METAMORFOSIS
Oleh :
Nama : Afifah Nur Shobah
NIM : B1J007026
Rombongan : I Kelompok : 3
Asisten : Didi Rahmanto
LAPORAN PRAKTIKUM STRUKTUR DAN PERKEMBANGAN HEWAN II
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Metamorfosis pada amphibi sebagai perkembangan yang merubah secara keseluruhan bentuk, fisiologis maupun biokimia individu, sementara pada beberapa insekta, metamorfosis hanya bersifat melengkapi bentuk larva dengan perlengkapan-perlengkapan untuk menjadi bentuk dewasanya. Perubahan-perubahan metamorfik benar-benar merubah seluruh jaringan dan organ. Dua bagian perkembangan ini kemungkinan menguntungkan. Perubahan tersebut memungkinkan larva muda makan lebih banyak dan tumbuh lebih cepat dalam lingkungan akuatik yang disenangi dan sesudah metamorfosis ke dalam bentuk kehidupan darat yang memungkinkan hewan dewasanya berkoloni pada habitat sekunder berbasis tanah selama metamorfosis, proses-proses perkembangan diaktifkan kembali oleh hormon-hormon spesifik dan keseluruhan organisme berubah untuk mempersiapkan dirinya pada model baru. Metamorfosis pada berudu menyebabkan perkembangan pemasakan enzim-enzim, hati, haemoglobin dan pigmen mata termasuk juga remodelling enzim syaraf, digesti dan reproduksi.
Tidak semua amphibi memiliki tipe perkembangan tidak langsung, artinya ada hewan amphibi yang tidak memiliki stadium larva dalam hidupnya. Kelompok amphibi yang memiliki tingkat kemasakan kelamin tercapai dalam stadium perkembangan masih dalam larva. Ada juga yang bentuk larvanya tetap bertahan setelah proses metamorfosis selesai, kecuali kulitnya yang berubah dari kulit larva menjadi kulit dewasa yang memiliki kelenjar penghasil sekret. Perubahan drastis metamorfosis pada vertebrata adalah pada kelompok amphibi yaitu katakyang telah diteliti sehingga banyak hal yang dapat diketahui.
Hewan yang perkembangan embrionalnya di luar tubuh induknya, di dalam sitoplasma telurnya dilengkapi dengan sediaan makanan untuk perkembangan tingkat embrional sampai menjadi individu secara fisiologis masak, artinya menjadi individu yang mampu hidup mandiri. Beberapa hewan yang sediaan makanannya di dalam telur tidak mencukupi untuk mencapai hal tersebut maka hewan tersebut harus melewati stadium untuk makan dan menghimpun energi untuk menyelesaikan perkembanganya. Stadium ini berbeda dengan bentuk dewasanya sehingga ia harus melengkapinya kemudian. Proses perkembangan ini disebut metamorfosis. Katak merupakan contoh hewan yang mengalami metamorfosis.
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum metamorfosis katak adalah untuk mengenali struktur tubuh larva atau berudu (hewan akuatik) dan perubahan-perubahan yang terjadi selama metamorfosis larva amphibi, untuk menjadi katak deawasa (hewan terestrial).
Metamorfosis pada amphibia umunya berhubungan dengan perubahan yang mempersiapkan suatu organisme akuatik untuk kehidupan darat. Perubahan regresif pada anura menyertakan hilangnya gigi tanduk berudu, pemendekan ekor dan insang internal. Perubahan lokomosi dengan menyusutnya ekor pendayung yang disetai perkembangan membra belakangdan membra depan. Intestinum panjang yang khas hewan herbivora memendek karena akan bermetamorfosis menjadi katak yang bersifat karnivora. Paru-paru membesar, otot-otot dan kartilago berkembang untuk memompa udara masuk dan udara keluar paru-paru. Telinga tengah berkembang sebagai karakteristik membran timpani luar katak dan toad. Muncul membran niktitan pada mata (Robert, 1976).
