REPRODUKSI , PERKEMBANGAN DAN SISTEM IMUNITAS HEWAN Reproduksi hewan Gambaran umum reproduksi hewan Di dalam kingdom hewan terjadi reproduksi aseksual dan reproduksi seksual. Reproduksi aseksual adalah penciptaan individu baru tanpa peleburan telur dan sperma yang semua gennya berasal dari satu induk. Dalam kebanyakan kasus , proses reproduksi ini berupa penggandaan atau pembelahan secara mitosis . reproduksi seksual adalah penciptaan keturunan dengan peleburan gamet jantan(n) dan gamet betina (n) menjadi individu baru yang disebut zigot(2n). Mekanisme reproduksi aseksual reproduksi aseksual yang beraneka ragam membuat hewan mampu menghasilkan keturunan yang identik secara tepat. Reproduksi ini kebanyakan terjadi pada hewan invertebrata yaitu dengan cara pembelahan (fission), pertunasan (budding)dan fragmentasi. Fussion adalah pemisahan sebuah induk menjadi dua atau lebih individu barudengan ukuran yang kira kira sama, contoh : anemon laut( Anthopleura elegantissima). Budding adalah proses pemisahan individu baru dari individu yang sudah ada . contoh : pada hewan cnidaria dan tunikata tertentu , individu tumbuh keluar dari tubuh seekor induk.yaitu karang batu yang merupakan koloni cnidaria yang berjumlah berjuta juta individu.contoh lain yaitu gemula ( gemmule). Fragmentasi adalah pematahan tubuh menjadi beberapa bagian , beberapa atau semuanya berkembang menjadi individu dewasa yang lengkap.bagi hewan untuk bisa bereproduksi seperti ini harus disertai dengan regenerasi yaitu pertumbuhan kembali bagian tubuh yang hilang. Reproduksi ini terjadi pada banyak hewan spons, cnidaria , annelida polikaeta, tunikata.pada bintang laut genus linckia, individu baru bisa tumbu dan berkembang dari sepotongan lengan.

Gambar gemmule ( budding)

Anemon laut reproduksi fussion

Reproduksi secara fragmentasi

Reproduksi aseksual mempunyai beberapa keuntungan yaitu: 1. Hewan yang hidupnya terisolasi mampu menghasilkan keturunan tanpa mencari pasangan. 2. Dapat menciptakan keturunan yang banyak dalam waktu yang singkat. 3. Pada lingkungan yang sesuai dapat menghasilkan keturunan yang genotip genotip nya sangat tepat dan berhasil. Siklus dan pola reproduksi hewan Hewan bisa berreproduksi secara seksual atau aseksual saja , atau bergantian satu sama lain antara keduanya ,tergantung pada kondisi lingkungan. Variasi ini memungkinkan melalui adanya partenogenesis, hermafroditisme, dan hermafrodisme sekuensial. partenogenesis adalah proses perkembangan telur tanpa pembuahan . terjadi pada lebah , tawon, dan semut . dalam spesies tersebut menentukan organisasi kelompok tersebut . hermafroditisme adalah diman masing masing individu mempunyai sistem reproduksi ganda sehingga dapat membuahi sendiri. Hermafroditisme sekuensial adalah dimana individu mengubah jenis kelaminnya. Ada dua sifat yaitu protogini(betina menjadi jantan ) dan protandri(jantan menjadi betina ). Contoh : ikan ikan karang yang disebut wrasse ketika sudah besar menjadi protogini .

