ISBN No. 978-602-98559-1-3
Prosiding SNSMAIP III-2012
PENGARUH ENDOSULFAN TERHADAP ORGAN REPRODUKSI IKAN LELE (Clarias gariepinus)
1
1
Tarsim , Henni Wijayanti M , dan Ni Putu Astica Santi 1
2
Staf pengajar Jurusan Budidaya Perairan Fakultas Pertanian Unila 2 Alumni Jurusan Budidaya Perairan Fakultas Pertanian Unila Email :
[email protected]
ABSTRAK Endosulfan adalah insektisida yang memiliki efek langsung pada ikan dan kehidupan air lainnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemaparan endosulfan dengan konsentrasi yang berbeda terhadap gonad ikan lele dumbo (Clarias gariepinus). Pemaparan dilakukan selama 8 minggu dengan konsentrasi sebesar 0% (kontrol), 80% (0,00216 ppm) dan 90% (0,00243 ppm) dari konsentrasi subletal yang diperoleh pada uji toksisitas. Pada testis dengan konsentrasi 0% menunjukkan jumlah spermatogonium sangat padat di tubulus sedangkan pada konsentrasi 80% dan 90% jumlah spermatogonium sangat rendah, terdapat sel radang dan infiltrasi jaringan. Pada ovarium dengan konsentrasi 0% menunjukkan diameter telur lebih besar sedangkan pada konsentrasi 80% dan 90% diameter telur lebih kecil. Penelitian ini menunjukkan bahwa endosulfan mempengaruhi ovarium dan testis ikan lele dumbo. Kata kunci: lele dumbo, testis, ovarium, endosulfan, spermatogonium, oosit
1. PENDAHULUAN Endosulfan merupakan insektisida dengan spektrum luas dan bersifat non sistemik, baik melalui kontak langsung ataupun saluran pencernaan (Wudiyanto, 1998). Menurut ADB (1987), penggunaan endosulfan dibatasi dan dilarang di beberapa negara karena sifat toksisitasnya yang tinggi terhadap ikan dan biota air lainnya. Namun demikian, diduga masih banyak disalahgunakan untuk kegiatan yang berhubungan dengan perairan. Endosulfan banyak digunakan pada budidaya tambak tradisional. Penggunaan endosulfan dilakukan pada tahap persiapan air dengan dosis 1 liter untuk luasan tambak sekitar 2 ha dengan ketinggian air kira-kira 50-75 cm (konsentrasi setara ± 35.2 ppb), hal ini dilakukan untuk membunuh hama dan biota pengganggu lainnya serta bakteri patogen yang dapat menggagalkan panen. Selain itu, endosulfan juga digunakan pada kegiatan penangkapan ikan dengan membius ataupun meracuni ikan di sungai. Penggunaan endosulfan tersebut hingga saat ini masih terus berlangsung (Yudha, 2009).
Ikan lele dumbo banyak dibudidayakan pada perairan yang memiliki kualitas air kurang baik (tercemar) karena ikan ini memiliki toleransi yang cukup tinggi. Namun, pembudidaya kurang memperhatikan efek subletal yang dapat diakibatkan pencemar terhadap ikan lele dumbo. Efek subletal yang terjadi pada ikan tidak dapat dilihat secara langsung karena efek ini menyebabkan gangguan pada sistem saraf, pernapasan, reproduksi, dan pencernaan sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk melihat gangguan yang ditimbulkan oleh pencemar (endosulfan). Salah satu gangguan yang dapat disebabkan oleh pencemar ini adalah gangguan pada sistem reproduksi yang dapat diamati melalui gonad ikan jantan dan betina. Gonad merupakan organ reproduksi pada ikan, jika gonad mengalami gangguan karena pencemar (endosulfan) maka akan mengganggu proses reproduksi bahkan dapat menurunkan produksi lele dumbo. Oleh karena itu, diperlukan penelitian mengenai pengaruh pemaparan endosulfan dengan konsentrasi yang berbeda terhadap gonad ikan lele dumbo (Clarias gariepinus).
