Transcript IV. Metamorfosis Amphibi & Serangga (SMK)

METAMORFOSIS
( Serangga dan Amphibi)
Oleh
Samsul Kamal
Disampaikan dalam Mata Kuliah
Perkembangan Hewan
METAMORFOSIS
• Metamorphosis berasal dari bahasa Yunani yaitu
Greek = meta (diantara, sekitar, setelah), morphe`
( bentuk), osis (bagian dari).
• Metamorphosis merupakan perubahan bentuk
selama perkembangan post-embrionik.
• 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).
Jenis - jenis Metamorphosis
1. 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.
Berikut adalah proses metamorfosis
tidak sempurna :
2. Metamorphosis Sempurna
• Merupakan metamorphosis yang
melewati tahapan-tahapan mulai
dari Telur – Larva – Pupa - Imago
(dewasa).
• Contoh metamorphosis sempurna
terjadi pada katak dan kupu-kupu.
Berikut adalah proses metamorfosis
sempurna :
Metamorfosis Amphibi
• Amphibia berasal dari kata amphi yang
artinya rangkap dan bios yang artinya
hidup. Yakni, di dalam siklus hidupnya
memerlukan 2 macam habitat, air dan
darat. Di sini, untuk menggambarkan
proses
metamorphosis
sempurna
digunakan katak sebagai contoh dari
golongan amphibi.
Metamorfosis Amphibi
• Metamorphosis yang terjadi pada katak, adalah untuk
melakukan penyesuaian diri hidup di daerah terrestrial.
• Misalnya, alat pernafasan larva (berudu) berupa insang
yang hanya dapat digunakan dalam air, sedangkan alat
pernafasan dewasa berupa berupa paru-paru yang hanya
dapat digunakan untuk bernafas di darat. Selain itu alat
pencernaan berudu memiliki usus yang sangat panjang
sesuai dengan fungsinya untuk mencernakan makanan
yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, sementara yang
dewasa hanya memiliki usus yang pendek saja sesuai
dengan fungsinya untuk mencernakan makanan yang
berasal dari hewan.
Metamorfosis Amphibi
• Pada awalnya, katak betina dewasa akan bertelur, kemudian
telur tersebut akan menetas setelah 10 hari.
• Setelah menetas, telur katak 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 kmbali berkembang biak.
Pada metamorfosis amphibi banyak sekali mengalami perubahan
baik secara morfologi maupun fisiologi
a. Proses Morfologi
Pada amphibi, metamorfosis umumnya digabungkan
dengan perubahan persiapan 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. Perubaan 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.
Sambungan Proses Morfologi
• 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.
b. Proses Biokimia
• Penambahan secara nyata pada perubahan morfologi, yang
terpenting adalah terjadinya transformasi biokimia selama
metamorfosis.
• Pada berudu, fotopigmen ratina 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.
c. 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 bagianbagian tubuh tertentu. Pada ekor, triiodothronine T3
menyebabkan kematian dari sel-sel epidermal.
• Meskipun terjadi kematian dari sel-sel epidermal pada
ekor, kepala dan epidermis tubuh tetap melanjutkan
fungsinya.
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.
Sambungan Hormon yang berperan
dalam metamorfosis katak
• 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.
Sambungan Hormon yang berperan
dalam metamorfosis katak
• 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.
METAMORFOSIS SERANGGA
• Metamorfosis pada serangga sering kali diikuti
dengan pengerusakan pada jaringan-jaringan
pada fase larva digantikan dengan jaringanjaringan dari sel-sel yang baru yang telah
berdiferensiasi.
• Insekta tumbuh dengan cara molting yaitu
pertumbuhan
kutikula
baru
dengan
meningkatkan ukuran tubuh.
Ada tiga jenis pertumbuhan pada
insecta:
1. Ametabola
yaitu tahapan yang tidak melalui tahap larva,
contohnya pada ngengat dan kutu loncat.
2. Hemimetabola
• Yaitu metamorfosis yang melalui tahapan pronimpha yang terjadi persis setelah penetasan.
Setelah itu, insekta mengalami tahap nimpha.
• Hemimetabola yaitu serangga yang mengalami
metamorfosis tidak sempurna.
Sambungan Hemimetabola
• Tahapan perkembangan sebagai berikut:
a. Telur
b. Nimfa, ialah serangga muda yang
mempunyai sifat dan bentuk sama dengan
dewasanya.
c. Imago (dewasa), ialah fase yang ditandai
telah berkembangnya semua organ tubuh
dengan baik.
Sambungan Hemimetabola
• Pada metamorfosis hemimetabola, sayap
rudimen, organ genitalia, dan struktur ciri-ciri
perkembangan lainnya sudah terbentuk tapi
belum sempurna.
• Namun, organ-organ ini tumbuh dengan
sempurna pada akhir molting. Contohnya
dapat ditemui pada belalang dan kutu busuk.
3. Holometabola
• yaitu metamorfosis yang dimulai dengan
tahapn larva setelah penetasan.
• Larva yang mengalami molting akan tumbuh
dan berukuran besar.
• Tahapan diantara larva yang mengalami
molting dinamakan instar.
• Setelah tahap instar tahapan yang terakhir
terbentuk pupa. Selama pembentukan pupa,
terjadi proses pembentukan struktur hewan
dewasa.
Sambungan Holometabola
• Tahapan dari metamorfosis sempurna adalah
telur – larva – pupa – imago.
• Larva adalah hewan muda yang bentuk dan
sifatnya berbeda dengan dewasa.
• Pupa adalah kepompong dimana pada saat itu
serangga tidak melakukan kegiatan, pada saat itu
pula terjadi penyempurnaan dan pembentukan
organ.
• Imago adalah fase dewasa atau fase
perkembangbiakan.
Perbandingan Lama Metamorfosis
Spesies
Telur
Larva/Nimfa
Pupa
Dewasa
Lalat rumah
1 hari
2 minggu
1 minggu
2 minggu
Kepik
4 hari
2 minggu
2 minggu
3-9 bulan
Monarch
Butterfly
4 hari
2 minggu
10 hari
2-6 minggu
Periodical
Cicada
1 bulan
13/17 tahun
Mayfly
1 bulan
3 tahun
Kecoa
1 bulan
3 bulan
2 bulan
tidak melewati
tahapan ini
1 hari
9 bulan
Hormon yang berpengaruh pada metamorfosis kupu - kupu
Molting dan metamorfosis dikontrol oleh beberapa hormon
efektor diantaranya yaitu:
a)
Juvennile hormon, disekresikan oleh corpora allata. Sel sekretori
corpora allataaktif selama larva molting. Selama hormon
juvennil terbentuk hidroksi ekdison menstimulasi molting dan
menghasilkan larva instar yang baru.hormon juvennil juga
berungsi untuk mencegah perubahan induksi ekdison pada
ekspresi gen yang penting saat terjadi metamorfosis.
b) 20-hidroxyecdysone, berfungsi untuk menginisiasi dan
mengkordinir atau mengatur tiap tahapan molting dan
meregulasi perubahan ekspresi gen yang terjadi selama
metamorfosis melalui proses ekdisis.
c) Prothoracicotropic (PTIH), proses molting diinisiasi di otak,
dimana
sel
neurosekretori
menghasilkan
hormon
Prothoracicotropic (PTIH) yang merespon neural, hormonal, atau
sinyal lingkungan. PTIH adalah hormon peptida yang
menstimulasi ekdison dari kelenjar prothoracic.
Peranan Hormon dalam Proses
Perkembangan Serangga