Anatomi dan Fisiologi Hewan

Pengertian Anatomi Fisiologi (Martini, 2001)
            Kata anatomy berasal dari bahasa yunani (Greek) yang secara literatur diartikan sebagai “membuka suatu potongan”. Antomi adalah suatu ilmu yang mempelajari bagian dalam (internal) dan luar (external) dari struktur tubuh manusia dan hubungan fisiknya dengan bagian tubuh yang lainnya. Contoh: mempelajari organ jantung dan posisinya dalam  tubuh.
Kata physiology juga juga berasal dari bahasa yunani (Greek) yaitu ilmu yang mempelajari bagaimana suatu organisme melakukan fungsi utamanya. Contoh: seseorang yang ingin mempelajari fisiologi tentang bagaimana jantung bisa memompa darah.
Anatomi fisiologi adalah dua hal yang berkaitan erat satu dengan yang lainnya baik secara teoritis maupun secara praktikal, sehingga muncul suatu konsep: “semua fungsi yang spesifik dibentuk dari struktur yang spesifik”.

Klasifikasi Anatomi
Anatomi terbagi atas: (1) anatomi mikroskopik dan (2) anatomi makroskopik.
Anatomi mikroskopik adalah mempelajari suatu struktur yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang.  Bentuk pemeriksaan mikroskopis adalah pemeriksaan sitology dan histologi. Sitology mempelajari suatu sel secara undividual sedangkan histologi memperlajari suatu jaringan.
Anatomi makroskopik mempelajari suatu struktur yang besar yang bisa dilihat dengan mata telanjang, antara lain: anatomi permukaan (ciri-ciri dari permukaannya), anatomi regional (fokus pada area tertentu), anatomi sistemik (mempelajari organ secara sistem: pencernaan dll.) Anatomi perkembangan (mempelajari perubahan dari suatu struktur)

Klasifikasi Fisiologi
Fisiologi manusia adalah ilmu yang mempelajari tentang faal (fungsi) dari tubuh manusia. Adapun spesifikasi fisiologi dari anatomi antara lain: fisiologi sel (mempelajari fungsi sel dan bagian-bagiannya), Fisiologi spesifik (mempelajari suatu organ), fisiologi sitemik (mempelajari fungsi organ secara sistemik), fisiologi patologikal (mempelajari efek penyakit terhadap suatu organ)

Istilah dan Posisi Anatomi
Posisi anatomi adalah ketika seorang menghadap ke depan, dengan kepala tegak lurus, kedua tangan berada di samping dengan ibu jari berada di  samping/luar.
Istilah anatomi berdasrkan pposisi anatomi antara lain:

• Anterior                  : depan
• Medial                    : tengah
• Superior                  : atas
• Dextra                    : kanan
• Ventra                    : bagian depan
• Interna                    : dalam
• Proximal                 : pangkal
• Central                   : pusat
• Parietal                   : lapisan luar
• Superfisial              : dangkal
• Horizontal               : bidang datar
• Transversal             : potingan melintang
• Posterior                 : belakang
• Lateral                    : samping
• Inferior                   : bawah
• Sinistra                   : kiri
• Dorsal                     : bagian belakang
• Externa                   : luar
• Distal                      : ujung
• Perifer                    : pinggir (tepi)
• Visceral                  : lapisan dalam
• Profunda                 : dalam
• Vertical                   : bidang tegak
• Longitudinal           : potongan memanjang

Rongga-rongga dalam Tubuh Manusia
1.      Rongga yang terdapat dalam kepala:

• Ronggan tengkorak ( cavum Cranialis), isinya: otak besar (cerebrum), otak kecil (cerebellum), dan batang otak (brain stem)
• Rongga mata (cavum orbital), isinya: bola mata (orbita)
• Rongga hidung (cavum nasi), isinya: tempat lewatnya udara pernafasan.
• Rongga mulut (cavum oris), isinya lidah dan  gigi.
• Rongga telinga tengah (cavum tympani), isinya: tulang-tulang pendengaran (maleus, incus, stapes)

2.      Rongga yang terdapat pada badan:

• Rongga dada (cavum thoracis), isinya: paru-paru (pulmo), jantung (cardio), pembuluh darah aorta, pembuluh darah vena cava, arteri dan vena pulmonalis, trachea, bronchus, dan eosophagus.
• Rongga perut (cavum abdomen), isinya: lambung (gaster), usus halus (intestinum, duodenum, jejunum), usus besar (colon), kelenjar pangkreas, limpa (lien), hati (hepar), dan ginjal (renal)
• Rongga pangul (cavum pelvis), isinya: kandung kkemih (vesika urinaria), rectum, pada laki-laki kelenjar prostat, perempuan terdapat Rahim (uterus) dan indung telur (ovarium).

