Hewan

Etimologi

Dalam bahasa Inggris, "hewan" disebut animal, dari bahasa Latin yaitu "animalis", yang berarti "memiliki napas". Dalam penggunaan nonformal sehari-hari, kata tersebut biasanya mengacu pada hewan bukan manusia. Kadang-kadang, kerabat dekat manusia seperti mamalia dan vertebrata lainnya ditujukan dalam penggunaan nonformal. Definisi biologis dari kata tersebut mengacu pada semua anggota kingdom Animalia, meliputi makhluk yang beragam seperti spons, ubur-ubur, serangga dan manusia.

Karakteristik

Hewan memiliki beberapa karakteristik yang membedakan mereka dari makhluk hidup lainnya. Hewan bersifat eukariotik (memiliki membran inti) dan multiseluler, tidak seperti bakteri, yang prokariotik, dan tidak seperti protista, yang bersifat eukariotik tetapi uniseluler. Tidak seperti tumbuhan dan alga, yang menghasilkan nutrisinya sendiri hewan bersifat heterotrof, memakan bahan organik dan mencernanya secara internal. Dengan sangat sedikit pengecualian, hewan menghirup oksigen dan berespirasi secara aerobik. Semua hewan bersifat motil (mampu secara spontan memindahkan tubuh) selama setidaknya sebagian dari siklus hidupnya, tetapi beberapa hewan, seperti spons, koral, kerang, dan teritip, kemudian menjadi sesil. Blastula adalah tahap dalam perkembangan embrio yang unik untuk sebagian besar hewan,, memungkinkan sel untuk berdiferensiasi menjadi jaringan dan organ khusus.

Struktur

Semua hewan terdiri dari sel, dikelilingi oleh matriks ekstraseluler yang khas, terdiri dari kolagen dan glikoprotein elastis. Selama perkembangan, matriks ekstraseluler hewan membentuk kerangka kerja yang relatif fleksibel di mana sel-sel dapat bergerak dan direorganisasi, membuat pembentukan struktur yang kompleks menjadi mungkin. Matriks ekstraseluler dapat mengalami kalsifikasi, membentuk struktur seperti cangkang, tulang, dan spikula. Sebaliknya, sel-sel organisme multisel lain (terutama alga, tumbuhan, dan jamur) ditahan di tempatnya oleh dinding sel, dan berkembang dengan pertumbuhan progresif. Sel-sel hewan memiliki sambungan sel yang disebut sambungan ketat, sambungan celah, dan desmosom.
Dengan sedikit pengecualian—khususnya, spons dan Placozoa—tubuh hewan tersusun dari jaringan. Contoh jaringan antara lain jaringan epitelium, yang melapisi permukaan atau rongga tubuh; jaringan ikat, yang mengikat jaringan dan menyokong tubuh secara struktural; otot, yang memungkinkan pergerakan; dan jaringan saraf, yang mengirimkan sinyal dan mengkoordinasikan tubuh. Biasanya, ada juga ruang pencernaan internal dengan satu bukaan (seperti pada cacing pipih) atau dua bukaan (seperti pada deuterostoma).

