BAB II PEMBAHASAN
2.1.SISTEM PERNAPASAN IKAN Ikan bernapas menggunakan insang. Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedang bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler, sehingga memungkinkan O2 berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Pada ikan bertulang sejati (Osteichthyes) insangnya dilengkapi dengan tutup insang (operkulum), sedangkan pada ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) insangnya tidak mempunyai tutup insang. Selain bernapas dengan insang, ada pula kelompok ikan yang bernapas dengan gelembung udara (pulmosis), yaitu ikan paruparu (Dipnoi). Insang tidak hanya berfungsi sebagai alat pernapasan, tetapi juga berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. a. Sistem Pernapasan pada ikan bertulang sejati Insang ikan bertulang sejati tersimpan dalam rongga insang yang terlindung oleh tutup insang (operkulum). Perhatikan Gambar 7.16. Insang ikan terdiri dari lengkung insang yang tersusun atas tulang rawan berwarna putih, rigi-rigi insang yang berfungsi untuk menyaring air pernapasan yang melalui insang, dan filamen atau lembaran insang. Filamen insang tersusun atas jaringan lunak, berbentuk sisir dan berwarna merah muda karena mempunyai banyak pembuluh kapiler darah dan merupakan cabang dari arteri insang. Di tempat inilah pertukaran gas CO2 dan O2 berlangsung.
Page | 1
Gas O2 diambil dari dalam air melalui insang secara difusi. Dari insang, O2 diangkut darah melalui pembuluh darah ke seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung. Dari jantung menuju insang untuk melakukan pertukaran gas. Proses ini terjadi secara terus-menerus dan berulang-ulang. Mekanisme pernapasan ikan bertulang sejati dilakukan melalui mekanisme inspirasi dan ekspirasi. Perhatikan Gambar 7.17.
Page | 2
Fase inspirasi ikan Gerakan tutup insang ke samping dan selaput tutup insang tetap menempel pada tubuh mengakibatkan rongga mulut bertambah besar, sebaliknya celah belakang insang tertutup. Akibatnya, tekanan udara dalam rongga mulut lebih kecil daripada tekanan udara luar. Celah mulut membuka sehingga terjadi aliran air ke dalam rongga mulut. Fase ekspirasi ikan Setelah air masuk ke dalam rongga mulut, celah mulut menutup. Insang kembali ke kedudukan semula diikuti membukanya celah insang. Air dalam mulut mengalir melalui celah-celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Pada tempat ini terjadi pertukaran udara pernapasan. Darah melepaskan CO2 ke dalam air dan mengikat O2 dari air. Pada fase inspirasi, O2 dan air masuk ke dalam insang, kemudian O2 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, CO2 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang, dan dari insang diekskresikan keluar tubuh. 2.2.SISTEM PEREDARAN DARAH Ikan memiliki sistem peredaran darah tunggal dan tertutup. Artinya, dalam satu kali beredar, darah ikan hanya melalui jantung satu kali dan selalu berada dalam pembuluh darah. Seperti halnya pada hewan lain, darah pada ikan berfungsi mengangkut sari-sari makanan, oksigen,dan karbondioksida. Jantung ikan terdiri atas dua ruang yaitu serambi dan bilik (ventrikel dan atrium).
Page | 3
Sistem Peredaran darah tertutup Pisces ( Ikan ) - Alat sirkulasi darah ikan terdiri atas jantung dan sinus venosus. Jantung terdiri atas dua ruangan yaitu atrium dan ventrikel. Jantung terletak di belakang insang, yaitu di dalam rongga perikardium. Sinus venosus adalah struktur penghubung berupa rongga yang menerima darah dari vena dan terbuka di ruang depan jantung. Di antara atrium dan ventrikel terdapat klep untuk menjaga aliran darah tetap searah. Proses sirkulasi darah bermula dari darah yang kaya CO2 dari seluruh tubuh kembali ke jantung melalui vena dan berkumpul di sinus venosus kemudian masuk ke atrium, dilanjutkan ke ventrikel dan dipompa menuju insang melewati konus arteriosus. Di insang oksigen diikat dan CO2 dilepaskan, kemudian masuk ke aorta dorsalis dan diedarkan ke seluruh tubuh, lalu kembali ke jantung melalui vena. Perhatikan gambar 5.17
Jadi sirkulasi ikan beredar hanya sekali melalui jantung – insang – seluruh tubuh – jantung. 2.3.SISTEM PENCERNAAN Secara anatomis, struktur alat pencernaan ikan berkaitan dengan bentuk tubuh, kebiasan makanan, tingkah laku ikan dan umur ikan. Sistem atau alat pencernaan pada ikan terdiri dari dua bagian, yaitu saluran pencernaan (Tractus digestivus) dan kelenjar pencernaan (Glandula digestoria).
Page | 4
2.3.1 Saluran Pencernaan Mulai dari muka ke belakang, saluran pencernaan tersebut terdiri dari mulut, rongga mulut, farings, esofagus, lambung, pilorus, usus, rektum dan anus. a. Mulut Bagian terdepan dari mulut adalah bibir, pada ikan-ikan tertentu bibir tidak berkembang dan hilang secara total karena digantikan oleh paruh atau rahang (ikan famili scaridae, diodotidae, tetraodontidae). Pada ikan belanak atau tambakan, bibir berkembang dengan baik dan menebal, bahkan mulutnya dapat disembulkan. Keberadaan bibir berkaitan erat dengan cara mendapatkan makanan. Di sekitar bibir pada ikan tertentu terdapat sungut, yang berperan sebagai alat peraba. Mulut terletak di ujung hidung dan juga terletak di atas hidung. b. Rongga mulut Di bagian belakang mulut terdapat ruang yang disebut rongga mulut. Rongga mulut ini berhubungan langsung dengan segmen faring. Secara anatomis organ yang terdapat pada rongga mulut adalah gigi, lidah dan organ palatin. Permukaan rongga mulut diselaputi oleh lapisan sel permukaan (epitelium) yang berlapis. Pada lapisan permukaan terdapat sel-sel penghasil lendir (mukosit) untuk mempermudah masuknya makanan. Disamping mukosit, di bagian mulut juga terdapat organ pengecap (organ penerima rasa) yang berfungsi menyeleksi makanan. c. Farings Lapisan permukaan faring hampir sama dengan rongga mulut, masih ditemukan organ pengecap, Sebagai tempat proses penyaringan makanan. d. Esofagus Permulaan dari saluran pencernaan yang berbentuk seperti pipa, mengandung lendir untuk membantu penelanan makanan. Pada ikan laut, esofagus berperan dalam penyerapan garam melalui difusi pasif menyebabkan konsentrasi garam air laut yang diminum akan menurun ketika berada di lambung dan usus sehingga memudahkan penyerapan air oleh usus belakang dan rectum (proses osmoregulasi)
Page | 5
e. Lambung Lambung merupakan segmen pencernaan yang diameternya relatif lebih besar bila dibandingkan dengan organ pencernaan yang lain. Besarnya ukuran lambung berkaitan dengan fungsinya sebagai penampung makanan. Seluruh permukaan lambung ditutupi oleh sel mukus yang mengandung mukopolisakarida yang sedikit asam berfungsi sebagai pelindung dinding lambung dari kerja asam klorida. Sebagai penampung makanan dan mencerna makanan secara kimiawi. Pada ikan-ikan herbivora terdapat gizard (lambung khusus) berfungsi untuk menggerus makanan (pencernaan secara fisik). f. Pilorus Pilorus merupakan segmen yang terletak antara lambung dan usus depan. Segmen ini sangat mencolok karena ukurannya yang mengecil/menyempit. g. Usus (intestinum) Merupakan segmen yang terpanjang dari saluran pencernaan. Intestinum berakhir dan bermuara keluar sebagai anus. Merupakan tempat terjadinya proses penyerapan zat makanan. h. Rektum Rektum merupakan segmen saluran pencernaan yang terujung. Secara anatomis sulit dibedakan batas antara usus dengan rektum. Namun secara histologis batas antara kedua segmen tersebut dapat dibedakan dengan adanya katup rektum. i. Kloaka Kloaka adalah ruang tempat bermuaranya saluran pencernaan dan saluran urogenital. Ikan bertulang sejati tidak memiliki kolaka, sedangkan ikan bertulang rawan memiliki organ tersebut. j. Anus Anus merupakan ujung dari saluran pencernaan. Pada ikan bertulang sejati anus terletak di sebelah depan saluran genital. Pada ikan yang bentuk tubuhnya memanjang, anus terletak jauh dibelakang kepala bedekatan dengan pangkal ekor. Sedangkan ikan yang tubuhnya membundar, posisi anus terletak jauh di depan