317
ISBN No. 978-602-98559-1-3
Prosiding SNSMAIP III-2012
2. METODE PENELITIAN
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Populasi yang digunakan pada penelitian ini adalah ikan lele dumbo (Clarias gariepinus) sehat, bobot tubuh 150-200 gr, panjang tubuh 20-25 cm dengan umur sekitar 3 bulan (dari masa pembesaran) sebanyak 420 ekor. Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari: kolam terpal dengan ukuran 1 x 1 x 0,5 m (18 buah) dan 1 buah kolam terpal ukuran 2 x 1 x 1 m, timbangan, gelas ukur 1000 ml, pipet tetes, mikropipet, gelas ukur 10 ml, saringan ikan dari nilon, waring, ember, baki, kertas label, alat bedah, botol film, sarung tangan, masker, alat ukur kualitas air (termometer, kertas pH, DO meter), pisau bedah, kaset embedding, pensil, Automatic Tissue Processor, cetakan anti karat (stainless steal), lemari pendingin, Automatic Tissue Block, pisau mikrotom, mikrotom, mikrotom putar (rotary microtome), Floating Bath, jarum, objek gelas, tempat pemanas (hot plate), gelas penutup, tisu, spidol, mikroskop binokuler olympus CX 21 dengan cahaya listrik, mikroskop monokuler dengan cahaya matahari, dan mikroskop binokuler Leica DME dengan cahaya listrik. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas: ikan lele dumbo, pakan ikan lele dumbo 781, thiodan 20 WP, formalin 5%, alkohol 70%, 80%, 95%, 100%, xylol, parafin, albumin-gliserin, entellen, aquades, hematoxylan 1, Acid alkohol, dan Eosin.
Toksisitas subakut endosulfan terhadap ikan lele dumbo berdasarkan nilai LC50-96 jam adalah 0,0027 ppm. Berdasarkan nilai tersebut insektisida endosulfan diklasifikasikan ke dalam golongan A, yang berarti memiliki toksisitas yang sangat tinggi terhadap ikan. Berdasarkan hasil percobaan pemaparan endosulfan pada konsentrasi 0,00216 ppm dan 0,00243 ppm, jika dilihat dari morfologis ikan lele dumbo yang diberi perlakuan memiliki warna tubuh yang pucat, pergerakan kurang, nafsu makan lebih rendah dan memiliki ukuran tubuh yang lebih kecil dibandingkan dengan kontrol. Ikan yang diamati setelah percobaan telah mencapai TKG IV dengan ciri-ciri sebagai berikut: pada gonad jantan ikan lele dumbo, gonad semakin besar ukurannya, semakin pejal, mengisi sebagian besar rongga perut dan berwarna putih. Sedangkan pada gonad betina ikan lele dumbo, gonad membesar dan panjang, berwarna kuning kecoklatan, mengisi dua pertiga rongga perut dan butiran telur mudah terlihat.
Pengujian menggunakan 200 liter media uji, pada uji pendahuluan dan toksisitas tanpa pergantian air sedangkan pada uji pengaruh dilakukan pergantian air setiap 2 hari sekali. pengecekan kualitas air untuk uji pendahuluan pada 0, 24, dan 48 jam, uji toksisitas pada 0, 48, dan 96 jam, uji pengaruh dilakukan setiap 1 minggu sekali parameter yang diukur adalah suhu, pH dan DO. Setelah 8 minggu uji pengaruh, diambil 3 ekor ikan pada setiap perlakuan lalu dibedah dan gonad difiksasi pada formalin 5%. Kemudian dilakukan pembuatan preprat yang meliputi: pemotongan jaringan, pelabelan, dehidrasi, penjernihan, parafinasi, pembuatan blok, pengirisan jaringan, pewarnaan jaringan dan pengamatan hitologi. Pada pengamatan parameter yang diamati adalah kepadatan spermatogonium, ada tidaknya sel radang, infiltrasi jaringan dan dilakukan pengamatan diameter telur, setelah itu data dianalisis secara deskriptif.
