BAB 7 REPRODUKSIPEMAHAMAN KUNCITujuan dari bab ini adalah, agar siswa mampu:*memahami konsep reproduksi aseksual dan reproduksi seksual*menjelaskan/mendeskripsikan bagaimana reproduksi terjadi pada organisme uniselular dan organisme multiselular

Gambar 7.1. Reproduksi merupakan salah satu karakteristik dari semua organisme hidup, dari organisme prokariotik uniselular seperti bakteri, sampai tumbuhan dan binatang multiselular, seperti pohon ‘giant montain ash’dan paus biru. Ini adalah bayangan di bawah mikroskop elektron pemindai dengan perbesaran 22.810 kali, yang menunjukkan reproduksi pada spesies bakteri. Reproduksi pada semua organisme hidup menghasilkan keturunan yang menjamin kontinuitas keberadaan spesies di sepanjang waktu.

Dalam bab ini, kita akan membahas berbagai jenis reproduksi dan mengamati beberapa mekanisme perbedaannya, tentang strategi dan sistem reproduksi yang berada dalam dunia kehidupan.

Kelahiran dan laju kelahiranSebuah kapal bernama Bee, berlabuh di pelabuhan Geelong, Inggris, pada 18 April 1857, setelah berlayar selama empat bulan. Di antara 459 penumpang, terutama migran yang dibantu, terdapat sepasang keluarga muda, James dan Sarah Minter.

Sebelumnya di Inggris, bulan Mei 1852, James yang berumur 22 tahun dan Sarah yang berumur 17 tahun, menikah. Pertama kali, mereka tinggal di Barnsley, Yorkshire selatan, tempat James bekerja sebagai penenun tenunan linen. Anak pertamanya lahir pada bulan Juni 1953, tetapi meninggal karena pneumonia setahun kemudian. Dalam satu bulan setelah kematian bayi pertamanya, sarah hamil lagi. Anak keduanya dilahirkan bulan Mei 1855, tetapi 9 bulan kemudian meninggal, yaitu pada bulan Maret 1856. Lima bulan kemudian Sarah hamil lagi, dan pada saat hamil tersebut ia dan suaminya beremigrasi ke Australia.

Segera setelah tiba di Bee, pelabuhan Geelong, sarah melahirkan anak ketiganya, yaitu pada bulan Mei 1957. Pasangan suami-isteri itu kemudian pindah ke Ballarat, tempat anak keempatnya dilahirkan, yaitu bulan april 1859. Anak kelima dan keenamnya dilahirkan di dekat Maldon, pada bulan April 1861, dan bulan April 1863, tetapi anak keenam meninggal pada umur 10 bulan. Keluarga tersebut: pasangan suami-isteri dan ketiga anaknya pindah ke Sandhurst (sekarang Bendigo), di sana pada awalnya mereka tinggal di tenda, di jalan Sheepwash, dan kemudian mendiami rumah di lokasi yang sama. Lima anak-anak berikutnya (ketujuh sampai kesebelas) dilahirkan di Sandhurst dengan tahun kelahiran sebagai berikut: Januari 1865, Mei 1867, April 1869, April 1871, dan Pebruari 1873. Bayi yang kesebelas, yang lahir hidup, bayi ini bertahan hidup hingga satu tahun. Bayi mereka yang keduabelas lahir pada 24 April 1874 di Sandhurst. Dua hari setelah kelahiran bayinya yang keduabelas ini, Sarah yang berusia 40 tahun meninggal karena demam saat kelahiran anaknya (puerperal=meninggal karena melahirkan). Ia dimakamkan di Pemakaman White Hills di Bendigo pada 26 April 1874. Tujuh hari kemudian, Emma, bayinya meninggal, dan dimakamkan di tempat yang sama.Dalam istilah besarnya keluarga, jarak antara kelahiran dan mortalitas anak, cerita tentang penduduk yang hidup Australia pada waktu itu adalah hal biasa. Contoh perubahan rata-rata besarnya keluarga ditunjukka pada gambar 7.2, dengan gambar (a) keluarga pada XIX, dan (b) keluarga pada abad XXI.

Gambar 7.2. Perubahan rata-rata besarnya keluarga. Potret keluarga formal diambil (a) pada pertengahan sampai akhir1880-an, dan (b) sekitar tahun 2005-an. Potret akhir akhir abad XIX-an menunjukkan dua orang tua dan kesebelas anak-anaknya yang bertahan hidup. Kejadian ini kontras dengan potret abad XXI-an yang menunjukkan dua orang tua dengan dua anaknya.

Interval antara dua kelahiran anak yang berturutan pada Sarah Minter biasanya adalah 24 bulan. Interval terpendek adalah 14 bulan, yaitu antara kelahiran hidup (yang kesebelas) dan bayi keduabelas, Emma. Hal ini terjadi karena setelah kelahiran hidup Sarah (ibu) tidak menyusui. Menyusui, mencegah ibu dari kehamilan. Hal ini karena terjadinya perubahan produksi hormon menjadi hormon yang berfungsi dalam produksi air susu dan pembebasannya, sehingga menekan hormon untuk ovulasi. Jika tidak menyusui lagi, atau setelah bayi disapih, produksi hormon berubah, siklus ovarium kembali normal, dan fertilitas terjadi lagi.

FAKTA ANEHHasil suatu penelitian menunjukkan bahwa jika seorang perempuan menyusui bayinya lima kali sehari, total waktu menyusui paling sedikit 65 menit, maka aktivitas ovarium ditekan, sehingga ia menjadi infertil.

Pehitungan secara kasar laju kelahiran di Australia. Laju kelahiran di Australia, yang dinyatakan secara sederhana sebagai jumlah kelahiran per tahun per 1.000 populasi, ditunjukkan pada gambar 7.3.Gambar 7.3. Kecenderungan laju kelahiran (kelahiran tahunan per 1.000 populasi) per tahun di Australia periode 1860-2000 (dengan menggunakan data dari ABS Cat. 3105.65.001, tabel 42). Diperkirakan terdapat kenaikan keahiran pada 1950 dibandingkan dengan kelahiran pada 1940. Faktor apakah yang telah berkontribusi dalam penurunan laju kelahiran?Laju kelahiran (kelahiran per tahun per 1.000 populasi)Setelah periode tersebut ditunjukkan, tampaklah penurunan laju kelahiran secara signifikan. Penurunan tersebut disebabkan oleh faktor sosial, seperti partisipasi yang lebih besar dari perempuan dalam ketenagakerjaan, rata-rata umur perkawinan dan mulai berkeluarga yang lebih tua, dan faktor teknologik seperti kontrasepsi oral yang terpercaya yang tersedia dari akhir 1960 sampaiawal 1970.

Reproduksi manusia merupakan salah satu contoh reproduksi organisme hidup di dunia. Kita akan membahas lagi reproduksi manusia nanti pada bab ini pada halaman 204), tetapi sebelumnya kita akan mengamati reproduksi dari berbagai organisme hidup, dan melihat bahwa dunia kehidupan mempunyai banyak simpanan yang menakjubkan. Reproduksi, sebagaimana yang ditekankan pada manusia, bukan hanya sekadar jalan.

FAKTA ANEH Laju kelahiran di jerman, Jepang, Somalian, dan Uganda pada tahun 2.000, masing-masing adalah: 9,0, 10,0, 46,8, dan 47,2. Reproduksi: membuat keturunan.Salah satu karakteristik organisme hidup adalah kemampuan bereproduksi berdasarkan instruksi genetik di dalam organisme yang bersangkutan. Reproduksi biologis berbeda dengan reproduksi obyek non-biologis, seperti misalnya pembentukan kristal.Reproduksi dapat dibedakan menjadi:Reproduksi aseksual dan reproduksi seksual.

Pada manusia, reproduksi terbatas pada reproduksi seksual saja, sedangkan kedua jenis reproduksi dapat terjadi pada banyak spesies binatang invertebrata dan banyak spesies tumbuhan.

Reproduksi aseksual melibatkan organisme induk yang tunggaldan menghasilkan sel keturunan atau sel anak yang berupa klon. Sel-sel anak ini merupakan salinan yang identik satu dengan yang lain dan dengan sel induknya.

FAKTA ANEHAwalan ‘a’ pada seksual berarti tidak. Kata perbandingan yang lain meliputi: asimetris, atipis, dan asentris. Apa arti masing-masing istilah tersebut?

Dengan perkecualian pada mikroba, uniformitas ini terjadi karena keturunan dihasilkan melalui mitosis. Hal ini berarti bahwa jika satu keturunan terserang infeksi, yang lain (saudaranya) juga terinfeksi.

Reproduksi seksual melibatkan faktor genetik dalam bentuk gamet. Gamet-gamet tersebut (pada binatang: telur dan sperma) berasal dari dua sumber. Keturunan dihasilkan oleh orang tua (gambar 7.4). Kita akan mempelajari variasi pada keturunannya yang timbul sebagai akibat proses meiosis.

Tabel 7.1 mengidentifikasi perbedaan antara reproduksi aseksual dan reproduksi seksual.Gambar 7.4. Reproduksi seksual menghasilkan keturunan yang bervariasi secara genetik satu terhadap yang lain, dan terhadap kedua orang tuanya. Contoh, anak babi, beberapa variasi genetik terlihat pada warna tubuhnya.Tabel 7.1. Beberapa perbedaan antara reproduksi aseksual dan reproduksi seksual Fitur reproduksi aseksual reproduksi seksualJumlah orang tua atau *satu duaKontribusi parentalProses yang terlibat *pembelahan biner (prokariota) produksi gamet secara

*replikasi sel secara mitosis (eukariota) meiosis (eukariota)Fertilisasi *tidak ada diperlukan fusi gametKeturunan *tidak ada variasi genetik; keturun- variasi keturunan an dari

an adalah klon dari orang tua orang tua dan yang lain.Waktu cepat lambat

PEMAHAMAN KUNCI*Reproduksi berdasarkan instruksi genetik organisme yang bersangkutan adalah karakteristik organisme hidup.*Ada dua jenis reproduksi yaitu: aseksual dan seksual.*Keturunan yang dihasilkan melalui reproduksi aseksual berupa klon terhadap orang tua tunggal dan terhadap yang lain.*Keturunan yang dihasilkan melalui reproduksi seksual menunjukkan variasi

PEMANTAUAN CEPAT1.Berapa banyak orang tua (kontribusi parental) terlibat dalam reproduksi seksual?2.Banyak keturunan dari binatang tertentu adalah identik secara genetk satu terhadap yang lain. Proses reproduksi jenis apa yang telah menghasilkan mereka?3.Contoh anak babi ditunjukkan pada gambar 7.4.a.Apakah keturunan tersebut identik satu terhadap yang lain?b.Jelaskan jawaban anda berdasarkan: (a) alasan kesimpulan terhadap jenis reproduksi yang terlibat.

Reproduksi tanpa seksReproduksi adalah aseksual jika keturunan yang dihasilkan dari orang tua tunggal. Pada semua kasus reproduksi aseksual, keturunan identik satu dengan yang lain dan identik dengan sel induk yang tunggal atau orang tua organisme.Contoh reproduksi aseksual: orang tua tunggal menghasilkan keturunan identik,

meliputi:*pembelahan biner pada mikroba prokariotik*pembelahan pada organisme eukariotik bersel tunggal*pembentukan spora pada jamur/fungi (gambar 4.14)*kloning alami pada binatang contoh: -pembentukan kuncup pada bunga karang dan karang/koral-‘virgin birth’ pada insekta*reproduksi vegetatif pada tumbuhan, seperti okulasi, stek (pemotongan), rizoma, dan beranak/bertunas. Prokariota: pembelahan biner Mikroba seperti halnya bakteri, terdiri atas sel prokariotik uniselular. Penggandaan/multiplikasi sel bakteri terjadi melalui proses reproduksi aseksual, yang dikenal sebagai pembelahan biner (fission=membelah; binary=dua). Pembelahan biner sel bakteri meliputi:*replikasi molekul sirkular DNA sel bakteri.*perlekatan dua molekul DNA pada membran plasma.*perpanjangan sel*pembelahan fisik sel menjadi dua, melalui pembentukan batas di tengah-tengah sel, sehingga setiap sel baru mengandung satu molekul DNA sirkular (gambar 7.5).Gambar 7.5. Pembelahan biner pada sel bakteri. Replikasi molekul DNA sirkular diikuti oleh pemanjangan, dan kemudian diikuti pembelahannya menjadi dua. Mengapa proses ini merupakan contoh dari reproduksi aseksual?Kromosom dinding sel membran plasma sitoplasma

Proses reproduksi aseksual melalui pembelahan biner pada sel bakteri adalah lebih sederhana dan lebih cepat dari pada reproduksi aseksual pada organisme eukariotik. Reproduksi aseksual pada eukariota melalui proses mitosis yang lebih kompleks (bab 4) yang diikuti oleh pembelahan sitoplasma (sitokinesis). Proses yang khas ini membutuhkan banyak waktu (berjam-jam). Pembelahan biner, hingga selesai sempurna pada sel bakteri hanya membutuhkan waktu 20 menit, pada suhu kamar. Hal ini berarti bahwa bila semua unsur tersedia, satu sel bakteri melalui pembelahan biner yang berturut-turut selama 8 jam dapat menghasilkan 16 juta keturunan bakteri!Ini adalah contoh pertumbuhan eksponensial (bertambah melalui deret ukur). Hal itu mengingatkan kita pada: mengapa infeksi bakteri, jika tidak diobati, dapat mengakibatkan penyakit yang serius/parah. Ini juga mengingatkan kita: mengapa daging yang sudah dimasak yang tidak disimpan di dalam lemari pendingin, dapat menjadi sumber makanan beracun. Racun ini berasal dari racun/toksin yang dihasilkan oleh bakteri Salmonella enteritidis.

