LAPORAN PRAKTIKUM
STRUKTUR PERKEMBANGAN HEWAN 2
PERKEMBANGAN EMBRIO KATAK (Rana sp)
Offering C
Kelompok 2
1. Ainun Mahfudhoh (150341608276)
2. Atiqah Miftakhul Jannah (150341603834)
3. Aulia Ayu Suryanitha (150341605525)
4. Indah Rahmawati (150341603241)
JURUSAN BIOLOGI
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
OKTOBER 2016
A. Tujuan
a) Mempelajari perkembangan embrio katak mulai zigot sampai bentuk larva
b) Mempelajari tipe dan pola pembelahan embrio katak
c) Mempelajari pembentukan bakal organ katak yang berasal dari setiap
lapisan embrional
B. Dasar Teori
Salah satu ciri makhluk hidup adalah bereproduksi (berkembang
biak). Reproduksi bertujuan untuk melestarikan dan mempertahankan
keberadaan atau eksistensi suatu sepesies tersebut. Ada dua cara
perkembangbiakan secara umum yaitu vegetatif dan generatif.
Proses-proses penting yang meregulasi perkembangan terjadi
selama fertilisasi dan ketiga tahap yang mulai membangun tubuh
sebagian besar hewan. Selama tahap pertama, disebut penyibakan
(cleavage), pembelahan sel menghasilkan bola berongga, disebut
blastula, dari zigot. Tahap kedua, gastrulasi (gastrulation), menyusun
kembali blastula menjadi embrio berlapis tiga, gastrula. Selama tahap
ketiga organogenesis, interaksi dan pergerakan ketiga lapisan
menghasilkan organ-organ rudimenter yang akan tumbuh menjadi struktur-
struktur dewasa. (Campbell, 2008)
Katak merupakan jenis hewan ovivar. Katak jantan dan katak
betina tidak memiliki alat kelamin luar. Pembuahan katak terjadi di
luar tubuh (pembuahan eksternal). Pada saat kawin katak jantan dan
katak betina akan melakukan ampleksus. Katak betina akan mengeluarkan
ovum ke dalam air dengan menyemprotkan sel-sel gametnya keluar tubuh
yang kemudian akan dibuahi oleh pejantan.(Sugianto, 1996)
Tipe telur pada amphibi adalah telur bertipe telolesital dan
tipe pembelahannya adalah holoblastik tidak sempurna. Pada
perkembangannya, zigot katak akan berkembang menjadi embrio yang
kemudian embrio tersebut akan berkembang dan mengalami blastulasi,
gastrulasi, neurulasi dan diferensiasi. Setiap tahapan yang dilewati,
akan menunjukkan ekspresi atau ciri khas yang berbeda sehingga dapat
diamati dan dibedakan setiap tahapannya.(Sukro, 2000)
C. Alat dan Bahan
D. Prosedur Kerja
1. Mengamati Preparat Awetan Seri Larva Katak
2. Mengamati Preparat Awetan Pembelahan Embrio Katak
3. Mengamati Peraga Tahap-Tahap Perkembangan Embrio Katak
E. Data Hasil Pengamatan
1. Irisan Preparat Tahap Perkembangan Embrio Katak
"No."Gambar Pengamatan "Literatur "Keterangan "
"1. "Sel telur yang belum " " "
" "mengalami pembelahan " "Sel telur katak "
" " " " "
" " "(Sumber: Salazar-Nicholls " "
" " "and del Pino, 2015) " "
"2. "Pembelahan Telur Katak " " "
" "Primer "(Sumber: Morgan, 1897) "Pembelahan secara"
" " " "meridional "
" " " "membentuk 2 "
" " " "blastomer "
"3. "Pembelahan Telur Katak " " "
" "Sekunder " "Blastomer "
" " "(Sumber: Morgan, 1897) "4 blastomer "
"4. "Pembelahan Telur Katak " " "
" "Tersier "(Sumber: Hervas et al, "Pembelahan "
" " "2015) "blastomer "
"5. "Pembelahan Morula " " "
" " " "Blastomer-blastom"
" " "(Sumber: Hervas et al, "er "
" " "2015) " "
"6. "Pembelahan Blastula " " "
" " " "Blastocoel "
" " " "Mikromer "
" " " "Makromer "
" " " "Kutub vegetal "
" " " "Kutub animal "
" " "(Sumber: Hervas et al, " "
" " "2015) " "
"7. "Pembelahan katak yang " " "
" "membentuk yolk gland " "Blastocoels "
" " " "Pembentukan "
" " "(Sumber: Hervas et al, "archenteron "
" " "2015) "Dorsal blastopore"
" " " "yolk "
"8. "Tahap Pertama dari " " "
" "Neurulasi " "archenteron "
" " " "dorsal blastopore"
" " "(Sumber: Hervas et al, "blastocoel "
" " "2015) " "
"9. "Tahap Akhir Neurulasi " " "
" " "(Sumber: Salazar-Nicholls "neural tube "
" " "and del Pino, 2015) "somit "
" " " "archenteron "
" " " "notokord "
" " " "endoderm "
"10."Tahap Pertama " " "
" "Pembentukan Ujung Ekor "(Sumber: Rugh,1951) " "
" " " " "
2. Perkembangan Embrio Katak
"No."Gambar Pengamatan "Literatur "Keterangan "
"1. "Sel telur yang belum " " "
" "membelah " "Kutub animal "
" " "(Sumber: Ciptono, 2008) "Kutub vegetal "
"2. "Pembelahan pertama secara " " "
" "meridional " "2 blastomer "
" " "(Sumber: Hervas et al, " "
" " "2015) " "
"3. "Pembelahan keempat " "Pembelahan "
" "meridional secara bersamaan" "membentuk 16 "
" " "(Sumber: Morgan, 1897) "blastomer "
"4. "Pembelahan membentuk " " "
" "blastula "(Sumber: Hervas et al, "Kutub animal "
