Phylum Porifera

 










Sobat pernah nonton Spongebob Squarepant ?

Yup, film kartun produksi Nikelodeon ini menceritakan tentang kehidupan seorang spon yang hidup di sebuah kota bernama Bikini bottom.

Kali ini kita akan menguak siapa sih sebenarnya si Spongebob itu ?
Materi ini telah berikan pada saat kita masih duduk di sekolah menengah pertama (SMP) namun akan lebih diperdalam di Sekolah Menengah Atas (SMA) di semester dua.

Kali ini kita akan membahas tentang :

1. Pengertian Porifera
2. Lapisan Porifera
3. Struktur tubuh
4. Sistem sirkulasi air
5. Klasifikasi Porifera

Porifera (Latin, Phorus = pori-pori, ferre = pembawa) adalah hewan invertebrata yang mempunyai tubuh berpori-pori. Bentuk tubuh hewan ini tidak hanya kotak, tapi bermacam macam. Ada yang seperti piala, terompet, dan ada yang bercabang menyerupai tumbuhan. Struktur tubuhnya radial simetris. Porifera hidup di air laut dan air tawar.

Porifera memiliki tiga lapisan

1. Epidermis (lapisan terluar)
   Lapisan terluar dari porifera dan tersusun oleh sel sel epitelium pipih yang disebut Pinakosit
2. Mesoglea
   Lapisan pembatas antara epidermis dan endodermis. Mesoglea pada Porifera mengandung dua macam sel yaitu:
   
   • Sel Ameboid
     Sel ameboid berfungsi untuk mengangkut zat makanan dan zat-zat sisa metablisme dari sel satu ke sel lain
   • Sel Sklerobas
     Sel Sklerobas berfungsi sebagai pembentuk spikula
3. Endodermis (lapisan dalam)
   Endodermis adalah lapisan dalam yang terdiri dari sel-sel leher atau koanosit yang memiliki flagel dan berfungsi sebagai pencerna makanan

Porifera mengeluarkan zat sisa metabolisme (Ekskresi dan Respirasi) secara difusi melalui permukaan tubuh.
Sel Koanosit pada porifera berfungsi sebagai alat pencernaan
Sel Arkeosit pada porifera berfungsi sebagai alat reproduksi.

Struktur tubuh

Keterangan.

oskulum    : tempat keluarnya air yang berasal dari spongosol
mesoglea   : lapisan pembatas antara lapisan dalam dan lapisan luar
porosit    : saluran penghubung antara pori-pori dan spongosol. tempat masuknya air.
spongosol  : rongga di bagian dalam tubuh porifera
ameboid    : sel yang berfungsi mengedarkan makanan.
epidermis  : lapisan terluar
spikula    : pembentuk/penyusun tubuh
flagel     : alat gerak koanosit
koanosit   : sel pelapis spongosol seta berfungsi sebagai pencerna makanan.
di bagian ujungnya terdapat flagel dan di pangkalnya terdapat vakuola.

Sistem sirkulasi air
Sistem saluran air pada porifera dibedakan menjadi tiga tipe yaitu :

1. Ascon
   Ascon merupakan tipe saluran air dimana lubang-lubang ostiumnya dihubungkan dengan saluran lurus yang langsung menuju ke spongosol (rongga dalam)
2. Sycon
   Sycon merupakan tipe saluran air dimana lubang-lubang ostiumnya dihubungkan dengan saluran yang bercabang-cabang ke rongga-rangga yang berhubungan langsung dengan spongosol
3. Leucon.
   Leucon merupakan tipe saluran air dimana lubang-lubang ostiumnya dihubungkan dengan saluran yang bercabang-cabang ke rongga yang sudah tidak berhubunga langsung dengan spongosol.

Klasifikasi

1. Calcarea
   Calcarea memiliki spikula dari zat kapur dan hidup di laut yang dangkal
2. Hexactinellida
   Hexactinellida sering di sebut spons gelas. Memiliki spikula dari zat kresik dan hidup di laut yang dalam.
3. Demospongiae
   Demospongiae bertubuh lunak karena tidak memiliki rangka.

Sistem Saraf Manusia

Rasa nikmat dan lezat dari setiap makanan yang dirasakan dipengaruhi oleh adanya rangsangan pada lidah. Ungkapan rasa sakit seperti mengucapkan kata “aduh” juga terkait rangsangan pada bagian tertentu tubuh kita. Oleh karena itu, rangsangan (stimulus) diartikan sebagai segala sesuatu yang menyebabkan perubahan pada tubuh atau bagian tubuh tertentu. Sedangkan alat tubuh yang menerima rangsa ng an tersebut dinamakan indra (reseptor). Adanya reseptor, memungkinkan rangsangan dihantarkan menuju sistem saraf pusat. Di dalam saraf pusat, rangsangan akan diolah untuk dikirim kembali menuju efektor, seperti otot dan tulang oleh suatu sel saraf sehingga terjadi tanggapan (respons).

Sementara itu, rangsangan yang menuju tubuh dapat berasal dari bau, rasa (seperti pahit, manis, asam, dan asin), sentuhan, cahaya, suhu, tekanan, dan gaya berat. Rangsang an semacam ini akan diterima oleh indra penerima yang disebut reseptor luar (eksteroseptor).
Sedangkan rangsangan yang berasal dari dalam tubuh misalnya rasa lapar, kenyang, nyeri, maupun kelelahan akan diterima oleh indra yang dinamakan reseptor dalam (interoseptor). Tentu semua rangsangan ini dapat kita rasakan karena pada tubuh kita terdapat sel-sel reseptor.

1. Sel Saraf (Neuron)
Sistem saraf tersusun atas miliaran sel yang sangat khusus yang disebut sel saraf (neuron). Setiap neuron tersusun atas badan sel, dendrit, dan akson (neurit).
Badan sel merupakan bagian sel saraf yang mengandung nukleus (inti sel) dan tersusun pula sitoplasma yang bergranuler dengan warna kelabu. Di dalamnya juga terdapat membran sel, nukleolus (anak inti sel), dan retikulum endoplasma. Retikulum endoplasma tersebut memiliki struktur berkelompok yang disebut badan Nissl.

Pada badan sel terdapat bagian yang berupa serabut de ngan penjuluran pendek. Bagian ini disebut dendrit. Dendrit memiliki struktur yang bercabang-cabang (seperti pohon) dengan berbagai bentuk dan ukuran. Fungsi dendrit adalah menerima impuls (rangsang) yang datang dari reseptor. Kemudian impuls tersebut dibawa menuju ke badan sel saraf. Selain itu, pada badan sel juga terdapat penjuluran panjang dan kebanyakan tidak bercabang. Namanya adalah akson atau neurit. Akson berperan dalam menghantarkan impuls dari badan sel menuju efektor, seperti otot dan kelenjar. Walaupun diameter akson hanya beberapa mikrometer, namun panjangnya bisa mencapai 1 hingga 2 meter.

Supaya informasi atau impuls yang dibawa tidak bocor (sebagaiisolator), akson dilindungi oleh selubung lemak yang kemilau. Kita bisa menyebutnya selubung mielin. Selubung mielin dikelilingi oleh sel-sel Schwan. Selubung mielin tersebut dihasilkan oleh selsel pendukung yang disebut oligodendrosit. Sementara itu, pada akson terdapat bagian yang tidak terlindungi oleh selubung mielin. Bagian ini disebut nodus Ranvier, yang berfungsi memperbanyak impuls saraf atau mempercepat jalannya impuls.
Berdasarkan struktur dan fungsinya, neuron dikelompokkan dalam tiga bagian, yaitu neuron sensorik, neuron motorik, dan interneuron.
Neuron sensorik merupakan neuron yang memiliki badan sel bergerombol membentuk simpul saraf atau ganglion (jamak = ganglia). Dendritnya berhubungan dengan neurit neuron lain, sedangkan neuritnya berkaitan dengan dendrit neuron lain. Fungsi neuron sensorik yakni meneruskan impuls (rangsangan) dari reseptor menuju sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang). Oleh karena itu, neuron sensorik disebut pula neuron indra.
Sementara itu, neuron motorik merupakan neuron yang berperan meneruskan impuls dari sistem saraf pusat ke otot dan kelenjar yang akan melakukan respon tubuh. Karena perannya ini, neuron motorik disebut pula neuron penggerak. Dendrit neuron motorik berhubungan dengan neurit neuron lain, adapun neuritnya berkaitan dengan efektor (otot dan kelenjar).
Antara neuron sensorik dan neuron motorik dihubungkan oleh interneuron atau neuron adjustor dengan letak yang berada pada otak dan sumsum tulang belakang. Interneuron merupakan neuron yang membawa impuls dari sensorik atau interneuron lain. Karena itu, interneuron disebut pula neuron konektor.

