Pengertian Gametogenesis pada Hewan dan Tumbuhan

Pengertian Gametogenesis adalah proses pembentukan sel gamet, baik gamet jantan maupun betina. Pembelahan sel pada gametogenesis terjadi secara meiosis. Setelah meiosis, terjadi pematangan sel untuk menjadi sel gamet sesuai spesies makhluk hidup.

Gametogenesis pada Hewan

Gametogenesis terjadi pada organ reproduksi makhluk hidup multiselular. Pada hewan jantan terjadi di organ testis yang disebut spermatogenesis. Pada hewan betina terjadi di organ ovarium yang disebut oogenesis.

a. Spermatogenesis

Sel sperma atau spermatozoid merupakan hasil dari spermatogenesis. Sel sperma berbentuk lonjong  dan berukuran kecil  dengan flagela pada bagian posterior (ekor). Flagela berfungsi untuk pergerakan sperma menuju sel telur saat fertilisasi.

Pembentukan sel sperma terjadi pada organ testis hewan jantan. Di dalam testis terdapat banyak saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus. Pada dinding dalam saluran inilah terjadi proses spermatogenesis.

Proses spermatogenesis pada tubulus semiferus testis

Pada tubulus seminiferus, terdapat sel-sel induk sperma atau spermatogonium yang diploid. Untuk melangsungkan pembentukan sel sperma, sel spermatogonium membelah secara mitosis dan menghasilkan spermatosit primer.

Setelah spermatosit primer terbentuk, pembelahan meiosis terjadi pada sel tersebut. Sel spermatosit primer mengalami meiosis I. Terjadi  reduksi kromosom sehingga menghasilkan dua sel spermatosit sekunder yang haploid.

Dua sel spermatosit sekunder hasil meiosis I melakukan pembelahan meiosis II. Dari dua sel spermatosit sekunder tersebut dihasilkan empat sel spermatid.

Sel spermatid yang terbentuk mengalami pematangan untuk menjadi sel sperma yang fungsional. Pematangan meliputi pembentukan tudung akrosom yang menembus sel telur dan pembentukan flagel.

Pada manusia, proses spermatogenesis dari spermatogonium hingga menjadi sperma matang memerlukan waktu sekitar 72 hari. Sperma yang telah matang dilepaskan menuju epididimis. Produksi sperma pada manusia terjadi secara terus-menerus.

b. Oogenesis

Organ reproduksi hewan betina yang utama adalah ovarium. Pada organ ini terjadi pembentukan sel telur atau oogenesis. Sel telur atau ovum berkembang dari sel induk telur atau oogonium yang diploid, mirip spermatogonium pada spermatogenesis. Namun, pada oogonium, proses mitosisnya telah terjadi sebelum individu dilahirkan. Setelah lahir, pada ovarium terdapat sekitar 400.000 oosit primer yang siap memasuki tahap meiosis

Proses oogenesis di ovarium

Oosit primer (2n) akan mengalami meiosis I menghasilkan oosit sekunder yang haploid (n) dan sel yang lebih kecil yang disebut badan polar I. Saat oosit sekunder memasuki profase II pada meiosis II, oosit tersebut dilepaskan dari ovarium. Peristiwa pelepasan ini disebut ovulasi.

Oosit sekunder yang dilepaskan bergerak secara pasif dengan bantuan pergerakan cairan dan silia tuba Fallopii menuju uterus. Meiosis II yang menghasilkan satu ovum matang dan badan polar II tidak akan terjadi sebelum oosit sekunder dibuahi oleh sel sperma (Levine  Miller, 1991: 730). Pada saat sel sperma melakukan penetrasi menembus permukaan sel telur, meiosis II berlangsung menghasilkan sel ovum matang dan badan polar II.

Pada individu betina, oogenesis hanya menghasilkan satu ovum fungsional. Selain itu, pengeluaran sel ovum tidak terjadi secara serentak dan banyak seperti halnya sel sperma.

Gametogenesis pada Tumbuhan

Pada tumbuhan, gametogenesis terjadi pada organ reproduksinya, yakni bunga. Pembentukan gamet jantan terjadi pada alat reproduksi jantan (kotak spora) dan disebut mikrogametogenesis. Adapun pembentukan gamet betina terjadi pada alat reproduksi betina (ovarium) dan disebut megagametogenesis.

a. Mikrogametogenesis

Alat kelamin tumbuhan angiospermae jantan adalah stamen atau benang sari. Pada organ ini, khususnya pada kepala sari, terbentuk mikrospora yang berkembang menjadi serbuk sari atau polen.

