OSMOREGULASI

OSMOREGULASI

Oleh Nama NIM Rombongan Kelompok Asisten

: : Marizqa Dwi Noor R. : B1A015073 :I :5 : Dian Krisna Arifiani

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN II

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDRAL SOEDIRMAN FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO 2017

I.

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fisiologi dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari fungsi, mekanisme dan cara kerja dari organ, jaringan dan sel-sel organisme. Fisiologi mencoba menerangkan faktor-faktor fisik dan kimia yang mempengaruhi seluruh proses kehidupan. Fisiologi ikan dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari fungsi dan kegiatan

kehidupan

zat

organisme

dan

fenomena

fisika

dan

kimia

yangmempengaruhi seluruh proses kehidupan ikan. Fisiologi ikan mencakup proses osmoregulasi, sistem sirkulasi, sistem respirasi, bioenergetik dan metabolisme,  pencernaan, organ-organ sensor, sistem saraf, sistem endokrin dan reproduksi. Fisiologi hewan air adalah Ilmu yang mempelajari fungsi, mekanisme dan cara kerja dari organ, jaringan dan sel dari suatu organisme (ikan sebagai hewan air). Termasuk dalam fisiologi hewan air adalah Penyesuaian diri terhadap lingkungan (adaptasi), Metabolisme, Peredaran darah, Respirasi, Reproduksi dan Pengambilan makanan (nutrisi) (Fujaya, 2008). Kehidupan suatu organisme sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan baik faktor fisika, faktor kimia dan faktor biologi. Salah satu faktor yang mendukung kehidupan organisme di perairan adalah kadar salinitas dalam perairan. Tinggi rendahnya salinitas disuatu perairan baik itu air tawar, payau maupun perairan asin akan mempengaruhi keberadaan organisme yang ada di perairan tersebut, hal ini sangat terkait erat dengan tekanan osmotik dari ikan untuk melangsungkan kehidupannya. Ikan akan mengalami stress dan bahkan akan mengalami kematian akibat osmoregulasi yang tidak seimbang. Perubahan salinitas juga dapat mempengaruhi permeabilitas dinding sel ketika salinitas mengalami perubahan. Pada saat tersebut ikan akan mengalami kecenderungan untuk mampau atau tidaknya ikan untuk melakukan keseimbangan osmotiknya dalam rangka mengatur dan berfungsi dengan normal sesuai dengan kebutuhannya, salinitas dalam suatu perairan pada media yang berbeda juga akan mempengaruhi proses metabolisme untuk  pertumbuhannya (Campbell, 2000). Pengaturan air dan ion dalam tubuh dengan sejumlah mekanisme yang dilakukan untuk mengatasi masalah osmotik dan mengatur perbedaan di intrasel dan ekstrasel dengan lingkungan secara kolektif disebut mekanisme Osmoregulasi

(Evans, 1998). Mekanisme osmoregulasi meliputi volume air, kandungan zat terlarut dan distribusi zat terlarut. Mahluk hidup mempertahankan kekonstanan volume air dalam tubuhnya melalui mekanisme dimana jumlah air yang masuk harus sama dengan jumlah air yang keluar (Soetarto, 1986). Mengingat betapa pentingnya mengetahui bagaimana ikan menyeimbangkan tekanan yang ada dari dalam tubuh ikan itu sendiri sehingga ikan tetap dapat melangsungkan kehidupannya, maka  praktikum ini menjadi begitu penting artinya untuk dilaksanakan (Evans, 1998). 1.2. Tujuan

Tujuan praktikum kali ini adalah untuk mempelajari osmoregulasi pada hewan eurihalin (hewan yang mampu hidup dalam perairan dengan salinitas yang cukup luas), ikan Nila (Oreochromis sp.) serta hewan stenohalin, ikan Nilem (Osteochilus hasselti) dan atau kepiting.

II.