Gambar 7.6 menunjukkan sebuah sel bakteri spesies Escherischia coli yang sedang mengadakan pembelahan biner.Gambar 7.6. Sel bakteri spesies E. coli sedang mengadakan pembelahan biner, diamati dengan mikroskop elektron transmisi (MET) pada perbesaran 12.000 X. Apa yang terjadi pada sel bakteri sebelum stadium ini? Apakah obyek sirkular di sudut sebelah kanan dari bayangan itu?

Eukariota: reproduksi aseksual

Di antara organisme eukariotik: binatang, tumbuhan, jamur, dan protista, terjadi banyak perbedaan bentuk reproduksi aseksual. Marilah kita lihat beberapa contoh.Marilah kita belah menjadi dua!Beberapa organisme uniselular eukariotik, seperti Amuba (Euglena dan Paramecium) (gambar 7.7), hidup di kolam air tawar, dan lebih kecil dari pada ukuran kepala peniti. Organisme uniselular ini dapat mengadakan reproduksi aseksual dengan cara membelah menjadi dua (Gambar 7.8a dan b). Hal yang membingungkan, proses ini dikenal sebagai pembelahan biner. Tetapi proses pembelahan biner di dalam eukariota uniselular ini berbeda dari yang terjadi pada bakteri. Pada eukariota, pembentukan sel baru secara pembelahan biner melibatkan proses mitosis. Gambar 7.7. Bayangan Amuba di bawah mikroskop kontras fase, pada perbesaran 600X. FAKTA ANEHPada prokariota, material genetik, DNA, berupa molekul sirkular telanjang. Pada eukariota, DNA bergabung dengan protein, melipat-lipat, dan diorganisir menjadi kromosom, yang karakteristik untuk setiap spesies.

FAKTA ANEHAmuba dapat juga mengalami pembelahan ganda. Mitosis terjadi berulang-ulang, sehingga terbentuk banyak nuklei di dalam sel tunggal (gambar 7.9). Setiap nukleus menjadi terbungkus di dalam sejumlah kecil sitoplasma, dan membentuk suatu spora. Spora tersebut kemudian dapat berkembang menjadi amuba baru.

Gambar 7.8. Pembelahan biner atau pembelahan pada eukariota sederhana.(a).Pembelahan menjadi dua pada Amuba sp., suatu organisme uniselular. Sitoplasma terbagi menjadi dua sesudah kromosom bereplikasi dan memisahkan diri selama mitosis. Sel-sel anak tersebut identik ataukah berbeda satu dengan yang lainnya? (b). Pembelahan menjadi dua menurut aksis longitudinal (membujur) terjadi pada Paramecium sp., eukariota uniselular yang lain.(a) Nukleus membelah secara mitosis sitoplasma mulai membagi diri Dihasilkan dua sel anak

Gambar 7.9. Pembelahan ganda (lihat pada fata aneh pada halaman 179).

Binatang multiselular sederhana, seperti cacing pita, anemon, dan polip karang, dapat juga bereproduksi aseksual dengan mengadakan pembelahan aseksual dengan membelah menjadi dua (gambar 7.10). Masing-masing sel anak kemudian tumbuh menjadi binatang lengkap. Jenis pembelahan ini tidak terjadi pada organisme multiselular yang lain, sebab strukturnya lebih kompleks, dan dibangun dari banyak jaringan dan organ. Gambar 7.10. Anemon ‘snakelocks’, Anemonia sulcata, bereproduksi dengan cara membelah menjadi dua. Istilah ‘snakelocks’ berasal dari sejumlah tentakel yang tidak dapat ditarik masuk.

Pembentukan kuncup untuk berkembang biakBunga karang umumnya terdapat dalam banyak habitat laut. Setiap bunga karang terbuat dari beribu-ribu butir sel, tetapi tidak mempunyai organ khusus atau sistem saraf. Bunga karang mampu bereproduksi aseksual dari kelompok sel-sel kecil yang dibentuk secara mitosis, yang membentuk kuncup atau memisahkan diri dari

organisme utama, dan menuju lokasi lain, kemudian berkembang di tempat itu menjadi bunga karang baru. Kelompok sel-sel kecil tersebut tinggal di atas beberapa substrat; sel-sel tersebut bereproduksi secara mitosis dan berkembang menjadi bunga karang baru. Binatang sederhana yang lain, seperti Hydra, juga mengalami pembentukan kuncup (gambar 7.11).Gambar 7.11. Reproduksi aseksual dengan cara pembentukan kuncup dari satu induk, terjadi pada Hydra.Kuncup induk/parent

‘Virgin birth’ pada insektaSalah satu bentuk reproduksi aseksual pada binatang adalah partenogenesis, yang juga disebut juga ‘virgin birth’. Binatang muda dihasilkan oleh telur yang tidak dibuahi: tidak diperlukan sperma. Contoh, pada musim tertentu, kutu daun menghasilkan telur diploid yang berkembang menjadi individu diploid (gambar 7.12). Telur-telur dihasilkan secara mitosis dan berkembang menjadi keturunan yang identik dengan induknya.

Partenogenesis biasanya terbatas pada binatang invertebrata. Tetapi pada 1958, suatu spesies, kadal uniseksual, dilaporkan oleh seorang ilmuwan Rusia. Beberapa genus kadal ekor cambuk dikenal hanya terdiri dari kadal betina saja. Setiap kadal betina tersebut menghasilkan telur, dan setiap telur berkembang tanpa fertilisasi, menjadi kadal betina, identik dengan ibunya.FAKTA ANEHPolip kerang dapat juga bereproduksi aseksual. Beberapa kuncup baru, tumbuh dari fragmen yang lepas dari polip induk, dan beberapa di antaranya membelah secara longitudinal membentuk dua polip baru, yang identik secara genetik satu terhadap yang lain.

Reproduksi aseksual pada tumbuhanReproduksi aseksual adalah umum pada tumbuhan. Reproduksi aseksual pada tumbuhan disebut juga reproduksi vegetatif.

TunasLebih dari 10 tahun, satu tumbuhan ‘strawberry’ (Fragaria ananassa) tumbuh menjadi ‘strawberry’ bertunas (gambar 7.13). Bagaimana satu tumbuhan kecil tumbuh menjadi suatu tumbuhan tunas besar? Tumbuhan ‘strawberry’ mempunyai tunas-tunas, batang-batang khusus, yang tumbuh di atas tanah. Tunas-tunas tersebut tumbuh jauh dari tumbuhan induk, dan kuncup baru tersebut mengembangkan akar, daun, bunga, dan buah (lihat gambar 7.14).

Contoh tumbuhan lain yang berkembang biak dengan tunas adalah bakung/‘hyacinth’ air (Eichhornia crassipes) (gambar 7.15). Semak yang merugikan ini merajalela di dataran yang basah, danau, dan sungai di Australia.Gambar 7.12. Kutu daun betina dewasa melahirkan. Sejumlah anak berkembang secara aseksual dari telur-telur yang tidak dibuahi. Apa istilah dari jenis reproduksi ini?Gambar 7.13. Dalam 10 tahun, satu tumbuhan strawberry tumbuh melalui reproduksi aseksual menjadi tunas strawberry ini.

Gambar 7.14. ‘Strawberry’ (Fragaria ananassa) mempunyai tunas-tunas, batang-batang khusus yang tumbuh di atas tanah.Tunas

Gambar 7.15. Bakung/Hyacinth airTunas akar

Suatu variasi terjadi pada tumbuhan ‘blackberry’ (Rubus sp) yang berkembang biak jika batangnya yang panjang (kanes) ujung batangnya membengkok, menyentuh tanah, berakar, dan tumbuh di atas tanah tersebut. Di samping tunas/runner, reproduksi aseksual meliputi:*stek*rizoma (batang di bawah tanah)*tuber (batang di bawah tanah yang menggembung) *bulbus (struktur di bawah tanah dengan batang yang pendek, dan daun yang berdaging). Beberapa struktur ini ditunjukkan pada gambar 7.16.Gambar 7.16 Reproduksi aseksual pada tumbuhan, meliputi:(a) rizoma, contoh pada pakis, dan beberapa rumput. (b) tuber, pada kentang. (c) bulbus pada bawang. Pada setiap kasus, tumbuhan baru identik secara genetik dengan tumbuhan induknya.(a) rizoma daun akar(b) umbi/tuber kuncup sedang bertunas kuncup; alur daun; mata kuncupBagian yang berhubungan dengan tumbuhan(c) bulbusFAKTA ANEHKebanyakan tumbuhan resam adalah kecil, dan memerlukan kelembaban, dan kondisi teduh, untuk bereproduksi seksual. Sebaliknya, pakis bereproduksi aseksual melalui rizoma dan tumbuh dengan subur pada area yang bebas terpapar sinar matahari. Pakis adalah resam asli Australia, hanya satu-satunya yang tidak dilindungi oleh undang-undang. STEKPada beberapa tumbuhan, pemotongan batang, akar, atau daun dapat digunakan untuk menghasilkan klon (tanaman-tanaman baru yang persis sama dengan tanaman induk). Cara ini digunakan jika ketersediaan biji terbatas, atau jika jumlah tumbuhan tersebut sedikit, sebagaimana kasus pinus Wollemi (Wollemia nobilis) yang jarang. Hanya beberapa spesimen dari spesies baru ini yang berada sebagai tumbuhan baru atau liar, yang sekarang dikembang biakkan melalui pemotongan atau stek.RIZOMABeberapa tumbuhan berkembang biak dengan menggunakan batang di bawah tanah (rizoma) (gambar 7.16a). Tunas menyembul dari rizoma dan menghasilkan tumbuhan serumpun yang baru. Tumbuhan yang berkembang biak dengan rizoma meliputi tumbuhan kebun, contoh ‘iris’, rumput, sepert rumput ‘kikiyu’ (Pennisetum clandestinum), dan rumput ‘couch’ (Cynodon dactylon), ‘reed’, dan resam Australia, pakis austral (Pteridium esculentum) (gambar 7.17).Gambar 7.17 Pakis austral bereproduksi aseksual dengan menggunakan batang di bawah tanah (rizoma), ketika kuncup dari rizoma mengembangkan daun baru. Sesudah kebakaran semak belukar, pakis austral berkembang biak lagi dengan cepat di area bekas kebakaran. Dapatkah anda menjelaskan, kenapa?SUCKERSucker adalah tumbuhan baru yang timbul dari akar di bawah tanah yang jaraknya agak jauh dari tumbuhan induk. Sucker blackberry tampak menyembul lebih dari 2 meter dari tumbuhan induk.FAKTA ANEH

Kemampuan blackberry dalam menghasilkan sucker digabungkan dengan kemampuannya menyebarkan kanesnya di ujung akar, merupakan alat perkembang biakan blackberry secra cepat di beberapa area. PERKEMBANG BIAKAN TUMBUHAN TANPA SEKSResam Asplenium bulbiferum, berasal dari Australia dan New Zealand, dapat bereproduksi aseksual. Gambar 7.18. menunjukkan tumbuhan kecil yang timbul dari daun resam. Proses serupa juga terjadi pada tumbuhan Bryophyllum sp. (halaman 86). FAKTA ANEHDi New Zealand, Asplenium bulbiferum umumnya dikenal sebagai resam ayam dan resam anak ayam. Di Australia, nama umum dari resam yang sama adalah ibu rumput ginjal.Gambar 7.18 Perkembangan aseksual pada resam, Asplenium bulbiferum. Catat, tumbuha baru pada daun resam.TEKNOLOGI: REPRODUKSI ASEKSUALTeknologi reproduktif seperti kloning, merupakan metoda reproduksi seksual. Klon (kelompok sel-sel baru) mengandung informasi genetik yang berasal dari satu sel induk saja. Selama bertahun-tahun seluruh tumbuhan telah diklon berdasarkan metoda tradisional, seperti stek. Tetapi industri hortikultural sekarang menggunakan teknik kultur jaringan tumbuhan yang lebih baru, untuk melakukan kloning tumbuhan utuh dalam jumlah besar. Tetapi untuk mamalia, kloning binatang utuh secara artifisial merupakan hal yang sangat baru. Teknik tersebut telah digunakan untuk sapi penghasil susu dengan tujuan untuk memperbaiki mutu susu kelompok sapi tersebut. Kloning mamalia saat ini masih terbatas, sebab laju keguguran embrio adalah tinggi (kloning binatang yang dapat dilahirkan hanya beberapa dari target sekitar 5%) .

Pada bab berikut kita akan mengamati secara singkat teknologi eksplorasi denga menggunakankloning tumbuhan da mamalia secara artifisial. Topik ini dididiskusikan lebih detil dalam Nature of Biology, Book 2. Third edition.KLONING TUMBUHAN DARI KULTUR JARINGAN.Penggunaan teknologi kultur jaringan tumbuhan di laboratorium, yang dimulai dari sejumlah kecil jaringan dari satu tumbuhan, menghasilkan banyak kopi atau klon tumbuhan yang identik satu dengan yang lain. Teknik ini diterapkan pada tumbuhan ornamental (tanaman hias) seperti anggrek dan carnation, dan tumbuhan asli Australia seperti sikat botol (bottlebrush, Callistemon sp.), bunga flannel (Actinotus helianthi), dan berbagai eukaliptus (Eucalyptus sp.). Ini juga digunakan terhadap tumbuhan yang langka atau tumbuhan yang sangat jarang, seperti pohon cemara Wollemi (Wollemia nobilis). Gambar 7.19a menunjukkan bunga flannel dalam kultur jaringan di laboratorium, dan gambar 7.19b menunjukkan massa bunga flannel yang dikembang biakkan dengan kultur jaringan. Gambar 7.19 (a) Bunga flannel dalam kultur jaringan, dan (b) penanaman bunga flannel skala besar yang dikembang biakkan dengan kultur jaringan.KLONING MAMALIA SECARA ARTIFISIALBeberapa teknik artifisial untuk kloning mamalia telah dikembangkan , meliputi:*kloning dengan menggunakan sel embrio*kloning dengan menggunakan sel somatik Salah satu bentuk kloning artifisial pada mamalia melibatkan pemisahan artifisial sel-sel embrio awal yang dihasilkan melalui inseminasi artifisial dalam laboratorium, kemudian memindahkan sel tersebut ke dalam uterus ibu pengganti. Teknik ini merupakan bentuk kloning natural artifisial, yang menghasilkan kembar identik (lihat gambar 7.20), kembar triplet, atau ganda, yang berupa saudara kandung yang identik pada mamalia.

