Animalia

Hewan adalah organisme eukariotik multiseluler yang membentuk kerajaan biologis Animalia . Dengan sedikit pengecualian, hewan mengonsumsi bahan organik , menghirup oksigen , mampu bergerak , dapat bereproduksi secara seksual , dan tumbuh dari ruang sel yang kosong, blastula , selama perkembangan embrionik . Lebih dari 1,5 juta spesies hewan hidup telah dideskripsikan - dari yang sekitar 1 juta adalah serangga - tetapi diperkirakan ada lebih dari 7 juta spesies hewan secara total. Hewan-hewan memiliki panjang mulai dari 8,5 juta meter hingga 33,6 meter (110 kaki) dan memiliki interaksi kompleks satu sama lain dan lingkungannya, membentuk jaring makanan yang rumit. Kategori ini mencakup manusia , tetapi dalam bahasa sehari-hari istilah hewan sering hanya merujuk pada hewan non-manusia. Studi tentang hewan non-manusia dikenal sebagai zoologi .

Sebagian besar spesies hewan hidup berada di Bilateria , clade yang anggotanya memiliki rencana tubuh simetris bilateral . Bilateria termasuk protostom — di mana banyak kelompok invertebrata ditemukan, seperti nematoda , arthropoda , dan moluska — dan deuterostoma , yang mengandung echinodermata dan chordata (termasuk vertebrata ). Bentuk-bentuk kehidupan yang ditafsirkan sebagai hewan purba hadir dalam biota Ediacaran dari Prambambrian . Banyak filum hewan modern menjadi jelas dalam catatan fosil sebagai spesies laut selama ledakan Kambrium yang dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu. 6.331 kelompok gen yang umum ditemukan pada semua hewan hidup telah diidentifikasi; ini mungkin muncul dari satu leluhur tunggal yang hidup 650 juta tahun yang lalu .

Aristoteles membagi hewan menjadi hewan dengan darah dan hewan tanpa darah. Carl Linnaeus menciptakan klasifikasi biologis hierarkis pertama untuk hewan pada 1758 dengan Systema Naturae - nya , yang diperluas oleh Jean-Baptiste Lamarck menjadi 14 filum pada 1809. Pada 1874, Ernst Haeckel membagi kerajaan hewan menjadi Metazoa multiseluler (sekarang identik dengan Animalia) dan Protozoa , organisme bersel tunggal tidak lagi dianggap hewan. Di zaman modern, klasifikasi biologis hewan bergantung pada teknik-teknik canggih, seperti filogenetik molekuler , yang efektif dalam menunjukkan hubungan evolusi antara taksa hewan.

Manusia memanfaatkan banyak spesies hewan lain untuk makanan, termasuk daging , susu , dan telur ; untuk bahan, seperti kulit dan wol ; sebagai hewan peliharaan ; dan sebagai hewan pekerja untuk daya dan transportasi. Anjing telah digunakan dalam perburuan , sementara banyak hewan darat dan air diburu untuk olahraga. Hewan non-manusia telah muncul dalam seni sejak masa paling awal dan ditampilkan dalam mitologi dan agama.

Etimologi

Kata "binatang" berasal dari kata Latin animalis , yang berarti bernafas , memiliki jiwa atau makhluk hidup . Definisi biologis mencakup semua anggota kerajaan Animalia. Dalam penggunaan sehari-hari, sebagai konsekuensi dari antroposentrisme , istilah hewan kadang-kadang digunakan secara tidak ilmiah untuk merujuk hanya pada hewan non-manusia.

Karakteristik

Hewan unik karena memiliki bola sel embrio awal berkembang menjadi bola berongga atau blastula.
Hewan memiliki beberapa karakteristik yang membedakan mereka dari makhluk hidup lainnya. Hewan eukariotik dan multiseluler, tidak seperti bakteri, yang prokariotik , dan tidak seperti protista , yang eukariotik tetapi uniseluler . Tidak seperti tanaman dan ganggang , yang menghasilkan nutrisi sendiri , hewan heterotrofik , memakan bahan organik dan mencernanya secara internal. Dengan sedikit pengecualian, hewan menghirup oksigen dan bernafas secara aerobik . Semua hewan bersifat motil (mampu menggerakkan tubuh mereka secara spontan) selama setidaknya sebagian dari siklus hidupnya , tetapi beberapa hewan, seperti sepon , karang , kerang , dan terit , kemudian menjadi sessile . Blastula adalah tahap dalam perkembangan embrionik yang unik bagi kebanyakan hewan, memungkinkan sel untuk dibedakan menjadi jaringan dan organ khusus.

