Serangga & artropoda
Hewan berkaki beruas: serangga, laba-laba, udang, dan lipan, beserta metamorfosisnya.
Jenjang yang disarankan: SD, SMP, SMA, kuliah.
Penjelasan untuk SD
Kupu-kupu, semut, belalang, dan nyamuk adalah serangga. Semua serangga punya ciri yang sama:
- Tubuhnya terbagi tiga: kepala, dada, dan perut.
- Kakinya enam (tiga pasang), menempel di bagian dada.
- Punya sepasang antena untuk meraba dan mencium.
- Banyak serangga punya sayap.
Laba-laba bukan serangga karena kakinya delapan dan tubuhnya hanya terbagi dua. Kepiting, udang, lipan, dan kaki seribu juga bukan serangga, tetapi mereka masih satu keluarga besar dengan serangga, yaitu hewan berkaki beruas (artropoda). Tubuh mereka dilindungi kulit luar yang keras.
Banyak serangga berubah bentuk saat tumbuh (metamorfosis). Kupu-kupu berawal dari telur, lalu menjadi ulat, kepompong, dan akhirnya kupu-kupu.
Serangga sangat penting. Lebah dan kupu-kupu membantu bunga menjadi buah. Rayap dan kumbang menguraikan kayu mati. Semut dan kepik memakan hama. Namun ada juga serangga yang merugikan, seperti nyamuk yang menularkan penyakit dan belalang yang memakan tanaman.
Poin kunci
- Serangga: tubuh tiga bagian, enam kaki, sepasang antena.
- Laba-laba bukan serangga: delapan kaki, dua bagian tubuh.
- Kupu-kupu bermetamorfosis: telur → ulat → kepompong → kupu-kupu.
Aktivitas
Berburu serangga di halaman sekolah bersama teman. Amati tanpa menyakiti: hitung kaki, lihat bagian tubuh dan antenanya. Buat tabel: nama hewan, jumlah kaki, serangga atau bukan.
Penjelasan untuk SMP
Arthropoda (hewan berkaki beruas) adalah filum hewan dengan jumlah spesies terbanyak. Ciri-cirinya: tubuh beruas-ruas, kaki bersendi, dan kerangka luar dari kitin yang harus dilepas saat tumbuh (ganti kulit atau ekdisis). Kelompok utamanya:
- Serangga (Insecta): tubuh tiga bagian, tiga pasang kaki, sepasang antena, umumnya bersayap. Contoh: belalang, kupu-kupu, lebah, nyamuk.
- Arachnida: tubuh dua bagian (sefalotoraks dan abdomen), empat pasang kaki, tanpa antena. Contoh: laba-laba, kalajengking, tungau.
- Krustasea (Crustacea): dua pasang antena, kebanyakan hidup di air dan bernapas dengan insang. Contoh: udang, kepiting, ketam kenari.
- Myriapoda: tubuh panjang dengan banyak ruas. Lipan (Chilopoda) memiliki sepasang kaki per ruas; kaki seribu (Diplopoda) dua pasang per ruas.
Serangga bernapas dengan sistem trakea yang bermuara pada lubang kecil (spirakel) di sisi tubuh. Metamorfosisnya ada dua jenis:
- Sempurna (telur → larva → pupa → dewasa): kupu-kupu, kumbang, lalat, lebah, semut.
- Tidak sempurna (telur → nimfa → dewasa): belalang, capung, kecoak, rayap. Nimfa mirip induknya tetapi belum bersayap.
Peran serangga: penyerbuk tanaman pangan, pengurai, makanan bagi hewan lain, penghasil madu dan sutra, serta pengendali hama alami. Sebagian menjadi hama dan vektor penyakit, misalnya nyamuk Aedes aegypti (demam berdarah) dan Anopheles (malaria).
Poin kunci
- Artropoda: tubuh beruas, kaki bersendi, kerangka luar dari kitin, ganti kulit.
- Kelompok: serangga, arachnida, krustasea, myriapoda.
- Metamorfosis sempurna (dengan pupa) dan tidak sempurna (dengan nimfa).
Aktivitas
Pelihara beberapa ulat bersama daun tumbuhan makanannya di wadah berventilasi. Catat setiap hari: ukuran, ganti kulit, pembentukan kepompong, dan munculnya kupu-kupu. Lepaskan kupu-kupu di tempat asal ulat.
Penjelasan untuk SMA
Keberhasilan artropoda dijelaskan oleh beberapa ciri kunci: eksoskeleton yang melindungi dan mencegah kehilangan air, tubuh beruas yang bagian-bagiannya berspesialisasi (tagmatisasi), kaki bersendi yang dapat berubah menjadi alat makan, sensor, atau alat renang, serta ukuran tubuh kecil yang memungkinkan banyak relung. Lebih dari satu juta spesies serangga telah dideskripsikan, lebih dari separuh spesies hewan yang dikenal, dan diperkirakan masih banyak yang belum bernama.
