perkehe-organogenesis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1          Latar belakang

                Organogenesis adalah suatu proses pembentukan organ yang berasal dari  tiga lapisan germinal embrio yang telah terbentuk terlebih dahulu pada tahap gastrulasi. Masing- masing lapisan yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm akan membentuk suatu bumbung yang  akan berkembang menjadi sistem organ tertentu yang berbeda namun berkaitan satu dengan yang lain. Pada organogenesis juga terjadi tahap pertumbuhan akhir embrio yaitu penyelesaian secara halus bentuk definitif menjadi ciri suatu individu.

                Pada percobaan ini digunakan embrio  ayam untuk mengamati pembentukan macam-macam organ. Pada jam-jam tertentu dapat ditentukan organ apa saja yang telah terbentuk. Diantaranya usia 19 jam telah terbentuk somit, 24-96 jam telah terbentuk usus atau saluran pencernaan, 33-72 jam telah terbentuk otak, 96 jam telah terbentuk sistem urogential dan seterusnya.

1.2         Permasalahan  

Permasalahan yang dihadapi dalam percobaan ini adalah bagaimana menjelaskan tahap-tahap pembentukan beberapa organ turunan ektoderm, endoderm serta mesoderm.

1.3           Tujuan

                Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menjelaskan tahap-tahap pembentukan beberapa organ turunan ektoderm, endoderm serta mesoderm

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1               Organogenesis

Selama proses organogenesis  berbagai daerah pada tiga lapisan germinal berkembang menjadi rudimen dari organ-organ. Tiga jenis perubahan morfogenetik yaitu pelipatan, pemisahan, dan pengelompokan padat (kondensasi) sel-sel adalah bukti petama pembentukan organ. Organ yang pertama-tama mulai terbentuk pada embrio katak dan kordata lain adalah tabung neuron dan notokord, batang skeletal yang merupakan ciri khas pada embrio kordata. Notokord terbentuk dari mesoderm dorsal yang berkondensasi persis di atas archenteron dan tabung neuron berawal sebagai lempengan ektodermdorsal persis diatas notokord yang sedang berkembang itu. Tak lama setelah notokord terbentuk, lempeng neuron melipat ke arah dalam dan mengguling diri menjadi tabung neuron yang akan menjadi system saraf pusat yaitu otak dan sumsum tulang belakang. Organ ini berlubang pada sebagian besar kordata karena mekanisme perkembangan ini. Pada katak, notokord memanjangkan dan meregangkan embrio di sepanjang sumbu anterior-posteriornya. Kemudian notokord akan berfungsi sebagai pusat dan di sekitarnya akan ada sel-sel mesodermal yang mengumpul dan membentuk vertebra (Campbell,2004).

Organogenesis atau morfogenesis merupakan suatu proses pertumbuhan embrio yang masih memiliki bentuk primitif yang akan tumbuh menjadi bentuk definitif, dan memiliki bentuk dan rupa yang spesifik menurut spesies. Pada tahap organogenesis ini terdapat dua periode, yaitu periode pertumbuhan antara dan pertumbuhan akhir. Pada periode pertumbuhan antara atau transisi terjadi transformasi dan diferensiasi bagian-bagian tubuh embrio dari bentuk primitif sehingga menjadi bentuk definitif. Pada periode ini embrio akan memiliki bentuk yang khusus bagi suatu spesies. Pada periode ini sudah terdapat bentukan ayam, seperti dalam percobaan kali ini. Pada periode pertumbuhan akhir, penyelesaian bentuk definitif hingga menjadi ciri suatu individu (Nurhayati,2004).

2.2               Organogenesis pada Germ layer

                Organogenesis mencakup organisasi sel-sel menjadi berbagai lapisan dan kelompok yang akan membentuk struktur-struktur tubuh. Mencakup pula pembelahan sel dan gerak sebenarnya dari sel-sel tersebut dari suatu tempat ke tempat lain pada embrio. Ektoderm , germ layer ectoderm akan menumbuhkan kulit, rambut, kuku, seluruh system saraf termasuk sel reseptor, medulla adrenal (Kimball, 1996).