Reproduksi dan pertumbuhan

Hampir semua hewan menggunakan suatu bentuk reproduksi seksual. Hewan menghasilkan gamet haploid dengan meiosis; gamet yang lebih kecil dan dapat bergerak adalah spermatozoa dan gamet yang lebih besar dan non-motil adalah ovum. Spermatozoa dan ovum bersatu untuk membentuk zigot, yang berkembang melalui mitosis menjadi bola berongga, yang disebut blastula. Dalam spons, larva blastula berenang ke lokasi baru, menempel ke dasar laut, dan berkembang menjadi spons baru. Pada sebagian besar kelompok lain, blastula mengalami penataan ulang yang lebih rumit. Blastula mengalami invaginasi untuk membentuk gastrula dengan ruang pencernaan dan dua lapisan germinal yang terpisah, ektoderm eksternal dan endoderm internal. Dalam banyak hewan, lapisan germinal ketiga, mesoderm, juga berkembang di antaranya. Lapisan-lapisan germinal ini kemudian berdiferensiasi membentuk jaringan dan organ.
Perkawinan dengan kerabat dekat berulang kali umumnya mengarah ke depresi perkawinan sekerabat dalam suatu populasi karena peningkatan prevalensi ciri resesif yang berbahaya. Hewan telah mengevolusikan banyak mekanisme untuk menghindari perkawinan sekerabat. Dalam beberapa spesies, seperti splendid fairywren (Malurus splendens), betina mendapat manfaat dengan kawin dengan banyak pejantan, sehingga menghasilkan lebih banyak keturunan dengan kualitas genetik yang lebih tinggi.
Beberapa hewan mampu melakukan reproduksi aseksual, yang sering menghasilkan klon genetik dari hewan induk. Ini mungkin terjadi melalui fragmentasi; tunas, seperti di Hydra dan cnidaria lainnya; atau partenogenesis, di mana telur yang fertil diproduksi tanpa kawin, seperti kutu daun.

Ekologi

Hewan dikategorikan ke dalam kelompok ekologis tergantung pada bagaimana mereka memperoleh atau mengkonsumsi bahan organik, termasuk karnivora, herbivora, omnivora, detritivor, dan parasit. Interaksi antara hewan membentuk jaring-jaring makanan yang rumit. Dalam spesies karnivora atau omnivora, predasi adalah interaksi sumber daya-konsumen di mana predator memakan organisme lain (disebut sebagai mangsa). Tekanan selektif yang dikenakan pada satu sama lain mengarah pada perlombaan senjata evolusioner antara predator dan mangsa, menghasilkan berbagai adaptasi antipredator. Hampir semua predator multisel adalah hewan. Beberapa konsumen menggunakan beberapa metode; misalnya, pada tawon parasitoid, larva memakan jaringan hidup inang, membunuhnya dalam proses, tetapi tawon dewasa terutama mengkonsumsi nektar dari bunga. Hewan lainnya memiliki perilaku makan yang sangat spesifik, seperti penyu sisik yang utamanya memakan spons.
Sebagian besar hewan mengandalkan energi yang dihasilkan oleh tumbuhan melalui fotosintesis. Herbivora mengonsumsi tumbuhan secara langsung, sementara karnivora, dan hewan lain pada tingkat trofik yang lebih tinggi, biasanya memperoleh energi (dalam bentuk karbon tereduksi) dengan memakan hewan lain. Karbohidrat, lipid, protein, dan biomolekul lainnya dipecah untuk memungkinkan hewan tumbuh dan mempertahankan proses biologis seperti lokomosi. Hewan yang hidup di dekat ventilasi hidrotermal dan rembesan dingin di dasar laut yang gelap tidak bergantung pada energi sinar matahari. Sebaliknya, arkea dan bakteri di tempat ini menghasilkan bahan organik melalui kemosintesis (dengan mengoksidasi senyawa anorganik, seperti metana) dan membentuk dasar jaring-jaring makanan lokal.
Hewan awalnya berevolusi di laut. Beberapa garis keturunan artropoda mengkolonisasi daratan di sekitar waktu yang sama dengan tumbuhan darat, mungkin antara 510–471 juta tahun yang lalu selama Kambrium Akhir atau Ordovisium Awal. Vertebrata seperti ikan bersirip daging Tiktaalik mulai pindah ke tanah pada Devon akhir, sekitar 375 juta tahun yang lalu. Hewan menempati hampir semua habitat dan mikrohabitat di bumi, termasuk air asin, ventilasi hidrotermal, air tawar, mata air panas, rawa, hutan, padang rumput, gurun, udara, dan bagian dalam hewan, tumbuhan, jamur dan batu. Namun hewan tidak terlalu tahan panas; sangat sedikit hewan yang dapat bertahan hidup pada suhu konstan di atas 50 °C (122 °F). Hanya sedikit spesies hewan (kebanyakan nematoda) yang menghuni gurun paling dingin di benua Antartika.

