SKELETON / Sistem Rangka (STRUKTUR DAN PERKEMBANGAN HEWAN)

STRUKTUR DAN PERKEMBANGAN HEWAN

SKELETON

(Sistem rangka)

Struktur dan Fungsi Skeleton

Pada  Vertebrata  skeleton  disusun  dari  tulang,  tulang  rawan  dan  kombinasi keduanva.  Fungsi  skeleton  adalah  sebagai  penyokong  tubuh,  perlekatan  otot-otot, pelindung bagian  tubuh  yang  lunak, memelihara  bentuk tubuh serta sebagai alat  gerak pasif.

Skeleton dibedakan atas:
Exoskeleton, berasal  dari corium (contoh: squama ikan)
Endoskeleton, berasal dari mesodermis.
Skeleton Vertebrata yang diuraikan disini adalah endoskeleton.
Endoskeleton dibedakan:
·  Skeleton  axiale,  terdiri  dari  columna  vertebralis  (tulang  belakang),  costa  (tulang rusuk). Sternum (tulang dada) dan cranium (tulang tengkorak).
·  Skeleton  appendiculare  meliputi:  cingulum  pectorale  (gelang  bahu),  cingulum pelvicale  (gelang  panggul),  extremitas  craniale  (tungkai  depan)  dan  extremitas caudale (tungkai belakang).

a.  Skeleton Axiale

Columna vertebralis
·  Melindungi medula spinalis
·  Tersusun  dari  deretan  vertebrae,  memanjang  dan  posterior  basis  cranium sampai ujung ekor.
·  Memiliki  lebih dari satu variasi morfologi vertebra
Vertebra tersusun dari: centrum, 1 atau 2 arcus dan processus

Centrum:
Massa silindris di ventral tubus neuralis
Antar  centrum  vertebrae  dihubungkan  oleh  discus  intervertebralis  (berupa jaringan  cartilago  fibrosa).  Jaringan  ini  kadang melekat  di  bagian  depan  atau  di bagian  belakang  centrum  dan  menyebabkan  permukaan  centrum  cekung, cembung,  datar  atau  kombinasinya,  sehingga  terbentuk  tipe  permukaan
centrum  vertebrae  amphicoel,  procoel,  opisthocoel,  heterocoel  dan  acoel. (Gambar 1.)

Arcus :
Arcus  neuralis  merupakan  sepasang  bangunan  melengkung  di  dorsal  centrum. Deretan  arcus  neuralis  membentuk  canalis  neuralis,  yang  dilalui  medulla spinalis.  Arcus  hemalis  merupakan  sepasang  bangunan  melengkung  di  ventral centrum.

Processus:
Merupakan  tonjolan  yang  berasal  dan  arcus  maupun  centrum  antara  lain zygapophysis, parapophysis, diapophysis, basapophysis, hypapophysis.
Fungsi:  menambah  ketegaran  columna  vertebralis,  mencegah  pembengkokan, tempat bersendinya costa dan tempat perlekatan otot.

Zygapophysis: tonjolan dari arcus neuralis, berjumlah 2 pasang yaitu ·  Sepasang  prezygapophysis,  menonjol  ke  arah  cranial  dengan  permukaan persendian menghadap dorsomedial.
·  Sepasang  postzygapophysis,  tonjolan  ke  arah  caudal  dengan  permukaan persendiannya menghadap ventrolateral.
Postzygapophysis bersendi dengan prezygapophysis vertebra di belakangnya.
Diapophysis: tonjolan berasal dari dasar arcus neuralis, meluas ke arah lateral, dan bersendi dengan tuberculum costae.
Parapophysis: tonjolan dan centrum, tempat bersendinya capitulum costae.
Basapophysis: tonjolan ventrolateral centrum, bersendi dengan arcus hemalis.
Hypapophysis:  tonjolan  mid  ventral  centrum  vertebrae  pada  reptil  tertentu,  burung dan mamal.

Vertebra bersendi satu sama lain melalui:
·  Ujung-ujung centrum (pada discus intervertebralis)
·  Zygapophysis (Gambar 2.)