Struktur

Semua hewan terdiri dari sel, dikelilingi oleh matriks ekstraseluler khas yang terdiri dari kolagen dan glikoprotein elastis. Selama pengembangan, matriks ekstraselular hewan membentuk kerangka kerja yang relatif fleksibel tempat sel dapat bergerak dan diorganisasikan, memungkinkan pembentukan struktur kompleks. Ini dapat dikalsifikasi, membentuk struktur seperti cangkang , tulang , dan spikula . Sebaliknya, sel-sel organisme multiseluler lainnya (terutama alga, tanaman, dan jamur) ditahan oleh dinding sel, dan berkembang dengan pertumbuhan progresif. Sel-sel hewan secara unik memiliki persimpangan sel yang disebut persimpangan ketat , persimpangan celah , dan desmosom .

Dengan sedikit pengecualian — khususnya, sepon dan placozoan — benda mati dibedakan menjadi jaringan .  Ini termasuk otot , yang memungkinkan penggerak, dan jaringan saraf , yang mengirimkan sinyal dan mengoordinasikan tubuh. Biasanya, ada juga ruang pencernaan internal dengan satu lubang (seperti pada cacing pipih) atau dua lubang (seperti pada deuterostoma).

Reproduksi dan pengembangan

Reproduksi seksual hampir universal pada hewan, seperti capung ini.
Hampir semua hewan menggunakan beberapa bentuk reproduksi seksual. Mereka menghasilkan gamet haploid dengan meiosis ; gamet motil yang lebih kecil adalah spermatozoa dan gamet non motil yang lebih besar adalah ovum . Ini sekering untuk membentuk zigot , yang berkembang melalui mitosis menjadi bola berongga, yang disebut blastula. Di spons, larva blastula berenang ke lokasi baru, melekat pada dasar laut, dan berkembang menjadi spons baru. Pada sebagian besar kelompok lain, blastula mengalami penataan ulang yang lebih rumit. Ini pertama kali invaginate untuk membentuk gastrula dengan ruang pencernaan dan dua lapisan kuman yang terpisah, ektoderm eksternal dan endoderm internal. Dalam kebanyakan kasus, lapisan benih ketiga, mesoderm , juga berkembang di antara mereka. Lapisan kuman ini kemudian berdiferensiasi untuk membentuk jaringan dan organ.

Contoh berulang perkawinan dengan kerabat dekat selama reproduksi seksual umumnya mengarah pada perkawinan sedarah dalam suatu populasi karena meningkatnya prevalensi sifat resesif yang berbahaya. Hewan telah mengembangkan banyak mekanisme untuk menghindari kawin sedarah . Pada beberapa spesies, seperti peri yang indah ( Malurus splendens ), betina diuntungkan dengan kawin dengan banyak jantan, sehingga menghasilkan lebih banyak keturunan dengan kualitas genetik yang lebih tinggi.

Beberapa hewan mampu reproduksi aseksual , yang sering menghasilkan klon genetik induknya. Ini dapat terjadi melalui fragmentasi ; pemula , seperti di Hydra dan cnidaria lainnya; atau partenogenesis , di mana sel telur subur diproduksi tanpa kawin , seperti pada kutu daun .

