BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Metamorfosis
Metamorfosis adalah suatu proses biologi di mana hewan secara fisik mengalami perkembangan biologis setelah dilahirkan atau menetas. Proses ini melibatkan perubahan bentuk atau struktur melalui pertumbuhan sel dan differensiasi sel (Mysience, 2008). Metamorfosis biasanya terjadi pada fase berbeda-beda, dimulai dari larva atau nimfa, kadang-kadang melewati fase pupa, dan berakhir sebagai spesies dewasa.
Metamorphosis berasal dari bahasa Yunani yaitu Greek = meta (diantara, sekitar, setelah), morphe` (bentuk), osis (bagian dari), jadi metamorphosis merupakan perubahan bentuk selama perkembangan post-embrionik. Hewan yang mengalami metamorfosis cukup banyak, di antaranya adalah katak, kupu-kupu dan serangga.
Ada dua jenis metamorphosis yaitu, metamorphosis tidak sempurna dan metamorphosis sempurna. Metamorphosis tidak sempurna merupakan metamorphosis yang melewati 2 tahapan yaitu dari telur menjadi nimfa kemudian menjadi hewan dewasa. Biasanya metamorfosis ini terjadi pada serangga seperti capung, belalang, jangkrik dan lainnya. Sedangkan metamorphosis sempurna merupakan metamorphosis yang melewati tahapan-tahapan mulai dari telur-larva-pupa-imago (dewasa). Contoh metamorphosis sempurna terjadi pada katak dan kupu-kupu.
Pada kesempatan kali ini, kami akan memaparkan metamorphosis sempurna yang terjadi pada katak. Bagaimana hewan-hewan amphibia mengalami perubahan morfologi dari fase hidup di air sampai di darat serta bagaimana pengaruh hormone tertentu terhadap proses tersebut. Hal tersebut akan dipaparkan pada Bab II.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Metamorfosis pada amphibia
Pada metamorfosis amphibi banyak sekali mengalami perubahan baik secara morfologi maupun fisiologi. Metamorphosis pada amphibia termasuk kedalam metamorphosis sempurna. Metamorphosis sempurna merupakan metamorphosis yang melewati tahapan-tahapan mulai dari telur-larva-pupa-imago (dewasa). Contoh metamorphosis sempurna terjadi pada katak dan kupu-kupu.
Amphibia mengalami metamorphosis seperti halnya serangga. Kecebong anura memiliki tubuh langsung dengan ekor panjang dan bersirip, gigi serta rahang berzat tanduk dan lipatan operculum yang menutupi ingsang. Kecebong adalah herbivor, mempunyai usus yang panjang dan berliku-liku. Kecebong harus mengalami metamorphosis untuk mencapai bentuk dewasanya.
Proses Metamorfosis Sempurna Pada Katak, sebagai berikut:
Katak betina dewasa bertelur kemudian telur tersebut menetas. Setelah 10 hari telur tersebut menetas menjadi berudu. Berudu hidup di air. Setelah berumur 2 hari berudu mempunyai insang luar yang berbulu untuk bernapas. Setelah berumur 3 minggu insang berudu akan tertutup oleh kulit. Menjelang umur 8 minggu kaki belakang berudu akan terbentuk. Kemudian membesar ketika kaki depan mulai muncul. Umur 12 minggu kaki depannya mulai berbentuk, ingsang tak berfungsi lagi ekornya menjadi pendek serta bernapas dengan paru-paru. Maka bentuk dari muka akan lebih jelas. Setelah pertumbuhan anggota badannya sempurna, katak tersebut akan berubah menjadi katak dewasa dan kembali berkembang biak.
Lamanya periode larva pada anura berbeda-beda. Pada beberapa spesies, stadium kecebong dapat berlangsung selama satu tahun atau lebih. Perubahan pertama ditandai dengan munculnya pembengkakan pada kedua sisi ujung posterior tubuh yang merupakan tunas-tunas kaki yang berkembang selama periode pre-metamorfosis sampai mencapai ukuran sepanjang tubuh (Gambar 2). Kemudian terjadilah serangkaian perubahan yang cepat yaitu klimaks metamorphosis dan dalam waktu lebih kurang seminggu, kecebong berubah menjadi katak kecil sempurna.
