SKELETON (Sistem rangka) Struktur dan Fungsi

SKELETON
(Sistem rangka)
Struktur dan Fungsi Skeleton
Pada Vertebrata skeleton disusun dari tulang, tulang rawan dan kombinasi
keduanva. Fungsi skeleton adalah sebagai penyokong tubuh, perlekatan otot-otot,
pelindung bagian tubuh yang lunak, memelihara bentuk tubuh serta sebagai alat gerak
pasif.
Skeleton dibedakan atas:
Exoskeleton, berasal dari corium (contoh: squama ikan)
Endoskeleton, berasal dari mesodermis.
Skeleton Vertebrata yang diuraikan disini adalah endoskeleton.
Endoskeleton dibedakan:
• Skeleton axiale, terdiri dari columna vertebralis (tulang belakang), costa (tulang
rusuk). Sternum (tulang dada) dan cranium (tulang tengkorak).
• Skeleton appendiculare meliputi: cingulum pectorale (gelang bahu), cingulum
pelvicale (gelang panggul), extremitas craniale (tungkai depan) dan extremitas
caudale (tungkai belakang).
a. Skeleton Axiale
Columna vertebralis
• Melindungi medula spinalis
• Tersusun dari deretan vertebrae, memanjang dan posterior basis cranium
sampai ujung ekor.
• Memiliki lebih dari satu variasi morfologi vertebra
Vertebra tersusun dari: centrum, 1 atau 2 arcus dan processus
Centrum:
Massa silindris di ventral tubus neuralis
Antar centrum vertebrae dihubungkan oleh discus intervertebralis (berupa
jaringan cartilago fibrosa). Jaringan ini kadang melekat di bagian depan atau di
bagian belakang centrum dan menyebabkan permukaan centrum cekung,
cembung, datar atau kombinasinya, sehingga terbentuk tipe permukaan
centrum vertebrae amphicoel, procoel, opisthocoel, heterocoel dan acoel.
(Gambar 1.)
Arcus :
Arcus neuralis merupakan sepasang bangunan melengkung di dorsal centrum.
Deretan arcus neuralis membentuk canalis neuralis, yang dilalui medulla
spinalis. Arcus hemalis merupakan sepasang bangunan melengkung di ventral
centrum.
Processus:
Merupakan tonjolan yang berasal dan arcus maupun centrum antara lain
zygapophysis, parapophysis, diapophysis, basapophysis, hypapophysis.
Fungsi: menambah ketegaran columna vertebralis, mencegah pembengkokan,
tempat bersendinya costa dan tempat perlekatan otot.
Zygapophysis: tonjolan dari arcus neuralis, berjumlah 2 pasang yaitu
•
Sepasang prezygapophysis, menonjol ke arah cranial dengan permukaan
persendian menghadap dorsomedial.
•
Sepasang postzygapophysis, tonjolan ke arah caudal dengan permukaan
persendiannya menghadap ventrolateral.
Postzygapophysis bersendi dengan prezygapophysis vertebra di belakangnya.
Diapophysis: tonjolan berasal dari dasar arcus neuralis, meluas ke arah lateral, dan
bersendi dengan tuberculum costae.
Parapophysis: tonjolan dan centrum, tempat bersendinya capitulum costae.
Basapophysis: tonjolan ventrolateral centrum, bersendi dengan arcus hemalis.
Hypapophysis: tonjolan mid ventral centrum vertebrae pada reptil tertentu, burung
dan mamal.
Vertebra bersendi satu sama lain melalui:
•
Ujung-ujung centrum (pada discus intervertebralis)
•
Zygapophysis (Gambar 2.)
Pada ikan columna vertebralis terdiri dan 2 tipe vertebrae yaitu vertebra cranialis
abdominalis) dan vertebra caudalis, dengan tipe amphicoel.
Pada beberapa Elasmobranchii dan Amia, ada 2 centrum pada satu vertebra, dan
ini disebut diplospondylus.
Pada Tetrapoda, vertebra abdominalis anterior disebut vertebra cervicalis.
Vertebra tetrapoda terdiri dan: vertebra cervicalis, vertebra abdominalis, vertebra
sacralisdan vertebra caudalis.
Pada reptil burung dan mamal, vertebra abdominalis berdiferensiasi menjadi
ertebra thoracalis (di anterior) dan vertebra lumbalis (di posterior), sehingga
vertebra dibedakan atas: vertebra cervicalis, vertebra thoracalis, vertebra lumbalis,
vertebra sacralis dan vertebra caudalis.
Pada amfibi, terdapat 1 vertebra cervicalis (=atlas), vertebra abdominalis dan
vertebra caudalis. Persatuan beberapa vertçbra caudalis membentuk urostylus.
Pada reptil, terdapat 2 vertebra cervicalis, vertebra cervicalis pertama adalah atlas
dan vertebra cervicalis kedua adalah axis.