Ekologi

Predator, seperti flycatcher ultramarine ini ( Ficedula superciliaris ), memakan organisme lain.
Hewan dikategorikan ke dalam kelompok ekologis tergantung pada bagaimana mereka memperoleh atau mengkonsumsi bahan organik, termasuk karnivora , herbivora , omnivora , detritivora , dan parasit . Interaksi antara hewan membentuk jaring makanan kompleks. Dalam spesies karnivora atau omnivora, predasi adalah interaksi sumber daya konsumen di mana predator memakan organisme lain (disebut mangsanya ). Tekanan selektif yang dikenakan pada satu sama lain menyebabkan perlombaan senjata evolusioner antara predator dan mangsa, menghasilkan berbagai adaptasi anti-predator .
Hampir semua predator multisel adalah binatang. Beberapa konsumen menggunakan berbagai metode; misalnya, dalam tawon parasitoid , larva memakan jaringan hidup inang, membunuh mereka dalam proses, tetapi orang dewasa terutama mengkonsumsi nektar dari bunga. Hewan lain mungkin memiliki perilaku makan yang sangat spesifik, seperti penyu sisik yang terutama memakan spons .


Hidrotermal melampiaskan kerang dan udang
Sebagian besar hewan bergantung pada energi yang dihasilkan oleh tanaman melalui fotosintesis . Herbivora memakan bahan tanaman secara langsung, sementara karnivora, dan hewan lain pada tingkat trofik yang lebih tinggi , biasanya memperoleh energi (dalam bentuk karbon yang dikurangi ) dengan memakan hewan lain. Karbohidrat , lipid , protein , dan biomolekul lain dipecah untuk memungkinkan hewan tumbuh dan mempertahankan proses biologis seperti penggerak . [44] [45] [46] Hewan yang hidup di dekat lubang hidrotermal dan rembesan dingin di dasar laut yang gelap tidak bergantung pada energi sinar matahari. [47] Sebaliknya, archaea dan bakteri di lokasi-lokasi ini menghasilkan bahan organik melalui kemosintesis (dengan mengoksidasi senyawa anorganik, seperti metana) dan membentuk dasar jaring makanan lokal. [48]

Hewan awalnya berevolusi di laut. Garis-garis arthropoda menjajah tanah sekitar waktu yang sama dengan tanaman darat , mungkin antara 510-471 juta tahun lalu selama Kambrium Akhir atau Ordovisium Awal. [49] Vertebrata seperti ikan bersirip lobus, Tiktaalik mulai pindah ke daratan di akhir zaman Devon , sekitar 375 juta tahun yang lalu. [50] [51] Hewan menempati hampir semua habitat bumi dan habitat mikro, termasuk air garam, lubang hidrotermal, air tawar, sumber air panas, rawa, hutan, padang rumput, gurun, udara, dan interior hewan, tanaman, jamur, dan batu. . [52] Namun hewan tidak terlalu toleran terhadap panas ; sangat sedikit dari mereka dapat bertahan hidup pada suhu konstan di atas 50 ° C (122 ° F). [53] Hanya sangat sedikit spesies hewan (kebanyakan nematoda ) yang mendiami padang pasir paling dingin di Antartika kontinental. [54]

Perbedaan

Paus biru adalah hewan terbesar yang pernah hidup.
Terbesar dan terkecil
Informasi lebih lanjut: Organisme terbesar dan organisme terkecil
Paus biru ( Balaenoptera musculus ) adalah hewan terbesar yang pernah hidup, beratnya mencapai 190 metrik ton dan panjang hingga 33,6 meter (110 kaki). [55] [56] [57] Hewan terestrial terbesar yang masih ada adalah gajah semak Afrika ( Loxodonta africana ), dengan berat hingga 12,25 ton [55] dan berukuran hingga 10,67 meter (35,0 kaki). [55] Hewan terestrial terbesar yang pernah hidup adalah dinosaurus sauropoda titanosaurus seperti Argentinosaurus , yang mungkin memiliki berat hingga 73 ton. [58] Beberapa hewan bersifat mikroskopis; beberapa Myxozoa ( parasit obligat dalam Cnidaria) tidak pernah tumbuh lebih besar dari 20 μm , [59] dan salah satu spesies terkecil ( Myxobolus shekel ) tidak lebih dari 8,5 μm ketika sepenuhnya tumbuh. [60]

