Pengantar Avertebrata Air

Avertebrata air merupakan suatu bidang ilmu yang mempelajari tentang hewan-hewan perairan yang tidak bertulang belakang. Lingkungan hidup hewan avertebrata dibagi menjadi 3 bagian, yaitu lingkungan air laut, lingkungan air tawar dan lingkungan air laut.

1. Lingkungan Air Tawar

Lingkungan air tawar memiliki salinitas antara 0,01 – 0,5 ppt dan densitas maksimum pada suhu 4 derajat celcius yang disebut sebagai anomali air. Lingkungan air tawar meliputi danau, sugai, waduk, rawa, dan estuari.

2. Lingkungan Air Laut

Lingkungan air laut meliputi perairan yang memiliki salinitas sebesar 34 – 35 ppt dan terdapat fitoplankton. Lingkungan air laut dibedakan menjadi 4 macam, yaitu:

a.    Continental shelf, dengan kedalaman 150-200 meter

b.    Continental slope,dengan kedalaman 3000 meter atau lebih

c.    Continental rise, dengan kedalaman 3000-5000 meter

1. 3.    Lingkungan Air Payau

Estuari atau perairan payau merupakan pertemuan antara air tawar dan air sungai di muara sungai,dengan salinitas 0,5-32 ppt. Perairan payau merupakan penghalang bagi hewan air untuk bermigrasi dari laut ke tawar dan sebaliknya

PERBEDAAN HEWAN AVERTEBRATA AIR DI LAUT DAN AIR TAWAR

No.		Avertebrata
		Air Laut	Air Tawar
1.	Alat ekskresi	Isotonik	Hipertonik
2.	Telur	Jumlahnya banyak, ukurannya kecil, tanpa pelindung dan melayang sebagai plankton	Jumlahnya lebih sedikit, ukurannya lebih besar, berat, tenggelam, dilindungi selaput, pembuahan di dalam, kuning telur lebih besar dan dapat dierami
3.	Larva	Sebagian besar merupakan plankton	Sebagian kecil merupakan plankton
4.	Perbedaan filogenik	Spesies organismenya   bermacam	Spesies organismenya lebih sedikit
5.	Ukuran	Lebih besar	Lebih kecil
6.	Warna	Lebih bervariasi, cerah   dan menarik	Lebih suram, kelabu, coklat atau hitam
7.	Alat pertahanan khusus	Umumnya tidak punya	Banyak yang membentuk   telur dorman, siste atau melakukan estivasi
8.	Neuston	Tidak ada	Banyak terdapat di lapisan permukaan
9.	Bioluminescense	Memiliki	Hanya beberapa spesies   yang memiliki
10.	Kemampuan adaptasi terhadap lingkungan	Relatif stabil	Lebih bervariasi dan labil

Kelompok Makhluk Hidup

1.    Kingdom Monera/ Mychota

Merupakan makhluk hidup yang uniseluler, tidak mempunyai inti sel (prokariotik), reproduksinya secara  aseksual

2.    Kingdom Protista

Merupakan makhluk hidup uniseluler, mempunyai inti sel (eukariotik), dan reproduksinya secara aseksual

3.    Kingdom Plantae

Merupakan makhluk hidup multiseluler, mempunyai inti sel, dan reproduksinya secara  seksual dan aseksual

4.    Kingdom Fungi

Merupakan makhluk hidup eukaryotik, antar sel tidak terdapat pembatas dan reproduksinya secara aseksual dan seksual

5.    Kingdom Animalia (Metazoa)

Merupakan makhluk hidup multiseluler, eukaryotik, reproduksi umumnya secara seksual. Meliputi semua jenis hewan termasuk metazoa, kecuali protozoa

FILUM PROTOZOA

Filum protozoa merupakan hewan paling sederhana dan terdiri dari satu sel. Ukurannya mikroskopis yaitu antara 5-5000 mikron dan sistem pernafasannya secara difusi. ewan ini bereproduksi secara aseksual maupun seksual.

FILUM PORIFERA

Dikenal dengan nama spons, bersel banyak, hidupnya bersifat menetap, umumnya terdapat di perairan jernih, dangkal, dan menempel di substrat, pertukaran gas terjadi secara difusi, dan reproduksinya secara aseksual maupun seksual.

