7
II. TINJAUAN PUSTAKA Kematangan Gonad Ikan Kematangan gonad adalah tahapan tertentu perkembangan gonad sebelum dan sesudah memijah. Selama proses reproduksi, sebagian energi dipakai untuk perkembangan gonad. Bobot gonad ikan akan mencapai maksimum sesaat ikan akan memijah kemudian akan menurun dengan cepat selama proses pemijahan berlangsung sampai selesai. Menurut Effendie (1997), umumnya pertambahan bobot gonad ikan betina pada saat stadium matang gonad dapat mencapai 10-25 persen dari bobot tubuh dan pada ikan jantan 5-10 persen. Lebih lanjut dikemukakan bahwa semakin rneningkat tingkat kematangan gonad, diameter telur yang ada dalam gonad akan menjadi semakin besar. Pendapat ini diperkuat oleh Kuo et al. (1974) bahwa kematangan seksual pada ikan dicirikan oleh perkembangan diameter rata-rata telur dan melalui distribusi penyebaran ukuran telurnya. Ikan lele (Clarias batrachus) pertama kali matang kelamin pada umur satu tahun (Chinabut et al. 1991) dengan ukuran panjang tubuh sekitar 20 cm dan ukuran berat tubuh 100 sampai 200 gram (Mollah dan Tan 1983; Suyanto 1986). Di Thailand, ikan lele yang hidup di alam memijah pada musim penghujan dari bulan Mei sampai Oktober (Chinabut et al. 1991). Perkembangan sel telur (oosit) diawali dari germ cell yang terdapat dalam lamela dan membentuk oogonia. Oogonia yang tersebar dalam ovarium menjalankan suksesi pembelahan mitosis dan ditahan pada "diploten" dari profase meiosis pertama. Pada stadia, ini oogonia dinyatakan sebagai oosit primer (Harder 1975). Oosit primer kemudian menjalankan masa tumbuh yang meliputi dua fase. Pertama adalah fase previtelogenesis, ketika ukuran oosit membesar akibat pertambahan volume sitoplasma (endogenous vitelogenesis), namun belum terjadi akumulasi kuning telur. Kedua adalah fase vitelogenesis, ketika terjadi akumulasi material kuning telur yang disintesis oleh hati, kemudian dibebaskan ke darah dan dibawa ke dalam oosit secara mikropinositosis (Zohar, 1991; Jalabert dan Zohar, 1982). Peningkatan ukuran indeks gonad somatik atau perkembangan ovarium disebabkan oleh perkembangan stadia oosit. Pada
8
saat perkembangan oosit terjadi perubahan morfologis yang mencirikan stadianya. Menurut Nagahama (1983) stadium oosit dapat dicirikan berdasarkan volume sitoplasma, penampilan nukleus dan nukleolus, serta keberadaan butiran kuning telur. Berdasarkan kriteria ini, oosit dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kelas. Yamamoto dalam Nagahama (1983) membaginya ke dalam 8 kelas, yaitu stadia kromatin-nukleolus, perinukleolus (yang terdiri atas awal dan akhir nukleolus), stadium oil drop stadium yolk primer, sekunder, tertier, dan stadium matang. Sedangkan Chinabut et al. (1991) membagi oosit dalam 6 kelas untuk Clarias sp, dimana stadia nukleolus dan perinukleolus dikategorikan sebagai stadium pertama, dan setiap stadium dicirikan sebagai berikut: -stadium 1 :
Oogonia dikelilingi satu lapis set epitel dengan pewarnaan hematoksilin-eosin plasma berwarna merah jambu, dengan inti yang besar di tengah.
-stadium 2 :
Oosit berkembang ukurannya, sitoplasma bertambah besar, inti biru terang dengan pewarnaan, dan terletak masih di tengah sel. Oosit dilapisi oleh satu lapis epitel.
-stadium 3 :
Pada stadium ini berkembang sel folikel dan oosit membesar dan provitilin nukleoli mengelilingi inti.
-stadium 4 :
Euvitilin inti telah berkembang dan berada disekitar selaput inti Stadium ini merupakan awal vitelogenesis yang ditandai dengan adanya butiran kuning telur pada sitoplasma. Pada stadium ini, oosit
dikelilingi oleh dua lapis sel dan lapisan
zona radiata
tampak jelas pada epitel folikular. -stadium 5 :
Stadia peningkatan ukuran oosit karena diisi oleh kuning telur. Butiran kuning telur bertambah besar dan memenuhi sitoplasma dan zona radiata terlihat jelas.
-stadium 6 :
Inti mengecil dan selaput inti tidak terlihat, inti terletak di tepi. Zona radiata, sel folikel, dan sel teka terlihat jelas.