Pada awalnya, katak betina dewasa akan bertelur, kemudian telur tersebut akan menetas setelah 10 hari. Setelah menetas, telur katak tersebut menetas menjadi Berudu. Setelah berumur 2 hari, Berudu mempunyai insang luar yang berbulu untuk bernapas. Setelah berumur 3 minggu insang berudu akan tertutup oleh kulit. Menjelang umur 8 minggu, kaki belakang berudu akan terbentuk kemudian membesar ketika kaki depan mulai muncul. Umur 12 minggu, kaki depannya mulai berbentuk, ekornya menjadi pendek serta bernapas dengan paru-paru. Setelah pertumbuhan anggota badannya sempurna, katak tersebut akan berubah menjadi katak dewasa. Selain pada katak, metamorphosis sempurna juga terjadi pada kupu-kupu.
2.2. Proses Morfologi
Pada amphibi, metamorfosis umumnya digabungkan dengan perubahan persiapan yang mana dari organisme aquatik untuk menjadi organisme daratan. Pada urodela (salamander), perubahan ini meliputi berkurangnya ekor dan rusaknya insang bagian dalam dan berubahnya struktur kulit. Pada anura, perubahan metamorfosis berlangsung secara dramatis dan kebanyakan organ-organnya telah termodifikasi. Perubahan ini meliputi hilangnya gigi dan insang internal pada anak katak, seperti hilangnya ekor, kemudian akan terjadi proses pembentukan seperti berkembangnya anggota tubuh dan morfogenesis kelenjar dermoid. Perubahan lokomosi terjadi dari pergerakan ekor menjadi terbentuknya lengan depan dan lengan belakang. Gigi yang digunakan untuk mencabik tanaman hilang dan digantikan dengan perubahan bentuk baru dari mulut dan rahangnya, otot dari lidah juga berkembang, insang mengalami degenerasi, paru-paru membesar, otot dan tulang rawan berkembang untuk memompa udara masuk dan keluar pada paru-paru. Mata dan telinga berdiferensiasi. Telinga bangian tengah berkembang dan membran timfani terletak pada bagian telinga luar.
2.3. Proses Biokimia
Penambahan secara nyata pada perubahan morfologi, yang terpenting adalah terjadinya transformasi biokimia selama metamorfosis. Pada berudu, fotopigmen retina yang utama adalah porphyropsin. Selama metamorfosis, pigmen ini merubah karakterisik fotopigmen dari darat dan vertebrata perairan. Pengikatan hemoglobin (Hb) dengan O2 juga mengalami perubahan. Enzim yang terdapat pada hati juga mengalami perubahan, hal ini disebabkan adanya perubahan habitat. Kecebong bersifat ammonotelik yaitu mensekresikan amonia, sedangkan katak dewasa bersifat ureotelic yaitu mensekresikan urea. Selama metamorfosis, hati mensintesis enzim untuk siklus urea agar dapat membentuk atau menghasilkan urea dari CO2 dan amonia.
2.4. Perubahan spesifik
Organ tubuh yang berbeda juga akan merespon beda pada stimulasi hormon. Stimulus yang sama menyebabkan beberapa jaringan degenerasi dan menyebabkan diferensiasi dan perkembangan yang berbeda. Respon hormon thyroid lebih spesifik pada bagian-bagian tubuh tertentu. Pada ekor, T3 menyebabkan kematian dari sel-sel epidermal. Meskipun terjadi kematian dari sel-sel epidermal pada ekor, kepala dan epidermis tubuh tetap melanjutkan fungsinya.
