ONTOGENI: TAHAPAN PERKEMBANGAN HEWAN DAN KARAKTERISTIKNYA - BIOLOGI - 2025

The ontogeni adalah proses dimana terjadi perkembangan individu. Fenomena tersebut dimulai dengan pembuahan, dan meluas ke penuaan makhluk hidup. Bidang biologi yang bertanggung jawab untuk mempelajari ontogeni adalah biologi perkembangan.

Dalam proses ini, terjadi "terjemahan" dari genotipe - semua informasi genetik dari suatu entitas biologis - ke dalam fenotipe yang dapat kita amati terjadi. Transformasi paling dramatis terjadi pada tahap awal perkembangan, dengan transformasi sel menjadi individu yang lengkap.

Romanes, GJ; diunggah ke Wikipedia oleh en: User: Phlebas; penulis halaman deskripsi: id: Pengguna: Phlebas, en: Pengguna: SeventyThree, melalui Wikimedia Commons

Saat ini, perpaduan antara biologi perkembangan dan teori evolusi, yang dikenal sebagai evo-devo, adalah ilmu pengetahuan yang sangat populer yang tumbuh dengan pesat. Bidang baru ini bertujuan untuk menjelaskan evolusi keanekaragaman morfologi yang sangat besar yang ditunjukkan oleh organisme hidup.

"Ontogeni merekapitulasi filogeni"

Perspektif sejarah

Hubungan antara ontogeni dan filogeni adalah pandangan yang dominan sepanjang abad ke-21. Diketahui secara luas bahwa spesies organisme yang berbeda jauh lebih mirip satu sama lain dalam tahap embrionik daripada dalam bentuk dewasa. Pada tahun 1828, Karl Ernst von Baer memperhatikan pola ini dalam silum Vertebrata.

Baer mencatat bahwa pada spesies tetrapoda yang berbeda terdapat kemiripan tertentu pada embrio, seperti insang, notochord, segmentasi dan tungkai berbentuk sirip.

Ini dibentuk sebelum karakteristik khas yang memungkinkan grup tersebut didiagnosis dalam urutan klasifikasi hierarkis yang lebih spesifik.

Ide ini dirumuskan kembali oleh yang terkenal - dan salah satu pengikut Charles Darwin yang paling bersemangat - ahli biologi kelahiran Jerman Ernst Haeckel.

Haeckel dikreditkan dengan frase terkenal "ontogeni merekapitulasi filogeni." Dengan kata lain, rekapitulasi mengusulkan bahwa perkembangan suatu organisme mengulangi sejarah evolusinya dari bentuk dewasa nenek moyangnya.

Visi saat ini

Meskipun ungkapan itu terkenal saat ini, pada pertengahan abad ke-21 jelaslah bahwa proposal Haeckel jarang terpenuhi.

SJ Gould, ahli paleontologi terkenal dan ahli biologi evolusi, memaparkan gagasannya tentang rekapitulasi dalam apa yang disebutnya "prinsip penambahan terminal". Bagi Gould, rekapitulasi dapat terjadi selama perubahan evolusioner terjadi dengan penambahan tahapan secara berurutan pada akhir ontogeni leluhur.

Dengan cara yang sama, juga harus benar bahwa durasi temporal ontogeni leluhur harus dipersingkat seiring dengan evolusi garis keturunan.

Saat ini, metodologi modern telah berhasil menyangkal konsep penjumlahan yang diajukan oleh hukum biogenetik.

Untuk Haeckel, penambahan ini terjadi karena penggunaan terus menerus yang diberikan pada organ. Namun, implikasi evolusioner dari penggunaan dan tidak digunakannya organ telah diabaikan.

Saat ini diketahui bahwa lengkungan cabang pada tahap embrio mamalia dan reptilia tidak pernah memiliki bentuk yang sama dengan ikan dewasa.

Selain itu, terdapat variasi waktu atau timing tahapan tertentu dalam perkembangannya. Dalam biologi evolusioner, perubahan ini disebut heterokroni.

Tahapan perkembangan hewan

Ontogeni mencakup semua proses perkembangan makhluk hidup, dimulai dengan pembuahan dan berakhir dengan penuaan.

Secara logis, transformasi paling dramatis terjadi pada tahap pertama, di mana satu sel mampu membentuk satu individu secara keseluruhan. Selanjutnya kami akan menjelaskan proses ontogeni, menekankan pada tahap embrio.

Pematangan oosit

Selama proses oogenesis, sel telur (gamet betina, juga disebut telur) bersiap untuk pembuahan dan tahap awal perkembangan. Ini terjadi dengan mengumpulkan bahan cadangan untuk masa depan.

Sitoplasma sel telur adalah lingkungan yang kaya akan berbagai biomolekul, terutama RNA pembawa pesan, ribosom, RNA transfer, dan mesin lain yang diperlukan untuk sintesis protein. Inti sel juga mengalami pertumbuhan yang signifikan.

Spermatozoa tidak memerlukan proses ini; strategi mereka adalah menghilangkan sitoplasma sebanyak mungkin dan memadatkan nukleus untuk mempertahankan dimensi kecil.

Pemupukan

Peristiwa yang menandai dimulainya ontogeni adalah pembuahan, yang melibatkan penyatuan gamet jantan dan betina, umumnya selama tindakan reproduksi seksual.

Dalam kasus pembuahan eksternal, seperti yang terjadi pada banyak organisme laut, kedua gamet dikeluarkan ke dalam air dan ditemukan secara acak.

Dalam pembuahan, jumlah diploid individu diintegrasikan kembali dan memungkinkan proses kombinasi antara gen paternal dan maternal.