Tingkatan Organisasi dalam Tubuh Manusia
Tingkatan organisasi pada tubuh manusia berdasarkan kajian mikroskopik ke makroskopik anatomi adalah:

1. Tingkat kimia atau molekul, dibentuk oleh atom yang merupakan unit sangat terkecil membentuk molekumolekul dengan ukuran sangat kompleks. Contoh: molekul kompleks protein.
2. Tigkat seluler, interaksi dari molekul-mlekul yang membentuk organelle tertentu yang akan membentuk sebuah sel. 
3. Tingkat jarungan, kumpulan dari sel-sel tersebut akan membentuk suatu jaringan. Contoh: jaringan otot. 
4. Tingkat organ, merupakan kumpulan dari beberapa jaringan yang menyusun suatu organ. Contoh: jantung. 
5. Tingkat sistem organ, merupakan interaksi dari satu organ dengan organ yang lainnya sehingga menyusun sistem organ. Contoh: sistem pencernaan. 
6. Tingkat organisme, merupakan kesatuan seluruh sistem organ pada manusia yang akan mempertahankan kehidupan dan kesehatan.

Sistem Organ dalam Tubuh Manusia
Adapun beberapa sistem organ yang dimiliki oleh manusia antara lain:

1.      Sistem integument
2.      Sistem skeletal
3.      Sistem muscular
4.      Sistem persarafan
5.      Sistem endokrin
6.      Sistem kardiovaskular
7.      Sistem limfatik
8.      Sistem pernapasan
9.      Sistem pencernaan
10.  Sistem perkemihan
11.  Sistem reproduksi pria
12.  Sistem reproduksi wanita

Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan

Anatomi tumbuhan-Anatomi tumbuhan adalah melihat keseluruhan fisik sebagai bagian-bagian yang secara fungsional berbeda. Anatomi tumbuhan biasanya dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan hierarki dalam kehidupan:

• Organologi, mempelajari struktur dan fungsi organ berdasarkan jaringan-jaringan penyusunnya;
• Histologi, mempelajari struktur dan fungsi berbagai jaringan berdasarkan bentuk dan peran sel penyusunnya; dan
• Sitologi, mempelajari struktur dan fungsi sel serta organel-organel di dalamnya, proses kehidupan dalam sel, serta hubungan antara satu sel dengan sel yang lainnya. Sitologi dikenal juga sebagai biologi sel. 
•  
• A.  AKAR

Secara umum, ada dua jenis akar yaitu:

• Akar serabut : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan monokotil. Walaupun terkadang, tumbuhan dikotil juga memilikinya (dengan catatan, tumbuhan dikotil tersebut dikembangbiakkan dengan cara cangkok, atau stek). Fungsi utama akar serabut adalah untuk memperkokoh berdirinya tumbuhan.
• Akar tunggang : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan dikotil. Fungsi utamanya adalah untuk menyimpan makanan.

Anatomi akar terdiri dari:

• Kambium : lapisan sel hidup pada tumbuhan yang aktif membelah berfungsi untuk memperbesar batang, terletak di antara kulit dan kayu.

• Pembuluh tapis (floem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan berlubang – lubang halus sehingga membentuk pembuluh. Fungsinya untuk mengangkut zat makanan dari akar keseluruh tubuh tumbuhan.
• Pembuluh kayu (xylem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan menyatu. Fungsinya untuk menyalurkan air yang mengandung mineral dari akar ke daun dan bagian lain tubuh.

B.  BATANG

Batang tumbuhan mempunyai bentuk berbeda – beda. Pada umumnya batang dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :

• Batang  Berkayu

Tumbuhan jenis ini biasanya besar, tinggi, dan bercabang – cabang. Daun tumbuhan ini biasanya rimbun. Contohnya : mangga, jati, pohon jambu, dan lainnya.

• Batang Tidak Berkayu

Tumbuhan jenis ini biasanya tidak terlalu tinggi dan daunnya menempel pada batang. Contohnya : jagung dan tebu.

• Batang Semu

Tumbuhan jenis ini berupa pelepah – pelepah yang membentuk batang. Contohnya : pisang.

