regulasi hormonal pada metamorfosis katak
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
1/18
REGULASI HORMONAL PADA METAMORFOSIS KATAK
Oleh :
Nama : Laila Andini
NIM : B1J012053
Rombongan : I
Kelompok : 2
LAPORAN PRAKTIKUM ENDOKRINOLOGI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI
PURWOKERTO
2014
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
2/18
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
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
diferensiasisel (Mysience, 2008). metamorfosis amphibi banyak sekali
mengalami perubahan baik secara morfologi maupun fisiologi.
Metamorfosis pada amphibia umunya berhubungan dengan perubahanyang 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 belakang dan 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 (Karraker, 1996).
Kecebong mempunyai usus panjang yang melingkar, tetapi amphibia
dewasa mempunyai saluran pencernaan yang relatif pendek dan sederhana,
panjangnya antara setengah sampai tiga setengah kali panjang tubuhnya. Anura
mempunyai paru-paru pendek tetapi besar. Bagian dalam paru-paru merupakan
kantung terbuka tetapi dindingnya sudah terbagi dalam orde pertama, kedua danketiga. 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 (Kalthoff, 1996).
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
3/18
Proses perkembangan selama metamorfosis diaktifkan oleh hormon-
hormon spesifik. Secara keseluruhan organisme berubah untuk mempersiapkan
dirinya pada bentuk yang baru. Bahkan metamorfosis pada berudu menyebabkan
perkembangan pemasakan enzim-enzim hati, hemoglobin, pigmen mata,
remodeling system saraf, digesti dan reproduksi (Gilbert & Susan, 2000). Ada tiga
tingkatan perubahan metamorfik. Tahapan yang pertama adalah premetamorfosis
yang ditandai pertumbuhan larva yang sangat dominan. Selama tahapan
prometamorfosis, petumbuhan berlanjut dan beberapa perkembangan berubah,
sepeti mulai munculnya membra belakang. Perkembangan membra depan dapat
menandai dimulainya metamorfosis klimaks, suatu periode perubahan morfologi
dan fisiologi yang luas dan dramatik. Perubahan-perubahan ini disertai regresi
ekor katak dan penyusunan kembali cara makan, sistem pencernaan, sistem
pernapasan, sistem ekskresi, sistem gerak, dan sistem saraf yang terjadi pada
katak dan salamander (Walbot and Holder, 1987).
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui hubungan fungsi
hormon tiroid dengan perubahan perubahan metamorfosis berudu melalui
penambahan hormon tiroksin dan anti tiroksin.
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
4/18
II. MATERI DAN METODE
A. Materi
Alat - alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah baskom plastik
tempat inkubasi berudu, milimeter blok, loop, alat bedah, mortar dan pestle, gelas
ukur, saringan teh, sendok kecil, mangkuk kecil.
Bahan - bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah larva katak
stadia tunas ekor dan belum memiliki tunas kaki, hormon tiroksin sintetik (100
mg/tablet), anti tiroksinpropylthiouracil(100 mg/tablet), air media inkubasi larva,
bayam rebus.
B. Metode
1. Disiapkan berudu pada stadia tunas ekor dan belum memiliki tunas kaki
belakang.
2. Diukur panjang total, panjang ekor, panjang kepala, dan lebar kepala
menggunakan kertas milimeter blok.
3. Diamati bagian ventral berudu dibawah menggunakan loop. Diperhatikan
saluran penernannya.
4.
Setiap kelompok membedah satu berudu dan diukur panjang intestinya.
5. Disiapkan baskom inkubasi untuk penambahan hormon tiroksin dengan
konsentrasi 0 mg/liter, 12,5 mg/liter, 25 mg/liter, dan 50 mg/liter. Masing
masing dua kali ulangan.
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
5/18
6. Disiapkan baskom inkubasi untuk penambahan propylthiouracil (PTU)
dengan konsentrasi 0 mg/liter, 25 mg/liter, 50 mg/liter, 75 mg/liter.
Masingmasing dua kali ulangan
7. Kedalam masing masing baskom yang telah berisi air medium inkubasi
dimasukkan berudu yang sudah diukur sebanyak 10 ekor.
8.
Pemeliharaan berudu dilakukan selama dua minggu dengan penggantian
medium dilakukan setiap empat hari sekali.