FILUM COELENTERATA

Disebut juga Cnidaria, kebanyakan hidup di laut, mempunyai rongga pencernaan dan mulut, tetapi tidak mempunyai anus, tubuh terdiri dari 3 lapisan yaitu epidermis, gastrodermis, dan mesoglea, pertukaran gas secara difusi melalui seluruh permukaan tubuh,berkembang biak secara aseksual maupun seksual,bersifat karnivor, makanan utamanya adalah Crustacea dan ikan kecil, sisa makanan yang tidak dapat dicerna dibuang melalui mulut.

FILUM ROTIFERA

Termasuk metazoa yang paling kecil, berukuran antara 40-2500 mikron, rata-rata 200 mikron, umumnya hidup bebas, soliter, koloni atau sessile, biasanya berwarna transparan, beberapa berarna cerah, tubuh terbagi menjadi 3, yaitu bagian anterior, badan yang besar, dan kaki, ciri khas: pada bagian anterior terdapat corona dan mastax, mulut terletak di bagian ventral, pada tiap sisi lateral terdapat sebuah protonephridium dengan 2-8 flame bulb, tidak mempunyai alat pencernaan.

Reproduksi seksual, bila rotifera jantan tidak menemukan betina, akan mati pada umur 2 – 7 hari, perkawinan dilakukan dengan hipodermic impregnation (sperma masuk melalui dinding tubuh), Brachionus merupakan rotifera yang banyak dibudidayakan sebagai makanan alami untuk larva ikan dan udang. Pada daerah yang tecemar bahan organik dan berlumut, biasanya dijumpai Bdelloidea seperti Philodina dan Rotaria.

MEKANISME KONTRAKSI OTOT

Mekanisme kerja otot pada dasarnya melibatkan suatu perubahan dalam keadaan yang relatif dari filamen-filamen aktin dan myosin. Selama kontraksi otot, filamen-filamen tipis aktin terikat pada dua garis yang bergerak ke Pita A, meskipun filamen tersebut tidak bertambah banyak.Namun, gerakan pergeseran itu mengakibatkan perubahan dalam penampilan sarkomer, yaitu penghapusan sebagian atau seluruhnya garis H. selain itu filamen myosin letaknya menjadi sangat dekat dengan garis-garis Z dan pita-pita A serta lebar sarkomer menjadi berkurang sehingga kontraksi terjadi. Kontraksi berlangsung pada interaksi antara aktin miosin untuk membentuk komplek aktin-miosin.

Suatu stimulus tunggal (yang menimbulkan potensial aksi) bila dikenakan pada suatu serabut otot, akan menghasilkan suatu kontraksi otot tunggal pada serabut otot tersebut. Bila potensial aksi kedua diberikan setelah otot mencapai relaksasi penuh, maka akan terjadi kontraksi tunggal kedua dengan kekuatan sama dengan kontraksi pertama. Namun bila potensial aksi kedua itu diberikan belum mencapai relaksasi penuh, maka akan terjadi kontraksi tambahan pada puncak kontraksi pertama kondisi ini dinamakan penjumlahan kontraksi. Bila suatu otot diberi stimulus dengan sangat cepat namun diantara dua stimuli masih ada sedikit relaksasi, maka akan terjadi tetanus tidak sempurna. Bila tidak ada kesempatan otot untuk relaksasi diantara dua stimuli, maka akan terjadi kontraksi dengan kekuatan maksimum yang disebut tetanus sempurna.

SLIDING FILAMENT THEORY

Dari hasil penelitian dan pengamatan dengan mikroskop elektron dan difraksi sinar X, Hansen dan Huxly (l955) mengemukkan teori kontraksi otot yang disebut model sliding filaments. Model ini menyatakan bahwa kontraksi didasarkan adanya dua set filamen di dalam sel otot kontraktil yang berupa filament aktin dan filamen miosin.. Rangsangan yang diterima oleh asetilkolin menyebabkan aktomiosin mengerut (kontraksi). Kontraksi ini memerlukan energi.

Pada waktu kontraksi, filamen aktin meluncur di antara miosin ke dalam zona H (zona H adalah bagian terang di antara 2 pita gelap). Dengan demikian serabut otot menjadi memendek yang tetap panjangnya ialah ban A (pita gelap), sedangkan ban I (pita terang) dan zona H bertambah pendek waktu kontraksi.

