Hewan bertulang belakang
Ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia: ciri, kekerabatan, dan adaptasinya.
Jenjang yang disarankan: SD, SMP, SMA, kuliah.
Penjelasan untuk SD
Hewan yang punya tulang belakang disebut vertebrata. Coba raba punggungmu: ada ruas-ruas tulang yang tersusun dari leher sampai pinggang. Manusia juga vertebrata!
Vertebrata dibagi menjadi lima kelompok:
- Ikan: hidup di air, bernapas dengan insang, bergerak dengan sirip, dan kebanyakan bersisik. Contoh: ikan mas, hiu paus, kuda laut.
- Amfibi: hidup di dua alam, di air saat kecil dan di darat saat dewasa. Kulitnya lembap. Contoh: katak dan kodok.
- Reptil: kulitnya bersisik kering, bertelur dengan cangkang. Contoh: cicak, ular, penyu, buaya, komodo.
- Burung: tubuhnya berbulu, punya paruh dan sayap, serta bertelur. Contoh: ayam, maleo, cenderawasih.
- Mamalia: berambut dan menyusui anaknya. Contoh: kucing, orangutan, paus, dan manusia.
Indonesia punya banyak vertebrata istimewa, misalnya komodo, anoa, dan cenderawasih. Di Papua bahkan ada mamalia yang bertelur, yaitu ekidna, dan mamalia berkantung seperti kuskus.
Poin kunci
- Vertebrata: hewan bertulang belakang, termasuk manusia.
- Lima kelompok: ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia.
- Mamalia berambut dan menyusui anaknya.
Aktivitas
Kumpulkan gambar hewan dari majalah atau internet, lalu tempel dalam lima kolom: ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia. Tuliskan satu ciri yang membuatmu yakin hewan itu masuk kolom tersebut.
Penjelasan untuk SMP
Vertebrata termasuk filum Chordata. Pada suatu tahap hidupnya, semua chordata memiliki notokorda, tali saraf di punggung, celah faring, dan ekor di belakang anus. Pada vertebrata, notokorda digantikan tulang belakang yang melindungi sumsum tulang belakang.
Perbandingan lima kelas vertebrata:
- Ikan (Pisces): bernapas dengan insang, jantung dua ruang, ektoterm, fertilisasi umumnya di luar tubuh. Ikan bertulang keras memiliki gelembung renang dan gurat sisi untuk merasakan getaran air; ikan bertulang rawan, seperti hiu dan pari, tidak memiliki gelembung renang.
- Amfibi: berudu bernapas dengan insang; dewasa bernapas dengan paru-paru dan kulit. Jantung tiga ruang. Telur tanpa cangkang diletakkan di air. Ada tiga ordo: katak dan kodok, salamander, serta sesilia yang tidak berkaki.
- Reptil: sisik dari keratin, bernapas dengan paru-paru, telur bercangkang dan beramnion sehingga dapat bertelur di darat. Kebanyakan jantung tiga ruang, kecuali buaya yang empat ruang.
- Burung (Aves): berbulu, berparuh tanpa gigi, tulang berongga, kantung udara membantu bernapas, jantung empat ruang, endoterm (suhu tubuh tetap).
- Mamalia: berambut, memiliki kelenjar susu, diafragma, jantung empat ruang, dan endoterm. Kebanyakan melahirkan.
Mamalia dibagi tiga: monotremata yang bertelur (ekidna di Papua dan platipus di Australia), marsupialia yang berkantung (kuskus, kanguru pohon), dan plasentalia yang janinnya tumbuh di rahim dengan bantuan plasenta (kucing, orangutan, manusia).
Poin kunci
- Chordata: notokorda, tali saraf punggung, celah faring, ekor.
- Ikan dan amfibi bertelur di air; reptil dan burung bertelur bercangkang di darat.
- Mamalia: monotremata (bertelur), marsupialia (berkantung), plasentalia.
Aktivitas
Buat kunci determinasi dikotom sederhana untuk sepuluh vertebrata di sekitarmu (misalnya ikan lele, katak, cicak, ayam, kucing). Uji kuncimu dengan meminta teman menebak hewan memakai kunci tersebut.
Penjelasan untuk SMA
Kelas-kelas “ikan” dan “reptil” dalam klasifikasi tradisional ternyata tidak monofiletik. Pohon kekerabatan vertebrata modern kira-kira sebagai berikut:
- Agnatha (tanpa rahang): lamprey dan ikan hag.
- Gnathostomata (berahang): ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) dan vertebrata bertulang keras (Osteichthyes).
- Osteichthyes terdiri atas ikan bersirip jari (Actinopterygii, sebagian besar ikan) dan ikan bersirip daging (Sarcopterygii). Sarcopterygii mencakup coelacanth, ikan paru, dan Tetrapoda. Coelacanth Sulawesi, Latimeria menadoensis, dideskripsikan pada 1999 dan lebih dekat berkerabat dengan tetrapoda daripada dengan ikan mas.