" " "2015) "Kutub vegetal "
"5. "Pembelahan lanjut " " "
" " "(Sumber: Morgan, 1897) " "
"6. "Irisan sagital embrio katak" " "
" "tahap blastula " "Mikromer "
" " "(Sumber: Salazar-Nicholls"Blastocoel "
" " "and del Pino, 2015) "Makromer "
"7. "Irisan sagital tahap " " "
" "blastula lanjut (32 "(Sumber: Salazar-Nicholls"Mikromer/ "
" "blastomer) "and del Pino, 2015) "ektoderm "
" " " "Blastocoel "
" " " "Makromer/ "
" " " "endoderm "
"8. "Irisan pembentukan " " "
" "blastophorus "(Sumber: Salazar-Nicholls"Mikromer/ektod"
" " "and del Pino, 2015) "erm "
" " " "Blastocoels "
" " " "Dorsal "
" " " "blastopore "
" " " "Makromer / "
" " " "endoderm "
"9. "Irisan sagital pembentukan " " "
" "archenteron (tahap "(Sumber: Salazar-Nicholls"ectoderm "
" "gastrula) "and del Pino, 2015) "archenteron "
" " " "endoderm "
" " " "blastopore "
"10."Irisan sagital pembentukan " " "
" "tiga lapisan embrional " "ectoderm "
" "(tahap gastrula akhir) " "mesoderm "
" " "(lapisan atas "archenteron "
" " "archenteron) "endoderm "
" " "(Sumber: Salazar-Nicholls" "
" " "and del Pino, 2015) " "
" " " " "
"11."Tahap neurulasi " " "
" " "(Sumber: Salazar-Nicholls" "
" " "and del Pino, 2015) "neural fold "
" " " "neural plate "
"12."Irisan sagital tahap " " "
" "neurulasi " "neural fold "
" " " "ectoderm "
" " "(Sumber: Hervas et al, "notokord "
" " "2015) "mesoderm "
" " " "endoderm "
" " " "archenteron "
"13."Irisan sagital pembentukan " " "
" "bumbung neural (tahap " "ectoderm "
" "neurulasi) "(Sumber: Hervas et al, "neural tube "
" " "2015) "somite "
" " " "notochord "
" " " "endoderm "
" " " "archenteron "
"14."Embrio katak tahap tunas " "notochord "
" "ekor "(Sumber: Rugh,1951) "foregut "
" " " "liver "
" " " "diverticulum "
" " " "midgut "
" " " "yolk/endoderm "
" " " "hindgut "
" " " "neurocoel "
" " " "neurenteric "
" " " "canal "
" " " "proctodeum "
" " " "ektoderm "
"15."Embrio katak " "foregut "
" " "(Sumber: Rugh, 1951) "midgut "
" " " "hindgut "
" " " "yolk "
" " " "(proctodeum) "
" " " "anus "
" " " "Mesenkim "
" " " "Neurocoel "
" " " "notocord "
3. Potongan seri (irisan transversal) embrio katak
"No. "Gambar Pengamatan "Literatur "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
" " " "
" " "(Sumber: Dagala,2015) "
F. Pembahasan
Pada praktikum perkembangan embrio katak menggunakan bahan berupa
preparat perkembangan embrio aktak, model perkembangan embrio katak dan
penampang melintang secara seri perkembangan embrio katak pada tahap tunas
ekor.
1. Preparat dan Model Perkembangan Embrio Katak
Pada pengamatan menggunakan preparat embrio katak, perbesaran yang
digunakan adalah 4x10. Preparat 1 dan model 1 menunjukkan Zigot yang
belum mengalami pembelahan. zigot yang belum mengalami pembelahan.
Terdapat daerah abu – abu pada model 1 yang menandakan sel telur telah
dibuahi oleh sel sperma atau disebut dengan fertilisasi. Hal tersebut
sesuai dengan Slack (2006) bahwa ciri telur yang telah difertilisasi
adalah adanya daerah kelabu yang berbentuk sabit (grey crescent). Hal ini
akibat penetrasi sperma sehinggaa pigmen di tempat yang berlawanan
bergeser ke arah masuknya sperma kurang lebih sepertiga pigmen, pigmen
menjadi berkurang dan tampak bagian ini lebih pucat warnanya.
Gambar Sel Telur yang terfertilisasi
Sumber : Bhatnagar & Bansal, 2008
Preparat 2 dan model 2 menunjukkan telah terjadi fertilisasi dan
merupakan pembelahan pertama secara meridional dari kutub animal ke kutub
vegetal pada daerah kelabu yang terdapat dua buah blastomer. Hal tersebut
sesuai dengan Slack (2006) Pembelahan I dilakukan dengan meridional yang
arah pembelahannya tepat pada garis tengah sabit kelabu dari kutub animal
ke kutub vegetal menghasilkan dua blastomer. Moore (1988) menyatakan
bahwa pembelahan regional melalui kutub anima dan vegetatif dan membelah
daerah kelabu. Daerah kelabu sangat penting dalam proses pembelahan. Para
ahli telah melakukan beberapa riset mengenai pembelahan pada telur katak
dengan membelah telur yang telah difertilisasi di daerah di luar daerah
kelabu, dan hasilnya pembelahan tidak terjadi.
Gambar Pembelahan 1
Sumber : Gilbert, 2003
Preparat 3 menunjukkan pembelahan kedua yaitu terdapat 4 blastomer.
Pembelahan kedua dilakukan dengan meridional yang arahnya 90° pembelahan
pertama. Hal tersebut sesuai dengan Campbell et al (2008) pada pembelahan
kedua, pembelahan melewati bidang meridional, tetapi tegak lurus pada
bidang pembelahan pertama.