Ujung miosin dapat mengikat ATP dan menghidrolisisnya menjadi ADP. Beberapa energi dilepaskan dengan cara memotong pemindahan ATP ke miosin yang berubah bentuk ke konfigurasi energi tinggi. Miosin yang berenergi tinggi ini kemudian mengikatkan diri dengan kedudukan khusus pada aktin membentuk jembatan silang. Kemudian simpanan energi miosin dilepaskan, dan ujung miosin lalu beristirahat dengan energi rendah, pada saat inilah terjadi relaksasi. Relaksasi ini mengubah sudut perlekatan ujung myosin menjadi miosin ekor. Ikatan antara miosin energi rendah dan aktin terpecah ketika molekul baru ATP bergabung dengan ujung miosin. Kemudian siklus tadi berulang Iagi.

Mekanisme kerja otot pada dasarnya melibatkan suatu perubahan dalam keadaan yang relatif dari filamenfilamen aktin dan myosin. Selama kontraksi otot, filamen-filamen tipis aktin terikat pada dua garis yang bergerak ke Pita A, meskipun filamen tersebut tidak bertambah banyak.Namun, gerakan pergeseran itu mengakibatkan perubahan dalam penampilan sarkomer, yaitu penghapusan sebagian atau seluruhnya garis H. selain itu filamen myosin letaknya menjadi sangat dekat dengan garis-garis Z dan pita-pita A serta lebar sarkomer menjadi berkurang sehingga kontraksi terjadi. Kontraksi berlangsung pada interaksi antara aktin miosin untuk membentuk komplek aktin-miosin.

CROSS BRIDGE HYPHOTHESIS

Suatu filamen tebal tersusun atas molekul-molekul myosin yang merupakan suatu molekul besar seperti batang tipis (lebih kurang 200 nm) yang tersusun atas 2 spiral peptida yang saling berpilin. Setiap molekul myosin pada salah satu ujungnya memiliki 2 bulatan (kepala) yang panjangnya 20nm dan lebar 2nm bagian ini disebut jembatan silang (cross bridge) myosin yang menonjol keluar filamen tebal.

Hidrolisis ATP dapat dikaitkan dengan model pergeseran-filamen. Pada

mulanya, kita mengasumsikan jika cross-bridges miosin memiliki letak yang konstan tanpa berpindah-pindah, maka model ini tak dapat dibenarkan. Sebaliknya, cross-bridges itu harus berulangkali terputus dan terkait kembali pada posisi lain namun masih di daerah sepanjang filamen dengan arah menuju disk Z.

Melalui pengamatan dengan sinar X terhadap struktur filamen dan kondisinya saat proses hidrolisis terjadi, Rayment, Holden, dan Milligan mengeluarkan postulat bahwa tertutupnya celah aktin akibat rangsangan (berupa ejeksi ADP) itu berperan besar untuk sebuah perubahan konformasional (yang menghasilkan hentakan daya miosin) dalam siklus kontraksi otot. Postulat ini selanjutnya mengarah pada model “perahu dayung” untuk siklus kontraktil yang telah banyak diterima berbagai pihak. Pada mulanya, ATP muncul dan mengikatkan diri pada kepala miosin S1 sehingga celah aktin terbuka. Sebagai akibatnya, kepala S1 melepaskan ikatannya pada aktin. Pada tahap kedua, celah aktin akan menutup kembali bersamaan dengan proses hidrolisis ATP yang menyebabkan tegaknya posisi kepala S1. Posisi tegak itu merupakan keadaan molekul dengan energi tinggi (jelas-jelas memerlukan energi). Pada tahap ketiga, kepala S1 mengikatkan diri dengan lemah pada suatu monomer aktin yang posisinya lebih dekat dengan disk Z dibandingkan dengan monomer aktin sebelumnya. Pada tahap keempat, Kepala S1 melepaskan Pi yang mengakibatkan tertutupnya celah aktin sehingga afinitas kepala S1 terhadap aktin membesar. Keadaan itu disebut keadaan transien. Selanjutnya, pada tahap kelima, hentakan-daya terjadi dan suatu geseran konformasional yang turut menarik ekor kepala S1 tadi terjadi sepanjang 60 Angstrom menuju disk Z. Lalu, pada tahap akhir, ADP dilepaskan oleh kepala S1 dan siklus berlangsung lengkap.