2.5. Hormon yang berperan dalam metamorfosis katak
Metamorfosis ini dikontrol hormon thyroid. Perubahan metamorfosis dari perkembangan katak dengan mensekresikan hormon thyroxin (T4) dan triiodothronine (T3) dari thyroid selama metamorfosis. Peranan hormon T3 lebih penting, hal ini disebabkan perubahan metamorfosis pada thyroidectomized berudu memiliki konsentrasi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan hormon T4. Koordinasi dari perubahan perkembangan dan respon molekul hormon thyroid. Salah satu masalah utama dari metamorfosis adalah koordinasi saat perkembangan. Pada dasarnya, ekor tidak mengalami degenerasi sampai terbentuk dan berkembangnya organ-organ lokomosi. Seperti berkembangnya kaki dan tangan untuk pergerakan dan insang tidak akan mengalami perubahan fungsi sampai berkembang otot paru-paru. Hal ini menunjukkan bahwa koordinasi metamorfosis yang berbeda pada jaringan dan organ akan memberikan respon yang berbeda pada hormon. Untuk menjamin sistem kerja ini, 2 organ yang sensitif terhadap thyroksin yaitu thyroid dan kelenjar pituitary, akan meregulasi produksi hormon thyroid. Hormon thyroid berfungsi untuk membentuk hubungan timbal balik dengan kelenjar pituitary yang menyebabkan interior pituitary menginduksi thyroid untuk menghasilkan T3 dan T4 lebih banyak. Selain itu, hormon thyroid juga berfungsi untuk transkripsi dan mengaktivasi transkripsi pada beberapa gen. Seperti transkripsi gen untuk albumin, globin dewasa, keratin kulit dewasa diaktivasi oleh hormon thyroid. Respon T3 adalah aktivasi transkripsi gen reseptor hormon thyroid (TR). TR berikatan dengan sisi yang spesifik pada kromatin sebelum hormon thyroid dibentuk. Ketika T3 dan T4 masuk kedalam sel, dan berikatan dengan ikatan reseptor kromatin, hormon reseptor kompleks dirubah dari aktivator transkripsi. Belum diketahui mekanisme dari hormon thyroid dengan respon yang berbeda pada jaringan yang berbeda (proliferasi, diferensiasi, kematian sel). Pembentukan anggota tubuh tidak tergantung hormon thyroid, hal ini terjadi pada pembelahan holoblastic dimana gastrulasi diawali pada posisi subequatorial, pembentukan neural dibagian permukaan dan kuncup anggota tubuh juga terbentuk dibagian permukaan. Pembentukan anggota tubuh tidak tergantung pada hormon thyroid.
DAFTAR PUSTAKA
Ampibabo. 2010. http://musyawarahipa.wordpress.com/2010/08/07/metamorfosis-katak-kupu-kupu/ (diakses 10 April 2011 jam 13.15)
Campbell. 1999. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Tim Teaching Perkembangan Hewan (Animal Development). 2011. Perkembangan Hewan (Animal Development). Medan: FMIPA-UNIMED.
http://biologimantaya.blogspot.com/2010/11/metamorfosis-pada-amfibi.html
http://papandaz.blogspot.com/2011/01/v-behaviorurldefaultvmlo.html
PENDAHULUAN
1.1 Metamorfosis
Metamorfosis adalah suatu proses biologi di mana hewan secara fisik mengalami perkembangan biologis setelah dilahirkan atau menetas. Proses ini melibatkan perubahan bentuk atau struktur melalui pertumbuhan sel dan differensiasi sel (Mysience, 2008). Metamorfosis biasanya terjadi pada fase berbeda-beda, dimulai dari larva atau nimfa, kadang-kadang melewati fase pupa, dan berakhir sebagai spesies dewasa.
Metamorphosis berasal dari bahasa Yunani yaitu Greek = meta (diantara, sekitar, setelah), morphe` (bentuk), osis (bagian dari), jadi metamorphosis merupakan perubahan bentuk selama perkembangan post-embrionik. Hewan yang mengalami metamorfosis cukup banyak, di antaranya adalah katak, kupu-kupu dan serangga.
Ada dua jenis metamorphosis yaitu, metamorphosis tidak sempurna dan metamorphosis sempurna. Metamorphosis tidak sempurna merupakan metamorphosis yang melewati 2 tahapan yaitu dari telur menjadi nimfa kemudian menjadi hewan dewasa. Biasanya metamorfosis ini terjadi pada serangga seperti capung, belalang, jangkrik dan lainnya. Sedangkan metamorphosis sempurna merupakan metamorphosis yang melewati tahapan-tahapan mulai dari telur-larva-pupa-imago (dewasa). Contoh metamorphosis sempurna terjadi pada katak dan kupu-kupu.
Pada kesempatan kali ini, kami akan memaparkan metamorphosis sempurna yang terjadi pada katak. Bagaimana hewan-hewan amphibia mengalami perubahan morfologi dari fase hidup di air sampai di darat serta bagaimana pengaruh hormone tertentu terhadap proses tersebut. Hal tersebut akan dipaparkan pada Bab II.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Metamorfosis pada amphibia
Pada metamorfosis amphibi banyak sekali mengalami perubahan baik secara morfologi maupun fisiologi. Metamorphosis pada amphibia termasuk kedalam metamorphosis sempurna. Metamorphosis sempurna merupakan metamorphosis yang melewati tahapan-tahapan mulai dari telur-larva-pupa-imago (dewasa). Contoh metamorphosis sempurna terjadi pada katak dan kupu-kupu.
