REPRODUKSI HEWAN •Reproduksi hewan dengan metode aseksual dan seksual: - Aseksual adalah produksi keturunan dengan gen semua dari satu individu, tanpa fusi gamet. - Seksual melibatkan pembentukan gamet dan fertilisasi, variasi genetik Reproduksi Aseksual meliputi: Budding in Hydra Gemmules in Sponges Starfish Regeneration Parthenogenesis: telur berkembang tanpa fertilisasi Lebah madu: lebah jantan dihasilkan dg cara partenogenesis. Lebah betina pekerja dan ratu dihasilkan dg cara fertilisasi. Queen Worker (female) Drone (male) Partenogenesis pd Daphnia Mekanisme Repproduksi Aseksual • Banyak invertebrata melakukan reproduksi aseksual dg cara pembelahan – Dua individu yg lebih kecil akan segera terbentuk setelah induknya membelah menjadi dua bagian yg sama. Figure 46.2 Gemmule Budding - Pertunasan Fragmentasi Fragmentasi pd Linckia • Diantara vertebrata, beberapa genus dari ikan, amfibi, dan kadal, termasuk kadal whiptail – Bereproduksi secara ekslusif melalui suatu bentuk kompleks partenogenesis yg melibatkan penggandaan kromosom. Hormones Ovary size (a) Both lizards in this photograph are C. uniparens females. The one on top is playing the role of a male. Every two or three weeks during the breeding season, individuals switch sex roles. Estrogen Ovulation Ovulation Progesterone Behavior Time Figure 46.3a, b Female- Malelike like Female- Malelike like (b) The sexual behavior of C. uniparens is correlated with the cycle of ovulation mediated by sex hormones. As blood levels of estrogen rise, the ovaries grow, and the lizard behaves like a female. After ovulation, the estrogen level drops abruptly, and the progesterone level rises; these hormone levels correlate with male behavior. Ovary size (a) Both lizards in this photograph are C. uniparens females. The one on top is playing the role of a male. Every two or three weeks during the breeding season, individuals switch sex roles. Ovulation Ovulation Progesterone Hormones Estrogen Behavior Time Figure 46.3a, b Femalelike Malelike Femalelike Malelike (b) The sexual behavior of C. uniparens is correlated with the cycle of ovulation mediated by sex hormones. As blood levels of estrogen rise, the ovaries grow, and the lizard behaves like a female. After ovulation, the estrogen level drops abruptly, and the progesterone level rises; these hormone levels correlate with male behavior. • Reproduksi seksual menghadirkan permasalahan tertentu bagi hewan yang sesil, yg bersarang dlm lubang di dlm tanah, atau bagi parasit. – Yaitu sulit menemukan lawan jenis • Satu solusi untuk masalah ini adalah hermafroditisme. – Satu individu memiliki sistem reproduksi jantan dan betina. Reproduksi Seksual Hermafroditisme: satu individu memiliki sistem reproduksi jantan dan betina Earthworm • Pola reproduksi yg menakjubkan lainnya adalah hermafroditisme sekuensial – Dimana suatu individu mengubah jenis kelaminnya selama masa hidupnya. Figure 46.4 • Protogini : protogynous, betina dulu baru berganti menjadi jantan. Contoh ikan Wrasse • Protandri : Protandrous, jantan dulu baru berganti menjadi betina. Contoh tiram • Fertilisasi bergantung pd mekanisme yg menjamin bahwa sperma menemukan telur dr spesies yg sama • Mekanisme fertilisasi, penyatuan sperma dan telur – Memainkan peranan penting dlm reproduksi seksual Fertilisasi dpt terjadi secara eksternal atau internal hewan air cenderung eksternal hewan darat cenderung internal Perkembangan dpt terjadi eksternal di air, ekternal di darat atau internal. Ovipar: bertelur, telur amniotik adalah telur darat Ovovipar: llahir dr telur ( bbrp hiu dan ular) Vivipar: melahirkan • Bbrp spesies melakukan fertilisasi eksternal, dimana – Telur dilepaskan oleh betina dan dibuahi oleh jantan dlm lingkungan sekitarnya Eggs Figure 46.5 • Spesies yg lain melakukan fertilisasi internal, di mana – Sperma didepositkan di dlm atau di dekat saluran reproduksi betina, dan fertilisasi terjadi di dlm saluran tersebut. • Pd situasi yg lain, fertilisasi memerlukan waktu yg tepat. – Sering diperantarai oleh petunjuk lingkungan, feromon, dan perilaku percumbuan • Fertilisasi Internal – Membutuhkan