PERANAN Ca­²⁺

Sejak tahun 1940, ion Kalsium diyakini turut berperan serta dalam pengaturan kontraksi otot. Kemudian, sebelum 1960, Setsuro Ebashi menunjukkan bahwa pengaruh Ca­²⁺  ditengahi oleh Troponin dan Tropomiosin. Ia menunjukkan aktomiosin yang diekstrak langsung dari otot (sehingga mengandung ikatan dengan troponin dan tropomiosin) berkontraksi karena ATP hanya jika Ca­²⁺ ada pula. Kehadiran troponin dan tropomiosin pada sistem aktomiosin tersebut meningkatkan sensitivitas sistem terhadap Ca­²⁺. Di samping itu, subunit dari troponin, TnC, merupakan satu-satunya komponen pengikat Ca­²⁺. Secara molekuler, proses kontraksi ini dapat dilihat dalam gambar  sebagai berikut:

Kontraksi otot halus tetap dipicu oleh Ca­²⁺ karena miosin rantai ringan kinase (=myosin light chain kinase / MLCK) secara enzimatik akan menjadi aktif hanya jika Ca­²⁺-kalmodulin hadir. Konsentrasi intraselular [Ca­²⁺] bergantung pada permeabilitas membran plasma sel otot halus terhadap Ca­²⁺. Permeabilitas otot halus tersebut dipengaruhi oleh sistem saraf involunter atau autonomik. Saat [Ca­²⁺] meningkat, kontraksi otot halus dimulai. Saat [Ca­²⁺] menurun akibat pengaruh Ca­²⁺- ATPase dari membran plasma, MLCK kemudian dideaktivasi.

HUBUNGAN SISTEM SYARAF DENGAN MEKANISME PENDENGARAN, PENCIUMAN, PERASA DAN PERABA

PENDAHULUAN

Sistem saraf adalah sebuah sistem organ yang mengandung jaringan sel-sel khusus yang disebut neuron yang mengkoordinasikan tindakan binatang dan mengirimkan sinyal antar berbagai bagian tubuhnya (Force, 2010).

Menurut Yuwono dan Purnama (2001), jika rangsang mengenai sistem saraf akan diubah menjadi gelombang elektrokimia yang ditransmisikan sepanjang sistem saraf. Dalam berbagai hewan air seperti pada cumi-cumi sistem saraf tersusun dari sel-sel saraf yang disebut neuron. Fungsi saraf telah banyak diteliti dengan menggunakan neuron dari hewan ini. Karena ukuran yang cukup besar .

MEKANISME PENDENGARAN

Dalam suatu proses pendengaran, gelombang suara yang sampai pada ikan terdapat dalam air. Dengan demikian gelombang  suara  akan dengan mudah masuk ke telinga dalam. Pada kebanyakan vertebrata, telinga memiliki dua fungsi yaitu sebagai proprioreseptor dan penerima suara. Proprioreseptor menyediakan informasi yang fokus pada posisi dan pergerakan kepala. Dan penerima suara merespon  gelombang suara besar yang kuat pada air. Pada organ pendengaran, sel reseptor sensoris merupakan sel bersilia. Gerakan silia itulah yang nantinyaakan merangsang pembentukan potensial aksi pada reseptor sehingga akhirnya terjadi proses mendengar.

Sebuah sistem saluran berbentuk tabung yang disebut labyrinth yang membentuk telinga ikan bagian dalam bekerja ketika mendapat rangsang bunyi. Telinga itu tidak terlihat tepat di luar tubuh ikan tetapi di dalam dekat tengkorak. Telinga dalam berisi reseptor untuk keseimbangan (labirin) dan reseptor pendengar. Sel-sel rambut pada turat sisi ikan peka terhadap getaran dengan frekuensi lebih dari 200 Hz. Gerakan-gerakan bunyi lewat melalui jaringan tubuh ke labyrinth yang berisi zat dengar yang digerakkan oleh geraran-getaran itu. Sel-sel yang sensitive menyampaikan gerakan ini ke otot sehingga mendengar bunyi.