Gambar 7.20. Kembar identik, hasil dari proses pemisahan sel embrio secara natural. Frekuensi kelahiran kembar sekitar 1 dalam 80 kelahiran; tetapi di antara kelompok etnis berbeda, frekuensinya berbeda pula.KLONING MENGGUNAKAN NUKLEUS SOMATIKSel somatik mamalia merupakan sel tubuh (yang bukan sel reproduktif), seperti sel kulit, sel hati dan sel ginjal. Suatu teknik kloning mamalia utuh yang lebih dramatik dan eksperimental telah dikembangkan. Pertama perhatian dunia tertuju pada kelahiran domba yang diberi nama Dolly di Roslin Institute di Scotland pada jam 5 pagi, tanggal 5 Juli 1996 (gambar 7.21). Dolly adalah mamalia hasil kloning, yang dihasilkan melalui teknik baru yang radikal, yang melibatkan kloning nukleus somatik, yang ditransfer ke sebuah sel telur.

Spesies mamalia yang lain, yang merupakan hasil kloning dengan cara tersebut meliputi: mencit, tikus, kelinci, babi, bagal, sapi, kuda, dan kucing. Teknik tersebut juga digunakan untuk kloning banteng (Bos javanicus), suatu spesies sapi liar yang berbahaya dari Asia tenggara, dan seekor domba mouflon, keturunan biri-biri yang jarang terdapat.

Diinginkan atau tidak, kloning binatang piaraan sekarang tersedia di Amerika Serikat. Perusahaan yang diberi nama Genetic Savings and Clone telah didesain untuk kloning artifisial binatang piaraan dari sel sampel yang diberikan oleh pemiliknya. Pada Desember 2004, media di seluruh dunia melaporkan bahwa perusahaan tersebut telah dengan sukses melakukan kloning seekor anak kucing dari sel somatik seekor kucing jantan berumur 17 tahun, Nicky, sekarang sudah mati. Pemilik Nicky tersayang dilaporkan harus membayar US$ 50.000 kloning tersebut (kucing hasil kloning diberi nama Little Nicky) (gambar 7.22).FAKTA ANEHDolly, domba hasil kloning, diberi nama belakang Dolly Parton, penyanyi barat dan country. FAKTA ANEHcc kependekan dari ‘carbon copy’ anak kucing hasil kloning pertama di dunia, dilahirkan bulan Desember 2001 dan satu-satunya hasil kloning yang bertahan hidup dari 87 embrio yang diklon.Gambar 7.21 Dolly, klon binatang pertama di dunia, dengan domba pertamanya Bonnie, yang lahir dari perkawinan normal.Gambar 7.22 Little Nicky, anak kucing yang menjadi headlines media pada bulan Desember 2004. PEMAHAMAN KUNCI*Reproduksi aseksual menghasilkan klon dari sel atau induk tunggal.*Pada prokariota (bakteri), reproduksi aseksual terjadi melalui pembelahan biner.*Reproduksi aseksual pada eukariota melibatkan proses mitosis.*Reproduksi aseksual pada beberapa prokariota, seperti protista dan binatang sederhana, melalui pembelahan dan pembentukan kuncup (budding)*Reproduksi aseksual pada tumbuhan melibatkan struktur seperti tunas (runner), rizoma, dan bulbus.*Klon tumbuhan dapat dihasilkan melalui kultur jaringan (biakan jaringan)*Kloning mamalia secara artifisial telah dicapai melalui pemisahan sel-sel embrio dan melalui kloning sel somatik. PEMANTAUAN CEPAT4.Identifkasi pernyataan berikut, betul atau salah:a.Pembelahan biner pada amuba, identik dengan pembelahan biner pada bakteri.b.Reproduksi aseksual melibatkan dua induk/parent

c.Pembelahan biner pada sel bakteri diharapkan menghasilkan sel-sel anak yang identik satu dengan yang lain dan dengan sel induk.5.Mulai dengan satu bakteri. Berapa banyak bakteri dihasilkan setelah 6 kali pembelahan biner?6.Sebutkan proses selular kunci yang terlibat dalam semua kasus reproduksi aseksual pada organisme eukariotik.7.Sebutkan dua cara reproduksi aseksual pada tumbuhan8.Sebutkan mamalia pertama yang diklon melalui kloning sel somatik.REPRODUKSI SEKSUAL Pada umumnya reproduksi seksual melibatkan orang tua laki-laki dan perempuan, yang masing-masing memberikan kontribusi genetik terhadap keturunannya. Kontribusi genetik dari setiap orang tua yang berupa sel tunggal adalah gamet: telur atau sperma. Gamet dihasilkan melalui meiosis, dan hanya mengandung jumlah kromosom separo dari jumlah kromosom sel tubuh organisme multiselular (gambar 7.23). Jumlah kromosom pada sel somatik disebut jumlah diploid. Jumlah kromosom untuk sel somatik manusia adalah 46 buah= 2n, yang berupa 2 set kromosom. Jumlah kromosom pada gamet adalah jumlah haploid, dan untuk manusia adalah 23 buah, disebut juga n=23, yang berupa satu set kromosom.

Pada binatang, gamet dari yang betina berupa telur yang dihasilkan oleh ovarium. Gamet dari yang jantan berupa sperma, yang dihasilkan oleh testis. Gamet-gamet tersebut mengadakan fusi, dan menghasilkan keturunan/anak. Anak tersebut bila sudah tumbuh dewasa juga menghasilkan gamet. Gambar 7.23. Siklus hidup manusia. Pada reproduksi seksual, terdapat dua kontribusi parental yang khas (telur dan sperma) untuk setiap keturunan/anak. Catat, jumlah kromosom pada gamet adalah haploid, dan pada sel yang menjalani siklus hidup adalah diploid.Dewasa (2n) meiosis sperma (n) telur (n) fertilisasi, untuk membentuk zigot diploid (2n) embrio awal (2n) mitosis, diferensiasi dan pertumbuhan bayi (2n) mitosis

Pada manusia dan binatang jinak, seperti binatang piaraan dan binatang ternak, dua jenis kelamin yang berbeda menghasilkan gamet yang berbeda: laki-laki (jantan pada binatang) menghasilkan sperma, dan perempuan (betina pada binatang) menghasilkan telur. Tetapi hal ini tidak terjadi pada banyak jenis binatang yang lain (halaman 197-8) dan jarang terjadi pada tumbuhan berbunga.

Jika anda mengamati setangkai bunga, situasi yang paling umum adalah bahwa bunga mempunyai organ yang menghasilkan benang sari (stamen) dan organ yang menghasilkan telur (karpel). Gambar 7.24a menunjukkan fitur bunga tersebut. Sekitar 80% tumbuhan berbunga termasuk jenis ini. Pada tumbuhan berbunga, gamet betina juga disebut telur, dan organ yang menghasilkan telur disebut karpel (atau pistil, jika karpel individual disatuka ke dalam struktur tunggal). Sedangkan gamet jantan disebut polen/benang sari yang dihasilkan oleh stamen.

Tumbuhan yang menghasilkan konus, seperti misalnya cemara dan ‘firs’, tidak mempunyai bunga, tetapi tumbuhan tersebut menghasilkan telur dan polen, pada berbagai jenis konus (gambar 7.25). Resam dan lumut tidak mempunyai bunga dan juga tidak mempunyai konus. Tumbuhan tersebut mempunyai organ seks khusus yang menghasilkan telur dan sperma dalam siklus hidupnya.Gambar 7.24. (a) Bagian bunga tipikal. Catat, organ yang menghasilkan polen dan telur pada bunga yang sama. Bunga demikian disebut sempurna atau hermafrodit. (b) Bunga Magnolia (Magnolia sp.) menunjukkan baanyak organ yang menghasilkan polen (stamen) yang mengelilingi karpel yang menghasilkan telur.

(a) Pistil (karpel): stigma stilus ovarium ovulus (telur)Stamen: sakus/kantung polen anter filamenKorola petal kaliks sepal reseptakel pedikel Gambar 7.25 (a) Konus jantan pada pohon cemara (Pinus sp.), dan (b) Konus betina pohon cemara (Pinus sp.). Di sebelah kiri konus muda, dan di sebelah kanan konus masak.

SIKLUS HIDUP TUMBUHAN YANG MEMPUNYAI DUA STADIUM Siklus hidup tumbuhan resam yang khas/tipikal ditunjukkan pada gambar 7.26. Bagian dominan dari siklus hidup ini adalah resam diploid, tetapi siklus hidup tersebut juga melibatkan tumbuhan kecil, haploid, yang hidup bebas, yang dapat bertahan hidup hanya pada lingkungan yang lembab. Resam diploid menghasilkan spora melalui meiosis. Spora biasanya berkembang di bagian bawah daun resam dalam struktur yang dikenal sebagai sori (singular=sorus), dan spora ini berkembang menjadi tumbuhan haploid kecil. Tumbuhan kecil ini menghasilkan gamet melalui mitosis. Dua buah gamet bersatu, kemudian berkembang menjadi sporofit; dan dengan demikian siklus hidup menjadi komplit. Spema hanya dapat berpindah untuk membuahi telur bila ada air.Gambar 7.26 Siklus hidup resam yang khas/tipikal. Yang mana dari tumbuhan ini tampak merupakan bentuk yang dominan? (b) Sori di bagian bawah daun resam, membentuk spora melalui meiosis. (a) Sporofit (2n) sori rizoma => sori meiosis spora => germinasi spora => fertilisasi sperma telur gametofit (n) => gametofit (n) akar sporofit (2n)=>

Bagaimana membandingkan siklus hidup tumbuhan dan binatang? Siklus hidup yang digeneralisasikan untuk binatang dan tumbuhan ditunjukkan pada gambar 7.27. Jika anda membandingkan siklus hidup binatang dan tumbuhan yang digeneralisasikan, anda akan melihat bahwa siklus hidup tumbuhan lebih kompleks. Hal ini karena siklus hidup tumbuhan meliputi stadium diploid yang menghasilkan spora, dan stadium haploid yang menghasilkan gamet.Gambar 7.27 Siklus hidup yang digeneralisasikan dari (a) binatang dan (b) tumbuhan. Catat, bahwa pada binatang, sel yang dibentuk langsung oleh meiosis adalah gamet. Berbeda dengan pada tumbhan, sel yang dibentuk oleh meiosis adalah spora, yang berkembang menjadi struktur yang membentuk sperma (polen) dan telur. Struktur apa ini namanya, pada tumbuhan berbunga? Dan pada resam?(a) haploid (n) meiosis gamet gamet => fertilisasi => zigot => banyak pembelahan mitosis = => diploid (2n) binatang multiselular gonad =>(b) haploid (n) meiosis => spora mitosis polen => gamet

Spora mitosis telur kantung embrio => gamet fertilisasi => zigot => tumbuhan multiselular banyak pembelahan mitosis =>

Stadium penghasil spora disebut sebagai stadium sporofit, dan stadium penghasil gamet disebut gametofit. Pada siklus hidup tumbuhan, stadium diploid dan stadium haploid bergantian, saling melengkapi, dan hal ini disebut pergantian generasi.

Tetapi pada siklus hidup tumbuhan , dua stadium tersebut tidak sama. Salah satu stadium, diploid atau haploid, dapat dikenali secara jelas pada tumbuhan. Pada lumut, misalnya, tumbuhan hijau yang sudah sangat kita kenal, begitu kita melihatnya, akan langsung dapat mengenali dan berkata: ‘Ini lumut’, dalam stadium gametofit. Tetapi pada resam, tumbuhan yang sudah kita kenal, stadium sporofit dan

gametofitnya adalah kecil, tidak menonjol. Pada ‘conifer dan tumbuhan berbunga, tumbuhan yang sudah kita kenal, stadium sporofit dan gametofit berkurang, tinggal beberapa sel sel yang berkembang dalam jaringan reproduktifdari tumbuhan sporofit (gambar 7.28).Gambar 7.28 Pergantian stadium diploid dan stadium haploid pada siklus hidup tumbuhan. Catat, stadium dominan atau stadium yang jelas pada tumbuhan berbunga, conifer, dan resam, yang adalah stadium diploid.Lumut resam sporofit diploid (2n) tumbuhan berbungagametofit haploid (n)

BINATANG: BERJENIS KELAMIN APAKAH ANDA?Pada beberapa spesies binatang, organisme tunggal mempunyai organ yang menghasilkan telur dan sperma. Organisme demikian disebut hermafrodit, contohnya, bekicot (Helix aspersa) (gambar 7.29), dan cacing tanah pada umumnya (Lumbricus terrestris).FAKTA ANEHIstilah hermafrodit datang dari Hermes, utusan dewa Yunani, laki-laki, dan Aphrodite, dewa cinta Yunani, perempuan dan cantik.Gambar 7.29 Anatomi internal bekicot. Catat organ ‘ovotestis’ yang dilabel, yang menghasilkan telur dan sperma.Ovotestis reseptakel seminal duktus hermafroditkus kelenjar mukous sakus/kantung paser vagina pori genitalPenis duktus spermatikus oviduk/saluran telur kaki

Kebanyakan cacing tanah mempunyai sekitar 100 segmen pada tubuhnya. Ovarium terdapat pada segmen 13, dan sperma terdapat dalam segmen 10 dan 11 (segmen dihitung dari kepala ke arah ekor). Sperma yang dibebaskan melalui pori-pori di dalam segmen 15, saling bergantian di antara sepasang cacing yang berpasangan. Mereka menyimpan sperma tersebut di dalam kantung di dalam segmen 9 dan 10 sebelum diguaka untuk membuahi telurnya, yang kemudian dibebaskan melalui pori-pori dalam segmen 14.

