Materi E-Learning REH Bagian XIV-XV 2009

8/17/2019 Materi E-Learning REH Bagian XIV-XV 2009

1/11

Materi E-learning Reproduksi dan Embriologi Hewan

Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY 2009

152

BAGIAN KE-14

Metamorfosis

Sesudah mempelajari materi ke-14 ini mahasiswa diharapkan

dapat :

Mengenal dan memahami proses dan aspek-aspek

perkembangan pasca-embrional berupa metamorfosis.


2/11



153

Pada umumnya metamorfosis diartikan sebagai perubahan bentuk dan struktur dari

larva ke dewasa. Proses perbuahan tersebut terjadi karena perubahan fungsi. Pada tingkat

sel, metamorfosis terjadi pada spermiogenesis. Pada tingkat organisme terjadi padaAvertebrata maupun Vertebrata. Yang menarik perhatian pada insekta dan Ampfibia.

Gambar 14.1. Bentuk Metamorfosis yang Terjadi pada Insekta.

Contoh bentuk-bentuk larva pada berbagai jenis binatang adalah sebagai berikut :

Nama larva Jenis binatang ( phylum / Classis)

1. Amphi blastula Porifera

2. Planula Coelenterata

3. Larva Muller Cacing pipih

4. Trochophore Mollusca

5. Nauplius Crustacea

6. Ulat / nympha Insekta

7. Pluteus / Bipinaria Echinodermata

8. Tornaria Hemi chordata

9. Lepto cephalus Pisces

10. Berudu Amphibia


3/11



154

Pada Amphibia (Urodela) dikenal metamorfosis sekunder yang pada musim

reproduksi Salimandra masuk ke air untuk bertelur. Pada serangga dikenal

hipermetamorfosis yang perubahan bentuk dan struktur yang disesuaikan dengan perilaku.

Contoh hipermetamorfosis pada larva yang biasa menjadi larva yang parasit pada

Hemiptera.Proses metamorfosis menyangkut perubahan struktural (perubahan populasi

organela), kemudian sel, pergantian / resorbsi sel, penyusunan kembali sel / jaringan,

pergantian organ. Antara metamorfosis serangga dengan Vertabrata terdapat perbedaan

prinsip. Sel dan jaringan serangga mengalami reorganisasi dan membentuk zat baru seperti

pada kulit Chitin. Sel dan jaringan / organ Vertabrata sebagian mengalami pergantian

misalnya pada kulit anak katak merupakan derivat dari lapis germinativum, bukan

merupakan proliferasi dari sel epitel kulit berudu. Baik metamorfosis serangga maupun

Amphibia distimulasi oleh hormon atau enzim-enzim yang terbentuk pada waktu

metamorfosis.

14.1. Metamorfosis serangga

Perkembangan pada embrio insekta ada 3 pase yaitu Ametabola pada insekta tidak

bersayap; hemimetabola (metamorfosis tak sempurna, lewat pase nympha) dan

holometabola (metamorfosis sempurna,). Pada hemimetabola terjadi perkembangan sayap

dan gonade pada ekdisis 1-5. Contoh pada Orthoptera, Hemiptera dan Homoptera.

Holometabola terjadi kepompong yaitu pada Lepidoptera dan Diptera, lalat buah ;

Drosophyla.

14.1.1. Pengendaian hormon pada metamorfosis serangga

Antara sistem saraf dan hormon terjadi koordinasi dalam proses metamorfosis. Otak

atau ganglion mengeluarkan neurosekresi untuk memacu kelenjar sehingga menghasilkan

hormon atau enzim yang akhirnya mempengaruhi sel/organ target, sistem yang tersangkut

yaitu otak ganglion ventral (penghasil prothoracicotropic hormon / brain hormone) dan

corpus cardiaca (organ neuro-humoral), corpus allatum penghasil hormon juvenil, kelenjar

prothorax penghasil ecdyson (moulting hormone). Kerangka sistem dapat dikaji pada

gambar halaman berikut.

Mekanisme kerja dari sistem yang terkait diperankan oleh hormon dari otak.

