KATA PENGANTA PENGAN TAR R
Puji dan syukur kami panjatkan kekhadirat Allah SWT, karena berkat rahmat serta karunia-Nya, kami dapat menyelesaikan tugas penulisan Makalah dengan judul Elasmobranchi Hiu.
Makalah ini kami susun untuk memenuhi salah satu tugas mata
kuliah kuliah Biokimia Biokimia Ikan di urusan urusan Budidaya Budidaya Perairan Perairan !akultas Perikanan Perikanan dan Ilmu "elautan #ni$ersitas Bra%ijaya& "ami mengu'apkan banyak terima kasih kepada dosen Mata "uliah !isiologi (e%an Air, yang telah memberikan tanggung ja%ab kepa kepada da kami kami dala dalam m penu penuli lisa san n maka makala lah h ini, ini, seba sebaga gaii medi media a penu penunj njan ang g dala dalam m pembelajaran Mata "uliah & Semoga bantuan dan moti$asi dari semua pihak dapat di'atat sebagai amal shaleh dan senantiasa mendapat balasan berupa limpahan pahala yang sepadan dari Allah SWT& )emikian, hasil penulisan makalah ini yang dalam pelaksanaannya telah melibatkan berbagai pihak, semoga Makalah ini dapat berman*aat bagi semua yang memba'anya&
Malang, + ktober +./0
Penulis
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Meskipun mayoritas elasmobran'hs sebagian besar stenohaline, setidaknya /1. spesies dari //.. diakui spesies elasmobran'h mampu mentolerir lingkungan payau atau sepenuhnya air ta%ar untuk %aktu yang lama 2Martin, +..03, menunjukkan
bah%a
beberapa derajat
euryhalinity lebih
umum dari yang
diperkirakan sebelumnya& Sementara banyak yang diketahui tentang osmoregulasi elasmobran'h dalam air laut normal, lebih sedikit yang diketahui tentang tanggapan mereka terhadap perubahan salinitas lingkungan, dan terutama yang berkaitan dengan hypersalinity 2di mana salinitas lingkungan mungkin melebihi dari air laut3& Air laut hypersaline dapat berkembang di lingkungan pesisir di mana pertukaran dengan perairan terbuka dibatasi, dan dengan tingkat penguapan atau input air ta%ar rendah seperti di laguna pesisir atau muara pasang 2Potter et al&, +./.3& )alam kasus yang jarang lingkungan ini dapat sebanyak 4,0 kali lebih asin dari laut terbuka 2Brauner et al&, +./+3, meskipun biasanya mereka berkisar di salinitas 5.-/6. 7& 8lasmobran'hi tampaknya ter%akili di banyak lingkungan hypersaline pesisir, misalnya +4 spesies hiu dan pari sendiri diketahui menghuni daerah Shark Bay di pantai Australia Barat 2di mana air dapat berkisar salinitas 50-1. 7 29audo dan (eithaus, +..33& #ntuk elasmobran'hi, perairan hypersaline lebih sering ditemui dari hypersaline& Perairan hypersaline dapat berkembang di daerah pesisir di mana limpasan air ta%ar dari sungai dan sungai memasuki laut& (anya sejumlah ke'il elasmobran'hi sepenuhnya euryhaline, yang memungkinkan mereka untuk menempati relung sungai yang dihuni untuk sebagian elasmobran'hi& ika suatu larutan mempunyai konsentrasi osmotik lebih tinggi, tekanan osmotiknya juga lebih tinggi& :arutan yang mempunyai konsentrasi osmotik lebih tinggi daripada larutan yang lain disebut larutan hiperosmotik& Sebaliknya larutan yang mempunyai konsentrasi omotik lebih rendah dari pada larutan lainnya dinamakan larutan hipoosmotik& Sedangkan istilah tonisitas
menga'u pada
tanggapan suatu sel, jika sel tersebut diletakkan dalam larutan yang berbeda& adi penentuan si*at suatu larutan; 'airan sebagai 'airan hipotonis, hipertonis, isotonis& 2