Amphibia mengalami metamorphosis seperti halnya serangga. Kecebong anura memiliki tubuh langsung dengan ekor panjang dan bersirip, gigi serta rahang berzat tanduk dan lipatan operculum yang menutupi ingsang. Kecebong adalah herbivor, mempunyai usus yang panjang dan berliku-liku. Kecebong harus mengalami metamorphosis untuk mencapai bentuk dewasanya.
Proses Metamorfosis Sempurna Pada Katak, sebagai berikut:
Katak betina dewasa bertelur kemudian telur tersebut menetas. Setelah 10 hari telur tersebut menetas menjadi berudu. Berudu hidup di air. Setelah berumur 2 hari berudu mempunyai insang luar yang berbulu untuk bernapas. Setelah berumur 3 minggu insang berudu akan tertutup oleh kulit. Menjelang umur 8 minggu kaki belakang berudu akan terbentuk. Kemudian membesar ketika kaki depan mulai muncul. Umur 12 minggu kaki depannya mulai berbentuk, ingsang tak berfungsi lagi ekornya menjadi pendek serta bernapas dengan paru-paru. Maka bentuk dari muka akan lebih jelas. Setelah pertumbuhan anggota badannya sempurna, katak tersebut akan berubah menjadi katak dewasa dan kembali berkembang biak.
Lamanya periode larva pada anura berbeda-beda. Pada beberapa spesies, stadium kecebong dapat berlangsung selama satu tahun atau lebih. Perubahan pertama ditandai dengan munculnya pembengkakan pada kedua sisi ujung posterior tubuh yang merupakan tunas-tunas kaki yang berkembang selama periode pre-metamorfosis sampai mencapai ukuran sepanjang tubuh (Gambar 2). Kemudian terjadilah serangkaian perubahan yang cepat yaitu klimaks metamorphosis dan dalam waktu lebih kurang seminggu, kecebong berubah menjadi katak kecil sempurna.
Pada awalnya, katak betina dewasa akan bertelur, kemudian telur tersebut akan menetas setelah 10 hari. Setelah menetas, telur katak tersebut menetas menjadi Berudu. Setelah berumur 2 hari, Berudu mempunyai insang luar yang berbulu untuk bernapas. Setelah berumur 3 minggu insang berudu akan tertutup oleh kulit. Menjelang umur 8 minggu, kaki belakang berudu akan terbentuk kemudian membesar ketika kaki depan mulai muncul. Umur 12 minggu, kaki depannya mulai berbentuk, ekornya menjadi pendek serta bernapas dengan paru-paru. Setelah pertumbuhan anggota badannya sempurna, katak tersebut akan berubah menjadi katak dewasa. Selain pada katak, metamorphosis sempurna juga terjadi pada kupu-kupu.
2.2. Proses Morfologi
Pada amphibi, metamorfosis umumnya digabungkan dengan perubahan persiapan yang mana dari organisme aquatik untuk menjadi organisme daratan. Pada urodela (salamander), perubahan ini meliputi berkurangnya ekor dan rusaknya insang bagian dalam dan berubahnya struktur kulit. Pada anura, perubahan metamorfosis berlangsung secara dramatis dan kebanyakan organ-organnya telah termodifikasi. Perubahan ini meliputi hilangnya gigi dan insang internal pada anak katak, seperti hilangnya ekor, kemudian akan terjadi proses pembentukan seperti berkembangnya anggota tubuh dan morfogenesis kelenjar dermoid. Perubahan lokomosi terjadi dari pergerakan ekor menjadi terbentuknya lengan depan dan lengan belakang. Gigi yang digunakan untuk mencabik tanaman hilang dan digantikan dengan perubahan bentuk baru dari mulut dan rahangnya, otot dari lidah juga berkembang, insang mengalami degenerasi, paru-paru membesar, otot dan tulang rawan berkembang untuk memompa udara masuk dan keluar pada paru-paru. Mata dan telinga berdiferensiasi. Telinga bangian tengah berkembang dan membran timfani terletak pada bagian telinga luar.