Keterangan struktur anatomi batang, yaitu :

1. Epidermis        : epidermis batang mempunyai sel – sel silika dan sel – sel gabus, misalnya pada batang tebu (Saccharum officinarum), dan kadang – kadang di lapisi oleh sel kutikula.
2. Periderm          : selaput luar epidermis yang terdapat di sekeliling mulut membentuk tonjolan berbentuk piala.
3. Kortek             : lapisan luar suatu organ, pada tumbuhan di bawah epidermis sebelah luar silinder pusat, terdiri dari sel – sel parenkim.
4. Floem primer   : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar.
5. Floem sekunder           : terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
6. Kambium        : lapisan sel hidup terletak di kulit dan kayu, yang membuat jaringan kayu baru ke sebelah dalam dan membuat jaringan kulit baru ke sebelah luar. Fungsinya untuk memperbesar batang.
7. Xylem sekunder          : terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
8. Xylem primer  : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar.

C.  DAUN

Daun mempunyai bentuk yang bermacam – macam. Bentuk daun dapat dibedakan menjadi 5 macam, yaitu :

ø     Bentuk bulat atau bundar : teratai besar.

ø     Bentuk perisai : daun jarak.

ø     Bentuk jorong : daun nangka dan nyamplung.

ø     Bentuk memanjang : daun sirkaya dan sirsak.

ø     Bentuk lanset : daun kamboja.

Keterangan gambar anatomi daun, yaitu :

• Epidermis terbagi atas epidermis atas dan epidermis bawah. Epidermis berfungsi melindungi jaringan di bawahnya.
• Jaringan palisade atau jaringan tiang adalah jaringan yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fotosintesis
• Jaringan spons atau jaringan bunga karang yang berongga. Jaringan ini berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan.
• Berkas pembuluh angkut yang terdiri dari xilem atau pembuluh kayu dan floem atau pembuluh tapis. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan garam-garaman yang diserap akar dari dalam tanah ke daun (untuk digunakan sebagai bahan fotosintesis). Sedangkan floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh tumbuhan.
• Stoma (jamak: stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO₂ dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis. Kemudian stoma akan mengeluarkan O₂ sebagai hasil fotosintesis. Stoma ibarat hidung kita dimana stoma mengambil CO₂ dari udara dan mengeluarkan O₂, sedangkan hidung mengambil O₂ dan mengeluarkan CO₂. Stoma terletak di epidermis bawah. Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang.

—D.  BUNGA

Mahkota bunga : untuk memikat serangga yang menolong penyerbukan.

Benang sari : merupakan alat kelamin jantan pada tumbuhan, mengandung tepung sari.

Kelopak : pembungkus bunga selagi kuncup.

Putik : alat kelamin betina pada tumbuhan, yang akan menjadi bakal buah.

Dasar bunga : terletak di pangkal bunga, tempat melekatnya perhiasan bunga dan alat pembiakan.

Tangkai bunga : tempat melekatnya bunga.

—E.  BUAH

Buah merupakan perkembangan dinding bakal buah dan terkadang juga bagian – bagian bunga lainnya. Buah terdiri atas kulit buah, daging buah dan biji.

F.  BIJI

Keterangan struktur anatomi biji, yaitu :

• Kulit biji          : terletak di bagian luar biji dan melapisi seluruh bagian biji.

• Hipokotil         : bagian bawah aksis (pangkal) yang melekat pada kotiledon.

• Radikula          : bagian terminal (ujung).

• Epikotil           : bagian atas pangkal.

• Plumula           : bagian ujung, yaitu pucuk dengan sepasang daun.  
• • Fisiologi Tumbuhan         
  
  Fisiologi tumbuhan adalah cabang botani yang mempelajari bekerjanya sistem kehidupan di dalam tubuh tumbuhan dan tanggapan terhadap pengaruh lingkungan sekitarnya. Seperti juga fisiologi hewan, fisiologi menggabungkan aspek fisika, kimiawi, dan biologi. Dari fisiologi tumbuhan ini lahirlah cabang-cabang campuran biologi, seperti biokimia dan biofisika. Fisiologi juga sangat mempengaruhi perkembangan genetika.
  Objek kajian dalam fisiologi tumbuhan adalah fisika sel dan biofisika organ, fotosintesis, transportasi hara dan hasil metabolisme, regulasi pertumbuhan dan perkembangan, dan mekanisme respons terhadap rangsangan lingkungan.
  Fisiologi tumbuhan diterapkan dalam pertanian untuk meningkatkan nilai produk hasil bumi. Beberapa contoh hasil kajian fisiologi yang diterapkan di pertanian adalah teknologi pemberian pupuk kimia untuk meningkatkan hasil dan penggunaan zat pengatur tumbuh untuk merangsang keserempakan pembungaan. Hasil penelitian di bidang fisiologi juga dapat dipakai untuk mendukung program pemuliaan tanaman, misalnya dalam merakit kultivar yang tahan kekeringan.
  
