Reproduksi adalah suatu proses biologis di mana individu organisme baru diproduksi. Reproduksi adalah cara dasar mempertahankan diri yang dilakukan oleh semua bentuk kehidupan; setiap individu organisme ada sebagai hasil dari suatu proses reproduksi oleh pendahulunya. Cara reproduksi secara umum dibagi menjadi dua jenis: seksual dan aseksual.
Dalam reproduksi aseksual, suatu individu dapat melakukan reproduksi tanpa keterlibatan individu lain dari spesies yang sama. Pembelahan sel bakteri menjadi dua sel anak adalah contoh dari reproduksi aseksual. Walaupun demikian, reproduksi aseksual tidak dibatasi kepada organisme bersel satu. Kebanyakan tumbuhan juga memiliki kemampuan untuk melakukan reproduksi aseksual.
Reproduksi seksual membutuhkan keterlibatan dua individu, biasanya dari jenis kelamin yang berbeda. Reproduksi manusia normal adalah contoh umum reproduksi seksual. Secara umum, organisme yang lebih kompleks melakukan reproduksi secara seksual, sedangkan organisme yang lebih sederhana, biasanya satu sel, melakukan reproduksi secara aseksual.
A. REPRODUKSI PADA INVERTEBRATA
Seperti halnya pada tumbuhan, perkembangbiakan pada invertebrata (hewan tanpa tulang belakang) meliputi perkembangbiakan secara Aseksual (Vegetatif) dan Seksual (Generatif).
1. Reproduksi Aseksual (Vegetatif)
Reproduksi yang terjadi tanpa proses peleburan sel gamet. Individu baru muncul dari bagian tubuh induk. Beberapa hewan melakukan reproduksi aseksual, karena bagian dari siklus hidupnya, dan beberapa karena pengaruh lingkungan yang ekstreme. Sifat individu yang terbentuk dari reproduksi aseksual adalah 100% mirip dengan induk. Oleh karena itu, terdapat sedikit variasi genetik yang ditemukan pada individu hasil reproduksi ini.
Macam-macam reproduksi aseksual antara lain sebagai berikut :
a) Membelah Diri
Reproduksi dengan cara membelah diri hanya terjadi pada protozoa (hewan bersel satu), misalnya Amoeba, Paramaecium, dan Euglena.
Proses pembelahan diawali dengan proses pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti pembelahan sitoplasma menjadi dua bagian yang masing-masing menyelubungi masing-masing nukleus tersebut. Selanjutnya, bagian tengah sitoplasma menyempit dan diikuti pemisahan yang membentuk dua individu. Pada saat keadaan lingkungan kurang menguntungkan, Amoeba akan melindungi diri dengan membentuk kista yang berdinding sangat kuat.
Di dalam kista tersebut, Amoeba membelah diri berulang-ulang menghasilkan banyak individu baru dengan ukuran yang lebih kecil. Ketika kondisi lingkungan membaik, dinding kista akan pecah dan individu-individu baru akan keluar, tumbuh dan berkembang menjadi Amoeba dewasa.
b) Fragmentasi
Fragmentasi adalah perkembangbiakan dengan memotong bagian tubuh, kemudian potongan tubuh tersebut tumbuh menjadi individu baru. Hewan yang melakukan reproduksi secara fragmentasi adalah cacing Planaria. Cacing Planaria mempunyai daya regenerasi yang sangat tinggi. Seekor cacing Planaria yang dipotong menjadi dua bagian, masing-masing potongan akan tumbuh dan berkembang menjadi dua ekor cacing Planaria.
Gambar Fragmentasi pada Cacing Planaria
c) Pembentukan Tunas
Gambar Hydra sp bertunas
Tunas adalah cara perkembangbiakan di mana individu baru merupakan bagian tubuh dari induk yang terlepas kemudian tumbuh. contoh Hewan yang berkembang biak dengan membentuk tunas ialah Hydra sp. Individu baru Hydra terbentuk dari bagian tubuh Hydra dewasa. Setelah cukup besar, tunas akan melepaskan diri dari tubuh induknya. Hewan lain yang melakukan reproduksi dengan tunas misalnya ubur-ubur, hewan karang, dan anemon laut.
d) Sporulasi (Pembentukan Spora)
Gambar Sporozoa (Plasmodium sp) Penyebab Penyakit Malaria
Sporulasi adalah proses pembelahan berganda (pembelahan multipel) yang menghasilkan spora. Hewan yang melakukan reproduksi dengan sporulasi adalah Plasmodium sp. Plamodium adalah protozoa bersel satu yang dikenal sebagai penyebab penyakit malaria. Dalam siklus hidupnya, plasmodium mengalami dua fase, yaitu fase generatif dan fase vegetatif. Fase generatif berlangsung di dalam tubuh nyamuk Anopheles betina, sedangkan fase vegetatif berlangsung di dalam tubuh penderita penyakit malaria.