Hormon juvenil mempertahankan kehidupan larva. Sekresi hormon otak dapat


4/11



155

mempengaruhi kelenjar prothorax sehingga menghasilkan ecdyson. Sementara itu kadar

hormon juvenil menurun.

Gambar 14.2. Gambar Skema Pengaturan Hormonal pada Metamorfosis Serangga.

Hormon ecdyson dapat mempengaruhi sel epidermis di bawah khitin menghasilkan

enzim yang melisiskan lapisan chitin (apolisis). Oleh karena itu terjadi pemisahan antara

chitin dan sel epidermis, kemudian sel epidermis mensintesis chitin baru yang masih lunak

sebagai pengganti chitin yang sudah rapuh. Tekanan hidrostatik cairan tubuh menyebabkan

chitin lama pecah di bagian dorsal kepala. Pecah makin memanjang di bagian dorsal, badan

yang baru muncul sedikit demi sedikit akhirnya muncul sampai duri-duri baru pada kaki.

14.2. Metamorfosis pada Amphibia

Metamorfosis Amphibia dikenal sebagai perubahan bentuk berudu menjadi anak

katak. Yang dapat diamati secara langsung yaitu pertumbuhan kaki dan hilangnya ekor.

Lama kehidupan larva Amphibia bervariasi dari satu bulan sampai dua tahun. Larva Bufo

selama 1 bulan, Hyela 2 bulan, Rana cancrivora 3 bulan, Rana clamitara 1 tahun, Rana

catesbiena 2 tahun.


5/11



156

Metamorfosis terjadi karena penyesuaian lingkungan hidup dari air ke darat. Oleh

karena itu terjadi perubahan sistem organ tubuh untuk menyesuaikan terhadap

lingkungannya. Antara lain terjadi perubahan sistem pernafasan dari insang ke paru-paru,

ekskresi dari pronefros ke mesonefros, sistem saraf: linea lateralis kemudian hilang; sistem

pencernaan : dari herbivora menjadi carnivora dan sebagainya.Proses metamorfosis secara bertahap yaitu premetamorfosis, prometamorfosis,

metamorfosis dan postmetamorfosis. Kecepatan metamorfosis dipengaruhi oleh

temperatur, makanan dan pengaruh hormon.

Gambar 14.3. Metamorfosis pada Katak yang Ditandai dengan Perubahan Bentuk Luar

Tubuh dan Struktur Internalnya

14.3. Pengendalian hormon pada metamorfosis Amfibia.

Pemacu (trigger ) metamorfosis Amfibia adalah hormon tiroksin. Besar kecilnya

kadar troksin diekspresikan dalam tahapan metamorfosis. Pengaturan skresi tiroksin

dilakukan oleh poros hipothalamus-hipofisis-kelenjar tiroid.

Thyrotropin Releasing Hormon (TRH) dari hipothalamus mempengaruhi sekresi

Thyroid Stimulating Hormon (TSH) dari hipofise. TSH mempengaruhi pertumbuhan dan

sekresi kelenjar tiroid untuk menghasilkan hormon tiroksin. Kadar tiroksin paling kecil

menstimulasi pembentukan kaki belakang. Bila kadar tiroksin meningkat sedikit

mempengaruhi resorbsi intestinum. Kadar meningkat lagi mempengaruhi pembentukan


6/11



157

kaki depan. Kadar paling tinggi menyebabkan pembentukan resorbsi ekor (lihat gambar

halaman berikut).

Percobaan untuk membuktikan peranan tiroid yaitu dilakukan thyroidectomi; maka

metamorfosis tidak terjadi.

Sebaliknya bila larva dipelihara dalam lingkungan tiroksin, maka metamorfisislebih cepat, tetapi tidak sempurna karena pertumbuhan kaki tertinggal. Selain tiroksin,

hormon yang terkait dalam metamorfosis yaitu prolaktin dari adenohipofisis. Prolaktin

sebagai imbangan tiroksin. Bila pengaruh tiroksi terlalu kuat maka ditahan oleh prolaktin

(sebagai antimetamorfosis). Tiroksin tinggi menyebabkan banyak kehilangan air,

sedangkan prolaktin menghambat kehilangan air. Interaksi tiroksin-prolaktin menyebabkan

metamorfosis sekunder pada salamandra.