Pada  ikan  columna  vertebralis  terdiri  dan  2  tipe  vertebrae  yaitu  vertebra  cranialis abdominalis) dan vertebra caudalis, dengan tipe amphicoel.
Pada  beberapa  Elasmobranchii  dan  Amia,  ada  2  centrum  pada  satu  vertebra,  dan ini disebut diplospondylus.
Pada Tetrapoda, vertebra abdominalis anterior disebut vertebra cervicalis.
Vertebra  tetrapoda  terdiri  dan:  vertebra  cervicalis,  vertebra  abdominalis,  vertebra sacralisdan vertebra caudalis.
Pada  reptil  burung  dan  mamal,  vertebra  abdominalis  berdi ferensiasi  menjadi vertebra  thoracalis  (di  anterior)  dan  vertebra  lumbalis  (di  posterior),  sehingga vertebra  dibedakan atas: vertebra cervicalis, vertebra thoracalis, vertebra lumbalis, vertebra sacralis dan vertebra caudalis. Pada  amfibi,  terdapat  1  vertebra  cervicalis  (=atlas),  vertebra  abdominalis  dan vertebra caudalis. Persatuan beberapa vertçbra caudalis membentuk urostylus.
Pada  reptil,  terdapat  2  vertebra  cervicalis,  vertebra  cervicalis  pertama  adalah  atlas dan vertebra cervicalis kedua adalah axis.
Pada  ular  vertebra  abdominalis  tidak  dibedakan  atas  vertebra  thoracalis  dan vertebra  lumbalis.  Permukaan  artikulasi  vertebra  pada  ular  selain  melalui:  centrum dan zygapophysis, juga melalui zygosphene dan zygantra.
Pada  burung,  atlas  serupa  dengan  pada  reptil.  Processus  transversus  vertebra cervicalis memiliki foramen transversarium, dilalui arteria dan vena vertebralis. Tipe vertebra  heterocoel.  Vertebra  thoracalis  posterior,  vertebra  lumbalis,  vertebra sacralis  dan  vertebra  caudalis  I  bersatu  membentuk  synsacrum.  Vertebra  caudalis VI —IX bersatu membentuk pygostylus.
Pada  mamal,  vertebra  cervicalis  I  (=atlas)  serupa  dengan  pada  reptil  dan  burung. Vertebra cervicalis 7 buah, tipe acoel. Vertebra thoracalis mempunyai 2 permukaan artikulasi  yaitu  facies  tubercularis  dan  facies  demicostalis.  Vertebra  lumbalis,  besar kuat,  lebih  panjang  dari  vertebra  yang  lain.  Sacrum  dibentuk  oleh  3  -  5  vertebra sacralis  yang  bersatu membentuk  persendian  dengan  cingulum  pelvicale.  Vertebra caudalis, jumlahnya bervariasi yaitu 3 - 4 pada manusia, 50 pada trenggiling.

Costa
Pada ikan, costa terdiri dari:
*   Costa  dorsalis:  tonjolan  ke  arah  luar  dan  processus  transversus  menuju  septum horizontale
*  Costa ventralis: melekat pada ventrolateral centrum.

Pada tetrapoda, costa dorsalis bersatu dengan Costa ventralis, sehingga terbentuk costa  bicipitale  (memiliki  2  kepala):  yaitu  kepala  bagian  dorsal  (=tuberculum) bersendi  pada  diapophysis,  kepala  bagian  ventral  bersendi  pada  parapophysis (Gambar  3.).  Dibagian  leher,  costa  bersatu  dengan  vertebra  sehingga  terbentuk lobang disebut foramen transversarium yang dilewati artenia dan vena vertebralis.
Pada amfibi, costa mereduksi dan tidak berhubungan dengan sternum.
Pada  reptil,  costa  terdapat  pada  semua  vertebra  abdominalis  dan  vertebra caudalis, serta ada hubungan intra costa dan sternum.
Pada ular, costa berakhir bebas karena tidak ada sternum. 
Pada  burung,  costa  kuat  dan  pipih,  bicipital,  menghubungkan  vertebra  cervicalis dan  sternum.  Costa  pars  vertebralis  mempunyai  processus  uncinatus,  untuk perlekatan otot dan memperkuat thorax
Pada  mamal,  costa  terdini  dan  costa  pars  vertebralis  (berupa  tulang),  dan  costa pars  sternalis  (berupa  tulang  rawan),  yang  bersatu  secara  langsung  atau  tak langsung dengan sternum, sehingga dibedakan 3 macam costa yaitu: Costa vera, costa spuria, costa fluctuantes

