitu pertemuan 2 tulang seperti pelana. Contohnya sendi pada pergelangan tangan dengan telapak tangan.

Sendi geser yaitu sendi yang menghubungkan 2 tulang yang memiliki permukaan datar. Prinsip kerjanya yaitu tulang yang satu bergeser diatas tulang yang lain. Contohnya pada tulang pergelangan tangan, pergelangan kaki, dan antar tulang belakang.

Berikut gambar sendi geser

3. Otot

Otot adalah penggerak bagian – bagian tubuh, otot disebut juga alat gerak aktif. Otot mengisi 35 – 40 % massa tubuh manusia. Otot dapat berkontraksi dan relaksasi. Contohnya yaitu ketika mengangkat tangan.

Ketika mengangkat tangan, maka otot bisep akan berkontraksi dan otot trisep akan relaksasi. Ketika tangan direntangkan, maka otot bisep akan relaksasi dan otot trisep akan berkontraksi. Lebih jelasnya, lihat gambar berikut.

Prinsip kerja otot ada 3 yaitu : 1). berlawanan seperti otot bisep dan trisep, 2).  bisa kita sadari (volunteer) seperti otot rangka 3). Tidak bisa disadari (involunteer) seperti otot polos dan otot jantung.

Otot rangka adalah otot yang paling banyak terdapat didalam tubuh. Ciri – cirinya : melekat pada tulang, sel – sel ototnya bergaris – garis melintang (otot lurik), cara kerjanya volunteer, cepat kontraksi dan cepat lelah.

Otot rangka melekat pada tulang dengan perantara tendon. Tendon adalah pita tebal, berserabut, dan liat. Contoh penggunaan otot rangka yaitu ketika kita berjalan, berlari, dan beraktivitas lain dibawah kesadaran kita.

Otot polos terdapat pada dinding lambung, usus halus, rahim, dan organ dalam lainnya. Ciri – cirinya : berbentuk gelendong dan memiliki inti pada tiap selnya, bersifat involunteer, berkontraksi dan relaksasi secara lambat dan tidak mudah lelah.

Otot jantung hanya terdapat di jantung. Ciri – cirinya : seperti otot lurik tetapi bergelendong, bersifat involunteer, inti sel berada di tengah, berkontraksi secara cepat dan berirama.

4. Kelainan sistem gerak manusia

Kelainan pada sistem gerak yaitu Riketsia, Osteoporosis, Artritis, Fraktura, Kifosis, Lordosis dan Skoliosis. Riketsia yaitu kekurangan vitamin D, sehingga menyebabkan kaki tumbuh membengkok. Umumnya terjadi pada anak – anak.

Osteoporosis yaitu kekurangan kalsium, sehingga tulang menjadi rapuh dan mudah patah. Terjadi pada orang dewasa dan orang tua. Artritis yaitu sendi tulang rusak dan tidak dapat digerakkan. Fraktura atau patah tulang terjadi ketika terbentur benda keras atau jatuh dari ketinggian.

Fraktura ada 4 jenis yaitu :

Kifosis, lordosis dan skoliosis merupakan kelainan pada tulang belakang. Kifosis adalah tulang belakang terlalu melengkung kedepan (bungkuk), lordosis adalah tulang belakang terlalu melengkung ke belakang dan skoliosis adalah tulang belakang terlalu melengkung ke samping.

Sistem Gerak pada Hewan dan Tumbuhan

1. Sistem Gerak pada Hewan

Air memiliki kerapatan yang besar, sehingga hewan di air lebih sulit untuk bergerak. Air memiliki gaya angkat yang besar dan massa jenis hewan air lebih kecil dari lingkungannya. Hal ini menyebabkan hewan air mengeluarkan sedikit energi karena dibantu oleh gaya angkat air.

Bentuk tubuh yang dimiliki hewan air yaitu terpedo (streamline). Hal ini memungkinkan untuk meliuk dari sisi ke sisi dan mengurangi hambatan ketika bergerak. Tubuh ikan dilengkapi otot dan tulang belakang untuk mendorong ikan melaju ke depan.

Ikan memiliki sirip untuk menjaga keseimbangan. Untuk mengatur gerak naik turun, ikan memiliki gelembung renang yang dapat mengeluarkan gas seperti oksigen.

Gerak hewan di udara dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Sehingga, tubuh hewan udara memiliki gaya angkat yang besar untuk mengimbangi gaya gravitasi.  Sayap burung terdiri atas kerangka dan otot yang kuat dan ringan. Sayap burung memiliki bentuk airfoil yaitu bentuk melengkung yang dapat mempercepat udara bagian atas mengalir daripada udara bagian bawah.

Ketika sayap burung dikepakkan ke belakang, sayap memberi aksi pada udara dibawah sayap, dan udara memberi gaya reaksi agar mengalir kebawah dan mendorong kedepan. Sehingga, burung dapat terangkat keatas dan melaju kedepan. Hal ini sesuai dengan Hukum III Newton.

