Metamorfosis dan Metagenesis

 

Pertumbuhan dan Perkembangan Makhluk Hidup

A. Pertumbuhan dan Perkembangan Hewan
Pertumbuhan dan perkembangan hewan dimulai sejak terbentuknya zigot. Satu sel zigot akan tumbuh dan berkembang hingga terbentuk embrio. Embrio akan berdiferensi sehingga terbentuk berbagai macam jaringan dan organ. Organ-organ akan menyatu dan bergabung menjadi janin. Janin akan dilahirkan sebagai bayi. Kemudian, bayi tumbuh dan berkembang menjadi anak-anak, remaja, dan dewasa.
Pada siklus hidup hewan tertentu, terjadi perubahan bentuk tubuh dari embrio sampai dewasa. Perubahan bentuk ini disebut metamorfosis. Metamorfosis dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu metamorfosis sempurna dan tidak sempurna.

Metamorfosis dan Metagenesis (pada hewan dan tumbuhan)

1. Metamorfosis
Proses pertumbuhan dan perkembangan pada makhluk hidup tertentu ada yang disertai dengan perubahan bentuk pada tubuhnya.
Metamorfosis adalah peristiwa perubahan bentuk pada tubuh hewan tertentu selama proses pertumbuhan dan perkembangannya.
Proses metamorfosis melibatkan perubahan bentuk atau struktur melalui beberapa tahap pertumbuhan sel dan differensiasi sel.

Metamorfosis ini dibagi menjadi dua tipe, yaitu:

a. Metamorfosis sempurna (holometabolisme)Metamorfosis disebut sempurna apabila hewan mengalami perubahan bentuk secara nyata dengan tahapan-tahapan yang jelas. Kupu-kupu mengalami tahapan yang panjang sebelum menjadi kupu-kupu dewasa. Pertama kali, kupu-kupu akan bertelur. Telur kupu-kupu biasanya diletakkan di dedaunan. Telur kemudian menjadi ulat. Tahap berikutnya ulat akan berubah menjadi kepompong (pupa) dan akhirnya menjadi kupu-kupu dewasa. Metamorfosis sempurna dicirikan dengan adanya bentuk tubuh yang berbeda di setiap fase metamorfosis. Contoh hewan yang mengalami metamorfosis sempurna adalah kupu-kupu dan katak. Tahapan metamorfosis kupu-kupu mulai dari telur larva (ulat) pupa (kepompong) imago (dewasa).

Jika diperhatikan ternyata dalam setiap fase metamorfosis kupu-kupu, terlihat adanya perbedaan bentuk tubuh. Begitu juga dengan katak. Katak mengalami metamorfosis sempurna mulai dari telur berudu (kecebong) katak dewasa.

 

b. Metamorfosis tidak sempurna (hemimetabolisme).

Metamorfosis disebut tidak sempurna apabila perubahan tubuh yang terjadi tidak mencolok. Contoh metamorfosis tidak sempurna terjadi pada kepik, jangkrik, dan belalang. Pada hewan-hewan tersebut proses menjadi hewan dewasa melalui perubahan dari bentuk nimfa terlebih dahulu.Metamorfosis tidak sempurna ditandai dengan adanya bentuk tubuh yang sama, tetapi ukurannya berbeda pada salah satu fase metamorfosis. Contohnya adalah belalang dan kecoa. Belalang mengalami metamorfosis yang dimulai dari telur nimfa imago (dewasa). Nimfa memiliki bentuk tubuh yang sama dengan serangga dewasa, tetapi memiliki ukuran tubuh yang lebih kecil.

2. Metagenesis

Seperti halnya metamorfosis pada hewan, tumbuhan tertentu juga dapat terjadi perbedaan bentuk tubuh selama pertumbuhannya. Peristiwa ini dinamakan metagenesis. Metagenesis adalah terjadinya pergiliran keturunan atau pergantian siklus, yaitu:

a. Siklus seksual (generatif): Pada siklus seksual dihasilkan gametofit.

b. Siklus aseksual (vegetatif): Pada siklus aseksual dihasilkan sporofit.
Metagenesis
Siklus hidup tumbuhan memperlihatkan suatu pergiliran keturunan (metagenesis). Pergiliran keturunan meliputi fase gametofit dan sporofit. Fase gametofit atau fase generatif merupakan tahap menghasilkan gamet haploid. Fase sporofit atau fase vegetatif merupakan tahap menghasilkan spora. Gametofit menghasilkan gamet haploid yang menyatu membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi sporofit diploid. Pembelahan sporofit, menghasilkan spora yang menghasilkan generasi gametofit berikutnya. Tumbuhan lumut dan paku mengalami pergiliran keturunan. Pada tumbuhan lumut, gametofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati. Sedangkan pada tumbuhan paku, sporofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati.