9. Selama pemeliharaan larva diberi pakan bayam rebus setiap dua hari
sekali.
10.Pengamatan dilakukan seminggu sekali. Pengamatan minggu pertama
diukur kembali panjang total, panjang ekor, panjang kepala, dan lebar
kepala, kemudian diamati pigmentasi bagian ventral, bentuk saluran
pencernaan, dan keberadaan tunas kaki.
11.
Jika ada berudu yang sudah bermetamorfosis menjadi katak kecil
disarankan untuk menambahkan batu kedalam medium inkubasi, karena
akan terjadi peralihan sistem respirasi katak dari insang menjadi paru
paru.
12.Pengamatan selanjutnya dilakukan pada minggu kedua. Semua berudu
pada masing masing kelompok diukur kembali, diamati juga pigmentasi
bagian ventral, saluran pencernaan, dan keberadaan ekstrimitas anterior
maupun ekstrimitas posterior.
13.
Setiap ulangan dari masing masing perlakuan diambil berudunya
sebanyak tiga ekor, kemudian dibedah, diukur panjang saluran
pencernaanya menggunakan kertas milimeter blok, dan diamati
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
6/18
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Gambar 1. Berudu minggu ke-1 Gambar 1. Berudu Minggu ke-2
Gambar 1. Berudu Minggu ke-3 Gambar 1. Intestin minggu ke-1
Gambar 1. Intestin T4 Minggu
ke-2
Gambar 1. Intestin PTU Minggu
ke-2
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
7/18
Table 1. Data Pengamatan Pemberian Tiroksin
No
Konsentrasi
Tiroksin (g/ml)
Ulangan/
Kel
Hari Ke-
0 7 14
PT PK LK PT PK LK PT PK LK
1 0
1 (1) 13.1 6.1 3.9 13.4 7.6 5.6 19.8 7.7 5.2
2 Asis 12.1 5 3.8 13.4 5.9 4.6 14 4.4 4.2
Rerata 12.6 5.5 3.9 13.4 6.8 5.1 16.9 6.1 4.7
2 6,25
1 (2) 12.3 5.4 3.8 14.6 7 4.1 13.4 6.4 4.2
2 (5) 13.2 6.3 4.1 14 6.3 4.1 6.5 0 3.5
Rerata 12.8 5.9 4 14.3 6.7 4.1 10 3.2 3.9
3 12,5
1 (3) 13.4 5.9 4.1 13.5 6.5 4.5 - - -
2 (6) 14.7 4.4 6.1 15 6.1 4.7 11 5 3.6
Rerata 14.1 5.2 5.1 14.3 6.3 4.6 11 5 3.6
4 18,75
1 (4) 12.4 5.9 4.3 10 4.3 3.3 - - -
2 (7) 13.5 5.8 4.3 10.4 4.9 3.4 - - -
Rerata 13 5.9 4.3 10.2 5.2 3.4 - - -
Gambar 1. Intestin PTU Minggu
ke-3
Gambar 1. Intestin T4 Minggu
ke-3
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
8/18
Table 2. Data Pengamatan Pemberian PTU
Tabel 3. Tabel Pengamatan Intestin
Minggu ke-n Tiroksin PTU
1 5,5 -
2 3,2 -
3 3,9 7,06
No Konsentrasi PTU (g/ml)
Ulangan/
Kel
Hari Ke-
0 7 14
PT PK LK PT PK LK PT PK LK
1 0
1 (4) 11.8 5.6 4 16.8 7.2 5.2 18.8 8.8 5.6
2 Asis 12.1 5.2 3.8 13.3 5.3 4.6 13.3 6.3 4
Rerata 12 5.4 3.9 15 6.3 4.9 16 7.6 4.8
2 6,25
1 (3) 12.2 5.7 4.2 14.1 5.6 4.6 11.5 5 3.4
2 (6) 12.8 4 5.8 14.7 6.4 4.5 14.4 6.5 5.8
Rerata 12.5 4.9 5 14.4 6 4.6 13 5.8 4.6
3 12,5
1 (2) 12.1 5.5 3.8 15.9 6.5 4.8 19.3 8.4 5.4
2 (7) 12.2 5.1 3.8 16.7 7 5.1 22.1 10.6 7.6
Rerata 12.5 4.8 4.8 15.3 6.5 4.7 16.9 7.5 5.6
4 18,75
1 (1) 14.5 6.1 4.8 16.2 6.8 5.4 18.5 8.3 5
2 (5) 14.4 6.3 4.2 18 7.7 5.7 20.6 8.3 5.6
Rerata 14.5 6.2 4.5 17.1 7.3 5.6 19.6 8.3 5.3
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
9/18
Tabel 4. Tabel Pengamatan Keberadaan Membra Perlakuan Tiroksin 6,25
g/ml
No. Minggu ke-
Keberadaan Membra
Depan
Keberadaan
MembraBelakang
Pigmentasi
1.