Page | 6
pangkal ekor mendekati sirip dada. Ikan bandeng merupakan ikan bertulang sejati oleh karena itu anusnya terletak didepan saluran genital. 2.3.2 Kelenjar Pencernaan Kelenjar pencernaan berguna untuk menghasilkan enzim pencernaan yang nantinya akan bertugas membantu proses penghancuran makanan. Enzim pencernaan yang dihasilkan oleh ikan buas juga berbeda dengan ikan vegetaris. Ikan buas pada umumnya menghasilkan enzim-enzim pemecah protein, sedangkan ikan vegetaris menghasilkan enzim-enzim pemecah karbohidrat. Kelenjar pencernaan terdiri dari hati dan pankreas. Disamping itu, saluran pencernaannya (lambung dan usus) juga berfungsi sebagai kelenjar pencernaan. Hati meupakan organ penting yang mensekresikan bahan untuk proses pencernaan. Organ ini umumnya merupakan suatu kelenjar yang kompak, berwarna merah kecokelatan. Posisi hati terletak pada rongga tubuh bagian bawah, di belakang jantung dan disekitar usus depan. Di sekitar hati terdapat organ berbentuk kantong kecil, bulat, oval atau memanjang dan berwarna hijau kebiruan, organ ini dinamakan kantung empedu yang fungsinya untuk menampung cairan empedu yang disekresikan oleh organ hati. Secara umum hati berfungsi sebagi tempat metabolisme karbohidrat, lemak dan protein serta tempat memproduksi cairan empedu. Pankreas merupakan organ yang mensekresikan bahan (enzim) yang berperan dalam proses pencernaan. Pankreas ada yang berbentuk satu dan ada yang diffus (menyebar) di antara sel hati. Letak penkreas berdekatan dengan usus depan karena saluran pankreatik bermuara ke usus depan. Saluran pankreatik yaitu saluran-saluran kecil yang bergabung satu sama lain dan pada akhirnya akan terbentuk saluran yang keluar dari pankreas menuju usus depan. 2.3.3 Proses Pencernaan Sebelum makanan di sambar dan ditelan, terlebih dahulu telah menimbulkan rangsangan berupa nafsu untuk makan. Nafsu untuk makan ini dapat dirangsang melalui penglihatan, bau dan rabaan. Begitu ada nafsu untuk makan, maka alat-alat pencernaanya segera bersiap-siap untuk menerima makanan dan selanjutnya mencernakannya. Setelah makanan digigit, untuk menelannya diperlukan bahan pelicin yaitu air liur. Selain sebagai pelicin, air liur juga mengandung enzim ptialin yang merupakan enzim pemecah karbohidrat menjadi maltosa yang kemudian dilanjutkan menjadi glukosa. Tapi karena ikan tidak mengunyah makanan, padahal
Page | 7
pemecahan karbohidrat membutuhkan waktu yang lama, maka ptialinnya baru dapat bekerja aktif setelah makanan sampai di lambung. Selain mengandung enzim ptialin, air liur juga mengandung senyawa penyangga derajat keasaman (bufer) yang berguna untuk memecah terjadinya penurunan pH agar proses pencernaan dapat berjalan normal. Apabila makanan telah masuk ke dalam saluran pencernaan, maka dinding saluran pencernaannya akan terangsang untuk menghasilkan hormon gastrin. Hormon ini akan memacu pengeluaran asam klorida (HCL) dan pepsinogen. HCL akan mengubah pepsinogen menjadi pepsin yang merupakan enzim pencernaan akif, yaitu sebagai pemecah protein menjadi pepton (polipeptida). Apabila makanannya banyak mengandung lemak, maka akan dihasilkan juga hormon entergastron. Di dalam usus, makanan itu sendiri akan merangsang keluarnya hormon kolsistokinin. Hormon ini kemudian akan memacu keluarnyagetah empedu dari hati. Getah empedu itu sebenarnya dibuat dari sel-sel darah merah yang telah rusak di dalam hati. Pengeluaran getah empedu tersebut melalui pembuluh hepatikus yang kemudian ditampung di dalam kantong empedu. Fungsi getah empedu tersebut adalah memperhalus butiran-butiran lemak menjadi emulsi sehingga mudah larut dalam air dan diserap oleh usus. Dinding usus juga mengeluarkan hormon sekretin dan pankreozinin. Sekretin akan memacu pengeluaran getah empedu dan pankreas. Getah penkreas ini mengandung enzim amilase, lipase dan protase. Sedangkan hormon pankreozinin menyebabkan rangsangan untuk mempertinggi produksi getah pankreas. Enzim amilase akan memecah karbohidrat menjadi glukosa. Enzim lipase memecah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Sedangkan protase memecah protein menjadi asam amino. Ketiga enzim tersebut dapat mencapai puncak keaktifan apabila kadar protein dalam makanan antara 40-60%. Apabila kadar proteinnya berubah maka untuk mencapai puncak keaktifan, enzim-enzim tersebut membutuhkan waktu untuk menyseuaikan diri. 2.3.4 Penyerapan Sari Makanan Makanan yang sudah dicerna halus sekali kemudian sari-sarinya akan diserap oleh dinding usus. Sebenarnya di dalam lambung juga sudah mulai penyerapan, tapi jumlahnya masih sangat sedikit. Penyerapan yang utama terjadi di dalam usus. Untuk menyerap sari makanan tersebut, dinding usus mempunyai jonjot-jonjot agar
Page | 8
permukaannya lebih luas. Melalui pembuluh darah rambut pada jonjot usus tersebut, sari makanan akan diserap ke dalam darah. Karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, yaitu glikosa, galaktosa, fruktosa dan lain-lain. Proses penyerapannya dipengaruhi oleh hormon insulin. Hormon tersebut dihasilkan oleh kelenjar pankreas. Lemak diserap dalam bentuk asam lemak dan gliserol. Di dalam lapisan lendir dinding usus, asam lemak dan gliserol bersatu lagi, untuk kemudian diedarkan keseluruh tubuh melalui limfe (70%) dan melalui pembuluh darah (30%). Sedangkan protein diserap dalam bentuk asam amino yang dibawa ke hati dulu untuk diubah menjadi protein lagi, akan tetapi yang telah disesuaikan dengan kebutuhan tubuh ikan yang bersangkutan. Zat-zat makanan yang telah diserap oleh darah kemudian diedarkan ke seluruh tubuh untuk keperluan metabolisme, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah pembentukan zat-zat yang lebih kompleks dari zat-zat yang lebih sederhana. Misalnya pembentukan protein dan asam-asam amino. Sedangkan katabolisme adalah pemecahan zat-zat yang merupakan bahan bakar untuk menghasilkan tenaga. Misalnya pemecahan karbohidrat menjadi tenaga, air dan karbondioksida. Pada hewan-hewan darat, yang digunakan sebagai sumber tenaga pertama-tama adalah karbohidrat kemudian disusul oleh lemak sebagai sumber nomor dua dan terakhir protein. Sedangkan pada ikan adalah kebalikan dari hewan darat, yaitu protein, lemak dan karbohidrat. 2.3.5 Pencernaan Secara Fisik Mekanik dan Kimiawi Pencernaan secara fisik dan mekanik dimulai di bagian rongga mulut yaitu dengan berperannya gigi pada proses pemotongan dan penggerusan makanan. Pencernaan secara mekanik ini juga berlangsung di segmen lambung dan usus yaitu melalui gerakan-gerakan (kontraksi) otot pada segmen tersebut. Pencernaan secara mekanik di segmen lambung dan usus terjadi lebih efektif oleh karena adanya peran cairan digestif. Pada ikan, pencernaan secara kimiawi dimulai di bagian lambung, hal ini dikarenakan cairan digestif yang berperan dalam proses pencernaan secara kimiawi mulai dihasilkan di segmen tersebut yaitu disekresikan oleh kelenjar lambung. Pencernaan ini selanjutnya disempurnakan di segmen usus. Cairan digestif yang berperan pada proses pencernaan di segmen usus berasal dari hati, pankreas dan dinding usus itu sendiri. Kombinasi antara aksi fisik dan kimiawi inilah yang menyebabkan perubahan makanan dari yang asalnya bersifat komplek menjadi senyawa sederhana atau yang asalanya berpartikel makro menjadi partikel mikro.
