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 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 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 bagian-bagian 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 jaringan-jaringan 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: Ametabola yaitu tahapan yang tidak melalui tahap larva, contohnya pada ngengat dan kutu loncat. 2. Hemimetabola Yaitu metamorfosis yang melalui tahapan pro-nimpha 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 Kepik 4 hari 3-9 bulan Monarch Butterfly 10 hari 2-6 minggu Periodical Cicada 1 bulan 13/17 tahun tidak melewati tahapan ini 2 bulan Mayfly 3 tahun Kecoa 3 bulan 9 bulan

Hormon yang berpengaruh pada metamorfosis kupu - kupu Molting dan metamorfosis dikontrol oleh beberapa hormon efektor diantaranya yaitu: 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. 20-hidroxyecdysone, berfungsi untuk menginisiasi dan mengkordinir atau mengatur tiap tahapan molting dan meregulasi perubahan ekspresi gen yang terjadi selama metamorfosis melalui proses ekdisis. 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

Sekian dan Terimakasih