  
  Pertumbuhan sel pada tumbuhan tingkat tinggi sering terjadi tanpa peningkatan volume sitosol. Karena kekuatan ionik rendah dari dinding sel, air cenderung untuk meninggalkannya dan memasuki sitosol dan vakuola, menyebabkan sel untuk berkembang. Proses melonggarkan dari dinding sel primer yang disebabkan oleh auksin, memungkinkan sel untuk berkembang dalam arah tertentu, ukuran dan bentuk tumbuhan ditentukan terutama oleh jumlah dan arah pembesaran ini (Gambar 1a). Sel-sel individu tumbuhan dapat meningkatkan ukuran dengan sangat cepat dengan melonggarkan dinding sel dan mendorong sitosol dan membran plasma. Peningkatan volume sel hanya disebabkan perluasan vakuola intraselular oleh serapan air. Kita dapat membuktikan fenomena ini dengan mempertimbangkan bahwa jika semua sel di pohon redwood dikurangi seukuran sel hati (≈ 20 mm diameter), pohon itu hanya akan memiliki ketinggian maksimum 1 meter.
  
  
  Gambar 1: Perpanjangan sel tumbuhan:
  (a) Perubahan struktur sel tanaman selama proses perpanjangan. Serapan air menyebabkan tekanan internal (turgor), kehadiran auksin, dinding sel melonggar, dan tekanan turgor dinding pada dinding longga menyebabkan pemanjangan sel. (b) Usulan mekanisme dinding sel mengendur dalam sel tumbuhan. [Part (b) adapted from L. Taiz, 1994, Proc. Nat’l. Acad. Sci. USA 91:7387.]
  Sumber: Section 22.5, The Dynamic Plant Cell Wall
  
  Kemampuan auksin (indole-3-asam asetat) untuk memercepat induksi perpanjangan sel pertama kali ditunjukkan dalam eksperimen klasik pad coleoptile rumput dan gandum. Menurut hipotesis pertumbuhan-asam, auksin merangsang sekresi proton pada akhir “pertumbuhan” pada sel dengan mengaktifkan (langsung atau tidak langsung) suatu pompa proton yang terikat pada membran plasma (Gambar1b). Akibatnya, pH dinding sel sekitar daerah membran plasma jatuh dari 7,0 normal menjadi turun 4,5. PH rendah mengaktifkan kelas protein dinding sel, disebut expansin yang dapat mengganggu ikatan hidrogen antara mikrofibril selulosa sehingga menyebabkan struktur lapisan dari dinding sel untuk melonggar. Dengan kekakuan dinding berkurang, sel dapat memanjang.
  
  
  Gambar 2: Demonstrasi experimental diamana expansin mengendurkan ikatan hidrogen: (a) Didalam elastometer, sebuah strip kertas dijepit pada kedua ujungnya dan direndam dalam larutan. Salah satu ujung terpasang ke beban, sementara ujung lainnya dipegang tetap. Suatu agen yang dapat mengendurkan ikatan kovalen atau hidrogen antara serat selulosa akan menyebabkan strip kertas memanjang sebanyak x kali. Gerakan penjepit dicatat. (b) Perlakuan strip kertas dengan expansin pada pH 4,5 (merah) mengakibatkan melemahnya dari molekul selulosa reversibel. Sebaliknya, secara ireversibel selulase melemahkan kertas dengan memecah ikatan kovalen dalam polimer. Percobaan kontrol menunjukkan bahwa pelemahan tidak disebabkan oleh larutan dengan pH 4,5 dan itu tergantung pada keaktifan protein.
  Sumber:Section 22.5, The Dynamic Plant Cell Wall
  