Kelenjar-kelenjar kulit yaitu kelenjar minyak bulu, kelenjar peluh, kelenjar ludah, kelenjar lendir, dan kelenjar air mata, lensa mata, alat telinga dalam, indra bau dan indra raba, stomodeum menumbuhkan mulut, dengan derivatnya seperti lapisan enamel (email) gigi, kelenjar ludah dan indra kecap, proctodeum, menumbuhkan dubur bersama kelenjarnya yang menghasilkan bau tajam. Endoderm, germ layer endoderm akan menumbuhkan lapisan epitel seluruh saluran pencernaan sejak pharynx sampai rectum, kelenjar-kelenjar pencernaan hepar, pancreas, serta kelenjar lendir yang mengandung enzim dalam oesophagus, gaster dan intestinum, lapisan epitel paru, kloaka yang menjadi muara ketiga saluran: pembuangan (ureter), makanan (rectum), dan kelamin (ductus genitalis), lapisan epitel vagina, uretra, vesica urinaria dan kelenjar-kelenjarnya (Yatim, 1994).

Mesoderm, germ layer mesoderm akan menumbuhkan otot, darah dan pembuluh darah, jaringan konektif termasuk tulang, ginjal, ureter, testis, ovari, oviduk, uterus, mesenteri, dan system limfatik (Kimball,1996).        

Tabel 1  Turunan Ketiga Lapisan Germinal Embrio pada Vertebrata

LAPISAN GERMINAL	ORGAN DAN JARINGAN PADA HEWAN DEWASA
Ektoderm	Epidermis kulit dan turunannya ,misalnya, kelenjar kulit, kuku, lapisan epitelium mulut dan rektum; reseptor indra pada epidermis; kornea dan lensa mata; sistem saraf; medula adrenal; enamel gigi; epitelium kelenjar pituitari.
Endoderm	Epitelium yang melapisi saluran pencernaan (kecuali mulut dan rektum); epitelium yang melapisi sitem respirasi; hati; pankreas; tiroid; paratiroid; timus; lapisan uretra, kandung kemih, dan sistem reproduksi.
Mesoderm	Notokord; sistem rangka; sistem otot; sistem sirkulasi dan limfatik; sistem ekskresi; sistem reproduksi (kecuali sel germinal yang sudah berdiferensiasi selama pembelahan); dermis kulit; lapisan rongga tubuh; korteks adrenal.

2.3               Proses Organogenesis

                Proses yang terjadi dalam organogenesis meliputi transformasi dan diferensiasi embrio bentuk primitif berupa  Ekstensi dan pertumbuhan bumbung-bumbung yang terbentuk pada tubulasi, evaginasi dan invaginasi daerah tertentu setiap bumbungnya, pertumbuhan yang tidak merata pada berbagai daerah bumbung, perpindahan sel-sel dari satu bumbung ke bumbung lain atau ke rongga antara bumbung-bumbung, pertumbuhan alat yang terdiri dari berbagai macam jaringan, yang berasal dari berbagai macam jaringan yang berasal dari berbagai bumbung, pengorganisasian alat-alat menjadi sistem: sistem pencernaan, sistem peredaran darah, sistem urogenitalia, dan seterusnya, dan penyelesaian bentuk luar (morfologi) embrio secara terperinci, halus dan individual (Yatim, 1994).

Ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam organogenesis yaitu :

1. Setiap embrio mengalami organogenesis dengan menempuh tahap – tahap embriogenesis yang dimiliki leluhur secar evolusi.

2. Ada bagian dari tubuh embrio yang pada suatu ketika berkembang, lalu susut, dan hilang atau berubah letak dan peranan dibandingkan dnegan asal usul, sebaliknya da sebagian yang pada asal usul susut dan tak berperan tapi kemudian berkembang                                                ( Yatim, 1999 ).