Jumlah dan habitat
Tabel berikut mencantumkan perkiraan jumlah spesies yang ada yang dijelaskan untuk kelompok hewan dengan jumlah spesies terbanyak, [61] bersama dengan habitat utamanya (darat, air tawar, [62] dan laut), [63] dan hidup bebas atau cara hidup parasit. [64] Perkiraan spesies yang ditampilkan di sini didasarkan pada angka yang dijelaskan secara ilmiah; perkiraan yang jauh lebih besar telah dihitung berdasarkan berbagai cara prediksi, dan ini dapat sangat bervariasi. Misalnya, sekitar 25.000–27.000 spesies nematoda telah dideskripsikan, sementara perkiraan yang dipublikasikan tentang jumlah total spesies nematoda meliputi 10.000-20.000; 500.000; 10 juta; dan 100 juta. [65] Dengan menggunakan pola dalam hierarki taksonomi , jumlah total spesies hewan — termasuk yang belum dideskripsikan — dihitung sekitar 7.77 juta pada 2011. [66] [67] [a]


Dickinsonia costata dari biota Ediacaran (sekitar 635–542 MYA) adalah salah satu spesies hewan paling awal yang diketahui. [77]
Fosil pertama yang mungkin mewakili hewan muncul di batuan Formasi Trezona di Australia Selatan yang berumur 665 juta tahun. Fosil-fosil ini ditafsirkan sebagai kemungkinan besar spons awal. [78]

Hewan tertua ditemukan di biota Ediacaran , menjelang akhir Precambrian, sekitar 610 juta tahun yang lalu. Sudah lama diragukan apakah ini termasuk hewan, [79] [80] [81] tetapi penemuan kolesterol lipid hewan dalam fosil Dickinsonia membuktikan bahwa ini memang binatang. [77]


Anomalocaris canadensis adalah salah satu dari banyak spesies hewan yang muncul dalam ledakan Kambria , dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu, dan ditemukan di lapisan fosil serpih Burgess .
Banyak filum hewan pertama kali muncul dalam catatan fosil selama ledakan Kambrium , dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu, di tempat tidur seperti serpih Burgess . Filum yang masih ada di batuan ini termasuk moluska , brakiopoda , onikoforan , tardigrades , arthropoda , echinodermata , dan hemichordata , bersama dengan berbagai bentuk yang kini punah seperti Anomalocaris pemangsa . Namun, tiba-tiba peristiwa tersebut dapat menjadi artefak dari catatan fosil, alih-alih menunjukkan bahwa semua hewan ini muncul secara bersamaan.

Beberapa ahli paleontologi telah menyarankan bahwa hewan muncul jauh lebih awal daripada ledakan Kambria, mungkin sedini 1 miliar tahun yang lalu. [86] Jejak fosil seperti jejak dan liang yang ditemukan pada zaman Tonian dapat mengindikasikan keberadaan hewan mirip cacing triploblastik , kira-kira sama besar (sekitar 5 mm) dan serumit cacing tanah. [87] Namun, jejak serupa diproduksi hari ini oleh protista bersel tunggal raksasa Gromia sphaerica , sehingga fosil jejak Tonian mungkin tidak mengindikasikan evolusi hewan purba. [88] [89] Sekitar waktu yang sama, garis bukti lain mungkin menunjukkan penampilan hewan yang merumput: lapisan mikroorganisme yang disebut stromatolit menurun dalam keanekaragaman, mungkin karena merumput. [90]

Filogeni
Informasi lebih lanjut: Daftar hewan
Hewan bersifat monofiletik , artinya mereka berasal dari nenek moyang yang sama. Hewan adalah saudara perempuan dari Choanoflagellata , yang dengannya mereka membentuk Choanozoa . [91] Hewan yang paling mendasar , Porifera , Ctenophora , Cnidaria, dan Placozoa, memiliki rencana tubuh yang kurang simetri bilateral . Hubungan mereka masih diperdebatkan; kelompok saudara dari semua hewan lain bisa jadi Porifera atau Ctenophora, yang seperti Porifera kekurangan gen hox , penting dalam pengembangan rencana tubuh . [92]

Gen-gen ini ditemukan di Placozoa [93] [94] dan hewan yang lebih tinggi, Bilateria. [95] [96] 6.331 kelompok gen yang umum untuk semua hewan hidup telah diidentifikasi; ini mungkin muncul dari satu nenek moyang tunggal yang hidup 650 juta tahun yang lalu di Prekambrian . 25 di antaranya adalah kelompok gen inti baru, yang hanya ditemukan pada hewan; dari mereka, 8 adalah untuk komponen penting dari jalur pensinyalan Wnt dan TGF-beta yang mungkin memungkinkan hewan menjadi multiseluler dengan menyediakan pola untuk sistem kapak tubuh (dalam tiga dimensi), dan 7 lainnya untuk faktor transkripsi termasuk homeodomain protein yang terlibat dalam kontrol perkembangan . [97] [98]