2. Impuls

Sel-sel saraf bekerja secara kimiawi. Sel saraf yang sedang tidak aktif mempunyai potensial listrik yang disebut potensial istirahat. Jika ada rangsang, misalnya sentuhan, potensial istirahat berubah menjadi potensial aksi. Potensial aksi merambat dalam bentuk arus listrik yang disebut impuls yang merambat dari sel saraf ke sel saraf berikutnya sampai ke pusat saraf atau sebaliknya. Jadi, impuls adalah arus listrik yang timbul akibat adanya rangsang.

3. Sinapsis

Dalam pelaksanaannya, sel-sel saraf bekerja bersama-sama. Pada saat datang rangsang, impuls mengalir dari satu sel saraf ke sel saraf penghubung, sampai ke pusat saraf atau sebaliknya dari pusat saraf ke sel saraf terus ke efektor. Hubungan antara dua sel saraf disebut sinapsis.
Ujung neurit bercabang-cabang, dan ujung cabang yang berhubungan dengan sel saraf lain membesar disebut bongkol sinaps (knob). Pada hubungan dua sel saraf yang disebut sinaps tersebut, dilaksanakan dengan melekatnya neurit dengan dendrit atau dinding sel. Jika impuls sampai ke bongkol sinaps pada bongkol sinaps akan disintesis zat penghubung atau neurotransmiter, misalnya zat asetilkolin.
Dengan zat transmiter inilah akan terjadi potensial aksi pada dendrite yang berubah menjadi impuls pada sel saraf yang dihubunginya. Setelah itu, asetilkolin akan segera tidak aktif karena diuraikan oleh enzim kolin esterase menjadi asetat dan kolin.

4. Mekanisme Penghntaran Impuls Saraf

Seperti halnya jaringan komputer, sistem saraf mengirimkan sinyalsinyal listrik yang sangat kecil dan bolak-balik, dengan membawa informasi dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sinyal listrik tersebut dinamakan impuls (rangsangan). Ada dua cara yang dilakukan neuron sensorik untuk menghantarkan impuls tersebut, yakni melalui membran sel atau membran plasma dan sinapsis.
4.1 Penghantaran Impuls Saraf melalui Membran Plasma
Di dalam neuron, sebenarnya terdapat membran plasma yang sifatnya semipermeabel. Membran plasma neuron tersebut berfungsimelindungi cairan sitoplasma yang berada di dalamnya. Hanya ion-ion tertentu akan dapat bertranspor aktif melewati membran plasma
menuju membran plasma neuron lain.
Apabila tidak terdapat rangsangan atau neuron dalam keadaan istirahat, sitoplasma di dalam membran plasma bermuatan listrik negatif, sedangkan cairan di luar membran bermuatan positif. Keadaan yang demikian dinamakan polarisasi atau potensial istirahat. Perbedaan muatan ini terjadi karena adanya mekanisme transpor aktif yakni pompa natrium-kalium. Konsentrasi ion natrium (Na+) di luar membrane plasma dari suatu akson neuron lebih tinggi dibandingkan konsentrasi di dalamnya. Sebaliknya, konsentrasi ion kalium (K+) di dalamnya lebih besar daripada di luar. Akibatnya, mekanisme transpor aktif terjadi pada membran plasma.
Kemudian, apabila neuron dirangsang dengan kuat, permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+ berubah meningkat. Peningkatan permeabilitas membran ini menjadikan ion Na+ berdifusi ke dalam membran, sehingga muatan sitoplasma berubah menjadi positif. Fase seperti ini dinamakan depolarisasi atau potensial aksi.
Sementara itu, ion K+ akan segera berdifusi keluar melewati membrane Fase ini dinamakan repolarisasi. Perbedaan muatan pada bagian yang mengalami polarisasi dan depolarisasi akan menimbulkan arus listrik.
Nah, kondisi depolarisasi ini akan berlangsung secara terus-menerus, sehingga menyebabkan arus listrik. Dengan demikian, impuls saraf akan terhantar sepanjang akson. Setelah impuls terhantar, bagian yang mengalami depolarisasi akan meng alami fase istirahat kembali dan tidak ada impuls yang lewat. Waktu pemulihan ini dinamakan fase refraktori atau undershoot.

5. Susunan Sistem Saraf 


5.1 Susunan Saraf Tidak Sadar

1. Sistem Saraf Pusat

Tanpa sistem saraf pusat, kemungkinan kita menjadi makhluk yang tak berdaya dan tidak bisa melakukan apapun. Sebab, di dalam sistem saraf pusat tubuh kita terdiri atas otak dan sumsum tulang belakang. Dua bagian tubuh inilah yang menjadi sentral pusat koordinasi tubuh kita.
Pada manusia, otak dan sumsum tulang belakang dilindungi oleh suatu tulang. Tulang yang melindungi otak adalah tulang tengkorak, sedangkan sumsum tulang belakang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Kedua organ penting ini juga dilindungi oleh suatu lapisan pembungkus yang tersusun dari jaringan pengikat. Lapisan ini disebut meninges. Meninges terbagi menjadi tiga lapisan, meliputi lapisan dalam disebut piameter; lapisan tengah disebut arachnoid; dan lapisan dalam disebut durameter.
Di antara piameter dan arachnoid terdapat ruangan yang berisi cairan, disebut ruang sub-arachnoid. Cairannya dinamakan cairan serebrospinal. Fungsi cairan ini adalah sebagai bantalan yang meredam guncangan saat terjadi benturan pada otak dan sumsum tulang belakang. Di dalam otak dapat terjadi benturan misalnya antara otak dengan tulang kepala. Sedangkan pada sumsum tulang belakang, benturan yang terjadi antara sumsum tulang belakang dengan tulang belakang.

1. Otak

Otak merupakan benda lengket yang lunak, bermi nyak, dan kenyal. Jutaan saraf menghubungkannya dengan seluruh tubuh, syaraf tersebut membawa pesan baik menuju otak atau dari otak. Beratnya sekitar 1,6 kg pada laki-laki dan 1,45 kg pada perempuan. Perbedaan ini terjadi semata-mata karena bentuk otak laki-laki yang lebih besar dan berat. Sementara, berat ini tidak terkait dengan kecerdasan seseorang. Namun, banyaknya jumlah hubungan sel dalam otaklah yang menunjukkan kecerdasan.
Otak manusia terdiri atas dua belahan (hemisfer) yang besar, yakni belahan kiri dan belahan kanan. Oleh karena terjadi pindah silang pada tali spinal, belahan otak kiri mengendalikan sistem bagian kanan tubuh, sebaliknya belahan kanan mengendalikan sistem bagian kiri tubuh. Tali spinal (sumsum tulang belakang) merupakan tali putih kemilau yang berasal dari dasar otak hingga tulang belakang.
Saat masih embrio, otak manusia terdapat tiga bagian yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Setelah dewasa, otak depannya terbagi menjadi telensefalon dan diensefalon. Sementara, otak belakangnya terbagi menjadi metensefalon dan mielensefalon. Bagian dorsal metensefalon membentuk serebelum, sedangkan mielensefalon menjadi medula oblongata.
Antara bagian tengah sumsum tulang belakang dan otak terdapat saluran yang saling berhubungan, yang disebut ventrikel. Ventrikel membagi otak menjadi empat ruangan. Di dalam ventrikel, terdapat cairan serebrospinal yang dapat bertukar bahan dengan darah dari pembuluh kapiler pada otak.