Ikan wrasse

Mekanisme reproduksi seksual Fertilisasi yaitu peleburan sperma dengan telur . memainkan peranan penting dalam reproduksi seksual.beberapa spesies melakukan fertilisasi eksternal ; telur dilepaskan dari tubuh betina kemudian dibuahi oleh jantan dalam

linkungan sekitarnya.spesies lain melakukan fertilisasi internal ; sperma didepositkan didalam atau di dekat saluran reproduksi betina dan fertilisasi terjadi di saluran tersebut. Fertilisasi eksternal memerlukan suatu lingkungan yang sesuai dimana sebuah telur yang dilepaskan dapat berkembang tanpa kekeringan atau cekaman panas.sehingga fertilisasi ini ekslusif terjadi di lingkungan yang lembab . Dalam perkawinan ini sangat penting pengaturan waktu untuk menjamin bahwa sperma yang sudah dewasa akan menemukan telur yang sudah matang. Contoh: banyak ikan dan amphibi melkukan fertilisasi eksternal memperlihatkan perilaku yang spesifik yang berakhir dengan seekor jantan membuahi telur telur seekor betina.dan untuk mencari , menemukan dan memanggil untuk melepaskan gamet bersama sama menggunakan sinyal baik melalui perilaku maupun melalui pengeluaran sinyal kimiawi yang berupa feromon yaitu molekul kecil yang larut dalam air dan dan dapat mudah terdispersi kedalam lingkungan, aktif dalam jumlah sedikit seperti hormon. Fertilisasi internal memerlukan pengaturan waktu dan perilaku yang sesuai yang mengarah ke kopulasi.dalam fertilisasi internal zigot yang dihasilkan lebih sedikit , tetapi hal tersebut di imbangi dengan perlindungan pada embrio dan pemeliharaan dan pengawasan yang lebih besaratas anak oleh induk. Jenis utama pelindungan yaitu cangkang telur yang resisten , perkembangan embrio di dalam saluran reproduksi induk betina , dan pemeliharaan telur dan keturunan oleh induk. Bangun dasar semua sistem reproduksi hewan vertebrata sangat mirip ,tetapi terdapat beberapa variasi penting. Pada hewan vertebrata yang bukan mamalia sistem pencernaan, sistem ekskresi, dan sistem reproduksi mempunyai satu pembukaan sama ke luar tubuh yaitu kloaka. Sedangkan pada mamalia sudah terpisah sendiri sendiri. Banyak spesies hewan terestial menghasilkan telur yang tahan terhadap lingkungan yang keras . burung , reptil dan mono termata mempunyai telur yang beramnion dengan cangkang kalsium dan protein yang menahan hilangnya air dan kerusakan fisik.

Alat alat reproduksi Anatomi hewan mamalia dan manusia hampir sama Reproduksi manusiaa melibatkan anatomi yang rumit dan perilaku yang kompleks. Anatomi reproduksi jantan

Struktur reproduksi eksternal meliputi skrotum dan penis. Gonad jantan (testes) berada dalam lingkungan yang sejuk didalam skrotum.

Testes memiliki sel sel leydig endrokrin yang mengelilingi tubula seminifirus pembentuk sperma yang secara bertahap mengarah ke epididimis ,vas deferens, duktus ejakulasi , dan uretra yang keluar pada ujung penis. Anatomi alat reproduksi betina

Secara eksternal mamalia mempunyai vertibula dengan pembukaan yang terpisah vagina dan uretra, labia minor yang berbatasan dengan vestibula ,labia mayor , dan klitoris. Secara internal , vagina dihubungkan dengan uterus ,yang menghubungkan vagina ke kedua oviduk.di dalam oviduk terdapat ovarium yang berfunsi sebagai penghasil ovum, ovarium ini dipenuhi oleh folikel yang mengandung oosit primer yang masih diploid(2n).

PERKEMBANGAN HEWAN Tahap tahap dalam perkembangan embrionik awal Dari sel telur ke organisme Embrio tidak di bentuk sebelumnya didalam sel telur. Melaikan berkembang secara epigenesis yaitu proses perubahan bentuk yang di pandu oleh gen secara perlahan lahan .