1.2Rumusan Masalah
•
Bagaimana osmoregulasi hiu&
•
Bagaimana perbedaan antara ikan elasmobran'hi yang berada pada lingkungan salinitas rendah dan salinitas tinggi
1.Tu!uan
•
Mengetahui bagaimana osmoregulasi hiu terjadi
•
Mengetahui bagaimana perbedaan ikan elasmobran'hi yang diletakkan pada salinitas tinggi dan salinitas rendah
3
BAB II PEMBAHA"AN
2.1
#sm$regulas% H%u Biasanya elasmobran'hi yang tinggal di luar salinitas laut terbuka
menimbulkan ion masalah regulasi& Biasanya, 'airan dan jaringan dari hiu dan pari yang tinggal di air laut yang hipertonik sehubungan dengan air laut sekitarnya yang mem*asilitasi masuknya sedikit osmotik air dan keuntungan di*usi bersih Na < dan ion =l-& >radien ini berarti bah%a hiu di air laut umumnya tidak perlu minum, dan setiap keuntungan bersih dari ion ditangani sebagian besar oleh kelenjar menskresi garam& Akumulasi konsentrasi tinggi urea dalam sel dan 'airan ekstraseluler menyumbang sebagian besar tekanan osmotik internal yang tinggi dari elasmobran'hi dan sementara tingkat tinggi urea dapat mempengaruhi *ungsi protein dalam organisme lain, beberapa protein elasmobran'hi unik hanya bisa ber*ungsi di tingkat urea yang tinggi 2?an'ey dan Somero, /143& Memang, mempertahankan tingkat yang 'ukup tinggi dari urea dianggap salah satu alasan mengapa begitu sedikit spesies beberapa elasmobran'hi dapat tinggal di lingkugan air ta%ar 2Ballantyne dan !raser, +./+3&
2.2
Per&e'aan Elasm$&ran(h% )ang &era'a '% sal%n%tas ren'ah 'an sal%n%tas t%ngg% )alam
lingkungan salinitas
rendah,
elasmobran'hi
euryhaline
harus
mengurangi gradien osmotik yang bekerja pada he%an dan melakukannya dengan menurunkan plasma urea dan Na < dan =l- tingkat& )an meskipun lebih rendah daripada di air laut mereka dapat menyesuaikan, banyak elasmobran'hi air ta%ar masih mempertahankan tingkat yang relati* tinggi urea dalam darah mereka dan jaringan yang berarti bah%a he%an harus bersaing dengan pengen'er gradien substansial& )i air ta%ar, kelenjar re'tal sering tidak *ungsional dalam hal apapun, tidak dapat membalikkan *ungsinya, sehingga insang dan ginjal mengambil peran yang lebih besar dalam ion dan keseimbangan air dan retensi urea& Berbeda dengan lingkungan salinitas tinggi, relati* sedikit yang diketahui tentang tanggapan osmoregulatory dari elasmobran'hi laut di lingkungan hypersaline& )alam 4
air laut normal, gradien hyperosmoti' sedikit antara ikan dan lingkungan berarti bah%a he%an tidak perlu minum untuk menjaga keseimbangan air 2Ballantyne dan !raser, +./+3& )alam lingkungan hypersaline, tantangan tetap untuk memastikan bah%a dire'tionality dari gradien osmotik dipertahankan@ namun (al ini mungkin berarti
bersaing
dengan
banyak
osmolyte
signi*ikan
dan
biaya
energik
mempertahankan mereka& Produksi urea dan retensi adalah biaya energik signi*ikan untuk elasmobran'hs dan pengalihan akut elasmobran'hi untuk lingkungan salinitas tinggi dapat merangsang minum di beberapa spesies& Sebagai akibatnya, plasma Na< dan urea telah terbukti meningkatkan dalam beberapa elasmobran'hi terbiasa untuk hypersaline 2/+.-/5.3 air laut& Namun, sedikit yang diketahui tentang e*ek dari aklimatisasi ke lingkungan hypersaline pada *isiologi elasmobran'hi&
2. a&