Page | 9
Bentuk partikel mikro inilah makanan menjadi zat terlarut yang memungkinkan dapat diserap oleh dinding usus yang selanjutnya diedarkan ke seluruh tubuh. 2.4 METABOLISME DAN BIOENERGENETIKA Metabolisme Protein Metabolisme asam amino meliputi sintesis dan pemecahan protein, protein dalam pakan pertama kali dicerna didalam lambung dan asam klorida yang terdapat dalam lambung akan memberikan medium asam yang dapat mengaktivasi pepsin dan renin untuk membantu mencerna protein. Pepsin memecah protein dalam gugus yang lebih sederhana yaitu protease dan pepton dan akhirnya akan dipecah menjadi asam amino. Protein kemudian diserap kedalam usus dalam bentuk asam amino. Metabolisme asam amino umumnya dapat terjadi dalam tiga lintasan, yaitu 2 lintasan proses katabolisme asam amino yang merupakan proses degradasi dan glukoneogenesis, serta satu lintasan proses anabolisme asam amino yang merupakan proses sintesa protein. Ada 20 asam amino dalam protein. Bila selama sintesis protein, satu dari asam amino hilang, maka sintesis protein terhenti. Karena sintesis dan degradasi terus menerus dari protein adalah khas untuk semua bentuk kehidupan. Sintesis protein dikode oleh DNA (kode genetik) yang terdapat di inti mitokondria. Tersedianya asam amino harus mencerminkan distribusinya dalam protein. Bila tidak, sintesis protein dibatasi oleh nutrien. Asam-asam amino terutama diperlukan dalam sintesis protein tubuh dan senyawa-senyawa lain yang secara fisiologis penting bagi metabolisme, misalnya hormone-hormon dan neurotransmiter. Pada umumnya kelebihan asam amino akan segera dikeluarkan oleh deaminasi oksidatif dan rangka karbonnya diubah menjadi asetil atau aseto-asetil Ko A, piruvat, atau salah satu dari zat antara siklus asam trikarboksilat yang kemudian dioksidasi menjadi energi. Namun dalam beberapa kasus tertentu akan diubah menjadi glukosa dan lemak. Ikan mengekskresikan amonia bebas dan disebut sebagai amonetilik. Amonia adalah toksik terhadap sistem syaraf pusat oleh mekanisme yang belum seluruhnya dimengerti tetapi tampaknya melibatkan pembalikan jalan glutamat dehidrogenase dan akibatnya kekurangan ketoglutarat, zat antara yang diperlukan dalam siklus asam trikarboksilat. Asam sitrat dan garam-garamnya bersifat sangat tidak larut serta mengendap dalam jaringan dan cairan bila konsentrasinya melampaui beberapa miligram per 100 ml. Karena itu tidak ada Page | 10
produk akhir dari metabolisme nitrogen yang dapat ditolelir dengan baik oleh organisme tingkat tinggi. Asam amino yang berlebihan dari yang diperlukan untuk sintesis protein dan biomolekul lainnya tidak dapat disimpan dalam tubuh maupun diekskresikan keluar tubuh. Kelebihan asam amino cenderung digunakan untuk bahan bakar. Sebelum memasuki siklus asam trikarboksilat untuk menghasilkan energi asam amino harus didegradasi terlebih dahulu. Degradasi asam amino terjadi dalam dua tahap utama. Tahap pertama adalah deaminasi oksidatif, merupakan tahap pengubahan asam amino menjadi zat antara yang dapat memasuki siklus asam trikarboksilat, dan gugus amino. Tahap ke dua adalah tahap oksidasi zat dalam siklus asam trikarboksilat menjadi CO2 dan H2O. Tempat pemecahan asam amino adalah hati. Gugus α amino dari banyak asam amino mula-mula akan dipindahkan ke α keto glutarat untuk membentuk asam glutamat yang kemudian mengalami deaminasi oksidatif membentuk ion NH4+. Enzim aminotransferase mengkatalisis pemindahan suatu gugus α amino dari suatu asam amino α kepada keto. Enzim-enzim ini disebut juga transaminase, umumnya menyalurkan gugus α amino dari berbagai asam amino kepada α– ketoglutarat untuk diubah menjadi NH4+ (ion amonium). Ion amonium dibentuk dari glutamat dengan deaminasi oksidatif. Reaksi dikatalisis oleh enzim glutamat dehidrogenase yang tidak biasa karena dapat menggunakan NAD+ maupun NADP+. Aktivitas glutamat dehidrogenase diatur secara alosterik. Guanosin trifosfat (GTP) dan Adenosin Trifosfat (ATP) adalah inhibitor alosterik, sedangkan Guanosin Difosfat (GDP) dan Adenosin Difosfat (ADP) adalah aktivator alosterik. Jadi penurunan muatan energi akanmempercepat oksidasi asam amino. Katabolisme Protein Dalam proses katabolisme protein maka akan dihasilkan amonia sebagai hasil deaminasi oksidatif, zat ini merupakan bahan yang bersifat racun dan harus dikeluarkan dari tubuh. Pada makhluk hidup sebagian besar dikeluarkan melalui dua jalan kecil dalam tubuhnya yaitu :
Amonia dengan asam glutamat dalam hati, untuk membentuk glutamin membutuhkan ATP, ditranspot ke ginjal dan kemudian dipisahkan kembali menjadi glutamat dan amonia. Akhirnya dieksresikan ke urin sebagai garam amonium (NH4+). Amonia dengan karbondioksida untuk membentuk carbamil, yang kemudian difosforilasi menjadi karbokmoil fosfat, sebuah reaksi yang Page | 11
membutuhkan dua ATP. Karbamoil fosfat kemudian masuk ke dalam siklus ornithin urea. Ikan-ikan yang memiliki paru-paru (lungfish), pada musim kering menjadi ikan darat dan mengeksresikan urea untuk menghemat air. Metabolisme dan Katabolisme Protein antara Ikan Karnivora, Herbivora dan Omnivora Ikan merupakan organisme air yang menggunakan protein sebagi sumber energi utama berbeda dengan manusia yang menggunakan karbohidrat sebagai sumber energi utama. Oleh karena itu dalam menyusun pakan ikan ada suatu parameter yang disebut dengan kesimbangan energi yang diperoleh dari perhitungan nilai energi yang dapat dicerna dibagi dengan kadar protein pakan ikan. Nilai energi dari setiap kandungan nutrisi pada ikan sangat berbeda, seperti berdasarkan hasil penelitian dari satu gram protein akan memberikan nilai energi kotor (GE) sebesar 5,6 kkal/g, sedangkan untuk satu gram lemak adalah 9,4 kkal/g dan untuk satu gram karbohidrat adalah 4,1 kkal/g. Nilai energi ini merupakan nilai energi yang diperoleh apabila zat makanan secara sempurna dibakar menjadi hasil-hasil oksidasi melalui CO2, H2O dan gas lainnya. Menurut Buwono (2004) distribusi energi pada ikan budidaya dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Gross Energy adalah 100% Digestible Energy adalah 85% Fecal Energy untuk ikan herbivora adalah 15% sedangkan untuk ikan karnivora adalah 20% Metabolizable Energy adalah 80% Metabolic Excretion berkisar antara 3 – 5% Net Energy adalah 52,5 % Heat Increment Energy adalah 27,5%
Jika pakan yang dikonsumsi oleh ikan masuk kedalam tubuh ikan sebagai energi kotor yang secara distribusi energi adalah 100% maka konversi energi untuk satu gram protein pada DE adalah 80% dikali 5,6 kkal/g yaitu 4,48 atau 4,5 kkal/g, sedangkan untuk karbohidrat adalah 80% dikali 4,1 kkal/g yaitu 3,8 kkal/g, untuk satu gram lemak adalah 80% dikali 9,4 kkal/g yaitu 7,52 kkal/g. Page | 12
Tetapi nilai konversi energi ini dari hasil penelitian sangat berbeda untuk setiap jenis ikan yang dibudidayakan seperti terlihat pada Tabel 5.1 dan Tabel 5.2.