Terbesar dan terkecil

Paus biru (Balaenoptera musculus) adalah hewan terbesar yang pernah hidup, dengan berat mencapai 190 metrik ton dan panjang mencapai 33,6 meter (110 ft). Hewan darat terbesar yang masih ada adalah gajah semak afrika (Loxodonta africana), dengan berat mencapai 12,25 ton dan panjang hingga 10,67 meter (35,0 ft). Hewan darat terbesar yang pernah hidup adalah dinosaurus sauropoda titanosaurus seperti Argentinosaurus, yang mungkin beratnya mencapai 73 ton. Beberapa hewan bersifat mikroskopik; beberapa Myxozoa (parasit obligat yang termasuk dalam Cnidaria) tidak pernah tumbuh lebih besar dari 20 μm, dan salah satu spesies terkecil (Myxobolus shekel) tidak lebih dari 8,5 μm saat tumbuh dewasa.

Asal-usul evolusi

Fosil pertama yang mungkin mewakili hewan muncul di bebatuan berusia 665 juta tahun di Formasi Trezona di Australia Selatan. Fosil-fosil ini ditafsirkan sebagai spons awal.
Hewan-hewan tertua ditemukan di biota Ediakara, menjelang akhir Prakambrium, sekitar 610 juta tahun yang lalu. Apakah biota Ediakara merupakan hewan telah lama diragukan, tetapi penemuan lipid hewan kolesterol pada fosil Dickinsonia menetapkan bahwa biota Ediakara benar-benar merupakan hewan.
Kebanyakan filum hewan yang diketahui pertama kali muncul dalam catatan fosil selama ledakan Kambrium, dimulai sekitar 542 juta tahun yang lalu, di tempat seperti Burgess Shale. Filum yang masih ada yang dapat ditemukan di bebatuan ini termasuk Mollusca, Brachiopoda, Onychophora, Tardigrada, Arthropoda, Echinodermata dan Hemichordata, bersama dengan berbagai bentuk yang sudah punah seperti Anomalocaris yang bersifat predator. Terjadinya peristiwa tersebut yang tiba-tiba mungkin merupakan artefak dari catatan fosil, bukan menunjukkan bahwa semua hewan ini muncul secara bersamaan.
Beberapa ahli paleontologi menyatakan bahwa hewan muncul jauh lebih awal daripada ledakan Kambrium, mungkin sedini 1 miliar tahun yang lalu. Fosil jejak seperti jejak dan liang dari periode Tonian mungkin menunjukkan adanya hewan mirip cacing triploblastik, kira-kira sebesar (lebarnya sekitar 5 mm) dan sekompleks seperti cacing tanah. Namun, jejak serupa dihasilkan saat ini oleh protista bersel tunggal raksasa Gromia sphaerica, sehingga jejak fosil Tonian mungkin tidak menunjukkan evolusi hewan awal. Sekitar waktu yang sama, bukti lain mungkin menunjukkan munculnya hewan yang merumput: tikar berlapis mikroorganisme yang disebut stromatolit menurun keragamannya, mungkin karena dimakan oleh hewan.

Hewan non-bilateria

Beberapa filum hewan tidak memiliki simetri bilateral. Di antaranya, spons (Porifera) mungkin berdivergensi pertama kali, mewakili filum hewan tertua. Spons tidak memiliki organisasi yang kompleks yang ditemukan di sebagian besar filum hewan lainnya; sel-selnya memiliki perbedaan, tetapi dalam banyak kasus tidak diatur ke dalam jaringan yang berbeda. Mereka biasanya makan dengan memasukkan air melalui pori-pori.
Ctenophora (ubur-ubur sisir) dan Cnidaria (yang mencakup ubur-ubur, anemon laut, dan koral) memiliki simetri radial dan memiliki rongga pencernaan dengan bukaan tunggal, yang berfungsi baik sebagai mulut maupun anus. Hewan di kedua filum tersebut memiliki jaringan yang berbeda, tetapi jaringan-jaringan ini tidak diatur dalam organ. Mereka bersifat diploblastik, yaitu hanya memiliki dua lapisan germinal utama, ektoderm dan endoderm. Placozoa yang berukuran kecil mirip dengan kedua filum di atas, tetapi mereka tidak memiliki rongga pencernaan permanen.