(1) Otak depan (Prosensefalon)

Pada bagian depan otak manusia terdapat bagian yang paling menonjol disebut otak besar atau serebrum (cerebrum). Serebrum ini terbagi menjadi belahan (hemisfer) serebrum kanan dan kiri. Permukaan luar serebrum (korteks serebrum) berwarna abu-abu karena mengandung banyak badan sel saraf. Selain itu, pada bagian dalam (medula) otak depan terdapat lapisan yang berwarna putih, karena mengandung dendrit dan akson.
Korteks serebrum berkaitan dengan sinyal saraf ke dan dari berbagai bagian tubuh. Karenanya, pada korteks serebrum terdapat area sensorik yang menerima impuls dari reseptor pada indra. Di samping itu, bagian tersebut terdapat juga area motorik yang mengirimkan perintah pada efektor. Selain itu, terdapat terdapat area asosiasi yang menghubungkan area motorik dan sensorik serta berperan dalam berbagai aktivitas misalnya berpikir, menyimpan
ingatan, dan membuat keputusan.
Otak depan manusia terbagi atas empat lobus (bagian), meliputi lobus frontalis (bagian depan), lobus temporalis (bagian samping), lobus oksipitalis (bagian belakang), dan lobus parietalis (bagian antara depan-belakang). Pada bagian kepala manusia, lobus frontalis berada pada bagian dahi; lobus temporalis berada pada bagian pelipis; lobus oksipitalis berada pada bagian belakang kepala; dan lobus parietalis berada pada bagian ubun-ubun.
Lobus-lobus ini memiliki fungsi yang beragam. Lobus frontalis berfungsi sebagai pusat berpikir; lobus temporalis sebagai pusat pendengaran dan berbahasa; lobus oksipitalis sebagai pusat penglihatan; dan lobus parietalis sebagai pusat sentuhan dan gerakan.
Otak depan juga mencakup bagian-bagian yang lain, seperti talamus, hipotalamus, kelenjar pituitari, dan kelenjar pineal.Sebelum diterima area sensorik serebrum, semua  rangsangan akan diproses terlebih dahulu oleh talamus. Hanya rangsangan penciuman saja yang tidak diterima oleh talamus tersebut. Sedangkan fungsi talamus yang lain misalnya mengatur suhu dan kandungan air dalam darah, kemudian juga mengkoordinasi aktivitas yang terkait emosi.
Hipotalamus merupakan bagian yang berfungsi mengatur suhu tubuh, selera makan, dan tingkah laku. Selain itu, hipotalamus juga mengontrol kelenjar pituitari, yakni kelenjar hormon yang berperan dalam mengontrol kelenjar-kelenjar homon lainya, seperti kelenjar tiroid, kelenjar adrenalin, dan pankreas.

(b) Otak Tengah (Mesenfalon)

Otak tengah manusia berbentuk kecil dan tidak terlalu mencolok. Di dalam otak tengah terdapat bagian-bagian seperti lobus optik yang mengatur gerak bola mata dan kolikulus inferior yang mengatur pendengaran. Otak tengah berfungsi menyampaikan impuls antara otak depan dan otak belakang, kemudian antara otak depan dan mata.

(c) Otak Belakang (Rombesenfalon)

Otak belakang manusia tersusun atas dua bagian utama yakni otak kecil (serebelum) dan medula oblongata. Serebelum adalah bagian yang berkerut di bagian belakang otak, dan terdiri atas dua. belahan yang berliku-liku sangat dalam. Fungsinya adalah sebagai pusat keseimbangan dalam tubuh, koordinasi motorik/gerakan otot, dan memantau kedudukan posisi tubuh. Adanya serebelum memungkinkan kita belajar gerakan yang terlatih dan saksama, seperti menulis atau bermain musik tanpa berpikir.
Di antara kedua belahan serebelum terdapat suatu bagian yang berisi serabut saraf. Bagian tersebut dinamakan jembatan varol (pons varolii). Fungsinya ialah menghantarkan impuls dari bagian kiri dan kanan otak kecil. Selain itu, jembatan varol juga menghubungkan korteks otak besar dengan otak kecil, dan antara otak depan dengan sumsum tulang belakang.
Sementara itu, medula oblongata (sumsum lanjutan) tampak seperti ujung bengkak pada tali spinal. Letaknya di antara bagian tertentu otak dengan sumsum tulang belakang. Medula oblongata berfungsi saat terjadi proses pengaturan denyut jantung, tekanan darah, gerakan pernapasan, sekresi ludah, menelan, gerak peristaltik, batuk, dan bersin.
Serebelum, jembatan varol, dan medula oblongata membentuk batang otak. Batang otak merupakan bagian otak sebelah bawah yang berhubungan dengan sumsum tulang belakang. Batang otak berfungsi mengontrol berbagai proses penting bagi kehidupan, seperti bernapas, denyut jantung, mencerna makanan, dan membuang kotoran.

b) Sumsum Tulang Belakang


Sumsum tulang belakang atau tali spinal merupakan tali putih kemilau berbentuk tabung dari dasar otak menuju ke tulang belakang. Pada irisan melintangnya, tampak ada dua bagian, yakni bagian luar yang berpenampakan putih dan bagian dalam yang berpenampakan abu-abu dengan berbentuk kupu-kupu. Bagian luar sumsum tulang belakang berwarna putih, karena tersusun oleh akson dan dendrit yang berselubung mielin. Sedangkan bagian dalamnya berwarna abu-abu, tersusun oleh badan sel yang tak berselubung mielin dari interneuron dan neuron motorik.
Apabila sumsum tulang belakang diiris secara vertikal, bagian dalam berwarna abu-abu terdapat saluran tengah yang disebut ventrikel dan berisi cairan serebrospinal. Ventrikel ini berhubungan juga dengan ventrikel di dalam otak. Bagian dalamnya mempunyai dua akar saraf yaitu akar dorsal yang berisi saraf sensorik ke arah punggung, dan akar ventral yang berisi saraf motorik ke arah perut.
Sumsum tulang belakang memiliki fungsi penting dalam tubuh. Fungsi tersebut antara lain menghubungkan impuls dari saraf sensorik ke otak dan sebaliknya, menghubungkan impuls dari otak ke saraf motorik; memungkinkan menjadi jalur terpendek pada gerak refleks. Mekanisme penghantaran impuls yang terjadi pada tulang belakang yakni sebagai berikut; rangsangan dari reseptor dibawa oleh neuron sensorik menuju sumsum tulang belakang melalui akar dorsal untuk diolah dan ditanggapi. Selanjutnya, impuls dibawa neuron motorik melalui akar ventral ke efektor untuk direspons.