MATERI DAN CARA KERJA

2.1. Materi

Alat yang digunakan adalah gelas plastik, stopwatch, saringan, baskom, spuit, kertas cakram, tabung eppendorf , sentrifuge, wadah plasma, wadah pendingin, mikropipet, kertas cakram, kertas label, pipet, akuarium, timbangan analitik, dan osmometer. Bahan yang digunakan adalah larva ikan nila ( Oreochromis sp.), larva ikan nilem (Osteochilus hasselti), ikan nila (Oreochromis sp), air laut dengan salinitas 10  ppt, 20 ppt, dan 30 ppt, air tawar, dan EDTA. 2.2. Cara Kerja 2.2.1 Pengamatan Toleransi Salinitas

1. Dibuat medium air dengan salinitas 0 ppt, 10 ppt, 20 ppt, dan 30 ppt masing-masing sebanyak ± 4 liter. 2. Medium dibagi kedalam 16 wadah percobaan, masing-masing terdiri atas dua wadah percobaan. Masing-masing wadah diberi label sesuai dengan salinitasnya. 3. Dimasukkan kedalam tiga wadah percobaan dengan salinitas berbeda yaitu 10 ppt, 20 ppt, dan 30 ppt masing-masing 10 ekor benih ikan nila. 4. Untuk direct transfer   dilakukan pengamatan dan catat waktu kematian tiap ekor pada masing-masing wadah percobaan setiap 10 menit hingga menit ke- 40. 5.

Untuk gradual transfer   ikan dimasukkan kedalam wadah dengan salinitas rendah kemudian pindahkan ke wadah dengan salinitas yang lebih tinggi setiap 24 jam selama 4 hari pengamatan.

6. Dihitung sintasannya dengan cara : SR =

Nt  No

x 100%

2.2.2 Pengukuran Osmolalitas plasma dan medium pada ikan nilem

1. Diambil sampel darah ikan nila yang telah diaklimasi pada salinitas medium selama 24 jam dengan menggunakan spuit yang sebelumnya telah dibasahi dengan EDTA. Darah ikan diambil dengan cara memotong bagian

ekornya atau dengan menyuntikkan spuit ke bagian vena caudalis atau  jantungnya. 2. Darah ditampung pada cawan petri kemudian dimasukkan ke dalam tabung eppendorf. 3. Dilakukan sentrifugasi darah untuk memperoleh plasma darah. 4. Diukur osmolalitas plasma dan medium dengan osmometer. 5. Dihitung rasio antara osmolalitas plasma dengan osmolalitas medium (kapasitas osmoregulasi). 6. Dicatat semua data yang diperoleh.

III.

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Tabel 3.1.1 Pengamatan Sintasan Ikan Nila pada Perlakuan Direct Tr ansfer No.

Waktu Pengamatan (menit)

Salinitas (ppt)

10

20

30

40

1

0

100%

100%

100%

100%

2

5

100%

100%

100%

100%

3

15

100%

100%

100%

100%

4

25

100%

100%

100%

100%

5

35

90%

30%

20%

10%

Tabel 3.1.2 Pengamatan Sintasan Ikan Nila pada Perlakuan Gradual Transfer Waktu Pengamatan (jam) No.

Salinitas (ppt) 24

48

72

96

1

0

60%

-

-

-

2

5

-

40%

-

-

3

15

-

-

20%

-

4

25

-

-

-

0%

5

35

-

-

-

-

Tabel 3.1.3 Pengamatan Sintasan Ikan Nilem pada Perlakuan Direct Tr ansfer No.

Salinitas (ppt)

1

Waktu Pengamatan (menit) 10

20

30

40

0

100%

90%

90%

90%

2

5

100%

100%

100%

100%

3

15

100%

100%

100%

100%

4

25

100%

100%

100%

80%

5

35

90%

40%

20%

0%

Tabel 3.1.4 Pengamatan Sintasan Ikan Nilem pada Perlakuan Gradual Transfer Waktu Pengamatan (jam) No.