Fertilisasi Mengaktifkan sel telur dan menyatukan nukleus sperma dan nukleus telur . dengan aktifnya sel telur maka mulailah serangkaian reaksi metabolik yang memicu permulaan perkembangan embrio. Pembelahan Feertilisasi diikuti dengan pembelahan (clevage) yaitu periode pembelahan sel tanpa terjadinya pertumbuhan yang cepat dengan cara membagi bagi zigot menjadi banyak sel yang lebih kecil yang menghasilkan produksi sejumlah besar sel yang disebut blastomer.dalam pembelahan menciptakan bola multiseluler yang disebut blastula(mengandung rongga yang penuh cairan). Gastrulasi Proses ini berfungsi untuk mengatur kembali blastula untuk membentuk sebuah embrio yang berlapis tiga (ektoderm, endoderm, mesoderm) dengan perut primitif yang disebut gastrula. Organogenesis Organ tubuh hewan terbentuk dari tiga lapisan germinal embrio yaitu pembentukan notokord melalui kondensasi mesoderm dorsal , perkembangan tabung neuron dari pelipatan lempeng neuron ektodermal, pembentukan selom dari pemisahan mesoderm lateral. Perkembangan embrio amniota Embrio ini berkembang didalam kantung penuh cairan didalam cangkang atau uterus(perkembangan intrauterin). Dasar seluler dan molekuler dari morfogenesis dan diferensiasi pada hewan Morfogenesis Pada hewan melibatkan perubahan bentuk sel,posisi sel, kedua jenis perubahan ini terlibat dalam invaginasi jaringan serta adanya adhesi sel yang spesifik. Molekul adhesi sel pada permukaan sel juga penting bagi migrasi sel dan untuk mempertahankan jaringan agar tetap utuh. Nasib perkembangan Bergantung pada determinan sitoplasmik dan induksi antar sel. Penyebaran detrminan sitoplasmik yang heterogenpada sel telur yang belum terfertilisasi. Akibat interaksi antara sel sel embrio itu sendiri mengahasilkan induksi sel yang berujung pembentukan sel khusus . Pemetaan nasib Dapat mengungkapkan genealogi sel pada embrio kordata. Peta nasib embrio yang dibuat ssecara experimental menjelaskan bahwa tempat spesifik zigot atau blastula berkembang menjadi daerah spesifik. Sel telur sebagian vertebrata Mempunyai determinan sitoplasmik yang membantu menentukan sumbu tubuh dan perbedaan di antara sel sel embrio tahap awal.

Sinyal induktif Menggerakkan diferensiasi dan pembentukan pola pada vertebrata . sel sel dalam embrio yang berkembang menerima dan menerjemahkan informasi posisional yang bervariasi sesuai lokasi. Sistem imunitas hewan Sistem pertahanan nonspesifik melawan infeksi Kulit dan membran mukosa Merupakan rintangan paling terawal(garis pertahanan nonspesifik pertama) yang melawan terhadap infeksi. Terdiri dari kulit yang masih utuh dan membran mukosa , mukus , sel sel bersilia yang melapisi sistem respirasi bagian atas ,lisozim ,dan getah lambung. Sel sel fagositik,peradangan ,dan protein antimikroba Meupakan garis pertahanan kedua yang berfungsi dini dalam infeksi . yang bergantung pada neutrofil dan makrofag yang merupakan sel sel darah putih yang fagositik dalam darah dan jaringan.sel natural killer memperantai pelisisan sel yang terserang virus dan sel sel tumor. Kerusakan jaringan memicu peradangan lokal. Sel sel yang rusak membebaskan histamin, yaitu sinyal kimiawi yang menyebabkan sel darah putih dapat memasuki jaringan. Protein anti mikroba yang penting dalam darah dan jaringan adalah protein sistem komplemen,yang terlibat dalam dalam pertahanan nonspesifik dan spesifik, serta interferon .disekresikan oleh sel sel yang terinfeksi oleh virus. Fungsi inteferon adalah menghambat produksi virus disekitar daerah yang terinfeksi. Bagaimana Sistem pertahanan spesifik Limfosit Menyediakan spesifisitas dan keanekaragaman sistem kekebalan. Suatu zat yang memunculkan respon kekebalan disebut antigen. Sistem kekebalan mengenali antigen spesifik(molekul yang dimiliki oleh mokroba , toksin, jaringan yang ditranspalasikan , atau sel sel kanker) dan mengembangkan respon yang menghambat aktivitas dan menghancurkan zat zat tersebut.keanekaragaman limfosit yang begitu besar dan memiliki spesifisitas tertentu memberi sistem kekebalan untuk merespon hampir setiap antigen.