1
- - -
2. - - -
3. - - -
4. - - -
5. - - -
6. - - -
7. - - -
8. - - -
9. - - -
10. - - -
1.
2
- + (membra) -
2. - + (membra) -
3. - + (tunas) -
4. - + (tunas) -
5. - + (tunas) -
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
10/18
6. - + (tunas) -
7. - + (membra) -
8. - + (membra) -
9. - - -
1.
3
+ (membra) + (membra) +
2. + (membra) + (membra) +
3. + (membra) + (membra) +
4. + (membra) + (membra) +
5. + (membra) + (membra) +
Tabel 5. Hasil Pengamatan Keberadaan Membra Perlakuan PTU 12,5 g/ml
No. Minggu ke-Keberadaan
Membra Depan
Keberadaan
Membra
Belakang
Pigmentasi
1.
1
- - -
2. - - -
3. - - -
4. - - -
5. - - -
6. - - -
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
11/18
7. - - -
8. - - -
9. - - -
10 - - -
1.
2
- + (tunas) -
2. - + (tunas) -
3. - + (tunas) -
4. - + (tunas) -
5. - + (tunas) -
6. - + (tunas) -
7. - + (tunas) -
8. - + (tunas) -
9. - - -
1.
3
+ (membra) + (membra) +
2. - + (membra) -
3. - + (membra) +
4. - + (membra) +
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
12/18
5. + (membra) + (membra) +
- - -
- + (membra) +
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
13/18
B. Pembahasan
Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilaksanakan perkembangan
metamorfosis pada katak yang dipelihara dalam larutan tiroksin 6,25 g/ml yaitu
lokomosi pada minggu ke 1 terdapat sirip ekor, minggu ke 2 masih terdapat ekor
dan mulai tumbuh tunas serta membra belakang, dan minggu ke 3 tumbuh
membra depan dan belakang. Parameter usus dan perut pada minggu pertama
perut transparan dan usus berbentuk sirkuler, pada minggu ke 2 perutnya masih
transparan, usus masih berbentuk sirkuler dan minggu ke 3 perutnya sudah
terpigmentasi. Ukuran rata-rata berudu yang diberi tiroksin dengan berbagai
konsentrasi relatif lebih rendah dari pada berudu yang dipelihara pada medium
yang mengandung PTU. Ukuran tubuh paling besar terdapat pada berudu yang
dipelihara dalam media yang mengandung tiroksin sebesar 18,75 g/ml.
Hasil pengamatan pada berudu yang direndam dalam media yang
ditambah anti tiroksin PTU adalah semua berudu tetap berada dalam stadia
berudu, hanya saja muncul ekstrimitas posterior dan ukurannya lebih besar. Jika
dibanding dengan kontrol, beberapa berudu telah mempunyai ekstrimitas anterior
dan ukurannya lebih kecil di banding dengan yang di rendam dalam media yang
di tambah PTU. Berudu yang direndam dalam media dengan konsentrasi 12,5
g/ml hanya satu berudu yan tidak memiliki ekstrimitas posterior, dan hanya 2 ekor
yang memiliki ekstremitas anterior. Bagian ventral masih terlihat transparan dan
mulai terpigmentasi, intestin panjang dan melingkar melingkar. Sedangkan
ukuran panjang dan lebar tubuh relatif lebih besar dibandingkan dengan berudu
yang dipelahara dalam media yang diberi tiroksin, ukuran tubuh paling besar
terdapat pada berudu yang dipelihara dalam PTU konsentrasi 18,75 g/ml.
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
14/18
Faktor yang mempengaruhi metamorfosis dapat dibedakan menjadi faktor
eksternal dan internal. Faktor eksternal meliputi faktor lingkungan antara lain
temperatur air, kualitas air dan adanya parasit serta jumlah pakan yang tersedia.