Pengetahuan tingkat kematangan gonad sangat penting dan sangat menunjang keberhasilan dalam membenihkan ikan karena berkaitan erat dengan pemilihan caloncalon induk ikan yang akan dipijahkan. Semakin tinggi tingkat perkembangan gonad,
9
telur yang terkandung di dalamnya semakin membesar sebagai hasil dari akumulasi kuning telur, hidrasi, dan
pembentukan butir-butir minyak yang berjalan secara
bertahap. Secara garis besar, perkembangan gonad ikan dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap pertumbuhan gonad ikan sampai ikan menjadi dewasa kelamin
dan
selanjutnya adalah pematangan gamet. Tahap pertama berlangsung mulai dari ikan menetas hingga mencapai dewasa kelamin dan tahap kedua dimulai setelah ikan mencapai dewasa, dan terus berkembang selama fungsi reproduksi masih tetap berjalan normal (Lagler et al. 1977). Tam et al. (1986) menyatakan bahwa pada saat menjelang ovulasi akan terjadi peningkatan diameter oosit karena diisi oleh massa kuning telur yang homogen akibat adanya peningkatan kadar estrogen dan vitelogenin. Sementara itu, menurut Bagenal (1969), ukuran telur juga berperan dalam kelangsungan hidup ikan. Benih ikan brown trout yang berasal dari telur yang berukuran besar mempunyai daya hidup yang lebih tinggi daripada benih ikan yang berasal dari telur yang berukuran kecil. Hal ini terjadi karena kandungan kuning telur yang berukuran besar lebih banyak sehingga larva yang dihasilkan mempunyai persediaan makanan yang cukup untuk membuat daya tahan tubuh yang lebih tinggi dibanding dengan telur-telur yang berukuran kecil. Woynarovich dan Horvath (1980) menyatakan bahwa induk yang pantas dipijahkan adalah induk yang telah melewati fase pembentukan kuning telur (fase vitellogenesis) dan masuk ke fase dorman.
Fase pembentukan kuning telur dimulai
sejak terjadinya penumpukan bahan-bahan kuning telur da!am sel telur dan berakhir setelah sel telur mencapai ukuran tertentu atau nukleolus tertarik ke tengah nukleus. Setelah fase pembentukan kuning telur berakhir, sel telur tidak mengalami perubahan bentuk selama beberapa saat, tahap ini disebut fase istirahat (dorman). Menurut Lam (1985), apabila rangsangan diberikan pada saat ini, maka akan menyebabkan terjadinya
migrasi inti ke perifer, kemudian inti pecah atau melebur pada saat
pematangan oosit, ovulasi (pecahnya folikel), dan oviposisi. Menurut Suyanto (1986), bilamana kondisi lingkungan tidak cocok dan rangsangan tidak tersedia maka telur dorman tersebut akan mengalami degenerasi (rusak) lalu diserap kembali oleh lapisan folikel melalui atresia. Faktor-faktor eksternal lain yang menyebabkan terjadinya atresia adalah ketersediaan pakan (Bagenal 1978), sedangkan faktor internal adalah umur telur.
10
Ukuran sel telur ada hubungannya dengan fekunditas. Makin banyak telur yang dipijahkan ukuran telurnya makin kecil, misalnya ikan cod (diameternya 1-1,7mm) produksinya 10 juta telur. Salmon Atlantik yang memiliki diameter telur 5-6 mm, produksi telurnya 2.000-3.000 butir (Blaxter 1969), sedangkan untuk ikan belut dengan diameter telur 1–1,5 mm produksinya 2.200–5.400 telur (Sidthimunka, 1972). Vitelogenesis Sintesis vitelogenin (prekursor kuning telur) di dalam hati disebut vitelogenesis. Vitelogenin diangkut dalam darah menuju oosit, lalu diserap secara selektif dan disimpan sebagai kuning telur. Vitelogenin ini berupa glikofosfoprotein yang mengandung kira-kira 20% lemak, terutama fosfolipid, trigliserida, lipoprotein, dan kolesterol. Berat molekul vitelogenin untuk beberapa jenis ikan diketahui antara 140220 kDa (Tyler 1991; Komatsu dan Hayashi 1997). Proses oogenesis pada teleost terdiri atas dua fase, yaitu pertumbuhan oosit (vitelogenesis) dan pematangan oosit. Vitelogenesis merupakan aspek penting dalam pertumbuhan oosit yang meliputi rangkaian proses (1) adanya sirkulasi estrogen (estradiol-17β) dalam darah menggertak hati untuk mensintesis dan mensekresikan vitelogenin yang merupakan prekursor protein kuning telur; (2) vitelogenin diedarkan menuju lapisan permukaan oosit yang sedang tumbuh; (3) secara selektif, vitelogenin akan ditangkap oleh reseptor dalam endositosis, dan (4) terjadi translokasi sitoplasma membentuk badan kuning telur bersamaan dengan pembelahan proteolitik dari vitelogenin menjadi subunit lipoprotein kuning telur, lipovitelin, dan fosvitin. Adanya vitelogenin menunjukkan terjadinya akumulasi lipoprotein kuning telur di dalam oosit. Pada beberapa jenis ikan selama pertumbuhan oosit terjadi peningkatan Indeks Somatik Gonad (IGS) 1 sampai 20% atau lebih. Pada ikan betina, ovari berespons terhadap peningkatan konsentrasi gonadotropin dengan meningkatkan secara tidak langsung produksi estrogen, yakni estradiol-17β (E2). Estradiol-17β beredar menuju hati, memasuki jaringan dengan cara difusi dan secara spesifik merangsang sintesis vitelogenin (Ng dan Idler 1983). Aktivitas vitelogenesis ini menyebabkan nilai indeks hepatosomatik (IHS) dan indeks gonadosomatik (IGS) ikan meningkat (Cerda et al. 1996).