Benang sari terdiri atas kepala sari (antera) dan tangkai sari (filamen). Setiap kepala sari umumnya memiliki empat kantung serbuk sari (sporangium). Di dalam sporangium, terdapat banyak sel induk mikrospora. Sel induk tersebut akan berkembang menjadi serbuk sari.

Langkah pertama dalam pembentukan serbuk sari adalah mikrosporogenesis (Hopson dan essels, 1990: 468). Proses ini dimulai dengan pembelahan meiosis sel induk mikrospora. Sel diploid tersebut melalui pembelahan meiosis akan menghasilkan empat sel mikrospora haploid yang masih berlekatan satu sama lain. Empat sel mikrospora hasil meiosis akhirnya saling memisah. Langkah kedua adalah mikrogametogenesis, proses pematangan mikrospora menjadi serbuk sari fungsional. Proses pematangan melibatkan pembelahan mitosis sel mikrospora dan terjadi dalam dua tahap. Tahap pertama, terjadi pembelahan inti dan sitoplasma sel mikrospora membentuk sel tabung (sel vegetatif) dan sel generatif. Sel generatif berada di dalam sel tabung. Dua sel yang berada dalam satu dinding sel ini merupakan Tentuk serbuk sari matang.

Tahap ke dua, jika serbuk sari menempel pada putik saat polinasi, sel tabung akan membentuk jalan tabung bagi sel generatif. Saat jalan tabung terus memanjang ke bawah, sel generatif membelah secara mitosis menjadi dua sel generatif haploid. Kedua sel ini nantinya berperan dalam pembuahan ganda.

Proses pembentukan serbuk sari

b. Megagametogenesis

Seperti serbuk sari, sel telur tumbuhan angiospermae dibentuk di bagian bunga, yaitu pistilum. Pada organ ini terjadi pembentukan sel telur dan tempat terjadinya fertilisasi (pembuahan). Pistilum terdiri atas tiga bagian, yaitu kepala putik (stigma), tangkai putik (stilus), dan ovarium. Pada ovarium inilah tempat sel telur terbentuk.

Pada ovarium terdapat ovulum atau kantung embrio. Beberapa spesies tumbuhan dapat memiliki ovolum lebih dari satu sehingga dapat menghasilkan buah dengan banyak biji. Pada uraian ini, hanya akan dijelaskan perkembangan pada ovarium dengan satu ovulum. Di dalam ovulum tersebut terdapat sel induk megaspora.

Megasporogenesis terjadi di ovarium. Dimulai dengan pembelahan meiosis pada sel induk megaspora yang menghasilkan 4 sel megaspora haploid. Tiga sel megaspora mengalami degenerasi, sedangkan satu megaspora tetap hidup dan akan mengalami pembelahan lebih lanjut.

Selanjutnya, terjadi pematangan melalui megagametogenesis. Pada proses ini satu sel megaspora akan mengalami tiga kali mitosis. Akan tetapi,pembelahan tersebut tidak diikuti sitokinesis sehingga hanya terjadi pembelahan inti sel. Tiga kali pembelahan mitosis menghasilkan satu sel telur dengan 8 inti sel. Kedelapan inti sel ini terkumpul dalam dua kelompok pada ujung yang berlawanan. Satu inti dari setiap kelompok bergerak ke tengah sel. Dua sel di tengah ini adalah inti kutub atau inti polar.

Sel dengan 8 inti sel ini disebut juga kandung lembaga yang memiliki satu lubang kecil (mikropil) tempat masuknya gamet jantan. Terdapat tiga inti dekat mikropil. Dua di antaranya disebut  sinergid dan satu inti lain merupakan inti telur. Tiga inti pada tempat yang berlawanan dengan mikropil disebut  antipoda.

Proses oogenesis di ovulum

Tiga buah inti di daerah mikropil dan tiga buah inti antipoda, masing- masing membentuk membran sel menjadi 6 buah sel. Dua inti kutub bersatu membentuk satu sel dengan dua inti sehingga di dalam kandung lembaga terdapat 7 sel. Pada saat fertilisasi, hanya sel telur dan inti sel saja yang dibuahi membentuk zigot (2n) dan endospermae (3n).