Hewan bilateria

Hewan yang tersisa, sebagian besar hewan – terdiri dari sekitar 29 filum dan lebih dari satu juta spesies – membentuk sebuah klad, Bilateria. Tubuhnya adalah triploblastik, dengan tiga lapisan germinal yang berkembang dengan baik, dan jaringan mereka membentuk organ yang berbeda. Ruang pencernaan memiliki dua bukaan, mulut dan anus, dan ada rongga tubuh internal, selom atau pseudoselom. Hewan dengan bangun tubuh simetris bilateral ini memiliki ujung kepala (anterior) dan ujung ekor (posterior) serta punggung (dorsal) dan perut (ventral); oleh karena itu mereka juga memiliki sisi kiri dan sisi kanan.
Memiliki ujung depan berarti bahwa bagian tubuh ini mengalami rangsangan, seperti makanan, mendukung sefalisasi, perkembangan kepala dengan organ indera dan mulut. Banyak bilateria memiliki kombinasi otot-otot melingkar yang menyempitkan tubuh, membuatnya lebih panjang, dan satu set otot memanjang (longitudinal), yang memendekkan tubuh; ini memungkinkan hewan bertubuh lunak dengan kerangka hidrostatik bergerak dengan peristalsis. Mereka juga memiliki usus sepanjang tubuh yang pada dasarnya silinder 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 bersifat simetris radial (tidak seperti larvanya), sementara beberapa cacing parasit memiliki struktur tubuh yang sangat disederhanakan.
Studi genetika telah banyak mengubah pemahaman para ahli zoologi tentang hubungan dalam Bilateria. Kebanyakan filum termasuk dalam dua garis keturunan utama, Protostomia dan Deuterostomia. Bilateria paling basal adalah Xenacoelomorpha.

Protostoma dan deuterostoma

Protostoma dan deuterostoma berbeda dalam beberapa hal. Pada awal perkembangan, embrio deuterostoma menjalani penyibakan radial selama pembelahan sel, sementara banyak protostoma (Spiralia) mengalami penyibakan spiral. Hewan dari kedua kelompok memiliki saluran pencernaan yang lengkap, tetapi dalam protostoma pembukaan pertama usus embrio berkembang menjadi mulut, dan anus terbentuk sekunder. Dalam deuterostoma, anus terbentuk pertama dan mulut berkembang secara sekunder. Kebanyakan protostoma memiliki perkembangan schizocoelous, di mana sel-sel hanya mengisi bagian dalam gastrula untuk membentuk mesoderm. Dalam deuterostom, mesoderm terbentuk oleh kantong enterocoelous, melalui invaginasi endoderm.
Filum deuterostoma utama adalah Echinodermata dan Chordata. Echinodermata secara eksklusif hidup di laut dan termasuk bintang laut, bulu babi, dan teripang. Chordata didominasi oleh vertebrata (hewan dengan tulang punggung), yang terdiri dari ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia. Deuterostoma juga mencakup Hemichordata (cacing acorn).

Ecdysozoa

Ecdysozoa adalah protostoma, dinamai berdasarkan sifat yang dimiliki bersama yaitu ekdisis, pertumbuhan dengan moulting (berganti kulit). Ecdysozoa mencakup filum hewan terbesar, Arthropoda, yang mencakup serangga, laba-laba, kepiting, dan kerabatnya. Semua ini memiliki tubuh yang dibagi menjadi segmen berulang, biasanya dengan appendage (anggota badan) yang berpasangan. Dua filum yang lebih kecil, Onychophora dan Tardigrada, adalah kerabat dekat artropoda dan berbagi sifat-sifat tersebut. Ecdysozoa juga mencakup Nematoda atau cacing gilig, mungkin merupakan filum hewan terbesar kedua. Nematoda biasanya mikroskopis, dan terdapat di hampir setiap lingkungan di mana ada air; beberapa merupakan parasit yang penting. Filum yang lebih kecil yang berkerabat dengannya adalah Nematomorpha atau cacing bulu kuda, serta Kinorhyncha, Priapulida, dan Loricifera. Kelompok-kelompok ini memiliki selom tereduksi, yang disebut pseudoselom.