2. Reproduksi Seksual (Generatif)
Pada reproduksi seksual tidak selalu terjadi pembuahan, namun kadang-kadang dapat terbentuk individu baru tanpa adanya pembuahan, sehingga reproduksi secara kawin pada hewan invertebrata dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:
a. Tanpa pembuahan, yaitu pada peristiwa partenogenesis, sel telur tanpa dibuahi dapat tumbuh menjadi individu baru. Misalnya pada lebah jantan dan semut jantan.
b. Dengan pembuahan, dapat dibedakan atas konjugasi dan anisogami.
Konjugasi, ini terjadi pada invertebrata yang belum jelas alat reproduksinya misalnya Paramecium.
Anisogami, yaitu peleburan dua asel kelamin yang tidak sama besarnya, misalnya peleburan mikrogamet dan makrogamet pada Plasmodium, dan peleburan sperma dengan ovum di dalam rahim.
Pembiakan seksual lainnya dapat kita temukan pada:
Hydra
Selain berkembang biak secara aseksual (bertunas) Hydra juga dapat berkembang biak secara seksual. Perkembangbiakan secara seksual dilakukan dengan pembentukan testis dan ovarium, yang terdapat pada satu tubuh (hermafrodit). Alat tersebut masing-masing menghasilkan spermatozoid dun ovum. Hasil pembuahannya adalah zigot yang selanjutnya akan berkembang menjadi hewan baru.
Cacing pita
Tubuh cacing pita terdiri atas segmen-segmen yang disebut proglotid. Pada setiap proglotid terdapat ovarium yang menghasilkan ovum dan testis yang menghasilkan sel sperma. Bila sel telur dan sel sperma sudah masak, maka terjadilah pembuahan didalam proglotid yang menghasilkan zigot.
Cacing tanah
Dalam tubuh cacing tanah terdapat beberapa segmen yang kulitnya menebal disebut klitelum. Dalam segmen tersebut terdapat testis yang membentuk spermatozoid, dan ovarium yang membentuk ovum. Walaupun ovum dan spermatozoid terdapat dalam satu tubuh, cacing tanah tidak pernah mengadakan pembuahan sendiri, tetapi melakukan perkawinan dengan mempertukarkan spermatozoid (perkawinan silang).
Serangga
Pada beberapa jenis serangga, misalnya lebah madu (Apis indica), terdapat koloni yang terdiri atas ratu yang fertil, pejantan fertil dan mati setelah kawin, dan pekerja yang mandul (steril). Pada waktu kawin, sperma dari jantan disimpan dalam kantung sperma di induk betina. Sperma ini merupakan cadangan sperma selama ratu hidup. Bila telur yang telah matang dibuahi oleh sperma, telur tersebut akan berkembang menjadi calon ratu, calon pekerja atau prajurit, sedangkan yang tidak dibuahi (partenogenesis) akan berkembang menjadi pejantan. Lebah pekerja dan prajurit menjadi mandul (streril) karena pengaruh lingkungan, yaitu kurang makan.
B. REPRODUKSI PADA VERTEBRATA
Vertebrata (hewan bertulang belakang) hanya dapat berkembangbiak secara Seksual (Generatif).
Reproduksi atau perkembangbiakan secara generatif melibatkan peleburan (fertilisasi) dua macam sel gamet, sperma (gamet jantan) dan ovum (gamet betina). Individu yang terbentuk akan mewarisi kedua sifat induk yang akan memunculkan sifat yang menonjol. Kombinasi genetik pada reproduksi seksual meningkatkan variasi genetik pada tingkat spesies. Reproduksi seksual menghasilkan individu baru yang tidak sama persis dengan induk. Berdasarkan tempat bertemunya sel gamet, reproduksi dibedakan menjadi;
1. Fertilisasi Internal
Peleburan sel gamet jantan dan sel gamet betina terjadi di dalam tubuh hewan betina. Pada mekanisme ini hewan akan dilengkapi dengan alat kopulasi. Alat kopulasi ini akan membantu menghantarkan pertemuan sel gamet. Penis merupakan alat kopulasi pada beberapa jantan, dan vagina alat kopulasi pada hewan betina. Hewan jantan melepaskan berjuta-juta sel gamet melalui alat kopulasi ke dalam alat reproduksi betina. Kemudian sel-sel sperma ini akan “berlari” mencari keberadaan ovum, hanya satu sperma yang dapat membuahi satu telur.