Pada konsentrasi subletal tersebut endosulfan menyebabkan berkurangnya jumlah spermatogonium pada setiap tubulus bahkan menimbulkan peradangan sel dan infiltrasi jaringan, keadaan ini berbeda dengan keadaan sperma pada ikan kontrol. Adapun grafik nilai skoring jumlah spermatogonium yang dapat dilihat pada Gambar 1. Serta gambaran histologi sperma pada Gambar 2 dan 3. Sedangkan gambaran jumlah spermatogonium pada setiap perlakuan tertera pada Gambar 4, 5 dan 6. Menurut Willey & Krone (2001) ikan yang terpapar pada endosulfan akan menimbulkan perubahan distribusi sel germinal primordial yang dapat mempengaruhi struktur dan fungsi gonad. Selain itu, endosulfan dapat menyebabkan dampak negatif terhadap gonad ikan jantan, yaitu kerusakan testis yang meliputi sel leydig, sel sertoli, dan tubulus seminiferus (Dutta et al., 2006). Sel leydig merupakan tempat produksi hormon androgen. Jika sel leydig mengalami kerusakan maka hormon androgen tidak akan berperan baik pada proses reproduksi ikan jantan. Kerusakan ini dapat menyebabkan sel-sel germinal yang aktif membentuk spermatogonia di tubulus terhambat sehingga jumlah spermatogonium berkurang. Selain itu, residu tinggi dari endosulfan juga dapat 318
ISBN No. 978-602-98559-1-3
Prosiding SNSMAIP III-2012
Gambar 1. Grafik nilai skoring jumlah spermatogonium
a
b c
Gambar 2. Spermatogonium
a
Gambar 4. Spermatogonium pada 0 ppm
Gambar 3. Sel radang dan infiltrasi jaringan
c
c
b
Gambar 5. Spermatogonium pada 0,00216 ppm
b
Gambar 6. Spermatogonium pada 0,00243 ppm
Gambar 7. Grafik distribusi diameter telur ikan lele dumbo (Clarias gariepinus) Keterangan: a : Spermatogonium b : Sel radang c : Infiltrasi jaringan Gambar 2 dan 3. pada perbesaran 20 x 10 dengan mikroskop binokuler Leica DME Gambar 3. pada perbesaran 20 x 10 dengan mikroskop binokuler Leica DME Gambar 4,5 dan 6. pada perbesaran 10 x 10 dengan mikroskop binokuler olympus CX 21 Gambar 5. pada perbesaran 10 x 10 dengan mikroskop binokuler olympus CX
319
ISBN No. 978-602-98559-1-3
menurunkan tingkat testosteron secara signifikan (Singh et al., 2008). Efek bahan toksik ini akan lebih besar jika paparan terjadi selama tahap perkembangan (Saiyed et al., 2003). Hal ini dibuktikan dengan adanya sel radang dan infiltrasi jaringan pada gonad ikan lele dumbo jantan yang dipaparkan dengan konsentrasi subletal endosulfan selama 8 minggu. Hasil penelitian mengenai kerusakan gonad jantan pada ikan lele dumbo oleh pemaparan endosulfan diperkuat oleh Dutta et al., (2006) yang menyatakan bahwa setelah 24 jam pemaparan endosulfan pada ikan bluegill sunfish (Lepomis macrochirus), terdapat sedikit jaringan ikat yang mengalami kerusakan. Pada pemaparan 48 jam mengakibatkan kerusakan dinding spermatosit primer dan pemisahan dari tubulus seminiferus. Setelah 72 jam testis menunjukkan kerusakan jaringan ikat lebih lanjut dan migrasi spermatogonium primer menjadi lumen. Pada pemaparan 96 