11
Pembesaran oosit disebabkan terutama oleh penimbunan kuning telur. Seperti pada kebanyakan ikan, kuning telur merupakan komponen penting oosit ikan Teleostei. Ada tiga tipe material kuning telur pada ikan Teleostei: butiran kecil minyak, gelembung kuning telur (yolk vesicle) dan butiran kuning telur (yolk globule). Secara umum, butiran kecil minyak yang kita kenal dengan lipid yang berantai panjang (asam lemak tidak jenuh) pertama kali muncul di daerah perinuklear dan kemudian berpindah ke periferi (tepi sel) pada tahap selanjutnya. Urutan kemunculan material kuning telur bervariasi antarspesies. Pada rainbow trout, butiran kecil muncul segera setelah dimulainya pembentukan gelembung kuning telur (Yamamoto et al. 1965 dalam Nagahama 1983). Fenomena penimbunan material kuning telur oleh oosit ikan dibagi menjadi dua fase, yakni sintesis kuning telur di dalam oosit atau vitelogenesis endogen dan penimbunan prekursor (bahan pembentuk) kuning telur yang disintesis di luar oosit atau vitelogenesis eksogen (Matty 1985). Gelembung kuning telur positif-PAS (mukopolisakarida atau glikoprotein) umumnya merupakan struktur yang pertama muncul dalam sitoplasma oosit selama pertumbuhan sekunder oosit, dan pertama kali muncul di zona terluar dan zona midkortikal pada oosit. Ketika vitelogenesis berlangsung, sebagian besar sitoplasma telur matang ditempati oleh banyak gelembung kuning telur yang padat dengan asam lemak dan dikelilingi oleh selapis membran pembatas. Selama tahap akhir vitelogenesis, globula kuning telur beberapa ikan Teleostei bergabung satu sama lain membentuk masa tunggal kuning telur. Perkembangan gonad ikan betina terdiri atas beberapa tingkat yang dapat didasarkan atas pengamatan secara mikroskopis dan makroskopis. Secara mikroskopis perkembangan telur diamati untuk menilai perkembangan ovarium antara lain tebal dinding indung telur, keadaan pembuluh darah, inti butiran minyak, dan kuning telur. Secara makroskopis perkembangan ovarium ditentukan dengan mengamati warna indung telur, ukuran butiran telur, dan volume rongga perut ikan. Pada ovarium ikan terdapat bakal sel telur yang dilindungi suatu jaringan pengikat yang bagian luarnya dilapisi peritoneum dan bagian dalamnya dilapisi epitelium. Sebagian dari sel-sel epitelium akan membesar dan berisi nukleus, yang kemudian butiran ini kelak akan menjadi telur. Selama perkembangannya, ukuran oosit
12
akan bervariasi. Pada tahap perkembangan awal, oogonia terlihat masih sangat kecil, berbentuk bulat dengan inti sel yang sangat besar dibandingkan dengan sitoplasmanya. Oogonia terlihat berkelompok tapi kadang-kadang ada juga yang berbentuk tunggal. Sementara itu oogonia terus membelah diri dengan cara mitosis. Pada ikan yang mempunyai siklus reproduksi tahunan atau tengah tahunan akan terlihat adanya puncak-puncak pembelahan oogonia. Pada ikan yang memijah sepanjang tahun, perbanyakan oogonia akan terus menerus sepanjang tahun. Transformasi oogonia menjadi oosit primer banyak terjadi pada tahap pertumbuhan yang ditandai dengan munculnya kromosom. Segera setelah itu, folikel berubah bentuk, dari semula yang berbentuk skuamosa menjadi berbentuk kapsul oosit. Inti sel terletak pada bagian sentral dibungkus oleh lapisan sitoplasma yang tipis. Pada perkembangan selanjutnya, oosit membentuk lapisan korion, membran, granulosa, membran, dan teka. Juga butir-butir lemak mulai terlihat ditumpuk pada sitoplasma dan bersamaan dengan itu muncul cortical alveoli. Pada saat ini, ketersediaan vitamin C mutlak diperlukan karena dengan peningkatan kadar asam lemak, kebutuhan vitamin C semakin meningkat pula. Vitamin C dapat mencegah terjadinya oksidasi pada unitunit asam lemak, terutama asam