Sternum
Hanya ada pada tetrapoda, berupa tulang tunggal atau serangkaian tulang di medioventral thorax.
Sternum tidak ada pada ular dan Lacertilia tidak bertungkai
Pada Anura, sternum berkembang baik, terdiri dari:
*   Omosternum  (berupa  tulang)  dengan  perluasan  ke  anterior  membentuk epistemum (berupa tulang rawan)
*   Mesosternum  (berupa  tulang)  dengan  perluasan  ke  arah  posterior  membentuk xypisternum (berupa tulang rawan)
Lacertilia memiliki  sternum  terdiri  dari  lempeng  tulang  rawan  pipih  bersatu  dengan pars sternalis costa thoracalis. Reptil yang tidak memiliki sternum: penyu dan ular.
Pada  burung  yang  akti f  terbang  dan  penguin,  sternum  dilengkapi  dengan  carina sterni sebagai tempat perlekatan otot-otot pectoral
Pada mamal, sternum terdiri dari sederetan tulang disebut sternebra, yaitu: 
*   Presternum di anterior
*  Mesosternum di tengah
*   Metasternum, di posterior dan pada ujungnya melekat cartilago xiphoideum.

Cranium
Terdiri dari 2 bagian fungsional;
*   Neurocranium (mengelilingi otak dan alat indra tertentu)
*   Splanchnocranium (terdiri dari rahang dan cartilago branchialis) Contoh ikan hiu.
Pada  Vertebrata  bertulang  sejati,  komponen  neurocranium  dan  splachnocranium (cartilago)  berkembang  jadi  cranium  (tulang)  dalam  proses  penulangan endochondral.
Bersamaan  dengan  proses  tersebut,  terjadi  pula  penulangan  intra  membran, membentuk dermatocranium.

Neurocranium.
Mula-mula berupa rangkaian cartilago yang berpasang-pasangan: yaitu 
*  Cartilago  parachondralis  (di  kanan  kii  chorda  dorsalis),  meluas  ke  lateral  sampai capsula  otica  dan  meluas  ke  posterior,  kemudian  bersatu  membentuk  lamina basalis
*  Cartilago  prechondralis,  ujung  anteniornya  bersatu  membentuk  lamina ethmoidale.

Perkembangan  cartilago  parachordalis  dan  prechordalis  disertai  dengan persatuan  capsula  otica  dan  capsula  nasale  (capsula  optica  tetap  terpisah).
Bagian  sisi  lateral  tumbuh  ke  dorsal  setiap  sisi  otak,  kemudian  ke  medial  dan  terbentuklah  atap  otak  (berupa  cartilago).  Pada  Elasmobranchii,  perluasan  ini bersatu  di  dorsal  otak.  Pada  Vertebrata  umumnya  hanya  capsula  otica  di daerah  occipitale  yang  diatapi  cartilago,  sedangkan  atap  neurocranium  lain dibentuk oleh tulang membran dan dermatocranium (Gambar 4.).

Splanchnocranium
Terdiri  dari  sederetan  cartilago  atau  tulang  arcus  visceralis  yang  mengelilingi calon rongga pharynx embrio.
Arcus visceralis I (=arcus mandibularis), terdiri dari:
Cartilago  pterygoquadratum  (di  dorsal)  dan  cartilago  Meckeli  (di  ventral)  Arcus visceralis II (arcus hyoideus) terdiri dari: Hyomandibulare, ceratohyale dan basihyale
Arcus visceralis III— VII, terdiri dari 4 segmen: Pharyngobranchiale,  epibranchiale,  ceratobranchiale  dan  hypobranchiale
(Gambar 5).
Cartilago pterigoquadratum:
Bagian anterior diselubungi dermatocranium membentuk rahang atas Bagian posterior mengalami osi fikasi endochondralis membentuk os quadratum
Cartilago Meckeli:
Bagian anterior diselubungi dermatocranium membentuk rahang bawah Bagian  posterior  mengalami  osifikasi  endochondralis  membentuk  os  articulare.
Os  quadratum  dan  os  articulare  merupakan  artikulasi  mandibula  dan  maxilla pada Vertebrata di bawah mamal.
Pada  mamal,  artikulasi  terjadi  antara  os  dentale  (mandibula)  dengan  os squamosum
Os  articulare membentuk  maleus,  os  quadratum  membentuk  incus,  sedangkan stapes  terbentuk  dari  cartilago  hyomandibulare.  Pada  amfibi  sebagian  cartilago hyomandibulare mengalami penulangan membentuk columella.