Jika organ-organ yang menghasilkan sperma dan telur aktif pada saat yang bersamaan, pada organisme yang sama, sebagaimana yang terjadi pada bekicot dan cacing tanah, kondisi ini disebut hermafrodit simultan atau hermafrodit sinkron. Berbeda dengan beberapa spesies ikan yang dijumpai di sekeliling karang berubah jenis kelaminnya dan ini dikenal sebagai hermafrodit berurutan/sekuensial. Ikan ini mulai hidup dengan satu jenis kelamin dan di bawah kondisi tertentu kemudian mengalami perubahan jenis kelamin. Contoh organisme hermafrodit sekuensial adalah berbagai jenis ikan anemon (Amphiprion sp.) yang hidup dengan kelompokan beberapa ikan jantan dan satu ikan betina yang dominan. Jika ikan betina yang dominan itu mati, atau pindah, maka salah satu kan jantan, yang besar kemudian berubah menjadi betina (gambar 7.30). Spesies ikan karang yang lain yaitu ‘wrasses’ dan beberapa ikan malaekat (Centropyge sp.) yang hidup dalam kelompok beberapa ikan betina dan satu ikan jantan dominan. Jika ikan jantan dominan tersebut pindah, satu ikan betina yang besar kemudian berubah menjadi ikan betina fungsional.Gambar 7.30 Beberapa binatang dalam kehidupannya dapat mengalami perubahan jenis kelaminnya. Binatang seperti itu disebut hermafrodit sekuensial. **Saya mempunyai jenis kelamin yang berubah pada minggu yang akan datang.

JENIS KELAMIN PADA TUMBUHAN BERBUNGA

Kita sudah mengamati bahwa kebanyakan tumbuhan berbunga memunyai organ penghasil polen (stamen) dan organ penghasil telur (karpel) (gambar 7.24). Beberapa bunga hanya mempunyai organ penghasil polen saja, atau hanya mempunyai organ penghasil telur saja.

Jika kedua jenis bunga tersebut terdapat pada tumbuhan yang sama, maka tumbuhan tadi disebut sebagai tumbuhan berumah satu (monoecious). Contoh tumbuhan demikian adalah pohon labu (Cucurbita sp), pohon jagung (Zea mays), pohon jarak (Ricinus communis), dan pohon eik (Quercus sp.).Gambar 7.31 Tumbuhan kiwi tunggal, mempunyai bunga jantan fungsional, atau bunga betina fungsional, tetapi tidak keduanya sekaligus. (a) Foto yang menunjukkan bunga betina (sebelah kiri), dan bungan jantan (sebelah kanan). Keduanya dilihat dari atas. Gambar bawah menunjukkan potongan transversal dari bunga-bunga tersebut. (b) Catat, bahwa bunga kiwi betina (sebelah kiri), mempunyai banyak stilus putih, dan masing-masingmembentuk karpel. Di bawah stilus terlihat stamen, tetapi stamen ini steril, dan tidak menghasilkan polen fungsional. Bunga kiwi jantan (di sebelah kanan), mempunyai banyak stamen penghasil polen, tetapi karpel yang ada (yang sudah mengalami reduksi), tidak menghasilkan telur.(b) Betina Stilus Stamen (steril) Ovulus Ovarium Jantan Stamen Ovarium (steril)

Pada kasus lain, jenis bunga yang berbeda terdapat pada tumbuhan yang berbeda, tumbuhan demikian disebut tumbuhan berumah dua (dioecious). Contoh, tumbuhan yang hanya mempunyai bunga betina saja atau bunga jantan saja adalah tumbuhan ‘holly (Ilex sp.), palm (Phoenix datylifera), marijuana (Cannabis sp.), kiwi(Actinidia deliciosa) (gambar 7.31).

Kondisi dioecious tidak terbatas pada tumbuhan berbunga saja, tetapi juga dijumpai pada ‘conifer’ dan tumbuhan yang tidak berbunga, contoh gingko (Gingko biloba).FAKTA ANEHTumbuhan berbunga, yang umumnya dikenal sebagai Naga Hijau (Arisaema dracontium) adalah dioecious. Tetapi ketika masih muda, tumbuhan itu hanya menghasilkan bunga jantan saja. Setelah tumbuhan menjadi besa, mulailah juga menghasilkan bunga betina.PEMAHAMAN KUNCI*Gamet-gamet jantan yang terlibat dalam reproduksi seksual adalah sperma (dan polen) dan gamet-gamet betina yang terlibat adalah telur.*Siklus hidup tumbuhan mempunyai suatu pergantian generasi, yaitu stadium penghasil spora diploid berganti dengan stadium penghasil gamet.*Pada beberapa binatang, produksi telur dan sperma terjadi secara terpisah, masing-masing pada organisme betina dan organisme jantan.*Seekor binatang hermafrodit dapat menghasilkan baik gamet betina maupun gamet jantan.*Tumbuhan berbunga menunjukkan variasi kondisi dalam pembentukan telur dan sperma.PEMANTAUAN CEPAT9.Identifikasi pernyataan berikut: betul atau salah.a.Binatang hermafrodit sekuensial dalam hidupnya dapat mengubah jenis kelaminnya.b.Gamet jantan pada binatang disebut spermac.Istilah ‘dioecious’merujuk pada bunga yang mempunyai organ reproduktif jantan dan betina.

d.Pada tumbuhan, stadium sporofit menghasilkan spora melalui meiosis10.Berikan satu contoh atau nama dari:a.tumbuhan monooeciousb.binatang hermafrodit simultanc.organisme yang disebut hermafrodit sekuensiald.satu pergantian generasi dalam siklus hidup binatang11.Di mana anda dapat menjumpai hal berikut ini?a.Karpelb.binatang hermafroditPERTEMUAN GAMETDalam reproduksi seksual, dua kontribusi parental (telur dan sperma/polen) bersatu membentuk zigot, yang kemudian berkembang menjadi binatang atau tumbuhan. Sama dengan pada kasus binatang hermafrodit, gamet-gamet tipikal lebih sering berasal dari dua binatang terpisah dari pada fertilisasi sendiri.

Fertilisasi adalah fusi dua gamet, satu telur dari induk, dan sebuah sperma dari ayah. Beberapa binatang membebaskan gamet-gametnya (telur dan sperma) ke lingkungan luar, sehingga fertilisasi terjadi di luar tubuh binatang betina yang menghasilkan telur. Situasi ini disebut fertilisasi eksteral.

Di lain pihak, pada beberapa binatang, binatang jantan menyerahkan spermanya langsung ke dalam traktus reproduktif betina, sehingga fertilisasi telur terjadi di dalam tubuh betina yang menghasilkan telur. Situasi ini disebut fertilisasi internal.FAKTA ANEHCacing pita yang hidup di usus binatang adalah hermafrodit, dan yang melakukan fertilisasi sendiri.

FERTILISASI EKSTERNAL PADA BINATANGJika binatang melakukan fertilisasi eksternal, mereka menghasilkan sejumlah besar gamet. Sejumlah besar gamet tersebut meningkat kesempatan fertilisasi, tetapi juga berarti meningkatkan gamet yangterbuang. Spesies akuatik yang hidup di dalam lingkungan air yang besar, dan tergantung pada fertilisasi eksternal menghasilkan gamet dalam jumlah yang sangat besar. Contoh, tiram, masing-masing menghasilkan 500 juta telur dalam satu musim.

Karena sperma membutuhkan lingkungan air untuk berenang menemui telur, maka fertilisasi eksternal terbatas pada binatang yang hidup dalam lingkungan akuatik atau bereproduksi dalam lingkungan berair. Fertilisasi eksternal terjadi pada invertebrata akuatik, contoh polip koral, ikan bertulang, amfibia (katak dan bufo), Perkembangan embrio juga membutuhkan lingkungan berair untuk perkembangannya, dan ini diberikan oleh kondisi akuatik tempat terjadinya fertilisasi eksternal.

Fertilisasi eksternal merupakan proses yang tergantung pada kesempatan. Beberapa spesies yang melakukan fertilisasi eksternal, telah mengembangkan strategi untuk meningkatkan kesempatan pertemuan telur dan sperma, sehingga fertilisasi dapat terjadi.

Gambar 7.32a menunjukkan pembebasan telur oleh koloni polip koral, binatang yang membentuk karang koral. Semua polip dalam satu daerah tersebut membebaskan telur dan spermanya ke dalam laut secara sinkron, sehingga tercipta pemandangan sup gamet (gambar 7.32b). Gamet dalam konsentrasi tinggi selama musim bertelur tersebut meningkatkan kemungkinan telur dan sperma untuk bertemu,

sehingga juga meningkatkan terjadinya fertilisasi. Siklus hidup tipikal dari polip koral ditunjukkan dalam gambar 7.33. Gambar 7.32 (a) Gambar pembebasan gamet oleh sekelompok binatang berkoloni, polip koral (b) Massa telur dan sperma dihasilkan oleh polip koral secara sinkron pada saat yang sama, setiap tahun. Manfaat apa yang diperoleh dari sinkronisasi tersebut?FAKTA ANEHPembebasan masal gamet-gamet oleh polip koral (masa bertelur), di Great Barrier Reef, setiap tahun. Kejadian itu berlangsung tiga sampai enam hari sesudah bulan purnama di bulan Oktober dan opember. Untuk polip koral dari Ningaloo Reef, pantai Barat Australia, masa bertelur secara besar-besaran terjadi pada periode 7 sampai 10 hari sesudah bulan purnama pada bulan Maret.

Gambar 7.33 Siklus hidup koral Goniastrea retiformis. Koral ini merupakan koral sejati atau koral berbatu. Setiap polip hidup di dalammangkuk pelindung yang terbuat dari kalsium karbonat yang disekresikannya.(a)Polip koral mengsekresikan kerangka/skeleton atau mangkuk kalsium karbonat.(b)Telur dan sperma berkembang di dalam lipatan usus.(c)Kelompokan telur dan sperma dibebaskan jika kondisi dan waktunya sesuai. (d)Telur dan sperma berpindah menjauh. Senyawa kimia di dalam telur menarik sperma dari spesies yang sama dari koloni yang berbeda.(e)Setiap telur yang dibuahi berkembang menjadi larva yang diliputi silia kecil. Suatu larva mendorong dirinya dengan silia.(f)Sesudah sekitar 5 hari larva menetap(g)Larva mulai mengsekresikan mangkuk skeletal(h)Polip berkembang, makan, dan membelah untuk menghasilkan koloni polip baru.PEMANTAUANIkan tergantung pada fertilisasi eksternal. Jika ikan betina membebaskan telurnya tergantung pada ikan jantan dari spesies yang sama dalam membebaskan spermanya, maka kesempatan telur untuk dibuahi adaalah sangat kecil, atau bahkan tidak ada.

Kebiasaan meminang sebelum bertelur, dapat mengarah pada peningkatan fertilisasi. Melalui pertunjukan pinangan, binatang betina dapat mengenali bahwa binatang jantan tersebut dari anggota spesiesnya. Dan bila yang betina tersebut telah siap membebaskan telurnya, maka hal ini terjadi pada jarak yang sangat dekat dengan yang jantan. Sebaliknya yang jantan akan membebaskan spermanya didekat yang betina, sehingga kemungkinan fertilisasi ditingkatkan.FAKTA ANEHPada salah satu spesies katak Australia, telur yang telah dibuahi digelembungkan oleh katak betina, dan berkembang di dalam lambungnya. Telur-telur itu kemudian dimuntahkan sebagai anak katak kecil. Sedangkan pada spesies katak Australia yang lain, sesudah fertilisasi, telur-telur diangkut ke dalam kantung yang lembab di pinggul yang jantan dari spesies itu, kemudian terjadilah di kantung itu perkembangan embrional.GANTUNG DI SANAKatak dan bufo menjalankan fertilisasi eksternal. Kesempatan fertilisasi ditingkatkan oleg adaptasi perilaku yang jantan. Jika katak betina siap meletakkan telurnya, maka ia pergi ke dekat kolam. Katak jantan kemudian menangkapnya, dan menelungkup di punggungnya, sampai katak betina tersebut membebaskan telurnya (gambar 7.34). Jika katak betina membebaskan telurnya, maka katak jantan dirangsang untuk membebaskan sperma di atas telur, untuk kemudian membuahinya. Telur yang sudah

dibuahi kemudian mengalami perkembangan embrionik, dan menjadi larva. Larva ktak biasanya disebut berudu/kecebong, yang akhirnya mengalami metamorfosa menjadi katak.Gambar 7.34 Gundukan telur dan sperma menutupi katak, Limnodynastes ornatus. Katak jantan sedang menggenggam erat katak betinanya, dan jika katak betina membebaskan telur-telurnya ke dalam air, makakatak jantan segera membebaskan sperma ke atas telur-telur tersebut. Telur-telur tersebut disuspensikan dalam gundukan sperma. FERTILISASI INTERNAL PADA BINATANGLingkungan berair tempat binatang akuatik hidup, memungkinkan fertilisasi eksternal, karena lingkungan berair memberikan lingkungan yang melindungi telur dari kekeringan, dan meningkatkan kemungkinan gamet-gamet lebih mudah berpindah untuk saling bertemu. Tetapi, dengan fertilisasi internal, kesempatan gamet-gamet untuk bertemu menjadi lebih besar dan oleh karenanya kesempatan fertilisasi juga ditingkatkan. Oleh karena itu tidaklah mengherankan bahw fertilisasi internal terjadi pada beberapa binatang akuatik.

Contoh, oktopus dan hiu adalah organisme laut yang menjalankan fertilisasi internal. Pada oktopus jantan, salah satu dari delapan lengannya pada satu sisi lebih pendek dari lengan yang lain. Lengan ini berfungsi untuk pengangkutan secara langsung paket sperma ke oktopus betina. Gambar 7.35 menunjukkan seekor oktopus jantan yang menaiki oktopus betinanya, dan memasukkan lengan khususnya ke rongga berselubung, dan menyimpan paket spermanya di situ. Hiu jantan mempunyai alat penggenggam yang merupakan anggota di sirip dadanya. Hiu jantan menyisipkan alat penggenggamnya ke dalam vagina hiu jantan dan mendorong spermanya ke dalam tubuh hiu betina dengan kekuatan tekanan air yang dibuatnya.