lemak tidak jenuh (Machlin 1990). Butir-butir lemak ini selanjutnya akan bertambah besar pada vitelogenesis yang diawali dengan pembentukan vakuola-vakuola yang kemudian diikuti dengan munculnya globula kuning telur, bersamaan dengan itu oosit membengkak secara menyolok. Kuning telur pada ikan terdiri atas fosfoprotein dan lipoprotein yang dihasilkan oleh hati kemudian disalurkan ke dalam peredaran darah. Peranan Vitamin C pada Reproduksi Ikan Vitamin C adalah nutrien yang dibutuhkan untuk proses fisiologi hewan, termasuk ikan (Tolbert 1979 dalam Al Amoudi et al. 1992). Sebagai vitamin yang larut dalam air, vitamin C disintesis dari asam glukuronat oleh beberapa hewan, namun ikan tidak dapat mensintesisnya walaupun sel-selnya membutuhkan (Masumoto et al. 1991). Oleh sebab itu, vitamin C harus tersedia dalam pakan (Faster dalam Sandnes 1991). Ketidakmampuan ikan mensintesis vitamin C disebabkan oleh tidak adanya enzim L-gulunolakton oksidase yang berperan dalam konversi L-gulunolakton ke bentuk 2-ketoL-gulunolakton sebagai tahapan akhir dalam sintesis vitamin C (Dabrowski 1991).
13
Variasi kadar vitamin C ovarium pada saat siklus reproduksi dari berbagai spesies ikan telah dicatat oleh beberapa peneliti sehingga menimbulkan spekulasi kemungkinan pentingnya senyawa ini saat ovarium berkembang. Kadar vitamin C ikan karper Krusian (Carassius carassius) saat siklus reproduksi berkisar dari 92 sampai 203 ug/g (Saeymour 1981), ikan cod Atlantik (Gadus morrhua) berkisar dari 80 sampai 203 ug/g (Sandnes dan Braekkan 1981), dan karper India dari 225 sampai 286 ug/g) (Agrawal dan Mahajan 1980). Cho et al. (1979) mendapatkan bahwa kadar vitamin C ovarium ikan trout (Oncorhynchus mykiss) mencapai maksimum pada 451 ug/g bobot basah pada saat akan ovulasi. Dengan memperhatikan indeks gonad somatik, Sandnes dan Braekkan (1981) mencatat bahwa akumulasi vitamin C tertinggi menjelang GSI mencapai maksimum, kemudian menurun saat terjadi ovulasi. Pengamatan pada ikan kod Atlantik memperlihatkan bahwa kandungan vitamin C pada stadia awal pertumbuhan ovarium adalah 150 ug/g dan tertinggi mencapai 500 ug/g (Sandnes 1984). Menurut Ishibashi et al. (1994), perubahan vitamin C ovarium selama periode pematangan berkaitan dengan peningkatan ukuran oosit karena akumulasi material kuning telur. Agrawal dan Mahajan (1980) mencatat bahwa kandungan vitamin C darah ikan karper India yang ditangkap di alam mencapai titik terendah saat musim pemijahan, yaitu 17,95-19,65 ug/ml, dan saat pertumbuhan ovarium kadar vitamin C mencapai kisaran 20,39-25,95 ug/ml. Disimpulkan pula bahwa ada mobilisasi vitamin C yang diperoleh dari pakan alami ke ovarium saat siklus reproduksi. Soliman et al. (1986) menyatakan bahwa tingginya kandungan vitamin C saat ovarium berkembang berkaitan dengan fungsinya sebagai kofaktor enzim prolil dan lisil hidroksilase yang mengkatalis hidroksilasi prolin dan lisin, dan esensial untuk perkembangan normal jaringan kolagen yang banyak terdapat dalam ovarium. Kolagen merupakan penyusun utama dinding dalam kantung ovarium (Sandnes et al. 1984). Waagbo et al. (1989) telah mengamati adanya akumulasi vitamin C di jaringan kolagen yang mengitari sel telur sehingga disimpulkan bahwa pada saat gonad berkembang vitamin C digunakan untuk sintesis kolagen. Pendapat lain dikemukakan oleh Sandnes (1984) bahwa peningkatan kadar vitamin C dalam siklus reproduksi berhubungan dengan proses vitelogenesis. Proses ini dikontrol oleh hormon estrogen yang mampu menstimulasi hati untuk mensintesis protein spesifik, yang kemudian diakumulasikan pada oosit bersama senyawa lipida. Vitamin C pada ovarium berperan dalam reaksi hidroksilasi sintesis hormon steroid reproduksi.