MEKANISME PENCIUMAN

Indra penciuman vertebrata dilaksanakan oleh neuron primer yang terdapat dalam epitel hidung di rongga hidung bagian atas. Dalam mendeteksi adanya stimuli kimia melalui reseptor pembau, stimuli tersebut masuk pada lubang (nostril) dan dirubah dalam bentuk signal elektrik yang berasal dari gerakan silia yang kemudian melewati olfactory tract yang kemudian diterjemahkan pada otak telencephalon.

Telencephalon adalah otak bagian depan sebagai pusat untuk hal-hal yang berhubungan dengan pembau syaraf utama yang berhubungan dengan hidung sebagai pencari makanan. Pada awalnya neuron membangun kontak dengan telencephalon, kemudian indra pada vertebrata berkembang sehingga dapat mengenali dan membedakan benda yang satu dengan yang lain. Masing-masing neuron mempunyai akson pendek yang melalui lempeng kribrifm (ayakan) dari tengkorak dan segera bersinopsis dengan neuron lain dalam otak. Kemungkinan untuk mengolah data alfatori yang datang dari reseptor sebelum mencari celebrum, adalah sangat besar.

MEKANISME PERASA

Reseptor untuk indra perasa disebut sebagai  gustato receptors atau ujung perasa. Pada ikan terdapat reseptor untuk perasa yang cukup sensitif dalam menanggapi rangsang. Pada awalnya rangsangan berupa rasa dari lingkungan diterima oleh syaraf penerima yang terletak di dekat sumber rangsang. Kemudian, rangsang diteruskan ke neurophtelial atau perasa sel. Melalui perasa sel ini, informasi rangsang akan diterjemahkan dan hasilnya berupa tingkah laku dengan bantuan syaraf efektor.

Menurut Ganong (1981), reseptor pengecap adalah kemoreseptor yang memberi respons pada zat-zat yang larut dalam cairan mulut yang membasahinya. Zat-zat ini nampaknya menimbulkan potensial generator, tetapi bagaimana molekul-molekul dalam larutan saling beraksi dengan sel-sel reseptor untuk menimbulkan potensial ini tidak diketahui. Ada tanda-tanda bahwa molekul menimbulkan pengecupan bekerja pada membran sel reseptor atau ukuran-ukurannya.

MEKANISME PERABA

Menurut Rahardjo et.al., (1989), sungut merupakan alat peraba pada ikan yang terdapat di sekitar mulut, pada sungut ini terdapat pemusaran organ peraba. Selain itu, organ perasa juga menyebar di lengkung insang, epibranchial dan gigi faring.

Potensial yang terbentuk pada reseptor harus berupa potensial generator. Potensial generator akan menyebabkan pelepasan transmitter menyebabkan perubahan elektrokimia yang mendepolarisasikan sel syaraf sensoris (terbentuk potensial aksi pada sel syaraf sensoris). Potensial aksi tersebut akan terus menjalar ke efektor dan akhirnya tanggapan ikan terhadap rangsangan sentuhan pun terjadi.

SUMBER:

Burhanuddin, Andi Iqbal. 2008. Peningkatan Pengetahuan Konsepsi Sistematika dan Pemahaman Sistem Organ Ikan yang Berbasis sel pada Mata Kuliah Ikhtiologi. Universitas Hasanuddin. Maksaar

Fitri, Aristi. Dian Purnama. 2008. Respon Penglihatan dan Penciuman Ikan Kerapu terhadap Umpan Terkait dengan Efektivitas Penangkapan. IPB. Bogor

Force, Pelta. 2010. Sistem Saraf Manusia. http://grandmall.10.wordpress.com/ 2010/03/02/sistem_saraf_manusia. Diakses tanggal 4 Desember 2011 Pukul 18.00 WIB.

Ganong, W.F. 1981. Fisiologi Kedokteran. University of California: San Fransisco

Isnaeni, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Kanisius. Yogyakarta

Rahardjo, et. al. 1989. Biologi Ikan 1. Intitut Pertanian Bogor. Bogor

Scheer, T. Bradley. 1984. Comparative Physiology. Chapma and Hall. London

Villee, A Claude. Warren f. 1984. Zoologi Umum. PT Gelora Aksara Pratama. Bogor

Yuwono, E. dan Purnama S. 2001. Fisiologi Hewan Air. Sagung Seto. Jakata

MEKANISME KERJA SISTEM SYARAF IKAN PADA SAAT MELIHAT DAN MEMIJAH

Sistem saraf adalah sebuah sistem organ yang mengandung jaringan sel-sel khusus yang disebut neuron yang mengoordinasikan tindakan binatang dan mengirimkan sinyal antar berbagai bagian tubuhnya (Force, 2010).