14.4. Perubahan struktur organ pada metamorfosis.

Pada metamorfosis terjadi regresi organ larva dan perkembangan organ dewasa.

Organ yang mengalami regresi antara lain : insang, intestinum dan ekor; yang mengalami

perkembangan yaitu : paru-paru, anggota badan, kulit dan alat ekskresi. Serum

(hemoglobin) mengalami perubahan dari fungsi pengikat O2 terlarut dalam air menjadi

pengikat O2 dari udara. Regresi jaringan dengan cara antolesis, sedangkan perkembangan

terjadi secara diferensiasi.

Sistem pencernaan

Sebagai herbivora, berudu bergigi tanduk, intestinum panjang, pancreas sebagai

eksokrin. Pada waktu metamorfosis gigi tanduk tanggal. Intestinum menjadi lebih

pendek karena sebagian besar sel-selnya mengalami resorbsi. Sel baru berasal dari

lapisan basal menggantikan sel yang sudah degenerasi.

Sistem integumentum

Kulit berudu terdiri dari lapisan epitel yang sederhana, tidak banyak sel yang

menyusun. Setelah metamorfosis sel-sel yang menyusun kulit menjadi kompleks

dan banyak jenis sel yang menyusun, diantaranya sebagai sel kelenjar.

Sistem pernafasan

Insang mengalami degenerasi karena pengaruh tiroksin. Sedangkan kuntum paru-

paru mengalami proliferasi dan diferensiasi membentuk alveolus. Ada kalanya saat

pergantian sistem ini sebagai masa kritis bila yang mengalami regresi sudah lanjut

tetapi alat baru belum berkembang.


7/11



158

Sistem ekskresi

Alat ekskresi larva semua sebagai pronefros dan mengalami degenerasi.

Mesonefros berkembang menggantikan prenefros.

Anggota badan

Kaki terbentuk dan berkembang karena stimulasi dari tiroksin. Diferensiasikuntum kaki dipengaruhi oleh kadar tiroksin yang tidak terlalu tinggi.

Daftar Bacaan

Balinsky. (1976). An Introduction to Embryology. Fourth Edition. W.B. Saunders

Company. Philadelphia.

Carlson, Bruce M. (1988). Patten's Foundations of Embryology. Fifth Edition. Mc

Graw Hill Book Company. New York.

Gilbert, S. F. (1991). Developmental Biology. 4-th. Edition. Sinauer Association Inc.,

Massachusetts.


8/11



159

BAGIAN KE-15

Regenerasi

Sesudah mempelajari materi ke-15 ini mahasiswa diharapkan

dapat :

Mengenal dan memahami aspek dan prinsip-prinsip di dalam

perkembangan berupa regenerasi .


9/11



160

Regenerasi adalah memperbaiki kembali bagian tubuh yang rusak atau lepas,

kembali seperti keadaan semua. Hal tersebut berarti bahwa kemampuan tumbuh dan

berdiferensiasi tidak terbatas pada embrionya saja tetapi juga sampai dewasa bahkan

sampai seumur hidup organisme tersebut. Dalam proses regenerasi polaritas akan selalu

dipertahankan. Daya regenerasi pada berbagai organisme tidak sama. Daya regenerasi padaberbagai organisme tidak sama. Umumnya pada Avertebrata lebih tinggi, kemampuannya

dari pada Vertebrata, dan pada Mammalia biasanya hanya terbatas pada penyembuhan

luka, bagian tubuh yang lepas/hilang tidak dapat tumbuh kembali.

Gambar 15.1. Bentuk-bentuk Regenerasi pada Hewan.

(Planaria, yang dipotong bagian tengah badannya akan menghasilkan regenerasi bagian

badan dengan dua kepala).

Gambar 15.2. Bentuk Regenerasi pada Jaringan yang Rusak atau Terpotong.


10/11



161

Pada Avertebrata, daya regenerasi tertinggi pada Coelenterata dan Planaria, oleh

karena bila tubuhnya dipotong sampai ukuran kecilpun dapat membentuk individu baru.