14
Penelitian Alava et al. (1993) memperlihatkan bahwa pemberian askorbil-2fosfat magnesium, suatu bentuk turunan vitamin C, dalam ransum dapat menstimulasi perkembangan gonad induk udang Penaeus japonicus betina. Percobaannya dengan menggunakan pakan yang disuplementasi askorbil-monofosfat magnesium masingmasing 500, 1000, dan 1500 mg/kg. Setelah pemeliharaan 170 hari, nilai IGS induk betina mencapai 2.40, 2.51, dan 1.81%, sedangkan nilai IGS induk jantan adalah 0.76, 0.87, dan 0.91%. Untuk kontrol tidak diperoleh data karena induk mati sebelum berakhimya percobaan. Penelitian Ishibasi et al. (1994) terhadap ikan Japanese parrot (Oplegnathus fasciatus) memperlihatkan peningkatan indeks gonad somatik dengan peningkatan dosis vitamin C yang diberikan. Ikan yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C 0, 300, 1000, dan 3000 mg/kg memperlihatkan nilai IGS masing-masing 0.5, 0.9, 1.4, dan 2.2 % untuk induk betina, dan 0.4, 0.6, 0.5, dan 0.8 untuk induk jantan. Pengamatan secara mikrokospis terhadap ovarium juga memperlihatkan persentase induk yang mencapai aktivitas vitelogenesis meningkat dengan peningkatan dosis vitamin C. Induk yang menerima pakan tanpa suplementasi vitamin C tidak menunjukkan adanya oosit pada fase vitelogenesis, sedangkan dengan perlakuan suplementasi vitamin C 300, 1000, dan 3000 mg/kg pakan, jumlah induk yang ovarinya mencapai stadium vitelogenesis hingga matang adalah 20, 40, dan 80%. Soliman et al.. (1986) mengamati pengaruh asam askorbat pada penampilan reproduksi ikan Oreochromis mossambicus melaporkan bahwa ikan yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C biasa 1250 mg/kg memperlihatkan gejala siap mijah lebih cepat dua minggu dibandingkan induk yang menerima pakan tanpa suplementasi vitamin C. Percobaan Priyono et al. (1996) mencatat bahwa ikan bandeng (Chanos chanos Forskal) yang menerima pakan dengan suplementasi askorbil-2-fosfat magnesium 1500 mg/kg pakan menunjukkan frekuensi bertelur lebih tinggi dibandingkan dengan induk yang menerima pakan dengan suplementasi 1000 mg/kg pakan, dan tidak ditemukan induk yang memijah pada kontrol. Vitamin C ovarium induk yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C lebih tinggi dibandingkan dengan induk yang menerima pakan tanpa suplementasi vitamin C, namun kadar vitamin C ovarium dapat mencapai kadar tertentu (Ishibashi et al. 1994). Percobaannya memperlihatkan bahwa kandungan vitamin C ovarium induk yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C masing-masing 0, 300, 1000, dan 3000 mg/kg pakan mencapai 70.6, 657.1, 898.4, dan 866.2 ug/g bobot basah.