Berdasarkan data dari tabel tersebut diatas maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa setiap jenis ikan mempunyai daya cerna yang berbeda pada nutrisi yang dikonsumsinya.
Pada ikan salmon merupakan salah satu jenis ikan karnivora mempunyai kecernaan yang rendah terhadap karbohidrat sehingga energi yang diperoleh dari karbohidrat hanya dapat dicerna sebanyak 40%,
Ikan catfish merupakan salah satu jenis ikan omnivora mempunyai kemampuan mencerna karbohidrat lebih tinggi dibandingkan dengan ikan karnivora yaitu 70%.
Sedangkan untuk ikan herbivora mempunyai kemampuan yang relatif sama dengan kemampuan mencerna pada ikan omnivora, jadi ikan herbivora juga memiliki kemampuan mencerna karbohidrat yang lebih tinggi daripada ikan karnivora.
Page | 13
2.5 SISTEM ENDOKRIN Sistem endokrin, dalam kaitannya dengan sistem saraf, mengontrol dan memadukan fungsi tubuh. Kedua sistem ini bersama-sama bekerja untuk mempertahankan homeostasis tubuh. Fungsi mereka satu sama lain saling berhubungan, namun dapat dibedakan dengan karakteristik tertentu. Misalnya, medulla adrenal dan kelenjar hipofise posterior yang mempunyai asal dari saraf (neural). Jika keduanya dihancurkan atau diangkat, maka fungsi dari kedua kelenjar ini sebagian diambil alih oleh sistem saraf. Bila sistem endokrin umumnya bekerja melalui hormon, maka sistem saraf bekerja melalui neurotransmiter yang dihasilkan oleh ujung-ujung saraf. Hipofise yang dikenal dengan nama “Master Gland”, merupakan kelenjar endokrin yang mempunyai kemampuan untuk mempengaruhi kelenjar-kelenjar endokrin yang lain dengan perantaraan hormon-hormon yang dihasilkannya. Sistem endokrin pada ikan tidak jauh berbeda dengan sistem endokrin vertebrata pada umumnya. Organ endokrin melepaskan suatu zat kimia yang disebut hormone dengan organ target tertentu, dibawah oleh darah, dan berperan mempengaruhi fungsi tubuh. Karena itu hormone biasa juga disebut pesuruh kimia. Misalnya hormone gonadotropin dilepaskan oleh kelenjar hipofisa masuk kedalam darah dan dibawa ke gonad sebagai suatu petunjuk untuk memulai pematangan gonad. Hubungan diantara system endokrin banyak dan komplek, tetapi biasanya mengikuti dua prinsip. Pertama berdasarkan responnya dibagi menjadi dua kelenjar endokrin yaitu pituitary dan beberapa kelenjar dibawah control pituitary. Kedua hormone yang dihasilkan oleh kelenjar kedua seringkali menghambat produksi hormon pituitary, proses ini disebut penghambatan feedback. Adanya bentuk kombinasi system penghambatan feedback ini menyebabkan terjadinya keseimbangan respons. Jadi system endokrin mengontrol sistem organ yang lain. Dilihat dari asal embrionalnya kelenjar endokrin berdiferensiasi dari seluruh lapisan germinal. Untuk yang berasal dari mesoderm (korteks adrenal, gonal) menghasilkan hormon hormone steroid dan yang berkembang dari ectoderm atau endoderm mensekresikan hormone amino termodifikasi, peptid atau protein. Gangguan sistem endokrin yang dapat terjadi adalah adanya mekanisme “feminisasi” pada ikan jantan yaitu perubaha4n pada perkembangan duktus gonad, baik pembentukan rongga ovari seperti betina dan/atau keberadaan sel germ jantan
Page | 14
dan betina pada gonad yang sama, peningkatan konsentrasi vitellogenin, perubahan pada perkembangan ginjal, gangguan fungsi imun dan menyebabkan kerusakan genotoksik Hormon dan kelenjar penghasilnya Hormon adalah zat kimia organik yang dibentuk dalam sel atau kelenjar yang sehat dan normal, disekresikan langsung ke dalam darah dan dibawa ke sel/organ target, jumlahnya sangat kecil (g=10-6 g, ng=10-9 g) tetapi pengaruhnya besar berperanan dalam integrasi dan koordinasi fungsi tubuh. Karena itu hormone disebut juga pembawa pesan atau pesuruh kimia. Ada empat klasifikasi kimiawi hormone yakni steroid, tiroksin, katekolamin dan protein. Pada protein dan katekolamin, hormone adalah pembawa pesan I dan cAMP adalah pembawa pesan II, sedangkan pada steroid dan tiroksin tidak ada pembawa pesan II tetapi hormone tersebut bisa langsung ke inti untuk menyampaikan pesan yang dibawanya. Hormon tidak akan bekerja pada sel yang tidak memiliki reseptornya tetapi bila hormon tersebut tiba pada sel/organ target maka reseptornya akan mengikat hormone tersebut. Reseptor pada permukaan sel biasanyamengenali jenis hormone protein dan katekolamin. Interaksi hormone dan reseptor pada permukaan sel merangsang peningkatan atau penurunan konsentrasi cAMP, Ca2+, atau beberapa substansi lain. Sedangkan reseptol pada sitosol atau inti, biasanya meningkatkan transkripsi gen gen spesifik. Satu sel mungkin memiliki dua atau lebih tipe reseptor untuk hormone yang sama tetapi setiap reseptor menginduksi respons yang berbeda. Sebaliknya kompleks resepyor hormone yang berbeda dapat menginuksi respons sel yang sama. Misalnya pada sel sel hati dimana terjadi interaksi antara glukagon dengan reseptor glukagon atau antara epineprin dengan reseptor epineprin, keduanya dapat menginduksi degradasi glikogen dan melepaskan glukosa ke dalam darah. Pada ikan, hormone dihasilkan dari kelenjar endokrin antara lain pituitary, tiroid, ginjal, gonad, pancreas dan urophisis. Pituitari Kelenjar pituitari atau hipofisa terletak pada lekukan tulang di dasar otak (sela tursika), terdiri atas dua bagian utama yakni adenohipofisa dan neurohipofisa. Adenohipofisa terdiri atas pars distalis atas pars intermedia sedangkan neurohipofisa hanya terdiri atas pars nervosa yang berfungsi mensekresi ocytoxin, arginin vasotocin dan isotocin. Pars distalis merupakan bagian utama adenohipofisa yang mengandung sel sel
Page | 15
pesekresi hormone prolaktin, hormone adrenocorticotropic (ACTH) hormone pelepas teroid (Thyroid Stimulating Hormone) hormone pertumbuhan (STH-Somatotropin) dan gonadotropin serta pars intermedia mensekresi hormone pelepas melanosit (Melanocyte Stimulating Hormone)yang mana pelepasan hormonnya diatur oleh factor factor yang berasal dari hipolamus. Prolaktin. Pada teleostei aksi aksi prolaktin sehubungan dengan reproduksi dan perawatan anak serta osmoregulasi. Tingkah laku reproduksi yang mempengaruhinya adalah pembuatan sarang, persiapan migrasi prapemijahan, sekresi vesikula seminalis dan lain lain. Sedangkan yang berhubungan dengan osmoregulasi adalah ekskresi ginjal, sekresi mucus kulit (termasuk fisiologi sel mucus insang). Somatotropin (STH). Somatrotopin atau disebut juga hormon pertumbuhan adalah hormone polipeptida yang dilepaskan dari adenohipofisa untuk menstimulasi hati agar mensintesis somatomedin yang bertugas secara langsung dalam pertumbuhan, baik pertumbuhan tulang, otot, maupun sel sel yang lain. Hormon ini menunda katabolisme asam asam amino dan memacu inkorporasinya kedalam protei protein tubuh. Sebagai hormone pertumbuhan, kerja soatotropin dipermudah oleh hormon prankeas, korteks adrenal, dan tiroid