2.4               Perkembangan Membran Ekstra Embrionik pada Embrio Ayam

Masing-masing dari empat membran utama (amnion, korion, alantois, dan kantung kuning telur) yang menyokonh embrio merupakan lembaran sel-sel yang berkembang dari lembaran epitelium yang berada di sisi luar proper embrio. Kantung kuning telur meluas di atas permukaan massa kuning telur. Sel-sel kantung kuning telur akan mencerna kuning telur, dan pembuluh darah yang berkembang di dalam mebran itu akan membawa nutrien ke dalam embrio. Lipatan lateral jaringan ektraembrionik menjulur di atas bagian atas embrio itu dan menyatu untuk membentuk dua membran tambahan , yaitu amnion dan korion, yang dipisahkan oleh perluasan ekstraembrionik selom. Amnion membungkus embrio dalam kantung yang penuh cairan, yang melindungi embrio dari kekeringan, dan bersama-sama dengan korion menyediakan bantalan bagi embrio agar terlidung dari setiap guncangan mekanis. Membran keempat yaitu alantois, berasal dari pelipatan keluar perut belakang embrio. Alantois adalah kantung yang memanjang ke dalam selom ekstraembrionik. Alantois berfungsi sebagai kantung pembuangan untuk asam urat, yaitu limbah bernitrogen yang tidak larut dari embrio. Sementara alantois terus mengembang, alantois menekan korion ke membran vitelin, yaitu lapisan dalam cangkang sel telur. Bersama-sama, alantois dan korion membentuk organ respirasi yang melayani embrio. Pembuluh darah yang terbentuk dalam epitelium alantois mengangkut oksigen ke embrio ayam itu. Membran ekstraembrionik burung dan reptilia merupakan adaptasi yang berkaitan dengan permasalahan khusus perkembangan di darat(Campbell,2004).

Gambar:  Perkembangan embrio ayam hingga menjadi ayam dewasa

(Anonim, 2010).

Gambar:  Mulai terbentuk alantois pada embrio ayam pada waktu 70 jam

(Anonim, 2010).

Pembentukan organ dari masing-masing lapisan embrio ayam dapat diamati pada embrio umur sebagai berikut:

Lapisan Lembaga	Organ	Umur Embrio Ayam
Ektodermal neural	Otak	33-72 jam
Ektodermal somatik	Mata Hidung Telinga	33-72 jam 48-72 jam 48-72 jam
Endoderm	Usus/saluran pencernaan Hati Paru-paru	24-96 jam 72-96 jam 72 jam
Mesoderm	Jantung Pembuluh darah Sistem urogenital	25-29 jam 24-72 jam 96 jam

Gambar :  Perkembangan embrio ayam di dalam telur dengan pembentukan yang terjadi  pada beberapa hari (sisi kanan menunjukkan memasuki waktu 21 jam )

                                                                                                                                                                (Anonim, 2010).

Gambar: Selaput telur

(Anonim, 2010).

2.5          Transformasi dan Differensiasi

                Transformasi dan differensiasi bagian-bagian embrio bentuk primitif berupa :

a.       Ekstensi dan pertumbuhan bumbung-bumbung yang berbentuk tubulasi. Tubulasi merupakan pertumbuhan mengiringi pembentukan gastrula. Daerah-daerah bakal pembentuk alat atau ketiga lapis benih  yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm, menyusun diri sehingga berupa bumbung. Tubulasi terjadi mulai dari daerah kepala sampai ekor. Kecuali mesoderm hanya berlangsung di daerah trunkus embrio.

b.      Evaginasi dan invaginasi  daerah tertentu setiap bumbung.

c.       Pertumbuhan yang tidak merata pada berbagai daerah bumbung.

d.      Perpindahan sel-sel dari satu bumbung ke bumbung yang lain.

e.      Petumbuhan alat, seperti jaringan yang berasal dari berbagai bumbung.

f.        Pengorganisasian alat-alat menjadi sistem  yaitu sistem pencernaan, peredaran darah, urogenital, dan lain-lain.

g.       Penyelesaian bentuk embrio secara terperinci, halus dan individual (Nurhayati, 2004).

Dalam organogenesis ada 2 hal yang perlu dicatat :

1.       Setiap embrio mengalami embriogenesis dengan menempuh tahap-tahap embriogenesis yang dimiliki leluhur secara evolusi.

2.       Berhubung dengan rekapitulasi pertumbuhan di atas ada beberapa bagian tubuh embrio yang pada suatu ketika berkembang lalu susut dan hilang, atau berubah letak dan peranan dan dibandingkan dengan asal-usul susut dan tak berperanan tapi jadi berkembang (Nurhayati, 2004).