2) Sistem Saraf Tepi


Sistem saraf tepi dinamakan pula sistem saraf perifer. Sistem saraf tepi merupakan bagian dari sistem saraf tubuh yang meneruskan rangsangan (impuls) menuju dan dari system saraf pusat. Karena itu, di dalamnya terdapat serabut saraf sensorik (saraf aferen) dan serabut saraf motorik (saraf eferen).
Serabut saraf sensorik adalah sekumpulan neuron yang menghantarkan impuls dari reseptor menuju sistem saraf pusat. Sedangkan serabut saraf motorik berperan dalam menghantarkan impuls dari sistem saraf pusat menuju efektor (otot dan kelenjar) untuk ditanggapi.
Berdasarkan asalnya, sistem saraf tepi terbagi atas saraf kranial dan saraf spinal yang masing-masing berpasangan, serta ganglia (tunggal: ganglion). Saraf kranial merupakan semua saraf yang keluar dari permukaan dorsal otak. Saraf spinal ialah semua saraf yang keluar dari kedua sisi tulang belakang. Masing-masing saraf ini mempunyai karakteristik fungsi dan jumlah saraf yang berbeda. Sementara itu, ganglia merupakan kumpul an badan sel saraf yang membentuk simpul-simpul saraf dan di luar sistem saraf pusat.

b. Sistem Saraf Tak Sadar

Sistem saraf tak sadar merupakan sekumpulan saraf yang mengatur aktivitas yang tidak kita pikirkan terlebih dahulu. Misalnya saja, pergerakan paru-paru dan jantung. Kita tidak pernah berkehendak supaya aktivitas gerakan paru-paru dan jantung terjadi dengan koordinasi oleh sistem saraf pusat. Oleh karena itu, sistem saraf sadar disebut juga sistem saraf otonom. Organ yang beraktivitas dan dikontrol oleh sistem saraf sadar, meliputi kelenjar keringat, otot perut, pembuluh darah, dan alat-alat reproduksi.
Menurut karakteristik kerjanya, sistem saraf sadar terbagi atas dua saraf, meliputi saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Masing-masing saraf ini dapat bekerja pada organ yang sama, namun kerja yang dilakukan saling berlawanan (antagonis). Sebagai contoh, saat saraf simpatik memengaruhi sebuah organ untuk mening katkan aktivitas organ tertentu, justru saraf parasimpatik malah menurunkannya. Perbedaan ini terjadi karena neurotransmiter yang dihasilkan kedua saraf tersebut berbeda. Noradrenalian merupakan neurotransmiter saraf simpatik, sedangkan asetilkolin ialah neurotransmiter saraf parasimpatik.
Pada saraf simpatik dan saraf parasimpatik terdapat penghubung antara sistem saraf pusat dan efektor, yang dinamakan ganglion. Ganglion saraf simpatik berada dekat sumsum tulang belakang. Serabut praganglion saraf simpatik berukuran pendek, sementara serabut pascaganglionnya berukuran panjang. Sebaliknya, saraf parasimpatik memiliki serabut praganglion yang berukuran panjang dan serabut pascaganglion yang pendek.

Jaringan Tumbuhan

Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama. Jaringan pada tumbuhan dan hewan berbeda. Kali ini kita pelajari jaringan tumbuhan terlebih dahulu. Jenis-jenis jaringan pada tumbuhan antara lain: Jaringan meristem, jaringan parenkim, jaringan epidermis, jaringan klorenkim, jaringan kolenkim, jaringan sklerenkim, jaringan xylem,dan jaringan floem.

a. Jaringan Meristem

Jaringan meristem adalah jaringan yang sel-selnya selalu membelah (mitosis) serta belum berdifferensiasi. Ada beberapa macam jaringan meristem, antara lain :
- Titik tumbuh, terdapat pada ujung batang, meristem ini menyebabkan tumbuh memanjang atau disebut juga tumbuh primer. Terdapat dua teori yang menjelaskan pertumbuhan ini. Yang pertama adalah teori histogen dari Hanstein yang menyatakan titik tumbuh terdiri dari dermatogens yang menjadi epidermis, periblem yang menjadi korteks, dan plerom yang akan menjadi silinder pusat. Teori kedua adalah teori Tunica-Corpus dari Schmidt yang menyatakan bahwa titik tumbuh terdiri atas Tunica yang fungsinya memperluas titik tumbuh, serta Corpus yang berdifferensiasi menjadi jaringan-jaringan.
- Perisikel (perikambium) merupakan tempat tumbuhnya cabang-cabang akar. Letaknya antara korteks dan silinder pusat.
- Kambium fasikuler (kambium primer). Kambium ini terdapat di antara Xilem dan floem pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Khusus pada tumbuhan monokotil, kambium hanya terdapat pada batang tumbuhan Agave dan Pleomele. Kambium fasikuler kea rah dalam membentuk Xilem dank e arah luar membentuk floem, sementara ke samping membentuk jaringan meristematis yang berfungsi memperluas kambium. Pertumbuhan oleh kambium ini disebut pertumbuhan sekunder
- Kambium sekunder (kambium gabus/ kambium felogen), kambium ini terdapat padapermukaan batang atau akar yang pecah akibat pertumbuhan sekunder. Kambium gabus kea rah luar membentu sel gabus pengganti epidermis dank e arah dalam membentuk sel feloderm hidup. Kambium inilah yang menyebabkan terjadinya lingkar tahun pada tumbuhan.
- Parenkim yang meristematis terdapat pada beberapa batang pohon palm raja.


b. Jaringan Parenkim

Jaringan parenkim adalah jaringan yang selnya berdinding selulosa tipis yang berfungsi sebagai pengisi bagian tubuh tumbuhan. Ciri-ciri khas jaringan ini adalah sel-selnya berukuran besar, berdinding tipis dan susunannya renggang sehingga banyak ruang antar sel dan vakuolanya besar. Jaringan ini terletak Pada korteks dan empulur batang dan akar, pada buah, serta di antara Xilem dan floem. Adapun fungsi jaringan parenkim antara lain :

- Sebagai pengisi tubuh,
- Tempat menyimpan cadangan makanan,
- Parenkim yang berklorofil berfungsi sebagai tempat fotosintesis.

Jaringan ini dibagi dua, yang pertama adalah parenkim yang berada di daun, disebut mesofil. Mesofil yang berbentuk panjang disebut palisade, sedangkan yang berbentuk bulat disebut jaringan spons. Jenis jaringan parenkim yang kedua adalah jaringan parenkim berklorofil yang letaknya tidak di daun, disebut klorenkim.

c. jaringan epidermis

Jaringan epidermis adalah jaringan yang terdapat pada tubuh sebelah luar. Jaringan epidermis tersusun atas sel-sel hidup berbentuk pipih selapis yang berderet rapat tanpa ruang antar sel. Jaringan epidermis umumnya tidak berklorofil, kecuali pada epidermis tumbuhan Bryophita dan Pterydophyta serta sekitar stomata. Fungsi jaringan epidermis antara lain :
- Pelindung, tidak dapat ditembus air dari luar, kecuali akar yang muda.
- Peresap air dan mineral pada akar yang muda. Oleh karena itu akar-akar yang muda epidermisnya diperluas dengan tonjolan-tonjolan yang disebut bulu akar.
- Untuk penguapan air yang berlebiha. Bisa melalui evaporasi atau gutasi
- Tempat difusi O2 dan CO2 sewaktu respirasi, terjadi pada epidermis yang permukaannya bergabus
Epidermis memiliki beberapa struktur khas sebagai berikut :
- Stomata (mulut daun), yaitu lubang pada lapisan epidermis daun. Sekitar stomata terdapat sel yang berklorofil disebut sel penutup. Stomata berfungsi sebagai tempat masuknya CO2 dan keluarnya O2 sewaktu berfotosintesis. Selai itu stomata juga berfungsi untuk penguapan air
- Trichoma, yaitu rambut-rambut yang tumbuh pada permukaan luar dari epidermis daun dan batang. Berfungsi untuk menahan penguapan air.
- Bulu-bulu akar, yaitu rambut-rambut yang tumbuh pada permukaan akar yang dapat diresapi oleh larutan garam-garam tanah.
d. Jaringan Kolenkim
jaringan kolenkim adalah jaringan yang terdiri atas sel-sel hidup yang memiliki selulosa tebal, penebalan yang utama terjadi pada sudut-sudutnya. Jaringan ini biasanya berkelompok membentu untaian atau silinder. Jaringan ini terletak pada bagian terluar batang dan urat daun. Fungsinya sebagai penyokong dan memperkuat organ.

