chordata (Chordata) adalah luas dan beragam filum hewan dengan simetri bilateral yang berbagi lima penting fitur diagnostik: notochord, endostilo, alur faring, tali saraf dorsal dan ekor berongga postanal.
Pada beberapa spesies, keabadian sifat-sifat ini tidak dipertahankan sepanjang hidup individu; di beberapa chordata, karakteristiknya hilang bahkan sebelum organisme itu lahir.
Branchiostoma lanceolatum. Sumber: © Hans Hillewaert /
Rencana struktural anggota kelompok ini dapat dimiliki oleh beberapa invertebrata , seperti simetri bilateral, sumbu entero-posterior, coelom, keberadaan metamer dan cephalization.
Chordata, dalam hal keanekaragaman dan jumlah spesies, berada di tempat keempat – setelah artropoda, nematoda, dan moluska. Mereka telah berhasil menjajah serangkaian relung ekologi yang sangat luas dan menghadirkan sifat adaptif yang tak terhitung banyaknya untuk berbagai bentuk kehidupan: akuatik, terestrial, dan terbang.
Asal usul chordata telah memicu perdebatan menarik di antara ahli biologi evolusioner. Biologi molekuler dan karakteristik embrio menjelaskan hubungan kelompok ini dengan echinodermata di deuterostom.
Berbagai hipotesis telah diajukan untuk menjelaskan asal usul chordata dan vertebrata . Salah satu yang paling terkenal adalah hipotesis Garstang, yang menyatakan bahwa larva ascidian mengalami proses pedomorfosis dan memunculkan individu dewasa secara seksual dengan karakteristik remaja.
Perwakilan kelompok saat ini dikelompokkan ke dalam tiga garis keturunan yang heterogen: cephalochordata, yang dikenal sebagai amfox; urochordata, disebut asdias, dan vertebrata, kelompok terbesar, terdiri dari ikan, amfibi, reptil, dan mamalia.
Dalam kelompok terakhir ini, dalam sebuah keluarga kecil, kita menemukan diri kita sendiri, manusia.
Indeks artikel
Karakteristik
Kesan pertama ketika mengevaluasi ketiga kelompok chordata adalah bahwa perbedaannya lebih terlihat daripada karakteristik bersama.
Secara umum, vertebrata memiliki endoskeleton kaku yang ditemukan di bawah kulit sebagai karakteristik utama mereka. Meskipun ikannya akuatik, kelompok lainnya adalah terestrial, dan keduanya memakan rahang.
Sebaliknya, kelompok yang tersisa – urochordata dan cephalochordate – adalah hewan laut, dan tidak satupun dari mereka memiliki tulang atau struktur pendukung tulang rawan.
Agar tetap stabil, mereka memiliki serangkaian struktur seperti batang yang terdiri dari kolagen.
Mengenai metode makan, mereka adalah hewan penyaring dan makanan mereka terdiri dari partikel yang tersuspensi di dalam air. Ini memiliki perangkat yang menghasilkan zat yang mirip dengan lendir, yang memungkinkan penangkapan partikel dengan adhesi. Namun, perbedaan ini murni dangkal.
Selain fakta bahwa chordata memiliki rongga internal berisi cairan, yang disebut coelom, mereka semua memiliki lima karakteristik diagnostik: notochord, celah faring, endostyle atau kelenjar tiroid, tali saraf doral, dan ekor pasca-anal. Kita akan menjelaskan masing-masing secara rinci di bawah ini:
Notochord
Notochord atau notochord adalah struktur berbentuk batang yang berasal dari mesodermal. Nama Filum terinspirasi oleh karakteristik ini.
Ini fleksibel sampai titik tertentu, dan meluas ke seluruh panjang tubuh organisme. Secara embriologis, ini adalah struktur endoskeleton pertama yang muncul. Ini berfungsi sebagai titik jangkar untuk otot.
Salah satu karakteristik terpentingnya adalah kemampuannya untuk menekuk tanpa mengalami pemendekan, yang memungkinkannya melakukan serangkaian gerakan gelombang. Gerakan-gerakan ini tidak menyebabkan struktur runtuh – analog dengan bagaimana teleskop akan.
Sifat ini muncul berkat fluida yang memiliki bagian dalam rongga, dan bekerja sebagai organ hidrostatik.