yang bekerja bersama sama didalam memacu metabolisme lemak dan karbohidrat. Aksi penting hormone somatotropin adalah penggiatan transfer asam amino ekstra selular melintasi membran sel khususnya kedalam sel sel otot dan menahan asam amino tersebut tetap didalam sel, meskipun cara normal asam amino yang tidak digunakan oleh organism akan di ubah menjadi urea dan di buang melalui urin. Penahanan asam amino tersebut sangat penting untuk pembangunan protein. Sebaliknya untuk menjaga keseimbangan dalam pertumbuhan maka pancreas mensintesa somatostatin untuk menghambat pertumbuhan. Somatostatin biasanya lebih banyak diproduksi pada hewan hewan dewasa atau hewan tua. Kortikotrofin (ACTH) dan malanocyte Stimulating Hormone (MSH). ACTH menggiatkan output steroid korteks adrenal, juga merangsang sintesis melanin. Hormon ini ternyata serupa dengan MSH. ACTH merupakan polipeptid rantai lurus terdiri atas 39 residu asam amino dengan serin di ujung- N dan fenilalanin pada ujung C sedangkan urutan asam amino MSH identik terhadap 13 asam amino di ujung-N ACTH. Dengan demikian ACTH dan MSH keduanya mempengaruhi melanofor
Page | 16
namun MSH merupakan hormone utama yang digunakan di dalam adaptasi warna pada vertebrata sedangkan ACTH sasaran utamanya adalah korteks adrenal. Gonadotropin. Gonadotropin adalah hormone pituitary yang berperan dalam produksi telur dan sperma. Menurut Matty (1985) gonadotropin pada hipofisa ikan adalh FSH (Follikel stimulating hormone) dan semacam LH (Luteinizing Hormone) pada mamalia. FSH dan LH bekerja sama untuk menstimulasi pematangan folikel dan pelepasan estrogen pada individu betina serta menstimulasi pelepasan androgen oleh sel sel interstitial pada individu jantan untuk mematangkan sperma. Tirotrofin (TSH). Aksi utama TSH adalah merangsang kelenjar tiroid untuk membentuk dan melepaskan hormone-hormone tiroid. Oxytocin, arginin vasotocin dan isotocin. Pada ikan, ada dua hormone yang dilepaskan dari neurohipofisis yaitu oxytocin dan aginin fasotocin (AVT). Kedua hormone ini berperan dalam osmoregulasi. Agimin vasotocin menyebabkan peningkatan produksi urin pada ikan air tawar, sedangkan oxutocin berperan dalam produksi vasoconstriction pada pembuluh darah insang. Di dalam darah, AVT berpengaruh terhadap kontraksi otot polos dinding pembuluh darah, juga berperan dalam kontraksi otot polos ovarian dan oviduct. Suatu analog oxytocin telah diperoleh dari kelenjar pituitari teleostei. Peptid ini sama seperti oxytocin, kecuali adanya serin pada posisi 4 dan isoleusin pada posisi 8. Secara kimiawi senyawa tersebut adalah 4-serin, 8-isoleusin oxyitocin, yang 10 kali lebih efektif disbanding AVT.
Tiroid kelenjar tiroid memiliki dua karakteristik utama, yakni pertama, unit dasar histoligisnya adalah sel tunggal yang dikelilingi folikel dan kedua, jaringan yang dibentuknya memiliki kemampuan mengubah iodine dan inkorporasinya menjadi hormone tiroid. Pada ikan, folikel tersebar di sekitar ventral aorta dan percabangannya ke insang. Tirotrofin pituitary merupakan faktor utama yang mengontrol fungsi toroid di bawah kondisi normal. Fungsi tiroid adalah membuat, menyimpan dan mengeluarkan sekresi yang terutana berhubungan dengan pengaturan laju metabolism. Sintesis dan pengeluaran hormon tiroid secara otomatis diatur untuk memenuhi tuntutan kadar hormon dalam darah lewat mekanisme feedback hipotlamik. Bila kadar hormone
Page | 17
tiroid yang beredar dalam darah tinggi maka akan menekan output TSH pitutari, sedangkan kadar rendah menaikkannya. Hormone tiroid (tiroxin) yang penting adalah tetraiodotironin (T4) dan triodotironin(T3). Hormone ini penting dalam pertumbuhan, metamorphosis dan reproduksi. Secara spesifik tiroksin menambah produksi energy dan konsumsi oksigen pada jaringan yang normal, mempunyai pengaruh anabolic dan katabolic terhadap protein, meningkatkan proses oksidasi tubuh, mempercepat laju penyerapan monosakarida dari saluran pencernaan, meningkatkan glikogolisis hati, dan diduga mengontrol pelepasan somatotropin, kortikotropin, dan gonadtropin dari hipofisis. Pankreas Pancreas adalah suatu kelenjar majemuk yang terdiri atas jaringan eksokrin dan endokrin. Komponen eksokrin mensekresikan getah pancreas yang dicurahkan kedalam duodenum lewat saluran pancreas, sedangkan komponen endokrin membebaskan hormonnya secara langsung kedalam sirkulasi darah. Pada semua vertebrata, terdapat tiga sel-sel pulau yang memiliki fungsi independen: sel-sel A, menghasilkan glucagon; sel-sel B, menghasilkan insulin; dan sel-sel D belum diketahui secara jelas hormone yang dihasilkannya, namun beberpa peneliti mengemukakan bahwa hormone tersebut identik dengan somatostatin dan secara khusus berfungsi menghambat pertumbuhan. Insulin adalah hormone anabolic yang memiliki pengaruh besar terhadap metabolism karbohidrat, protein dan lemak. Insulin memudahkan pemakaian glukuosa oleh sel dan mencegah pemecahan glikogen(glikogenesis) yang disimpan didalam hati dan otot secara berlebihan, sedangkan glucagon merupakan hormone katabolic beraksi terutama pada hati untuk menggiatkan proses gliogenesis, sehingga menaikkan kadar gula darah. Juga merangsang pelepasan insulin dan menyebabkan pengikatan output jantung. Gonad Gonad merupakan kelenjar endokrin yang dipengaruhi oleh gonadotropin hormone (GtH) yang disekresi kelenjar pituitari. Meskipun,gonadotropin tidak secara langsung mempengaruhi perkembangan telur atau sperma ikan, namun mempengaruhi sekresi estrogen oleh sel folikel telur dan androgen oleh jaringan testis. Estrogen yang umum terdapat dalam cairan
Page | 18
ovarium telestoi adalah estradiol-17α-hydroxyprogesterone, sedangkan androgen yang umum disintesis adalah testosterone. Organ target estrogen adalah sel-sel hati. Pada hati, estradiol berperam membawa pesan agar vitelogenin segera disintesis. vitelogenin adalah bahan baku kuning telur yang disekresi sel-sel hati dan dibawa kegonad oleh darah, 17α-hydroxyprogesterone terutama berperan pada akhir pematangan gonad untuk merangsang ovulasi. Pada jantan androgen merupakan senyawa maskulinasi yang dihasilkan terutama oleh testis dibawah kondisi normal. Aksi metabolic androgen yang paling menonjol ialah digiatkannya metabolism protein. Androgen memiliki kemampuan khas metabolik untuk mendukung pertumbuhan jaringan yang berhubungan dengan kelamin dan juga keseluruhan pada tubuh hewan. Ginjal Ginjal merupakan salah satu organ yang memiliki sel-sel endokrin, antara lain jaringan interranal, sel-sel kromaffin, juxtaglomerulus, dan korpuskel stanius. Fungsi kelenjar ini dikontrol oleh pituitary melalui ACTH. Jaringan interrenal. Interrenal pada ikan merupakan kelompok sel berisi cairan dan tertanam pada kepala ginjal,sedangkan pada elasmobranchi, jaringan interregnal terletak antara ujung-ujung kaudal ginjal. Sel=sel ini menghasilkan beberapa hormone kortikosteroid yang merupakan derivate dari kolesterol. Kostikosterone dan kortisol, secara umum berperan dalam osmoregulasi ikan. Rainbow trot yang diberi kortikosteron menunujukkan peningkatkan ekskresi Na+ dari insang. Karena itu peran hormone ini diduga menggiatkan transport aktif atau permeabilitas epithelium. Selain itu, kortikosteron pada rainbow trot menurunkan filtasi glomerular ginjal sekitar 25%, sebagaimana adaptasi selama migrasi dilaut. Injeksi kortisol pada rainbow trout menyebabkan peningkatan aktivitas ATPase dalam mengaktivasi sistem transport aktif Na+/K+. Sel-sel kromafin terletak pada kepala ginjal telestoi dalam jaringan yang mengelilingi vena cardinal. Sel-sel tersebut serupa dengan medula adrenal pada vertebrata tingkat tinggi, yang menghasilkan dua katekolamin yaitu epineprin dan norepineprin. Pada ikan hormone tersebut disekresi kedalam darah melalui vena cardinal kesamping ginjal berfungsi meningkatkan frekuensi denyut jantung dan tekanan darah
