METAMORFOSIS : Pengertian, Fungsi Dan Contohnya
Definisi Metamorfosis
Metamorfosis – adalah proses di mana hewan mengalami perubahan fisik yang ekstrem dan cepat beberapa saat setelah lahir. Hasil metamorfosis dapat berubah menjadi seluruh rencana tubuh organisme, seperti perubahan jumlah kaki hewan, cara makannya, atau cara pernapasannya.
Pada spesies yang menggunakan metamorfosis, metamorfosis juga biasanya diperlukan untuk kematangan seksual. Anggota pra-metamorf dari spesies ini biasanya tidak dapat kawin atau bereproduksi.
Contoh-contoh metamorfosis yang umum dikenal meliputi proses yang dialami oleh sebagian besar serangga, dan transformasi berudu menjadi katak. Diagram di bawah ini menunjukkan tahap-tahap perubahan ini, di mana berudu kecil yang menyerupai ikan berubah menjadi hewan yang tampaknya sama sekali berbeda:
Hewan yang mungkin tidak Anda kenal mengalami metamorfosis termasuk ikan, moluska, dan banyak jenis makhluk laut lainnya yang terkait dengan serangga, moluska, atau ikan. Lobster, misalnya, yang terkait erat dengan serangga, memang mengalami metamorfosis sebagai bagian dari siklus hidup mereka.
Metamorfosis adalah proses yang luar biasa. Kecepatan dan luasnya pertumbuhan dan diferensiasi sel sangat mencengangkan. Pada kebanyakan spesies, pertumbuhan yang cepat dan perubahan tipe sel yang demikian hanya terjadi selama perkembangan embrionik. Memang, beberapa ilmuwan percaya bahwa proses metamorfosis melibatkan semacam pengaktifan kembali gen yang memungkinkan sel hewan berubah dari satu jenis sel ke yang lain.
Perubahan yang mengarah ke metamorfosis dipicu oleh hormon, yang dikeluarkan tubuh hewan sebagai kondisi yang tepat untuk pendekatan metamorfosis. Pada beberapa hewan diikuti dengan hormon cascade, dengan hormon pemicu yang menyebabkan pelepasan beberapa hormon lain yang bekerja pada bagian tubuh hewan yang berbeda.
Hormon menyebabkan perubahan drastis pada fungsi sel, dan bahkan perubahan perilaku seperti ulat yang memutar kepompongnya.
Efek hormon pada metamorfosis dapat dipelajari dengan pemberian hormon ini secara artifisial pada hewan pra-metamorf. Berudu, misalnya, dapat dipicu untuk mulai kehilangan ekor mereka dan tumbuh anggota tubuh lebih awal dengan penambahan hormon tiroid ke pasokan air mereka. Sayangnya ini berdampak buruk pada kesehatan hewan.
Fungsi Metamorfosis
Para ilmuwan tetap tidak yakin mengapa metamorfosis berkembang. Untuk hewan masa kini, tujuannya jelas: jika metamorfosis tidak terjadi, berudu tidak bisa menjadi katak dan larva tidak bisa menjadi dewasa dewasa yang mampu bereproduksi. Tanpa anggota yang matang secara reproduksi, spesies ini akan cepat mati.
Tetapi mengapa spesies ini berevolusi untuk membutuhkan langkah ekstra ini sejak awal?
Mengapa tidak menetaskan kupu-kupu atau katak dewasa dari telur?
Setidaknya beberapa spesies metamorfosis tidak memulai dengan cara itu: serangga paling awal pada dasarnya menetas ketika dewasa. Tetapi beberapa ratus juta tahun yang lalu, beberapa spesies menemukan trik metamorfosis. Itu tampaknya sangat sukses; Diperkirakan bahwa hampir dua pertiga spesies yang hidup saat ini menggunakan metamorfosis untuk mencapai perubahan besar antara bentuk dewasa dan remaja mereka.
Manfaat metamorfosis mungkin terletak pada kemampuannya untuk mengurangi persaingan. Hewan pra-metamorf biasanya mengkonsumsi sumber daya yang sama sekali berbeda dari bentuk dewasa mereka. Berudu hidup di air, makan ganggang dan tanaman. Katak hidup di darat, menghirup udara, dan memakan serangga. Ulat memakan daun; kupu-kupu hidup dari nektar. Dll ..
Ini secara efektif mencegah anggota spesies yang lebih tua bersaing dengan anggota yang lebih muda. Hal ini dapat menyebabkan lebih banyak anggota spesies berhasil mencapai kematangan seksual, tanpa risiko dikalahkan oleh anggota spesies yang lebih tua.