Dalam kelompok basal, notochord bertahan sepanjang kehidupan organisme. Pada kebanyakan vertebrata itu digantikan oleh tulang belakang, yang melakukan fungsi serupa.
Celah faring
Ia juga dikenal dalam literatur sebagai “faringotremia.” Faring berhubungan dengan bagian dari saluran pencernaan yang terletak tepat setelah mulut. Di chordata, dinding struktur ini memperoleh bukaan atau lubang kecil. Dalam kelompok primitif itu digunakan untuk makanan.
Penting untuk tidak membingungkan fitur ini dengan insang, karena yang terakhir adalah serangkaian struktur turunan. Mereka dapat muncul pada tahap perkembangan yang sangat awal, sebelum organisme lahir atau menetas dari telur.
Endostyle atau kelenjar tiroid
Endostilium, atau struktur turunannya dari kelenjar tiroid, hanya ditemukan di chordata. Itu terletak di lantai rongga faring. Endostyle ditemukan pada protochordata dan larva lamprey.
Pada kelompok awal ini, endostyle dan celah bekerja sama untuk mendorong pemberian filter.
Sel-sel tertentu yang membentuk endostyle memiliki kemampuan untuk mensekresikan protein dengan yodium – homolog dengan kelenjar tiroid pada lamprey dewasa dan pada vertebrata lainnya.
Tali punggung saraf
Chordata memiliki tali saraf yang terletak di bagian punggung (sehubungan dengan saluran pencernaan) tubuh dan bagian dalamnya berongga. Asal otak dapat ditelusuri ke penebalan di bagian anterior kabel ini. Secara embriologis, pembentukan terjadi melalui ektoderm, di atas notochord.
Pada vertebrata, lengkungan saraf vertebra berfungsi sebagai struktur pelindung untuk tali pusat. Demikian pula, tengkorak melindungi otak.
Post anal ekor
Ekor post-anal terdiri dari otot-otot dan menyediakan motilitas yang diperlukan untuk perpindahan larva tunikata dan amfoxus di dalam air. Karena ekornya terletak di belakang sistem pencernaan, satu-satunya fungsinya terkait dengan peningkatan gerakan akuatik.
Efisiensi ekor meningkat secara signifikan pada kelompok selanjutnya, di mana sirip ditambahkan ke tubuh organisme. Pada manusia, ekor hanya ditemukan sebagai sisa kecil: tulang ekor dan serangkaian vertebra yang sangat kecil. Namun, banyak hewan memiliki ekor yang bisa mereka kibaskan.
Subfilum Urochordata
Tunicates adalah subfilum yang umumnya dikenal sebagai sea squirt. Mereka termasuk sekitar 1600 spesies. Organisme ini tersebar luas penghuni lautan, dari kedalaman ke pantai.
Nama “tunicate” berasal dari sejenis tunik yang mengelilingi hewan, terdiri dari selulosa dan bukan merupakan organ atau struktur hidup.
Sebagian besar perwakilan dewasa memiliki gaya hidup yang sepenuhnya sessile, berlabuh di beberapa batu atau substrat lainnya. Mereka bisa soliter atau berkelompok dalam koloni. Larva, pada bagiannya, memiliki kemampuan untuk berenang dan bergerak bebas di lautan sampai menemukan permukaan yang cocok.
Bentuk dewasa sangat dimodifikasi dan telah menurunkan sebagian besar dari lima karakteristik diagnostik chordata. Sebaliknya, larva – mengingatkan pada kecebong kecil – memiliki kelima karakteristik chordata.
Ada tiga kelas tunicata: Ascidiacea, Appendicularia, dan Thaliacea. Kelas pertama memiliki anggota yang paling umum, beragam, dan paling banyak dipelajari. Beberapa memiliki kemampuan untuk menembakkan semburan air melalui siphon ketika terganggu.
Subfilum Cephalochordata
Cephalochords adalah hewan kecil, antara 3 dan 7 sentimeter. Penampilannya tembus cahaya dan dikompresi secara lateral. Nama umum adalah amfox (sebelum digunakan sebagai genus, tetapi sekarang disebut Branchiostoma ).
Ada 29 spesies, menjadi subfilum yang sangat kecil, dalam hal jumlah spesies. Dalam tubuh kecil hewan, lima karakteristik chordata terlihat jelas.
Organisme bekerja dengan cara berikut: air masuk melalui mulut, berkat arus yang dihasilkan oleh silia yang dimilikinya, ia melanjutkan perjalanannya melalui celah faring.