Page | 19
systole. Selain itu epineprin juga berperan dalam mencegah hipoglikemia dengan merangsang metabolism dan mobilisasi glikogen sebagai glukosa. Pada dasarnya epineprin dan norepineprin juga dihasilkan olek tempattempat lain selain sel-sel kromaffin. Otak, terutama hipotalamus, adalah bagian yang kay epineprin dan ujung-ujumg saraf simpatik juga menghasilkan norepineprinjaga merupakan neurotransmitter. Juxtaglomerular. Sel-sel endokrin diberi nama demikian karena letaknya disamping glomerulus ginjal. Berfungsi membentuk renin dan melepaskannya kedalam aliran darah agar berikatan dengan angoitensinogen untuk memnebtuk angiotensin. Zat ini meningkatkan tekanan darah dan menstimulasi untuk mensekresi aldosteron untuk meningkatkan fungsi ginjal. Sel juxtaglomerular terdapat pada telestoi dan semua vertebrata darat, namun tidak ditemukan pada elasmobranchi. Korpuskel stannous. Korpuskel stannius berperan dalam regulasi kalsium pada telestoisebagaimana kelenjar ultimobranchial.korpuskel stannius adalah benda-benda didalam ginjal telestoi dan didaga muncul sebagai poliferse dari saluran kencing. Korpuskel stannius berfungsi memelihara kadar kalsium serum didalam lingkungan kandungan kalsium yang tinggi. Kelenjar Ultimobranhial Pada telestoi, kelenjar ultimobranchial terletak pada septum pemisah antara rongga abdomen dan sinus venosus, tampak sebagai pita berwarna putih pada septum. Kelenjar ini serupa dengan paratiroid pada vertebtata tingkat tinggi, tetapi tidak berupa folikel, melainkan menyebar pada septum. Kalsinonin merupakan hormone yang disekresi oleh kelenjar ultimobranchial. Hormone ini berperan menurunkan kadar kalsium darah. Beberapa kajian juga menunujukkan bahwa kasitonin dapat melakukan peranan dalam me,buat ikan mampu menyesuaikan diri terhadap lingkungan hidromineral yang berubah-ubah. Urofisis Urofisis, nama lain the caudal neurosekretory system, merupakan neurosekretori yang terletak pada bagian belakang spinal cord-uropfisis didapatkan pada species ikan, namun fungsi hormone yang dihasilkan masih menimbulkan kontrofersi, walaupun secara umum, sekresi urofisis berhubungan dengan fungsi osmoregulasi, dimana pengaruh terbesarnya adalah pada ginjal.
Page | 20
Ada empat jenis hormone yang diidentifikasi dari urofisis,yaitu urotensin I belum diketahui efeknya secra pasti, namun pada vertebrata darat berperan dalam penurunan tekanan darah. Urotensin II berperan dalam kontraksi otot licin. Urotensis III menstimulasi peningkatan peningkatan Na+ oleh insang dan pelepasan Na+ oleh ginjal. Urotensin IV diduga adalah arginin vasotocin, tetapi hanya teridentifikasi pada rainbow trout jepang. 2.6 SISTEM REPRODUKSI Bandeng memijah secara alami pada tengah malam sampai menjelang pagi. Pemijahan bandeng berlangsung secara partial yaitu telur yang sudah matang dikeluarkan, sedang yang belum matang terus berkembang di dalam tubuh untuk pemijahan berikutnya. Dalam setahun, satu ekor bandeng dapat memijah lebih dari satu kali. Siklus reproduksi bandeng dimulai dari perkembangan gonad yang berdasarkan nilai Gonade Somatic Indeks (GSI), diameter telur dan penampakan histologis gonad terbagi atas muda (immature), berkembang (developing), matang (mature), siap pijah (gravid) dan salin (spent). Bobot gonad pada fase matang berkisar 10-25 % berat tubuh. Indikator pemijahan adalah bandeng jantan dan betina beriringan dengan posisi jantan berada di belakang betina. Pemijahan lebih sering terjadi pada saat pasang rendah dan fase bulan seperempat. Telur bandeng ditetaskan di perairan sedang sampai hangat dengan suhu 260 sampai 320 C dengan salinitas air 29-34 o/oo. Di alam, telur berbentuk bulat dengan diameter 1,10-2,25 mm, tidak memiliki gelembunglemak,ruang perivitelin sempit, berasal dari hasil pemijahan induk bandeng di perairan pantai atau relung karang. Telur yang telah dibuahi menetas pada suhu 27-31 0 C dalam waktu 25-35 jam setelah pembuahan, kemudian terbawa arus ke arah pantai (Mahyuddin, K, 2011) a. Fase perkembangan Ovarium bandeng
Fase pertumbuhan I; ovarium masih sangat kecil berwarna transparant.
Fase pertumbuhan II; berwarna jernih sampai abu – abu atau kemerahan; butir - butir telur dapat terlihat dengan lup serta panjang ovarium lebih panjang sedikit daripada rongga bawah.
Fase perkembangan I; berbentuk bulat telur warna kemerah – merahan dan mengisi 50% rongga tubuh serta terdapat pembuluh kapiler. Butir – butir telur berwarna serbuk putih jelas terlihat.
Page | 21
Fase perkembangan II; warna jingga kemerah – merahan. Telur berbentuk bulat sudah jelas terlihat serta mengisi 60% rongga tubuh.
Fase hamil ; mengisi seluruh rongga bawah dan telur berbentuk bulat jernih.
Fase mijah; telur sudah mudah dikeluarkan dengan tekanan di bagian telur. Sebagian telur jernih dan hanya sebagian saja yang berbentuk bulat telur.
Fase mijah salin; ovarium belum kosong sepenuhnya dan tidak ada telur berbentuk bulat telur.
Fase salin; ovarium kosong warna kemerah – merahan dan beberapa butir telah dihisap kembali.
Fase pulih salin; ovarium jernih sampai abu – abu kemerah – merahan.
b. Fase perkembangan testis bandeng yaitu :
Fase pertumbuhan I; testes kecil berwarna transparan sampai kelabu.
Fase pertumbuhan II; testes jernih warna abu – abu sampai kemerahan.
Fase perkembangan I; testes berbentuk bulat telur, warna kemerahan oleh pembuluh kapiler dan mengisi setengah bagian rongga tubuh ventral.
Fase perkembangan II; testes berwarna kemerah – merahan sampai putih mengisi 60% rongga tubuh bawah.
Fase dewasa; warna putih dan jika perut diurut akan keluar cairan tersebut.
Fase mijah; sperma keluar menetes jika perut ditekan.
Fase mijah salin; testes sudah kosong.
Fase Salin; testes kosong berwarna kemerah – merahan.
Fase pulih salin; testes jernih dan berwarna abu – abu sampai merah.