Soliman et al. (1986) mengemukakan bahwa
15
vitamin C dalam ransum yang diterima oleh induk dapat ditransfer ke telur, dan disiapkan untuk perkembangan embrio. Pengamatannya pada telur ikan Oreochromis mossambicus dimana induk yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C 1250 mg/kg pakan mengandung vitamin C 201.83 ug/g dan daya tetas telur mencapai 89.33%, sedangkan kandungan vitamin C telur dari induk yang menerima pakan tanpa vitamin C tidak terdeteksi dan mempunyai daya tetas 56.90%, dan 85% pascalarva yang dihasilkan mengalami gangguan pertumbuhan tulang belakang. Percobaan Akiyama et al. (1990) pada ikan sardin (Sardinops sagaxmelanosticia) menunjukkan bahwa tidak ditemui telur yang menetas dari induk yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C 80 mg/kg pakan, sedangkan induk yang menerima pakan dengan suplementasi vitamin C lebih tinggi, yaitu 3200 mg/kg pakan menghasilkan daya tetas telur lebih baik. Vitamin C yang ditransfer dari induk ke material telur berperan dalam mendukung perkembangan embrio (Sandnes 1991). Menurut Sandnes et al. (1984) kandungan vitamin C telur 20 ug/g merupakan batas terendah untuk perkembangan normal embrio ikan trout. Peranan Estradiol-17β pada Reproduksi Ikan Proses vitelogenesis pada ikan melibatkan beberapa hormon, dan pada ikan ada dua macam hormon gonadotropin yang dihasilkan oleh adenohipofisis yang berperan sebagai follicle stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH). Hormon tersebut adalah FSH (GTH I), yang bekerja merangsang perkembangan folikel melalui sekresi estradiol-17β pada ovari dan LH (GTH II) yang dibutuhkan untuk proses pematangan akhir oosit (Nagahama 1983). Gonadotropin yang dihasilkan akan bekerja pada sel teka sebagai tempat sintesis testosteron. Testosteron yang dihasilkan oleh lapisan sel teka akan masuk ke dalam lapisan granulosa. Di dalam lapisan granulosa testosteron diubah menjadi estradiol-17β dengan bantuan enzim aromatase. Estradiol-17β merupakan perangsang dalam biosintesis vitelogenin di hati. Di samping itu, estradiol-17β yang terdapat dalam darah memberikan rangsangan balik terhadap hipofisis dan hipotalamus ikan. Rangsangan yang diberikan oleh estradiol-17β terhadap hipofisis ikan adalah rangsangan dalam proses pembentukan gonadotropin. Rangsangan terhadap hipotalamus adalah dalam memacu proses GnRH. GnRH yang dihasilkan ini bekerja untuk merangsang hipofisis melepaskan gonadotropin yang
16
nantinya berperan dalam proses biosintesis estradiol-17β pada lapisan granulosa. Siklus hormonal terus berjalan di dalam tubuh ikan selama terjadinya proses vitelogenesis (Nagahama 1983 dan Yaron 1995). Menurut Aida et al. (1991) proses vitellogenesis pada ikan terjadi seperti pada Gambar 1.
Umpan balik Lonjakan
Gambar 1. Proses vitelogenesis pada ikan (Aida et al. 1991) Beberapa penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi estradiol17β akan meningkatkan konsentrasi vitelogenin darah dan konsentrasi estradiol17β tinggi pada saat vitelogenesis pada European sea bass (Dicebtrachus labrax) (Hassin et al. 1991); salmon (Salmo gairdneri) (Van Bohemen et al. 1981); mas koki (Pankhurst et al. 1986); jambal siam (Pangasius hypophthalmus) (Indriastuti 2000 dan Monijung 2002). Penelitian untuk melihat hubungan tersebut telah dilakukan pada ikan trout, Salmo trutta dan rainbouw trout Salmo gairdneri (Hjartarson et al. 1991), Striped bass Morone sexatilis (Sullivan et al. 1991), dan Clarias macrocepalus (Tan-Fermin et al. 1997). Sintesis vitelogenin di hati sangat dipengaruhi oleh estradiol-17β yang merupakan stimulator dalam biosintesis vitelogenin. Selain itu, sintesis tersebut dipengaruhi juga oleh androgen yang ada
17
dalam tubuh ikan (testosteron) dan melalui perubahan androgen menjadi estrogen oleh enzim aromatase hati (Yaron 1995). Dengan demikian, peningkatan GtH dapat meningkatkan estradiol, dan pola kandungan estradiol seiring dengan perkembangan telur (Yaron 1995; Tan-Fermin et al. 1997). Kualitas Telur Ikan Kualitas telur adalah kemampuan telur untuk menghasilkan larva yang berdaya hidup. Kemampuan telur untuk
menghasilkan larva yang berdaya hidup dapat
