Pendahuluan Embriologi Hewan

PENDAHULUAN EMBRIOLOGI HEWAN

A. Definisi Embriologi
Embriologi atau ilmu embrio merupakan bidang ilmu yang mempelajari bagaimana sel tunggal membelah dan berubah selama perkembangan untuk membentuk organisme multiseluler. Proses ini dinamakan embriogenesis. Juga disebut anatomi perkembangan (developmental anatomy), embriologi adalah spesialisasi medis yang berkaitan dengan studi tentang pertumbuhan dan perkembangan embrio dan janin selama kehamilan – dari pembuahan sel telur sampai kelahiran

B. Perkembangan Embrio
1. Pengertian Embrio
Embrio merupakan eukariot diploid multisel dalam tahap pertama dalam perkembangan, dari waktu pembelahan sel pertama sampai kelahiran , penetasan, atau Perkecambahan. Bagi manusia, disebut embrio sehingga sekitar delapan minggu setelah pembuahan, dan mulai saat itu disebut janin.
Perkembangan embrio disebut embriogenesis. Untuk organisme yang bereproduksi secara seksual, ketika sperma bersenyawa dengan sel telur, hasilnya adalah sel yang disebut zigot, yang mewarisi separuh DNA dari setiap induknya. Untuk tumbuhan, hewan dan beberapa protis, zigot itu akan terpecah secara mitosis untuk menghasilkan satu organisme multisel. Hasil proses inilah disebut embrio.

2. Peristiwa Pembentukan Embrio
Sel penyibakan selesai, embrio telah memiliki lebih dari 100 sel yang tersusun di sekeliling rongga sentral dan menuruni oviduk menuju ke uterus. Tahap embrionik ini disebut blastosit. Yang menggugus disalah satu rongga blastosit adalah sekelompok sel yang disebut masa sel dalam yang kemudian berkembang menjadi embrio itu sendiri dan membentuk atau berkontribusi terhadap semua membrane ekstraembrionik.

Trofoblas, epitel blastofit terluas tidak berkontribusi terhadap  embrio itu sendiri namun menyediakan jasa pendukung. Pertama, trobobflas menginisiasi implasntasi dengan menyekresi enzim yang mencegah molekul-molekul endometrium, pelapis uterus. Ini memungkinkan blastosit memasuki endometrium. Kemudian, saat trofoblas menebal melalui pembelahan seln trofoblas mengulurkan penjuluran-penjuluran serupa jari kedalam jaringan maternal disekitarnya, sehingga darah tumpah dan merendam jaringan trofoblas. Disekitar waktu implantasi, massa sel bagian dalam dari blastosit membentuk cakram pipih dengan lapisan sel bagian atas,epiblas, dan lapisan sel bagian bawah, hipoblas, yang homolog dengan epiblas dan hipoblas burung.

Saat implantasi selesai, gastrulasi dimulai. Sel-sel bergerak kedalam dari epiblas melalui alur primitive dan membentuk mesoderm dan endoderm. Pada waktu yang sama membrane ekstraembrionik mulai terbentuk. Trofoblas terus meluas kedlam endometrium. Trofoblas yang menginvasi, sel-sel mesodermal yang berasal dari epiblas, dan jaringan endometrium yang berdekatan turut berkontribusi terhadap pembentukan plasenta. Plasenta adalah organ vital yang merantarai pertukaran nutrient, gas, dan zat-zat buangan bernitrogen antara embrio dan induk betina. Plasenta juga menghasilkan hormone dan melindungi embrio dari respon kekebalan ibu.

Akhir glastrulasi, lapisan germinal embrionik terlah terbentuk. Embrio berlapis tiga kini dikelilingi oleh mesosderm ekstraembrionik yang beriprolifrasi dan keempat membrane ekstraembrionik. Proses Morfogenetik disebut juga sebagai Proses Gastrulasi.  Selama masa gastrulasi sel-sel melakukan gerakan morfogenetik, sehingga terjadi reorganisasi seluruh embrio atau sebagian daerah kecil di dalam embrio.