Kecebong mempunyai usus panjang yang melingkar, tetapi amphibia dewasa mempunyai saluran pencernaan yang relatif pendek dan sederhana, panjangnya antara setengahsampai tiga setengah kali panjang tubuhnya. Perbatasan antara kedua bagian usus ini dapat terjadi saeka kosio tunggal yang kecil. Struktur ini rupanya sudah vestigial dalam banyak amphibia yang masih hidup. Anura mempunyai paru-paru pendek tetapi besar. Bagian dalam paru-paru-paru-paru merupakan kantung terbuka tetapi dindingnya sudah terbagi dalam orde pertama, kedua dan ketiga. Paru-paru ini menyediakan permukaan respirasi total sekitar 1 cm2/gr berat badan (15-20 cm2
untuk katak yang besarnya sedang). Trakhea yang sangat pendek terbagi menjadi dua bronkus, satu menuju ke arah ujung dari setiap paru-paru. Anura memompakan udara ke dalam paru-paru dari rongga bukhofonngedi. Nares interna mulai berfungsi untuk pertama kali dalam sejarah vertebrata. Anura mempunyai lebih sedikit jantung limfa yang kecil-kecil tetapi tetap mempunyai dua pasang yang besar (Djuhanda, 1984).
Endoskeleton pada katak dewasa terdiri dari tulang sejati dan kartilago. Tulang ini mendukung bagian-bagian penting pada tubuh, melindungi organ-organ
halus seperti otak dan syaraf tulang belakang, serta menyediakan tempat untuk melekatnya otot-otot rangka. Studi perbandingan yang dilakukan pada hewan vertebrata lainnya termasuk manusia diketahui dua bagian utama tulang yaitu skeleton aksial terdiri atas tulang tengkorak san sumsum tulang belakang. Skeleton apendikuler yang terdiri atas tulang kaki, tulang pelvis dan pectoral (Wodsedalck,1970).
Sebelum metamorfosis, berudu katak merupakan hewan akuatik yang memiliki insang, ekor pipih yang panjang dan mata tanpa kelopak, bersifat herbivora, memiliki gigi ampelas menanduk dan usus yang relatif panjang, dan belum mempunyai membran nictitans. Katak dewasa beradaptasi terhadap kehidupan darat, bernafas dengan paru, memiliki anggota gerak yang berkembang dengan baik dan tidak mempunyai ekor serta bersifat karnivora (Turner and Bagnara, 1976).
III. MATERI DAN METODE A. Materi
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah baskom, kertas milimeter blok, loop (kaca pembesar) dan kertas label.
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah berudu katak stadium tunas ekor, medium air sumur dan daun bayam matang.
B. Metode
1. Disediakan berudu tunas ekor yang dapat dicari di sawah atau di kolam.
2. Berudu yang berukuran sama dipilih dan pilih pada stadium yang sama (tunas ekor).
3. Berudu dipelihara dalam baskom dan diisi dengan air sumur.
4. Berudu diberi makan dengan daun bayam matang dan baskom dibersihkan setiap dua hari sekali.
5. Diukur panjang ekor, panjang tubuh dan lebar kepala berudu setiap empat hari sekali.
6. Diamati dan dicatat awal pertunasan membra depan. 7. Diamati dan dicatat awal pertunasan membra belakang. 8. Data yang diperoleh ditabulasikan.
9. Dibuat laporan hasil praktikum.
B. Pembahasan
Metamorfosis katak termasuk metamorfosis sempurna seperti yang dinyatakan oleh Anonymous (2006), bahwa katak merupakan hewan yang mengalami metamorfosis sempurna. Contoh hewan yang mengalami metamorfosis
sempurna adalah katak dan kupu-kupu. Siklus hidup katak yaitu awalnya, katak betina dewasa 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.