Binatang darat tidak hidup dalam lingkungan akuatik. Kecuali amfibi, contoh, katak dan bufo, yang pergi ke dalam air untuk mempertemukan gamet-gametnya. Binatang darat yang lain melakukan fertilisasi internal. Kami akan membahas secara singkat fertilisasi internal pada beberapa binatang darat.Gambar 7.35 Oktopus cincin biru jantan (Hapalochlaena lunulata) mengangkut paket sperma ke rongga berselubung pada oktopus betina (yang tubuhnya lebih besar dari pada yang jantan). (b) Diagram yang menunjukkan oktopus jantan lebih kecil (kiri) memasukkan tangannya yang membawa paket spermake rongga berselubung pada oktopus betina (kanan) (b) Lengan khusus oktopus jantan membawa paket sperma mata oktopus jantanOktopus jantan mata oktopus betina oktopus betinarongga berselubung pada oktopus betinaINSEKTA: DI UDARA DAN DI TANAHFertilisasi internal terjadi pada insekta. Struktur genital yang kompleks pada ujung abdomen/tubuh insekta jantan memungkinkannya untuk bersetubuh dengan yang betina dan mengangkut paket spermanya ke traktus reproduktif insekta betina. Beberapa insekta seperti kecapung, kawin dengan sayapnya, tetapi kebanyakan insekta tetap menjejakkan kakinya (keduabelas kakinya) di tanah (gambar 7.36)Gambar 7.36 Insekta melakukanferilisasi internal untuk menjamin pertemuan gamet-gametnya. (a) Kecapung dapat kawin sambil terbang atau hinggap pada batang tumbuhan yang kecil, atau pada daun. (b) Kacoak kawin di atas tanah.REPTIL: FERTILISASI INTERNALNenek moyang reptil adalah vertebrata pertama yang mengembangkan organ kopulasi jantannya, yaitu penis (7.37). Adanya penis memungkinkan reptil untuk mengangkut spermanya secara langsung ke saluran/traktus reproduktif reptil betina. Kecuali hiu,

reptil merupakan vertebrata petama yang tidak memerlukan pembebasan gamet-gametnya ke dalam air, agar terjadi ferilisasi. Fertilisasi internal membebaskan reptil darat leluhur dan keturunanna dari keharusan masuk ke dalam air untuk bereproduksi. Gambar 7.37 Gambar organ urogenital penyu jantan. Catat, adanya penis. Reptil leluhur merupakan vertebrata pertama ang mengembangkan organ kopulasi.Testis ginjal vas deferen rektum ureter kandug empedu penis kloakaFAKTA ANEHBinatang jantan dari sekelompok reptil, ular, masing-masing mempunyai dua penis, dan masing-masing disebt hemipen.

Untuk fertilisasi internal, binatang betina menghasilkan sejumlah kecil telur (atau rata-rata satu telur) pada setiap siklus reproduksi. Jumla gamet yang terbuang berkurang, dan kesempatan fertilisasi bagi telut tinggi.

Perubahan evolusioner yang lain, yang pertama kali tampak pada reptil leluhur adalah telur dengan cangkang pelindung di bagian luarnya, satu seri membran intrnal, dan pasokan makanan untuk perkembangan embrio(gambar 12.18). Jenis telur ini mempunyai lingkungan akuatik yang terkandung di dalam lingkungan telur sendiri, yang bermanfaat sebagai tempat perkembangan embrionik bila telur diletakkan di atas tanah. BURUNG-BURUNG BERBUAT SEPERTI ITUBurung-burung juga menjalankan fertilisasi internal, tetapi burung jantan tidak mempunyai penis. Sebagai pengganti alat pengangkutan sperma, terjadi kontak langsung melalui pintu urogenital (kloaka) antara burung jantan dan betina. Seperti reptil leluhur, burung juga menghasilkan telur bercangkang, Cangkang tersebut merupakan tempat berkembangnya embrio. Produksi telur bercangkang terjadi ketika telur yang telah dibuahi keluar melalui traktus genital burung betina ke arah kloaka, dan kemudian diletakkan di atas tanah.MAMALIA: FERTILISASI INTERNALMamalia menjalankan fertilisasi internal.*Mamalia monotremata, contoh ‘platipus’ dan ‘echidna’ telurnya yang sudah dibuahi enjadi terbungkus oleh cangkang dan perkembangan embrio terjadi di dalam cangkang telur (gamar 7.38). *Mamalia berkantung dan berplasenta, yang betina mempertahankan telur yang sudah dibuahi di dalam tubuhnya, dan perkembangan embrio terjadi di dalam uterus. Kangguru muda dilahirkan pada tingkat yang belum berkembang. Mamalia berplasenta yang masih muda dilahirkan pada tingkatan yang sudah lebih banyak berkembang. Gambar 7.38 Telur-telur platipus di dalam sarang. Koin tersebut merupakan koin 20 sen Australia. Binatang apa yang tampak koin tersebut?POLINASI PADA TUMBUHANReproduksi pada tumbuhan berbunga dan cinifer melibatkan dua jenis gamet: polen dan telur.

Istilah polinasi pada umumnya merujuk pada pengangkutan polen dari anter bunga suatu tumbuhan ke stigma bunga tumbuhan yang lain atau merupakan pengangkutan polen antara dua konifer. Proses ini dikenal sebagai polinasi silang. Fertilisasi dimulai jika butir polen mencapai stigma bunga (pada conifer polen mencapai konus).

Polinisas sendiri, merujuk pada pengangkutan polen dari stamen ke stigma dari bunga yang sama, atau ke bunga lain namun dalam satutumbuhan. Contoh polinisasi sendiri yaitu pada opium poppy (Papaver somniferum) dan peach (Pruns persica).

Pada kebanyakan tumbuhan berbunga, polinisasi silang lebih umum teradi. Polinisasi sendiri dicegah dalam beberapa hal contoh, bunga dari tumbuhan yang sama menghasilkan telur dan polen pada waktu yang berbeda. Polinisasi sendiri juga dicegah melalui signal kimia, yang menghentikan pertumbuhan tuba polen ketika polen dari tumbuhan yang sama mencapai stigme dari salah satu bunganya. Kondisi ini disebut inkompatibilitas diri sendiri.FAKTA ANEHLebih dari 100 varietas apel yang berbeda (Molus domestica) terjadi, contoh, Red Delicious, Gala, dan Granny Smith. Polinisasi silang terjad pada apel. Jika hanya ditanam satu varietas pohon apel di kebun buah, maka tidak akan terjadi polinisasi. Ahli buah harus menanam beberapa pohon dengan varietas kedua supaya terjadi polinisasi silang.TEKNOLOGI UNTUK MEMBANTU PERTEMUAN GAMETUntuk binatang yang menjalankan fertilisasi eksternal, gamet-gamet yang bertemu dan mengadakan fusi adalah gamet-gamet yang terbawa oleh air. Untuk binaang yang menjalankan fertilisasi internal, gamet-gamet bertemu dan mengadakan fusi dalam fertilisasi dalam kondisi natural, terbatas pada pasangannya. Untuk tumbuhan berbunga, kesempatan fertilisasi merupakan hasil dari kesempatan datangnya polen bunga yang tertip angin atau dari insekta yang membawa polen bunga pada stigma. Teknologi telah mengubah beberapa aspek perkawinan ini melalui prosedur ini:*inseminasi artifisial IA) pada ternak*polinisasi artifisial pada tumbuhanJudul ini dibahas secara detil dalam Nature of Biology Book 2, Third edition, tetapi kita akan melihat di sini satu contoh, penggunaan teknologi pada perkawinan artifisial: menghasilkan telur secara artifisial dalam kerangGambar 7.39 Polinisasi slang meliputi pemindahan polenaantara bunga dari tumbuhan yang berbeda dari spesies yang sama.Bagaimana kira-kira polinisasi silang itu? Tetapi apakah stamenmu sudah matang?BERTELUR ARTIFISIAL DALAM KERANGKultur berbagai binatang dalam air laut, apakah di lepas pantai di tempat terbuka yang berair, ataukah dalam tangki yang besar, dikenal sebagai kultur air laut/mariculture. Mariculture dari berbagai binatang invertebrata telah menjadi industri utama dengan pembiakan artifisial terhadap spesies ikan laut/makanan laut, contoh kerang (gambar 7.40), tiram, udang, dan remis..Gambar 7.40 Kerang komersial atau kerang besar (Pecten fumatus) didistribusikan secara luas di laut sedang sekitar Australia. Pemanenan besar-besaran dan perusakan habitat mengakibatkan spesies ini tidak hidup di air pantai yang dalam.

Kerang adalah moluska bivalve (bercangkang dua) yang menjalankan fertilisasi eksternal dan berhasilnya mariculture tergantung dari kemampuan memicu dan mengendalikan pembebasan gamet. Pembuatan telur artfisial dapat diperoleh dengan memanipulasi kondisi lingkungan tempat kerang dikultur. Kerang cina (Chlamys farreri) menjadi matang seksual jika temperatur air laut mencapai 12-140C.

Untuk bertelur secara artifisial, terutama kerang betina dan beberapa kerang jantan dikumpulkan dari laut ketika suhu mencapai12-140C, kemudian disimpan di tangki. Sesudah beberapa jam, kerang dipindahkan dari air dan dibiarkan kering selama beberapa jam, dan kemudian kerang dikembalikan ke tangki yang mengandung air laut hangat bersuhu 16-180C.

Kombinasi lingkungan kering dan kemudian dikembalikan ke lingkungan air laut hangat tersebut memicu kerang untuk bertelur dan membebaskan telur-telur spermanya dalam beberapa menit sampai setengah jam. Pemisahan kerang jantan dan

kerang betina, sperma dan telur dikumpulkan terpisah, baru kemudian dikumpulkan untuk fertilisasi. Hasilnya adalah larva yang berenang bebas dan mengapung di dalam tangki. Jika larva berkembang ke tahap perkembangan berikutnya, maka dikenal sebagai anak kerang dan siap untuk menetap di tangki. Alat bantu berupa tali atau bahan kaku yang lain, yang diletakkan di dalam tangki, dapat merupakan tempat menetap anak kerang dan tempat berkembang selanjutnya. Bila akhirnya mereka dipindahkan ke laut lepas dalam kurungan berjaring, maka di tempat itulah mereka dapat berkembang, dan kemudian dipanen.FAKTA ANEHBeberapa kerang, seperti kerang pantai (Argopectens irradians), adalah hermafrodit, sementara itu yang lain, seperti kerang cina (Chlamys farreri), terdiri atas individu jantan dan individu betina.PEMAHAMAN KUNCI*Reproduksi seksual melibatkan fusi telur dan sperma dalam fertilisasi.*Pada binatang, fertilisasi dapat berlangsung secara internal atau eksternal.*Beberapa spesies yang menjalankan fertilisasi eksternal telah mengembangkan strategi untuk meningkatkan kesempatan terjadinya fertilisasi.*Dengan fertilisasi internal, terjadilah kesempatan yang lebih besar bagi gamet-gamet untuk bertemu, dan oleh karenanya juga meningkatkan kesempatan fertilisasi.*Polinisasi silang pada tumbuhan lebih umum dari pada polinisasi sendiri.*Berbagai agen natural, membantu mengangkut polen di antara spesies tumbuhan yang berbeda.*Perkawinan natural dapat diganti dengan berbagai teknologi.PEMANTAUAN CEPAT12.Identifikasi pernyataan berikut ini, betul atau salah:a.Semua binatang laut menggunakan fertilisasi eksternalb.Insekta mempunyai fertilisasi internalc.Semua vertebrata mempunyai fertilisasi internald.Semua binatang hermafrodit menggunakan fertilisasi sendirie.Polinisasi silang pada tumbuhan berbunga lebih umum dari pada polinisasi sendirif.Pada tumbuhan berbunga, fertilisasi terjadi jika butir polen jatuh pada petal bunga.g.Mariculture merujuk pada inseminasi artifisial vertebrata.13.Berikan satu contoh pada setiap pernyataan berikut inia.mamalia yang meletakkan telurb.tumbuhan berbunga yang melakukan polinisasi sendiri14.Bagaimana kerang cina dipicu, agar bertelur secara artifisial?

MEIOSIS: MEMBUAT GAMETProduksi gamet melibatkan proses meiosis. Pada binatang, meiosis ini terjadi di dalam testis, untuk produksi sperma, dan di dalam ovarium, untuk produksi telur. Meiosis merupakan proses, di mana satu sel diploid (2n) yang mengandung 2 set kromosom menghasilkan 4 sel haploid (n). Sel haploid ini masing-masing mengandung satu set kromosom. Disamping mengurangi jumllah kromosom sehingga tinggal separonya, proses ini juga mengganti gen antara pasangan kromosom.

Marilah kita amati meiosis dalam arti input dan output. Maka akan terlihat:*satu sel yang memasuki meiosis dengan jumlah kromosom 2n, menghasilkan 4 sel, yang masing-masing dengan jumlah kromosom n (gambar 7.41a)

*Satu sel yang memasuki meiosis dengan 2 kromosom yang berpasangan, menghasilkan 4 sel, yang masing-masing hanya mempunyai satu anggota dari masing-masing pasangan kromosom (gambar 7.41b)*Satu sel yang memasuki meiosis dengan dua kromosom yang berpasangan menghasilkan 4 sel, masing-masing hanya dengan satu anggota dari masing-masing pasangan kromosom, dan dengan beberapa penggantian antara kromosom yang berpasangan (gambar 7.41c).(a) input: 1 sel dengan (b) Input: 1 sel dengan 2 (c) Input: 1 sel dengan 1 2n kromosom pasang kromosom homolog pasang kromosom homo

log dengan dengan 2 genterangkai

MEIOSIS MEIOSIS MEIOSISOutput: 4 sel, masing- output: 4 sel dengan 1 ang- output: 4 sel, beberapa masing dengan n kromosom gota dari setiap pasangan gen dari kromosom ho

homolog molog berkombinasi, se hingga tercipta kombinasi gen baru

Gambar 7.41 Meiosis: mesin pembagi dan pencampur (a) Meiosis membagi jumlah kromosom sehingga tingal separonya. (b) Pembagian yang tepat: satu anggota dari setiap pasangan kromosom tampak dalam sel anak. (c) Selama meiosis, perubahan segmen kromosom dapat terjadi di antara kromosom-kromosom homolog. Peristiwa ini disebut’crossing over’.