ditentukan dengan beberapa faktor antara lain faktor fisik, kimia, genetik, dan fisiologi selama terjadi proses awal pada telur. Jika salah satu faktor essensial ini tidak ada, perkembangan telur akan gagal dalam beberapa stadia. Telur merupakan hasil akhir dari proses gametogenesis setelah oosit mengalami fase pertumbuhan yang panjang yang sangat bergantung pada gonadotropin dari pituitari. Perkembangan diameter telur pada oosit teleostei umumnya karena akumulasi kuning telur. Ada tiga macam material kuning telur yang berbeda, yaitu 1) oil droplet (butir minyak), 2) yolk vesicle (vesikula kuning telur), dan 3) yolk globule (bola kecil kuning telur). Dalam vitelogenesis yang sedang berkembang, sitoplasma telur yang matang ruangannya diisi oleh bola-bola kecil kuning telur saling bersatu dengan yang lainnya membentuk menjadi massa kuning telur. Pembuahan atau fertilisasi adalah proses bergabungnya inti sperma dengan inti sel telur dalam sitoplasma sehingga membentuk zigot, dimana asosiasi ini merupakan mata rantai awal dan sangat penting pada proses fertilisasi. Laju pembuahan sering digunakan sebagai parameter untuk mendeteksi kualitas telur. Fertilisasi dan proses aktivasi pada telur ikan menjadi penting untuk beberapa perkembangan embrio. Selama fertilisasi dan aktivasi, pada telur-telur ikan teleost terjadi reaksi kortikal. Alveoli kortikal melebur dan melepaskan kandungannya (koloids) dari lapisan kortikal, dan selanjutnya memulai pembentukan ruang perivitelin (Yamamoto 1961 dalam Kjorsvik et al. 1990). Kortikal alveoli muncul setelah terjadinya fertilisasi dan reaksi kortikal yang tidak lengkap menunjukkan kualitas telur yang jelek. Tidak lengkapnya proses aktivasi ini menyebabkan ruang perivitelin sempit sehingga diameter telur tidak berkembang (Kjorsvik et al. 1984). Pengerasan
18
korion telur selama proses aktivasi akibat dari reaksi enzim. Telur yang kualitasnya bagus memiliki korion yang keras. Selain hal-hal di atas parameter lain yang dapat juga menjadi patokan kualitas telur adalah transparansi telur dan distribusi butiran lemak (Mc. Evoy. 1984). Kualitas telur yang baik umumnya transparan dan jelas kelihatan serta pembelahan awal yang simetris. Selama oogenesis, kuning telur mengakumulasi sejumlah besar granula kuning telur dan lipid yang terisi pada bagian tengah. Kisaran diameter granula telah diukur antara 6-24 µm (Linhart et al. 1995). Jumlah dan distribusi lemak (butir lemak) sangat bervariasi. Ukuran diameternya
antara 1-1.5µm, dan diketahui bahwa butir lemak
berfungsi sebagai cadangan energi dan fungsi hidrostatik. Distribusi butir-butir lemak ini juga menjadi parameter kualitas telur. Ukuran telur berkorelasi dengan ukuran larva. Larva yang besar lebih tahan tanpa pakan dibandingkan dengan larva yang kecil yang ditetaskan dari telur yang kecil. Hubungan positif antara ukuran larva dan ukuran telur telah dilaporkan untuk Salmon salar, Onchorhynchus mykiss (Kamler 1992), dan turbot (Scopththalmus maximus L) (Kjorsvik et al. 2003). Beberapa peneliti menunjukkan bahwa telur yang berukuran besar menghasilkan kelangsungan hidup yang lebih tinggi. Kamler (1992) mengajukan sebuah persamaan kelangsungan hidup untuk ikan pelagis laut, laju mortalitas telur dan larva berbanding terbalik dengan ukuran telur. Bila tidak ada makanan eksternal, larva yang lebih besar yang berasal dari telur yang besar dapat bertahan hidup lebih lama dibanding larva yang berasal dari telur yang kecil. Pada kondisi yang baik seperti di pembenihan, ukuran telur tidak memberikan dampak secara langsung pada kelangsungan hidup dan pertumbuhan pada ikan Rainbow trout (Salmo gairdneri: Pitman 1979; Springate dan Bromage 1985), Salmo salar (Thorpe et al. 1984), catfish Clarias macrocepalus. (Reagen dan Conley 1977), dan carp (Kirpchnikov 1966 dalam Kjorsvik et al. 1990). Telur harus mengandung semua nutrien yang diperlukan oleh embrio yang sedang berkembang dan larva setelah telur dibuahi sampai pada saat ikan dapat memenuhi keperluannya untuk mengawali konsumsi makanan dari luar. Komposisi biokimia telur yang sehat menggambarkan kebutuhan embrio terhadap nutrisi dan
19
pertumbuhan.
Komponen yang diketahui esensial untuk kehidupan organisme
(terutama untuk organisme yang tidak dapat mensintesis nutrien), seperti vitamin C harus ada dalam pakan dalam jumlah tertentu untuk kebutuhan biologi organisme tersebut. Oleh karena itu, parameter biokimia kualitas telur dapat digunakan untuk mengevaluasi kandungan biokimia telur bahkan sebelum fertilisasi. Materi yang diperlukan selama perkembangan
dapat dibagi dua, yaitu 1)
diperlukan secara langsung untuk sintesis jaringan embrionik dan 2) digunakan untuk energi metabolisme. Jumlah nutrien yang diperlukan jelas bervariasi bergantung pada beberapa faktor, antara lain waktu inkubasi, ukuran ikan pada waktu menetas, dan lamanya anak-anak ikan
memerlukan persediaan makanan endogen sebelum
menemukan semua keperluan dari sumber lain.