Met$'e )ang '%gunakan Proses Aklimatisasi u$enile =& pun'tatum 2berusia -6 bulan, massa C 6,1 D +,/ g@ n C /03
dikumpulkan dari populasi dibesarkan ta%anan di #nderWater World 2Mooloolaba, E:), Australia3 dan diangkut dengan mobil ke #ni-$ersity o* Eueensland , Brisbane& (iu dibagi di sembilan akuarium, dimana kapasitasnya 5. : 2+0 F =, 5 73 dan memungkinkan untuk menyesuaikan diri selama seminggu& Salinitas dipantau setiap hari menggunakan re*raktometer optik portabel& Air asin dibuat menggunakan air re$erse osmosis dan garam laut komersial 2Samudra Alam, AGuasoni'3& (iu diberi makan setiap hari dengan udang dan ikan mentah& Setiap hiu kemudian ditugaskan untuk salah satu dari tiga salinitas hypersaline 2+0 7@ n C 03, hypersaline 25. 7@ n C 53 atau kontrol 25 7@ n C 63 air laut& Akuarium disesuaikan dengan salinitas perlahan selama /. hari melalui penambahan air osmosis balik 2hypersaline3 atau garam tambahan 2hypersaline3& "etika Salin-tanggung sesuai yang di'apai untuk semua pera%atan, hiu diiHinkan untuk menyesuaikan diri selama dua minggu& (iu yang berpuasa selama 1+ jam sebelum dibius dalam minyak 'engkeh 2Sigma Aldri'h, Australia@ /10 mg ; :3 dan kemudian amati& b&
Tissue Sampel Sampel darah diambil dari masing-masing he%an eutanasia melalui tusukan
ekor& (emibran'h yang pertama insang kemudian dipotong dan dibekukan dengan 'epat dalam nitrogen 'air sebelum disimpan pada -4. F = sampai diperlukan untuk 5
menganalisis akti$itas N"A& (emibran'h yang kedua pada setiap sisi juga dipotong dan tetap di bu**ered *ormalin netral 2NB!3 semalam pada suhu 5 F =& Sampel tetap ditempatkan ke 1. etanol dan disimpan sampai pengolahan di -+. F =& "elenjar dubur juga dihapus dari masing-masing ikan hiu, dibekukan dengan 'epat dan disimpan pada -4. F =& '&
"onsentrasi Hat terlarut (ematokrit dan plasma Sampel darah segera disentri*ugasi pada 0... g selama m enit dan plasma
telah dihapus dan disimpan pada -+. F = sebelum analisis& Sebuah pipa kapiler ke'il dari seluruh darah disentri*ugasi pada /.&... g selama / menit untuk menentukan hematokrit 2(=T3& smolalitas plasma ditentukan dalam rangkap tiga dengan menggunakan 9apro 00+. tekanan uap osmometer 2Wes'or, :ogan, #T, #SA3& smolalitas air akuarium juga diukur& Sampel plasma dien'erkan oleh 00 dalam air ultra murni 2Millipore3 dan konsentrasi ion 2Na <, =l - dan "<3 ditentukan menggunakan ISTAT Analyser 2Abais, #SA3 dan kartrid 8=4<& "onsentrasi urea plasma ditentukan dalam rangkap tiga menggunakan Euanti'hrom #rea Assay "it 2bioassay Systems, #SA3& Se'ara singkat, sampel plasma dien'erkan /J6. dalam air ultra murni 2Millipore3 dengan 0 u: kemudian ditambahkan +.. u: reagen bekerja& =ampuran reaksi ini diiHinkan untuk menetaskan pada suhu kamar selama . menit dan absorbansi diba'a pada 540 nm& d&
N"A a'ti$ity "egiatan N"A dalam sampel kelenjar dan insang re'tal jaringan diukur&