Salinitas (ppt) 24

48

72

96

1

0

60%

-

-

-

2

5

-

20%

-

-

3

15

-

-

10%

-

4

25

-

-

-

0%

5

35

-

-

-

-

Tabel 3.1.5 Pengamatan Kadar Air pada Ikan

No.

Kadar Air (%)

Salinitas

Nila

(ppt)

Nilem

24 jam

48 jam

24 jam

48 jam

1

0

77.15%

82.8%

76.62%

70.38%

2

5

86%

75.2%

75%

76.03%

3

15

71.23%

76.9%

73.23%

66.9%

4

25

73.54%

74%

79.62%

78.37%

5

35

75.1%

74.8%

Perhitungan: SR =  Nt x 100 %  No

1. a.

Toleransi Salinitas Larva Ikan Nila/Nilem secara Direct Transfer  SR pada 10 menit

SR 0 ppt

= SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 100% SR 5 ppt

= SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 100% SR 15 ppt = SR =

 

x 100%

= SR =

 

x 100%

= 100% SR 25 ppt = SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 100% SR 35 ppt = = SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 90%

SR pada 20 menit SR 0 ppt

= SR =

= SR = = SR =

  



x 100%

x 100%

= SR = = SR =

 

 

SR 35 ppt = SR =

= 100% SR 15 ppt = SR = = SR =

 

 

= SR =



 

x 100%

x 100%

= 100% SR 35 ppt = SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

 

 

x 100%

x 100%

c. SR pada 40 menit SR 0 ppt

= SR = = SR =

   

x 100% x 100%

= 90%

x 100%



x 100%

= 20%

x 100%

= 90% SR 25 ppt = SR =

= SR =

x 100%

x 100%



= 100%

= 90% SR 5 ppt



SR 5 ppt

= SR = = SR =

   

x 100% x 100%

= 100% SR 15 ppt = SR = = SR =

   

x 100% x 100%

= 100%

= 40% SR 25 ppt = SR =

 b. SR pada 30 menit SR 0 ppt

= SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 90%

SR 5 ppt

= SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 100% SR 15 ppt = SR = = SR =

 

 

x 100%

x 100%

= 100% SR 25 ppt = SR =

 

x 100%

= SR = = 80% SR 35 ppt = 0%

 

 

x 100%

x 100%

2.

Toleransi Salinitas Larva Ikan Nila/Nilem secara Gradual Transfer  a. SR pada 24 jam c. SR pada 72 jam SR 0 ppt =

6 

SR 0 ppt = 0%

x 100%

SR 5 ppt = 0%

= 60%

SR 15 ppt =

SR 5 ppt = 0% SR 15 ppt = 0%



x 100%

= 20%

SR 25 ppt = 0%

SR 25 ppt = 0%

SR 35 ppt = 0%

SR 35 ppt = 0%

 b. SR pada 48 jam

d. SR pada 96 jam

SR 0 ppt = 0% SR 5 ppt =

 

SR 0 ppt = 0% SR 5 ppt = 0%

x 100%

SR 15 ppt = 0%

= 40%

SR 25 ppt = 0%

SR 15 ppt = 0%

SR 35 ppt = 0%

SR 25 ppt = 0% SR 35 ppt = 0% 3.



Perhitungan Kadar Air pada Ikan BB − BK

kadar air ikan nila =

BB

=

× 100 %

10 − 2.49 10

× 100 %

= 75.1 % kadar air ikan nilem =

=

BB − BK BB 8 − 2.01 8

= 74.8 %

× 100 %

× 100 %

Grafik 3.1.1 Hubungan Persentase Sintasan dan Salinitas untuk metode Direct

Transfer

Hubungan Persentase Sintasan dan Salinitas untuk metode Direct Transfer 120%

100%

80%      e      s      a        t      n      e      s      e      r        P

10 menit 20 menit

60%

30 menit 40%

40 menit

20%

0% 0 ppt

5 ppt

15 ppt

25 ppt

35 ppt

Grafik 3.1.2 Hubungan Persentase Sintasan dan Salinitas untuk metode

Gradual Transfer

Hubungan Persentase Sintasan dan Salinitas untuk metode Gradual Transfer 70 60 50      e      s      a        t      n      e      s      e      r        P