Gambar 1. Siklus metamorfosis katak (Rana cancrivora)
Berdasarkan hasil praktikum diperoleh bahwa rata-rata panjang tubuh pada hari ke-1, ke-5, ke-9, ke-13, ke-17 dan ke-21 masing-masing adalah 11,9; 12,25; 16,8; 17,6; 15,15 dan 14,28. Berdasarkan data tersebut maka semakin hari panjang tubuh semakin panjang kemudian menyusut. Rata-rata panjang ekor pada hari ke-1, ke-5, ke-9, ke-13, ke-17 dan ke-21 masing-masing adalah 7; 7,15; 9,4; 9,8; 7,07 dan
7. Berdasarkan data tersebut maka semakin hari panjang ekor semakin panjang kemudian menyusut. Rata-rata lebar kepala pada hari ke-1, ke-5, ke-9, ke-13, ke-17 dan ke-21 masing-masing adalah 4,5; 5,45; 5,1; 5,3; 4,15 dan 4,42. Berdasarkan data tersebut maka semakin hari lebar kepala semakin lebar kemudian mengecil.
Berdasarkan hal di atas maka dapat diketahui tahapan-tahapan metamorfosis. Perkembangan embrio dan metamorfosis katak dapat dicirikan dengan melihat perubahan bentuk telur dan warnanya. Perkembangan embrio dan metamorfosis katak secara lengkap adalah sebagai berikut (Robert, 1976) :
Stadia 1 : Adanya perubahan embrio hingga bagian yang gelap paling atas. Stadia 2 : Terlihat adanya warna kelabu pada bagian yang berlawanan dengan
bagian yang gelap paling atas.
Stadia 3 : Pembelahan sel menjadi 2 bagian. Stadia 4 : Pembelahan sel menjadi 4 bagian. Stadia 5 : Pembelahan sel menjadi 8 bagian.
Stadia 6 : Pembelahan sel menjadi 16 bagian. Stadia 7 : Pembelahan sel menjadi 32 bagian.
Stadia 8-9 : Terdapat perbedaan ukuran sel serta kecerahan telur secara keseluruhan.
Stadia 10 : Terdapat lingkaran putih yang relatif kecil pada bagian bawah telur.
Stadia 11 : Lingkaran putih yang terbentuk semakin berputar menuju bagian atas.
Stadia 13 : Terjadi perkembangan telur yang semakin datar dan perkembangan daerah bulat yang selanjutnya akan menjadi punggung larva.
Stadia 14 : Calon bagian punggung yang terbentuk pada stadia 13 semakin jelas terlihat.
Stadia 15 : Calon bagian dorsal larva semakin jelas dan ukurannya semakin memanjang.
Stadia 16 : Mulai terlihat calon kepala dan bagian bawah perut.
Stadia 17 : Telur telah berubah bentuknya hingga menyerupai bentuk tubuh berudu.
Stadia 18 : Batang ekor mulai jelas terlihat dan calon bagian insang mulai terbentuk, sedangkan bagian ventral mulai menyurut.
Stadia 19 : Bentuk tubuh semakin memanjang sebagai akibat adanya
pertumbuhan ekor dan mengecilnya bagian perut. Dengan insang dan jantung mulai terlihat.
Stadia 20 : Bagian perut semakin mengecil dan sirkulasi bagian insang dan ekor mulai terlihat jelas.
Stadia 21 : Terbentuknya insang pada bagian sisi dan mata pada daerah kepala. Stadia 22 : Bagian mata semakin jelas terlihat bagian selaput pembungkus ekr
semakin transparan disamping insang semakin jelas.
Stadia 23 : Mulai terlihat adanya perkembangan mulut dan tutup insang. Stadia 24 : Tutup insang mulai berkembang, sehingga insang mulai menutup.
Stadia 25 : Tutup insang mulai lengkap dan menutupi kedua insang, sehingga insang sudah tidak terlihat semakin pesat dan sudah mulai terbentuk gigi-gigi kecil.
Stadia 26-30 : Permulaan terbentuknya calon kaki belakang.
Stadia 30-31 : Ditandai dengan adanya perkembangan jari pada kaki belakang. Stadia 41 : Semakin memendeknya kloaka, bentuk tubuh mulai mendatar dan
berbentuk oval.
