REGENERASI

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Setiap hewan mempunyai kemampuan hidup yang bervariasi antara makhluk yang satu

dengan yang lainnya. Salah satu contoh adalah regenerasi dari organ. Regenerasi organ

dapat diartikan sebagai kemampuan tubuh suatu organisme untuk menggantikan bagian

tubuh yang rusak baik yang disengaja ataupun yang tidak disengaja (karena kecelakaan)

dengan bagian tubuh yang baru dengan bentuk yang sama persis dengan sebelumnya.

Daya regenerasi tidak sama pada bagian organisme. Hubungan linier antara kedudukan

sistematik hewan dengan daya regenerasinya belum terungkap secara jelas. Kelas reptil

(diwakili oleh cicak) dan kelas insecta (diwakili oleh kecoa) memiliki daya regenerasi yang

rendah, biasanya terbatas pada bagian ekor atau kaki yang lepas atau rusak.

Proses regenerasi yang efektif adalah pada masa embrio hingga masa bayi, setelah dewasa

kemampuan regenerasi ini terbatas pada sel atau jaringan tertentu saja. Namun tidak

demikian dengan bangsa avertebrata dan reptilia tertentu, kemampuan untuk memperbaiki

dirinya sangat menakjubkan hingga dia mencapai dewasa.

Cicak adalah sebagai salah satu contoh dari sekian banyak makhluk hidup yang mempunyai

kemampuan dalam regenerasi organ. Cicak akan memutuskan ekornya bila merasa dirinya

dalam keadaan bahaya atau menghadapi musuh. Ekor yang diputuskan tersebut akan

tergantikan kembali melalui proses regenerasi organ yang memerlukan waktu tertentu

dalam proses pembentukannya. Regenerasi adalah proses memperbaiki bagian yang rusak

kembali seperti semula. Cicak memiliki daya regenerasi yang terdapat pada ekornya. Daya

regenerasi pada berbagai organisme tidak sama karena ada yang rendah sekali dayanya

dan ada yang tinggi. Vertebrata paling rendah daya regenerasinya dibandingkan dengan

avertebrata. Sub phylum dari vertebrata yang paling tinggi daya regenerasinya adalah

urodela. Reptilia daya regenerasinya hanya terbatas pada ekornya saja.

Praktikum ini menggunakan cicak dan kecoa sebagai bahan percobaan karena selain

mudah didapat juga karena fenomena putus dan tumbuhnya ekor cicak sering dijumpai,

sehingga proses dari tumbuh atau regenerasinya perlu untuk diamati. Praktikum kali ini

menggunakan cicak yang telah diamputasi ekornya dan kecoa yang telah diamputasi

kakinya dengan sengaja, lalu diamati daya regenerasi yang terjadi pada ekor cicak dan kaki

kecoa tersebut.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum kali ini adalah untuk dapat menyusun rangkaian

perkembangan, penyembuhan, dan pembentukan kembali ekor pada ujung ekor yang

terpotong dan ujung kaki pada kaki kecoa yang terpotong.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Setiap larva dan hewan dewasa mempunyai kemampuan untuk menumbuhkan kembali

bagian tubuh mereka yang secara kebetulan hilang atau rusak terpisah. Kemampuan

menumbuhkan kembali bagian tubuh yang hilang ini disebut regenerasi. Kemampuan

setiap hewan dalam melakukan regenerasi berbeda-beda. Hewan avertebrata mempunyai

kemampuan regenerasi yang lebih tinggi daripada hewan vertebrata (Majumdar, 1985).

Menurut Balinsky (1981), suatu organisme khususnya hewan memiliki kemampuan untuk

memperbaiki struktur atau jaringan yang mengalami kerusakan akibat kecelakaan yang

tidak disengaja karena kondisi natural atau kerusakan yang disengaja oleh manusia untuk

keperluan penelitian atau experimen. Hilangnya bagian tubuh yang terjadi ini setiap saat

dapat muncul kembali, dan dalam kasus ini proses memperbaiki diri ini kita sebut sebagai

regenerasi.

Proses regenerasi dalam banyak hal mirip dengan proses perkembangan embrio.

Pembelahan yang cepat, dari sel-sel yang belum khusus timbullah organisasi yang

kompleks dari sel-sel khusus. Proses ini melibatkan morfogenesis dan diferensiasi seperti

perkembangan embrio akan tetapi paling tidak ada satu cara proses regenerasi yang

berbeda dari proses perkembangan embrio. Cicak akan melepaskan ekornya bila ditangkap

pada bagian ekornya. Cicak kemudian meregenerasi ekor baru pada tepi lainnya pada

waktu senggang. Dalam stadium-stadium permulaan dari regenerasi tidak ada sel-sel

dewasa sehingga tidak ada penghambatan pembelahan sel. Sel-sel pada permukaan depan

mempunyai laju metabolik yang tinggi daripada permukaan di tepi belakang (Kimball,

1992).