40 24 jam 30

48 jam

20 10 0 0 ppt

5 ppt

15 ppt

25 ppt

35 ppt

3.2 Pembahasan

Osmoregulasi

adalah

kemampuan

organisme

untuk

mempertahankan

keseimbangan kadar dalam tubuh, didalam zat yang kadar garamnya berbeda. Secara sederhana hewan dapat diumpamakan sabagai suatu larutan yang terdapat di dalam suatu kantung membran atau kantung permukaan tubuh (Wulangi, 1993). Ikan merupakan hewan akuatik yang sudah tentu habitat utamanya di lingkungan berair  berbeda dengan manusia yang membutuhkan air maka, ikan yang sudah hidup di dalam air harus memiliki sistem osmoregulasi untuk mengatur air  –   air yang dikonsumsi maupun dikeluarkan dari dalam tubuhnya. Ikan mempunyai tekanan osmotik yang berbeda dengan lingkungannya, oleh karena itu ikan harus mencegah kelebihan air atau kekurangan air, agar proses-proses fisiologis di dalam tubuhnya dapat berlangsung dengan normal (Fujaya, 2004). Organisme

air

dibagi

menjadi

dua

kategori

berdasarkan

mekanisme

fisiologisnya dalam menghadapi tekanan organisme air media, yaitu (Fujaya, 2004) : 1. Osmonkonformer; adalah organisme air yang secara osmotik labil dan mengubah-ubah tekanan osmotik cairan tubuhnya untuk menyesuaikan dengan tekanan osmotik air media hidupnya. Fujaya (2004) menambahkan hewan yang termasuk osmokonformer adalah hewan osmokonformer seperti ubur-ubur, rajungan dan kerang-kerangan. 2. Osmoregulator, adalah organisme air yang secara osmotik stabil (mantap), selalu  berusaha mempertahankan cairan tubuhnya pada tekanan osmotik yang relatif konstan, tidak perlu harus sama dengan tekanan osmotik air media hidupnya. Semua hewan air tawar dan hewan air laut adalah osmoregulator. Selain itu, karena penggolongan osmokonformer dengan osmoregulator ini maka, secara tidak langsung mempengaruhi pembagian hewan akuatik karena, tidak semua hewan akuatik berhabitat pada air yang sama. Salinitas merupakan salah satu indikator kecocokan habitat dengan ikan sehingga tidak sembarang ikan bisa hidup di salinitas yang berbeda-beda. Namun, beberapa penelitian menunjukkan kemampuan untuk beradaptasi ikan dalam segala macam lingkungan dengan salinitas berbeda memunuculkan hewan-hewan yang disebut euryhalin atau hewan akuatik yang hidup dengan rentang salinitas yang cukup tinggi sehingga mampu hidup di berbagai tiungkat salinitas hal ini, kemudian stenohalin yaitu hewan yang hanya mampu hidup dalam kisaran salinitas yang pendek atau sempit. Ikan yang dapat beradaptasi pada

dua lingkungan berbeda sering disebut ikan eurihaline, mampu berpindah dari erairan tawar ke perairan laut atau sebaliknya. Salah satu contoh ikan yang mampu melakukan migrasi dari air tawar ke laut atau sebaliknya adalah ikan sidat ( Anguilla bicolor   McClelland) (Susilo, 2010). Ikan nila jika dilihat dari toleransinya terhadap  perubahan kadar garam termasuk ke dalam ikan yang eurihalin. Menurut Ville et al  (1988), organisme eurihalin mempunyai mekanisme pengaturan renal dan ekstrarenal dalam merespon perubahan salinitas yang terjadi dalam lingkungannya. Kebalikan dari eurihalin adalah kelompok hewan stenohalin, contohnya ikan nilem. Semakin tinggi konsentrasi, maka semakin kecil nilai sintasannya atau semakin banyak ikan yang mati. Air dan kosentrasi larutan cairan tubuh konstan dengan lingkungannya, antara hewan air laut, air tawar, dan hewan darat sangatlah berbeda. Kelompok hewan yang  berbeda menggunakan organ yang berbeda. Rentangan zat-z at yang diregulasi sangat luas, melibatkan senyawa-senyawa seperti hormon, vitamin dan larutan yang signifikan terhadap perubahan nilai osmotik (Fahn, 1991). Salinitas lingkungan yang  berbeda dari konsentrasi osmotik internal ikan teleostei memprovokasi kerugian atau keuntungan dari garam dan air. Untuk menjaga konsentrasi ion dari cairan tubuh, organ-organ