Gastrulasi: awal perkembangan embrio mulai dikenal 3 lapisan:
-          Ektoderm
-          Mesoderm
-          Endoderm

Mekanisme molekuler gastrulasi berbeda untuk setiap spesies Gastrulasi diikuti dengan organogenesis, perkembangan organ dari lapisan germinal. Tujuan gastrulasi: membentuk 3 lapisan embrional yaitu ectoderm, mesoderm, and endoderm. Setiap lapisan akan berkembang menjadi jaringan dan organ spesifik.

Ektoderm adalah lapisan tubuh bagian luar yang akan berkembang menjadi lapisan luar pelindung tubuh (pada hewan tertentu menjadi susunan saraf pusat).

Endoderm adalah lapisan tubuh bagian dalam yang akan berkembang menjadi saluran pencernaan dan hati.


Mesoderm adalah lapisan tubuh bagian tengah yang akan berkembang antara usus dan lapisan pelindung luar seperti otot dan sistem peredaran darah.

C. Fertilisasi dan Sel Gamet
Gametogenesis adalah proses pembentukan gamet atau sel kelamin. Sel gamet terdiri dari gamet jantan (spermatozoa) yang dihasilkan di testis dan gamet betina (ovum) yang dihasilkan di ovarium. Terdapat dua jenis proses pembelahan sel yaitu mitosis dan meiosis. Mitosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan tetapi tidak terjadi reduksi kromosom contoh apabila ada sel tubuh kita yang rusak maka akan terjadi proses penggantian dengan sel baru melalui proses pembelahan mitosis, sedangkan pembelahan meiosis yaitu pembelahan sel dari induk menjadi 2 anakan dengan adanya reduksi kromosom, contohnya pembelahan sel kelamin atau gamet sebagai agen utama dalam proses reproduksi manusia. Pada pembelahan mitosis menghasilkan sel baru yang jumlah kromosomnya sama persis dengan sel induk yang bersifat diploid (2n) yaitu 23 pasang/ 46 kromosom, sedangkan pada meiosis jumlah kromosom pada sel baru hanya bersifat haploid (n) yaitu 23 kromosom. Gametogenesis terdiri 4 tahap : perbanyakan, pertumbuhan, pematangan dan perubahan bentuk. Gametogenesis ada dua yaitu spermatogenesis dan oogenesis.

1. Spermatogenesis
Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel spermatozoa (tunggal : spermatozoon) yang terjadi di organ kelamin (gonad) jantan yaitu testis tepatnya di tubulus seminiferus. Sel spermatozoa, disingkat sperma yang bersifat haploid (n) dibentuk di dalam testis melewati sebuah proses kompleks. Spermatogenesis mencakup pematangan sel epitel germinal dengan melalui proses pembelahan dan diferensiasi sel. Pematangan sel terjadi di tubulus seminiferus yang kemudian disimpan dalam epididimis. Tubulus seminiferus terdiri dari sejumlah besar sel germinal yang disebut spermatogonia (jamak). Spermatogonia terletak di dua sampai tiga lapis luar sel-sel epitel tubulus seminiferus. Spermatogonia berdiferensiasi melalui tahap-tahap perkembangan tertentu untuk membentuk sperma.  I

Pada proses spermatogenesis terjadi proses-proses dalam istilah sebagai berikut :

Spermatositogenesis (spermatocytogenesis) adalah tahap awal dari spermatogenesis yaitu peristiwa pembelahan spermatogonium menjadi spermatosit primer (mitosis), selanjutnya spermatosit melanjutkan pembelahan secara meiosis menjadi spermatosit sekunder dan spermatid. Istilah ini biasa disingkat proses pembelahan sel dari spermatogonium menjadi spermatid.

Spermiogenesis (spermiogensis) adalah peristiwa perubahan spermatid menjadi sperma yang dewasa. Spermiogenesis terjadi di dalam epididimis dan membutuhkan waktu selama 2 hari. Terbagi menjadi tahap 1) Pembentukan golgi, axonema dan kondensasi DNA, 2) Pembentukan cap akrosom, 3) pembentukan bagian ekor, 4) Maturasi, reduksi sitoplasma difagosit oleh sel Sertoli.