interaksi perilaku penting antara hewan jantan dan betina – Membutuhkan organ sanggama (kopulasi) Memastikan kelangsungan hidup dr keturunan • Semua spesies menghasilkan keturunan lebih dr lingkungan yg dapat menanganinya. – Tp proporsi yg dpt bertahan hanya sedikit – Banyak hewan darat menghasilkan telur yg tahan menghadapi lingkungan yg keras. Burung, reptil, dan monotremata mempunyai telur beramnion dg cangkang kalsium dan protein yg menahan hilangnya air dan kerusakan fisik. – Sebaliknya, telur ikan dan amfibi hanya mempunyai lapisan pelindung bergelatin • Banyak hewan mensekresikan suatu mantel pelindung di sekitar telur itu dan menahan embrio di dalam tubuh betina • Banyak tipe hewan yg berbeda – Bukti perawatan orang tua untuk memastikan kelangsungan hidup keturunan Figure 46.6 Kangguru • Apabila cuaca mendukung, 33 hari setelah pembuahan, neonatus baru yang sebesar biji kacang merah, merayap dari mulut rahim dan mencapai kantong induknya. bayi kanguru disebut neonatus.Sementara embrio semua mamalia melewati tahap ini di dalam rahim induknya, anak kanguru lahir saat panjangnya baru satu sentimeter. Neonatus tersebut belum berkembang sempurna: kaki depan belum berbentuk, dan kaki belakang baru merupakan tonjolan kecil. Panda • Panda raksasa menunjukkan adaptasi evolusioner yang aneh dikenal sebagai implantasi tertunda. Telur panda yg dibuahi tidak segera implan pada dinding rahim, tetapi "mengapung" di dalam saluran reproduksi induk untuk waktu yg variatif. Akibatnya, kita tidak tahu persis periode masa kehamilan sebenarnya dr panda raksasa. Yang bisa kita katakan adalah bahwa rentang waktu dari kawin sampai kelahiran adalah 95-160 hari. Pisces • Proses pembuahan (fertilisasi) ikan berlangsung di luar tubuh (pembuahan eksternal), karena air dapat mempertemukan spermatozoa dengan sel telur (ovum). Ketika induk betina mengeluarkan sel telurnya, induk jantan menyiram dengan cara menyemburkan spermatozoa ke atas sel telur tersebut sehingga terjadilah pembuahan. Gurame • Ada beberapa tingkah laku ikan yang menarik untuk diamati, misalnya ikan gurame. Sebelum memijah (kawin), kedua induk ikan terlebih dahulu bekerja sama membangun sarang yang berasal dari serat-serat atau rumput-rumputan yang ditemukan dengan cara menganyam menjadi suatu bangunan berlapis-lapis berbentuk lonjong yang berdiameter kira-kira 30 cm. Bagian depan sarang berlubang dengan diameter sekitar 5 cm. • Setelah sarang selesai dibuat, induk betina melepaskan telurnya ke dalam sarang melalui mulut sarang tadi. Bersamaan dengan itu, induk jantan menyemprotkan sperma ke dalam sarang yang sama sehingga semua telur yang ada di dalam sarang terkena sperma. Dengan demikian, semua telur dalam sarang mengalami pembuahan atau fertilisasi. Setelah melakukan pemijahan, induk jantan akan menutup lubang sarang dengan jaringan halus, kemudian pergi meninggalkannya. Induk betina akan berpuasa dan menjaga sarangnya dengan ketat sampai telurnya menetas. Telur akan menetas setelah 3 – 4 hari. Mujair • Mujair juga memiliki perilaku yang unik. Sebelum mencari pasangan yang cocok, induk jantan mujair lebih dahulu membuat sarang dengan menggali lubang di dasar kolam. Setelah menggali lubang, mujair jantan akan mencari mujair betina yang mau diajak memeriksa lubang tadi. Ikan betina yang telurnya sudah masak dan mau diajak memeriksa sarang, akan mengeluarkan sekelompok telur. Telur itu segera dimakan kembali dan dikulum di dalam mulut. Pada waktu pembuahan, ikan jantan berenang di depan betina sambil mengeluarkan sperma, sehingga semua telur yang ada di dalam mulut terkena sperma, dan terjadilah pembuahan. Ikan mujair berkembang biak setiap 1,5 bulan. • Mulut ikan betina berfungsi sebagai sarang untuk mengerami telur. Selama mengerami telur, induk betina berpuasa. Telur akan menetas dalam waktu 3 hari. Ikan yang baru keluar dari telur belum dapat berenang sehingga masih berada dalam mulut induknya. Setiap ada bahaya, dengan segera induk ikan mengisapnya kembali dan dikeluarkannya lagi setelah keadaan aman. Kewajiban mengasuh ini dilakukan sampai burayak dapat mencari makan sendiri. Amfibi • Ketika masanya kawin, katak jantan bernyanyi untuk menarik calon pasangannya. Katak betina memilih pasangan katak jantan sejenis yang disukainya. Jika cocok, katak betina masuk ke dalam air, katak jantan segera naik ke punggung katak betina. Katak betina mengeluarkan telur dan katak jantan menyiram telur itu dengan spermanya. Telur katak diikat dan dilindungi dengan cairan sejenis jelly sehingga menjadi seperti untaian jelly yang lembut. • Telur katak menetas antara 3-25 hari. Cepat lambatnya telur menetas bergantung pada temperatur air. Semakin tinggi suhu air, semakin cepat menetasnya Reptil - Penyu • Penyu membutuhkan kurang lebih 15-50 tahun untuk dapat melakukan perkawinan. Selama masa kawin, penyu laut jantan menarik perhatian betinanya dengan menggosok-gosokkan kepalanya atau menggigit leher sang betina. Sang jantan kemudian mengaitkan tubuhnya ke bagian belakang cangkang si betina. Kemudian ia melipat ekornya yang panjang ke bawah cangkang betina. Beberapa jantan dapat saling berkompetisi untuk merebut perhatian si betina. Hanya penyu laut betina yang pergi ke pantai untuk bersarang dan menetaskan telurnya. • Penyu betina naik ke pantai untuk bertelur. Dengan kaki depannya, mereka menggali lubang untuk meletakkan telur-telurnya. Kemudian mereka mengisi lubang itu dengan telur-telurnya sebanyak kurang lebih 100 butir (bahkan mungkin lebih). Kemudian mereka dengan hati-hati menutup kembali lubang tersebut dengan pasir dan meratakan pasir tersebut untuk menyembunyikan atau menyamarkan letak lubang telurnya. Setelah proses melelahkan ini selama kurang lebih 1-3 jam berakhir, mereka kembali ke laut. Ular Buaya • Perawatan yang dilakukan buaya, hewan liar yang hidup di sungai, untuk anaknya ternyata cukup mengejutkan. Pertama-tama, buaya menggali lubang sebagai tempat pengeraman telur. Suhu di dalam lubang tak boleh lebih dari 30ºC. Kenaikan suhu sedikit saja dapat mengancam kehidupan embrio di dalam telur. Induk buaya mencegah hal ini dengan mencari lubang tempat penyimpanan telur di tempat teduh. Meskipun demikian, ini mungkin belum cukup. Oleh karena itu, induk buaya juga melakukan upaya lain untuk menjaga suhu telur selalu konstan. Penguin • Penguin mengerami telurnya selama musim dingin di kutub. Yang mengerami telur bukanlah betina, melainkan yang jantan. Selain harus melawan suhu dingin yang mencapai -40ºC. Pasangan penguin harus menghadapi gletser pada musim ini. Selama musim dingin, gletser terus meluas, sehingga memperpanjang jarak antara tempat pengeraman dan laut sebagai sumber makanan terdekat. Jarak tersebut bisa mencapai lebih dari 100 km. Penguin betina hanya bertelur satu butir. Telur dierami oleh si jantan, sedangkan si betina kembali ke laut. Selama empat bulan mengerami, penguin jantan harus menghadapi badai kutub yang terkadang mencapai kecepatan 100 km/jam. Burung unta Burung Megapoda Burung Cuckoo Ayam • Ovulasi biasa terjadi pada siang hari, terutama pada jam-jam pagi dan jarang terjadi setelah jam 15.00. Telur setelah ovulasi , sekitar 3,5 jam berada di magnum untuk mendapat selubung albumen, 1,25 jam di ithmus dengan terbentuknya membran kerabang dan 21 jam di uterus untuk terbentuknya kerabang keras. Sehingga secara total dibutuhkan 25 sampai 26 jam untuk waktu pembentukan telur. What are the adaptive values of each style off sexual animal reproduction? Number of Eggs: ? Parental Care: ? Habitat: ? Introduction to Reproduction System Complete the type of sexual reproduction typical of each group Vertebrates Fish Amphibian Reptile Bird Mammal Fertilization Development Parental Care Reproductive System of the Human Male Male Reproductive System video Male Reproductive System detailed video The male reproductive system produces sperm cells and provides a mechanism for delivering them to the female's body. Identify the role of: Testes Epididymis Vas deferens Scrotum Outline the functions of the male reproductive organs Vasectomy Surgery video Hormonal control of the Testes Development of Eggs and Sperm Spermatogenesis Meiosis produces gametes in the seminiferous tubules. Close up look at seminiferous tubules