Dermatocranium
Tulang  dermal  (tulang  membran)yang  ikut  membentuk  cranium,  antara  lain tulang-tulang  yang  mengatapi  neurocranium  dan  otak  serta  dinding  lateral cartilago  pterygoquadratum,  palatum,  cartilago  Meckeli,  tulang  (pada  ikan). amfibi, cranium lebar, pipih, punya 2 condylus occipitalis. reptil, bagian temporal cranium  punya  lubang  /  fossa  yang  besar.  burung,  tulang-tulang  cranium sangat  tipis,  ringan,  bersatu  satu  sama  lain  ada  mamal,  cranium  relatif  besar, tulang penyusun lebih sedikit, punya 2 condylus occipitalis.

b.  Skeleton appendiculae

Cingulum pectorale (gelang bahu), terdiri atas 2 elemen yaitu
a.  Tulang cartilago antara lain: coracoid, scapula dan suprascapula
b.  Tulang membran, antara lain: clavicula, cleithrum dan supracleithrum
Pada  tetrapoda,  cleithrum  dan  supracleithrum menghilang,  clavicula membesar Pada  ikan,  cleithrum  besar,  clavicula  mereduksi.  Pada  katak,  cingulum pectorale  terdiri  atas  clavicula,  epicoracoid,  coracoid,  scapula,  dan suprascapula.

Pada  Crocodilia  dan  Lacertilia  tidak  bertungkai,  tidak  memiliki  clavicula.  Pada burung  terbang,  2  clavicula  bersatu  dengan  interclavicula  membentuk  furcula, sedangkan  pada  burung  tidak  terbang,  clavicula  tidak  bertemu  di  ventral sehingga  tidak  ada  furcula.  Pada  beberapa  mamal  clavicula  mereduksi,  pada ikan  paus,  ungulata  dan  beberapa  carnivor,  clavicula  tidak  ada,  sedangkan pada insectivor, rodentia dan kelelawar clavicula besar.

Cingulum pelvicale (gelang panggul)
Pada ikan cingulum pelvicale terdiri atas 2 lamina pelvicale berartikulasi dengan pinna pelvicalis.
Pada  embrio  tetrapoda mula-mula terbentuk  lamina  pelvicale  (berupa  cartilago) yang kemudian mengalami penulangan membentuk pubis di anterior, ischium di posterior  dan  ilium  di  bagian  dorsal.  Pertemuan  ketiga  tulang  tersebut membentuk acetabulum berupa lekukan tempat bersendinya femur.

Extremitas craniale (tungkai depan) terdiri atas: 
*  Humerus,  berartikulasi  dengan  scapula  pada  cavitas  glenoidalis,  dan bagian distal berartikulasi dengan ulna dan radius.
*  Radius  di  bagian  anterior  berartikulasi  dengan  humerus  dan  ulna  (di proksimal) serta dengan pergelangan tangan arah ibu jan (distal)
*  Ulna  berartikulasi  dengan  humerus  dan  radius  (di  proksimal)  serta dengan pergelangan tangan arah kelingking (di distal)
*  Manus tersusun oleh carpalia, metacarpalia dan phalanges. Extremitas caudale (tungkai belakang) terdiri atas:
*   Os femorale, bersendi  dengan acetabulum
*   Tibia dan fibula di bagian proksimal bersendi dengan os femorale, dan di distal bersendi dengan pergelangan kaki.
*   Pes disusun oleh tarsalia, metatarsalia dan phalanges. 


Artikel / File ini diambil dari elisa.ugmac.id dimana file ini merupakan karya dari dosen biologi ugm pengampu materi kuliah Struktur dan perkembangan Hewan (SPH)