Spiralia

Spiralia adalah kelompok besar protostoma yang berkembang dengan penyibakan spiral pada embrio awal. Filogeni Spiralia telah diperdebatkan, tetapi kelompok ini mengandung klad besar, superfilum Lophotrochozoa, dan kelompok-kelompok filum yang lebih kecil seperti Rouphozoa yang mencakup Gastrotricha dan cacing pipih. Lophotrochozoa dan Rouphozoa dikelompokkan sebagai Platytrochozoa, yang memiliki kelompok saudari, Gnathifera, yang mencakup rotifera.
Lophotrochozoa mencakup moluska, annelida, brakiopoda, nemertea, bryozoa dan entoprocta. Moluska, filum hewan terbesar kedua menurut jumlah spesies yang dideskripsikan, mencakup siput, kerang, dan cumi-cumi, sedangkan annelida adalah cacing beruas, seperti cacing tanah, lugworm, dan lintah. Moluska dan annelida telah lama dianggap sebagai kerabat dekat karena keduanya memiliki larva trokofor.

Sejarah klasifikasi

Pada era klasik, Aristoteles membagi hewan, berdasarkan pengamatannya sendiri, menjadi hewan dengan darah (kira-kira, vertebrata) dan hewan yang tidak berdarah. Hewan-hewan itu kemudian diatur pada skala dari manusia (dengan darah, 2 kaki, jiwa rasional) turun ke tetrapoda yang melahirkan (dengan darah, 4 kaki, jiwa sensitif) dan kelompok lain seperti krustasea (tidak ada darah, banyak kaki, jiwa sensitif) turun ke makhluk yang mengalami generasi spontan seperti spons (tanpa darah, tanpa kaki, jiwa tumbuhan). Aristoteles tidak yakin apakah spons adalah hewan, yang dalam sistemnya harus memiliki sensasi, nafsu makan, dan pergerakan, atau tumbuhan, yang jelas bukan: dia tahu bahwa spons bisa merasakan sentuhan, dan akan berkontraksi jika hendak ditarik dari bebatuan mereka, tetapi bahwa spons berakar seperti tumbuhan dan tidak pernah bergerak.
Pada 1758, Carolus Linnaeus menciptakan klasifikasi hierarkis pertama dalam bukunya Systema Naturae. Dalam skema aslinya, hewan adalah salah satu dari tiga kerajaan, dibagi ke dalam kelas Vermes, Insecta, Pisces, Amphibia, Aves, dan Mammalia. Sejak itu empat kelas terakhir semuanya telah dimasukkan ke dalam satu filum, Chordata, sementara Insecta-nya (yang mencakup krustasea dan arakhnida) dan Vermes telah diganti namanya atau dipecah. Proses ini dimulai pada tahun 1793 oleh Jean-Baptiste de Lamarck, yang menyebut Vermes une espèce de chaos (semacam kekacauan) dan membagi Vermes menjadi tiga filum baru, cacing, echinodermata, dan polip (yang mencakup koral dan ubur-ubur). Pada tahun 1809, dalam bukunya Philosophie Zoologique, Lamarck telah membuat 9 filum selain vertebrata (di mana dia masih memiliki 4 filum: mamalia, burung, reptil, dan ikan) dan moluska, yaitu cirripedia, annelida, krustasea, araknida, serangga, cacing, Radiata, polip, dan infusoria.
Pada tahun 1817, dalam bukunya Le Règne Animal, Georges Cuvier menggunakan anatomi perbandingan untuk mengelompokkan hewan menjadi empat embranchements ("cabang" dengan bangun tubuh yang berbeda, kira-kira sesuai dengan filum), yaitu vertebrata, moluska, hewan artikulata (artropoda dan annelida), dan zoophyta (echinodermata, cnidaria, dan hewan lainnya). Pembagian menjadi empat ini diikuti oleh ahli embriologi Karl Ernst von Baer pada tahun 1828, ahli zoologi Louis Agassiz pada tahun 1857, dan ahli anatomi perbandingan Richard Owen pada tahun 1860.
Pada tahun 1874, Ernst Haeckel membagi kerajaan hewan menjadi dua subkerajaan: Metazoa (hewan multiseluler, dengan lima filum: coelenterata, echinodermata, artikulata, moluska, dan vertebrata) dan Protozoa (hewan bersel satu), mencakup filum hewan keenam, spons. Protozoa kemudian dipindahkan ke kerajaan Protista, hanya menyisakan Metazoa sebagai sinonim dari Animalia.