Gambar Pembelahan 2
Sumber : Bhatnagar & Bansal, 2008
Menurut Yatim (1994) bahwa tipe sel telur amfibi berdasarkan
penyebaran yolk (kuning telur) adalah Telolecithal yang berarti yolknya
banyak dan tersebar tidak merata sehingga berkumpul pada salah satu
kutub. Pembelahan ketiga secara horizontal tegak lurus terhadap bidang
pembelahan 1 dan 2 menghasilkan 8 blastomer. Tipe pembelahan sel telur
pada amfibi holoblastik tidak sempurna/unequal : sel yang
membelah/blastomer tidak sama besar atau dominan pada satu kutub,
sehingga blastomer terbagi menjadi makromer (dominan) dan mikromer.
Gambar Pembelahan 3
Sumber : Bhatnagar & Bansal, 2008
Preparat 4 dan model 3 menunjukkan proses pembelahan ke 4 yaitu
pembelahan dilakukan secara meriodional simultan menghasilkan 16
blastomer. Berdasarkan gambar model 3, alur pembelahan berada pada kutub
animal. Pada bagian vegetalnya tidak mengalami pembelahan. Sesuai dengan
Sastry (2007), bahwa tahapan ini terjadi pada bagian kutub animal karena
pada bagian vegetalnya telah penuh oleh yolk, sehingga menghambat
terjadinya pembelahan.
Gambar Pembelahan 4
Sumber : Bhatnagar & Bansal, 2008
Preparat 5 dan model 4 menunjukkan proses pembelahan morula.
Pembelahan ini merupakan lanjutan dari pembelahan 4 yang mana termasuk
dalam pembelahan ke 5. Pembelahan dilakukan secara horizontal di atas
dan di bawah bidang pembelahan 3 yang menghasilkan 32 blastomer.
Menurut Campbell et al (2008), Pembelahan secara terus menerus
menghasilkan sebuah bola sel padat yang disebut morula.
Gambar Pembelahan 5
Sumber : Gilbert, 2003
Preparat 6 dan model 5 menunjukkan tahapaan pembelahan menjadi
blastula karena telah ditemukan suatu rongga yang disebut blastocoel.
Kemudian pada model 6, pembelahan terjadi terus – menerus dan blastocoel
semakin terlihat. Menurut Campbell (2008), Pada tahap ini mengacu pada
permukaan berlobus pada embrio. Suatu rongga yang penuh cairan yang
disebut balstosol (blastocoel) dan menghasilkan tahapan perkembangan bola
berlubang yang disebut blastula. Pada katak, karena pembelahan yang tidak
sama, blastocoel berada dibagian kutub animal. Menurut Nieuwkoop (1979)
fungsi rongga blastula adalah membatasi interaksi antara bakal ektoderem
dan sel-sel endoderm pada cincin marginal yang mengelilingi tepi
blastocoel. Amphibia memiliki tipe telur telolesithal, sehingga telur
katak akan membentuk blastula tipe coeloblastula berlapis banyak.
Gambar Blastula yang terdapat Blastocoel
Sumber : Gilbert, 2003
Menurut Moore (1988), blastula pada katak memiliki tiga daerah yang
berbeda, yaitu :
1. Daerah di sekitar kutub anima, meliputi sel-sel yang membentuk atap
blastocoel.Sel-sel tersebut merupakan bakal lapisan ektoderem. Sel-
sel ini berukuran kecil dan disebut mikromer, mengandung banyak butir-
butir pigmen
2. Daerah di sekitar kutub vegetatif, meliputi sel-sel yolk yang
berukuran besar(makromer) yang merupakan bakal sel-sel endoderem.
Mengandung banyakbutir- butir yolk.
3. Daerah sub ekuatorial berupa sel-sel cincin marginal, meliputi
daerah kelabu (gray crescent). Daerah ini secara normal akan
membentuk sel-sel mesoderem
Selain itu, pada tahap ini ditentukan 'peta nasib' bagi calon lapisan
ektoderm dan endoderm, sedangkan untuk hewan tripoblastik yaitu calon
lapisan ektoderm, mesoderm dan endoderm.
Gambar Peta Nasib Perkembangan Embrio Katak
Sumber : Purves, 1998
Pada model 7 menunjukkan pembentukan bibir dorsal blastophorus yang
merupakan ciri dari tahap awal gastrulasi.
Gambar Gastrula Awal
Sumber : Slack, 2006
Pada model 8 menunjukkan menunjukkan irisan sagital pembentukan
arkenteron (tahap gastrula) yang menyebabkan blastocoel terdesak dan
mengecil. Kemudian terdapat warna orange pada model yang berukuran kecil
yang menunjukkan bakal dari lapisan mesoderm. Pada preparat 7 juga
merupakan tahapan dari gastrulasi. Menurut Bhatnagar & Bansal (2008)
gastrula dimulai dari bagian dorsal kutub vegetal. Gastrula dibentuk dari
serangkaian proses pergerakan sel (gerak morfogenik). Sel – sel yang
tersisa di dekat kutub vegetal sedikit memipih dan membentuk vegetal
plate yang melengkung ke dalam akibat perubahan bentuk sel yang disebut
invaginasi. Proses invaginasi terjadi di daerah intermediet (perbatasan
antara mikromer dan makromer). Invaginasi sel ini akan membentuk
blastoporus, pada tepi blastoporus ini akan terbentuk bibir dorsal
blastoporus.
Setelah membentuk bibir dorsal blastoporus. Akibat adanya invaginasi
akan terjadi migrasi sel. Hasil dari invaginasi ini adalah akan
terbentuknya rongga, rongga inilah yang disebut dengan arkenteron. Akibat
adanya arkenteron maka rongga bastocoel akan terdesak hingga rongga ini
akan menjadi rongga dengan ukuran yang kecil dan terletak di pinggir.
Arkenteron ini nantinya akan menjadi saluran pencernaan primitive.
Sedangkan pada daerah di lain juga terjadi invaginasi yang akan
membentuk bibir ventral. Bibir ventral ini terletak di sisi yang
berlawanan dengan bibir dorsal. Selain bibir dorsal dan bibir ventral
juga ada bibir lateral.