video Seminiferous Tubules synthesize sperm Sperm cells Sperm Structures Female Reproductive System Female Reproductive System Female Reproductive System video Ovary Follicle Oogenesis This is the state of the egg when fertilized Stages of Development in the Ovary Ovarian Cycle video Identify the stages of the cycle What happens in the ovary, uterus, and pituitary glands? Uterine Cycle video Menopause: cessation of cycle, ages 46-54, ovaries lose response to FSH & LH Formation of the zygote and early post-fertilization events Cleavage occurs over several days following fertilization. The zygote divides as it travels through the oviduct. By the time the cilia of the oviduct deliver the embryo to the uterus, the embryo is a ball of cells called a blastocyst. The blastocyst implants in the endometrium. A blastocyst forms nearly a week after fertilization Four membranes protect and nourish the embryo, which consists of three tissue layers. Nutrients and waste products are exchanged between the fetus and the mother within the placenta. The umbilical vein (red) carries oxygen-rich blood and nutrients to the fetus. The umbilical arteries are blue, indicating that they carry oxygen-depleted blood and waste products away from the fetus. Placental circulation: materials are exchanged by diffusion, active transport, and selective absorption. Not by direct blood contact. Structure and function of the placenta video Human fetal development: Amniotic Sac 5 weeks Blood Incompatibility video 14 weeks 20 weeks Hormonal induction of labor Fertilization in Mammals Zona pellucida Changes that occur in the egg after fertilization video Cleavage partitions the zygote into many smaller cells Rapid cell division without growth produces cells called blastomeres. • In both sea urchins and frogs first two cleavages are vertical. • The third division is horizontal. • The result is an eight-celled embryo with two tiers of four cells. • Continued cleavage produces the morula. • A blastocoel forms within the morula blastula View the sea urchin development video on the CD Gastrulation rearranges the blastula to form a threelayered embryo with a primitive gut Development after fertilization video (triploblastic) Organogenesis forms the organs from the three embryonic germ layers Organogenesis in a frog embryo View frog development video on CD Amniote embryos develop in a fluid-filled sac within a shell or uterus The amniote embryo is an adaptation for reproduction in the terrestrial environment. Shelled eggs of reptiles and birds. Uterus of placental mammals. Extraembryonic membranes in a chick Identify the membranes that provide supporting functions Protection from mechanical shock Gas exchange Disposal of uric acid Nutrient source Extraembryonic membranes in a chick How extraembryonic membranes support chick video • The four extraembryonic membranes are the yolk sac, amnion, chorion, and allantois. – Cells of the yolk sac digest yolk providing nutrients to the embryo. – The amnion encloses the embryo in a fluid-filled amniotic sac which protects the embryo from drying out. – The chorion cushions the embryo against mechanical shocks. – The allantois functions as a disposal sac for uric acid. Early development of a human embryo and its extraembryonic membranes Embryonic membranes – homologous with those of shelled eggs. Chorion: completely surrounds the embryo and other embryonic membranes. Amnion: encloses the embryo in a fluid-filled amniotic cavity. Yolk sac: found below the developing embryo. Develops from the hypoblast. Site of early formation of blood cells which later migrate to the embryo. Allantois: develops as an outpocketing of the embryo’s rudimentary gut. Incorporated into the umbilical cord, where it forms blood vessels. • Organogenesis begins with the formation of the neural tube, notochord, and somites. Embryonic membranes – homologous with those of shelled eggs. Impact of Drugs and Chemicals on Fetal Development video During labor, hormones stimulate the uterus to contract. The contractions push the baby out of the mother's body. The Process of Birth