Faktor-faktor yang mempengaruhipertumbuhan dan perkembangan hewan dapat dibagi menjadi dua, yaitu: faktor internal dan eksternal. Faktor internal meliputi gen dan hormone. Faktor eksternal meliputi air, makanan, dan cahaya.
1. Gen
Gen merupakan faktor keturunan yang diwariskan dari orang tua (induk) kepada keturunannya. Gen akan mengendaalikan pola pertumbuhan dan perkembangan hewan.
2. Hormon
Hormon merupakan senyawa organik yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan hewan adalah hormon somatotrof (hormon pertumbuhan). Bila hewan kekurangan hormone pertumbuhan, maka pertumbuhan akan terhambat sehingga badannya kerdil. Bila kelebihan hormon pertumbuhan, maka akan mengalami pertumbuhan raksasa.
3. Makanan
Makanan sangat diperlukan oleh hewan. Makanan digunakan sebagai zat pembangun tubuh dan sumber energi.
4. Air
Air merupakan pelarut dan media untuk terjadinya reaksi metabolisme tubuh. Reaksi metabolisme ini akan menghasilkan energi, membantu pembentukan sel-sel yang baru, dan memperbaiki sel-sel yang rusak.
5. Cahaya Matahari
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam pembentukan vitamin D. Vitamin itu diperlukan dalam pembentukan tulang.
B. Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Setelah terjadinya penyerbukan, inti generatif serbuksari akan membelah menjadi dua sel sperma (gamet jantan). Satu sperma membuahi sel telur untuk membentuk zigot. Sperma yang lain menyatu dengan kedua inti sel yang terdapat di tengah kantung embrio untuk membentuk endosperma. Penyatuan dua sperma dengan sel-sel yang berbeda dalamkantung embrio disebut pembuahan ganda. Setelah fertilisasi ganda, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi buah.
1. Struktur Biji
Embrio dikelilingi oleh kotiledon dan endosperma yang merupakan persediaan makanan. Embrio dan persediaan makanannya terbungkus oleh selaput biji. Bila kita membuka biji kacang (dikotil), terlihat bahwa embrio melekat pada kotiledon. Di bawah titik pelekatan embrio dan kotiledon, terdapat sumbu embrionik yang disebut hipokotil. Di bawah hipokotil, terdapat radikula yang merupakan bakal akar. Bagian sumbu embrionik di atas kotiledon adalah epikotil. Pada ujungnya terdapat plumula yang merupakan bakal daun.
Pada biji kacang-kacangan, kotiledon berdaging sebelum biji berkecambah. Namun, kotiledon biji jarak sangat tipis dan mempertahankan persediaan makanannya di endosperma. Kotiledon ini akan menyerap zat-zat makanan dari endosperma dan memindahkannya ke embrio ketika biji jarak mulai berkecambah. Anggota famili rumput-rumputan memiliki kotiledon khusus yang disebut skutelum. Skutelum akan menyerap zat-zat makanan dari endosperma selama perkecambahan. Embrio biji rumput-rumputan terbungkus oleh lapisan koleorhiza dan koleoptil. Koleorhiza melindungi akar dan koleoptil melindungi tunas embrionik.
2. Perkecambahan Biji
Perkecambahan biji bergantung pada imbibisi. Imbibisi merupakan penyerapan air oleh biji. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang, memecahkan kulit biji, dan memicu perubahan metabolic
pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan pertumbuhannya. Zat-zat makanan dipindahkan dari endosperma atau kotiledon ke bagian embrio yang sedang tumbuh.
Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah dinamakan radikula (bakal akar). Pada tanaman buncis, hipokotil akan tumbuh dan mendorong epikotil dan kotiledon ke atas permukaan tanah. Selanjutnya plumula yang terletak di ujung epikotil, akan berkembang menjadi daun pertama. Daun ini terus tumbuh dan berkembang menjadi hijau dan mulai berfotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah. Perkecambahan biji yang disebabkan oleh pertumbuhan hipokotil yang mendorong kotiledon dan epikotil ke atas permukaan tanah ini disebut tipe perkecambahan epigeal.
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
a. Faktor internal
1.) Gen
Ukuran, bentuk, dan kecepatan tumbuh dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom. Gen-gen tersebut diariskan dari induk tumbuhan kepada keturunannya. Gen-gen tersebut akan mengatur pola dan kecepatan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
2.) Hormon
Hormon merupakan senyawa organic yang mengatur pertumbuhan tumbuhan. Hormon juga dikenal sebagai zat tumbuh. Ada lima hormone tumbuhan, yaitu auksin, giberalin, sitokinin, asam absisat, dan etilen.
a. Auksin terdapat di embrio biji, meristem apical, dan daun-daun muda. Berfungsi untuk merangsang pemanjangan batang; pertumbuhan, diferensiasi, dan percabangan akar; dominansi apical; dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Auksin
yang terdapat pada ujung batang (meristem apikal) dapat menghambat pertumbuhan tunas cabang. Keadaan ini disebut dominansi apikal. Karena itu, tumbuhan dapat tumbuh lurus dan tinggi.
b. Giberelin terdapat pada meristem apikal akar, meristem apikal batang, dan daun. Giberelin berperan dalam mempercepat perkecambahan biji dan tunas; pemanjangan batang; pertumbuhan raksasa; terbentuknya buah yang besar dan tidak berbiji; dan merangsang perbungaan.
c. Sitokinin dihasilkan pada bagian akar dan diangkut ke organ lainnya. Sitokinin berperan dalam pertumbuhan akar; merangsang pembelahan dan pertumbuhan sel; menghambat penuaan; menghambat dominasi apikal; dan mengatur pembentukan bunga dan buah.
d. Asam absisat terdapat pada daun, batang, akar, dan buah. Asam absisat berperan dsalam menghambat pertumbuhan ketika keadaan lingkungan tidak memungkinkan (cekaman lingkungan) dan penutupan stomata selama kekurangan air.
e. Etilen terdapat pada buah yang matang, batang, daun, dan bunga yang sudah tua. Etilen berperan dalam pematangan buah dan pengguguran daun dan bunga.
b. Faktor eksternal
1.) Air dan mineral
Tumbuhan memerlukan air dan mineral untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh akar. Air berfungsi sebagai pelarut dan untuk fotosintesis. Mineral seperti karbon, nitrogen, fosfat, kalsium, dan magnesium berguna sebagai bahan pembangun tubuh tumbuhan.
2.) Kelembapan
Kelembapan menunjukkan kandungan air di tanah dan udara. Bila kelembapan rendah, transpirasi akan meningkat sehingga
penyerapan air dan mineral semakin banyak. Keadaanini dapat memacu laju pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3.) Cahaya
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam proses fotosintesis. Proses ini menghasilkan makanan yang dapat digunakan untuk mendapatkan energi dan membangun tubuh.

C. Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia
1. Perkembangan Embrio dalam Rahim
Embrio yang menempel pada rahim (uterus) terus tumbuh dan berkembang sampai terbentuk dua bagian utama sel dan jaringan. Bagian pertama berupa embrio yang akan menjadi janin, bagian lain akan membentuk membran ekstraembrio. Membran ekstraembrio ini selanjutnya membentuk amnion dan tali pusat yang merupakan penghubung antara embrio dengan jaringan induknya.
Fungsi plasenta dan tali pusat adalah untuk mengalirkan makanan dan oksigen dari induk ke embrio serta mengalirkan sisa-sisa metabolisme embrio ke peredaran darah induknya. Perkembangan embrio selanjutnya adalah sebagai berikut.
a. pada umur empat minggu, janin sudah memperlihatkan pertumbuhan mata dan telinga;
b. pada umur kira-kira 8 minggu, janin sudah mirip dengan bayi dengan kepala lebih besar, mata, telinga, hidung, jari tangan dan jari kaki mulai terlihat;
c. pada umur 10 minggu, panjang embrio kira-kira 6 cm, ukuran kepala masih lebih besar dari badannya;
d. pada umur kira-kira 8 bulan (32 minggu), panjang janin kurang lebih 40 cm;
e. pada umur kira-kira 9 bulan, bayi mencapai perkembangan yang sempurna dan panjangnya kira-kira 50 cm serta beratnya + 3 kg. Begitu bayi siap untuk dilahirkan otot-otot pada rahim berkontraksi secara teratur dan mendorong bayi keluar dari rahim melalui vagina.
2. Tahapan Perkembangan Manusia
Pada masa pubertas, terjadi pertumbuhan sekunder dan pematangan organ kelamin manusia sehingga mampu bereproduksi atau manghasilkan keturunan. Pertumbuhan sekunder yang terjadi pada anak laki-laki dan wanita selama masa pubertas dapat dilihat sebagai berikut.
Wanita                                                                   Rata-rata usia                     Rentang usia 
Buah dada mulai berpucuk                                        10 th                              8-13 th           
Peningkatan tinggi badan                                          10 th                              8-13 th          
Rambut kemaluan muncul                                          10,5 th                           8-14 th                                                                                 
Puncak peningkatan tinggi badan                            11,7 th                          10-13,5 th       
Menstruasi pertama                                                    12,8 th                          10,5-15,5 th    
Terhentinya peningkatan tinggi badan                   13 th                             10-16 th
Berakhirnya pertumbuhan buah dada                     14 th                             10-16 th       
Berakhirnya pertumbuhan rambut kemaluan          14,5 th                          14-15 th
                                                                                                    