Gambar Mid-Gastrula
Sumber : Slack, 2006
Gambar Arkenteron yang mendesak blastocoel
Sumber : Slack, 2006
Gambar Ventarl Lip, Dorsal Lip dan Lateral Lip
Sumber : Gilbert, 2003
Pada model 10 menunjukkan pembelahan yang terjadi terus menerus
sehingga tampak morfologi luarnya menghasilkan banyak blastomer. Kemudian
model 9 menunjukkan irisan sagital dari model 10 yang terjadi proses
pembentukan tiga lapisan embrional (tahap gastrula akhir) ditandai dengan
arkenteron mengecil karena terdapat gerak morfogenik dan terbentuk mesoderm
yang ditunjukkan oleh warna orange berjumlah 2 yang berada diatas
arkenteron dan diantara mesoderm terdapat warna putih yang disebut dengan
notokord. Ektoderm berada di luar yang ditunjukkan oleh warna hijau.
Endoderm yang berwarna kuning berada di bagian dalam di bagian posterior
dari mesoderm.
Menurut Campbell et al (2008), gastrula dibentuk dari serangkaian
proses pergerakan sel (gerak morfogenik) dengan hasil akhir berupa tiga
lapisan sel yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm. Setelah mengalami
invaginasi juga akan mengalami involusi dan juga merupakan gerak
morfogenetik lainnya. Involusi terjadi saat blastoporus terbentuk, bakal
lapisan sel endoderm dan mesoderm di permukaan embrio bergulung melewati
tepi bibir ke dalam interior embrio. Begitu berada di dalam embrio, sel –
sel ini akan bergerak menjauhi blastopor ke arah kutub animal dan
terorganisasi menjadi lapisan endoderm dan mesoderm, dengan endoderm berada
di sebelah dalam. Blastocoel mereduksi dan digantikan oleh arkenteron yang
terbentuk oleh tabung endoderm.
Saat gastrulasi selesai, bibir blastoporus yang melingkar mengelilingi
sumbat kuning telur (yolk plug) yang terdiri dari sel – sel luar kaya
nutrien, kemudian sel – sel yang menonjol ini akan bergerak ke dalam saat
ekspansi ektoderm menyebabkan blastoporus semakin menciut. Di titik ini,
sel – sel yang tersisa di permukaan membentuk ektoderm, tabung endoderm
adalah lapisan terdalam dan mesoderm terletak diantara kedua lapisan
tersebut. Anus katak berkembang dari blastoporus, sementara mulut akhirnya
muncul di ujung arkenteron yang berlawanan setelah membentang ke sisi
ventral di dekat kutub animal (Campbell et al, 2008).
Gambar tahap akhir gastrulasi
Sumber : Campbell et al, 2008
Gambar gastrula yang terdapat yolk plug pada bibir bastoporus
Sumber : Gilbert, 2003
Pada preparat 8 dan model 11 menunjukkan proses awal neurulasi. Model 12
menunjukkan morfologi luar ketika embrio pada tahap neurulasi. Gambar Pada
tahap ini, terjadi pemanjangan bakalm mesoderm dan terdapat notokord.
Arkenteron berada di tengah di bagian posterior dari notokord. Pada tahap
ini terjadi proses perubahan bentuk fisik dan terjadi pula proses saling
menginduksi diantara lapisan embrional. Pada tahap ini sudah terbentuk
lapisan lembaga yaitu ectoderm, mesoderm dan endoderm.
Neurulasi pada katak merupakan neurulasi primer. Neurulasi diawali
dengan proses induksi notokord terhadap ektoderm di atasnya sehingga
terbentuk neural plate atau keping neural. sel – sel penyusun keping neural
menjadi panjang dan menjadi lebih tebal dibandingkan daerah sekitarnya
(Lestari dkk, 2013)
Menurut Campbell et al (2008), notokord terbentuk dari mesoderm dorsal
yang berkondensasi ketika ketika sel – sel berasosiasi erat sebagai satu
kelompok tepat di atas arkenteron. Ektoderm di atas notokord menjadi neural
plate. Perubahan dalam bentuk sel kemudian menyebabkan neural plate melekuk
ke dalam, menggulung dirinya menjadi neural tube yang membentang di
sepanjang sumbu anterior – posterior embrio
Gambar : Tahap Awal Neurulasi
Sumber : Slack, 2008
Pada preparat 9 dan model 13 menunjukkan tahapan neurulasi akhir. Pada
model dapat ditemui beberapa bagian seperti bumbung neural yang berwarna
merah, somit yang berjumlah 2 disamping bumbung neural, terdapat notokord
yang berwarna putih. Menurut Bhatnagar & Bansal (2008) Pada tahap ini
setelah terbentuk keping neural setelah ada induksi dari bakal notochord,
selanjutnya pada tepi kiri kananya akan membentuk lipatan neural (neural
fols) sedangkan bagian tengahnya melekuk disebut parit neural (neural
groove) yang nantinya akan membagi embrio menjadi belahan kanan dan kiri.
Bersamaan dengan itu juga terjadi pertemuan antara lipatan neural kanan dan
lipatan neural kiri yang akan membentuk bumbung neural.
.
Gambar : Tahap Akhir Neurulasi
Sumber : Slack, 2008
Gambar Pembentukan Neural Tube
Sumber : Campbell et al, 2008
Preparat 10 menunjukkan tahap pertama pembentukan tunas ekor kemudian
pada model 14 dan 15 merupakan embrio pada tahap tunas ekor. Warna hijau
menunjukkan derivat dari ektoderm, warna kuning menunjukkan derivat dari
endoderm, warna orange menunjukkan derivat dari emsoderm, warna putih
merupakan derivat dari notokord dan warna biru merupakan derivat arkenteron
yang membentuk saluran pencernaan.
Lapisan ektoderm yang merupakan lapisan luar embrio akan
berdiferensiasi menjadi ektoderm neural yang akan menjadi sistem saraf
pusat, dan pial neural yang akan membentuk sistem saraf perifer, medula
adrenal, melanosit. Sedangkan turunan epidermis dapat dibagi menjadi dua
macam, yang merupakan penebalan epidermis akan membentuk lensa mata,
telinga dalam, dan puting pengecap. Epidermis lainnya akan berkembang
menjadi apidermis kulit, lapisan permukaan mulut dan anus (Lestari dkk,
2013).