Menurut Yuwono dan Purnama (2001), jika rangsang mengenai sistem saraf akan diubah menjadi gelombang elektrokimia yang ditransmisikan sepanjang sistem saraf. Dalam berbagai hewan air seperti pada cumi-cumi sistem saraf tersusun dari sel-sel saraf yang disebut neuron. Fungsi saraf telah banyak diteliti dengan menggunakan neuron dari hewan ini. Karena ukuran yang cukup besar .

Menurut Siregar (1995), sistem penglihatan merupakan penghubung dengan lingkunganya, dimana dapat mengenali cahaya, warna dan bentuk semua benda, penglihatan dapat dikatakan sebagai system sensorik yang paling penting, sebab sebagian besar informasi yang diterima melalui indera penglihatan.

Menurut Svendsen and Anthony (1984), sinar cahaya dari objek difokuskan pada retina untuk menghasilkan gambar terbalik retina mengandung dua jenis reseptor untuk cahaya: kerucut yang membedakan warna, dan batang yang memungkinkan visi pada intensitas cahaya rendah. Rhodopsin adalah pigmen yang terlibat dalam perubahan fotokimia yang menterjemahkan gelombang cahaya menjadi impuls saraf dari barang. Senyawa ini asintesis dari retina dan molekul protein dalam ketiadaan cahaya.

Pada retina terdapat dua macam sel reseptor, yaitu sel kerucut (sel konus) dan sel batang (sel basilus). Sel konus berisi pigmen lembayung sedangkan sel batang berisi pigmen ungu. Kedua macam pigmen akan terurai bila terkena sinar, terutama pigmen ungu yang terdapat pada sel batang. Oleh karena itu, pigmen pada sel basilus berfungsi untuk situasi kurang terang, sedangkan pigmen dari sel konus berfungsi lebih pada suasana terang yaitu untuk membedakan warna. Semakin ke tengah, maka jumlah sel batang makin berkurang sehingga di daerah bintik kuning hanya ada sel konus saja.

Pigmen ungu yang terdapat pada sel basilus disebut rodopsin, yaitu suatu senyawa protein dan vitamin A. Apabila terkena sinar, misalnya sinar matahari, maka rodopsin akan terurai menjadi protein dan vitamin A. Pembentukan kembali pigmen terjadi dalam keadaan gelap. Untuk pembentukan kembali memerlukan waktu yang disebut adaptasi gelap (disebut juga adaptasi rodopsin). Pada waktu adaptasi, mata sulit untuk melihat. Pigmen lembayung dari sel konus merupakan senyawa iodopsin yang merupakan gabungan antara retinin dan opsin. Ada tiga macam sel konus, yaitu sel yang peka terhadap warna merah, hijau, dan biru. Dengan ketiga macam sel konus tersebut mata dapat menangkap spektrum warna.

Sedangkan pada gonad terdapat mekanisme sistem syaraf terkait dengan proses ikan tersebut memijah. Menurut Gusrina (2008), hormon merupakan organ seks jantan dan betina, organ penghasil gamet pada sebagian besar hewan.

Gonad sebagai organ reproduksi ikan merupakan salah satu dari 3 komponen yang terlibat dalam reproduksi ikan, selain sinyal lingkungan dan sistem hormon. Dalam proses pematangan gonad, sinyal lingkungan yang diterima oleh sistem saraf pusat ikan itu akan diteruskan ke hipotalamus. Akibatnya, hipotalamus melepaskan hormon GnRH (Gonadotropin realizing hormone) yang selanjutnya bekerja pada kelenjar hipofisa. Hipotalamus dan hipofisa terletak di otak belakang ikan. Hal ini menyebabkan hipofisa melepasakan hormon Goadotropin-I yang berkerja pada gonad. Akibat kerja hormon gonadotropin-I tersebut, gonad dapat mensintesis testoteron dan estradiol-β. Estradiol-β selanjutnya akan merangsang hati mensintesis vitologenin yang merupakan bakal dari kuning telur. Vitologenein tersebut kemudian dibawa oleh aliran darah menuju gonad dan secara selektif akan diserap oleh Oosit. Akibat menyerap vitologenin, oosit tumbuh membesar sampai kemudian berhenti apabila mencapai ukuran maksimum (pada ikan mas, ukuran oosit adalah 900-1000 mikron meter). Setelah mencapai ukuran tersebut, telur tidak mengalami perubahan apapun. Pada kondisi ini dikatakan bahwa telur telah berada pada fase dorman atau istirahat dan menunggu sinyal lingkungan lagi untuk dikeluarkan dari tubuh induk dalam proses pemijahan.