Berdasarkan cara perkembangan embrio dibedakan menjadi:
• Bertelur (OVIPAR)
Embrio akan berkembang di luar tubuh induk dengan struktur yang bercangkang. Telur embrio akan dikeluarkan dari tubuh induk. Cangkang ini tersusun atas zat kapur yang melindungi telur embrio dari kehilangan air. Berkembang diluar tubuh tidak mennghalangi perkembangan embrio. Telur embrio telah dilengkapi dengan kantung kuning (yolksacs) yang merupakan nutrisi untuk menyuplai perkembangan embrio selama di dalam cangkang. Hewan memiliki waktu yang bervariasi dalam perkembangan embrionya, hal ini dapat ditujukan dengan ukuran telurnya. Semakin besar ukuran telur maka kantung kuning semakin besar, artinya perkembangan embrio semakin lama. Dibutuhkan panas dalam proses pertumbuhan embrio di dalam cangkang, oleh karena itu, induk akan melakukan suatu cara untuk menghangatkan anaknya di dalam telur. Beberapa induk mengerami telurnya (ayam, burung, unggas lainnya) dan beberapa menguburnya di dalam pasir atau tumpukan serah-serah daun (penyu, ular, dll). Beberapa induk akan menunggu sampai anaknya menetas, dan ada yang meninggalkan anaknya.
• Melahirkan (VIVIPAR)
Embrio berkembang di dalam tubuh induk betina (rahim). Embrio akan mendapat suplai makanan dari pembuluh darah induk melalui hubungan plasenta. Embrio akan berkembang di dalam rahim induk betina dalam masa mengandung yang waktunya sangat bervariasi pada tiap-tiap hewan.
Contoh: sebagian besar mamalia, termasuk manusia.
• Bertelur melahirkan (OVOVIVIPAR)
Suatu kombinasi antara bertelur dengan melahirkan. Pada perkembangan ini, embrio disimpan dalam telur tak bercangkang di dalam tubuh. Telur-telur ini dilengkapi dengan kantung kuning untuk menyuplai perkembangan embrio. Sampai waktu yang ditentukan, telur-telur ini pecah di dalam tubuh induk betina, dan keluar dari tubuh betina. Contoh: beberapa reptil (kadal, dll).
2. Fertilisasi Eksternal
Peleburan sel gamet jantan (sperma) dan sel gamet betina (ovum) yang terjadi di luar tubuh. Hewan jantan akan merangsang hewan betina untuk menyemprotkan ovum, sedang hewan jantan akan melepaskan sel spermanya di wilayah yang berair. Diperlukan media air untuk memperantai pertemuan kedua sel gamet ini. Oleh karena itu, peleburan macam ini biasanya terjadi pada hewan-hewan di lingkungan akuatik, seperti ikan dan katak. Selain itu, wilayah berair akan melindungi telur-telur embrio dalam masa perkembangannya, hal ini dikarenakan telur embrio yang terbentuk tidak memiliki cangkang dan memerlukan kadar kelembapan yang tinggi. Jika telur-telur ini dipindahkan ke wilayah yang kering (daratan) maka menyebabkan telur-telur ini mengering dan akan merusak perkembangan embrio. Pada beberapa hewan air, telur akan berkembang menjadi bentuk larva bersilia yang akan mengembara menempel di dasar perairan membentuk koloni baru, atau fase sesil (menempel didasar perairan) untuk perkembangan vegetatif. Contohnya ditemukan pada spons, ubur-ubur, dll.
Setelah kita bahas jenis-jenis fertilisasi, mari kita bahas perkembangbiakan beberapa jenis vertebrata sebagai berikut :
1.Reproduksi Ikan
Ikan merupakan kelompok hewan ovipar, ikan betina dan ikan jantan tidak memiliki alat kelamin luar. Ikan betina tidak mengeluarkan telur yang bercangkang, namun mengeluarkan ovum yang tidak akan berkembang lebih lanjut apabila tidak dibuahi oleh sperma. Ovum tersebut dikeluarkan dari ovarium melalui oviduk dan dikeluarkan melalui kloaka. Saat akan bertelur, ikan betina mencari tempat yang rimbun olehtumbuhan air atau diantara bebatuan di dalam air.