jam, ada kerusakan signifikan untuk jaringan ikat dan tubulus seminiferus. Setelah 1-2 minggu, dinding tubulus seminiferus yang mengalami kerusakan menjadi hancur dan struktur testis sangat rusak dibandingkan dengan testis kontrol. Pada konsentrasi endosulfan 0 ppm, proporsi diameter telur pada selang kelas 1,17-1,22 mm memiliki frekuensi tertinggi sedangkan pada konsentrasi 0,00216 ppm dan 0,00243 ppm, frekuensi diameter telur tertinggi pada selang kelas 1,05-1,10 mm. Hal ini menunjukkan bahwa pada kontrol, ikan lele dumbo memiliki diameter telur yang lebih besar daripada pada perlakuan dengan endosulfan. Pada perlakuan endosulfan yaitu 0,00216 ppm dan 0,00243 ppm rata-rata diameter telur ikan lele dumbo hampir sama. Grafik diameter telur dapat dilihat pada Gambar 7. Besar kecilnya telur yang terlihat dari diameter telur sangat berpengaruh penting pada larva yang nantinya dihasilkan. Diameter telur yang lebih besar memiliki kandungan kuning telur yang lebih banyak daripada pada ikan dengan diameter telur yang lebih kecil sehingga ikan dengan diameter telur yang lebih besar menghasilkan ukuran larva yang lebih besar pula daripada telur dengan diameter telur yang lebih kecil (Affandi dan Tang, 2001). Singh et al., (2008) mengungkapkan bahwa urutan preferensial bioakumulasi
Prosiding SNSMAIP III-2012
endosulfan pada ikan adalah ovarium > hati > otak > darah, yang menunjukkan kerentanan terhadap disfungsi reproduksi. Ikan betina yang dipaparkan pada konsentrasi subletal endosulfan, dapat menyebabkan semakin lamanya waktu penetasan, mengakibatkan penurunan jumlah dan pertumbuhan benih, sedangkan pada ikan yang telah matang gonad akan menghasilkan telur yang lebih sedikit dan membutuhkan waktu lebih lama pada saat penetasan (Gormley & Teather 2003). Endosulfan dapat menyebabkan gangguan endokrin, yaitu pada hormon estrogen. Hormon ini merupakan hormon pendukung proses reproduksi, jika hormon ini terganggu maka dapat mempengaruhi struktur dan fungsi gonad. Salah satunya dapat mengganggu proses vitelogenesis. Vitelogenesis adalah proses induksi dan sintesis vitelogenin di hati oleh hormon estradiol-17β, serta penyerapan vitelogenin yang terbawa aliran darah ke dalam oosit. Agar oosit dapat berkembang sempurna, seluruh tahapan proses ini harus berlangsung secara berurutan dan teratur (Tyler dalam Affandi dan Tang, 2001). Endosulfan merupakan insektisida yang merusak sistem pernafasan lalu sistem saraf, kemudian merusak sistem pencernaan dan terakhir menyerang sistem reproduksi yaitu gonad. Ketika gonad terkena paparan endosulfan, maka struktur dan fungsi sel telur pun mulai berubah terutama pada proses vitelogenesis. Gangguan pada proses vitelogenesis ini menyebabkan semakin berkurangnya diameter telur ikan lele dumbo yang telah dipaparkan pada kosentrasi subletal endosulfan selama 8 minggu. 4. SIMPULAN Adapun beberapa kesimpulan diperoleh pada penelitian ini, yaitu: 1. 2.