Spermiasi (Spermiation) adalah peristiwa pelepasan sperma matur dari sel sertoli ke lumen tubulus seminiferus selanjutnya ke epididimidis. Sperma belum memiliki kemampuan bergerak sendiri (non-motil). Sperma non motil ini ditranspor dalam cairan testicular hasil sekresi sel Sertoli dan bergerak menuju epididimis karena kontraksi otot peritubuler. Sperma baru mampu bergerak dalam saluran epidimis namun pergerakan sperma dalam saluran reproduksi pria bukan karena motilitas sperma sendiri melainkan karena kontraksi peristaltik otot saluran.

2. Hormon - Hormon Yang Berperan Dalam proses Spermatogenesis

Proses pembentukan spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon, diantaranya:

a.  Kelenjer hipofisis menghasilkan hormon peransang folikel (Folicle Stimulating Hormon / FSH) dan hormon lutein (Luteinizing Hormon / LH).

b. LH merangsang sel leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder.

c. FSH merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai spermatogenesis.

d. Hormon pertumbuhan, secara khusus meningkatkan pembelahan awal pada spermatogenesis.

3. Oogenesis
Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur (ovum) di dalam ovarium. Oogenesis dimulai dengan pembentukan bakal sel-sel telur yang disebut oogonia (tunggal: oogonium). Pembentukan sel telur pada manusia dimulai sejak di dalam kandungan, yaitu di dalam ovari fetus perempuan. Pada akhir bulan ketiga usia fetus, semua oogonia yang bersifat diploid telah selesai dibentuk dan siap memasuki tahap pembelahan.  Semula oogonia membelah secara mitosis menghasilkan oosit primer. Pada perkembangan fetus selanjutnya, semua oosit primer membelah secara miosis, tetapi hanya sampai fase profase. Pembelahan miosis tersebut berhenti hingga bayi perempuan dilahirkan, ovariumnya mampu menghasilkan sekitar 2 juta oosit primer mengalami kematian setiap hari sampai masa pubertas. Memasuki masa pubertas, oosit melanjutkan pembelahan miosis I. hasil pembelahan tersebut berupa dua sel haploid, satu sel yang besar disebut oosit sekunder dan satu sel berukuran lebih kecil disebut badan kutub primer.


Pada tahap selanjutnya, oosit sekunder dan badan kutub primer akan mengalami pembelahan miosis II.  Pada saat itu, oosit sekunder akan membelah menjadi dua sel, yaitu satu sel berukuran normal disebut ootid dan satu lagi berukuran lebih kecil disebut badan polar sekunder. Badan kutub tersebut bergabung dengan dua badan kutub sekunder lainnya yang berasal dari pembelahan badan kutub primer sehingga diperoleh tiga badan kutub sekunder. Ootid mengalami perkembangan lebih lanjut menjadi ovum matang, sedangkan ketiga badan kutub mengalami degenerasi (hancur). Dengan demikian dapat disimpulkan  bahwa pada oogenesis hanya menghasilkan satu ovum.

5. Hormon - Hormon Yang Berperan Dalam proses Oogenesis
Proses pembentukan oogenesis dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon, diantaranya:

Pada wanita usia reproduksi terjadi siklus menstruasi oleh aktifnya aksis hipothalamus -hipofisis - ovarium. Hipothalamus menghasilkan hormon GnRH (gonadotropin releasing hormone) yang menstimulasi hipofisis mensekresi hormon FSH (follicle stimulating hormone) dan LH (lutinuezing hormone). FSH dan LH menyebabkan serangkaian proses di ovarium sehingga terjadi sekresi hormon estrogen dan progesteron. LH merangsang  korpus luteum untuk menghasilkan hormon progesteron dan meransang ovulasi. Pada masa pubertas, progesteron memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder. FSH merangsang ovulasi dan meransang folikel untuk membentuk estrogen, memacu perkembangan folikel. Hormon prolaktin merangsang produksi susu.

D. Blastula dan Implantasi
1. Definisi Blastula
Embrio yang memiliki rongga itu disebut blastula, rongganya disebut blastocoels. Proses pembentukan blastula disebut blastulasi. Blastula merupakan bentuk lanjutan dari morula yang terus mengalami pembelahan. Bentuk blastula ditandai dengan mulai adanya perubahan sel dengan mengadakan pelekukan yang tidak beraturan. Di dalam blastula terdapat cairan sel yang disebut dengan Blastosoel. Blastulasi yaitu proses terbentuknya blastula.