Bersamaan dengan itu, ikan jantan juga mengeluarkan sperma dar testis yang disalurkan melalui saluran urogenital (saluran kemih sekaligus saluran sperma) dan keluar melalui kloaka, sehingga terjadifertilisasi di dalam air (fertilisasi eksternal). Peristiwa ini terus berlangsung sampai ratusan ovum yang dibuahi melekat pada tumbuhan air atau pada celah-celah batu.
Telur-telur yang telah dibuahi tampak seperti bulatan-bulatan kecil berwarna putih. Telur-telur ini akan menetas dalam waktu 24 – 40 jam.
Anak ikan yang baru menetas akan mendapat makanan pertamanya dari sisa kuning telurnya, yang tampak seperti gumpalan di dalam perutnya yang masih jernih. Dari sedemikian banyaknya anak ikan, hanya beberapa saja yang dapat bertahan hidup.
2. Reproduksi Amfibi (Amphibia)
Kelompok amfibi, misalnya katak, merupakan jenis hewan ovipar. Katak jantan dan katak betina tidak memiliki alat kelamin luar. Pembuahan katak terjadi di luar tubuh. Pada saat kawin, katak jantan dan katak betina akan melakukan ampleksus, yaitu katak jantan akan menempel pada punggung katak betina dan menekan perut katak betina. Kemudian katak betina akan mengeluarkan ovum ke dalam air. Setiap ovum yang dikeluarkan diselaputi oleh selaput telur (membran vitelin). Sebelumnya, ovum katak yang telah matang dan berjumlah sepasang ditampung oleh suatu corong. Perjalanan ovum dilanjutkan melalui oviduk.
Dekat pangkal oviduk pada katak betina dewasa, terdapat saluran yang menggembung yang disebut kantung telur (uterus). Oviduk katak betina terpisah dengan ureter. Oviduk nya berkelok-kelok dan bermuara di kloaka.
Segera setelah katak betina mengeluarkan ovum, katak jantan juga akan menyusul mengeluarkan sperma. Sperma dihasilkan oleh testis yang berjumlah sepasang dan disalurkan ke dalam vas deferens. Vas deferens katak jantan bersatu dengan ureter. Dari vas deferens sperma lalu bermura di kloaka. Setelah terjadi fertilisasi eksternal, ovum akan diselimuti cairan kental sehingga kelompok telur tersebut berbentuk gumpalan telur.
Gumpalan telur yang telah dibuahi kemudian berkembang menjadi berudu. Berudu awal yang keluar dari gumpalan telur bernapas dengan insang dan melekat pada tumbuhan air dengan alat hisap.
Makanannya berupa fitoplankton sehingga berudu tahap awal merupakan herbivora. Berudu awal kemudian berkembang dari herbivora menjadi karnivora atau insektivora (pemakan serangga). Bersamaan dengan itu mulai terbentuk lubang hidung dan paru-paru, serta celah-celah insang mulai tertutup. Selanjutnya celah insang digantikan dengan anggota gerak depan.
Setelah 3 bulan sejak terjadi fertilisasi, mulailah terjadi metamorfosis. Anggota gerak depan menjadi sempurna. Anak katak mulai berani mucul ke permukaan air, sehingga paru-parunya mulai berfungsi. Pada saat itu, anak katak bernapas dengan dua organ, yaitu insang dan paru-paru. Kelak fungsi insang berkurang dan menghilang, sedangkan ekor makin memendek hingga akhirnya lenyap. Pada saat itulah metamorfosis katak selesai.