Pohon filogenetik (hanya garis keturunan utama) menunjukkan kira-kira berapa juta tahun yang lalu ( mya ) garis keturunan itu terpecah. [99] [100] [101] [102] [103]



Hewan non-bilateria

Non-bilaterian termasuk spons (tengah) dan karang (latar belakang).
Beberapa filum hewan tidak memiliki simetri bilateral. Di antara ini, spons (Porifera) mungkin berbeda pertama, mewakili filum hewan tertua. [104] Spons tidak memiliki organisasi rumit yang ditemukan di sebagian besar filum hewan lainnya; [105] sel-sel mereka dibedakan, tetapi dalam banyak kasus tidak terorganisir menjadi jaringan yang berbeda. [106] Mereka biasanya memberi makan dengan menarik air melalui pori-pori. [107]

Ctenophora (sisir jeli) dan Cnidaria (yang meliputi ubur - ubur , anemon laut , dan karang) secara simetris radial dan memiliki ruang pencernaan dengan lubang tunggal, yang berfungsi sebagai mulut dan anus. [108] Hewan di kedua filum memiliki jaringan yang berbeda, tetapi ini tidak terorganisir menjadi organ . [109] Mereka diploblastik , hanya memiliki dua lapisan kuman utama, ektoderm dan endoderm. [110] Placozoans kecil ini serupa, tetapi mereka tidak memiliki ruang pencernaan permanen. [111] [112]

Hewan Bilateria


Rencana tubuh bilaterian yang ideal. [c] Dengan tubuh memanjang dan arah gerakan, hewan memiliki ujung kepala dan ekor. Organ-organ indera dan mulut membentuk dasar kepala . Otot sirkuler dan longitudinal yang berlawanan memungkinkan gerakan peristaltik .
Hewan yang tersisa, sebagian besar — ​​terdiri dari sekitar 29 filum dan lebih dari sejuta spesies — membentuk clade, Bilateria. Tubuh adalah triploblastik , dengan tiga lapisan kuman yang berkembang dengan baik, dan jaringannya membentuk organ yang berbeda . Ruang pencernaan memiliki dua lubang, mulut dan anus, dan ada rongga tubuh internal, coelom atau pseudocoelom. Hewan dengan rencana tubuh simetris bilateral dan kecenderungan untuk bergerak dalam satu arah memiliki ujung kepala (anterior) dan ujung ekor (posterior) serta punggung (punggung) dan perut (perut); oleh karena itu mereka juga memiliki sisi kiri dan kanan. [113] [114]

Memiliki ujung depan berarti bahwa bagian tubuh ini menghadapi rangsangan, seperti makanan, menyemangati , pengembangan kepala dengan organ - organ indera dan mulut. Banyak bilaterian memiliki kombinasi otot melingkar yang menyempit tubuh, membuatnya lebih lama, dan satu set otot longitudinal yang berlawanan, yang mempersingkat tubuh; [114] ini memungkinkan hewan bertubuh lunak dengan kerangka hidrostatik untuk bergerak secara peristaltik . [115] Mereka juga memiliki usus yang memanjang melalui tubuh yang pada dasarnya berbentuk silindris dari mulut ke anus. Banyak filum bilateria memiliki larva primer yang berenang dengan silia dan memiliki organ apikal yang mengandung sel-sel sensorik. Namun, ada pengecualian untuk masing-masing karakteristik ini; misalnya, echinodermata dewasa secara simetris radial (tidak seperti larva mereka), sementara beberapa cacing parasit memiliki struktur tubuh yang sangat disederhanakan. [113] [114]

Studi genetik telah banyak mengubah pemahaman ahli zoologi tentang hubungan dalam Bilateria. Sebagian besar tampaknya berasal dari dua garis keturunan utama, protostom dan deuterostom . [116] Bilaterian paling bawah adalah Xenacoelomorpha . [117] [118] [119]