Fisiologi serangga:
- Sistem peredaran darah terbuka: hemolimfa mengalir di rongga tubuh; oksigen diantar langsung ke sel oleh trakea, bukan oleh darah.
- Ekskresi melalui tubulus Malpighi, yang membuang limbah nitrogen sebagai asam urat sehingga hemat air.
- Metamorfosis diatur hormon: ekdison memicu ganti kulit, sedangkan hormon juvenil mempertahankan tahap larva. Saat kadar hormon juvenil turun, larva berubah menjadi pupa dan dewasa.
Serangga sosial (semut, lebah, tawon, dan rayap) hidup dalam koloni dengan pembagian kerja: ratu bertelur, pekerja mencari makan dan merawat anak, prajurit menjaga sarang. Rayap sebenarnya adalah kecoak sosial. Semut rangrang (Oecophylla) menganyam sarang dari daun dengan benang sutra dari larvanya dan dipakai petani sebagai pengendali hama alami.
Kekerabatan: berdasarkan DNA, serangga ternyata berkerabat sangat dekat dengan krustasea (kelompok Pancrustacea), sedangkan belangkas lebih dekat dengan laba-laba. Indonesia kaya serangga; Bantimurung di Sulawesi Selatan terkenal dengan keragaman kupu-kupunya sejak dikunjungi Alfred Russel Wallace.
Poin kunci
- Serangga: trakea, peredaran darah terbuka, tubulus Malpighi.
- Ekdison memicu ganti kulit; hormon juvenil mempertahankan tahap larva.
- Serangga sosial hidup dengan pembagian kerja; serangga berkerabat dekat dengan krustasea.
Aktivitas
Pasang perangkap kuning sederhana (piring kuning berisi air sabun) di dua lokasi yang berbeda, misalnya taman dan lahan parkir. Setelah 24 jam, kelompokkan serangga menurut ordo dan bandingkan keragamannya.
Penjelasan untuk kuliah
Filogenomik artropoda menempatkan Chelicerata (termasuk arachnida dan belangkas) sebagai saudara Mandibulata, yang terdiri atas Myriapoda dan Pancrustacea. Hexapoda (termasuk serangga) bersarang di dalam Pancrustacea, sehingga “krustasea” adalah kelompok parafiletik. Asal sayap serangga masih diperdebatkan; bukti perkembangan dan genetik mendukung asal ganda dari dinding tubuh dan pangkal kaki.
Eusosialitas muncul beberapa kali, antara lain pada Hymenoptera dan rayap. Pada Hymenoptera, sistem haplodiploid (jantan haploid) membuat saudari berkerabat r = 0,75, yang dahulu dipakai untuk menjelaskan eusosialitas melalui seleksi kerabat (aturan Hamilton, rB > C). Namun rayap yang diploid juga eusosial, dan banyak Hymenoptera haplodiploid tidak eusosial, sehingga ekologi sarang, monogami, dan manfaat kerja sama juga penting.
Isu terapan meliputi:
- Penurunan serangga: studi jangka panjang di kawasan lindung Jerman mencatat penurunan biomassa serangga terbang sekitar 76% dalam 27 tahun (Hallmann dkk., 2017). Data tropis masih sangat terbatas.
- Jasa penyerbukan: sekitar tiga perempat jenis tanaman pangan utama dunia memperoleh manfaat dari penyerbukan hewan (Klein dkk., 2007).
- Pengendalian vektor: resistansi insektisida, pelepasan nyamuk ber-Wolbachia, dan teknik serangga mandul.
- Entomologi forensik: tahap perkembangan larva lalat membantu memperkirakan waktu kematian.
Drosophila melanogaster tetap menjadi organisme model utama untuk genetika perkembangan, neurobiologi, dan imunitas bawaan.
Poin kunci
- Hexapoda bersarang di dalam Pancrustacea; krustasea parafiletik.
- Eusosialitas: haplodiploidi saja tidak cukup menjelaskan (rayap diploid).
- Penurunan serangga, jasa penyerbukan, dan pengendalian vektor.
Aktivitas
Gunakan data iNaturalist atau GBIF untuk memetakan pengamatan satu kelompok serangga di Indonesia. Diskusikan bias pengamatan (lokasi mudah dijangkau, spesies mencolok) dan rancang survei lapangan yang mengurangi bias tersebut.
Spesies contoh
- Lebah madu Asia (Apis cerana)
- Kupu-kupu raja helena (Troides helena)
- Ngengat atlas (Attacus atlas)
- Belalang kayu (Valanga nigricornis)
- Rayap tanah (Macrotermes gilvus)
- Semut rangrang (Oecophylla smaragdina)
- Nyamuk demam berdarah (Aedes aegypti)
- Ulat sutra (Bombyx mori)
- Laba-laba kayu raksasa (Nephila pilipes)
- Kalajengking hutan raksasa (Heterometrus spinifer)
- Lipan (Scolopendra subspinipes)
- Kaki seribu merah (Trigoniulus corallinus)
- Ketam kenari (Birgus latro)
- Belangkas (Tachypleus gigas)