Lapisan mesoderm dibagi menjadi lima bagian. (1) kordamesoderm yang
membentuk notokord. (2) mesoderm dorsal yang membentuk somit yang akan
berkembang menajdi tulang, otot rawan dan dermis. (3) mesoderm intermediet
yang membentuk sistem urogenital. (4) mesoderm lateral yang terbagi lagi
menjadi mesoderm somatik dan mesoderm splanknik. Mesoderm splanknik terbagi
menjadi mesoderm splanknopleura yang akan membentuk jantung, pembuluh darah
dan sistem peredaran darah. (5) Mesoderm kepala membentuk jaringan ikat dan
otot wajah (Lestari dkk, 2013).
Lapisan endoderm akan berkembang membentuk epitel pelapis saluran
pencernaan, epitel pelapis sistem respirasi, pelapis uretra, pelapis
kandung kemih, pelapis sistem reproduksi, hati, pankreas, timus, kelenjar
tiroid dan paratiroid (Campbell et al, 2008).
Menurut Campbell et al (2008), bumbung neural kemudian bermigrasi ke
berbegai bagian embrio, membentuk saraf tepi, bagian – bagian gigi, tulang
tengkorak, dan sedemikian banyak tipe sel yang berbeda sehingga beberapa
ahli biologi perkembangan menyatakan bahwa bumbung neural dapat dianggap
sebagai lapisan germinal keempat. Bagian – bagian notokord vetebrata tetap
ada sebagai bagian dalam dari cakram vertebra ada hewan dewasa.
Gambar Tailbud Stage in Median Section
Sumber : Slack, 2008
Gambar Derivat Dewasa dari Ketiga Lapisan Germinal Embrionik pada
Vertebrata
Sumber : Campbell et al, 2008
2. Irisan Seri Berudu Katak (Larva Muda)
Irisan seri merupakan irisan yang dirancang secara bersambungan dari
bagian paling anterior menuju bagian paling posterior. Bagian anterior yang
dimaksud adalah otak bagian depan atau prosensefalon dan dilanjutkan hingga
ke bagian paling posterior yaitu ekor dan sirip. Irisan seri ini diambil
dari larva muda atau berudu katak yang bertujuan untuk mengetahui
differensiasi dan perkembangan dari bagian-bagian organ dan sistem organ
katak (Huettner, 1957).
Pada praktikum disajikan powerpoint irisan melintang secara
bersambungan. Tidak disajikan preparat irisan melintang seri karena
preparat telah mengalami kerusakan sehingga tidak dapat diamati di bawah
mikroskop. Irisan melintang dimulai dari bagian anterior berudu katak yaitu
irisan yang melewati prosensefalon dan dilanjutkan pada irisan melintang
yang melewati prosensefalon dan olfaktori plakoda. Pada irisan melintang
yang melewati prosensefalon terlihat 3 bagian yaitu ektoderm kulit,
prosensefalon, dan neurocoel sedangkan irisan melintang yang melewati
prosensefalon dan olfaktori plakoda terdapat 4 bagian ektoderm kulit,
prosensefalon, kepala mesenkeim, dan olfaktori plakoda. Prosensefalon
merupakan otak depan utama yang terdiri dari semua bagian anterior otak
untuk garis yang ditarik dari posterius tuberculum ke batas anterior dari
penebalan dorsal, sebagian besar anterior dan ventral ke notochord (Barth,
1949). Pada irisan melintang yang melewati olfaktori plakoda terlihat bahwa
belahan otak semakin tebal dan terlihat adanya olfaktori plakoda yang
merupakan tempat saraf lobus olfaktori atau lobus penciuman. Lobus
olfaktori awalnya berpasangan tetapi lama kelamaan akan menyatu (Arey,
1946). Olfaktori plakoda dan lobus olfaktori berasal dari telensefalon.
Irisan melintang selanjutnya yang lebih ke bagian kaudal yaitu
melewati prosensefalon, optic cup dan stomodeum. Prosensefalon masih
terlihat pada irisan ini. Terlihat adanya bagian optic cup yang sebenarnya
terletak di atas olfaktori plakoda. Optic cup nantinya akan menjadi retina
dan lens vesicle nantinya akan menjadi sebuah lensa dan merupakan bagian
dari organ mata katak (Rugh, 1949).
Pada permukaan ventral embrio, lekukan di garis tengah embrio
terlihat stomodeum yang merupakan invaginasi ke arah foregut dan stomodeal
ektoderm membentuk sebuah kantong dari ektoderm yang disebut sebagai oral
membran (Morgan, 1897). Membran ini nantinya akan pecah dan membentuk mouth
opening. Pada bagian sisi kanan dari permukaan ventral embrio terdapat
adhesive gland yang merupakan kelenjar perekat atau juga disebut sebagai
kelenjar lendir, kelenjar semen atau pengisap oral.
Irisan selanjutnya yaitu melewati mesencephalon, prosencephalon,
optic cups, oral plate, dan adhesive gland. Pada irisan ini terlihat sudah
adanya mesensefalon yang berfungsi sebagai jalur saluran saraf antara
prosensefalon anterior dan rombensefalon posterior (Noble, 1931).
Prosensefalon sudah mulai terletak di bagian posterior embrio, adhisive
gland semakin terlihat dan membesar, dan stomodeum menjadi oral plate.
Irisan selanjutnya yaitu melewati mesensefalon, infundibulum, optic
cups, lensa, evaginasi oral, dan adhesive gland. Pada irisan ini
prosensefalon sudah tidak terlihat, tetapi telah terlihat adanya
infundibulum, hipofisis, dan foregut. Optic cup dan adhesive gland masih
terlihat di irisan ini.