Dalam kasus tertentu, sperma tidak diperlukan untuk mengaktifkan perkembangan. Tetapi pada kebanyakan individu, embrio tidak berkembang dengan cara yang benar. Demikian pula, beberapa spesies dapat berkembang biak dengan partenogenesis, di mana perkembangan embrio normal terjadi tanpa membutuhkan sperma.

Sebaliknya, beberapa telur membutuhkan aktivasi sperma, tetapi tidak memasukkan materi genetik dari gamet jantan ini ke dalam embrio.

Sperma dan sel telur harus dikenali dengan benar agar semua peristiwa pasca pembuahan dapat berlangsung. Pengenalan ini dimediasi oleh serangkaian protein khusus untuk setiap spesies. Ada juga penghalang yang mencegah sel telur, setelah dibuahi, dijangkau oleh sperma kedua.

Embriogenesis

Setelah pembuahan dan aktivasi sel telur, tahap pertama perkembangan terjadi. Dalam segmentasi, embrio berulang kali membelah menjadi sekelompok sel yang disebut blastomer.

Selama periode terakhir ini, tidak ada pertumbuhan sel yang terjadi, hanya pembagian massa yang terjadi. Pada akhirnya Anda memiliki ratusan atau ribuan sel, yang berubah menjadi kondisi blastula.

Saat embrio berkembang, ia memperoleh polaritas. Oleh karena itu, seseorang dapat membedakan antara tiang tumbuhan, yang terletak di satu ujung, dan tiang hewan, kaya akan sitoplasma. Sumbu ini memberikan titik referensi untuk pengembangan.

Jenis telur

Bergantung pada jumlah kuning telur yang dimiliki telur, dan distribusi zat tersebut, telur dapat diklasifikasikan sebagai oligolecytes, heterolecytes, telolecytes, dan centrolecytes.

Yang pertama memiliki, seperti yang ditunjukkan oleh namanya, sejumlah kecil kuning telur dan didistribusikan secara merata ke seluruh telur. Umumnya ukurannya kecil. Heterolecytes memiliki lebih banyak kuning telur daripada oligolecytes, dan kuning telur terkonsentrasi di kutub vegetatif.

Telolecitos menyajikan kuning telur yang melimpah, menempati hampir seluruh telur. Akhirnya, centrolecitos memiliki semua kuning telur terkonsentrasi di wilayah tengah telur.

Blastulasi

Blastula adalah massa sel. Pada mamalia, pengelompokan sel ini disebut blastokista, sedangkan pada kebanyakan hewan, sel-sel tersebut tersusun di sekitar rongga cairan sentral, yang disebut blastokel.

Dalam keadaan blastula, sangat mungkin untuk menunjukkan peningkatan yang besar dalam hal jumlah DNA. Namun, ukuran seluruh embrio tidak jauh lebih besar dari zigot aslinya.

Grastrulasi

Gastrulasi mengubah blastula bulat dan sederhana menjadi struktur yang jauh lebih kompleks dengan dua lapisan kuman. Proses ini heterogen jika kita membandingkan garis keturunan hewan yang berbeda. Dalam beberapa kasus, lapisan kedua terbentuk tanpa membuat rongga internal.

Pembukaan usus disebut blastopori. Nasib blastopori adalah karakteristik yang sangat penting untuk pembagian dua garis keturunan besar: protostomata dan deuterostom. Pada grup pertama, blastopori memunculkan mulut, sedangkan grup kedua, blastopori memunculkan anus.

Jadi, gastrula memiliki dua lapisan: lapisan luar yang mengelilingi blastokel, yang disebut ektoderm, dan lapisan dalam yang disebut endoderm.

Kebanyakan hewan memiliki lapisan kuman ketiga, mesoderm, yang terletak di antara dua lapisan yang disebutkan di atas. Mesoderm dapat dibentuk dengan dua cara: sel muncul dari daerah ventral bibir blastopori dan dari sana mereka berkembang biak atau muncul dari daerah tengah dinding archnteron.

Pada akhir gastrulasi, ektoderm menutupi embrio dan mesoderm serta endoderm terletak di bagian dalam. Dengan kata lain, sel-sel tersebut memiliki posisi akhir yang berbeda dengan yang mereka gunakan untuk memulai.

Pembentukan selom

Selom adalah rongga tubuh yang dikelilingi mesoderm. Ini terjadi karena selama proses gastrulasi, blastokel hampir terisi penuh dengan mesoderm.

Rongga selomatik ini dapat muncul dalam dua cara: skizokelik atau enterokelik. Namun, kedua selom secara fungsional setara.

Organogenesis

Organogenesis terdiri dari serangkaian proses dimana masing-masing organ terbentuk.

Peristiwa yang paling relevan termasuk migrasi sel tertentu ke tempat di mana mereka diperlukan untuk membentuk organ tersebut.

Ekspresi gen selama ontogeni

Dalam perkembangannya, telah ditentukan bahwa epigenesis berlangsung dalam tiga tahap: pembentukan pola, penentuan posisi tubuh, dan induksi posisi yang benar untuk ekstremitas dan berbagai organ.

Untuk menghasilkan respons, ada produk gen tertentu, yang disebut morfogen (definisi entitas ini teoretis, bukan kimiawi). Ini bekerja berkat pembentukan gradien diferensial, yang menyediakan informasi spasial.

Mengenai gen yang terlibat, gen homeotik memainkan peran mendasar dalam perkembangan individu, karena mereka menentukan identitas segmen.

Referensi

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Ukuran dan bentuk dalam ontogeni dan filogeni. Paleobiologi, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan ke biologi. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogeni dan filogeni. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterochrony: evolusi ontogeni. Springer Science & Business Media.