Page | 22
2.7 SISTEM OTOT Sistem muscularis atau sistem otot pada ikan adalah sama dengan sistem otot pada vertebrata lain. Otot sangat penting bagi kehidupan ikan terutama dalam pergerakan tubuh, peredaran darah dan aktivitas tubuh. Berdasarkan strukturnya, otot terbagi atas otot lurik, otot jantung dan otot polos. Selain itu, berdasarkan pergerakannya otot terbagi atas otot sadar atau voluntary (otot lurik) dan otot tak sadar atau involuntary (otot polos dan otot jantung). a. Otot Polos Serabut otot polos lebih sederhana dan kecil dibandingkan dengan serabut otot lainnya. Serabut ini tumbuh dari mesenkhim embrio. Secara primer berasal dari mesoderm dengan disertai sel-sel jaringan ikat, kemudian berkembang menjadi otot polos. Kerja otot polos ini disebut involuntary karena kerjanya tidak dipengaruhi oleh rangsangan otak. Serabut otot polos pada umumnya tersusun dalam ikatan, tetapi banyak pula yang tersebar. Kontraksi otot ini lambat dan kerjanya lama. Otot polos antara lain terdapat pada: Otot polos yang terdapat pada dinding saluran pencernaan, baik yang melingkar maupun yang memanjang. Otot ini digunakan untuk menggerakkan makanan (gerakan peristaltik); yang lainnya ditemukan pada saluran kelenjar pencernaan, kantung urine, trakhea dan bronkhi dari paru - paru. Otot polos yang terdapat pada saluran peredaran darah, yaitu urat daging melingkar berguna untuk mengatur tekanan darah. Otot polos yang terdapat pada mata yang digunakan dalam mengatur akomodasi dengan menggerakkan lensa mata dan mengatur intensitas cahaya. Otot polos yang terdapat pada saluran ekskresi dan reproduksi digunakan dalam menggerakkan produk yang ada di dalamnya. b. Otot Jantung Jaringan otot jantung memperlihatkan garis-garis melintang pada serabutnya. Pada otot ini tidak ada serabut yang terpisah, masing-masing berhubungan satu sama lainnya. Otot jantung berkontraksi kuat dan terus menerus bekerja, sampai individu ini mati. Kerja otot jantung ini sifatnya involuntary karena bekerja diluar rangsangan otak. Secara embriologi, otot jantung merupakan tipe istimewa dari otot polos, dimana sel-selnya menjadi bersatu seperti syncytium. Otot ini
Page | 23
berwarna merah tua, berbeda dengan otot bergaris yang berkisar antara warna putih hingga warna merah jambu bergantung pada jenis ikannya. Otot ini disebut pula sebagai myocardium. Myocardium ini dilapisi oleh selaput pericardium dan endocardium. c. Otot Bergaris Disebut otot bergaris karena serabutnya memperlihatkan garis-garis melintang dengan banyak inti tersebar pada bagian-bagian pinggirnya. Otot ini disebut juga otot rangka karena melekat pada rangka atau kulit, dan disebut voluntary karena kerjanya dipengaruhi oleh rangsangan otak. Bila dilihat secara keseluruhan, otot bergaris pada seluruh tubuh ikan terdiri dari kumpalan blok otot atau urat daging. Tiap-tiap blok otot dinamakan myotome (pada saat embryo disebut myomer). Kumpulan otot ini, biasanya diberi nama sesuai dengan pergerakannya atau organ tempat otot itu melekat, seperti otot penegak sirip punggung, otot penarik sirip dada. Sistem kerja otot sadar kebanyakan berfungsi sebagai synergist dan ada pula yang antagonis. Otot sinergis adalah otot yang bekerja saling menyokong dengan otot yang lain. Otot antagonis adalah otot yang bekerja saling berlawanan dimana apabila satu otot melakukan kontraksi maka otot yang lain akan mengendur. Bagian-bagian besar otot bergaris pada tubuh ikan ada empat, yaitu: Otot ocolomotor, yang terdapat pada mata dengan jumlah tiga pasang. Otot hypobranchial, terdapat pada dasar pharynx, rahang, hyoid dan lengkung insang (berfungsi sebagai pengembang). Otot branchiomeric yang terdapat pada muka, rahang dan lengkung insang (berfungsi sebagai pengkerut). Otot yang bekerja terhadap rawan insang pada hiu ialah kelompok otot branchial yang terdiri dari otot-otot konstriktor, levator dan interakualia. Otot appendicular yang berfungsi untuk menggerakkan sirip. d. Otot Listrik Pada beberapa Elasmobranchii dan Teleostei, otot-otot tertentu sudah jauh berubah atau merupakan modifikasi dari sel-sel otot yang dapat menghasilkan, menyimpan, dan mengeluarkan muatan listrik. Jumlah ikan yang diketahui mempunyai organ listrik kira-kira 250 spesies. Ikan yang hidup pada daerah beriklim sedang mempunyai voltage yang lebih tinggi dari pada ikan yang hidup pada daerah dingin. Pada umumnya ikan laut mempunyai voltase tinggi dibanding
Page | 24
ikan air tawar, kecuali ”electric eel” (Electrophoros) dan ” elektric cat fish”(Malapterurus electricus). 2.8 SISTEM SARAF Ikan menerima rangsang dari lingkungannya melalui organ perasa. Rangsangan tersebut selanjutnya diteruskan dalam bentuk impuls ke otak. Respon yang diberikan oleh otak dimanifestasikan dalam bentuk tingkah laku4. Sel-sel saraf mulai berkembang sejak permulaan stadia embrio dan berasal dari lapisan germinal terluar (ectoderm). Unit terkecil dari sistem saraf disebut neuron (sel saraf). Setiap neuron terdiri atas inti dan jaringan (perpanjangan sel). Perpanjangan sel terdiri atas dendrite (berfungsi sebagai penerima impuls) dan axon (berfungsi sebagai penerus impuls). Pertemuan antara axon dan dendrite dari sel saraf lainnya disebut synapse. Sistem saraf pada vertebrata dapat dibedakan atas: a. Sistem saraf pusat (systema nervorum centrale), disusun oleh otak (encephalon) dan sumsum tulang belakang (medulla spinalis). b. Sistem saraf tepi (systema nervorum periphericum), disusun oleh saraf otak (nervi cerebralis) dan saraf spinal (nervi spinalis). c. Sistem saraf otonom, disusun oleh sistem saraf parasymphatic dan sistem saraf symphatic. d. Organ perasa khusus (special sense organs), terdiri atas organ gurat sisi (linea lateralis), hidung, telinga, dan mata. Jenis-jenis Saraf Berdasarkan pada fungsi organ yang dirangsang, saraf dapat digolongkan atas:
Saraf cerebrospinalis, yaitu saraf yang merangsang otot bergaris (striated muscle). Saraf otonom (vegetatif), yaitu saraf yang merangsang jantung (cardiac muscle), urat daging licin (smooth muscle), dan kelenjar-kelenjar.
Berdasarkan atas fungsi dari rangsang itu sendiri, saraf dapat digolongkan atas:
Saraf sensibel (afferent), yaitu saraf yang meneruskan rangsang dari perifer (sistem saraf tepi) ke pusat (sistem saraf pusat). Saraf motoris (efferent), yaitu saraf yang meneruskan rangsang dari pusat ke perifer.
Page | 25
Saraf penghubung, yaitu saraf yang menghubungkan antara jenis saraf yang satu dengan yang lainnya, misalnya antara saraf sensibel dengan saraf motoris.
2.8.1. Otak Otak ikan hanya dapat dilihat jika tulang-tulang pembungkusnya telah dibuka. Untuk itu maka perlu terlebih dahulu dilakukan pembedahan secara hatihati terhadap bagian kepala ikan agar otak yang akan diamati dapat terlihat dengan jelas. Pembuatan preparat otak akan lebih mudah jika menggunakan ikan yang sudah diawetkan karena otak tersebut telah mengeras. Kepala ikan dipotong tepat pada bagian tengkuk dengan pisau yang tajam sehingga kepala terlepas dari badan. Potongan kepala tersebut diletakkan secara tegak dengan mulut terletak di sebelah atas. Kemudian pemotongan dilakukan pada bagian atas kepala tersebut sampai pisau mencapai daerah sekitar mata. Setelah itu, pisau diarahkan pada bagian pinggir saja untuk mencegah agar otak tidak teriris. Bagian atas kepala tersebut dikuakkan sehingga otak ikan akan nampak dari bagian atas (tampak dorsal) (Gambar 80). Untuk melihat otak dari arah samping (tampak lateral), kepala digunting dari arah mulut ke belakang secara hati-hati sehingga kepala terbelah dua. Jika bagian kepala tersebut dikuakkan maka akan terlihatlah otak ikan dari arah samping. Untuk melihat otak dari arah bawah (tampak ventral) maka otak tersebut harus dikeluarkan dari rongganya. Pemotongan harus dilakukan secara hati-hati karena harus menggunting beberapa urat saraf (nervus cerebralis), di antaranya saraf optik (nervus opticus), saraf olfaktori (nervus olfactorius), dan beberapa saraf lainnya. 1. Telencephalon, adalah bagian otak yang paling depan, terdiri atas:
Lobus olfactorius, merupakan bagian telencephalon yang paling anterior. Tractus olfactorius, merupakan lanjutan dari lobus olfactorius dan berfungsi sebagai nervus cerebralis I. Bulbus olfactorius, merupakan lanjutan dari tractus olfactorius dan berakhir sebagai sepasang „bola‟, mempunyai lanjutan sebagai benang-benang halus yang menuju ke dinding lekuk hidung. Hemisphaerium cerebri, terdapat di b4agian posterior lobus olfactorius. Bagian dasarnya disebut corpus striatum, sedangkan bagian atap dan dinding samping disebut pallium.