Pada langkah ini, partikel yang berfungsi sebagai makanan disatukan oleh sekresi lendir dari endostyle. Silia membawa makanan ke usus dan ditelan.
Meskipun sekilas tampak organisme yang sangat sederhana, sistem peredaran darahnya cukup kompleks. Meskipun tidak ada jantung, ini adalah sistem yang mirip dengan yang ditemukan pada ikan, mengatur aliran darah dengan cara yang sama seperti pada kelompok ini.
Sistem saraf berpusat di sekitar tali saraf. Pasangan saraf muncul di setiap wilayah segmen otot.
Subfilum Vertebrata
Vertebrata adalah kumpulan hewan yang paling beragam, dalam hal morfologi dan habitat, dari chordata. Semua anggota garis keturunan memiliki karakteristik diagnostik chordata setidaknya dalam beberapa tahap siklus hidup mereka. Selain itu, kita dapat membedakan fitur-fitur berikut:
Karakteristik sistem vertebrata
Kerangka, terbuat dari tulang rawan atau tulang, terdiri dari kolom vertebral (dengan pengecualian mixin) dan tengkorak. Adapun sistem otot , ada segmen atau miomer di zigzag, yang memungkinkan gerakan. Sistem pencernaan adalah tipe otot, dan sekarang ada hati dan pankreas.
Sistem peredaran darah bertanggung jawab untuk mengatur aliran darah melalui semua struktur tubuh. Tujuan ini tercapai berkat adanya jantung ventral dengan banyak ruang dan sistem tertutup yang terdiri dari arteri, vena, dan kapiler.
Eritrosit atau sel darah merah dicirikan dengan memiliki hemoglobin sebagai pigmen untuk mengangkut oksigen – pada invertebrata terdapat berbagai pigmen hijau dan biru.
Integumen memiliki dua divisi: epidermis yang terletak di bagian luar atau epitel berlapis yang berasal dari ektoderm dan dermis bagian dalam yang terbentuk dari jaringan ikat yang berasal dari mesoderm. Vertebrata menyajikan serangkaian variasi dalam pengertian ini, antara lain menemukan tanduk, kelenjar, sisik, bulu, rambut.
Hampir semua jenis kelamin terpisah, dengan gonad masing-masing yang mengeluarkan isinya ke dalam kloaka atau lubang khusus.
Klasifikasi dan filogeni
Di mana chordata ditemukan?
Sumber: Arthur Tributino Menezes [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Sebelum menjelaskan filogeni chordata, perlu diketahui letak kelompok ini pada pohon kehidupan. Dalam hewan dengan simetri bilateral, ada dua garis keturunan evolusioner. Di satu sisi ada prostostomata dan di sisi lain ada deuterostoma.
Secara historis, perbedaan antara kedua kelompok itu pada dasarnya didasarkan pada karakteristik embrionik. Pada protostomata, blastopori membentuk mulut, segmentasinya berbentuk spiral dan coelom bersifat skizoselik, sedangkan pada deuterostoma membentuk anus, segmentasinya berbentuk radial dan coelom bersifat enteroselik.
Dengan cara yang sama, penerapan teknik molekuler saat ini telah mengkonfirmasi pemisahan antara keduanya, selain memperjelas hubungan antara individu yang membentuknya.
Protostom termasuk moluska, annelida, arthropoda, dan kelompok kecil lainnya. Silsilah ini dibagi menjadi dua kelompok: Lophotrochozoa dan Ecdysozoa. Kelompok kedua, deuterostom, termasuk echinodermata, hemicordata, dan chordata.
Klasifikasi Cladist dan tradisional
Klasifikasi Linnaean menyediakan cara tradisional yang memungkinkan klasifikasi setiap taksa. Namun, dalam perspektif cladist, ada kelompok tertentu yang saat ini tidak diakui, karena tidak memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh aliran klasifikasi tradisional ini.
Contoh yang paling dikenal dalam literatur adalah Agnatha dan Reptilia. Karena kelompok ini tidak monofiletik, mereka tidak diterima oleh cladis. Misalnya, reptil bersifat parafiletik karena tidak mengandung semua keturunan dari nenek moyang yang sama, meninggalkan burung di luar.