Se'ara singkat, sampel kelenjar dan insang re'tal jaringan diambil dari penyimpanan pada -4. F =, ditimbang dan tergantung di dingin homogenisasi penyangga 2dalam mmol :-/J +0. sukrosa, 0 8)TA, +. imidaHol dan +,5 natrium deoksikolat, p( 1,5 3 pada konsentrasi +,0 b ; $ dan 0 b ; $, masing-masing& (omogenat 20. u:3 diinkubasi selama /. menit pada suhu kamar di uji penyangga 2dalam mmol :-/J 4. Tris 2hidroksimetil3 aminomethane (=l, 0 Mg=l K 6(+, /+. Na=l, +. "=l dan 0 NaN, p( 1,03 dengan atau tanpa ouabain 2/ mmol :-/3& Perbedaan *os*at anorganik 2Pi3 pembebasan antara kedua in'ubations dianggap berasal dari akti$itas N"A& Leaksi dimulai dengan penambahan 0 u: Na+-ATP 20 mmol :-/3 dan dilanjutkan selama /0 menit& Leaksi dihentikan dengan penambahan $olume yang sama dari asam perklorat 2.,4 mol :-/3& =ampuran reaksi disentri*ugasi pada /+.. g selama +. menit pada 5 F =& Blue !os*at Assay "it 2bioassay Systems, #SA3 digunakan 6
untuk menentukan konsentrasi Pi& "onsentrasi protein dari homogenat diukur menggunakan metode Brad*ord& Semua tes dilakukan dalam rangkap tiga& "egiatan N"A dinyatakan sebagai mmol Pi mg-/ protein h-/& e&
imunohistokimia Analisis imunohistokimia *ormalin tetap insang bagian jaringan yang
disiapkan sesuai dengan metode yang disajikan dalam Leilly et al& 2+.//3 dan Babonis dkk& 2+..3& Lin'ian spesi*ik antibodi sekunder yang digunakan dalam penelitian ini& Se'ara singkat, alkohol sampel insang dia%etkan yang dehidrasi, tertanam dalam lilin para*in, dipotong pada 6 m dan ditempatkan ke slide poli-:-lisin dilapisi& Bagian yang depara**inised kemudian direhidrasi dan diblokir dengan a$idin dan biotin 2.,./, masing-masing /0 menit3 dan serum kambing normal 2+ serum, / BSA, .,/ ikan dingin gelatin kulit, .,/ Triton -/.., .,.0 T%een- +., dan .,.0 thimerosal di .,./ M PBS, p( 1,+3 selama . menit pada suhu kamar& Antibodi primer yang diterapkan dan bagian diinkubasi pada 5 F = semalam di ruang dilembabkan& Antibodi sekunder terbiotinilasi kemudian diterapkan pada bagian diikuti oleh lobak peroidise-berlabel strepta$idin 2/J /... di PBS@ 9e'tor :aboratories, #SA3 selama . menit setiap pada suhu kamar& )eteksi kromogenik dilakukan dengan menggunakan )AB 2, OdiaminobenHidin tetrahydro'hloride3 substrat 'air 2Sigma Aldri'h, Australia3& Slide disiapkan dari bagian insang yang dilihat dan di*oto menggunakan lympus B(-+ mikroskop dengan kamera :ei'a )!=+.& *&
N"A Western blotting Western Blotting dilakukan sesuai =hoe dkk& 2+..03 untuk mengukur jumlah
relati* N"A, khususnya -subunit dari transporter kompleks N"A 2Wilson et al&, +..13, dalam jaringan bran'hial dengan re-spe't salinitas lingkungan& "arena jumlah ke'il jaringan berhasil-mampu, sampel yang 'ukup $olume dikumpulkan dari hanya tiga he%an per kelompok perlakuan& aringan yang homogen dan disentri*ugasi dan pelet disuspensikan dalam bu**er es homogenisasi dingin 2di mmol :-/J +0. sukrosa, . Tris, / 8)TA, /.. mg m:-/ phenylmethylsul*onyl *luoride, 0 mg m:-/ PI koktail3& Sebuah alikuot telah dihapus untuk pro-Tein kuanti*ikasi 2Gubit, :i*e Te'hnologies Australia3& 8nam mikrogram protein dari setiap binatang di masing-masing kelompok perlakuan kemudian digabungkan untuk analisis selanjutnya& AliGuot dari homogenat gabungan yang berisi total 6 mg protein bran'hial ditambahkan ke / Q NuPA>8 :)S 7