Otak mengecil dan terbagi menjadi 2 bagian terpisah. Pada bagian ventral
terdapat infundibulum yang merupakan sumber dari kelenjar pituitari
posterior (neurohipofisis) (Morgan, 1897). Sel-sel dari infundibulum akan
bergabung dengan sel dan pigmen dari hipofisis. Sel-sel infundibulum
merupakan bagian posterior dari kelenjar pituitari dan hipofisis menjadi
bagian anterior dari kelenjar pituitari (Rugh, 1949).
Foregut merupakan bagian prosensefalon pada akhir dari kranial. Dinding
foregut terbentuk dari endoderm (Morgan, 1897).
Pada irisan melintang seri selanjutnya adalah irisan yang melewati
rombensefalon, infundibulum, hipofisis, faring, dan adhesive gland.
Terlihat adanya rombensefalon, saraf kranial, infundibulum, hipofisis,
faring dan adhesive gland. Pada perkembangan embrio, rombensefalon
merupakan bagian paling kaudal dari otak yang memiliki rongga disebut
rhombocoel. Rombensefalon juga disebut sebagai hindbrain (Marshall, 1893).
Faring merupakan bagian foregut yang mengalami perluasan (Morgan, 1897).
Pada irisan yang melewati rombensefalon, notokord, thyroid anlage,dan
adhesive gland dengan irisan yang melewati rombensefalon, notokord, kapsul
otik, dan thyroid anlage bagian-bagian yang terlihat menunjukkan bagian
yang sama yaitu masih terdapat rombensefalon dan faring. Di bagian bawah
dari rombensefalon terdapat notokord dan otik kapsul yang terletak di
ventral dari notokord. Notokord merupakan bagian dari sel mesoderm.
Thyroid anlage terbentuk dari lengkung brankhial yang mengalami evaginasi
dari area buccopharyngeal (McDiarmid dan Altig, 1999). Otik kapsul yang
juga disebut sebagai kantung auditori terbentuk dari invaginasi plakoda
otik. Ketika otik kapsul telah berpisah dengan ektoderm kepala maka akan
membentuk telinga dalam.
Irisan melintang seri selanjutnya yaitu melewati rombensefalon,
kapsul otik, faring, bilateral pericardial coelom, dan adhesive gland dapat
diketahui bahwa tiroid anlage sudah tidak terlihat melainkan terlihat
adanya pericardial coelom. Rombensefalon, notokrd, otik kapsul, dan faring
masih terlihat apada irisan ini. Pericardial coelom dan pericardium
nantinya akan berkembang menjadi aurikel dan ventrikel (Lal, 2008).
Irisan melintang selanjutnya dalah irisan yang melewati
rombensefalon, kapsul otik, faring, bagian anterior jantung, dan adhesive
gland. Pada irisan ini rombensefalon, notokord, faring, dan pericardial
coelom masih terlihat hanya saja ada tambahan yaitu terdapat jantung yang
terletak di antara pericardial coelom. Pada irisan melintang yang melewati
rombensefalon, notokord, kapsul otik, faring, dan tabung jantung.
Rombensefalon, notokord, faring, jantung, dan perikardial coelom masih
terlihat hanya saja ada tambahan yaitu somite pertama. Pelat tulang
belakang yang terletak pada posterior faring dibagi menjadi beberapa bagian
yang dikenal sebagai somit metameric (Barth, 1949). Pada setiap saat dalam
perkembangan embrio awal, somit anterior menunjukkan diferensiasi terbesar.
Pada irisan melintang seri selanjutnya yang melewati rombensefalon,
notokord, faring, dan jantung. Rombensefalon, somit, notokord, faring,
jantung, dan pericardial coelom masih terlihat. Hanya saja di bagian dorsal
dari jantung terlihat adanya dorsal mesokardium. Dorsal mesokardium adalah
bagian jantung yang tergantung dengan pericardial cavity pada jembatan
dorsal splanchnic mesoderm (Morgan, 1897). Lapisan luar dari mesoderm akan
menjadi membran perikardial sedangkan lapisan dalam dari mesoderm akan
menjadi miokardium. Endokardium adalah selaput jantung yang muncul dari sel-
sel mesodermal yang tersebar.
Pada irisan melintang seri yang melewati spinal cord, notokord,
somite, faring, dan liver diverticulum. Rombensefalon sudah tidak terlihat
lagi. Yang terlihat adalah spinal cord, somit, notokord, faring, nefrotom,
dan liver diverticulum. Nefrotom merupakan bagian antero-posterior dari
mesoderm yang nantinya akan menjadi bagian sistem ekskresi. Nefrotom akan
berkembang menjadi nefrocoel yang merupakan awal dari kepala ginjal embrio
(pronefros) (McDiarmid dan Altig, 1999). Liver diverticulum merupakan
rudimen dari hati.
Pada irisan melintang yang melewati spinal cord, somite, notokord,
subnotochordal rod, midgut, dan yolky endoderm terlihat bagain spinal cord,
somit, notokord, subnotokord, midgut, dan yolky endoderm. Midgut adalah
bagian yang tersisa dari usus yang mengandung rongga kecil dan dibatasi
oleh bagian punggung oleh lapisan tipis dari sel mesoderm (Morgan, 1897).
Irisan melintang yang melewati spinal cord, notokord, hindgut, dan
somites terlihat bagian dorsal fin yang merupakan sirip tadpole pada bagian
dorsal, masih terlihat spinal cord, notokord, somite, dan hindgut. Irisan
posterior selanjutnya yang mengikuti midgut secara bertahap bergerak ke
ventral dan sedikit meluas hal ini disebut sebagai hindgut (Morgan, 1897).
Pada irisan melintang spinal cord, notokord, somite, dan proctodeum
terlihat bagian dorsal vin, spinal cord, notokord, hindgut, dan paling
posterior sudah terlihat proctodeum. Proctodeum nantinya akan menjadi bakal
dari kloaka. Menurut Morgan (1897) endodermis dari hindgut akan berfusi
dengan ektoderm dari proctodeum untuk membentuk cloacal membran. Oleh
karena itu cloaca membran merupakan derivat dari endoderm dan ektoderm.