Namun, sebagian besar teks dan literatur ilmiah mempertahankan klasifikasi Linnaea tradisional untuk merujuk pada berbagai kelompok chordata yang ada. Mengubah subbidang dalam zoologi merupakan tantangan yang luas, sehingga mempertahankan rentang yang paling kita kenal.
kelompok tradisional
Dalam pengertian ini, divisi tradisional terdiri dari: Urochordata, Cephalochardata, Myxini, Petromyzontida, Chondrichthyes, Osteichthyes, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia.
Dua kelompok pertama, urochordata dan cephalochord, dikenal sebagai protochordate dan acraniates.
Semua kelompok yang tersisa milik Vertebrata dan Craniata. Myxini dan Petromyzontida milik Agnatha, sedangkan sisanya milik Gnathostomata (klasifikasi terakhir ini memperhitungkan ada tidaknya mandibula).
Tetrapoda termasuk amfibi, reptil, burung, dan mamalia. Terakhir, perwakilan Amniota adalah reptil, burung, dan mamalia. Secara umum, kelompok-kelompok ini membentuk klasifikasi tradisional Filum Chordata.
Habitat
Chordata telah berhasil mencakup sejumlah habitat yang luar biasa. Urochordate dan cephalochord hidup di lingkungan laut.
Vertebrata, sementara itu, memiliki jangkauan yang lebih luas. Amfibi – sebagian – reptil dan mamalia hidup di lingkungan terestrial. Burung dan kelelawar telah berhasil menjajah udara; sementara beberapa mamalia, cetacea, kembali ke air.
Reproduksi
Urochordata adalah chordata dengan pola reproduksi terluas. Organisme ini menunjukkan reproduksi seksual dan aseksual. Spesies biasanya hermaprodit dan pembuahan eksternal. Gamet keluar melalui siphon, dan setelah pembuahan, individu baru berkembang menjadi larva.
Cephalochordata memiliki fertilisasi eksternal dan jenis kelamin dipisahkan. Dengan demikian, jantan dan betina melepaskan gamet mereka ke laut. Ketika pembuahan terjadi, larva terbentuk, mirip dengan bentuk remaja urochordate.
Vertebrata bereproduksi secara dominan secara seksual, dengan serangkaian strategi yang memungkinkan perbanyakan individu. Kedua varian pembuahan hadir – internal dan eksternal.
Nutrisi dan diet
Nutrisi dari dua kelompok dasar chordata – ascidian dan cephalochordate – diberi makan oleh sistem filtrasi yang bertugas menangkap partikel tersuspensi di lingkungan laut.
Di sisi lain, mixin adalah pemulung – mereka memakan hewan mati lainnya. Lamprey, sebaliknya, adalah ektoparasit. Menggunakan alat mulut berbentuk cangkir hisap yang rumit, hewan ini dapat menempel pada permukaan tubuh ikan lain.
Namun, bentuk remaja memberi makan dengan mengisap lumpur, kaya akan puing-puing organik yang bergizi dan mikroorganisme.
Sebuah inovasi evolusioner yang menentukan nasib kelompok adalah penampilan rahang. Ini muncul sebagai modifikasi dari pola perkembangan regio cephalic anterior.
Struktur ini memungkinkan jangkauan mangsa yang dikonsumsi oleh mangsa ini diperluas, serta menjadi jauh lebih efisien dalam hal menjebak mangsa potensial.
Adapun vertebrata, hampir tidak mungkin untuk menggeneralisasi kebiasaan trofik anggotanya. Kita menemukan karnivora, filter-makan, penghisap darah, pemakan buah, herbivora, pemakan serangga, nektarivora, granivora, folivora, antara lain.
Pernafasan
Respirasi di sea squirts terjadi dengan menggunakan tenaga air. Ini memiliki struktur yang disebut sifon di mana mereka dapat berperedaran dan melewati celah insang.
Pada cephalochordata, respirasi terjadi dengan cara yang sama. Hewan-hewan ini terus-menerus mengedarkan air dalam arus yang masuk melalui mulut mereka dan keluar melalui lubang yang dikenal sebagai atriopore. Sistem yang sama digunakan untuk memberi makan hewan.
Pada vertebrata, sistem respirasi jauh lebih bervariasi. Dalam bentuk akuatik, ikan dan sejenisnya, proses pertukaran gas terjadi melalui insang.
Sebaliknya, bentang alam melakukannya melalui paru-paru. Beberapa spesies, seperti salamander, tidak memiliki paru-paru dan melakukan pertukaran hanya dengan menggunakan kulit.
