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.