osmoregulator

bekerja

sama.

Insang

mungkin

organ

yang

mengkonsumsi energi paling banyak selama osmoregulasi. Pada insang, ion-ion seperti Na +, K+, dan ATPase yang terletak di sel klorida, membutuhkan masukan energi dan memainkan peran penting dalam osmoregulasi baik dalam lingkungan hiperosmotik dan hiposmotik. Kegiatan ATPase ini menghabiskan setidaknya setengah dari energi yang dikonsumsi selama pertukaran ion Na + dengan H + di ionocytes. Untuk alasan ini, Na +, K + ATPase dianggap biomarker yang baik dari osmoregulasi di teleostei. Memahami aktivitas pompa ini pada konsentrasi garam yang berbeda dapat membantu untuk memperjelas salinitas yang sesuai untuk  perikanan (Sterzelecki et.al, 2013). Ikan air tawar memiliki sistem regulasi hiperosmotik, regulator hiperosmotik menghadapi dua masalah fisiologik yakni air cenderung masuk ke dalam tubuh hewan, sebab kosentarsi zat terlarut dalam tubuh hewan lebih tinggi dari pada dalam mediumnya, zat terlarut cenderung keluar tubuh sebab kosentrasi didalam tubuh. Disamping itu pembuangan air sebagai penyeimabang air masuk juga membawa zat terlarut didalamnya yang lebih tinggi dari pada di luar tubuh (meningkatkan  permeabilitas dinding tubuh) atau mengeluarkan kelebihan air yang ada dalam tubuh

(lewat urin dan feses). Sebaliknya terhadap zat terlarut, hewan harus mengurangi  jumlah air yang masuk kedalam tubuhnya, memasukkan garam-garam kedalam tubuhnya (lewat makan dan minum) atau mempertahankan zat terlarut dalam tubuhnya (Gordon, 1979). Ikan air tawar memiliki sistem regulasi hipoosmotik, regulator hipoosmotik menghadapi masalah fisiologik yakni air cenderung keluar tubuh, sebab kadar air dalam tubuh tinggidari pada mediumnya, dan zat terlarut cenderung masuk ke dalam tubuh, sebab kadar zat terlarut didalam tubuh (dalam medium) lebih tinggi dari pada dsalam cairan tubuhnya. Untuk menghadapi hal tersebut maka regulator hipoosmotik harus menghambat keluarnya air dari dalam tubuh atau mempertahankan air yang ada dalam tubuh, sebaliknya terhadap zat terlarut, hewan harus berusaha mencegah masuknya garam kedalam tubuh atau mengeluarkan kelebihan garan yang masuk tubuh (Kimball, 1988). Salinitas atau kadar garam adalah jumlah kandungan bahan padat dalam satu kilogram air laut, dalam hal mana seluruh karbonat telah diubah menjadi oksida,  brom, dan yodium yang telah disetarakan dengan klor dan bahan organik yang telah dioksidasi. Salinitas media akan mempengaruhi tekanan osmotik cairan tubuh ikan. Menurut Hitckman (1972) yang menyatakan bahwa hubungan antara plasma darah, media dan konsentrasi media atau salinitas dapat dituliskan bahwa semakin tinggi konsentrasi media, maka semakin tinggi pula media dan konsentrasi plasma darahnya sehingga dapat menyebabkan terjadinya lisis pada darah hewan. Besarnya osmolalitas pada plasma darah lebih besar jika dibandingkan dengan osmolalitas media. Hal ini disebabkan karena hewan-hewan air tawar harus menyimpan kadar garam pada cairan tubuhnya lebih tinggi daripada yang terdapat dalam media (air). Oleh karena itu, air akan masuk ke dalam tubuh secara osmosis dan garam keluar  secara difusi. Ikan nila akan mengalami permasalahan kemasukan air melalui osmosis dan kehilangan ion-ion tubuh melalui difusi. Berdasarkan hal tersebut ikan nila harus mempertahankan ion tubuhnya dan mengeluarkan urin hipoosmotik untuk mengeluarkan air dan mengganti ion tubuh atau garam yang hilang dengan absorbsi melalui permukaan tubuh tertentu seperti insang (Kay, 1998). Kematian ikan yang terjadi pada tiap perlakuan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya ialah salinitas. Semakin tinggi salinitas makasemakin tinggi pula tingkat kematian benih ikan nila, karena jika tingkat osmoregulasi tinggi sedangkan kemampuan ikan nila rendah maka akan berakibat kematian pada ikan nila.