 Laki-laki                                                   Rata-rata usia                                       Rentang usia
Buah zakar mulai membesar                     11,5 th                                                9,5-13,5 th  
Peningkatan tinggi badan                        12,5 th                                               10,5-16 th
Rambut kemaluan muncul                        12 th                                                  10-15 th
Penis mulai membesar                               12 th                                                  14-15,5 th
Puncak peningkatan tinggi badan          14 th                                                  12,5-15,5 th
Penyemburan pertama air mani                13 th                                                  12-16 th
Suara mulai terdengar dalam                    14 th                                                  12,5-15,5 th
Berakhirnya pertumbuhan penis             14,5 th                                               12-16 th 
Terbentuknya kumis dan jenggot           15,3 th                                               13-17 th                                                                   Tinggi badan dewasa tercapai                 15,5 th                                                13,5-17,5 th
Berakhirnya pertumbuhan rambut kemaluan15,5 th                                        14-17 th

SOAL - SOAL LATIHAN


Berilah tanda silang pada jawaban yang paling tepat!
1. Tahap perkembangan manusia yang disebut masa pubertas terjadi pada usia antara . . . .
a. 0–12 tahun c. 12–14 tahun
b. 10–15 tahun d. 14–20 tahun



2. Salah satu ciri dari masa pubertas adalah . . . .
a. pertumbuhan sel otak
b. penuaan
c. menopause
d. menstruasi

3. Ciri kelamin sekunder yang tampak pada remaja laki-laki adalah sebagai berikut, kecuali . . . .
a. suara membesar
b. tumbuh jakun
c. kulit menjadi halus
d. tumbuh kumis dan jambang

4. Masa meniru, egois tinggi, dan selalu menarik perhatian, merupakan ciri-ciri dari masa . . . .
a. bayi                c. tua
b. anak               d. remaja

5. Keseimbangan tubuh menurun dan mulai mengalami penurunan fisik dialami pada masa . . . .
a. anak-anak              c. remaja
b. dewasa                  d. manula

6. Siklus menstruasi pertama normal pada wanita rata-rata dialami pada usia . . . .
a. 8–10 tahun              c. 9–16 tahun
b. 9–12 tahun             d. 10–17 tahun

7. Tumbuhnya rambut pada kemaluan, membesarnya glandula mammae, dan halusnya kulit merupakan ciri-ciri perempuan pada masa . . . .
a. remaja               c. menopause
b. pubertas            d. tua