Alat tubuh berasal dari bumbung ektoderm, mesoderm, dan endoderm. Pada awal organogenesis terjadi diferensiasi pada bumbung mesoderm :

a.    Epimere

Bagian sklerotome memisahkan diri dari somit yang berupa sekelompok sel mesenkim. Kelompok sel mesenkim ini membentuk tulang belakang yang menyelaputi notochord dan bumbung neural. Somit kemudian kembali menyusun diri menjadi bumbung yang terdiri dari dua bgaian, yaitu :

1.     dermatome, sebelah luar

2.     myotome, sebelah dalam

Rongga yang terbentuk disebut myocoel sekunder. Dermatome menghasilkan mesenkim yang akan berpindah ke bawah epidermis membentuk lapisan dermis.

b.    Mesomere

Dibedakan menjadi dua area yaitu :

1.     Genital ridge, yang mengandung sel-sel untuk membentuk gonad. Sel-sel induk benih (primordium germ cell) datang ke dalam dari kantong yolk untuk jadi gamet.

2.     Nephrotome, yang tumbuh menjadi ginjal dan saluran-salurannya.

c.     Hypomere

Berupa somatic mesoderm dan splanchnic mesoderm yang akan menumbuhkan kantung insang  di daerah pharynx forgut dan menumbuhkan selaput rongga tubuh yang mengikat pericardium, pleura, peritoneum dan mesentorium (Nurhayati, 2004).

2.6          Organogenesis pada Bumbung-Bumbung

2.6.1      Bumbung Epidermis

 Bumbung epidermis terjadi dari tubulasi ectoderm epidermis. Berlangsuyng pada daerah seluruh ectoderm yang menyelaputi seluruh embrio kacuali daerah ectoderm syaraf. Pada bumbung epidermis ini akan menumbuhkan :

 Lapisan epidermis kulit, dengan derivatnya yang bertekstur tanduk, sisik bulu, taji, cula.

Kelenjar-kelenjar kulit, kelenjar minyak bulu, kelenjar peluhm kelenjar ludah, kelenjar lendir, kelenjar air mata.

·           Lensa mata, alat telinga dalam, indra bau, indra raba.

·           Stomodeum, yang merupakan anterior tubuh yang terjadi invaginasi.

·           Proctodeum, menumbuhkan dubur.

·           Lapisan enamel gigi.

2.6.2      Bumbung Endoderm (Metenteron)

Pada gastrula bundar, archenterons langsung akan menjadi lumen bumbung endoderm, yang akan membina  metenteron (saluran pencernaan primitif). Metenteron dibagi atas tiga daerah yaitu foregut (metenteron depan), midgut (tengah) dan nindgut (belakang). Bumbung endoderm akan menumbuhkan :

·           Lapisan epitel saluran pencernaansejak pharynx sampai rectum.

·           Kelenjar pencernaan hepar, pancreas dan lendir.

·           Lapisan epitel baru atau insang.

·           Kloaka

·           Lapisan epitel vagina, urethra, vesica urinariadan kelenjar-kelenjarnya.

2.6.3      Bumbung Neural

Tumbuh dari ectoderm syaraf, berupa neuralplate atau keeping neural. Terletak di daerah dorso-median ectoderm. Bumbung neural akan menumbuhkan :

·           Otak dan sum-sum punggung.

·           Saraf tepi otak dan punggung

·           Bagian persarafan indra, seperti mata, hidung dan raba.

·           Chromatophore kulit dan alat-alat tubuh yang berpigmen.

2.6.4      Bumbung Mesoderm

                Lapisan mesoderm terdapat di kedua sisi bumbung neural, notochord dan bumbung endoderm. Setiap belah mesoderm tediri atas epimere bagian sebelah dorsal, mesomer bagian tengah dan hypomere bagian bawahatau latero-ventral. Akan menumbuhkan banyak ragam alat antara lain :

·           Jaringan pengikat dan penunjang,otot lurik, polos dan jantung.