Irisan melintang seri yang terakhir yaitu melewati ekor, dorsal dan
ventral fins. Pada irisan ini notokord dan somit sudah tidak terlihat lagi
yang terlihat hanya bagian dorsal fin, spinal cord, dan ventral fin. Dorsal
fin dan ventral fin adalah bagian yang merupakan pembatas dari ektoderm
kulit yang mengalami penipisan. Dorsal fin dan ventral fin juga berfungi
sebagai pergerakan yang primitif (McDiarmid dan Altig, 1999).
Kesimpulan
1. Tipe sel telur amfibi berdasarkan penyebaran yolk (kuning telur)
adalah telolecithal yang berarti yolknya banyak dan tersebar tidak
merata sehingga berkumpul pada salah satu kutub. Tipe pembelahan sel
telur pada amfibi holoblastik tidak sempurna/unequal yang artinya sel
yang membelah/blastomer tidak sama besar atau dominan pada satu kutub,
sehingga blastomer terbagi menjadi makromer (dominan) dan mikromer.
Bidang pembelahan embrio katak meliputi bidang pembelahan meridional
dan horizontal.
2. Perkembangan katak terbagi menjadi tahap pembelahan, tahap blastulasi
yang dicirikan terdapat blastocoel, tahap gastrulasi yang diawali
dengan pembentukan bibir dorsal blastoporus dan diakhiri dengan
terbentuknya tiga lapisan germinal, tahap neurulasi dan diakhiri
dengan tahap tunas ekor.
3. a. Bagian-bagian yang berasal dari ektoderm adalah adhesive gland,
optic cup, dorsal fin, ventral fin, infundibulum, prosensefalon,
rombensefalon, mesensefalon, stomodeum, spinal cord, olfaktori
plakoda, dan optik plakoda.
b. Bagian-bagian yang berasal dari mesoderm adalah notokord, somit,
ventrikel, dorsal mesokardium, parietal perikardium, pronefros, dan
subnotokordal rod.
c. Bagian-bagian yang berasal dari endoderm adalah duodenum, foregut,
hindgut, midgut, faring, dan liver diverkulum.
e. Bagian-bagian yang berasal dari ektoderm dan endoderm adalah
membran kloaka dan membran oral.
DAFTAR PUSTAKA
Arey, L. B. 1946. Developmental Anatomy 5th ed. Philadelphia: W. B.
Saunders Co.
Barth, L. G. 1949. Embryology. New York: The Dryden Press, Inc.
Bhatnagar, M.C & Bansal, Geeta. 2008. Developmental Biology. India :
Kroshna Prakashan Media
Campbell, N.A., Reece, J.B., Mitchell, L.G. 2002. Biologi. Alih bahasa
lestari, R. et al. safitri, A., Simarmata, L., Hardani, H.W. (eds).
Jakarta.Erlangga
Campbell, Neil A., Reece, Jane B., Urry, Lisa A., Cain, Michael L.,
Wasserman, Steven A., Minorsky, Peter V & Jackson, Robert B. 2008.
Biology 8th Edition. San Fransisco : Pearson Benjamin Cummings
Ciptono.2008. Perkembangan Katak.Yogyakarta: FMIPA UNY
Dagala, Ned Arnnie. 2015. A Study of Frog Embryo. Department of Biological
Sciences, Institute of Arts and Sciences, Far Eastern University,
Nicanor Reyes Sr., Manila.(Online), (DOI: 10.13140/RG.2.1.3696.9121),
diakses 21 Oktober 2016
Gilbert , Scott F. 2003. Developmental Biology 7 th Edition. Australia :
Elsevier
Hervas, Francisca.,Torres, Karina P.,Larrea, Paola Montenegro and del Pino,
Eugenia M. 2015. Development and gastrulation in Hyloxalus vertebralis
and Dendrobates auratus (Anura: Dendrobatidae). Amphibian & Reptile
Conservation. (Online), (8(1) [Special Section]: 121–135 (e90)),
diakses 21 Oktober 2016
Huettner, A. F. 1957. Fundamentals of Comparative Embryology of The
Vertebrates. New York: The Mc. Millan Co
Lal, S. S. 2008. A Textbook of Practical Zoology Volume-3 for Undergraduate
Students. New Delhi: Rastogi Publication
Marshall, A. M. 1893. Vertebrate Embryology. London: Putnam & Co., Ltd
McDiarmid, Roy W., & Altig, Ronald. 1999. Tadpoles The Biology of Anuran
Larvae. London: The University of Chicago Gland
Moore, Keith L.1988. The Developing Human. Canada : W.B Saunders company
Morgan, T. H. 1897. Development of the Frog's Egg: Introduction to
Experimental Embryology. New York: The Macmillan Co.
Nieuwkoop, P.D. and L.A. Sutasurya. 1979. The migration of primordial germ
cells. In: Primordial Germ Cells in the Chordates. Cambridge :
Massachussetts.
Noble, G. K. 1931. The Biology of the Amphibia. New York: The McGraw-Hill
Book Company, Inc.
Oppenheimer, Steven B & Chao, Richard L. C. 1944. Atlas of Embryonic
Development. USA: California State University
Purves et al, 1998. Life: The Science of Biology. Inggris : MA Sinauer
Associate
Rugh, Roberts. 1949. A Laboratory Manual of Vertebrate Embryology.
Minneapolis: Burgess Publishing Company.
Rugh, Roberts.1951. The Frog Its Reproduction and Development. Toronto: The
Blackiston Company
Salazar-Nicholls, María-José and del Pino, Eugenia M. 2015. Early
development of the glass frogs Hyalinobatrachium fleischmanni and
Espadarana callistomma (Anura:Centrolenidae) from cleavage to tadpole
hatching. Amphibian & Reptile Conservation. (Online), (8(1) [Special
Section]: 89–106 (e88)), diakses 21 Oktober 2016
Sastry K. V. & Dr. Shukal. 2007. Developmenal Biology. Rastogi Publication.
