Gastrulasi (gastrulation): pembentukan endodermis dalam sel-sel blastodermis
Gastrulasi adalah suatu proses yang dinamis, dimana berlangsung migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel secara terintegrasi yang dilakukan melalui berbagai macam gerakan- gerakan morfogenik (Yayan, 2012). Seiring dengan berlangsungnya gastrulasi, juga berlangsung proses differensiasi. Migrasi sel-sel atau lapisan sel-sel selama gastrulasi dimaksudkan untuk:
a. Menempatkan area perspektif endoderm ke dalam
b. Membungkus embrio dengan perspektif ektoderm
c. Menempakan mesoderm diatara endoderem dan ektoderm
d. Membentuk arkenteron, bakal saluran pencernaan primitif
Gastrulasi sebagai suatu proses dimana sel-sel berkembang dan bermigrasi dalam embrio untuk mengubah masa sel dalam tahap blastokista menjadi embrio yang berisi tiga lapisan germinal primer. Migrasi sel-sel tersebut terjadi secara terintegrasi yang dilakukan melalui berbagai macam gerakan-gerakan morfogenik. Hasil penting gastrulasi adalah bahwa beberapa sel pada atau dekat permukaan blastula berpindah ke lokasi baru yang lebih dalam. Hal ini akan mentransformasikan blastula menjadi embrio berlapis tiga yang disebut dengan gastrula. Saat blastula terimplantasi di uterus, masa sel bagian dalam membentuk cakram pipih dengan lapisan sel bagian atas (epiblast) dan lapisan sel bagian bawah (hipoblast). Lapisan-lapisan ini homolog dengan lapisan pada cakram embrio burung.
Seperti pada burung, embrio manusia akan berkembang secara keseluruhan dari sel-sel epiblast, sementara sel-sel hipoblast membentuk kuning telur (yolk sac). Gastrulasi terjadi melalui pergerakan ke arah dalam sel-sel lapisan atas melalui primitive streak untuk membentuk mesoderm dan endoderm.
Ketiga lapisan yang di hasilkan oleh gastrulasi itu adalah jaringan embrio yang disebut sebagai ektoderm, endoderm dan mesoderm yang secara kolektif disebut juga jaringan germinal embrio. Ektoderm membentuk lapisan luar gastrula, endoderm melapisi saluran-saluran pencernaan embrio dan mesoderm mengisi sebagai ruangan diantara ektoderm dan endoderm. Pada akhirnya, ketiga lapisan tersebut berkembang menjadi bagian tubuh individu dewasa. Sebagai contoh, lapisan saraf manusia berasal dari ektoderm, lapisan paling luar saluran pencernaan kita dan organ-organnya berasal dari endoderm dan sebagian besar organ dan jaringan lain, seperti ginjal, jantung dan otot berasal dari lapisan mesoderm (Atahualpa, 2013).
Jenis Gastrulasi
Gastrulasi dari Coeloblastula
Coeloblastula adalah bola berongga sel, tebal satu sel. Gastrulasi dalam blastula jenis ini melibatkan invaginasi, ingression, atau delaminasi. Invaginasi melibatkan blastula yang melipat dirinya sendiri, menciptakan sebuah saku dengan pembukaan. Ini dikenal sebagai archenteron dan blastopora, dan akan menjadi bagian dari usus. Lipatan menjadi endoderma, sementara bagian luar kemudian menjadi ektoderma. Gastrula yang dihasilkan dikenal sebagai coelogastrula, karena itu tetap berlubang. Ini bisa dilihat pada gambar di atas. Blastocoel hanyalah ruang kosong di dalam blastula.
Coeloblastulae juga bisa mengalami sejenis gastrulasi yang menghasilkan gastrula padat, yang dikenal sebagai stereogastrula. Selama bentuk perkembangan ini, sel-sel blastula membelah dan bermigrasi ke blastocoel, akhirnya mengisi ruang. Pergerakan sel dalam bentuk gastrulasi ini dikenal sebagai ingression. Sel-sel di bagian dalam akan berkembang menjadi endoderma, sementara sel permukaan akan berkembang menjadi ektoderma. Ini dapat dilihat pada banyak cnidaria, seperti anemon laut dan ubur-ubur. Bentuk akhir gastrulasi disebut delaminasi, dan ada ketika sel-sel coeloblastula masing-masing membagi satu, menciptakan lapisan sel yang mengelilingi blastula asli. Bentuk ini terlihat hanya di beberapa kelompok yang terkait dengan ubur-ubur.
Gastrulasi dari Stereoblastula
Stereoblastula adalah suatu blastula yang ada sebagai suatu massa sel padat. Gastrulasi pada stereoblastulae berbeda dari gastrulasi dalam coeloblastula, karena tidak ada ruang internal bagi sel untuk membelah diri. Sebaliknya, sel-sel di permukaan bola membelah pada tingkat yang lebih cepat, sampai permukaan bola ditutupi dengan lapisan sel baru. Lapisan ini berfungsi sebagai ektoderma, sedangkan bola padat di bagian tengah membentuk endoderma, seperti pada bentuk stereogastrula sebelumnya. Archenteron akan terbentuk kemudian, dari dalam massa sel yang padat.
Gastrulasi dari Discoblastula
Discoblastula, tidak seperti bentuk blastula lainnya, tidak membentuk bola sel di sekitar sel asli. Sebaliknya, sel-sel disusun dalam piringan pada satu ujung blastula, dan masing-masing memiliki akses ke reservoir kuning di ujung yang lain. Gastrulasi pada discoblastula melibatkan ujung-ujung piringan sel yang melengkung, dan tumbuh kembali ke arah satu sama lain. Lapisan bawah berkembang sebagai endoderma, sedangkan lapisan atas lebih jauh dari kuning telur berkembang sebagai entoderma. Ini dikenal sebagai involusi.
Selain bentuk-bentuk standar gastrulasi ini, banyak yang lain ada di alam. Mereka kebanyakan adalah kombinasi dari berbagai bentuk yang disajikan. Para ilmuwan dapat mempelajari gastrulasi organisme sebagai fitur yang membantu membedakan antara organisme terkait. Seperti sifat-sifat lainnya, organisme terkait cenderung memiliki mode perkembangan serupa.