Dalam budaya manusia

Manusia mengeksploitasi sejumlah besar spesies hewan lain untuk makanan, baik dari spesies hewan ternak yang didomestikasi dan, terutama di laut, dengan berburu spesies liar. Banyak spesies ikan laut ditangkap secara komersial untuk makanan. Sejumlah kecil spesies ikan diternakkan secara komersial. Invertebrata termasuk cephalopoda, krustasea, dan moluska bivalvia atau gastropoda diburu atau dibudidayakan untuk dimakan. Ayam, sapi, domba, babi dan hewan lainnya dibesarkan sebagai hewan ternak di seluruh dunia. Serat hewan seperti wol digunakan untuk membuat tekstil, sedangkan tendon binatang digunakan sebagai pengikat, dan kulit banyak digunakan untuk membuat sepatu dan barang-barang lainnya. Hewan diburu dan dibudidayakan untuk bulunya untuk membuat barang-barang seperti mantel dan topi. Zat warna termasuk carmine (cochineal), shellac, dan kermes dibuat dari tubuh serangga. Hewan pekerja termasuk sapi dan kuda digunakan untuk bekerja dan transportasi dari hari-hari pertama pertanian.
Hewan seperti lalat buah Drosophila melanogaster berperan besar dalam sains sebagai model eksperimental. Hewan telah digunakan untuk membuat vaksin sejak penemuannya pada abad ke-18. Beberapa obat seperti obat kanker Yondelis didasarkan pada toksin atau molekul lain dari hewan.
Orang-orang menggunakan anjing pemburu untuk membantu mengejar dan mengambil hewan, dan burung pemangsa untuk menangkap burung dan mamalia, sementara burung cormorant yang ditambatkan digunakan untuk menangkap ikan. Katak beracun digunakan untuk meracuni ujung sumpit. Berbagai macam hewan dimanfaatkan sebagai hewan peliharaan, dari invertebrata seperti tarantula dan gurita, serangga termasuk belalang sembah, reptil seperti ular dan bunglon, hingga burung, termasuk burung kenari, parkit dan bayan. Namun, spesies hewan peliharaan yang paling sering dipelihara adalah mamalia, yaitu anjing, kucing, dan kelinci. Ada ketegangan antara peran hewan sebagai sahabat manusia, dan keberadaan mereka sebagai individu dengan hak mereka sendiri. Berbagai macam hewan darat dan akuatik diburu untuk olahraga.
Hewan telah menjadi subyek seni dari zaman paling awal, baik sejarah, seperti di Mesir Kuno, dan prasejarah, seperti dalam lukisan gua di Lascaux. Lukisan hewan yang utama termasuk The Rhinoceros oleh Albrecht Dürer pada 1515, dan potret kuda Whistlejacket oleh George Stubbs pada c. 1762. Serangga, burung dan mamalia memainkan peran dalam sastra dan film, seperti dalam film serangga raksasa. Hewan, termasuk serangga dan mamalia berperan dalam mitologi dan agama. Baik di Jepang maupun Eropa, kupu-kupu dilihat sebagai personifikasi jiwa seseorang, sementara kumbang scarab dianggap sakral di Mesir kuno. Di antara mamalia, sapi, rusa, kuda, singa, kelelawar dan serigala adalah subjek mitos dan pemujaan. Tanda-tanda zodiak Barat dan Cina didasarkan pada hewan.