Kemampuan regenerasi dari hewan-hewan yang berbeda dapat dibedakan, hal ini tampak

dengan adanya beberapa hubungan antara kompleksitas dengan kemampuan untuk

regenerasi. Daya regenerasi Spons hampir sempurna. Regenerasi pada manusia hanya

terbatas pada perbaikan organ dan jaringan tertentu. Cicak mempunyai daya regenerasi

pada bagian ekor yang putus dengan cukup kokoh. (Kaltroff, 1996).

Bila ada tungkai depan Salamander yang dibuang, proses perbaikan pertama ialah

penyembuhan luka dengan cara menumbuhkan kulit di atas luka tersebut kemudian suatu

tunas sel-sel yang belum terdiferensiasi terlihat. Tunas ini mempunyai rupa yang mirip

dengan tunas anggota tubuh pada embrio yang sedang berkembang. Pembelahan yang

cepat dari sel-sel embrio yang belum khusus dari tunas anggota tubuh mungkin berasal

dari dediferensiasi sel-sel khusus demikian, sebagai sel-sel otot atau sel-sel tulang rawan.

Dediferensiasi berarti bahwa sel-sel ini kehilangan struktur diferensiasinya sebelum

berperan dalam tugas regenerasi. Sel-sel dari anggota tubuh yang sedang regenerasi

diatur dan berdiferensiasi sekali lagi menjadi otot, tulang, dan jaringan lainnya yang

menjadikan kaki fungsional (Kimball, 1992).

Kemampuan hewan untuk meregenerasi bagian-bagian yang hilang sangat bervariasi dari

spesies ke spesies. Hewan avertebrata seperti cacing tanah, udang, ikan, salamander dan

kadal tidak mempunyai daya regenerasi yang dapat meregenerasi seluruh organisme,

melainkan hanya sebagian dari organ atau jaringan organisme tersebut (Kimball, 1992).

Tahap dari perkembangan yang menarik perhatian adalah pergantian dari tubuh yang

hilang. Tersusun dari regenerasi jumlah struktur baru organisme tersebut (Wilis, 1983).

III. MATERI DAN METODE

A. Materi

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah penggaris, silet dan toples

kaca/botol air mineral. Bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah seekor cicak

dengan ekor yang masih utuh dan seekor kecoa dengan kaki utuh.

B. Metode

1. Cicak dengan ekor utuh dan kecoa dengan kaki yang masih utuh di ukur

menggunakan penggaris.

2. Ekor yang telah diukur dipotong dua pertiga dari panjang awal, sedangkan ruas

kaki kecoa dipotong pada bagian ruas kedua.

3. Hewan-hewan tersebut dimasukkan ke dalam toples/botol yang telah di beri lubang

udara.

4. Diamati pertumbuhannya setiap sepekan sekali (7 hari seka

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan maka diperoleh hasil pertumbuhan ekor cicak dan ruas kaki kecoa sebagai berikut :

Pertumbuhan panjang ekor (cm)

Cicak I Cicak II Cicak III Cicak IV Cicak V

Panjang ekor yang dipotong

P.A = 4,5

2,25

P.A = 5

2,5

P.A = 5,1

2,55

P.A = 5,5

2,75

P.A = 4,2

2,1

1. 2,45 2,7 2,65 2,95 2,32

2. - - 2,65 - -

3. - - - - -

4. - - - - -

Pekan ke- Pertumbuhan panjang ruas kaki (cm)

Kecoa I Kecoa II Kecoa III Kecoa IV Kecoa V

Panjang ruas kaki yang dipotong

P.A = 2,6

1,95

P.A = 2,9

2,125

P.A = 2,2

1,65

P.A = 2,8

2,1

P.A = 1,8

1,35

1. 1,98 - - 2,3 1,39

2. - - - - 1,42

3. - - - - -

4. - - - - -

B. Pembahasan

Ekor cicak memiliki bentuk yang panjang dan lunak yang memungkinkan untuk bisa

memendek dan menumpul. Ekor akan mengalami regenerasi bila ekor tersebut putus

dalam usaha perlindungan diri dari predator. Regenerasi tersebut diikuti oleh suatu proses,

yaitu autotomi. Autotomi adalah proses adaptasi yang khusus membantu hewan

melepaskan diri dari serangan musuh. Jadi, autotomi merupakan perwujudan dari mutilasi

diri. Cicak jika akan dimangsa oleh predatornya maka akan segera memutuskan ekornya

untuk menyelamatkan diri. Ekor yang putus tersebut dapat tumbuh lagi tetapi tidak sama

seperti semula (Strorer, 1981).

Berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan pada cicak dengan memotong

ekornya, setelah diamati selama empat minggu, ternyata bagian ekor yang telah dipotong

mengalami pertumbuhan. Ekor yang putus tersebut tumbuh tetapi tidak dapat sama seperti

semula. Pengamatan pada minggu pertama ekor cicak bertambah 0,1 cm, minggu kedua

0,4 cm, dan beberapa hari kemudian cicak tersebut mati. Pertumbuhan ekor cicak yang

mengalami regenerasi lebih pendek daripada ekor semula. Karena panjang ekor yang

dipotong sepanjang 5 cm sedangkan panjang ekor regenerasi hanya 2 cm. Pada kaki kecoa

terjadi penambahan panjang yang tidak terlau signifikan dan kecoa mati sebelum minggu

ketiga.

Ekor cicak yang dipotong sel epidermisnya menyebar menutupi permukaan luka dan

membentuk tudung epidermis apikal. Semua jaringan mengalami diferensiasi dan generasi

membentuk sel kerucut yang disebut blastema regenerasi di bawah tudung. Berakhirnya

periode proliferasi, sel blastema mengadakan rediferensiasi dan memperbaiki ekornya.

Ketika salah satu anggota badan terpotong hanya bagian tersebut yang disuplai darah dan

dapat bergenerasi. Hal inilah yang memberi pertimbangan bahwa bagian yang dipotong

selalu bagian distal (Kalthoff, 1996).

Proses regenerasi pada reptil berbeda dengan pada hewan golongan amfibi.

Regenerasi tidak berasal dari proliferasi atau perbanyakan sel-sel blastema. Regenerasi

pada reptil diketahui bahwa ekor yang terbentuk setelah autotomi menghasikan hasil

dengan catatan khusus karena baik secara struktur maupun cara regenerasinya berbeda

(Balinsky, 1983).

Secara eksperimental pada ekor cicak yang telah dipotong, ternyata hasil regenerasinya

tidak sama dengan semula. Pertambahan panjang tidak sama dengan ekor yang dipotong.

Ekor baru tidak mengandung notochord dan vertebrae yang baru hanya terdiri dari ruas-

ruas tulang rawan. Ruas-ruas ini hanya meliputi batang syaraf (medula spinalis), jumlah

ruas itu pun tidak lengkap seperti semula.

Proses perbaikan pertama pada regenerasi ekor cicak adalah penyembuhan luka

dengan cara penumbuhan kulit di atas luka tersebut. Kemudian tunas-tunas sel yang belum

berdiferensiasi terlihat. Tunas ini menyerupai tunas anggota tubuh pada embrio yang

sedang berkembang. Ketika waktu berlalu sel-sel dari anggota tubuh yang sedang

regenerasi diatur dan berdiferensiasi sekali lagi menjadi otot, tulang dan jaringan lajunya

yang menjadikan ekor fungsional.

Proses regenerasi ini secara mendasar tidak ada perusakan jaringan otot, akibatnya

tidak ada pelepasan sel-sel otot. Sumber utama sel-sel untuk beregenerasi adalah berasal

dari ependima dan dari berbagai macam jaringan ikat yang menyusun septum otot, dermis,

jaringan lemak, periosteum dan mungkin juga osteosit vertebrae. Sumber sel untuk

regenerasi pada reptile berasal dari beberapa sumber yaitu ependima dan berbagai

jaringan ikat (Manylov, 1994).

Studi regenerasi mengungkapkan bahwa sel-sel dewasa dari jaringan tertentu yang telah

berdiferensiasi misalnya epidermis, mensintesis dan menghasilkan zat yang secara aktif

menghambat mitosis-sel-sel muda dari jaringan yang sama, zat ini disebut kolona. Stadium

permulaan dari regenerasi tidak ada sel-sel dewasa sehingga tidak ada penghambatan

pembelahan sel. Jaringan dari struktur yang mengalami regenerasi berdiferensiasi,

mulailah produksi kolona dan agaknya secara berangsur-angsur menghentikan

pertunbuhan struktur tersebut. Regenerasi melalui beberapa tahapan, yaitu :

1. Luka akan tertutup oleh darah yang mengalir, lalu membeku membentuk scab yang

bersifat sebagai pelindung.

2. Sel epitel bergerak secara amoeboid menyebar di bawah permukaan luka, di bawah

scab. Proses ini membutuhkan waktu selama dua hari, dimana pada saat itu luka telah

tertutup oleh kulit.