8. Perbedaan yang nyata antara masa anak-anak dengan masa remaja dipengaruhi oleh . . . .
a. kemampuan hidup mandiri
b. sudah atau belum berfungsinya hormon seksual
c. kemampuan menyelesaikan masalah
d. pematangan berpikir

9. Tumbuhnya kumis dan jakun dan mulai diproduksinya sperma merupakan tanda-tanda . . . .
a. kelainan pertumbuhan
b. pubertas
c. kekurangan hormon
d. menopause

10. Ciri-ciri perkembangan pada remaja laki-laki antara lain . . . .
a. perkembangan organ tubuh mencapai puncaknya
b. mulai dapat melihat, mendengar, dan merasa
c. jakun mulai tampak
d. reaksi tubuh lambat dan cepat letih

Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!
1. Sebutkan urutan tahapan pertumbuhan manusia setelah lahir, kemudian jelaskan masing-masing tahap!
2. Sebutkan ciri-ciri kelamin sekunder pada perempuan!
3. Jelaskan siklus menstruasi normal pada perempuan!
4. Jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan sekunder laki-laki!
5. Jelaskan perkembangan emosional manusia pada masa pubertas!

Ayo, berilah tanda silang pada jawaban yang paling tepat!

1. Di bawah ini yang bukan merupakan ciri makhluk hidup adalah . . .
a. bernapas
b. tumbuh dan berkembang
c. berkembang biak
d. mempunyai bentuk dan ukuran tetap dari waktu ke waktu

2. Bertambahnya ukuran tubuh makhluk hidup disebut sebagai . . . .
a. pergerakan           c. perkembangan
b. pertumbuhan        d. penuaan

3. Perubahan bentuk yang sangat ekstrim (nyata) pada proses perkembangan makhluk hidup disebut dengan . . . .
a. metagenesis               c. metafora
b. metamorfosa             d. fatamorgana

4. Salah satu contoh hewan yang mengalami metamorfosis adalah . . . .
a. kucing                  c. gajah
b. kupu-kupu           d. katak

5. Katak mengalami peristiwa perkembangan yang disebut dengan . . . .
a. metamorfosis            c. morfologi
b. metagenesis              d. metafora

6. Faktor internal (dalam tubuh) yang memengaruhi pertumbuhan adalah . . . .
a. tempat tinggal
b. nama dan jenis kelamin
c. hormon dan makanan
d. hormon dan sifat keturunan

7. Perkembangan pada lalat buah mengalami peristiwa . . . .
a. metagenesis                c. reproduksi
b. metamorfosis              d. fatamorgana

8. Kalau kamu menemukan seekor larva maka kamu akan berpikir bahwa . . . .
a. hewan tersebut adalah masa kecil dari seekor larva dewasa
b. hewan tersebut mengalami metagenesis
c. hewan tersebut merupakan hewan langka
d. hewan tersebut suatu saat akan berubah menjadi serangga dewasa dengan bentuk yang berbeda dengan bentuk sekarang

9. Kucing mengalami peristiwa perkembangan di bawah ini, kecuali . . . .
a. beranak
b. kucing kecil berubah menjadi kucing dewasa, bentuk tidak mengalami perubahan yang ekstrim
c. terjadi perubahan kelakuan antara kucing kecil dengan kucing dewasa
d. mengalami metagenesis

10. Pohon mangga kamu sedang berbunga, terkait dengan pelajaran pada bab ini maka yang seharusnya kamu pikirkan adalah berikut ini.
a. Pohon mangga akan berbunga sepanjang masa.
b. Tidak melihat sesuatu yang istimewa.
c. Bunga merupakan masa perkembangan pohon mangga karena bunga akan menghasilkan buah yang selanjutnya menghasilkan biji untuk reproduksi.
d. Bunga akan menghasilkan buah yang enak dimakan dan menyehatkan.

Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!
1. Apakah yang kamu ketahui mengenai pertumbuhan dan perkembangan?
2. Tuliskan perbedaan antara metamorfosis dan metagenesis!
3. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan!
4. Sebutkan beberapa hewan yang mengalami peristiwa metamorfosis (3 saja), selain kupu-kupu. Jelaskan!
5. Bagaimanakah proses perkembangan dan pertumbuhan pada tumbuhan? Jelaskan!