Jenis Metamorfosis
Metamorfosis Lengkap
Dalam metamorfosis lengkap, larva sepenuhnya mengubah rencana tubuhnya untuk menjadi dewasa. Contoh yang paling terkenal adalah kupu-kupu, yang dimulai sebagai ulat berbentuk ulat daun pemakan daun dan berubah menjadi makhluk terbang yang minum nektar dengan exoskeleton.
Organisme yang menjalani metamorfosis lengkap disebut “holometabolous,” dari kata Yunani “holo” untuk “lengkap” atau “keseluruhan,” “meta” untuk “perubahan,” dan kata benda “bole” untuk “penuh.” “Holometabolous,” lalu, berarti “benar-benar berubah,” atau “sepenuhnya berubah.”
Transformasi ini begitu cepat dan lengkap sehingga ulat harus memutar kepompong dan tidak aktif selama berminggu-minggu sementara tubuhnya mengalami perubahan radikal ini.
Hewan lain yang berubah dari tahap larva seperti cacing menjadi hewan yang terlihat sangat berbeda termasuk kumbang, lalat, ngengat, semut, dan lebah.
Beberapa ilmuwan percaya bahwa tahap larva dari metamorfosis lengkap mungkin telah berevolusi dari serangga yang menetas dari telurnya tanpa berkembang dengan baik.
Beberapa embrio ini mungkin bertahan cukup lama untuk menemukan makanan di dunia luar; dan ini mungkin akhirnya memberi mereka keuntungan, karena mereka akan dapat memberi makan lebih lama dan mendapatkan lebih banyak kekuatan daripada rekan-rekan mereka sebelum bermetamorfosis menjadi tahap dewasa.
Metamorfosis Tidak Lengkap
Dalam metamorfosis yang tidak lengkap, hanya beberapa bagian tubuh hewan yang berubah selama metamorfosis. Hewan yang hanya mengubah sebagian tubuhnya saat mereka dewasa disebut “hemimetabolous,” dari kata Yunani “hemi” untuk “setengah,” “meta,” untuk “perubahan,” dan kata kerja “bole” untuk “melempar.”
“Hemimetabolous,” lalu, adalah kata yang berarti “setengah berubah.”
Kecoak, belalang, dan capung, misalnya, menetas dari telur yang sangat mirip diri mereka yang dewasa. Mereka mendapatkan sayap dan berfungsi organ reproduksi saat mereka tumbuh, tetapi mereka tidak sepenuhnya membentuk kembali tubuh mereka seperti yang dilakukan oleh sepupu mereka yang sepenuhnya bermetamorfosis.
Contoh Metamorfosis
Kupu-kupu
Banyak dari kita mungkin telah menyaksikan proses metamorfosis secara langsung, dengan meningkatkan ulat bulu menjadi kupu-kupu di sekolah. Gagasan tentang ulat seperti ulat yang membungkus dirinya dalam kepompong selama berminggu-minggu dan kemudian muncul sebagai kupu-kupu yang indah tentu aneh. Tetapi perubahan penampilan yang jelas, seperti pertumbuhan sayap, tidak adil jika betapa anehnya proses ini.
Di dalam kepompong, ulat tidak hanya mendapatkan kaki, sayap, dan kerangka luar. Mereka juga menumbuhkan mata baru, kehilangan bagian mulut pemakan daun dan menggantinya dengan bekal penghisap nektar, dan mendapatkan organ reproduksi yang matang.
Untuk mencapai perubahan drastis ini, ulat metamorfosis pada dasarnya mencerna dirinya sendiri.
Diperlukan banyak energi dan bahan baku untuk mengubah ulat menjadi kupu-kupu. Jadi untuk memungkinkannya, ulat melepaskan enzim yang melarutkan sebagian besar tubuh mereka! Memang, cangkang keras dari kepompong diperlukan tidak hanya untuk melindungi serangga metamorfosis dari serangan: itu juga diperlukan untuk menjaga tubuh pencairannya terikat bersama, jangan sampai keluar!
Tidak semua sel ulat dilarutkan oleh enzim ini. Jaringan khusus yang disebut cakram imajiner bertahan – dan mereka menggunakan sup yang dulunya adalah bagian tubuh ulat untuk nutrisi. Dengan mengonsumsi protein, vitamin, dan mineral – semua yang Anda butuhkan untuk membangun kupu-kupu – cakram imajiner ini dapat tumbuh dengan sangat cepat, berkembang menjadi bagian tubuh kupu-kupu yang dewasa.
Tubuh baru hampir tidak memiliki kesamaan dengan tubuh lama. Ia memiliki kaki baru, organ sensorik baru, exoskeleton baru, sistem reproduksi baru. Bahkan sistem pencernaannya tidak bekerja dengan cara yang sama, karena sekarang ia harus mencerna nektar, bukan daun. Itu semua selain sayap yang indah.