Antigen berinteraksi dengan limfosit spesifik Menginduksi respon kekebalan serta memori imunologi. Seleksi klonal terjadi ketika antigen mengaktifkan limfositdengan cara berikatan dengan reseptor spesifik. Respon kekebalan pertama yaitu limfosit memperbanyak diri dan terdiferensiasi untuk antigen tersebut dan membentuk klon sel yang berumur panjang yang semuanya spesifik.respon kekebalan sekunder ,dengan melibatkan sel sel

memori lebih cepat dalam merespon antigen yang sama dan sering kali bersifat protektif. Perkembangan limfosit menghasilkan sistem kekebalan yang membedakan diri sendiri(self)dari yang bukan diri sendiri(nonself) Limfosit berkembang dari sel induk pluripoten dalam sumsum tulang . sel B menjadi dewasa dalam sumsum, sementara sel T menjadi dewasa dalam timus. Toleransi terhadap diri sendiri dikembangkan ketika limfosit yang mengndung reseptor yang spesifik untuk molekul yang asli dirusak oleh sel yang terprogram (apoptosis) Respon kekebalan Limfosit T helper berfungsi dalam kekebalan humoral maupun kekebalan yang diperantarai sel. Kekebalan humoral atau kekebalan sel B , yang didasarkan pada sirkulasi antibodi dalam darah dan limfa,bertugas melawan virus , bakteri , dan semua ancaman ekstraseluler lainnya yang bebas. Kekebalan yang dipelantarai sel atau kekebalan sel T , bertugas melawan patogen intraseluler dengan cara merusak sel sel yang terinfeksi; sel T juga bertarung melawan jaringan yang ditranspalantasikan dan sel sel kanker. Sel T helper yang mengandung CD4 di aktifkan ketika reseptornya berikatan secara spesifik dengan sustu kompleks MHC kelas II dan antigen pada permukaan sel penyaji antigen (APC). Sel T itu kemudian mensekresi interleusin 2 dan sitokin lain, yang mengaktifkan sel sel B dan sel sel T sitotoksik. Sel T sitotoksik melawan patogen intraseluler Sebagian besar sel T sitotoksik diaktifkan oleh sitokin dan pengikatan spesifik ke kompleks MHC kelas I antigen pada sel target(sel- sel terinfeksi , sel- sel transplan, atau sel-sel kanker).kemudian akan mensekresikan perforin, yang membentuk pori pada membran target dan menyebabakan sel lisis atau pecah. Sel B melawan patogen ekstraseluler Sel-sel B diaktifkan oleh sitokin dan pengikatan secara spesifik antibodi membran sel tersebut ke antigen ekstraseluler. Sebagaian besar di antara antigen merupakan protein atau polisakarida besar. Antibodi disebut juga dengan molekul imunoglobulin(Ig)

Antigen pemaparan pertama

Ditelan olehmakrofag

Antigen bebas Langsung mengaktifkan menjadiSel penyaji antigen

antigen yang diperlihatkan oleh sel terinfeksi mengaktifkan

merangsangSel B

merangsang

Sel T helper

merangsang

Sel T sitotoksin

menghasilkan

Sel T helper memori

merangsang merangsang antigen(pemaparan kedua) merangsangSel sel plasma Sel sel B memori

merangsang

Sel sel T memori

Sel sel T sitotoksik yang aktif

antibodi

pertahanan melawan patogen ekstraseluler dengan cara berikatan dengan antigen dan menjadikan target yang lebih mudah untuk sel sel fagosit dan komplemen

pertahanan melawan patogen intraseluler dan kanker dengan cara berikatan dan melisiskan sel sel terinfeksi atau sel -sel kanker