Kelangsungan hidup benih ikan nila dipengaruhi oleh kemampuan osmoregulasi ikan nila yang bersifat euryhaline, walaupun habitat aslinya adalah di lingkungan air tawar. Benih ikan nila dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam tinggi. Ikan nila mampu mempertahankan hidupnya hingga salinitas 20% (Rahim et.al, 2015).

DAFTAR REFERENSI

Campbell, N.A. Jane B. Reece and Lawrence G. Mitchell. 2000. Biologi. edisi 5. jilid 3. Alih Bahasa: Wasman manalu. Erlangga. Jakarta. Evans, D.H. 1998. The Physiology of Fishes Second Edition. CRC Press. New York. Fahn, A. 1991.  Anatomi Hewan Edisi Ketiga. Gajah Mada Universitas Press, Yogyakarta. Fujaya, Y. 2004.  Fisiologi Ikan Dasar Pengembangan Teknik Perikanan. Rineka Cipta, Jakarta Gordon, M. S. 1979. Animal Physiology. Mc Millan Publishing Co. Ltd, New York. Kay, I. 1998. Introduction to Animal Physiology. New York: Glos Scientific Publisher United. Kimball, John W., 1988. Biologi. Edisi Kelima. Jilid 2. Alih Bahasa: Siti Soetarmi Tjitrosomo dan Nawangsari Sugiri. Erlangga, Jakarta. Rahim, Taufik. Rully, Tuiyo. Hasim. 2015. Pengaruh Salinitas Berbeda terhadap Pertumbuhan dan Tingkat Kelangsungan Hidup Benih Ikan Nila Merah (Oreochromis Niloticus) di Balai Benih Ikan Kota Gorontalo. Jurnal Ilmiah  Perikanan dan Kelautan 3(1). Soetarto,1986. Biologi. Widya Duta, Surakarta.Ville, C.W., Barnes, R.D. Barnes. 1988.  Zoologi Umum. Erlangga, Jakarta.

W.F.

Sterzelecki, FC.a. Rodrigues, E.b. Fanta, E.a & Ribeiro, CAO. 2013. The effect of salinity on osmoregulation and development of the juvenile fat snook, Centropomus parallelus (POEY). Braz. J. Biol  (73)3, p. 609-615 Susilo, U dan S. Sukmaningrum. 2010. Osmoregulasi Ikan Sidat  Anguilla bicolor  Mc Clelland Pada Media Dengan Salinitas Berbeda. Jurnal Sains Akuatik  10 (2) : 111-119. Villee, C.A., W.F. Walker and R.D. Barnes. 1988. General Zoology. W.B. Saunders Company, Philadelphia. Wulangi, K.S. 1993. Prinsip-prinsip Fisiologi Hewan. DepDikBud, Jakarta.