e. Jaringan Sklerenkim

Jaringan sklerenkim terdiri atas sel-sel yang bersifat mati dan seluruh bagian dinding selnya mengalami penebalan. Letaknya adalah di bagian korteks, perisikel, serta di antara xylem dan floem. Jaringan sklerenkim pada bagian keras biji dan buah berupa sklereida
Sklerenkim ada dua jenis, yaitu berbentuk fiber (serat) misalnya rami, dan slereida pada kulit kacang atau kulit biji. Fungsi jaringan sklerenkim adalah sebagai alat penyokong dan pelindung.

f. Jaringan Xilem

Jaringan Xilem terdapat pada bagian kayu tanaman . fungsinya menyalurkan air dari akar menuju bagian atas tanaman. Xilem terdiri atas unsur-unsur sebagai berikut,
- Unsur trakeal terdiri dari trakea yang sel-selnya berbentuk tabung dan trakeid yang sel-selnya lancip panjang, dinding selnya berlubang-lubang
- Serabut Xilem yang terdiri dari sel-sel panjang dan ujungnya meruncing
- Parenkim kayu yang berisi berbagai zat seperti cadangan makanan, tannin dan Kristal

g. Jaringan Floem

Jaringan Floem terdapat bagian kulit kayu berfungsi menyalurkan zat makanan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan. Floem terdiri atas unsur-unsur sebagai berikut,
- Buluh tapis berbentuk tabung dengan bagian ujung berlubang-lubang
- Sel pengiring berbentuk silinder-silinder dan lebih besar daripada sel-sel tapis serta plasmanya pekat
- Serabut floem, bentuknya panjang dengan ujung-ujung berhimpit dan dindingnya tebal
- Parenkim floem, selnya hidup memiliki diding primer dengan lubang kecil yang disebut noktah halaman. Parenkim floem berisi tepung, dammar, atau Kristal.

Sistem Koordinasi

Sistem Saraf










Macam-macam sel saraf berdasarkan fungsinya:
Neuron sensorik/saraf aferen,
Neuron motorik/saraf eferen
Neuron intermediet

Sistem Saraf Pusat
terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang
Otak terbagi menjadi otak depan, tengah dan belakang

Sistem Hormon

Macam-macam kelenjar:
1. Kelenjar Hipofisis/Pituitari
2. Kelenjar Tiroid/Kelenjar Gondok
3. Kelenjar Paratiroid/Kelenjar Anak Gondok,
4. Kelenjar Pulau Langerhans
5. Kelenjar Adrenal
6. Kelenjar Anak Ginjal
7. Kelenjar Lambung,
8. Kelenjar Duodenum



Sistem Indra







Indera Penglihat
Fungsi bagian-bagian bola mata
1. Pelindung bola mata: alis, bulu mata, kelopak mata, kelenjar air mata
Fungsi: melindungi bola mata dari debu, air dan mikroorganisme
2. Bagian luar bola mata, terdiri dari: sklera dan kornea
Fungsi kornea: menangkap cahaya yang masuk ke mata
3. Bagian tengah bola mata terdiri atas: koroid, pupil, lensa, iris
Fungsi koroid: memberi/mensuplai makanan pada mata
Fungsi pupil: mengatur banyak sedikitnya cahaya yang masuk ke mata
Fungsi lensa: memfokuskan cahaya agar jatuh tepat di retina
Fungsi iris: memberi pigmen/warna pada mata
4. Bagian dalam bola mata: retina dan saraf optik
Fungsi retina: tempat jatuhnya bayangan sehingga dapat melihat

Macam gangguan pada bola mata
Radang mata/konjungtivitis
Trakoma
Herpes simplex konjungtivis
Sinanaga (Herpes simplex
Pterigium
Pendarahan sub konjungtiva
Radang selaput pelangi/iritis/uveitis
Lensa keruh/katarak
Rabun jauh/miopi
Rabun dekat/hypermetropi
Rabun tua/presbiopi
Astigmat:
Hemeralopia/rabun senja/rabun ayam
Strabismus/juling
Glukoma
Mata dikromat/buta warna
Mata monokromat/buta warna total

Indera Pendengar








Bagian-bagian telinga.
1. Telinga luar, terdiri atas daun telinga, saluran/lubang telinga, rambut-rambut halus, kelenjar minyak, dan membran tymphani
2. Telinga tengah, terdiri atas saluran Eustachius, jendela oval, jendela bundar, dan 3 tulang pendengaran, yaitu martil/maleus, landasan/incus dan sanggurdi/stapes.
3. Telinga dalam, terdiri atas koklea/rumah siput, 3 saluran setengah lingkaran, ampula, utrikulus dan sakulus.



Gangguan pada telinga
a. Tuli saraf: disebabkan oleh kerusakan saraf auditori atau kerusakan pusat pendengaran di otak.
b. Tuli konduksi: disebabkan oleh kekakuan hubungan antara sanggurdi dengan fenestra ovalis, penyumbatan saluran telinga luar, penebalan atau kerusakan membran timpani, dan mungkin karena ada pengapuran atau kerusakan tulang-tulang pendengaran

Indera Peraba






Bagian-bagian kulit yaitu:
1. Epidermis
Tersusun atas 4 lapisan yaitu Stratum korneum, lusidum, granulosum, dan germinativum:
2. Dermis, terdapat akar rambut, otot penegak rambut, kelenjar keringat, kelenjar minyak, jaringan adipose/lemak, pembuluh darah, sel saraf, reseptor-reseptor

Macam-macam reseptor pada kulit adalah:
Korpuskula Pacini : tekanan
Korpuskula Ruffini : panas
Korpuskula Krause : dingin
Korpuskula Meissner : sentuhan
Korpuskula ujung saraf terbuka: rasa nyeri

Fungsi kulit antara lain:
Indra peraba
Menghasilkan keringat dan minyak
Melindungi tubuh dari sinar matahari
Melindungi otot dari gesekan benda luar


Indera Pengecap










Papilla lidah ada 3 macam, yaitu:
bentuk benang/filiformis
bentuk seperti huruf V/sirkumvalata
bentuk jamur/fungiformis

Indera Pembau
Bagian-bagian rongga hidung:

1. Rambut/bulu, berfungsi untuk menyaring kotoran yang masuk ke hidung.

2. Lendir, berfungsi menjaga kelembapan udara dalam hidung.
3. Pembulu darah, berfungsi menghangatkan udara yang masuk ke hidung.

Sistem Pencernaan Makanan pada Manusia

sistem-pencernaan

Sistem pencernaan makanan pada manusia terdiri dari beberapa organ, berturut-turut dimulai dari
1. Rongga Mulut,
2. Esofagus
3. Lambung
4. Usus Halus
5. Usus Besar
6. Rektum
7. Anus.

Rongga Mulut

rongga-mulut

Mulut merupakan saluran pertama yang dilalui makanan. Pada rongga mulut, dilengkapi alat pencernaan dan kelenjar pencernaan untuk membantu pencernaan makanan. Pada Mulut terdapat :
a.Gigi
Memiliki fungsi memotong, mengoyak dan menggiling makanan menjadi partikel yang kecil-kecil. Perhatikan gambar disamping.
b..Lidah
Memiliki peran mengatur letak makanan di dalam mulut serta mengecap rasa makanan.
c..Kelenjar Ludah
Ada 3 kelenjar ludah pada rongga mulut. Ketiga kelenjar ludah tersebut menghasilkan ludah setiap harinya sekitar 1 sampai 2,5 liter ludah. Kandungan ludah pada manusia adalah : air, mucus, enzim amilase, zat antibakteri, dll. Fungsi ludah adalah melumasi rongga mulut serta mencerna karbohidrat menjadi disakarida.
Esofagus (Kerongkongan)
Merupakan saluran yang menghubungkan antara rongga mulut dengan lambung. Pada ujung saluran esophagus setelah mulut terdapat daerah yang disebut faring. Pada faring terdapat klep, yaitu epiglotis yang mengatur makanan agar tidak masuk ke trakea (tenggorokan). Fungsi esophagus adalah menyalurkan makanan ke lambung. Agar makanan dapat berjalan sepanjang esophagus, terdapat gerakan peristaltik sehingga makanan dapat berjalan menuju lambung
Lambung

lambung

Lambung adalah kelanjutan dari esophagus, berbentuk seperti kantung. Lambung dapat menampung makanan 1 liter hingga mencapai 2 liter. Dinding lambung disusun oleh otot-otot polos yang berfungsi menggerus makanan secara mekanik melalui kontraksi otot-otot tersebut. Ada 3 jenis otot polos yang menyusun lambung, yaitu otot memanjang, otot melingkar, dan otot menyerong.
Selain pencernaan mekanik, pada lambung terjadi pencernaan kimiawi dengan bantuan senyawa kimia yang dihasilkan lambung. Senyawa kimiawi yang dihasilkan lambung adalah :

• Asam HCl ,Mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin. Sebagai disinfektan, serta merangsang pengeluaran hormon sekretin dan kolesistokinin pada usus halus
• Lipase , Memecah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Namun lipase yang dihasilkan sangat sedikit
• Renin , Mengendapkan protein pada susu (kasein) dari air susu (ASI). Hanya dimiliki oleh bayi.
• Mukus , Melindungi dinding lambung dari kerusakan akibat asam HCl.