India.
Yatim, W. 1994. Reproduksi dan Embriologi. Bandung : Tarsito
Sugianto, 1996. Perkembangan Hewan. Yogyakarta.Universitas Gadjah Mada
Press.
Sukra, Y. 2000. Wawasan Ilmu Pengetahuan Embrio- Benih Masa Depan. Jakarta:
Direktur Jenderal Pendidikan Tinggi DEPDIKNAS.
Jawaban Evaluasi
1. Telur katak mempunyai dua kutub. Kutub anima berpigmen hitam sedangkan
kutub vegetative tidak berpigmen. Ciri telur yang telah difertilisasi
adalah adanya daerah kelabu yang berbentuk sabit. Hal ini akibat
penetrasi sperma sehinggaa pigmen di tempat yang berlawanan bergeser
kearah masuknya sperma kurang lebih sepertiga pigmen-pigmen menjadi
berkurang dan tampak bagian ini lebih pucat warnanya.
2. Pada fase gastrula, embrio mengalami proses diferensiasi dengan mulai
menghilangkan blastosol. Sel-sel pada kutub fungsional akan membelah
dengan cepat. Akibatnya, sel-sel pada kutub vegetatif membentuk
lekukan ke arah dalam (invaginasi). Invaginasi akan membentuk dua
formasi, yaitu lapisan luar (ektoderm) dan lapisan dalam (endoderm).
Bagian ektoderm akan menjadi kulit dan bagian endoderm akan menjadi
berbagai macam saluran. Bagian tengah gastrula disebut
dengan arkenteron. Pada perkembangan selanjutnya, arkenteron akan
menjadi saluran pencernaan pada hewan vertebrata dan beberapa
invertebrata. Bagian luar yang terbuka pada gas menuju arkenteron
disebut dengan blastofor. Bagian ini dipersiapkan menjadi anus dan
pada bagian ujung akan membuka dan menjadi mulut. Pada fase ini akan
terjadi lanjutan diferensiasi sebagian endoderm menjadi
bagian mesoderm. Pada akhir dan gastrula telah terbentuk bagian
endoderm, mesoderm, ektoderm
3. Cara mengenali wilayah otak, bakal mata, dan bakal hidung adalah
dengan melihat irisan transversal embrio katak. Untuk wilayah otak
dapat diketahui dengan adanya bagian-bagian prosensefalon,
mesensefalon, rombensefalon, infundibulum dan hipofisis.
Untuk wilayah bakal mata meliputi optic cup
Untuk wilayah hidung meliputi olfactory plakoda
-----------------------
a
a
a
b
a
a
a
b
c
d
e
a
b
c
d
a
b
c
a
b
c
d
e
a
b
a
a
b
a
b
c
a
b
c
a
a
b
b
c
c
a
b
c
d
a
b
d
c
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
d
c
b
a
a
b
a
b
a
b
c
d
e
f
a
b
c
d
e
f
f
e
d
c
b
a
f
e
d
c
b
a
f
e
d
c
b
a
g
h
i
j
f
e
d
c
b
a
g
h
Irisan Melintang Melewati Prosensefalon
Irisan Melintang Melewati Prosensefalon dan Olfaktori Plakoda
Irisan Melintang Melewati Prosensefalon, Optic Cup Dan Stomodeum
Sumber: Rugh, 1949
Perkembangan Mata Katak
Sumber: Rugh, 1949
Stomodeum dan Adhesive Gland dari Embrio Katak
Sumber: Oppenheimer dan Chao, 1944
Sumber: Rugh, 1949
Irisan Melintang Melewati Mesencephalon, Prosencephalon, Optic Cups, Oral
Plate, dan Adhesive Gland
Sumber: Rugh, 1949
Irisan Melintang Melewati Mesensefalon, Infundibulum, Optic Cups, Lensa,
Evaginasi Oral, Dan Adhesive Gland.
Perkembangan Kelenjar Pituitari Katak
Sumber: Rugh, 1949
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Infundibulum, Hipofisis, Faring,
dan Adhesive Gland
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Notokord, Thyroid Anlage, dan
Adhesive Gland
Notokord dan Rombesefalon pada Tahap Tunas Ekor Embrio Katak
Sumber: Oppenheimer dan Chao, 1944
Aurikel dan Ventrikel pada Berudu Katak
Sumber: Lal, 2008
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Kapsul Otik, Faring, Bilateral
Pericardial Coelom, Dan Adhesive Gland
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Notokord, Kapsul Otik, Faring, Dan
Tabung Jantung
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Kapsul Otik, Faring, Bagian
Anterior Jantung, dan Adhesive Gland
Irisan Melintang Melewati Rombensefalon, Notokord, Faring, dan Jantung
Perkembangan Jantung Pada Embrio Katak
Sumber: Rugh, 1949
Irisan Melintang Melewati Spinal Cord, Notokord, Somite, Faring, dan Liver
Diverticulum
Irisan Melintang Melewati Spinal Cord, Notokord, Somite, Faring, dan Liver
Diverticulum
Irisan Melintang Embrio Katak Melewati Midgut
Sumber: Oppenheimer dan Chao, 1944
Irisan Melintang Melewati Spinal Cord, Notokord, Hindgut, dan Somites
Irisan Melintang Embrio Katak Melewati Hindgut
Sumber: Oppenheimer dan Chao, 1944
Irisan Melintang Melewati Spinal Cord, Notokord, Somite, dan Proctodeum
Irisan Melintang Melewati Ekor, Dorsal Dan Ventral Fins
Dorsal Fin dan Ventral Fin pada Morfologi Luar Embrio Katak
Sumber: Oppenheimer dan Chao, 1999
Bahan :
Sediaan sayatan embrio katak
Model peraga perkembangan embrio katak
Alat :
Mikroskop Cahaya