Berudu yang hidup pada temperatur rendah biasanya dapat meningkatkan ukuran
tubuhnya. Faktor internal meliputi perbedaan umur, kemampuan beradaptasi
dengan lingkungannya dan adanya ketahanan terhadap penyakit (Sanuy, 2008).
Selain dua faktor tersebut juga ada salah satu faktor yang mempengaruhi,
yaitu faktor hormon. Hormon utama metamorfosis amfibi adalah hormon tiroid,
yang serupa dengan ecdyson pada metamorfosis serangga. Hormon ini diproduksi
dalam kelenjar tiroid yang terletak pada bagian ventral dari trachea pada leher.
Komponen aktif dari hormone tiroid 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 tiroid. Ketika kelenjar tiroid
dipindahkan dari berudu muda, mereka umbuh menjadi berudu dewasa yang tidak
pernah mengalami metamorfosis. Sebaliknya, ketika hormone tiroid diberikan
pada berudu muda dengan makanan atau injeksi, mereka bermetamorfosis secara
prematur (Gilbert., 2000).
Hormon tiroid adalah hormon sangat esensial untuk metamorfosis larava,
sehingga ketersediaan harus mencukupi hingga metamorfosis mecapai sempurna.
Bilamana pada stadia kecebong ketersediaan hormon tiroid tidak mencukupi
(hypothyroidsm) atau fungsi kelenjar tiroid dihambat sehingga tidak dapat
mensintesis hormon tiroksin, maka proses pendewasaan jaringan hewan tersebut
akan terhambat atau akan tumbuh terus menjadi kecebong besar dan tidak akan
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
15/18
menjadi katak. Kelebihan hormon tiroid (hypertiroidisme) berakibat metamorfosis
dipercepat sehingga menyebabkan katak menjadi kurus (Djojosoebagio, 1996).
Pemberian hormon tiroksin pada media hidup kecebong dapat
mempercepat proses metamorfosis. Jaya (1991), melaporkan bahwa kecebong
stadia (XII - XIV) yang direndam selama tiga hari dalam media yang diberi
hormon tiroksin konsentrasi 176,54 mg/l selama 23 hari mengalami metamorfosis
sempurna (100%), tetapi ukuran percil yang dihasilkan lebih kecil dibanding
dengan yang direndam pada dosis yang lebih rendah. Kecebog pada stadia
prametamorfosis (stadia I - VIII) keberadaan hormon secara tajam mulai stadia
prometamorfosis (stadia IX - XX) dan mencapai puncaknya pada stadia
metamorfosis sempurna (stadia XXI - XXV) (Galton and Germain, 1985). Regard
et al. (1978), menyatakan bahwa pada stadia prametamorfosis kandungan hormon
tiroid sangat rendah yaitu triiodotironin (5 ng/100ml) dan tiroksin (50 ng/ml),
pada stadia metamorfosis sempurn kandungan hormon tiroid serum darah
triiodotironin (78 ng/ml) dan tiroksin (0,5 /ml). Selanjutnya pada
pascametamorfosis sempurna, fungsi hormon tiroid langsung menurun drastis,
dimana dua hari setelah metamorfosis tinggal 20%.
Selama metamorfosis katak ada beberapa organ yang mengalami
perubahan struktur atau penggantian. Perkembangan yang pertama kali terjadi
adalah pembentukan kaki belakang. Alat respirasi pada stadia larva dengan
menggunakan insang berubah menjadi paru paru. Gigi tanduk ditanggalkan dan
diganti dengan gigi yang permanen pada dewasa. Mulut menjadi lebar dan usus
memendek dari 9 kali panjang badan menjadi 2 3 kali panjang badan (Rugh,
1951).
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
16/18
Selain ditentukan oleh keberadaan hormon tiroid, faktor yang sangat
mempengaruhi laju metamorfosis adalah suhu lingkungan. Martinez et al. (1994),
mengemukakan bahwa faktor suhu akan sangat mempengaruhi proses
metamorfosis. Saat kondisi suhu dibawah optimal peningkatan suhu akan diikuti
dengan peningkatan laju metamorfosis dan sebaliknya dengan penurunan suhu
maka laju metamorfosis semakin lambat. Katak jenis Rana perezi suhu 2225 oC
menyebabkan metamorfosis berlangsug lebih cepat (9 11 mingggu), sedangkan
pada suhu 1722 oC metamorfosis berlngsung agak lambat (1112 minggu).