3.
yang
Toksisitas subletal endosulfan terhadap ikan lele dumbo (LC50-96 jam) adalah 0,0027 ppm. Batas ambang maksimal konsentrasi endosulfan pada perairan yang dapat ditoleransi dan aman untuk reproduksi ikan lele dumbo adalah 0,00158 ppm. Endosulfan pada konsentrasi subletal 0,00216 ppm dan 0,00243 ppm yang dipaparkan pada ikan lele dumbo selama 8 minggu menimbulkan pengaruh yang nyata terhadap jumlah 320
ISBN No. 978-602-98559-1-3
4.
spermatogonium, diameter telur, dan keadaan sel (sperma dan ovum). Pada konsentrasi subletal tersebut endosulfan dapat menyebabkan sel radang dan infiltrasi pada sperma serta atelektesis pada ovum.
PUSTAKA Abraham, C. C. 2004. Endosulfan’s Effects: Omissions and Flawed Data. Environ. Health Perspect. 112, A538. Affandi, Ridwan dan Tang, Usman M. 2001. Biologi Reproduksi Ikan. Pusat Penelitian Kawasan Pantai dan Perairan Universitas Riau. Pekanbaru Riau. Amaraneni, S. R. and Pillala, R. R. 2001. Concentrations of Pesticide Residues in Tissues of Fish from Kolleru Lake in India. Environ. Toxicol. 16, 550556. Asian Development Bank (ADB), P. D. 1987. Handbook on the Use of Pesticides in the Asia Pasific Region. Asian Development Bank. Bagenal TB. 1969. Relationship Between Egg Size and Fry Survival in Brown trout (Salmo Trutta L). J Fish Biol 1: 349-353. Balasubramani, Alagusandaram dan Pandian, Thavamani, Jegajothivel. 2008. Endosulfan Suppresses Growth and Reproduction in Zebrafish. Current Science, Vol. 94, No. 7. Dikutip dari: http://www.ias.ac.in pada tanggal 1 April 2010 pukul 09.00 WIB. Canadian Environmental Quality Guidelines. 1999. Canadian Council of the Ministers of the Environment. Winnipeg. Chinabut S, Limsuwan LC, Kitsawat P. 1991. Histology of the Walking Catfish (Clarias batrachus). International Development Research Centre. Canada. Cholik, Fuad. 2005. Akuakultur. PT Victoria Kreasi Mandiri. Connel, D.W. dan G.J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran (terjemahan Y. Koestoer). Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta. 520 hal. Dutta dan Dalal. 2008. The Effect of Endosulfan on the Ovary of Bluegill Sunfish: A Histopathological Study
Prosiding SNSMAIP III-2012
(Lepomis macrochirus). Dikutip dari: http://www.bioline.org pada tanggal 1 Oktober 2010 pukul 09.00 WIB. Dutta HM, Misquitta D, Khan S. 2006. The effects of endosulfan on the testes of bluegill fish, Lepomis macrochirus: a histopathological study.Arch Environ Contam Toxicol 51(1):149-56. Gormley KL, Teather KL. 2003. Developmental, behavioral, and reproductive effects experienced by Japanese medaka (Oryzias latipes) in response to short term exposure to endosulfan. Ecotox Environ Saf 54:330-38. Harder 1975. Anatomy of Fish. Schweizertbartsche Verlagsbuchhandlung Stuttgart. Khillare, Y. K. and Wah, S. B. 1987. Chronic Effects of Endosulfan, Malathion and Sevin in The FreshWater Fish (Barbus stigma), Testis Histopathology. J. Sci. Res. 9, 19-22. Koesoemadinata, S. 1980. Lethal Toxicity of 24 Insecticide Formulations Commonly Used for Rice Pest Control in Irrigated Rice Field to Two Indonesian Freshwater Fish Species, (Cyprinus carpio) and (Puntius gonionotus). Bul. Penelitian Perikanan 2(1): 67-82. Komisi Pestisida. 1983. Pedoman Umum Pengujian Laboratorium Toksisitas Letal Pestisida pada Ikan untuk Keperluan Pendaftaran. Komisi Pestisida Departemen Pertanian. Jakarta. 19 hal. Kurniasih. 1999. Penuntun Proses Jaringan dan Atlas Histologi Ikan. Pusat Karantina. Departemen Pertanian. Jakarta. Lagler KF, Bardach JE, Miller RR, Pasino DRM. 1977. Ichthiology. John Wiley and Sons Inc New York, London. Machlin LJ, 1990. Hand Book of Vitamin. Second Edition. Revised and Expanded. Mercier, M. 1981. Organochlorine Pesticides. Pergamon Press. New York. Nagahama Y. 1983. The Functional Morphology of Teleost Gonads. In. WS Hoar, Randall DJ, Donaldson EM (Eds.). Fish Physiology IX B. Acad Press New York. hlm 223-275.