- Tetrapoda terbagi menjadi amfibi dan Amniota, yaitu vertebrata dengan telur beramnion. Amniota bercabang menjadi mamalia (Synapsida) dan reptil (Sauropsida). Burung adalah keturunan dinosaurus teropoda, sehingga secara filogenetik burung termasuk reptil.
Telur amniotik adalah inovasi yang membebaskan vertebrata dari air untuk berkembang biak. Selaput amnion menjaga embrio tetap basah, kuning telur menyediakan makanan, alantois menampung sisa metabolisme, dan korion membantu pertukaran gas.
Adaptasi yang menarik di Indonesia:
- Penyu dan buaya memiliki penentuan jenis kelamin yang bergantung suhu sarang; pada penyu, sarang yang lebih hangat menghasilkan lebih banyak betina.
- Komodo betina pernah menghasilkan anak tanpa kawin (partenogenesis) di kebun binatang.
- Maleo mengubur telurnya di pasir yang dihangatkan panas bumi atau matahari, dan anaknya menetas dalam keadaan sangat mandiri tanpa diasuh induk.
- Garis Wallace dan Garis Weber–Lydekker menandai peralihan dari mamalia plasenta tipe Asia di barat ke marsupial tipe Australia di timur.
Poin kunci
- “Ikan” dan “reptil” tradisional tidak monofiletik; burung adalah reptil keturunan dinosaurus.
- Coelacanth lebih dekat dengan tetrapoda daripada dengan ikan bersirip jari.
- Telur amniotik: amnion, kuning telur, alantois, korion.
Aktivitas
Gambarlah kladogram vertebrata dari ikan hag sampai mamalia dan burung. Tandai titik munculnya rahang, paru-paru, anggota tubuh berjari, telur amniotik, bulu, dan kelenjar susu. Diskusikan mengapa burung ditempatkan di dalam reptil.
Penjelasan untuk kuliah
Evolusi vertebrata ditandai beberapa inovasi kunci: sel krista neural (sumber tengkorak, saraf tepi, dan pigmen), duplikasi genom menyeluruh pada awal sejarah vertebrata yang memperbanyak gen pengatur seperti Hox, rahang yang berasal dari lengkung faring, serta transisi ikan ke tetrapoda pada Devon yang terekam pada fosil seperti Tiktaalik. Ikan bertulang keras teleostei mengalami satu duplikasi genom tambahan, yang turut dikaitkan dengan keragamannya.
Endotermi berevolusi secara terpisah pada mamalia dan burung, dengan jantung empat ruang yang juga muncul secara konvergen. Paru-paru burung bekerja satu arah melalui parabronki dan kantung udara, sehingga pertukaran gasnya lebih efisien daripada paru-paru mamalia yang berujung buntu (alveolus).
Ikan mencakup sekitar separuh spesies vertebrata. Katalog spesies setiap kelas terus diperbarui, misalnya Catalog of Fishes, AmphibiaWeb, The Reptile Database, daftar burung IOC/Clements, dan Mammal Diversity Database; angka yang berbeda antarkatalog mencerminkan konsep spesies dan revisi taksonomi yang berbeda.
Konservasi vertebrata Indonesia menghadapi hilangnya habitat, perburuan, dan perdagangan satwa, serta penyakit seperti kitridiomikosis pada amfibi. Status terancam banyak spesies endemik, seperti ekidna moncong panjang barat (Kritis), menuntut data populasi yang lebih baik. Perangkap kamera, DNA lingkungan, dan rekaman suara otomatis kini banyak dipakai untuk memantau vertebrata yang sulit diamati.
Poin kunci
- Inovasi vertebrata: krista neural, duplikasi genom, rahang, transisi ke darat.
- Endotermi dan jantung empat ruang berevolusi konvergen pada burung dan mamalia.
- Jumlah spesies berbeda antarkatalog karena konsep spesies dan revisi taksonomi.
Aktivitas
Bandingkan jumlah spesies satu kelas vertebrata di Indonesia dari dua katalog berbeda (misalnya daftar burung IOC dan data GBIF). Jelaskan sumber perbedaannya: konsep spesies, sinonim, catatan yang belum terverifikasi, atau tanggal pembaruan.
Spesies contoh
- Hiu paus (Rhincodon typus)
- Raja laut (coelacanth Sulawesi) (Latimeria menadoensis)
- Kuda laut (Hippocampus kuda)
- Kodok buduk (Duttaphrynus melanostictus)
- Aksolotl (Ambystoma mexicanum)
- Komodo (Varanus komodoensis)
- Penyu hijau (Chelonia mydas)
- Maleo (Macrocephalon maleo)
- Cenderawasih kuning-besar (Paradisaea apoda)
- Ekidna moncong panjang barat (Zaglossus bruijnii)
- Kuskus tutul (Spilocuscus maculatus)
- Orangutan Sumatra (Pongo abelii)