Detil tentang apa yang terjadi selama meiosis, output dan input ditunjukkan dalam gambar 7.42. Perhatikan gambar tersebut, dan catat bahwa kromosom-kromosom digandakan segera setelah tahap I. Dapatkah anda mengidentifikasi di- mana terjadi pergantian/pertukaran gen-gen di antara kromosom yang berpasangan? Dapatkah anda mengidentifikasi, dimana jumlah kromosom direduksi pada setiap sel yang diploid (2n) menjadi haploid (n)? Bandingkan sel yang baru mulai meiosis dengan reduksi jumlah kromosom sehingga tinggal separonya pada tahap ke 6 (anafase II). Setiap spesies mempunyai jumlah kromosom yang konstan, dan jumlah kromosom diploid dikembalikan pada saat fertilisasi, yyaitu ketika telur mengadakan fusi dengan sperma:TELUR (n) + SPERMA (n) => ZIGOT (2n)

Tabel 4.2 menunjukkan jumlah diploid pada beberapa spesies. Gunakan tabel ini. Dapatkah anda identifikasi jumlah kromosom pada sperma kucing, telur anjing, embrio koala, dan telur pohon mulga?

Stadium yang ditunjukkan adalah: 1, 2, dan 3 : profase. 4: metafase 1 menuju ke anafase 15: telofase 1 menuju ke profase 2 6: anfase 27: telofase 21. Titik permulaan: sel dengan dua pasang kromosom homolog beruntai tunggal (2n=4)2. Awal meiosis, masing-msing kromosom bereplikasi/menggandakan diri menjadi untai ganda 3. Kromosom homolog meluruskan diri dan berpasangan rapat membentuk sinaps. Satu pertukaran atau lebih atau crossing over terjadi antara segmen dari kromosom

homolog yang berpasangan. Crossing over menghasilkan kombinasi informasi genetik. Kromosom kemudian berbaris lurus di bidang ekuator sel. 4. Kromosom homolog memisahkan diri bila sentromer ditarik ke arah kutub-kutub yang berlawanan. Pemisahan setiap kromosom homolog bebas satu sama lain. (Contoh, jika kromosom merah menuju ke sebelah kiri, maka kromosom ini tidak mungkin mempengaruhi kromosom yang lebih panjang untuk menuju ke sebelah kanan).5. Hasil berupa dua sel yang masing-masing mempunyai dua kromosom untai ganda, satu panjang dan satu lagi pendek.6. Untai dari setiap kromosom yang bereplikasi kemudian berpisah, sehingga kromosom untai tunggal bergerak ke arah berlawanan. Pemisahan salinan untai tunggal dari masing-masing kromosom bebas terhadap pemisahan kromosom yang lain7. Titik akhir: khas, empat sel hasil meiosis masing-masing mengandung jumlah kromosom haploid. Dimulai dari satu sel (2n=4 kromosom), di akhir proses tersebut menghasilkan empat sel, masing-masing n=2 kromosom.Gaambar 7.42 Stadium dalam proses meiosis, dari tahap permulaan dengan sel diploid sampai dengan tahap akhir berupa gamet diploid.

Input sel Kemungkinan output 1 Kemungkinan output 2 Kemungkinan output 3

Gambar 7.43 Variasi pada output meiosis. Catat bahwa, walau dimulai dengan input yang sama, namun output meiosis dapat berbeda setiap saat. Faktanya, tiga dari jumlah output yang sangat besar ditunjukkan di sini. Meiosis menghasilkan variasi gamet dari satu binatang dan variasi spora dari satu tumbuhan.

TUMBUHAN BERBUNGA: MEMBUAT TELUR DAN SPERMAOvulus terbenam di dalam ovarium tumbuhan berbunga. Tergantung dari jenis tumbuhan berbunga tersebut, satu ovarium dapat mengandung satu ovulus atau lebih. Dalam setiap ovulus, satu sel diploid (dikenal sebagai sel ibu megaspora) mengalami meiosis, menghasilkan 4 sel haploid yang disebut megaspora. Ini terjadi di dalam tunas bunga. Tiga megaspora mengalami disintegrasi dan satu lagi mengalami mitosis tiga kali, tetapi tidak mengalami pembelahan sitoplasma, sehingga dihasilkan sel dengan 8 nuklei. Struktur ini kemudian diorganisasikan menjadi 7 sel, satu menjadi sel telur haploid, satu lagi mempunyai 2 nuklei disebut nuklei polar (gambar 7.44a). Struktur bersel tujuh ini terbungkus di dalam ovulum yang mengandung sel telur, yang tertutup terhadap pintu mikropil. Seiring waktu bunga mekar, dan stigma menjadi reseptif. Proses ini sudah selesai, dan sekarang kita mempunyai telur. Di dalam anter tumbuhan berbunga terdapat banyak sel diploid (dikenal sebagai sel ibu mikrospora). Setiap sel tersebut mengalami meiosis, maka akan menghasilkan empat sel haploid yang disebut mikrospora. Setiap mikrospora membagi untuk membentuk butir polen bersel dua dengan dinding eksternal yang berbeda. Polen tersebut yang biasanya terlindung dari anter bunga pada stadium ini, tertiup oleh angin atau terbawa oleh vektor. Setelah polen tersebut mendarat pada stigma bunga, maka butir polen dengan dua selnya berkecambah. Satu sel polen membentuk tuba/saluran polen yang kosong, tumbuh ke arah bawah menuju ovarium. Jika polen yang sederhana tetap tinggal pada stigma, fertilisasi tidak dapat terjadi, sebab ovulum dengan sel telurnya tertutup seluruhnya di dalam ovarium, pada dasar karpel. Nukleus butir polen kedua membagi, membentuk dua nuklei sperma (gambar 7.44b). Kita sekarang mempunyai sperma.

FAKTA ANEHPada beberapa tumbuhan berbunga, tuba polen harus tumbuh dengan jarak yang sesuai untuk mencapai mikropil. Contoh, pada pohon jagung, jarak dari puncak stigma ke mikropil sekitar 15 cm.

Gambar 7.44 (a) Pembentukan gametofit jantan bersel tiga. Catat, dua nuklei sperma. Masing-masing berperanan dalam fertilisasi. (b) Pembentukan gametofit betina bersel tujuh. Catat, sel telur di dekat mikropildan sel sentral dengan dua nuklei polarnya. Pada tumbuhan berbunga, struktur bersel tujuh ini, adalah stadium gametofit betina. Tidak seperti gametofit resam, yang hidup bebas dari sporofit resam dominan, gametofit tumbuhan berbunga tertutup di dalam ovulum di bagian dalam ovarium.(a) Stamen jantan (b) Pistil betina

Anter StigmaFilamen StilusButir-butir polen (mikrospora)=> meiosis Ovarium=> meiosisNuklei sperma megasporaTuba polen sel dengan dua nuklei polarNukleus tuba Sel telur mikropilGametofit jantan Gametofit betina

TUMBUHAN BERBUNGA: FERTILISASISekali tuba polen mencapai mikropil ovulum, salah satu nuklei sperma bergerak ke dalam untuk membuahi sel telur, sehingga dihasilkan zigot diploid. Nukleus sperma kedua berfusi dengan dua nuklei polar, sehingga terbentuk sel triploid (3n), yang akan menggandakan diri sehingga menghasilkan jaringan endosperm. Jaringan endosperm ini menjadi makanan cadangan untuk zigot selama perkembangannya menjadi biji embrionik. Di antara semua organisme hidup, tumbuhan berbunga adalah unik, mempunyai fertilisasi ganda, dengan satu nukleus sperma membuahi telur, dan nukleus sperma yang lain mengadakan fusi dengan dua nuklei polar. TUMBUHAN BERBUNGA: BIJI DAN BUAHSesudah fertilisasi, semua bagian bunga, witer, petal, stamen, dan biasanya stilus gugur. Tetapi di dalam ovarium, setiap ovulum (dengan nutrien berupa jaringan endosperma dan juga embrio yang sedang berkembang), melebar membentuk biji. Selubung biji yang kuat yang dibentuk dari lapisan luar ovulum, melindungi tumbuhan embrionik di sebelah dalamnya. Dengan demikian biji merupakan ovulum matang yang sudah dibuahi yang mengandung embrio tumbuhan dan makanan cadangan, endosperm, di dalam kulit biji yang kuat. Jika biji terbentuk di dalam ovarium, maka dinding ovarium menebal, menjadi buah. Buah beberapa tumbuhan berbunga adalah merupakan struktur yang berdaging, lembut, contoh, tomat, jaitun, plum, peach, dan ceri. Pada ceri, kulit luar buah merupakan lapisan luar ovarium, sedangkan daging yang lembut, merupakan derivat/berasal dari lapisan tengah dinding ovarium, dan batu yang keras merupakan derivat dari lapisan terdalam ovarium. Di sebelah dalam, batu tersebut adalah biji. Gambar 7.45 menunjukkan pembentukan buah pir dengan bijinya.FAKTA ANEHSeringkali buah meliputi bagian lain dari bunga, selain ovarium. Contoh, pada apel, dinding ovarium membentuk kor (bagian tengah) yang bersisik, yang meliputi biji. Daging apel yang dapat dimakan dibentuk dari reseptakel bunga.

Gambar 7.45 Pir adalah buah, derivat dari ovarium yang mengandung beberapa ovula. Definisi umum dari buah adalah: ovarium matang dan yang menebal, kering, atau berdaging, yang meliputi satu atau beberapa biji. Telur dalam ovula dibuahi ovula anter stigmaOvarium, 10 hari setelah fertilisasi ovariumOvarium, 30 hari setelah fertilisasi ovarium ovulaOvarium, 60 hari setelah fertilisasi ovula atau biji yang membesarovarium menebal membentuk buah

Tetapi, beberapa tumbuhan berbunga mempunyai buah yang keras dan kering. Tabel 7.2 Memuat contoh beberapa jenis buah. Catat, bahwa satu butir adalah satu buah, bukan biji. Lapisan luar buah terbuat dari dinding ovulum ataukah dinding ovarium?

Tabel 7.2 Beberapa jenis buah yang dikenal oleh ahli botani. Apakah manfaat dari produksi buah berdaging dari spesies tumbuhan bagi kehidupan?Jenis buah ContohBuah berdaging drupe ceri, plum, aprikot, peach

Beri anggur, tomatbuah agregat raspberry, strawberry, blackberry

Buah kering legumen (pod) kacang tanah, kapri, akasiaKapsula poppyButir-butir gandum, jelai, jagung, padiNut eik, hazelnut

*Buah agregat berupa kelompokan ovarium yang matangGambar 7.46 Jika butir jagung dipanaskan, tekanan internal dari uap air yang dibentuk, dan biji-biji meletus. Material putih yang menyembul keluar dari butir jagung adalah jaringan endosperma, yang biasa kita sebut ‘popcorn’

FAKTA ANEHBuah tumbuhan berbunga adalah sumber makanan utama bagi populasi manusia, terutama butir-butir sereal seperti, padi, jelai, gandum, dan jagung.

Pada umumnya, pada tumbuhan berbunga, buah dan biji baru tampak setelah fertilisasi. Tetapi, beberapa tumbuhan, dapat menghasilkan buah tanpa fertilisasi telur di dalam ovulum, dan sebagai hasilnya buah ini tidak berbiji. Istilah formalnya adalah partenokarpi.

PEMAHAMAN CEPAT*Meiosis berperan dalam produksi gamet.*Mulai dari sel diploid (2n), meiosis menghasilkan 4 sel haploid.*Meiosis melibatkan pergantian material genetik.*Fertilisasi mengembalikan jumlah kromosom diploid*Pada tumbuhan berbunga, fertilisasi melibatkan fusi telur yang dihasilkan di dalam ovulum, dengan nukleus sperma yang dibentuk di dalam butir polen.*Fertilisasi ganda hanya terjadi pada tumbuhan berbunga.*Pada tumbuhan berbunga, embrio yang sedang berkembang terbungkus di dalam suatu biji yang dibentuk dari ovulum*Pada tumbuhan berbunga, satu biji atau lebih terbungkus di dalam buah yang dibentuk dari ovarium.

PEMANTAUAN CEPAT15.Identifikasi pernyataan berikut, betul atau salah.a.Pada meiosis, gamet diploid dihasilkan dari sel haploidb.Endosperm di dalam biji tumbuhan berbunga adalah triploid.c.Polinasi adalah sama dengan fertilisasi.16.Suatu organisme mempunyai jumlah kromosom 2n=10.a.Dari mana asal dari 10 kromosom ini?b.Berapa jumlah kromosom dalam satu telur yang belum dibuahi?c.Apakah semua telur yang dihasilkan organisme tersebut identik secara genetik?17.Suatu telur dari suatu organisme mempunyai 4 kromosom.a.Telur tersebut merupakan sel haploid ataukah diploid?b.Berapa banyak kromosom terdapat dalam sel somatik organisme tersebut?18.Kucing domestik/piaraan mempunyai 38 kromosom. Berapa jumlah kromosom di dalam sel sperma normal kucing jantan?19.Apakah perbedaan antara biji dan buah?20.Berikan masing-masing satu contoh untuk hal berikut:a. drupe b. berry

REPRODUKSI MANUSIAPada awal dari bab ini anda telah membaca cerita tentang Sarah dan James Minter. Salah satu fitur yang mengesankan dari cerita ini adalah jumlah bayi mereka dan frekuensi kelahiran bayi-bayinya. Pola reproduktif manusia adalah sangat berbeda saat ini. Hal ini karena beberapa alasan, meliputi kemajuan teknologi reproduktif yang membantu mencegah konsepsi atau mengatasi infertilitas.Mari kita lihat sistem reproduktif pada manusia.SISTEM REPRODUKTIF LAKI-LAKISistem reproduktif laki-laki adalah khas untuk mamalia jantan (Gambar 7.47). Dua testes terdaapat di dalam kantung kulit yang longgar, yang disebut skrotum. Suhu di dalam rongga tubuh/abdomen biasanya sekitar 37 0C. Suhu itu terlalu tinggi untuk sperma matang dan untuk bertahan hidup. Karena testes menggantung di dalam kantung di luar rongga abdomen, maka testes mempunyai suhu yang lebih rendah. Selain itu testes juga mempunyai kelenjar keringat yang membantu mempertahankan suhu testes, yaitu sekitar 35,5 0C, suatu suhu yang cocok untuk perkembangan sperma

FAKTA ANEHSekitar 3% laki-laki dilahirkan dengan testes yang tidak turun dari rongga abdomen. Selama tahun pertama setelah lahir, sekitar dua pertiga testes yang tidak turun ini berpindah ke dalam skrotum. Pembedahan dapat dilakukan untuk memperbaiki kelainan ini.

Gambar 7.47 Sistem reproduktif laki-laki (a) Penampang membujur/longitudinal melalui beberapa bagiannya (b) Penampang longitudinal melalui testis, menunjukkan tubulus/saluran yang melipat-lipat. Saluran tersebut merupakan tempat terjadinya meiosis. (c) Penampang melintang tubulus menunjukkan detil pembentukan sperma. (d) Diagram yang disederhanakan menunjukkan bahwa spermatosit primer menghasilkan 4 sperma haploid melalui meiosis.

(a) Kandung kemih vas deferens kelenjar prostat uretra penis pintu uretral Testis/buah zakar Skrotum/kantung buah zakar epididimis anus rektum vesikula seminalis ureter duktus ejakulatorius(b) epididimis kapsula testis tubulus seminiferus vas deferens kord spermatik(c) Spermatosit primer sel sperma(d) Spermatogenesis (pembentukan sperma) spermatosit primer (2n) sperma (2n)

Pada umumnya testes turun/pindah ke dalam skrotum beberapa minggu sebelum kelahiran bayi laki-laki. Jika penurunan testes tidak terjadi, maka bayi laki-laki yang bersangkutan bila sudah dewasa akan gagal menghasilkan sperma, karena suhu di dalam tubuh lebih tinggi dari pada di dalam skrotum.

Pada saat pubertas, hormon luteinisasi dari kelenjar pituitaria memicu testes, sehingga testes menghasilkan testosteron, suatu hormon seks khusus laki-laki. Jika hal ini terjadi, atas pengaruh testosteron, maka anak laki-laki yang mengalami pubertas ini kemudian mengalami pertumbuhan organ-organ: otot berkembang, suara berubah, jenggot dan cambang mulai tumbuh, dan testes mulai menghasilkan sperma dan hormon. MEIOSIS PADA LAKI-LAKISperma diproduksi di dalam tubulus semoniferus. Sel-sel yang terdapat di dasar dinding tubulus merupakan sel-sel seks pelopor/precursor. Sel-sel ini mengalami dormansi sampai saat pubertas terjadi. Pada saat pubertas, sel-sel seks pelopor bereproduksi melalui mitosis, untuk membentuk spermatosit primer. Sesudah pubertas, spermatosit primer terbentuk secara kontinu, dan masing-masing melalui meiosis berkembang menjadi 4 sperma haploid (gambar 7.47d).

Setiap sperma, merupakan suatu paket satu set kromosom manusia yang begitu terorganisir, siap diturunkan ke generasi berikutnya.

Sperma matang bergerak dari testes ke epididimis (di dekat danberhubungan dengan testes). Di epididimis sperma di simpan untuk sementara waktu. Dari epididimis sperma berpindah ke cas deferens, kemudian ke vas deferens, dan uretra. Sperma di dalam uretra bersatu dengan cairan yang kaya akan nutrien, yang disekresikan oleh kelenjar vesikula seminalis, kelenjar Cowper, dan kelenjar prostat. Cairan tersebut ber sama-sama dengan sperma disebut semen.

Selama terjadi rangsangan seksual, darah masuk ke dalam penis, sehingga penis menjadi tegang dan kuat. Semen bergerak melalui uretra untuk meninggalkan tubuh melalui ejakulasi. Setiap ejakulasi dihasilkan semen sebanyak sekitar 2,5-6 mL semem dan setiap mililiter semen mengandung 50-100 juta sperma. Sperma dimasukkan ke dalam vagina oleh penis pada saat ejakulasi. Selama ejakulasi, pintu keluar kandung kemih menutup, sehingga urin tidak masuk ke dalam uretra.FAKTA ANEHPada laki-laki, waktu yang dibutuhkan untuk proses perubahan spermatogonium menjadi sperma yang matang adalah sekitar 64 hari.SISTEM REPRODUKSI PEREMPUANGamet perempuan atau telur, diproduksi di dalam ovarium. Ovarium ini ada sepasang, masing-masing berukuran 2 kali 4 cm, dan terdapat di bagian bawah abdomen. (gambar 7.48). Ovarium matang, disamping menghasilkan telur, juga menghasilkan hormon. Gambar 7.48 Sistem reproduktif perempuan (a) penampang longitudinal (b) penampang melalui ovarium, tuba falopi dan uterus, untuk menunjukkan pembentukan telur dan perjalanan telur. Meiosis menjadi komplit sesudah fertilisasi. (c) yang terjadi di dalam tuba falopi. Zigot diploid yang dibentuk oleh fertilisasi,

berkembang menjadi suatu massa kecil, yang berpindah di sepanjang tuba falopi ke dalam uterus/rahim. Di dalam uterus zigot bersarang dan melekat pada dinding uterus (d) Setiap oosit primer (ucapkan ‘oh-oh-sit’) mengalami meiosis dan menghasilkan satu sel tunggal atau ovum.(a) Tuba falopi Kandung kemih uretra klitoris labia mayora labia minora vagina anus rektum serviks uterus ureter ovarium(b) Dinding uterus serviks vagina implantasi ovarium ovum(c) Spermatozoa ovum fertilisasi(d) Oogenesis (pembentukan telur)Oosit primer (2n) Ovum/telur (n) polar body/ badan kutub

MEIOSIS PADA PEREMPUANSel spesial/khusus yang terdapat di dalam ovarium fetal bertambah jumlahnya melalui mitosis selama kehidupan fetal, dan membesar membentuk sel telur potensial atau oosit primer. Pada saat bayi perempuan lahir, setiap ovariumnya diperkirakan mempunyai sekitar 200. 000 sel spermatosit primer.Meskipun semua oosit primer mengalami meiosis pada ovarium fetalnya, namun pada awal siklus meiosis sudah dihentikan dan kemudian mengalami dormansi di dalam ovarium tersebut sampai saat pubertas. Pada saat pubertas, atas pengaruh signal hormonal, maka siklus ovarium dimulai. Satu sel telur potensial (oosit primer) bertambah besar ukurannya, dan melanjutkan siklus meiotik yang terputus yang dimulai bertahun-tahun sebelumnya. Setiap oosit primer dikelilingi oleh selapis sel folikel kemudian mengadakan meiosis. Sel-sel folikel ini kemudian membesar dan menghasilkan cairan yang mengisi ruang di dalam lapisan sel-sel folikel tersebut. Folikel matang di dalam ovarium manusia berdiameter sekitar 10-13 mm.

Oosit primer membagi diri menjadi dua sel anak yang tidak sama besarnya. Sel yang lebih kecil, tidak berfungsi, disebut polar body pertama, kemudian berdegenerasi. Sel yang lebih besar, dibebaskan dari ovarium pada saat ovulasi. Folikel matang membengkak, membentuk suatu gelembung di permukaan ovarium, dan kemudian gelembung tersebut pecah/mengalami ovulasi. Sementara itu meiosis pada sel telur yang belum matang ini masih melanjutkan diri ketika dibebaskan dari ovarium ke dalam tuba falopi. Folikel yang kosong yang telah ditinggalkan oleh sel telur yang dibebaskan tersebut dikenal sebagai korpus luteum.

Sekitar sekali sebulan setelah pubertas, telur yang belum matang dibebaskan dari ovarium, dan bergerak menuju pintu seperti cerobong pada tuba falopi. Panjang setiap tuba falopi sekitar 10 cm, dan berfungsi untuk mengangkut telur ke uterus. Uterus tersebut adalah berdinding otot, berbentuk seperti buah pir terbalik, dan terletak di antara kandung kemih dan rektum.

Jika telur dibuahi, telur tersebut kemudian melanjutkan pembelahan meiotik kedua (gambar 7.48d), dan telur yang sudah dibuahi tersebut kemudian terbenam di dalam dinding uterus. Sel diploid tunggal yang merupakan hasil fertilisasi tersebut dikenal sebagai zigot, panjang sekitar 0,1 mm. Implantasi zigot ke dalam dinding uterus disebut konsepsi. Zigot membelah diri melalui mitosis membentuk zigot. Setelah 3 minggu berkembang, panjang embrio menjadi 3 mm, dengan calon tubuh terletak di bawah. Jika perkembangan berlanjut, embrio kemudian disebut fetus.

Pembuluh darah dalam dinding uterus memasok embrio yang sedang berkembang, oksigen dan nutrien. Kemudian organ khusus, disebut plasenta, mengambil alih fungsi tersebut. Bagian uterus yang menyempit, disebut serviks, membuka diri ke dalam vagina. Sperma memasuki traktus reproduktif perempuan

melalui vagina. Vagina tersebut merupakan jalan keluar bayi pada saat kelahirannya. Perempuan mempunyai pintu terpisah untuk sistem urinari dan sistem reproduktif.Gambar 7.49 Perbandingan ukuran sperma (kiri) dan telur (kanan).FAKTA ANEHPada perempuan dewasa, panjang uterus sekitar 7,5 cm, lebar 5 cm, dan tebal 1,75 cm. Uterus sangat melebar pada saat kehamilan.SIKLUS MENSTRUASIPada saat pubertas, perempuan menghasilkan telur setiap bulan. Perubahan lain juga terjadi pada dasar siklik, dan meliputi perubahan kadar hormon dan ketebalan dinding uterus. Perubahan ini disebut siklus menstruasi (gaambar 7.50).

Masing-masing telur yang belum masak diliputi selapis sel-sel: folikel. Pada saat pubertas dimulai, siklus mulai dengan sekresi hormon stimulasi folikel (FSH) dari kelenjar pituitari. Seperti halnya semua hormon, FSH diangkut oleh darah ke semua bagian tubuh. FSH terutama bekerja pada ovarium, dan folikel yang mulai tumbuh. Setiap bulan sekitar 20 telur mulai berkembang, tetapi umumnya semua berdegenerasi, hanya satu yang terus berkembang.

Sel-sel folikel yang sedang tumbuh mengsekresikan estrogen, salah satu hormon seks perempuan. Hormon ini menyebabkan penebalan dinding uterus, sebagai persiapan untuk menerima telur yang sudah dibuahi. Meningkatnya sekresi estrogen juga memicu hipotalamus untuk menghasilkan lebih banyak FSH dan hormon luteinisasi (LH).Peningkatan sekresi LH menyebabkan folikel membengkak, dan memecahkan folikel sehingga telur dibebaskan dari ovarium. Proses bebasnya telur dari ovarium ini disebut ovulasi. Telur tersebut dilapisi oleh sel-sel folikel.

Setelah ovulasi, sel-sel folikel di dalam ovarium yang ditinggalkan oleh telur, membentuk korpus luteum. Korpus luteum menghasilkan hormon progesteron. Progesteron bekerja pada dinding uterus, mempertebal dinding uterus, untuk mempersiapkan kehamilan. Jika fertilisasi terjadi, korpus luteum tetap ada dan secara kontinu menghasilkan progesteron. Jika tidak terjadi fertilisasi, maka ovum dan korpus luteum hancur. Hal ini mengakibatkan kadar progesteron menurun, dan dinding vaskular uterus yang tebal juga rusak, luruh/mengelupas. Darah dan jaringan dari dinding uterus dibebaskan melalui vagina. Proses ini berlangsung beberapa hari, dan dikenal sebagai menstruasi.

Selama kadar progesteron tinggi, produksi FSH menurun, tetapi jika kadar progesteron turun, FSH diproduksi lagi oleh kelenjar pituitari. Siklus tersebut mulai lagi, dan folikel-folikel mulai berkembang. Panjang siklus dari perempuan yang satu dengan perempuan yang lain bervariasi, tetapi rata-rata sekitar 28 hari. Siklus menstruasi tersebut kontinu, kecuali selama kehamilan yang terjadi antara antara umur 30-40 tahun. Selama periode ini perempuan membebaskan telur, total sekitar 400 telur dari ovarium.

FAKTA ANEHSiklus menstruasi pertama, atau menses I, disebut menarch, dan siklus menstruasi terakhir disebut menopause. Menopause terjadi karena berkurangnya produksi atau berkurangnya jumlah hormon seks perempuan. Gambar 7.50 Selama siklus menstruasi, jika kadar hormon di dalam darah berubah, maka terjadi perubahan di dalam ovarium dan dinding uterus. FSH dari kelenjar pituitari memicu pertumbuhan folikel di dalam ovarium. Folikel menghasilkan estrogen, dan estrogen ini memicu kelenjar pituitari untuk menghasilkan LH. Kadar LH meningkat, ukuran folikel bertambah besar, sampai akhirnya telur dibebaskan dari

ovarium (ovulasi). Korpus luteum yang dibentuk di dalam folikel yang ditinggalkan oleh sel telur yang mengadakan ovulasi mengsekresikan progesteron. Progesteron mempersiapkan dinding uterus untuk kehamilan. Jika fertilisasi tidak terjadi, maka dinding vaskular uterus yang tebal hancur dan mengelupas, dikeluarkan dari tubuh dalam proses yang dikenal sebagai menstruasi.

* kadar FSH darah ** kadar LH darahFSH dari pituitari anterior LH dari pituitari anterior menyebabkan menyebabkan folikel tumbuh ukuran folikel bertamabh dan telur di

bebaskanPertumbuhan folikel Telur dibebaskanFolikel yang sedang tumbuh Korpus luteum menghasilkan proges-menghasilkan estrogen teron*Kadar estrogen darah ** Kadar progesteron darahEstrogen menyebabkan dinding Progesteron mempersiapkan dinding uterus menjadi menebal uterus untuk kehamilan

Dinding uterus hancur, kemudian mengelupas, karena pada siklus menstruasi sebelumnya tidak terjadi fertilisasi Hari menstruasi pembentukan folikel sekresi oleh korpus luteum

SIKLUS MENSTRUASI

AHLI BIOLOGI PADA PEKERJAANNYADr. Jan West: Peneliti dan dosen Biologi Dalam kuliah biologinya kepada mahasiswa di Universitas Deakin, Dr Jan West membicarakan reproduksi corgi, binatang piaraannya, yang lahir karena usaha inseminasi artifisial. Di sini terdapat ekstrak dari ‘Lexie’s story’.Saya adalah seekor anak anjing Cardigan Welsh Corgi, dipanggil Lexie. Ibu saya Chelsea, tinggal di Australia, dan ayah saya, Elmo, tinggal di California. Orang tua saya tidak pernah bertemu. Jadi, bagaimana kira-kira saya hadir di dunia?

Pada bulan Januari 2000, semen dari Elmo diambil, kemudian diuji, untuk kemungkinan dipertemukan dengan telur dari Australia. Semen tersebut ditempatkan di dalam botol, dibekukan dalam nitrogen cair, dan dikirim ke Australia. Penggunaan semen beku mempunyai beberapa manfaat: meningkatkan kesempatan penurunan binatang jantan, ketika binatang tersebut tidak dapat dipindahkan antar negara, dan tidak diperlukan waktu untuk karantina, selain dapat menambah kumpulan gen untuk keturunan binatang yang langka.

Ketahanan hidup sperma dalam traktus reproduktif binatang betina adalah 2 sampai 5 hari, tetapi untuk semen yang dibekukan, sekali dicairkan hanya mampu hidup sekitar 6 sampai 12 jam. Untuk memperkirakan ovulasi, darah Chelsea diperiksa setiap hari, untuk mengukur kadar hormon progesteronnya. Beberapa hari setelah terjadi ovulasi, semen dicairkan, dan kemudian dimasukkan ke uterus Chelsea di dekat pintu masuk oviduk, dengan pembedahan. Di sini telur sedang menunggu sperma dalam semen tersebut. Salah satu sperma yang sudah dibekukan selama 1129 hari masuk ke dalam ovum tersebut. Telur dibuahi, dan berkembang menjadi saya, Lexie. Dua telur yang lain dibuahi pada waktu yang sama, dan masing-masing berkembang menjadi saudara perempuan dan saudara laki-laki saya.

Satu minggu setelah fertilisasi, pembelahan sel, menambah jumlah sel saya, dan saya menjadi bola sel-sel yang kosong, berdiameter 2 mm.

Tiga minggu setelah fertilisasi, panjang saya menjadi 7 mm, dan saya mengapung di dalam cairan amnion, dan mata dan telinga saya mulai tampak. Empat minggu setelah fertilisasi, panjang saya sekitar 15 mm, dan sebagian besar organ internal saya telah berkembang. Setelah 5 minggu, jenis kelamin saya tampak. Sperma dan telur dari mana saya berasal, membawa satu kromosom X, dan saya mempunyai kromosom seks XX, Saya adalah berjenis kelamin betina.

Sesudah 6-7 minggu, panjang saya sekitar 90 mm, dan saya mempunyai kumis, jari-jari, dan kuku jari. Rambut tubuh saya mulai tumbuh, dan tulang persendian tulang saya mulai terbentuk. Antara minggu 8 dan 9, bantalan kaki dan mantel sudah terbentuk:...........brindle dan mantel putih yang cantik.

Akhirnya setelah 63 hari gestasi, pada 30 April 2003, saya dilahirkan. Pelupuk mata dan kanal telinga saya tertutup sekitar 10 hari setelah lahir, dan hidung saya hitam. Saya mempunyai indera penciuman yang berkembang baik dan refleks mengisap yang kuat. Jika puting susu ibu saya dipicu oleh isapan saya, maka kelenjar pituitari di dalam otaknya akan membebaskan hormon oksitosin yang memicu kelenjar susunya untuk mengsekresikan susu (gambar 7.52). Susu adalah berkalori dan bernutrien tinggi, sehingga memungkinkan saya dan saudara saya untuk tumbuh menjadi corgis Cardigan Welsh dewasa yang sehat.Gambar 7.52 Chelsea dan anak anjing barunya yang sedang kelaparan.PEMAHAMAN KUNCI*Telur dan sperma manusia, masing-masing diproduksi di dalam ovarium dan testes.*Dari satu sel permulaan yang mengalami meiosis, hanya dihasilkan satu teluroleh perempuan tetapi dihasilkan 4 sperma oleh laki-laki.*Telur manusia menyelesaikan meiosis secara komplit setelah fertilisasi.PEMANTAUAN CEPAT21.Di mana fertilisasi normal pada telur manusia terjadi? 22.Pada jenis kelamin yang mana, terdapat satu pintu keluar untuk sistem reproduktif dan sistem urinari?23.Apa perbedaan antara istilah konsepsi dan fertilisasi?

TANTANGAN BIOLOGIAmati secara saksama gambar di bawah ini. Setiap gambar berkaitan dengan aspek reproduktif. Untuk setiap gambar, identifikasi terhadap 3 kata kunci (dari daftar ‘kata kunci’ pada halaman 211) yang dapat diasosiasikan dengan gambar tersebut. Coba gunakan sebanyak mungkin istilah relevan yang berbeda.1. Hidra 2.Permukaan bawah daun resam 3.Ikan badut/clownfish 4.Anak kucing tunggal5.Tomat 6.Bunga lili

PEMANTAUAN BABKATA BERSILANGKATA-KATA KUNCIPergantian generasi gametofit pubertasReproduksi aseksual haploid skrotumPembelahan biner hermafrodit bijiKarpel fertilisasi internal inkompatibilitas diri sendiriServiks invertebrata polinisasi sendiriKlon hormon luteinisasi semenKonsepsi mariculture hermafrodit sekuensialKontrasepsi meiosis reproduksi seksual

Korpus luteum Siklus menstruasi simultan (sinkron)Polinasi silang mikropil hermafrodismeDioecious mitosis bertelurDiploid monoecious spermaFertilisasi ganda pembelahan ganda sporaTelur estrogen sporofitEmbrio ovarium stamenEndosperma ovulasi stigmaEpididimis ovulum testisPertumbuhan eksponensial ovum testosteronFertilisasi eksternal partenokarpi uretraFertilisasi partenogenesis uterusFolikel penis vaginaFSH pistil vas deferensBuah badan kutub reproduksi vegetatifGamet nuklei polar zigotPolen progesteron

Pertanyaan1.Membuat hubungan =>Gunakan sebanyak mungkin kata kunci dari bab ini untuk menyusun suatu peta konsep.2.Gunakan pemahaman anda => Kuda (Equus caballus) mempunyai jumlah kromosom diploid 64, sementara itu jumlah kromosom diploid keledai (Equus asinus) adalah 62. Bagal merupakan keturunan yang steril dari hasil perkawinan antara keledai jantan dan kuda betina. Berapa kromosom yang anda harapkan pada:a.sel telur yang dihasilkan oleh kuda betina?b.sel sperma yang dihasilkan oleh keledai janta?c.sel somatik dari bagal?3.Untuk setiap pertanyaan berikut ini, identifikasi dua jawaban yang benar dari pilihan yang diberikan.a.Yang mana dari binatang ini yang mempunyai fertilisasi internal:buaya, katak, koala, atau kucing?b.Yang mana dari binatang ini yang tergantung dari ketersediaan air untuk melakukan perkawinan: tebu, bufo, goanna, atau burung laut?c. Yang mana dari dari binatang ini yang menghasilkan cangkang telur: platypus, katak, kanguru, penyu, bufo, atau penguin?Gambar 7.53 4.Gambar 7.53 menunjukkan berbagai stadium selama proses meiosis. Amati gambar tersebut.a.Urutkan stadium tersebut dari permulaan sampai dengan akhir meiosis.b.Berapakah jumlah diploid dari sel ini?5.Plesiosaurus adalah reptil yang sudah punah, yang hidup di laut. Daapatkah anda memperkirakan, bagaimana cara reproduksinya?6.Tentukan sistem reproduktif perempuan dan hormon yang berasosiasi. Jelaskan, anda setuju atau tidak dengan pernyataan berikut ini:a.Jika tuba falopi perempuan tersumbat, dia masih dapat menghasilkan telurb.Jika tuba falopi perempuan tersumbat, dia masih dapat menjadi hamil.7.Pikirkan sistem reproduktif laki-laki dan hormon yang terkait. Jelaskan, anda setuju atau tidak dengan pernyataan berikut:a.Laki-laki yang lahir dengan testes tidak turun, mungkin tidak menghasilkan sperma

b.Dari setiap siklus meiotik, laki-laki menghasilkan gamet lebih banyak dari pada perempuan.8.Berikan alasan yang singkat, jika anda berjalan-jalan pada akhir pekan di kebun raya, hal-hal berikut mudah terlihat.a.gametofit pohon cemarab.manusia diploidc.sel induk megaspora pada tumbuhan berbungad.gametofit resam9.Pemecahan masalah => Merujuk ke belakang pada gambar 7.6, yang menunjukkan pembelahan biner pada spesies bakteri E. Coli. Diperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk pembelahan biner oleh bakteri tersebut rata-rata 20 menit, pada suhu 15 0C.a.Mulai dengan 10 bakteri; setelah pembelahan biner selama 2 jam, menjadi berapakah jumlah bakteri tersebut? b.Kecepatan pembelahan biner menjadi dua kali atau setengahnya, jika suhu naik atau turun 10 0C. Diperkirakan, pada suhu 25 0C, kecepatan pembelahan biner menjadi dua kali, dan selesai dalam 10 menit. Pada suhu 5 0C, pembelahan biner menurun kecepatannya, dan membutuhkan waktu 40 menituntuk menyelesaikannya.i.Pada suhu 25 0C, mulai dengan 10 sel bakteri, dan setelah membelah selama 2 jam menjadi berapakah jumlah bakteri tersebut?ii. Pada suhu 5 0C, mulai dengan 10 sel bakteri, setelah membelah selama 2 jam menjadi berapakah jumlah bakteri tersebut?c.Melalui proses apakah bakteri baru ini tampak?10.Gunakan pemahaman anda => Jelaskan setiap observasi berikut.a.Gamet-gamet dari satu gametofit resam adalah mempunyai kandungan genetik yang identik.b.Untuk tumbuhan berbunga, tetapi bukan untuk tumbuhan lain, digunakan istilah fertilisasi ganda.c.Sel somatik paus biru mempunyai 40 kromosom, tetapi gametnya hanya mengandung 20 kromosom.d.Daging yang dimasak harus disimpan dalam lemari pendingin, bukan dalam suhu kamar.e.Ovulasi berhenti pada saat kehamilan perempuan yang bersangkutanf.Resam umumnya tidak dijumpai pada habitat yang sama dengan habitat tumbuhan berbunga.11.Diskusi => Pikirkan 4 pengamatan berikut.I.Jeruk hutan seringkali membentuk rumpun pohon/klon, sebab pohon-pohon tersebut diproduksi secara grafting dari tumbuhan yang sama (scion) ke atas akar pokok yang sehat.II.Fertilisasi pada jeruk membutuhkan polinisasi silang.III.Fertilisasi sendiri dicegah oleh reaksi inkompatibilitas sendiri.IV.Di bawah kondisi ini, pohon jeruk menghasilkan buah, tetapi buahnya berbeda dari yang dihasilkan jika fertilisasi terjadi sebelum pembentukan buah.a.Apakah keistimewaan dari jeruk ini?b.Apakah jeruk demikian berlabel Valencia ataukah Navel?c.Bagaimana definisi partenokarpi?d.Mengapa fertilisasi silang tidak terjadi di antara berbagai pohon jeruk di hutan ini?e.Grafting, merupakan contoh reproduksi seksual ataukah aseksual?12.Identifikasi satu perbedaan signifikan antara anggota pasangan berikut ini.a.Nicky kecil (halaman 185) dan kucing andab.Reproduksi seksual dan reproduksi aseksual

c.Stadium gametofit dan sporofit pada siklus hidup suatu tumbuhand.Polinasi silang dan polinasi sendirie.Tumbuhan dioecious dan monoecious13.Pikirkan pernyataan berikut yang berkenaan dengan fertilisasi internal dan identifikasi, betul atau salah.a.Fertilisasi internal terjadi pada semua binatang darat.b. Fertilisasi internal terjadi pada semua binatang lautc.Fertilisasi internal tidak terjadi pada binatang hermafrodit 14.Identifikasi struktur yang membantu pengangkutan sperma kepada binatang betina daalam fertilisasi internal pada spesies berikut.a.Kura-kura c. Anjingb. Hiu d. Oktopus15.Bukalah web=> Pada pertanyaan ini anda akan membandingkan siklus hidup tumbuhan. Merujuk ke belakang pada gambar 7.26, yang menunjukkan siklus hidup resam.a.Manakah stadium dominan pada siklus hidup resam?b.Jelaskan istlah ‘pergantian generasi’c.Bukalah www.jaconline.com.au/natureofbiology/natbiol1-3e dan klikpada’Moss life cycle’ yang berkaitan pada bab ini. Amati siklus hidup yang khas pada lumut. Bandingkan siklus hidup lumut denganresam (gambar 7.26):i. Identifikasi dua perbedaanii.Identifikasi dua persamaan