Lingkungan tempat hidup ikan bisa menghasilkan sinyal yang kemudian diterima oleh sistem saraf pusat dan diteruskan ke hipotalamus. Akibatnya, hipotalamus ini melepaskan hormon GnRH. Hormon ini selanjutnya bekerja pada kelenjar hipofisa. Akibatnya, hipofisa ini menyekresikan hormon Gondotropin –II yang bekrja pada gonad. Akibat hormon gonadotropin-II, goanad menyintesis hormon steroid pemicu pematangan (naturation inducing steroid) yang menyebabkan inti telur mengalami migrasi dan peleburan, lalu dilanjutkan dengan proses ovulasi. Ovulasi adalah proses keluarnya telur dari tubuh induk. Telur yang dikeluarkan pada proses ovulasi tersebut telah mencapai kamatangan fisiologis dan siap dibuahi oleh sperma.

SUMBER:

Force, Pelta. 2010. Sistem Saraf Manusia. http://grandmall.10.wordpress.com/ 2010/03/02/sistem_saraf_manusia. Diakses tanggal 4 Desember 2011 Pukul 18.00 WIB.

Gusrina. 2008. Budidaya Ikan Jilid 2. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Jakarta

Siregar, Harris. 1995. Neuro Fisiologi. Bagian Ilmu Faal Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin. Ujung Pandang

Svendsen, P  dan  Anthony M. C. 1984. An Introduction to Animal Physiology. MTR Presslimited. Inggris

Yuwono, E. dan Purnama S. 2001. Fisiologi Hewan Air. Sagung Seto. Jakata

NITRIFIKASI DAN DENITRIFIKASI DI PERAIRAN

PENDAHULUAN

Nitrat (NO₃) adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami yang merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan. Nitrifikasi yang merupakan proses oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat adalah proses yang penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung pada kondisi aerob. Menurut Zona (2011), dalam beberapa tahap selama berlangsungnya siklus nitrogen, terjadi pembebasan dan pengikatan N₂ bebas. Terlepasnya N₂ bebas akibat suatu proses yang terjadi dalam siklus nitrogen disebut denitrifikasi, yang pada dasarnya adalah konversi nitrat menjadi gas nitrogen.

Di dalam perairan nitrat dapat berasal dari aktivitas manusia yang membuang kotoran ke dalam perairan, pembusukan sisa tanaman dan hewan, pembuangan limbah industri dan kotoran hewan. Sebagai seorang pembudidaya, masalah utama yang terjadi di perairan adalah tingginya tingkat amoniak hasil reduksi dari sisa pakan maupun feses ikan.

Bermula dari sini muncullah gagasan, untuk mengembangkan keilmuan tentang nitrifikasi dan denitrifikasi. Bermula dari langkah kecil ini diharapkan dapat mengembangkan budidaya ikan yang aman dan berkelanjutan. Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis ingin membuat paper yang berjudul, “Nitrifikasi dan Denitrifikasi di Perairan”.

PEMBAHASAN

Menurut Hakim et. al. (1986), ada tiga mekanisme menyebabkan kehilangan nitrogen dalam bentuk gas-gas yaitu

(1) denitrifikasi

(2) reaksi-reaksi kimia

(3)penguapan gas NH₃

NITRIFIKASI

Nitrifikasi adalah suatu proses oksidasi enzimatik yakni perubahan senyawa amonium menjadi senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri-bakteri tertentu. Proses ini berlangsung dalam dua tahap dan masing-masing dilakukan oleh grup bakteri yang berbeda. Tahap pertama adalah proses oksidasi amonium menjadi nitrit yang dilaksanakan oleh bakteri Nitrosomonas sp dan tahap kedua adalah proses oksidasi enzimatik nitrit menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri Nitrobakter sp. Oksidasi nitrit menjadi ammonia ditunjukan dalam persamaan berikut (a). Sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat ditujukan dalam persamaan (b).