Sedangkan pada Vertebrata, daya regenerasi biasanya banyak dipakai sebagai eksperimen,

misalnya dengan mata, insang, ekor, rahang atau anggota badan. Pada Anura, regenerasi

terbatas pada tingkat larva yaitu pada ekor dan anggota badan. Pada Reptilia terbatas padaekor saja. Pelepasan ekor dari tubuhnya tersebut dikenal sebagai peristiwa autotomi. Pada

Mamalia daya regenerasi terbatas pada jaringan tidak sampai tingkat organ. Regenerasi

jaringan sering setara dengan penyembuhan luka. Jaringan yang tinggi daya regenerasi

adalah tulang dan jaringan ikat.

Pada prinsipnya regenerasi berlangsung melalui 2 cara, yaitu :

a. epimorfosis (epimorfosis), bila perbaikan disebabkan oleh proliferasi jaringan baru

yang disebut blastama di atas jaringan lama.

b. morfalaksis (morfolaksis), bila perbaikan disebabkan karena terjadi reorganisasi

jaringan lama.

Regenerasi pada umumnya berlangsung melalui dua cara di atas. Pada jaringan

luka, sel-sel akan mengalami dediferensiasi sehingga menjadi muda kembali dan bersifat

pluripoten untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Dengan demikian maka wilayah

tersebut sel-selnya tidak dapat dibedakan dari mana asalnya. Kemudian akan terbentuk

blastema sebagai tunas regenerasi pada permukaan bebas. Dari luka yang terbentuk.

Blastema ini berasal dari penimbunan sel-sel yang telah mengalami defirensiasi. Blastema

kemudian mengadakan proliferasi, yang akhirnya akan berhenti jika blastema mencapai

ukuran maksimal. Proses berikutnya akan terjadi rediferensiasi sel-sel secara serentak dan

dengan berhentinya proliferasi sel-sel blastema tersebut.

Telah dikemukakan bahwa pada Mammalia daya regenerasi sangat rendah dan

terbatas pada tingkat jaringan yaitu tulang, tulang rawan, otot, saraf, jaringan ikat dan juga

beberapa kelenjar. Tulang merupakan jaringan yang paling mudah mengadakan regenerasi

terutama kalau terjadi patah tulang. Mula-mula darah membeku di tempat patahan

( fraktur ), disusul dengan hancurnya matrix tulang dan osteosit di tempat itu mati.

Periosteum dan endosteum sekitar patahan bereaksi dengan terjadinya proliferasi fibroblast.

Hasilnya akan terjadi penumpukan sel-sel di celah patahan. Tulang rawan hialin akan

tumbuh di tempat itu, kemudian terjadi osifikasi. Trabekula akan terbentuk di celah

patahan, yang menghubungkan kedua ujung patahan disebut kalus. Osifikasi berjalan terus


11/11



162

sampai celah terisi kembali dengan bahan tulang. Jika kerusakan tulang itu besar maka sel

fibroblast di tempat patahan akan membentuk.

Regenerasi pada sel otot lurik dilakukan oleh sel satelit yang tersebar pada lamina

basalis yang membungkus serabut otot. Ketika terjadi kerusakan, sel-sel satelit di

sekitarnya menjadi aktif dan berproliferasi membentuk sel otot lurik baru. Sel otot polosdapat beregenerasi sendiri dengan melakukan mitosis berulang-ulang untuk menggantikan

yang rusak. Eksperimen pada larva Ambystoma maculatum menunjukan bahwa blastema

bersifat mosaik, sehingga perkembangannya akan tergantung pada bagian-bagian yang

mana dari blastema berasal.

Daftar Bacaan

Balinsky. (1976). An Introduction to Embryology. Fourth Edition. W.B. Saunders

Company. Philadelphia.

Carlson, Bruce M. (1988). Patten's Foundations of Embryology. Fifth Edition. Mc

Graw Hill Book Company. New York.

Gilbert, S. F. (1991). Developmental Biology. 4-th. Edition. Sinauer Association Inc.,

Massachusetts.

Documents

Materi E-Learning REH Bagian XIV-XV 2009