Hasil penggerusan makanan di lambung secara mekanik dan kimiawi akan menjadikan makanan menjadi bubur yang disebut bubur kim.
Fungsi HCI Lambung :
1. Merangsang keluamya sekretin
2. Mengaktifkan Pepsinogen menjadi Pepsin untuk memecah protein.
3. Desinfektan
4. Merangsang keluarnya hormon Kolesistokinin yang berfungsi merangsang empdu mengeluarkan getahnya.
Usus Halus

usus-halus

Usus halus merupakan kelanjutan dari lambung. Usus halus memiliki panjang sekitar 6-8 meter. Usus halus terbagi menjadi 3 bagian yaitu duodenum (± 25 cm), jejunum (± 2,5 m), serta ileum (± 3,6 m). Pada usus halus hanya terjadi pencernaan secara kimiawi saja, dengan bantuan senyawa kimia yang dihasilkan oleh usus halus serta senyawa kimia dari kelenjar pankreas yang dilepaskan ke usus halus.
Senyawa yang dihasilkan oleh usus halus adalah :

• Disakaridase Menguraikan disakarida menjadi monosakarida
• Erepsinogen Erepsin yang belum aktif yang akan diubah menjadi erepsin. Erepsin mengubah pepton menjadi asam amino.
• Hormon Sekretin Merangsang kelenjar pancreas mengeluarkan senyawa kimia yang dihasilkan ke usus halus
• Hormon CCK (Kolesistokinin) Merangsang hati untuk mengeluarkan cairan empedu ke dalam usus halus.

Selain itu, senyawa kimia yang dihasilkan kelenjar pankreas adalah :

• Bikarbonat Menetralkan suasana asam dari makanan yang berasal dari lambung
• Enterokinase Mengaktifkan erepsinogen menjadi erepsin serta mengaktifkan tripsinogen menjadi tripsin. Tripsin mengubah pepton menjadi asam amino.
• Amilase Mengubah amilum menjadi disakarida
• Lipase Mencerna lemak menjadi asam lemak dan gliserol
• Tripsinogen Tripsin yang belum aktif.
• Kimotripsin Mengubah peptone menjadi asam amino
• Nuklease Menguraikan nukleotida menjadi nukleosida dan gugus pospat
• Hormon Insulin Menurunkan kadar gula dalam darah sampai menjadi kadar normal
• Hormon Glukagon Menaikkan kadar gula darah sampai menjadi kadar normal

PROSES PENCERNAAN MAKANAN
Pencernaan makanan secara kimiawi pada usus halus terjadi pada suasana basa. Prosesnya sebagai berikut :
a. Makanan yang berasal dari lambung dan bersuasana asam akan dinetralkan oleh bikarbonat dari pancreas.
b. Makanan yang kini berada di usus halus kemudian dicerna sesuai kandungan zatnya. Makanan dari kelompok karbohidrat akan dicerna oleh amylase pancreas menjadi disakarida. Disakarida kemudian diuraikan oleh disakaridase menjadi monosakarida, yaitu glukosa. Glukaosa hasil pencernaan kemudian diserap usus halus, dan diedarkan ke seluruh tubuh oleh peredaran darah.
c. Makanan dari kelompok protein setelah dilambung dicerna menjadi pepton, maka pepton akan diuraikan oleh enzim tripsin, kimotripsin, dan erepsin menjadi asam amino. Asam amino kemudian diserap usus dan diedarkan ke seluruh tubuh oleh peredaran darah.
d. Makanan dari kelompok lemak, pertama-tama akan dilarutkan (diemulsifikasi) oleh cairan empedu yang dihasilkan hati menjadi butiran-butiran lemak (droplet lemak). Droplet lemak kemudian diuraikan oleh enzim lipase menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak dan gliserol kemudian diserap usus dan diedarkan menuju jantung oleh pembuluh limfe.
Usus Besar (Kolon)

usus-besar

Merupakan usus yang memiliki diameter lebih besar dari usus halus. Memiliki panjang 1,5 meter, dan berbentuk seperti huruf U terbalik. Usus besar dibagi menjadi 3 daerah, yaitu : Kolon asenden, Kolon Transversum, dan Kolon desenden. Fungsi kolon adalah :
a. Menyerap air selama proses pencernaan.
b. Tempat dihasilkannya vitamin K, dan vitamin H (Biotin) sebagai hasil simbiosis dengan bakteri usus, misalnya E.coli.
c. Membentuk massa feses
d. Mendorong sisa makanan hasil pencernaan (feses) keluar dari tubuh. Pengeluaran feses dari tubuh ddefekasi.
Rektum dan Anus
Merupakan lubang tempat pembuangan feses dari tubuh. Sebelum dibuang lewat anus, feses ditampung terlebih dahulu pada bagian rectum. Apabila feses sudah siap dibuang maka otot spinkter rectum mengatur pembukaan dan penutupan anus. Otot spinkter yang menyusun rektum ada 2, yaitu otot polos dan otot lurik.
Gangguan Sistem Pencernaan
• Apendikitis-Radang usus buntu.
• Diare- Feses yang sangat cair akibat peristaltik yang terlalu cepat.
• Kontipasi -Kesukaran dalam proses Defekasi (buang air besar)
• Maldigesti-Terlalu banyak makan atau makan suatu zat yang merangsang lambung.
• Parotitis-Infeksi pada kelenjar parotis disebut juga Gondong
• Tukak Lambung/Maag-”Radang” pada dinding lambung, umumnya diakibatkan infeksi Helicobacter pylori
• Xerostomia-Produksi air liur yang sangat sedikit
Gangguan pada sistem pencernaan makanan dapat disebabkan oleh pola makan yang salah, infeksi bakteri, dan kelainan alat pencernaan. Di antara gangguan-gangguan ini adalah diare, sembelit, tukak lambung, peritonitis, kolik, sampai pada infeksi usus buntu (apendisitis).
Diare
Apabila kim dari perut mengalir ke usus terlalu cepat maka defekasi menjadi lebih sering dengan feses yang mengandung banyak air. Keadaan seperti ini disebut diare. Penyebab diare antara lain ansietas (stres), makanan tertentu, atau organisme perusak yang melukai dinding usus. Diare dalam waktu lama menyebabkan hilangnya air dan garam-garam mineral, sehingga terjadi dehidrasi.
Konstipasi (Sembelit)
Sembelit terjadi jika kim masuk ke usus dengan sangat lambat. Akibatnya, air terlalu banyak diserap usus, maka feses menjadi keras dan kering. Sembelit ini disebabkan karena kurang mengkonsumsi makanan yang berupa tumbuhan berserat dan banyak mengkonsumsi daging.
Tukak Lambung (Ulkus)
Dinding lambung diselubungi mukus yang di dalamnya juga terkandung enzim. Jika pertahanan mukus rusak, enzim pencernaan akan memakan bagian-bagian kecil dari lapisan permukaan lambung. Hasil dari kegiatan ini adalah terjadinya tukak lambung. Tukak lambung menyebabkan berlubangnya dinding lambung sehingga isi lambung jatuh di rongga perut. Sebagian besar tukak lambung ini disebabkan oleh infeksi bakteri jenis tertentu.
Beberapa gangguan lain pada sistem pencernaan antara lain sebagai berikut: Peritonitis; merupakan peradangan pada selaput perut (peritonium).
Gangguan lain adalah salah cerna akibat makan makanan yang merangsang lambung, seperti alkohol dan cabe yang mengakibatkan rasa nyeri yang disebut kolik. Sedangkan produksi HCl yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya gesekan pada dinding lambung dan usus halus, sehingga timbul rasa nyeri yang disebut tukak lambung. Gesekan akan lebih parah kalau lambung dalam keadaan kosong akibat makan tidak teratur yang pada akhirnya akan mengakibatkan pendarahan pada lambung.
Gangguan lain pada lambung adalah gastritis atau peradangan pada lambung. Dapat pula apendiks terinfeksi sehingga terjadi peradangan yang disebut apendisitis.