Pada ular vertebra abdominalis tidak dibedakan atas vertebra thoracalis dan
vertebra lumbalis. Permukaan artikulasi vertebra pada ular selain melalui: centrum
dan zygapophysis, juga melalui zygosphene dan zygantra.
Pada burung, atlas serupa dengan pada reptil. Processus transversus vertebra
cervicalis memiliki foramen transversarium, dilalui arteria dan vena vertebralis. Tipe
vertebra heterocoel. Vertebra thoracalis posterior, vertebra lumbalis, vertebra
sacralis dan vertebra caudalis I bersatu membentuk synsacrum. Vertebra caudalis
VI —IX bersatu membentuk pygostylus.
Pada mamal, vertebra cervicalis I (=atlas) serupa dengan pada reptil dan burung.
Vertebra cervicalis 7 buah, tipe acoel. Vertebra thoracalis mempunyai 2 permukaan
artikulasi yaitu facies tubercularis dan facies demicostalis. Vertebra lumbalis, besar
kuat, lebih panjang dari vertebra yang lain. Sacrum dibentuk oleh 3 - 5 vertebra
sacralis yang bersatu membentuk persendian dengan cingulum pelvicale. Vertebra
caudalis, jumlahnya bervariasi yaitu 3 - 4 pada manusia, 50 pada trenggiling.
Costa
Pada ikan, costa terdiri dari:
*
Costa dorsalis: tonjolan ke arah luar dan processus transversus menuju septum
horizontale
*
Costa ventralis: melekat pada ventrolateral centrum.
Pada tetrapoda, costa dorsalis bersatu dengan Costa ventralis, sehingga terbentuk
costa bicipitale (memiliki 2 kepala): yaitu kepala bagian dorsal (=tuberculum)
bersendi pada diapophysis, kepala bagian ventral bersendi pada parapophysis
(Gambar 3.). Dibagian leher, costa bersatu dengan vertebra sehingga terbentuk
lobang disebut foramen transversarium yang dilewati artenia dan vena vertebralis.
Pada amfibi, costa mereduksi dan tidak berhubungan dengan sternum.
Pada reptil, costa terdapat pada semua vertebra abdominalis dan vertebra
caudalis, serta ada hubungan intra costa dan sternum.
Pada ular, costa berakhir bebas karena tidak ada sternum.
Pada burung, costa kuat dan pipih, bicipital, menghubungkan vertebra cervicalis
dan sternum. Costa pars vertebralis mempunyai processus uncinatus, untuk
perlekatan otot dan memperkuat thorax
Pada mamal, costa terdini dan costa pars vertebralis (berupa tulang), dan costa
pars sternalis (berupa tulang rawan), yang bersatu secara langsung atau tak
langsung dengan sternum, sehingga dibedakan 3 macam costa yaitu:
Costa vera, costa spuria, costa fluctuantes
Sternum
Hanya ada pada tetrapoda, berupa tulang tunggal atau serangkaian tulang di
medioventral thorax.
Sternum tidak ada pada ular dan Lacertilia tidak bertungkai
Pada Anura, sternum berkembang baik, terdiri dari:
*
Omosternum
(berupa tulang)
dengan
perluasan ke
anterior membentuk
epistemum (berupa tulang rawan)
*
Mesosternum (berupa tulang) dengan perluasan ke arah posterior membentuk
xypisternum (berupa tulang rawan)
Lacertilia memiliki sternum terdiri dari lempeng tulang rawan pipih bersatu dengan
pars sternalis costa thoracalis. Reptil yang tidak memiliki sternum: penyu dan ular.
Pada burung yang aktif terbang dan penguin, sternum dilengkapi dengan carina
sterni sebagai tempat perlekatan otot-otot pectoral
Pada mamal, sternum terdiri dari sederetan tulang disebut sternebra, yaitu:
*
Presternum di anterior
*
Mesosternum di tengah
*
Metasternum, di posterior dan pada ujungnya melekat cartilago xiphoideum.
Cranium
Terdiri dari 2 bagian fungsional;
*
Neurocranium (mengelilingi otak dan alat indra tertentu)
*
Splanchnocranium (terdiri dari rahang dan cartilago branchialis) Contoh ikan hiu.
Pada Vertebrata bertulang sejati, komponen neurocranium dan splachnocranium
(cartilago)
berkembang
jadi
cranium
(tulang)
dalam
proses
penulangan
endochondral.
Bersamaan dengan proses tersebut, terjadi pula penulangan intra membran,
membentuk dermatocranium.
Neurocranium.
Mula-mula berupa rangkaian cartilago yang berpasang-pasangan: yaitu
*
Cartilago parachondralis (di kanan kii chorda dorsalis), meluas ke lateral sampai
capsula otica dan meluas ke posterior, kemudian bersatu membentuk lamina
basalis
* Cartilago prechondralis, ujung anteniornya bersatu membentuk lamina
ethmoidale.
Perkembangan cartilago parachordalis dan prechordalis disertai dengan
persatuan capsula otica dan capsula nasale (capsula optica tetap terpisah).