Stadia 42-44 : Lebar mulut mulai berkembang bila dibandingkan dengan letak mata pada sisi tubuh.
Stadia 45-46 : Bentuk kaki tubuh mulai menyerupai katak dewasa. Pada stadia ini kaki depan mulai berjari dan ekor mulai memendek.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 5 9 13 17 21 Hari Ke -U ku ra n (m m ) LT PT PE
Gambar 2. Grafik Pengamatan Metamorfosis dengan Ukuran Panjang Ekor, Panjang tubuh dan Lebar kepala dengan pengamatan pada hari ke-1, 5, 9,13, 17 dan 21
Berdasarkan grafik di atas maka semakin hari panjang ekor dan panjang tubuh semakin besar sedangkan lebar kepala semakin kecil. Panjang tubuh dan panjang ekor akan mencapai keadaan maksimum yaitu pada hari ke-13. Setelah itu
panjang ekor dan panjang tubuh semakin kecil karena ekor telah mereduksi dengan tumbuhnya membra belakang kemudian disusul membra depan. Bentuk tubuh mulai mendatar dan berbentuk oval, kepala mengecil dari ukuran sebelumnya (Robert, 1976).
Perubahan-perubahan yang terjadi selama metamorfosis berdasarkan pengamatan pada tabel 2 adalah pada hari pertama, berudu masih berenang menggunakan ekor, usus masih panjang dan perut datar. Pertunasan membra depan dan belakang belum tampak. Hari ke-5 sudah mengalami perubahan yaitu pertunasan membra belakang sudah muncul pada beberapa berudu tetapi organ lokomosi, usus dan perut masih sama. Hari ke-9, pertunasan membra depan belum muncul, kaki belakang sudah tampak pada sebagian besar berudu, sehingga organ lokomosi yaitu berupa ekor dan kaki belakang. Sementara itu keadaan usus masih panjang dan melingkar, perut sedikit membuncit. Hari ke-13, keadaan masih sama dengan hari ke-9. Hari ke-17, pertunasan membra depan sudah muncul tetapi pada beberapa saja, sehingga organ lokomosi adalah membra depan dan membra belakang. Keadaan usus mulai memendek dan perut sedikit membuncit. Hari ke-21, membra belakang sudah muncul pada semua berudu, tetapi membra depan hanya pada sebagian besar berudu, sehingga organ lokomosi adalah membra depan dan membra belakang. Usus memendek dan perut membuncit. Hal ini sesuai dengan pernyataan Gilbert (2000), bahwa perubahan-perubahan metamorfik pada katak adalah sebagai berikut:
Sistem Larva Dewasa
Lokomosi Respirasi Sirkulasi
Nutrisi
Akuatik, sirip ekor
Insang, kulit, paru-paru, hemoglobin larva
Arkus aortikus, aorta, vena jungular anterior, posterior dan vena jungular umum Herbivora, perut spiral panjang, simbion usus, mulut
Terestrial, tetrapoda tak berekor Kulit, paru-paru, hemoglobin dewasa
Arkus aortikus, arkus sistemik dan vena karotid
Karnivora, perut pendek, protease, mulut besar dengan lidah panjang
Syaraf
Ekskresi
Integumen
kecil, rahang tanduk, gigi labial
Tidak ada membran niktitan, porpiropsin, sistem linia lateral, neuron Mauthner
Terutama amoni, beberapa urea (amonotelik)
Tipis, epidermis dua lembar dengan dermis tipis, tidak ada kelenjar mukosa dan glanuler
Perkembangan otot okuler, membran niktitan, rodopsin, terhapus sistem linia lateral, degenerasi neuron Mauthner, membran timpani
Terutama urea, aktivitas enzim tinggi, siklus ornithin-urea (urotelik)
Epidermis skuamosa stratified dengan keratin deawasa, dermis yang tumbuh mengandung kelenjar mukosa dan glanuler yang mensekresi peptida antimikroba
Metamorfosis merupakan suatu rangkaian perubahan-perubahan morfologis, biokimiawi,dan tingkah laku luas yang rapi. Proses ini merubah larva akuatik dan herbivora menjadi hewan dewasa muda yang bernafas dengan paru-paru, karnivora, dan hidup di darat. Perubahan-perubahan metamorfik beanar-benar merubah seluruh jaringan dan organ (Soeminto, 2004).