Burung memiliki modifikasi adaptif yang memungkinkan mereka untuk memenuhi kebutuhan energi alat gerak mereka yang mahal: terbang. Sistem ini sangat efektif, dan terdiri dari bronkus yang terhubung ke kantung udara.
Asal evolusi
Catatan fosil
Fosil pertama yang ditemukan dalam catatan berasal dari periode Kambrium, sekitar 530 juta tahun yang lalu.
Terlepas dari kenyataan bahwa sebagian besar anggota kelompok dicirikan terutama oleh kerangka bertulang keras, nenek moyang kelompok itu bertubuh lunak – dengan demikian, catatan fosil sangat langka.
Untuk alasan ini, informasi tentang asal usul chordata berasal dari bukti anatomis dari chordata saat ini dan bukti molekuler.
Vertebrata Leluhur: Fosil Kunci
Sebagian besar fosil yang berasal dari Paleozoikum adalah ostracoderms, sejenis organisme berbentuk ikan tanpa rahang. Beberapa fosil yang menonjol adalah Yunnanozoon, individu yang mengingatkan pada cephalochord, dan Pikaia adalah perwakilan terkenal dari Burgess Shale, panjangnya 5 sentimeter dan berbentuk pita.
Haikouella lanceolata telah menjadi kunci dalam proses menjelaskan asal usul vertebrata. Sekitar 300 individu fosil spesies ini diketahui yang mengingatkan kita pada ikan masa kini. Meskipun mereka tidak memiliki tanda-tanda vertebra, mereka memiliki semua karakteristik chordata.
Protostom atau deuterostom?
Asal usul evolusi chordata telah menjadi bahan diskusi hangat sejak zaman Charles Darwin, di mana titik fokus penelitiannya adalah membangun hubungan antara kelompok organisme hidup.
Pada awalnya, ahli zoologi berspekulasi kemungkinan asal usul chordata mulai dari dalam garis keturunan protostomata. Namun, ide ini dengan cepat dibuang ketika menjadi jelas bahwa karakteristik yang tampaknya mereka miliki tidak homolog.
Pada awal abad ke-20, penemuan pola perkembangan pada hewan membuat hubungan dengan chordata dan hewan deuterostomisasi lainnya menjadi jelas.
Hipotesis Garstang
Dalam perjalanan evolusi biologis, chordata menempuh dua cara yang berbeda – sangat awal dalam proses itu. Satu mengarah ke sea squirt dan yang lainnya ke cephalochordate dan vertebrata.
Pada tahun 1928, ahli ikan dan penyair Inggris Walter Garstang mengajukan hipotesis yang sangat imajinatif, yang melibatkan proses heterokroni: perubahan dalam sinkronisitas proses perkembangan.
Untuk Garstang, nenek moyang dari chordata bisa menjadi individu leluhur yang mirip dengan sea squirt pada juvenil ini yang mempertahankan karakteristik larvanya. Ide yang sangat avant-garde ini didasarkan pada fakta bahwa juvenil sea squirts menghadirkan lima karakteristik diagnostik chordata dengan cara yang sangat mencolok.
Menurut hipotesis, pada saat penting dalam evolusi, larva tidak dapat menyelesaikan proses metamorfosis dan berubah menjadi tunicate dewasa yang tidak bergerak. Dengan demikian, larva hipotetis dengan kematangan reproduksi muncul. Dengan acara ini, muncul sekelompok hewan baru dengan kemampuan berenang bebas.
Garstang menggunakan istilah pedomorfosis untuk menggambarkan retensi karakter remaja dalam keadaan dewasa. Fenomena ini telah dilaporkan di berbagai kelompok hewan saat ini, misalnya, pada amfibi.
Referensi
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologi: Kehidupan di Bumi . pendidikan Pearson.
- Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan . Pendidikan Pearson.
- Cuesta López, A., & Padilla Alvarez, F. (2003). Zoologi terapan . Edisi Diaz de Santos.
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip terintegrasi zoologi . McGraw – Bukit.
- Kardong, KV (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi . McGraw-Hill.
- Llosa, ZB (2003). zoologi umum . EUNED.
- Parker, TJ, & Haswell, WA (1987). Ilmu hewan. Chordata (Vol. 2). saya terbalik.
- Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., Prancis, K., & Eckert, R. (2002). Fisiologi hewan Eckert . Macmillan.