2. Ciri-Ciri Blastula
a.  Blastula adalah bentukan lanjutan dari morula yang terus mengalami pembelahan.

b. Bentuk blastula ditandai dengan mulai adanya perubahan sel dengan mengadakan pelekukan yang tidak beraturan.

c. Di dalam blastula terdapat cairan sel yang disebut dengan Blastosoel

d.  Blastulasi yaitu proses terbentuknya blastula.

3. Jenis Blastula
Melihat pada bentuk dan susunan blastomerenya blastula dibagi atas 3 macam:
1.      Coeloblastula (bentuk bola)
2.      Discoblastula (bentuk cakram)
3.      Stereoblastula (bentuk bola tapi masif)

E. Morula
Morula adalah massa bola seperti sel dibentuk oleh pembelahan zigot. Morula biasanya terdiri dari 16 sampai dengan 32 sel. Pembelahan pertama zigot manusia terjadi di tuba fallopi, sekitar 30 jam setelah pembuahan. Kedua dan ketiga belahan dada berlangsung sekitar 60 jam dan 72 jam setelah pembuahan masing-masing. Pembelahan meningkatkan jumlah sel-sel, tetapi tidak menghasilkan pertumbuhan. Dengan demikian, morula memiliki ukuran yang sama dengan zigot. Sebagai hasil dari divisi pembelahan selanjutnya, morula membentuk menjadi massa sel dalam pusat kota dan lapisan sekitarnya, massa sel luar. Selama perkembangan embrio, massa sel dalam membentuk jaringan embrio sementara massa sel luar memberikan naik trofoblas, yang akhir-akhir ini berkembang menjadi plasenta. Morula mencapai rahim dalam waktu 4-6 hari setelah pembuahan.

F. Gastrula

Gastrula adalah bentukan lanjutan dari blastula yang pelekukan tubuhnya sudah semakin nyata dan mempunyai lapisan dinding tubuh embrio serta rongga tubuh. Gastrula pada beberapa hewan tertentu, seperti hewan tingkat rendah dan hewan tingkat tinggi, berbeda dalam hal jumlah lapisan dinding tubuh embrionya.

Triploblastik yaitu hewan yang mempunyai 3 lapisan dinding tubuh embrio, berupa ektoderm, mesoderm dan endoderm. Hal ini dimiliki oleh hewan tingkat tinggi seperti Vermes, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata dan semua Vertebrata.

Diploblastik yaitu hewan yang mempunyai 2 lapisan dinding tubuh embrio, berupa ektoderm dan endoderm. Dimiliki oleh hewan tingkat rendah seperti Porifera dan Coelenterata. Gastrulasi yaitu proses pembentukan gastrula.

G. Kembar Identik
Kembar identic bisa muncul ketika sel-sel embrionik terpisah. Waktu pemisahan tersebut menentukan sifat penyusunan anak kembar di dalam uterus terkait dengan membrane ekstraembrioniknya. Jika pemisahan terjadi cukup dini, sebelum trofoblas dan masa sel bagian dalam terdiferensiasi, maka kedua embrio akan tumbuh, masing-masing dengan korion dan amnionnya sendiri. Inilah yang terjadi sepertiga dari kelahiran kembar. Pemisahan terjadi agak belakngan, setelah korion terbentuk namun sebelum amnion yang terpisah. Pada kasus yang jarang, dua kelompok sel lebih belakangan lagi terbentuk.

H. Informasi Penting
Pada tahap blastula akhir memerlukan nutrisi, dan terjadi proses implantasi pada dinding rahim karena ada protein khusus yang disekresikan oleh rahim agar menarik blastula menuju dinding rahim (proses implantasi). Proses tersebut hanya terjadi pada fertilisasi internal. Pada proses fertilisasi eksternal tidak dapat ditemui karena nutrisi yang tersedia saat tahapan blastula mencukupi untuk melakukan tahapan berikutnya. Plasenta merupakan hasil mitosis dari zigot yang berasal dari proses fertilisasi sel ovum dan sperma.