Page | 26
2.
3. 4.
5.
Diencephalon, terletak di sebelah belakang dari telencephalon bagian ventral. Bersama-sama dengan telencephalon termasuk bagian dari otak muka (prosencephalon). Pada diencephalon terdapat thalamus, hypothalamus, lobus inferior, dan saccus vasculosus. Mesencephalon, merupakan otak bagian tengah dengan organ utama yang tampak menonjol adalah lobus opticus. Lobus opticus berbentuk bulat dan besar, terletak di sebelah belakang bagian dorsal dari diencephalon. Di bagian sebelah ventral terletak lobi inferior (bagian dari diencephalon) yang merupakan tempat melekat hypophyse (hypothalamus). Pada bagian anterior hypophyse terdapat persilangan dari nervus opticus (nervus cerebralis II) yang disebut chiasma nervi optici. Selain lobus opticus, pada mesencephalon juga terdapat torus semicircularis. Metencephalon, disebut juga cerebellum, relatif besar dan terletak di belakang mesencephalon. Myelencephalon, disebut juga medulla oblongata, melanjutkan diri ke caudal sebagai sumsum tulang belakang (medulla spinalis) yang berjalan di dalamn canalis vertebralis. Bersama-sama dengan cerebellum, medulla oblongata termasuk bagian dari otak belakang (rhombexcephalon) Saraf Cranial Dari otak, terdapat 11 saraf otak (nervi cerebralis) yang menyebar ke organorgan sensori tertentu dan otot-otot tertentu. Sebagian besar saraf otak tersebut berhubungan dengan bagian-bagian kepala, tetapi ada juga yang berhubungan dengan bagian-bagian tubuh. Nervus terminalis (NC 0), saraf kecil yang bergabung dengan NC I, berhubungan dengan otak depan, serabut-serabut sarafnya tersebar mengelilingi bulbus olfactorius. Fungsinya mungkin meliputi sensori somati dan sensori khusus. Nervus olfactorius (NC I), menghubungkan organ olfactorius dengan pusat olfactorius otak depan, berfungsi membawa impuls bau-bauan. Nervus opticus (NC II), menghubungkan retina mata dengan tectum opticum, berfungsi membawa impuls penglihatan. Nervus oculomotoris (NC III), merupakan saraf motor somatik yang mengatur otot mata musculus obliquus inferior, muculus rectus superior, musculus rectus inferior, dan musculus rectus internal. Berhubungan dengan otak mesencephalon.
Page | 27
Nervus trochlearis (NC IV), berhubungan dengan otak mesencephalon, merupakan saraf motor somatik yang menginervasi otot mata musculus obliquus superior. Nervus trigeminalis (NC V), terbagi atas tiga cabang yaitu nervus ophthalmicus dan nervus maxillaris (merupakan saraf sensori somatik) serta nervus mandibularis (saraf sensori somatik dan saraf motor somatik). Nervus ini menghubungkan bagian kepala dan rahang dengan medulla oblongata. Fungsinya berkaitan dengan kepekaan kulit terhadap panas dan sentuhan. Nervus abducens (NC VI), merupakan saraf motor somatik yang menghubungkan bagian depan medulla oblongata dengan otot mata musculus rectus external. Fungsinya berhubungan dengan penarikan otot penggerak biji mata. Nervus facialis (NC VII), tersusun atas tiga cabang yaitu nervus ophthalmicus superficialis, nervus buccalis, dan nervus hyomandibularis. Saraf cabang ini berkaitan dengan saluran garis rusuk (linea lateralis) di atas kepala, penerima rasa pada kepala dan tubuh, serta penerima rangsangan sentuhan. Berhubungan dengan NC V dan NC VIII pada medulla oblongata. Saraf ini punya komponen yang berkaitan dengan sensori somatik, sensori visceral, dan fungsi motor visceral. Nervus acousticus (NC VIII), sering dianggap sebagai cabang dari nervus acousticofacialis pada ikan, mempunyai fungsi sensori somatik yang berkaitan dengan telinga bagian dalam. Nervus glossopharyngeal (NC IX), terdiri dari komponen sensori dan motoris yang melayani bagian insang pertama. Fungsinya berkaitan dengan garis rusuk, organ pengecap pada pharynx dan otot-otot insang. Nervus vagus (NC X), memiliki beberapa percabangan. Cabang supratemporal dan cabang garis rusuk melayani sistem garis rusuk. Cabang branchial menuju ke bagian posterior celah insang. Cabang visceral melayani organ-organ internal. Cabang dorsal recurrent menginervasi penerima rasa.
Page | 28
2.9 OSMOREGULASI Sistem Osmoregulasi ialah sistem pengaturan keseimbangan tekanan osmotik cairan tubuh (air dan darah) dengan tekanan osmotik habitat (perairan). Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis). Osmoregulasi pada ikan air tawar
Ikan air tawar cenderung untuk menyerap air dari lingkungannya dengan cara osmosis, terjadi sebagai akibat dari kadar garam dalam tubuh ikan yang lebih tinggi dibandingkan dengan lingkungannya. Insang ikan air tawar secara aktif memasukkan garam dari lingkungan ke dalam tubuh. Ginjal akan memompa keluar kelebihan air sebagai air seni. Ikan air tawar harus selalu menjaga dirinya agar garam tidak melarut dan lolos ke dalam air. Ginjal mempunyai glomeruli dalam jumlah banyak dengan diameter besar. Ini dimaksudkan untuk lebih dapatmenahan garam-garam tubuh agar tidak keluar dan sekaligus memompa air senisebanyak-banyaknya. Ketika cairan dari badan malpighi memasuki tubuli ginjal, glukosaakan diserap kembali pada tubuli proximallis dan garam-garam diserap kembali padatubuli distal. Dinding tubuli ginjal bersifat impermiable (kedap air, tidak dapat ditembus) terhadap air. Ikan mempertahankan keseimbangannya dengan tidak banyak minum air, kulitnya diliputi mucus, melakukan osmosis lewat insang, produksi urinnya encer, dan memompa garam melalui sel-sel khusus pada insang. Secara umum kulit ikan merupakan lapisan kedap, sehingga garam di dalam tubuhnya tidak mudah bocor kedalam air. Satu-satunya bagian ikan yang berinteraksi dengan air adalah insang.
Page | 29
Osmoregulasi pada ikan air Laut
Urine yang dihasilkan mengandung konsentrasi air yang tinggi. Ikan air laut memiliki konsentrasi garam yang tinggi di dalam darahnya. Ikan air laut cenderung untuk kehilangan air di dalam sel-sel tubuhnya karena proses osmosis melalui kulit. Untuk itu, insang ikan air laut aktif mengeluarkan garam dari tubuhnya. Untuk mengatasi kehilangan air, ikan „minum‟air laut sebanyak-banyaknya. Dengan demikian berarti pula kandungan garam akan meningkat dalam cairan tubuh. Organ dalam tubuh ikan menyerap ion-ion garam seperti Na+, K+ dan Cl-, serta air masuk ke dalam darah dan selanjutnya disirkulasi. Kemudian insang ikan akan mengeluarkan kembali ion-ion tersebut dari darah ke lingkungan luar. Karena ikan laut dipaksa oleh kondisi osmotik untuk mempertahankan air, volume air seni lebih sedikit dibandingkan dengan ikan air tawar. Tubuli ginjal mampu berfungsi sebagai penahan air. Jumlah glomeruli ikan laut cenderung lebih sedikit dan bentuknya lebih kecil daripada ikan air tawar. Tabel Perbedaan sistem osmoregulasi ikan air tawar dan ikan laut Ikan Air Tawar Ikan air Laut sedikit minum air
banyak minum air
pengeluaran urine banyak, encer
pengeluaran urine sedikit, pekat
mempertahankan garam dalam tubuh
aktif mengeluarkan garam dari tubuhnya
Page | 30