·           Mesenkim, yang terdeferensiasi menjadi sel dan jaringan.

·           Gonad, ginjal, ureter.

·           Lapisan otot dan jaringan pengikat, berbagai saliuran dalam tubuh, contoh : pencernaan, kelamin, trachea, bronchi dan pembuluh darah.

·           Lapisan rongga tubuh dan selaput-selaput berbagai alat yaitu pleura, pericardium, peritoneum dan mesenterium.

·           Jaringan ikat dalam hati, pancreas dan kelenjar buntu.

·           Lapisan dentin, lementum dan periodontium gigi bersama pulpanya.

(Carlson, 1991).

BAB III

METODOLOGI

3.1         Alat dan bahan

3.1.1      Alat

                Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu mikroskop.

3.1.2      Bahan

                Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini adalah foto, slide dan preparat Whole Mount Embrio ayam berbagai umur.

3.2          Cara Kerja

3.2.1      Turunan ektoderm dan endoderm

                Dipelajari organogenesis dari organ-organ turunan ektoderm dan endoderm yang tertera pada tabel (dalam buku petunjuk praktikum) pada embrio ayam umur 24 sampai 96jam.

3.2.2      Turunan mesoderm

                 Dipelajari organogenesis dari organ-organ turunan mesoderm pada embrio ayam umur 24-96 jam (Sistem peredaran darah,  sistem urogenitalia, tunas anggota badan)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Perkembangan Embrio Ayam.www.chickscope.beckman.uiuc.edu. diakses pada tanggal 11 November 2010.

Campbell, N.A. 2004. Biologi Jilid 3. Erlangga: Jakarta.

Carlson, B. 1991. Patten’s Foundations Of Embriology ed. 7. Mc Graw Hill, Inc: New York.

Kimball, J.W. 1983. Biologi Jilid 2. Erlangga: Jakarta.

Nurhayati, A. 2004. Diktat Perkembangan Hewan. FMIPA: ITS

Yatim, Wildan. 1994. Reproduksi dan Embriologi. Tarsito: Bandung

SKEMA KERJA

A.      Turunan ektoderm dan endoderm

 

- dipelajari organogenesis ektoderm dan endoderm

Hasil

- diisi keterangan gambar yg disediakan

B.      Turunan mesoderm

Foto, slide, dan preparat Whole Mount Embrio ayam berbagai umur

 

               

-  dipelajari organoganesis turunan mesoderm embrio ayam 24-96 jam

-  dipelajari sistem peredaran darah, sistem urogenitalia, dan tunas anggota badan

	Hasil

 

DISKUSI

1.         - Pembentukan mata

Optic vesicle setentang dengan lens pit, sepasang kiri kanan otak. Mula – mula optic vesicle memiliki hubungan dengan diensefalon disebut optik stalk. Kemudian bagian terluar mengadakan invaginasi lens pit ke arah luar, terbentuk optik cup yang terdiri dari dua lapis sel. Lapisan terluar disebut lapisan berpigmen, sebelah dalam lapisan retina. Lapisan berpigmen tumbuh menjadi lapisan koroid. Sedangkan lapisan retina menjadi lapisan definitive. Optik stalk kemudian menyusul menjadi syaraf mata. Lens pit terus invaginasi membentuk lens vesikel. Hubungan vesikel ini kemudian terputus dari ektoderm sehingga membentuk bakal lensa.

Sel-sel mesenkim menyelaputi optik cup menghasilkan vaskulosa choidea, sclera, kornea, dan cairan humor aqueus dan humor viteus. Otot-otot mata tumbuh dari sel-sel mesenkim. Iris tumbuh dari optik cup.

- Pembentukan Telinga

Telinga terdiri dari telinga luar, tengah dan dalam. Plakode telinga  berasal dari invaginasi ektoderm yang menjulur ke dalam dermis sekitar romosenfalon. Invaginasi ini menghasilkan gelembung bakal telinga yang kemudian lepas dari epidermis kulit. Plakode telinga tengah ini berkembang menjadi telinga tengah dan telinga dalam. Telinga luar yang lebih dikenal sebagai daun telinga berasal dari 5-7 titik tumbuh epidermis di sekitar tempat plakode telinga dalam. Titik tumbuh itu berkembang menjadi dentik-dentik epidermis. Dalam proses pembentukan daun telinga, mesenkim yang ada di antara 2 lapis epidermis yang membentuk daun telinga berdiferensiasi membentuk tulang rawan endokondral.