3.Reproduksi Reptil (Reptilia)
Kelompok reptil seperti kadal, ular dan kura-kura merupakan hewan-hewan yang fertilisasinya terjadi di dalam tubuh (fertilisasi internal). Umumnya reptil bersifat ovipar, namun ada juga reptil yang bersifat ovovivipar, seperti ular garter dan kadal. Telur ular garter atau kadal akan menetas di dalam tubuh induk betinanya. Namun makanannya diperoleh dari cadangan makanan yang ada dalam telur. Reptil betina menghasilkan ovum di dalam ovarium. Ovum kemudian bergerak di sepanjang oviduk menuju kloaka. Reptil jantan menghasilkan sperma di dalam testis. Sperma bergerak di sepanjang saluran yang langsung berhubungan dengan testis, yaitu epididimis. Dari epididimis sperma bergerak menuju vas deferens dan berakhir di hemipenis. Hemipenis merupakan dua penis yang dihubungkan oleh satu testis yang dapat dibolak-balik seperti jari-jari pada sarung tangan karet. Pada saat kelompok hewan reptil mengadakan kopulasi, hanya satu hemipenis saja yang dimasukkan ke dalam saluran kelamin betina.
Ovum reptil betina yang telah dibuahi sperma akan melalui oviduk dan pada saat melalui oviduk, ovum yang telah dibuahi akan dikelilingi oleh cangkang yang tahan air. Hal ini akan mengatasi persoalan setelah telur diletakkan dalam lingkungan basah. Pada kebanyakan jenis reptil, telur ditanam dalam tempat yang hangat dan ditinggalkan oleh induknya. Dalam telur terdapat persediaan kuning telur yang berlimpah.
Hewan reptil seperti kadal, iguana laut, beberapa ular dan kura-kura serta berbagai jenis buaya melewatkan sebagian besar hidupnya di dalam air. Namun mereka akan kembali ke daratan ketika meletakkan telurnya.
4. Reproduksi Burung (Aves)
Kelompok burung merupakan hewan ovipar. Walaupun kelompok buruk tidak memiliki alat kelamin luar, fertilisasi tetap terjadi di dalam tubuh. Hal ini dilakukan dengan cara saling menempelkan kloaka.
Pada burung betina hanya ada satu ovarium, yaitu ovarium kiri. Ovarium kanan tidak tumbuh sempurna dan tetap kecil yang disebut rudimenter. Ovarium dilekati oleh suatu corong penerima ovum yang dilanjutkan oleh oviduk. Ujung oviduk membesar menjadi uterus yang bermuara pada kloaka. Pada burung jantan terdapat sepasang testis yang berhimpit dengan ureter dan bermuara di kloaka.
Fertilisasi akan berlangsung di daerah ujung oviduk pada saat sperma masuk ke dalam oviduk. Ovum yang telah dibuahi akan bergerak mendekati kloaka. Saat perjalanan menuju kloaka di daerah oviduk, ovum yang telah dibuahi sperma akan dikelilingi oleh materi cangkang berupa zat kapur.
Telur dapat menetas apabila dierami oleh induknya. Suhu tubuh induk akan membantu pertumbuhan embrio menjadi anak burung. Anak burung menetas dengan memecah kulit telur dengan menggunakan paruhnya. Anak burung yang baru menetas masih tertutup matanya dan belum dapat mencari makan sendiri, serta perlu dibesarkan dalam sarang.
5.Reproduksi Mamalia (Mammalia)
Semua jenis mamalia, misalnya sapi, kambing dan marmut merupakan hewan vivipar (kecuali Platypus). Mamalia jantan dan betina memiliki alat kelamin luar, sehingga pembuahannya bersifat internal. Sebelum terjadi pembuahan internal, mamalia jantan mengawini mamalia betina dengan cara memasukkan alat kelamin jantan (penis) ke dalam liang alat kelamin betina (vagina).
Ovarium menghasilkan ovum yang kemudian bergerak di sepanjang oviduk menuju uterus. Setelah uterus, terdapat serviks (liang rahim) yang berakhir pada vagina.
Testis berisi sperma, berjumlah sepasang dan terletak dalam skrotum. Sperma yang dihasilkan testis disalurkan melalui vas deferens yang bersatu dengan ureter. Pada pangkal ureter juga bermuara saluran prostat dari kelenjar prostat. Kelenjar prostat menghasilkan cairan yang merupakan media tempat hidup sperma.
Sperma yang telah masuk ke dalam serviks akan bergerak menuju uterus dan oviduk untuk mencari ovum. Ovum yang telah dibuahi sperma akan membentuk zigot yang selanjutnya akan menempel pada dinding uterus. Zigot akan berkembang menjadi embrio dan fetus. Selama proses pertumbuhan dan perkembangan zigot menjadi fetus, zigot membutuhkan banyak zat makanan dan oksigen yang diperoleh dari uterus induk dengan perantara plasenta (ari-ari) dan tali pusar