=ontoh Bu**er 2:i*e Te'hnologies Australia, Mulgra$e, 9i'toria, Australia3 dan kemudian didenaturasi pada 1. F = selama /. menit sebelum dimuat dalam rangkap tiga ke 5-/+ Bis-Tris gel 2No$e, :i*e Te'hnologies Australia3 dan dielektro*oresis pada +.. 9 selama 50 menit 2=ell Sure:o'kR Mini, :i*e Te'hnologies Australia3& Sampel kemudian ditrans*er dari gel ke .,50 um In$itrogen P9)! membran pada 0 9 selama . menit dalam =ell II Blot Module 2:i*e Te'hnologies Australia3& Membran diblokir dengan 0 susu skim dalam TBST dan kemudian diinkubasi di antibodi primer 2LB/ /J /... di TBST3 selama 6. menit pada suhu kamar& Seekor kambing terbiotinilasi anti-kelin'i antibodi sekunder 2/J +..., Antibodi Australia3 kemudian diterapkan pada membran selama 6. menit pada suhu kamar& Sebuah konjugat (LP-strepta$idin 2/J /... dalam TBST@ 9e'tor :aboratories, #SA3 ditambahkan ke membran selama . menit diikuti dengan 'hromagen ,OdiaminobenHidin 2)AB3& Membran di'u'i dan dikeringkan dan digital menggunakan =anon *latbed s'anner& Analisis densitometri band dilakukan dengan menggunakan Euantity Satu so*t%are 2Bio-Lad, >lades$ille, NSW, Australia3& 2.* a&
Has%l "onsentrasi at Terlarut (ematokrit dan Plasma (=T tidak menunjukkan perbedaan signi*ikan antara +0 7 2//,/4 D +,/3,
5 7 2/,0 D .,603 dan 5. 7 2/0,./ D /,+3 menyesuaikan diri =& pun'tatum 2AN9A !+, /+ C /,01, P C .,+0@ Tabel +3& Salinitas lingkungan signi*i-'antly dipengaruhi osmolalitas plasma 2AN9A !+, /+ C 6,, P C /&60e-//@& )engan osmolalitas he%an terbiasa untuk 5. 7 2//0 D 6 msm kg-/3 se'ara signi*ikan lebih tinggi daripada hiu terbiasa untuk baik +0 7 2141 D 6 msm kg-/3 atau 5 7 2/./ D /. msm kg-/3 2P C /&6e-// dan P C &08-1, masing-masing3& smolalitas plasma hiu dalam pengobatan +0 7 juga se'ara signi*ikan lebih rendah dibandingkan dari 5 7 kelompok 2P C 6&0e-/.3& (iu dipertahankan osmolalitas plasma yang baik isoosmotik dengan lingkungan 25 73 atau lebih tinggi dari lingkungan 2+0 7 dan 5. 73& Aklimatisasi salinitas se'ara signi*ikan mempengaruhi konsentrasi Na <, =l- dan urea dalam plasma 2AN9A, Na
b&
"egiatan N"A bran'hial dan kelenjar re'tal Tidak ada e*ek salinitas pada massa kelenjar re'tal setelah mengoreksi e*ek
massa tubuh 2AN=9A, ! 2+, //3 C .,/++, P C .,41103& Tidak ada pengaruh yang signi*ikan dari salinitas lingkungan pada akti$itas spesi*ik enHim N"A baik kelenjar re'tal atau jaringan bran'hial& )alam semua pera%atan, kegiatan N"A hampir sepuluh kali lipat lebih tinggi pada kelenjar relati* re'tal ke insang&
9
BAB III PENUTUP
.1
KE"IMPULAN )alam
lingkungan salinitas
rendah,
elasmobran'hi
euryhaline
harus
mengurangi gradien osmotik yang bekerja pada he%an dan melakukannya dengan menurunkan tingkat plasma urea dan Na < dan =l-& Insang dan ginjal berperan sangat besar dalam keseimbangan ion dan air serta retensi urea& Pada (iu bambu 'oklat, ia mampu mempertahankan strategi hypersomati' dikedua salinitas +0 dan 50 .;.., dapat mengatur kedua osmolal-plasma ity dan konsentrasi elektolit plasma dan urea dalam menanggapi gangguan salinitas lingkungan& Sedangkan pada salinitas tinggi, elasmobran'hi euryhaline tidak perlu minum untuk menjaga keseimbangan air , dan perlu memastikan bah%a dire'tionality dari gradien osmotik dipertahankan namun hal ini terdapat persaingan osmolit yang dapat mengakibatkan plasma Na < dan urea meningkatkan dalam beberapa elasmobran'hi yang terbiasa untuk diperairan laut hypersaline 2/+.-/5.3&
10
Re+erens% =ramp, L& :&, M&& (ansen and =&8& !ranklin.+./0&smoregulation by ju$enile bro%n-banded bamboo sharks, =hilos'yllium pun'tatum, in hypo- and hypersaline %aters& =omparati$e Bio'hemistry and Physiology, Part A /40J/.1 //5
11