Kultur Jaringan Anggrek

Kultur jaringan anggrek -- Penelitian yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas Anggrek Dendrobium hibrida dengan perlakuan pemberian kolkhisin telah dilaksanakan di rumah paranet kebun Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian UPN “Veteran” Yogyakarta pada bulan Juli 2003 sampai dengan Januari 2004. Penelitian dilaksanakan faktorial dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Lengkap. Faktor lama perendaman terdiri atas 3 jam, 6 jam, dan 9 jam. Faktor konsentrasi kolkhisin terdiri atas 0,01 %, 0,02 %, dan 0,03 % dengan kontrol lepas adalah tanaman anggrek dendrobium hibrida tanpa perendaman kolkhisin. Parameter yang diamati adalah diameter batang utama (mm), ukuran bunga (cm), ketebalan sepal, petal dan labelum bunga, dan jumlah kromosom. Hasil penelitian menunjukkan adanya interaksi antara perendaman dan konsentrasi kolkhisin yang diberikan pada diameter batang, ukuran bunga, ketebalan sepal dan labelum dan jumlah kromosom. Kualitas bunga yang diperlakukan dengan kolkhisin lebih baik dibandingkan kontrol.


Peningkatan kualitas anggrek dendrobium hibrida dengan pemberian kolkhisin


sari tembakau (Nicotiana tabacum L.) dengan perlakuan kolkhisin, menyatakan bahwa pada planlet yang diberi perlakuan kolkhisin telah terjadi peningkatan jumlah daun, panjang ruas daun semakin pendek, lebar dan panjang serta luas daun semakin besar. Konsentrasi kolkhisin 0,40% menghasilkan tanaman di-haploid; konsentrasi 0,10% menghasilkan tanaman tri- haploid; dan konsentrasi 0,25% menghasilkan tanaman albino. Jauhariana (1995) meneliti tentang pengaruh pemberian kolkhisin terhadap perubahan jumlah kromosom, struktur anatomi daun dan gula pada stek tanaman Stevia rebaudiana Bertoni M. Hasil penelitian yang diperoleh adalah perlakuan perendaman selama 1 jam pada konsentrasi larutan kolkhisin 0,04% sudah dapat menginduksi timbulnya tetraploid, tetapi perlakuan perendaman selama 2 jam pada konsentrasi larutan kolkhisin 0,02% akan memberikan hasil terbaik terhadap pertumbuhan stek Stevia rebaudiana. Nurfadalina (1997), mengatakan bahwa konsentrasi larutan kolkhisin dan waktu perendaman yang berpengaruh terhadap jumlah kromosom, indeks stomata, dan kandungan protein tanaman polong kapri adalah konsentrasi 5 ppm dan 10 ppm dengan perendaman 6 jam. Tanaman poliploid biasanya memiliki ukuran bagian-bagian tanaman, yaitu akar, batang, daun, bunga, buah, yang lebih besar; sel lebih besar dan tampak jelas pada sel-sel epidermis; inti sel juga lebih besar; buluh-buluh pengangkutan berdiameter lebih besar; dan ukuran stomata yang lebih besar.

Konservasi Informasi Genetika

Untuk mempertahankan hidupnya organisme berkembang-biak dengan cara kawin ataupun dengan cara tidak kawin.  Kawin merupakan cara pembiakan utama pada organisme tingkat tinggi.  Pada organisme tingkat rendah, cara tidak kawin merupakan strategi utamanya. Nampaknya, arah perubahan evolutif bergerak dari strategi tidak kawin menjadi strategi kawin [mengapa?]. Baik cara kawin atau tidak kawin, prinsipnya adalah menghasilkan turunan berikutnya yang sama atau sedikit sama. Jadi, setiap organisme yang berbiak harus memiliki sifat dan kemampuan meng-kopy dirinya sendiri menjadi copy lainnya yang serupa.

              Sel adalah unit dasar hidup. Semua organisme hidup tersusun dari unit sel tunggal atau sel banyak. Untuk mempertahankan hidupnya, sel memperbanyak dirinya dari satu generasi ke generasi lain dengan cara meng-copy dirinya dari satu menjadi dua, dari dua menjadi empat, dan seterusnya.  Bukan saja soal jumlah sel yang berlipat-ganda, volume sel pun meningkat linier searah dengan peningkatan jumlah sel.

Karena komposisi dan jumlah zat-zat penyusun sel tunggal dari satu generasi ke generasi selanjutnya relatif tetap, maka terjadi peningkatan biomasa secara linier sesuai dengan jumlah sel. Artinya bahwa seiring dengan peningkatan jumlah sel, berlangsung biosintesis senyawa-senyawa penyusun tubuh sel terutama karbohidrat, protein, asam-asam nukleat dan lemak. Mereka adalah bahan baku penyusun tubuh sel seperti dinding sel, membrane, cairan sel, dan organela; atau menjadi mesin-mesin fungsional bekerjanya aspek-aspek fisiologis sel seperti enzim, penghantaran dan alih-ragam signal (signal transduction), sistem kekebalan tubuh, atau cadangan energi kimia.

Keempat golongan senyawa penyusun utama tubuh sel itu disintesis dari senyawa-senyawa antara seperti asam amino, nukleotida, gula dan asam lemak. Senyawa-senyawa antara ini disintesis dari unsur-unsur yang jauh lebih sederhana lagi seperti glukosa, amonia, dan garam-garam anorganik. Dalam hal ini, glukosa disintesis langsung oleh organisme berklorofil, melalui proses fotokimia dan biokimia fiksasi CO₂ dan konversi energi radiasi matahari ke dalam ikatan-ikatan kimia karbon glukosa.  Organisme yang tidak berklorofil bergantung penyediaan energi dan senyawa karbon dari organisme berklorofil.

Pertanyaannya ialah, “apa kiranya yang menyebabkan sel dan organisme mampu memperbanyak dirinya sendiri dan mewariskan semua informasi genetis yang terkandung kepada sel turunannya?” Teori kromosom tentang pewarisan informasi menerangkan bahwa selama proses mitosis satu sel membela menjadi dua sel. Namun sebelum pembelahan sel berlangsung, jumlah kromosomnya berlipat-ganda. Pada sel manusia dari 46 menjadi 92 sebelum kemudian dipilah menjadi masing-masing 46 untuk sel-sel turunannya. Dalam pembelahan meiosis, satu sel diploid menggandakan bahan genetiknya sekali namun diikuti oleh pembelahan sel dua kali.  Sehingga, satu sel diploid menghasilkan empat sel haploid. Setiap sel memiliki jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induknya.