3. Diferensiasi sel-sel jaringan sekitar luka, sehingga menjadi bersifat muda kembali dan

pluripotent untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Matriks tulang dan tulang

rawan akan melarut, sel-selnya lepas tersebar di bawah epitel. Serat jaringan ikat juga

berdisintegrasi dan semua sel-selnya mengalami diferensiasi. Sehingga dapat dibedakan

antara sel tulang, tulang rawan, dan jaringan ikat. Setelah itu sel-sel otot akan

berdiferensiasi, serat miofibril hilang, inti membesar dan sitoplasma menyempit.

4. Pembentukan kuncup regenerasi (blastema) pada permukaan bekas luka. Pada saat ini

scab mungkin sudah terlepas. Blastema berasal dari penimbunan sel-sel diferensiasi atau

sel-sel satelit pengembara yang ada dalam jaringan, terutama di dinding kapiler darah.

Pada saatnya nanti, sel-sel pengembara akan berproliferasi membentuk blastema.

5. Proliferasi sel-sel berdiferensiasi secara mitosis, yang terjadi secara serentak dengan

proses dediferensiasi dan memuncak pada waktu blastema mempunyai besar yang

maksimal dan tidak membesar lagi.

6. Rediferensiasi sel-sel dediferensiasi, serentak dengan berhentinya proliferasi sel-sel

blastema tersebut. Sel-sel yang berasal dari parenkim dapat menumbuhkan alat derifat

mesodermal, jaringan saraf dan saluran pencernaan. Sehingga bagian yang dipotong akan

tumbuh lagi dengan struktur anatomis dan histologis yang serupa dengan asalnya.

Regenerasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah temperatur,

proses biologi dan faktor bahan makanan. Kenaikan dari tempetatur, pada hal-hal tertentu

dapat mempercepat regenerasi. Regenerasi menjadi cepat pada suhu 29,7 derajat Celcius.

Faktor bahan makanan tidak begitu mempengaruhi proses regenerasi (Morgan, 1989).

Secara eksperimental bagian kaki kecoa yang terpotong ternyata hasil

regenerasinya tidak sama seperti semula. Pertumbuhan kaki kecoa tidak sama dengan kaki

kecoa yang tidak dipotong. Kaki yang baru strukturnya tidak sama dengan kaki yang

sebelum dipotong.

Berdasarkan data di atas, ternyata pertumbuhan ekor cicak cukup lambat dan tidak

terlalu signifikan. Hal ini mungkin dikarenakan kurangnya pasokan dalam pemberian

makan atau suhu tempat cicak tersebut kurang ideal karena hidup terkurung dalam toples

dan tidak sebebas di luar sehingga cicak menjadi stres yang dapat mempengaruhi kerja

proses biologis di dalam tubuhnya, yang mengakibatkan pertumbuhan ekornya lambat.Hari

ke 17, cicak tersebut mati. Begitu pula pada kaki kecoa yang dapat diamati. . Hasil

regenerasi dari organ tertentu dalam hal ini ekor cicak dan kaki kecoa tidak harus kembali

seperti semula. Hal itu membuktikan bahwa sel de-differensiasi bersifat pluripotent, yakni

dapat menimbulkan jaringan yang bukan darimana ia berasal.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut :

1. Proses penyembuhan ekor yang terpotong dimulai dengan terjadinya pembekuan

darah disekitar luka yang nantinya akan terbentuk scab.

2. Jaringan epitel kulit yang berada dibawah scab, menyebar menutupi seluruh

permukaan luka.

3. Sel-sel disekitar luka bersifat pluripotent, dimana menjadi muda sehingga aktif

membelah kembali.

4. Terbentuknya blastema atau kuncup regenerasi yang akan menggantikan scab,

kuncup ini berasal dari penimbunan sel-sel yang berdediferensiasi

5. Regenerasi akan berhenti apabila proliferasi sel-sel balastema terhenti juga.

DAFTAR PUSTAKA

Balinsky, B. I. 1981. An Introduction to Embriology. W. B. Saunders Company, Philadelpia.

Kalthoff, Klaus. 1996. Analysis of Biological Development. Mc Graw-Hill Mc, New York.

Kimball, John W. 1992. Biology. Addison-Wesley Publishing Company, Inc., New York.

_____________. 1992. Biologi Jilid 2. Erlangga, Jakarta.

Majumdar, N. N. 1985. Text Book of Vertebrae Embriology. Mc Graw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi.

Manylov, O.G.1994. Regeneration in Gastrotricha –I Light Microscopical Observation on The Regeneration in Turbanella sp.St. Petersburg State University. Russia.

Tjitrosoepomo. 1984. Biologi Jilid 2. Erlangga, Jakarta.

Willis, S. 1983. Biology. Holt Rinehart & Winston Inc, USA.

Yatim, W. 1982. Reproduksi dan Embriologi. Tarsito, Bandung.

________. 1990. Reproduksi dan Embriologi. Tarsito, Bandung.