Hormon tiroid (TH) sangat penting dalam merangsang semua aspek
metamorfosis amfibi. metamorfosis disertai dengan peningkatan sintesis dan
sekresi TH, peningkatan serapan iodida oleh kelenjar tiroid dan hipertrofi dan
hiperplasia perubahan tiroid dan kelenjar hipofisis. Kekurangan TH dapat
menghambat atau mencegah metamorfosis atau menyebabkan larva terlalu besar.
Hormon tiroid diatur oleh berbagai hormon lain termasuk steroid adrenal. Larson
dkk. menunjukkan bagaimana kortikosteron dan thyroxine berinteraksi untuk
mengatur metamorfosis. Kortikosteron dapat menghambat atau mempercepat
metamorfosis tergantung pada spesies, tahap perkembangan dan konsentrasi TH.
Metamorfosis Amfibi dan sintesis TH aktif dan sekresi disertai dengan perubahan
parameter histologi tiroid dan pertumbuhan. Kelenjar tiroid menjadi salah satu
parameter yang paling sensitif untuk mendeteksi senyawa yang mempengaruhi
tiroid pada mamalia, bahkan lebih sensitif dibandingkan mengukur tingkat TH
(Brande et al, 2010).
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
17/18
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum regulasi hormonal pada metamorfosis katak
dapat disimpulkan:
1. Hormon tiroid adalah hormon yang sangat esensial dalam metamorfosis
berudu menjadi katak.
2. Ukuran tubuh paling besar pada media tiroksin terdapat pada konsentrasi
18,75 g/ml.
3.
Ukuran tubuh paling besar pada media PTU terdapat pada konsentrasi
18,75 g/ml
4. PTU merupakan antitiroksin yang dapat menghambat kerja dari hormon
tiroksin. Sehingga berudu tidak bermetamorfosis dan tumbuh menjadi berudu
dengan ukuran yang lebih besar dari normalnya.
5. Berudu yang direndam pada media kontrol setelah 2 minggu pengamatan
berada pada stadia katak berekor dan beberapa telah menjadi katak kecil.
B. Saran
Saran untuk praktikum ini adalah berudu yang diberi perlakuan harus
benar benar di pastikan tidak berada dalam stadia tunas ekor. Saat membedah
perut juga perlu hati hati supaya intestin yang akan di ukur tidak rusak dan
putus.
-
8/10/2019 Regulasi Hormonal Pada Metamorfosis Katak
18/18
DAFTAR REFERENSI
Brande-Lavirsen, N. Cristensen- Dalsgaard, J. Korsgaard, B. 2010. Effects of
Ethinylestradiol and the Fungicide Prchloraz on Metamorphosis and
Thyroid Gland Morphology in Rana temporaria. University of South
Denmark, Institute of Bilogy, Campusvej Odensee, Denmark.
Djojosoebagio, S. 1996. Fisiologi Kelenjar Endokrin. Universitas Indonesis UI
Press. Jakarta.
Galton, V. A and D. St. Germain. 1985. Metabolism of Thyroxine in Rana
catesbeiana Tadpoles during Metamorphic Climax. Endocrinology, 109;
11271131.
Gilbert, S. F. 2000. Development Biology. Sinaur Assacieates, Massachusetts.
Jaya, I. D. N. M. 1991. Pengaruh Berbagai Konsentrasi Tiroksinn Terhadap
Pertumbuhan, Metamorfosis, dan Kelangsungan Hidup Kecebong Katak
Benggala(Rana catesbeianaShaw). Skripsi Fakultas Biologi, Universitas
Pancasila. Jakarta.
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. USA.
Martinez, I. P., R. Alvarez and M. Paz Herraez. 1994. Respon of hacthery-reared
Rana parezi larva fed different diets. Aquaculture, 142; 235244.
Rugh, R. 1951. The Frog. McGraw-Hill Book Company. New York, Toronto,
London.
Sanuy, D. And N. Oromi. 2008. Effect of Temperature On Embryonic and Larval
Development and Growth In The Natterjack Toad (Bufo calamita) in a
Semi-arid Zone. Animal Biodiversity and Conservation,31.1.