Hewan darat memiliki otot dan tulang yang kuat. Hal ini untuk mengatasi inersia dan untuk menjaga gaya pegas (elastisitas). Contohnya, gajah dan kerbau memiliki massa tubuh yang besar, sehingga membutuhkan gaya yang besar untuk melawan inersia. Namun, perbedaan otot dan tulang pada gajah dan kerbau membuat gajah lebih lincah daripada kerbau.

3. Sistem Gerak pada Tumbuhan

Gerak pada tumbuhana ada 3 yaitu : gerak Endonom, Higroskopis dan Eksionom. Gerak endonom adalah gerak yang terjadi dari dalam sel tubuh tumbuhan. Contohnya, gerak kloroplas pada daun hidrilla (Hydrilla verticillata).

Apabila di lihat dengan mikroskop, sel daun hidrilla berbentuk seperti tembok dan berair yang disebut sitoplasma. Ditengah sitoplasma terdapat bulat – bulat berwarna hijau yang disebut kloroplas. Kloroplas inilah yang bergerak mengelilingi sel dan disebut siklosis. Berikut gambar sel daun hidrilla

Keterangan : a = daun hidrilla, b = sel daun hidrilla dibawah mikroskop

Gerak Higroskopis adalah gerak karena adanya perubahan kadar air dalam sel secara tidak merata. Contohnya membukanya buah polong – polongan seperti kedelai (Glycine max) dan membukanya dinding sporangium pada tumbuhan paku.

Ketika kedelai sudah tua, terjadi penurunan kadar air dalam sel yang tidak merata sehingga membuat kedelai mengkerut. Karena semakin mengkerut, membuat kulitnya membuka.

Gerak eksionom adalah gerak karena adanya rangsangan dari lingkungan. Gerak eksionom dibagi menjadi 3 yaitu : tropisme, taksis dan nasti.

Gerak tropisme adalah gerak yang dipengaruhi oleh arah datangnya rangsang dari luar. Gerak tumbuhan yang mendekati arah datangnya rangsang dinamakan tropisme positif, sedangkan yang menjauhi datangnya rangsang dinamakan tropisme negatif.

Gerak tropisme ada 4 yaitu Fototropisme/Heliotropisme, Hidrotropisme, Tigmotropisme dan Kemotropisme. Fototropisme adalah gerak tropisme yang dipengaruhi oleh cahaya. Gerak tumbuhan yang mendekati cahaya disebut fototropisme positif, sedang yang menjauhi cahaya disebut fototropisme negatif.

Geotropisme adalah gerak tumbuhan karena pengaruh gravitasi bumi. Contohnya, pada tumbuhan jagung. Akar jagung bergerak menuju ke pusat bumi (disebut geotropisme positif) sedangkan batang jagung bergerak menjauhi pusat bumi (disebut geotropisme negatif).

Hidrotropisme adalah gerak tumbuhan mendekati sumber air. Contohnya, akar kaktus yang bergerak mendekati sumber air ketika musim kemarau.

Tigmotropisme adalah gerak merambatnya sulur pada arah rambatannya. Contohnya, sulur kacang panjang, labu siam, mentimun, dan sebagainya.

Kemotropisme adalah gerak tropisme yang dipengaruhi oleh zat kimia. Contohnya, proses penyerbukan pada tumbuhan. Penyerbukan diawali dengan menempelnya serbuk sari pada kepala putik. Kemudian serbuk sari berkecambah dan membentuk buluh serbuk. Selanjutnya buluh serbuk membawa gamet jantan (spermatozoa) menuju gamet betina (sel telur).

Pergerakan buluh serbuk tersebut dipengaruhi oleh zat gula (zat kimia) yang dikeluarkan oleh bakal buah. Proses penyerbukan terjadi seperti gambar berikut.

Gerak taksis adalah gerak pindah tempat seluruh bagian tempat yang arahnya dipengaruhi sumber rangsangan. Contohnya, organisme uniseluler yaitu Euglena viridis yang merupakan protista mirip tumbuhan.

Euglena dapat bergerak pindah tempat karena memiliki flagelata dan reseptor cahaya. Karena membutuhkan cahaya, euglena akan bergerak kearah datangnya cahaya dan pergerakannya disebut fototaksis.

Gerak nasti adalah gerak tumbuhan yang tidak dipengaruhi oleh arah datangnya cahaya. Gerak nasti ada 4 yaitu :

1). Seismonasti : gerak yang dipengaruhi oleh getaran atau sentuhan. Contohnya, menutupnya daun putri malu (Mimosa pudica) ketika disentuh.

2). Niktinasti : gerak yang dipengaruhi oleh kondisi siang dan malam. Contohnya, daun bunga merak (Caesalpinia pulcherrima) menutup ketika malam dan membuka ketika siang hari.

3). Fotonasti : gerak yang dipengaruhi karena adanya cahaya sore. Contohnya, bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) mekar ketika jam 4 sore.

4). Termonasti : gerak yang dipengaruhi karena adanya suhu hangat. Contohnya, mekarnya bunga tulip di musim semi karena musim semi suhunya hangat.