321
ISBN No. 978-602-98559-1-3
Najiyati, S. 1992. Memelihara Lele Dumbo di Kolam Taman. Penebar Swadaya. Jakarta. Nurchayatun, Titik. 2007. Pengaruh Pemberian Merkuri Klorida Terhadap Struktur Mikroanatomi Insang Ikan Mas. Universitas Negeri Semarang. Semarang. Pandey, A. C. 1988. Impact of Endosulfan (thiodan) EC 35 on Behaviour and Dynamics of Oocyte Development in the Teleostean Fish, Colisa (Trichogaster) Fasciatus. Ecotoxicol. Environ. Saf. 15, 221-225. Saiyed H, Dewan A, Bhatnagar V, Shenoy U, Shenoy R, Rajmohan H, Patel K, Kashyap R, Kulkarni P, Rajan B, Lakkad B. 2003. Effect of endosulfan on male reproductive development. Environ Health Perspect 111(16):1958-62. Schoettger, R. A. 1970. Toxicology of Thiodan in Several Fish and Aquatic Invertebrates. United State Department of the Interior. Bureau of Sport Fisheries and Wildlife. Washington DC. 31 hal. Singh PB, Singh V, Nayak PK. 2008. Pesticide residues and reproductive dysfunction in different vertebrates from north India. Food Chem Toxicol 46(7):2533-9. Suvaparp, R., Chawengsri, V., Tayaputch, N., Chernchaivachirakul, A., Yokyongsakul, N., Sitchawat, T. and Doichuanngam, K. 2004. Dissipation of Endosulfan in Rice Fields. In Proceedings from the Rice Research Institute, Department of Agriculture,
Prosiding SNSMAIP III-2012
Meeting No. 5, Bangkok, Thailand, 21-23 November 2001, pp. 129-139. Tarumingkeng, R. C. 1992. Insektisida, Sifat, Mekanisme Kerja, dan Dampak Penggunaannya. Ukrida Wacana. Jakarta. Watts, Meriel. 2008. Endosulfan. Dikutip dari: http://www.panna.org pada tanggal 30 Agustus 2010 pukul 10.00 WIB. Willey JB, Krone PH. 2001. Effects of endosulfan and nonylphenol on the primordial germ cell population in pre-larval zebrafish embryos. Aquat Toxicol 54(1-2):113-23. Woynarovich E, Horvath L. 1980. The Artificial Propagation of Warm Water Finfish. FAO Fisheries Technical Paper No. 201. FIR/T 201. Wudiyanto, R. 1998. Petunjuk Penggunaan Pestisida. Penebar Swadaya. Jakarta. 220 hal. Yudha, Indra, G. 2009. Tingkat Kerusakan Sel Darah Merah Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) yang Dipaparkan Endosulfan Pada Konsentrasi Subletal. Dikutip dari: http://blog.unila.ac.id pada tanggal 20 Februari 2010 pukul 09.05 WIB. Zohar Y. 1991. Fish Reproduction: Its Physiology and Artificial Manipulation hlm 65-119. In S. Sshilo and S. Saring (Eds). Fish Culture in Warm Water Problems and Trends. GRC Press. Zynudheen, A. A. and Radhakrishnan, A. G. 2004. Pesticide Residues in Freshwater Fishes of Saurashtra Region. Fish. Technol. 41, 133-138.
322