  Expansin ditemukan dan dimurnikan menggunakan uji biokimia baru pada kertas selulosa murni. Kenapa kertas?, seperti dinding sel tanaman dari mana itu dibuat sehingga memilki kekuatan mekanik antara ikatan hidrogen dengan mikrofibril selulosa. Ekstrak dari dinding sel tumbuhan diuji untuk kemampuanya untuk mekanisme melemahkan kertas pada nilai pH antara 3,0 dan 5,0, tetapi tidak pada pH 7 (Gambar 2). Expansin memicu melonggarnya dinding sel dan berkebalikan ketika pH dinaikkan kembali ke 7,0. Hal ini menunjukkan expansin yang tidak memutuskan ikatan kovalen dalam selulosa. Bukti tambahan untuk hipotesis pertumbuhan-asam berasal dari studi tentang fusicoccin suatu senyawa jamur. Seperti auksin, fusicoccin menginduksi pemanjangan sel yang cepat dan memicu memompa proton keluar dari sel yang sensitif dengan disertai melonggarkan dinding sel sekitar. Aktivitas fusicoccin atau auksin dapat diblokir melalui mensisipi dinding sel dengan buffer yang mencegah pH ekstraselular turun.
  IAA merupakan hormon endogenous yang terdapat pada tanaman terbentuk dari triptofan dan terdapat cicin indol (Davies, 1995). Keunikan dari IAA adalah cicin tidak jenuh (rangkap dua) dan rantai samping asam. Terbentuk ruang yang tepat antara cicin dan rantai sampingnya (Gardner et al,. 1991). IAA memiliki peran fisiologis tumbuhan dalam pemanjangan dan perkembangan sel (Campbell dan Reece, 2002).
  Auksin menyebabkan pembentangan jaringan korteks, floem dan kambium sehingga sel sklerenkim menjadi rusak memicu akar keluar. Pengaruh auksin pada perkembangan sel-sel pada daerah maristem menyebabkan sel-sel memanjang (Dwijoseputro, 1994).
  Kisaran pengaruh auksin meliputi metabolisme selular sampai ke koordinasi morfogenesis tumbuhan termasuk absisi dan penuaan. Pengaruh selular seperti (Gardner et al,. 1991):
  1. Peningkatan sintesis nukleotida DNA dan RNA
  2. Sintesis protein dan enzim
  3. Pertukaran proton
  4. Potensial membran
  5. Pengambilan kalium
  Peran utama auksin adalah pemompaan proton pada membran plasma. Pada daerah perpanjangan sel, auksin meningkatkan pompa proton sehingga dalam beberapa menit meningkatkan potensial membran dan pH dalam didinding menurun (Gambar 2). Lingkungan yang menjadi asam menyebabkan aktivasi enzim ekspansin yang melepaskan ikatan hidrogen antara ikatan mikrofibril selulosa dan melonggarkan struktur dinding sel. Intergritas selulsa murni menjadi lemah akibat pengaruh auksin. Peningkatan potensial membran mengakibatkan pengambilan ion dari luar sel ke dalam sehingga terjadi pemasukan air secara osmosis. Pemasukkan air diiringi dengan plastisitas dinding sel mengakibatkan pemanjangan sel. Auksin menginduksi ekspresi gen untuk menghasilkan protein-protein baru pada daerah perpanjangan sel hanya dalam beberpa menit. Bebarapa protein bersifat mendorong atau menghambat transkripsi ekspresi gen lainnya. Tahap selanjutnya, sel akan membentuk sitoplasma dan bahan didind sel. Auksin juga merespon pada pertumbuhan lainnya (Campbell dan Reece, 2002).
  
  
  
  Terdapat dua mekanisme sintesis IAA:
  1. Eliminasi asam amino
  2. Eliminasi ujung gugus karboksil dari cicn samping triptofan
  Mekanisme yang paling diketahui adalah:
  a. Reaksi transaminasi : gugus amino bergabung dengan α-keto menjadi asam indol
  asetat
  b. Dekarboksilasi : indolpiruvat menjadi indolasetaldehida.
  c. Oksidasi : indolasetaldehid diubah menjadi IAA
  Enzim yang diperlukan untuk mengubah triptofan menjadi IAA terdapat pada jaringan muda, seperti maritem ujung, daun muda, dan buah dalam pertumbuhan.
  
  
  
  Zat pengatur tumbuh (ZPT) seperti asam geberelin dan IAA memilki efek fisiologis terhadap pemecahan dormansi biji memelalui mekanisme perkecambahan. Menurut Salisbury dan Ross (1995)gormon tersebut akan masuk kedalam sel dan akan ditangkap oleh protein reseptor .