2.3. Proses Biokimia
Penambahan secara nyata pada perubahan morfologi, yang terpenting adalah terjadinya transformasi biokimia selama metamorfosis. Pada berudu, fotopigmen retina yang utama adalah porphyropsin. Selama metamorfosis, pigmen ini merubah karakterisik fotopigmen dari darat dan vertebrata perairan. Pengikatan hemoglobin (Hb) dengan O2 juga mengalami perubahan. Enzim yang terdapat pada hati juga mengalami perubahan, hal ini disebabkan adanya perubahan habitat. Kecebong bersifat ammonotelik yaitu mensekresikan amonia, sedangkan katak dewasa bersifat ureotelic yaitu mensekresikan urea. Selama metamorfosis, hati mensintesis enzim untuk siklus urea agar dapat membentuk atau menghasilkan urea dari CO2 dan amonia.
2.4. Perubahan spesifik
Organ tubuh yang berbeda juga akan merespon beda pada stimulasi hormon. Stimulus yang sama menyebabkan beberapa jaringan degenerasi dan menyebabkan diferensiasi dan perkembangan yang berbeda. Respon hormon thyroid lebih spesifik pada bagian-bagian tubuh tertentu. Pada ekor, T3 menyebabkan kematian dari sel-sel epidermal. Meskipun terjadi kematian dari sel-sel epidermal pada ekor, kepala dan epidermis tubuh tetap melanjutkan fungsinya.
2.5. Hormon yang berperan dalam metamorfosis katak
Metamorfosis ini dikontrol hormon thyroid. Perubahan metamorfosis dari perkembangan katak dengan mensekresikan hormon thyroxin (T4) dan triiodothronine (T3) dari thyroid selama metamorfosis. Peranan hormon T3 lebih penting, hal ini disebabkan perubahan metamorfosis pada thyroidectomized berudu memiliki konsentrasi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan hormon T4. Koordinasi dari perubahan perkembangan dan respon molekul hormon thyroid. Salah satu masalah utama dari metamorfosis adalah koordinasi saat perkembangan. Pada dasarnya, ekor tidak mengalami degenerasi sampai terbentuk dan berkembangnya organ-organ lokomosi. Seperti berkembangnya kaki dan tangan untuk pergerakan dan insang tidak akan mengalami perubahan fungsi sampai berkembang otot paru-paru. Hal ini menunjukkan bahwa koordinasi metamorfosis yang berbeda pada jaringan dan organ akan memberikan respon yang berbeda pada hormon. Untuk menjamin sistem kerja ini, 2 organ yang sensitif terhadap thyroksin yaitu thyroid dan kelenjar pituitary, akan meregulasi produksi hormon thyroid. Hormon thyroid berfungsi untuk membentuk hubungan timbal balik dengan kelenjar pituitary yang menyebabkan interior pituitary menginduksi thyroid untuk menghasilkan T3 dan T4 lebih banyak. Selain itu, hormon thyroid juga berfungsi untuk transkripsi dan mengaktivasi transkripsi pada beberapa gen. Seperti transkripsi gen untuk albumin, globin dewasa, keratin kulit dewasa diaktivasi oleh hormon thyroid. Respon T3 adalah aktivasi transkripsi gen reseptor hormon thyroid (TR). TR berikatan dengan sisi yang spesifik pada kromatin sebelum hormon thyroid dibentuk. Ketika T3 dan T4 masuk kedalam sel, dan berikatan dengan ikatan reseptor kromatin, hormon reseptor kompleks dirubah dari aktivator transkripsi. Belum diketahui mekanisme dari hormon thyroid dengan respon yang berbeda pada jaringan yang berbeda (proliferasi, diferensiasi, kematian sel). Pembentukan anggota tubuh tidak tergantung hormon thyroid, hal ini terjadi pada pembelahan holoblastic dimana gastrulasi diawali pada posisi subequatorial, pembentukan neural dibagian permukaan dan kuncup anggota tubuh juga terbentuk dibagian permukaan. Pembentukan anggota tubuh tidak tergantung pada hormon thyroid.
DAFTAR PUSTAKA
Ampibabo. 2010. http://musyawarahipa.wordpress.com/2010/08/07/metamorfosis-katak-kupu-kupu/ (diakses 10 April 2011 jam 13.15)
Campbell. 1999. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Tim Teaching Perkembangan Hewan (Animal Development). 2011. Perkembangan Hewan (Animal Development). Medan: FMIPA-UNIMED.
http://biologimantaya.blogspot.com/2010/11/metamorfosis-pada-amfibi.html
http://papandaz.blogspot.com/2011/01/v-behaviorurldefaultvmlo.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar