GASTRULASI
A. PENGERTIAN
Gastrulasi adalah suatu proses yang
dinamis, dimana berlangsung migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel secara
terintegrasi yang dilakukan melalui berbagai macam gerakan- gerakan morfogenik.
Seiring dengan berlangsungnya gastrulasi, juga berlangsung prosesdifferensiasi.
Migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel selama gastrulasi dimaksudkan untuk:
a. Menempatkan area perspektif endoderm
ke dalam
b. Membungkus embrio dengan perspektif
ektoderm
c. Menempakan mesoderm diatara endoderem
dan ektoderm
d. Membentuk arkenteron, bakal saluran
pencernaan primitif
Adanya migrasi sel-sel tersebut,
menyebabkan terjadinya perubahan lingkungan mikro dan menyebabkan terjadinya
perubahan perilaku sel-sel atau kumpulan sel-sel, sehingga merangsang sel-sel
yang bersangkutan untuk melakukan proses differensiasi. Hasil proses
diffrensiasisel tersebut menyebab kan terbentuknya lapisan ektoderem,
endoderem, dan mesoderem. Ketiga lapisan tersebut dinamakan lapisan lembaga.
Karena yang terbentuk ada tiga lapisan lembaga, maka dinamakan triploblastik,
misalnya pada ayam, sapi, dan manusia. Beberapa jenis hewan pada masa
perkembangan embrionalnya hanya membentuk dua lapisan lembaga, yaitu ektoderem
dan endoderem. Karena hanya dua lapisan lembaga yang terbentuk, maka dinamakan
diploblastik, misalnya porifera dan coelenterate. Ketiga lapisan lembaga di
atas merupakan lapisan lembaga yang bersifat seluler dan pada tahap
perkembangan selanjutnya akan menghasilkan berbagai tipe jaringan atau organ
yang menyusun tubuh suatu organisme.
B. GERAKAN MORFOGENIK
Berbagai jenis gerakan-gerakan
morfogenik yang terlibat selama berlangsungnya gastrulasi antara lain epiboli,
invaginasi, evaginasi, involusi, ingresi, poliinvaginasi, konkresensi, dan
gerakan amuboid.
a. Epiboli adalah pergerakan lapisan epithelium (ektoderem)
membungkunbagian embrio yang lain. Invaginasi adalah pelipatan lapisan sel dari
luarke dalam , misalnya pembentukan arkenteron pada amphioxus. Evaginasiadalah
pelipatan lapisan dari dalam ke luar, misalnya eksogastrula.Involusi adalah
pelentikan sel-sel dari lapisan luar yang menyebar danmasuk ke bagian dalam,
misalnya penyebaran sel-sel luar kea rahblastophorus amphibian. Ingresi adalah
migrasi sel-sel secara sendiri-sendiri dari permukaan ke dalam, misalnya
pembentukan mesenkimprimer pada blastula bintang laut. Delaminasi adalah
pemisahan lapisansel dari suatu lapisan tunggal, misalnya pembentukan lapisan
hipoblaspada embrio ayam. Konkresensi atau konvergensi adalah pembelahanyang
serentak dan diikuti dengan pergerakan secara terkoordinasi,misalnya
pembentukan primitive streak pada mbria ayam. Gerakanamuboid adalah migrasi
sel-sel sebagai suatu individu tunggal ,. Misalnyamigrasi sel-sel neural crest.
Beberapa kejadian-kejadian penting selama berlangsungnya gastrulasi, yaitu:
a. Reorganisasi sel-sel atau kelompok sel akibat gerakan-gerakan
morfogenik.
b.Ritme pembelahan sel menurun
c.Tumbuh tidak nyata, kalaupun ada sedikit sekali.
d.Metabolisme berubah corak, oksidasi menjadi lebih intensif
b.Ritme pembelahan sel menurun
c.Tumbuh tidak nyata, kalaupun ada sedikit sekali.
d.Metabolisme berubah corak, oksidasi menjadi lebih intensif
e.Peran inti menjadi lebih aktif dalam mengontrolaktivitas sel-sel
embrio.Peran kromosom induk menjadi lebih nyata.
C. GASTRULASI
1. Gastreulasi Asterias
Gastrulasi pada asetrias melibatkan gerakan-gerakan
morfogenik terutamainvaginasi atau pelipatan ke dalam. Invaginasi menyebabkan
terbentuknya epiblast danhypoblast. Epiblas kelak akan membentuk ektoderem,
terutama epidermis dan hypoblast
akan mendindingi saluran pencernaan makanan. Hasil invaginasi ini juga
menyebabkanterbentuknya rongga baru yang disebut rongga gastrocoel atau rongga
arkenteron,sedangkan rongga blastula atau blastocoel secara bertahap
tereliminasi. Lubang yangmenghubungkan arkenteron ke luar disebut blastoporus
dan kelak berkembang menjadianus. Pada puncak hypoblast terlepas sel-sel
mesenkim sekunder bakal mesoderem dankelak akan berkembang menjadi rangka utama
(gambar 9.1)
3
Gambar 9.1. Gastrulasi pada Asterias (Carlson, 1988)
Pada
stadium gastrula lebih lanjut, invaginasi telah berlangsung lebih jauh kea rah
kutubanima (lihat gambar 9.1 B dan C) dan membentuk keeping anima yang
merupakantempat tumbuhnya apical tuft atau umbul-umbul silia. Pada saat itu
gastrula memilikitiga macam lapisan lembaga, yaitu ektoderem, endoderem, dan
mesoderem. Padastadium perkembangan lebih lanjut arkentron akan menyentuh
ektoderem dan pada tempat tersebut akan dibentuk bakal mulut atau stomodeum.
Selanjutnya arkenteron akan berdifferensiasi menjadi bagian-bagian saluran
pencernaan makanan. Akhirnya akan terbentuk larva bipinnaria.
2. Gastrulasi Amphioxus
Gastrulasi amphioxus diawali pada daerah
vegetatif embrio. Mula-mula kutubvegetatif menjadi mendatar dan terdorong dan
melipat ke arah dalam. Proses inidinamakan invaginasi. Lapisan yang
terinvaginasi secara bertahap akan menghilangkanrongga blastula dan bertemu
dengan lapisan blastomer yang berada di kutub anima.Sementara hal tersebut
berlangsung, mitosis berjalan terus diikuti dengan terjadinyapelentikan sel-sel
dari luar ke dalam melalui tepi blastoporus. Proses ini disebut
involusi.Melalui invaginasi dan involusi, terbentuk ectoderm dan endoderem.
Ektoderem sekarangmembungkus embrio secara keseluruhan melalui proses epiboli.
Gambar 9.2 Awal gastrulasi pada amphioxus (Huettner, 1957)
6-7 jam sesudah pembuahan, terbentuk
gastrula yang memiliki struktur berbentukcangkir, terdiri atas lapisan sel
bagian luar yang disebut epiblas yang akan menjadiektoderem, dan lapisan sel
bagian dalam atau hipoblas yang akan menjadi mesoderem
dan
endoderem.Rongga yang dibatasi oleh kedua pertemuan lapisan ini
disebutarkenteron atau gastrocoel.Lubang yang menghubungkan rongga ini dengan
daerahsebelah luarnya disebut blastoporus.Padsa awal gastrulasi, blastoporus
sangat besar,namun dengan pemanjangandan pendataran bagian dorsal gastrula,
blastoporus menjadisemakin kecil hingga tampak sebagai suatu lubang sempit yang
terbuka atau pori saja.
Gambar 9.4Gastrula amphioxus dan pembentukan neurenteric canal
(Huettner, 1957)
Aspek penting lain yang terjadi selama
gastrulasi adalah gastrulamengalami perubahan polaritas atau rotasi kurang
lebih 120o, sehinggakutub anima terletak dianterior, dan kutub vegetatif
terletak padaposterior.
Bagian tepi archenteron (gastrocoel) dibentuk oleh endoderem, sedangkan
bagian
atap dibentuk dari median khordamesoderem dengan lembar mesoderem lateral
pada sisi tepi.
Selanjutnya dengan segera pertumbuhan
dan differensiasigastrula berlangsung, meliputi pembentukan tiga system organ
yangpenting, yaitu system saraf, mesoderem dengan differensiasi sekunder,dan
notochorda. Primordial ketiga system tersebut dibentuk secarasimultan, namun
dibicarakan secara terpisah
Sistem saraf pusat mulai dibentuk pada
saat daerah dorsalgastrula mangalami pemanjangan, mendatar dan mengalami
penebalanseluler. Daerah tengah dari permukaan ektoderem yang mendatarmembentuk
lempeng neural yang klelak berkembang menjadi systemsaraf. Setiap sisi dari
lempeng neural, dimulai pada ujung posteriortampak penebalan secara
longitudinal dan keduanya mengalamipertumbuhan berbetuk kurva ke atas dan
bertemu pada bagian tengah,dan pada akhirnya menjadi atap bagi lempeng neural.
Bagian inidinamakan neural fold atau lipatan neural. Pembentukan neural
folddimulai pada blastoporus dan bergerak kea rah anterior dan bersatupada
bagian tengah dorsal dan juga menutupi blastoporus
Sementara itu lempeng neural pada bagian tengah membentuk
neural groove. Bagian tepi lateral dari neural groove tumbuh ke atas dan
pada bagian tengah dorsal bersatu membentuk tabung saraf atauneur al
tube. Rongga di dalam tabung saraf disebut neurocoel. Penutupan
tabung saraf dimulai pada daerah somit pertama dari anterior ke
posterior.Saluran neural tetap terbuka pada bagian
posterior danbagian ini berhubungan dengan blastoporus.Saluran penghubungantara
neurocoel dengan rongga archenterondisebut nerenteric canal.Bagian anteriot tabung saraf yang terbuka
dinamakanneuropore.
Gambar 9.5 Gastrula amphioxus menunjukkan
pertumbuhan ektoderemyang progressif di atasblastoporus pada pembentukanneural
fold (Huettner, 1957)
Saat lempeng neural mulai ditransformasi menjadi
tabung saraf ,dinding dorsolateral archenteron tampak mengalami pelipatan yangdangkal
ke luar pada kedua lateral membentuk lekukan.Setiap lekukanmemiliki rongga yang
mengarah ke archenteron dan kantung tersebutdinamakan kantung archenteric atau
kantung enterocoelic.Kantung iniselanjutnya tumbuh kea rah luar dan dalam
membentuk rongga diantara ektoderem dan endoderem.
Kantung tersebut merupakanprimordial mesoderem
somit pertama.Pada perkembangan selanjutnya,kedua kantung tersebut membentuk
struktur menyerupai bola, dan ongganya terpisah dari
archenteron.
Rongga tersebut dinamakan
enterocoel dan kelak menjadi coelom.