Kandungan protein lipid dan
karbohidrat berkorelasi positif dengan kelangsungan hidup larva (Kamler 1992) Kerangka Teoretis Secara alami proses vitellogenesis memerlukan interaksi antara faktor eksternal dan faktor internal. Faktor eksternal yang mempengaruhi vitelogenesis antara lain temperatur, curah hujan, debit air, feromon, dan pakan. Pakan merupakan komponen penting dalam proses pematangan gonad karena proses vitelogenesis pada dasarnya adalah proses akumulasi nutrien dalam sel telur sehingga ketersediaan nutrien pada sel telur akan menentukan kualitas telur dan pada akhirnya juga pada perkembangan larva. Di pihak lain, faktor internal yang terpenting adalah tersedianya hormon-hormon steroid gonad terutama estradiol-17β pada tingkat yang dapat merangsang vitelogenesis. Proses perkembangan gonad ikan
dimulai
dengan adanya
respons dari
hipotalamus terhadap sinyal lingkungan, kemudian merangsang pituitari untuk menghasilkan gonadotropin yang nantinya akan mempengaruhi sintesis testosteron yang diaromatasi menjadi estradiol-17β. Estradiol-17β
merupakan perangsang
biosintesis vitelogenin di hati, dan dapat memberikan umpan balik terhadap hipofisis serta hipotalamus ikan untuk menghasilkan gonadotropin. Sintesis vitelogenin ini distimulir oleh estradiol-17β yang masuk ke dalam sistem vaskuler dan merangsang hati untuk mensintesis dan mensekresi vitelogenin. Selanjutnya vitelogenin ini dilepas ke dalam darah dan kemudian secara selektif diserap oleh oosit yang kemudian
20
ditimbun sebagai komponen kuning telur. Peningkatan konsentrasi estradiol-17β akan meningkatkan konsentrasi vitelogenin darah. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi estradiol-17β dalam tubuh ikan sejalan dengan perubahan konsentrasi vitelogenin darah. Vitamin C mempunyai peranan dalam proses vitelogenesis dan embriogenesis. Hal ini terjadi karena vitamin C mempunyai peranan penting dalam reaksi hidroksilasi biosintesis hormon steroid, metabolisme lemak, dan sintesis kolagen (Masumoto et al. 1991; Linder 1992: Piliang 1995). Vitamin C memainkan peranan penting dalam reaksi hidroksilasi biosintesis hormon steroid yang diperlukan bagi berlangsungnya proses tersebut. Selain itu, vitamin C juga berfungsi sebagai antioksidan. Pada proses embriogenesis, vitamin C berperan dalam metabolisme lemak, yaitu dalam reaksi biosintesis karnitin, yang berfungsi mentransfer asam lemak rantai panjang dari sitosol ke mitokondria untuk dikonversi menjadi energi melalui proses β-oksidasi. Dengan demikian, kebutuhan energi selama proses tersebut berlangsung dapat dipasok dalam jumlah yang cukup sesuai kebutuhan. Sumber energi dan nutrien esensial bagi perkembangan larva ikan ketika telur menetas bergantung pada materi bawaan yang telah dipersiapkan oleh induk. Vitamin C mempunyai fungsi sebagai kofaktor enzim prolil dan lisil hidroksilase yang mengkatalis hidroksilasi prolin dan lisin, dan esensial untuk perkembangan normal jaringan kolagen yang banyak terdapat pada ovarium. Kolagen merupakan penyusun utama dinding dalam kantong ovarium. Hal inilah yang menyebabkan adanya fluktuasi kandungan vitamin C ovarium selama berlangsungnya siklus reproduksi. Selain itu, kolagen dibutuhkan untuk perkembangan embrio dan larva, karena kolagen merupakan komponen utama pada kulit dan jaringan ikat serta zat-zat pembentuk tulang dan gigi. Defisiensi vitamin C pada ikan dapat disebabkan kurang tersedianya senyawa ini dalam pakan yang diberikan karena mudah larut dalam air dan hilang selama proses pembuatan pakan. Di samping itu, ikan tidak mampu mensintesis vitamin C, walaupun sel-selnya membutuhkan vitamin C. Dari hasil percobaan Azwar (1977) diketahui bahwa ascorbyl phosphate magnesium memiliki ketersediaan biologi yang tinggi terhadap ikan nila dan tahan terhadap
21
oksidasi sehingga bioaktivitasnya sebagai sumber vitamin C dalam pakan tetap tinggi setelah melalui proses pembuatan pakan.