Beberapa spesies amfibi bergantung pada ekosistem akuatik untuk mengakhiri salah satu tingkat kehidupannya. Kulit amfibi sangat permeabel dan berfungsi khususnya untuk pengambilan air dan bernafas. Perkembangan normal bergantung pada aliran yang lambat dari air menembus ruang vitelin pada embrio katak. Kadar salinitas yang tinggi maka sedikit air diserap ke ruang vitelin, keterlambatan perkembangan dapat menyebabkan perkembangan abnormal. Rata-rata kadar salinitas berkurang dari perkembangan, tingkat glukosa dan protein total meningkat secara internal (Karraker, 2007).
Faktor-faktor yang mempengaruhi metamorfosis menurut Huet (1971), yaitu dibedakan menjadi dua faktor, faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal meliputi faktor lingkungan antara lain kualitas air, adanya parasit serta jumlah pakan yang
tersedia. Faktor internal meliputi perbedaan umur, kemampuan beradaptasi dengan lingkungannya dan adanya ketahanan terhadap penyakit.
Selain dua faktor tersebut juga ada salah satu faktor yang mempengaruhi, yaitu faktor hormon. Hormon utama metamorfosis amfibi adalah hormon thyroid, yang serupa dengan ecdyson pada metamorfosis serangga. Hormon ini diproduksi dalam kelenjar thyroid yang terletak pada bagian ventral dari trachea pada leher. Komponen aktif dari hormone thyroid adalah thyroxine (T4) dan triiodothyronine
(T3), keduanya merupakan derivat dari asam amino tyrosine. Triiodothyronine (T3)
secara umum terlihat sebagai komponen yang lebih aktif, juga disintesis dari thyroxine (T4) dalam jaringan lain dari kelenjar thyroid. Ketika kelenjar thyroid
dipindahkan dari berudu muda, mereka umbuh menjadi berudu dewasa yang tidak pernah mengalami metamorfosis. Sebaliknya, ketika hormone thyroid diberikan pada berudu muda dengan makanan atau injeksi, mereka bermetamorfosis secara prematur (Kalthoff, 1996).
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan sebelumnya dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Metamorfosis merupakan perubahan morfologi, fisiologi dan biokimiawi penting, pada saat yang sama, hewan tersebut berhadapan dengan perubahan habitat yaitu dari akuatik menjadi terestrial.
2. Perubahan metamorfik pada katak melalui tiga tahapan yaitu premetamorfosis, prometamorfosis dan metamorfosis klimak.
DAFTAR REFERENSI
Anonymous. 2006. Metamorphosis. Dikutip dari http://lianaindonesia.wordpress.com. Diakses tanggal 6 November 2008. Djuhanda, T. 1984. Analisis Struktur Vertebrata I. Armico, Bandung.
Huet, M. 1971. Text Book of Fish Culture Breeding and Cultivation of Fish. Fishing News Books Ltd, Surrey.
Kalthoff, K. 1996. Analysis of Biological Development. McGraw-Hall Inc, New York.
Karraker, N. E. 2007. Are Embrionic and Larval Green Frogs (Rana clamitans) Insensitive to Road Deicing Salt? Herpetological Conservation and Biology
2. 1: 35-41.
Robert, T. 1976. Vertebrate Biology Fourth Edition. W. B. Saunders Company, USA.
Turner and Bagnara. 1976. Endokrinologi Umum. Universitas Airlangga Press, Surabaya.
Wodsedalck, J. E. 1970. General Zoology. W M C Brown Company Publishers, USA.