Perubahan radikal ini memungkinkan kupu-kupu untuk menyelesaikan siklus hidupnya dengan sangat efisien, tanpa persaingan antara kupu-kupu dewasa dan ulat untuk mendapatkan makanan.
Banyak serangga lain melewati proses serupa. Mereka menetas sebagai larva seperti cacing, akhirnya membungkus diri mereka dalam pupa keras, dan muncul sebagai orang dewasa dengan kaki, exoskeleton, dan fitur lain yang memiliki sedikit kesamaan dengan larva seperti dulu. Lebah, kumbang, semut, dan lalat semuanya menggunakan strategi ini.
Katak
Metamorfosis kecebong menjadi katak sedikit lebih ganas dibandingkan dengan ulat menjadi kupu-kupu, tetapi prosesnya memiliki beberapa fitur umum yang penting.
Berudu tidak melarutkan tubuhnya menjadi bubur; tetapi mereka “mencernanya” dengan cara yang kurang spektakuler. Menggunakan proses apoptosis – atau “kematian sel terprogram” – berudu “memesan” sel yang tidak mereka butuhkan lagi untuk menghancurkan DNA mereka dan mati. Sel-sel yang mati kemudian dikanibal untuk energi dan bahan mentah untuk membuat sel-sel lain.
Sel-sel ekor mereka dipecah dan digunakan untuk membuat kaki mereka yang berkembang; proses serupa terjadi pada insang, yang menghilang ketika kecebong mulai mengembangkan paru-paru bernafas udara.
Satu hal yang menarik untuk dicatat adalah bahwa metamorfosis kecebong dan metamorfosis serangga kemungkinan dikembangkan secara terpisah; nenek moyang bersama serangga dan amfibi berbeda jauh, dan nenek moyang serangga modern tidak dianggap menggunakan metamorfosis. Ketika fenomena yang sama berkembang dua kali dalam organisme yang sangat berbeda, itu pertanda pasti bahwa itu adalah adaptasi yang berguna!
Ikan
Beberapa spesies ikan mengalami metamorfosis yang mirip dengan kecebong. Meskipun perubahan itu tidak begitu dramatis, mereka dapat mengakibatkan perubahan dalam sumber makanan ikan, rencana tubuhnya, dan di mana ia dapat hidup. Sama seperti bentuk evolusi yang lebih drastis, ini dapat berfungsi untuk mencegah orang dewasa bersaing dengan remaja untuk mendapatkan makanan.
Salmon, misalnya, adalah ikan air tawar dalam bentuk remaja. Setelah menjalani metamorfosis parsial, ia menjadi ikan air asin.
Ketika memikirkan proses ini, penting untuk diingat bahwa semua organisme harus mengatur keseimbangan garam / airnya. Inilah sebabnya mengapa manusia tidak bisa minum air laut tanpa mati: garam akan membanjiri kimia seluler kita, dan sel kita tidak akan berfungsi dengan baik. Dengan cara yang sama, ikan air tawar biasanya tidak bisa hidup di air asin. Untuk menjadi ikan air asin, maka, salmon harus mengembangkan organ dan mekanisme seluler baru untuk mengatasi air asin.
Itulah sebabnya salmon harus melakukan migrasi tahunan ke hulu; salmon dewasa hidup di lautan, tetapi telurnya harus menetas dalam air segar agar remaja dapat bertahan hidup. Itu berarti bahwa salmon dewasa harus meninggalkan rumah mereka di laut untuk sungai air tawar, dan berenang sejauh mungkin sebelum bertelur!
Flounder, anehnya, mengalami metamorfosis di mana salah satu mata dan lubang hidung mereka bergerak dari satu sisi kepala ke sisi yang lain. Sebagai remaja, flounder tampak seperti kebanyakan ikan: mereka berenang secara vertikal relatif terhadap arus, dengan satu mata dan satu lubang hidung di setiap sisi tubuh mereka yang mirip bladel. Jenis tubuh ini memungkinkan mereka berenang cepat seperti kebanyakan spesies ikan lainnya.
Tetapi di masa dewasa, flounder adalah ikan pipih yang menyamarkan diri dengan berenang di atas perutnya, menempel di dasar laut. Untuk mencapai perubahan gaya hidup ini, anak-anak muda pada dasarnya berguling ke samping dan membuat satu sisi tubuh mereka ke dalam perut mereka. Melalui perubahan sel, mata dan lubang hidung dari sisi perut benar-benar bermigrasi untuk bergabung dengan mata dan lubang hidung lainnya pada apa yang sekarang menjadi sisi “atas” ikan.
Lainnya :