Protostom dan deuterostom
Informasi lebih lanjut: Asal-usul embriologis mulut dan anus

Usus bilateria berkembang dalam dua cara. Pada banyak protostom , blastopore berkembang ke dalam mulut, sedangkan pada deuterostom menjadi anus.
Artikel utama: Protostome dan Deuterostome
Protostom dan deuterostom berbeda dalam beberapa hal. Pada awal pengembangan, embrio deuterostom mengalami pembelahan radial selama pembelahan sel, sementara banyak protostom ( Spiralia ) mengalami pembelahan spiral. [120] Hewan-hewan dari kedua kelompok memiliki saluran pencernaan yang lengkap, tetapi pada protostom, lubang pertama embrio berkembang ke mulut, dan anus terbentuk secara sekunder. Pada deuterostoma, anus terbentuk pertama sementara mulut berkembang sekunder. [121] [122] Sebagian besar protostom memiliki perkembangan schizocoelous , di mana sel-sel hanya mengisi bagian dalam gastrula untuk membentuk mesoderm. Pada deuterostoma, mesoderm terbentuk oleh kantung enterokelikum , melalui invaginasi endoderm. [123]

Filum deuterostome utama adalah Echinodermata dan Chordata. [124] Echinodermata secara eksklusif laut dan termasuk bintang laut , bulu babi , dan teripang . [125] Chordata didominasi oleh vertebrata (hewan dengan tulang punggung ), [126] yang terdiri dari ikan , amfibi , reptil , burung , dan mamalia . [127] Deuterostoma juga termasuk Hemichordata (cacing biji). [128] [129]

Ecdysozoa

Ecdysis : capung telah muncul dari exuviae kering dan memperluas sayapnya. Seperti arthropoda lainnya, tubuhnya dibagi menjadi beberapa segmen .
Artikel utama: Ecdysozoa
Ecdysozoa adalah protostom, dinamai berdasarkan sifat mereka yang sama dari ekdisis , pertumbuhan dengan moulting. [130] Mereka termasuk filum hewan terbesar, Arthropoda, yang berisi serangga, laba-laba, kepiting, dan kerabat mereka. Semua ini memiliki tubuh yang dibagi menjadi segmen berulang , biasanya dengan pelengkap berpasangan. Dua filum yang lebih kecil, Onychophora dan Tardigrada , adalah kerabat dekat arthropoda dan berbagi sifat-sifat ini. Ecdysozoans juga termasuk Nematoda atau cacing gelang, mungkin filum hewan terbesar kedua. Cacing gelang biasanya mikroskopis, dan terjadi di hampir setiap lingkungan di mana ada air; [131] beberapa parasit penting. [132] Filum yang lebih kecil yang berhubungan dengan mereka adalah Nematomorpha atau cacing bulu kuda, dan Kinorhyncha , Priapulida , dan Loricifera . Kelompok-kelompok ini memiliki pengurangan coelom, yang disebut pseudocoelom. [133]

Spiralia


Pembelahan spiral dalam embrio siput laut
Spiralia adalah kelompok besar protostom yang berkembang dengan pembelahan spiral pada embrio awal. [134] Filogeni Spiralia telah diperdebatkan, tetapi mengandung clade besar, superphylum Lophotrochozoa , dan kelompok filum yang lebih kecil seperti Rouphozoa yang mencakup gastrotrichs dan cacing pipih . Semua ini dikelompokkan sebagai Platytrochozoa , yang memiliki kelompok saudara perempuan, Gnathifera , yang mencakup rotifera . [135] [136]

Lophotrochozoa termasuk moluska , annelida , brakiopoda , nemerteans , bryozoa , dan entoproct . [135] [137] [138] Moluska, filum hewan terbesar kedua berdasarkan jumlah spesies yang diuraikan, termasuk keong , kerang , dan cumi - cumi , sedangkan annelida adalah cacing tersegmentasi, seperti cacing tanah , cacing tanah , dan lintah . Kedua kelompok ini telah lama dianggap kerabat dekat karena mereka berbagi larva trochophore . [139] [140]