Bagian sisi lateral tumbuh ke dorsal setiap sisi otak, kemudian ke medial dan
terbentuklah atap otak (berupa cartilago). Pada Elasmobranchii, perluasan ini
bersatu di dorsal otak. Pada Vertebrata umumnya hanya capsula otica di
daerah occipitale yang diatapi cartilago, sedangkan atap neurocranium lain
dibentuk oleh tulang membran dan dermatocranium (Gambar 4.).
Splanchnocranium
Terdiri dari sederetan cartilago atau tulang arcus visceralis yang mengelilingi
calon rongga pharynx embrio.
Arcus visceralis I (=arcus mandibularis), terdiri dari:
Cartilago pterygoquadratum (di dorsal) dan cartilago Meckeli (di ventral) Arcus
visceralis II (arcus hyoideus) terdiri dari:
Hyomandibulare, ceratohyale dan basihyale
Arcus visceralis III— VII, terdiri dari 4 segmen:
Pharyngobranchiale,
epibranchiale,
ceratobranchiale
dan
hypobranchiale
(Gambar 5).
Cartilago pterigoquadratum:
Bagian anterior diselubungi dermatocranium membentuk rahang atas
Bagian posterior mengalami osifikasi endochondralis membentuk os quadratum
Cartilago Meckeli:
Bagian anterior diselubungi dermatocranium membentuk rahang bawah
Bagian posterior mengalami osifikasi endochondralis membentuk os articulare.
Os quadratum dan os articulare merupakan artikulasi mandibula dan maxilla
pada Vertebrata di bawah mamal.
Pada mamal, artikulasi terjadi antara os dentale (mandibula) dengan os
squamosum
Os articulare membentuk maleus, os quadratum membentuk incus, sedangkan
stapes terbentuk dari cartilago hyomandibulare. Pada amfibi sebagian cartilago
hyomandibulare mengalami penulangan membentuk columella.
Dermatocranium
Tulang dermal (tulang membran)yang ikut membentuk cranium, antara lain
tulang-tulang yang mengatapi neurocranium dan otak serta dinding lateral
cartilago pterygoquadratum, palatum, cartilago Meckeli, tulang (pada ikan).
amfibi, cranium lebar, pipih, punya 2 condylus occipitalis. reptil, bagian temporal
cranium punya lubang / fossa yang besar. burung, tulang-tulang cranium
sangat tipis, ringan, bersatu satu sama lain ada mamal, cranium relatif besar,
tulang penyusun lebih sedikit, punya 2 condylus occipitalis.
b. Skeleton appendiculae
Cingulum pectorale (gelang bahu), terdiri atas 2 elemen yaitu
a. Tulang cartilago antara lain: coracoid, scapula dan suprascapula
b. Tulang membran, antara lain: clavicula, cleithrum dan supracleithrum
Pada tetrapoda, cleithrum dan supracleithrum menghilang, clavicula membesar
Pada ikan, cleithrum besar, clavicula mereduksi. Pada katak, cingulum
pectorale
terdiri
atas
clavicula,
epicoracoid,
coracoid,
scapula,
dan
suprascapula.
Pada Crocodilia dan Lacertilia tidak bertungkai, tidak memiliki clavicula. Pada
burung terbang, 2 clavicula bersatu dengan interclavicula membentuk furcula,
sedangkan pada burung tidak terbang, clavicula tidak bertemu di ventral
sehingga tidak ada furcula. Pada beberapa mamal clavicula mereduksi, pada
ikan paus, ungulata dan beberapa carnivor, clavicula tidak ada, sedangkan
pada insectivor, rodentia dan kelelawar clavicula besar.
Cingulum pelvicale (gelang panggul)
Pada ikan cingulum pelvicale terdiri atas 2 lamina pelvicale berartikulasi dengan
pinna pelvicalis.
Pada embrio tetrapoda mula-mula terbentuk lamina pelvicale (berupa cartilago)
yang kemudian mengalami penulangan membentuk pubis di anterior, ischium di
posterior dan ilium di bagian dorsal. Pertemuan ketiga tulang tersebut
membentuk acetabulum berupa lekukan tempat bersendinya femur.
Extremitas craniale (tungkai depan) terdiri atas:
*
Humerus, berartikulasi dengan scapula pada cavitas glenoidalis, dan
bagian distal berartikulasi dengan ulna dan radius.
*
Radius di bagian anterior berartikulasi dengan humerus dan ulna (di
proksimal) serta dengan pergelangan tangan arah ibu jan (distal)
*
Ulna berartikulasi dengan humerus dan radius (di proksimal) serta
dengan pergelangan tangan arah kelingking (di distal)
*
Manus tersusun oleh carpalia, metacarpalia dan phalanges.
Extremitas caudale (tungkai belakang) terdiri atas:
* Os femorale, bersendi dengan acetabulum
* Tibia dan fibula di bagian proksimal bersendi dengan os femorale, dan di
distal bersendi dengan pergelangan kaki.
* Pes disusun oleh tarsalia, metatarsalia dan phalanges.