              Dengan membandingkan jumlah DNA pada sel-sel diploid dan sel-sel haploid diperoleh data bahwa jumlah DNA pada sel-sel diploid memiliki jumlah DNA dua kali-lipat.  Seandainya satu sel diploid memiliki 9 pg (pico gram; 10^-12 g) DNA maka sel haploid memiliki 4.5 pg DNA. Dalam hal ini, jumlah kelipatan DNA selaras dengan jumlah kelipatan kromosom.  Dengan demikian, setiap sekali pembelahan sel mitosis jumlah DNA-nya pun bertambah dua dua kali.

Visualisasi replikasi DNA berselaras dengan replikasi kromosom selama proses pembelahan sel mitosis didemonstrasikan oleh Herber Taylor (1958). Ia memberi makan tanaman keluarga lili dengan thimin radioaktif, setelah sel-selnya membelah. Tanaman-tanaman tersebut kemudian dipindahkan ke dalam media tanpa radioisotop.   Preparat kromosom yang berasal baik sebelum, selama dan setelah perlakuan isotop disiapkan dipermukaan slide kaca, dan disingkap kepermukaan film fotograf.

Hasilnya bahwa sebelum kromosom itu diperlakukan dengan isotop thimin, kromosomnya tidak menghasilkan "pengenal" dalam kromosom berupa warna "hitam hangus" di permukaan film. Kromosom yang langsung dipersiapkan dari perlakuan thimin menghasilkan "pengenal" pada kedua pasang kromosom dipermukaan film.  Menariknya, kromosom yang dipersiapkan dari tanaman yang telah dipindahkan ke media tanpa thimin isotop yang sebelumnya diperlakukan dengan radioisotop, terdapat kromosom yang satu dari pasangannya  tidak ditemui pengenal (kecuali di daerah pindah-silang). Eksperimen ini membuktikan bahwa Sintesis DNA berselaras dengan replikasi DNA dan bersifat linear terhadap struktur kromosom, dan terjadi sekali untuk setiap kali pembelahan sel.

              Sifat memperbanyak diri secara vegetatif demikian tidak hanya dimiliki oleh bahan genetik dalam kromosom. DNA sirkuler yang disebut plasmid atau DNA batangan pada virus berkemampuan memperbanyak diri dengan cara mengkopi molekul DNA tunggal menjadi sepasang ikatan DNA ganda. Proses mengkopi diri sendiri dari polimer DNA menjadi jiplakan-jiplakan DNA identik disebut replikasi DNA.

 

Replikasi DNA

Selang beberapa saat setelah publikasi Crick dan Watson mengenai struktur rantai ganda DNA, mereka kemudian mengemukakan implikasi struktur rantai ganda ini kepada mekanisme cetak-kopi informasi. Baik penelitian E. Chargaff dan Herbert Taylor membuktikan bahwa DNA bereplikasi semikoservatif. Artinya bahwa dalam sintesis DNA, dengan bahan awal DNA yang mampu memperbanyak diri, replicon, seperti plasmids dan kromosom, setiap rantai tunggal DNA berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis rantai DNA baru pasangannya.

Pertanyaannya ialah, “bagaimana mekanisme biosintesis DNA sesungguhnya terjadi di dalam sel?”  Arthur Kornberg menjawab pertanyaan ini dengan mendekatinya melalui pendekatan ensimatik. Ia berpendapat: "replikasi rantai nukleotida pasti dikatalisis oleh suatu enzim". Atas dasar pandangan tersebut, ia berusaha mengisolasi enzim yang bertanggungjawab pada biosintesis DNA dan mempelajari mekanisme aksi ensimnya.

Ia membuat ekstrak protein dari bakteri E. coli dan menambahkannya ke dalam suatu campuran reaksi dengan sejumlah komponen berikut: deoksinukleosida trifosfat dimana atom P dan C-nya menggunakan ³²P atau ¹⁴C dan deoksinukleosidanya mengandung keempat basa nitrogen A, T, G, C; Mg⁺⁺, serta DNA sebagai cetakan.  Dengan campuran ini dalam tabung reaksi, diharapkan akan terbentuk polinukleotida dengan berat molekul yang lebih tinggi.

Usahanya berhasil, dan bukti-bukti menunjukkan bahwa bahwa polimerisasi dimaksud menunjuk kepada biosintesis DNA. Ia mendemonstrasikan bahwa polimerisasi DNA hanya dapat berhasil jika keempat deoksinukleosida trifosfat dan cetakan ada dalam komponen reaksi. Selanjutnya, dengan adanya alat uji (bioassay) aktifitas enzim yang mensintesis DNA, memungkinkan diisolasinya enzim yang bertanggung-jawab pada reaksi tersebut. Kornberg menamai enzim tersebut DNA polimerase.

Reaksi kimia yang dipercepat oleh DNA polimerase adalah mensintesis polinukleotida sambil melepaskan satu molekul pirofosfat (P-P) untuk setiap penambahan satu nukleosida trifosfat ke dalam rantai baru. Bukti yang paling kuat mendukung bahwa reaksi in vitro dipercepat oleh DNA polimerase bukan sekedar polimerisasi acak nukleotida, tetapi terlibat dalam replikasi DNA, adalah bahwa DNA cetakan yang ditambahkan ke dalam campuran reaksi tidak hanya diperlukan agar polimerisasi berlangsung, tetapi juga sebenarnya menentukan ciri dari polinukleotida yang di bentuk.

Melalui analisis komposisi basa nukleotida yang terbentuk setelah reaksi enzimatis dari berbagai macam DNA cetakan, Arthur Kornberg berhasil menunjukan bahwa DNA yang disintesis mengikuti ciri komposisi basa cetakan DNA-nya. Penelitian lanjut membuktikan bahwa DNA cetakan mengarahkan tidak hanya komposisi keseluruhan basa yang terbentuk, tetapi frekuensi relatif dari basa-basa yang terbentuk.

Berdasarkan studi sintesis DNA secara in vitro, dapat dikatakan bahwa DNA bertindak langsung sebagai cetakan dalam proses kopolimerisasi teratur replika-replika yang terbentuk tanpa membutuhkan sintesis senyawa antara bukan DNA. Dalam perkembangan studi biokimia, kemudian dapat dirancang bangunan yang lebih detil replikasi DNA, serta berbagai enzim yang terlibat.

Mekanisme pembelahan sel

Pertanyaan lanjut ialah, bagaimana sesungguhnya sel menggandakan DNA nya sendiri dan kemudian mendistribusikannya secara meraka kepada sel turunannya secara sama?  Untuk menjawab pertanyaan tersebut,  sel berhadapan dengan persoalan koordinasi antar bagian dan proses, yaitu bahwa karena replikasi DNA hanya berlangsung sekali untuk setiap sekali pembelahan sel, replikasi DNA harus terpadu dengan pembelahan sel. Replikasi DNA harus mendahului pembelahan sel agar sebelum pembelahan sel berlangsung, telah tersedia bahan genetik untuk diagihkan kepada masing-masing sel turunan.

              Untuk menjawab pertanyaan tersebut, maka replikasi DNA merupakan bagian keseluruhan dari pembelahan sel, dan merupakan proses awal bagi sel berkomitmen meneruskan proses pembelahan sel. Sekali pembelahan sel diawali ia tidak bisa kembali lagi ketahap semula, dan harus menyelesaikan proses sintesis DNA sebelum pembelahan sel berlangsung. Pembelahan sel tidak boleh terjadi jika replikasi DNA belum selesai. Di dalam kenyataannya, selesainya proses replikasi merupakan pemicu bagi terjadinya pembelahan sel. Jika aturan ini dilanggar, maka transmisi informasi akan mengalami kegalauan.

              Pada prokarion, replikasi DNA berawal di suatu tempat yang amung yang disebut daerah “pengawalan” (origin). Sebaliknya pada eukarion, replikasi DNA dimulai di awal fase S, yaitu fase yang memiliki periode yang panjang dalam pembelahan sel, yang dalam periode tersebut sintesis DNA berlangsung, bahkan berlangsung di banyak titik-titik pengawalan di dalam genom.