2.          - Perkembangan Hati

Perkembangan hati bermula dari tonjolan di sebelah ventral usus di daerah gerbang usus anterior. Jendolan ini juga disebut diverkulum hati. Jendolan kranial bercabang dan membentuk epitel sel hati. Pembuluh darah vena porta dan vena hepatica mengadakan proliferasi dan berpasangan pada parenkim hati. Di antara parenkim hati terdapat rongga sinusoid. Hati terbagi-bagi menjadi lobulus hati oleh sel sepitel hati. Diverkulum hati bagian kranial terbentuk ductus koledikus. Hati berkembang relatif cepat, mula-mula ada dua lobus di kanan dan di kiri yang sama besar. Adanya lambung di bagian abdomen kiri menghambat perkembangan lobus kiri sehingga besarnya tidak sama.

-  Perkembangan Paru-Paru

Paru-paru berasal dari saluran pencernaan. Bagian tengah farings keluar atas laring trakhea yang akan tumbuh ke arah ventral, alur laring trakea bercabang dua, batas permukaan trakea, bronki, dan saluran alveolus paru-paru berasal dari endoderm. Bronkus primer sebelah kanan bercabang menjadi 3 buah, masing-masing cabang bronkiolus apikal, tengah, dan bawah. Dari bronkus kiri bercabang kiri yaitu : bronkus atas dan bawah. Dari kelima bronkus ini bercabang lagi membentuk bronkiolus. Percabangan yang kecil menjadi bronkiolus respiratorius. Terakhir saluran kecil disebut saluran ductus alveolaris yang ujungnya berbentuk kantung disebut alveolus. Jaringan paru-paru yang sebelumnya yang berbentuk kelenjar segera berubah menjadi jaringan yang banyak udara. Vaskularisasi di sekitar alveolus menjadi banyak. Percabangan di sini tergantung pada interaksi dengan mesenkim yang ada di sekelilingnya.

3. Jumlah somit dapat digunakan dalam penentuan umur embrio :

Somit disebut juga mesoderm dorsal atau epimer. Mula-mula ditemukan jaringan mesoderm yang terletak di sepanjang tubuh dan dekat sumbu badan. Pada ayam dan beberapa vertebrata lain embrio dalam stadium plat neuralis, jaringan somitnya berada di bawah plat neuralis. Somit dengan notochord disebut mesoderm notochord. Somit terbentuk pertama pada usia 19 jam eram dan selanjutnya tiap jam akan tumbuh satu somit, sehingga dapat ditentukan usia embrio. Segmentasi somit semakin banyak sesuai dengan umur embrio.

4. Macam gerak :

Gerak torsi : gerakan otot yang membuat anggota badan menjadi lurus.

Gerak fleksi : gerakan otot yang menyebabkan pembengkokan badan.

5. Perkembangan jantung

Perkembangan jantung diawalideangan penebalan splanchnic mesoderm di daerah anterior intestinal portal, yaitu daerah yang membuka ke arah usus tengah dari usus depan.

Dari penebalan tersebut akan terbentuk epimorkadium dan endokardium yang nantinya merupakan dinding dari tabung jantung. Selanjutnya terbentuk dua buluh jantung  yang akhirnya bersatu tepat di sebelah yolk stalk. Sinus venusus dan atrium akan dibentuk pada daerah dimana kedua vena omfalomesenterika bersatu. Fleksura jantung yang menonjol ke kanan akan menjadi ventrikel. Dibentuk bulbus arteiosus di belakang trunkus arteiosus. Pada akhir minggu pertama telah terjadi pembagian ventrikel kanan kiri. Bulbus terbagi atas dua pembuluh, yang satu keluar dari ventrikel kiri dan yang lainnya akan keluar dari ventrikel kanan. Pada waktu embrio arteri pulmonalis masih dihubungkan dengan otot oleh duktus bothali.