Bakteri Nitrifikasi

Bakteri nitrifikasi termasuk kelompok kemoautotrof yang tumbuh dengan memanfaatkan senyawa nitrogen anorganik. Banyak spesies bakteri ini memiliki sistem membran internal dimana terdapat enzim kunci dalam proses nitrifikasi. Enzim tersebut antara lain ammonia monooksigenase (mengoksidasi ammonia menjadi hidroksilamin) dan nitrit oksireduktase (mengoksidasi nitrit menjadi nitrat). Contohnya yaitu Nitrosomonas dan Nitrobacter.

Bakteri nitrifikasi tersebar di tanah dan air. Ditemukan dalam lingkungan yang terdapat ammonia (daerah banyak terjadi dekomposisi protein/saluran air buangan). Nitrifikasi secara alami merupakan hasil proses aktivitas dari dua kelompok organisme, yaitu kelompok bakteri nitratasi dan nitritasi. Aktivitas kedua kelompok bakteri tersebut adalah sebagai berikut:

Bakteri nitritasi (genus Nitrosomonas)
1. NH₃ + O₂ + 2e^- + 2H⁺ → NH₂OH + H₂O
2. NH₂OH + H₂O + 1/2 O₂ → NO₂^- +2 H₂O + H⁺

Bakteri nitratasi (genus Nitrobacter)
NO₂^- + 1/2 O₂ → NO₃^-

                Bakteri nitrifikasi memiliki sebuah kondisi agar dapat melakukan proses kimia di atas dengan optimal. Beberapa kondisi tersebut antara lain yaitu:

a. DO (Dissolved Oxygen): Bakteri nitrifikasi memerlukan oksigen dalam proses metabolismenya. Setiap miligram nitrogen dalam jalur nitrifikasi (dari ammonia sampai berakhir dalam bentuk nitrat) bakteri ini memerlukan kurang lebih 4,5 mg oksigen terlarut untuk sebagai penyeimbang elektron dari substrat bernitrogen.

b.  pH : pH optimal untuk bakteri nitrifikasi adalah antara 7,5 – 8,5. Pada suatu saat setelah aklimasi pH, akan sangat baik jika pH dapat dipertahankan stabil.

c.  Suhu (T) : bakteri nitrifikasi dapat tumbuh optimal antara suhu 20 sampai 30°C. Jika temperatur menurun maka aktivitas metabolisme bakteri akan menurun. Pada suhu di atas 35⁰C bakteri mulai mengalami stres, hal ini diperkirakan karena enzim yang rusak akibat tingginya suhu tersebut.

d.  Cahaya : bakteri ini sensitif akan kehadiran cahaya yang mendekati spektrum ultraviolet. Penyebab pastinya belum diketahui, namun diperkirakan terdapat hubungan antara superoksida radikal yang diproduksi menghambat membran oksigen.

e.   Konsentrasi nitrit – nitrogen : kebutuhan sumber nitrogen terendah menunjukan angka 0,1 mg/L bakteri ini dapat tumbuh.

DENITRIFIKASI

Denitrifikasi secara umum merupakan proses reduksi nitrat (NO₃) secara bertahap menjadi nitrit (NO₂), Nitrouse Dioxide (N₂O), Nitrouse oxide (NO), sampai menjadi N₂ dalam kondisi anaerobik. Denitrifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : kelembaban tinggi, pH netral (6,8-8,0), ketersediaan karbon, kadar oksigen terlarut dan temperatur yang tinggi. Proses denitrifikasi tidak lepas dari peranan bakteri denitrifikasi (denitrifier), bakteri yang berperan dalam denitrifikasi umumnya merupakan bakteri anaerobik. Terdapat 3 kelompok bakteri denitrifikasi yaitu : bakteri pereduksi NO₃ menjadi N₂O, bakteri pereduksi NO₂ menjadi N₂, dan bakteri pereduksi NO₃ menjadi NO₂, NO, N­₂O.

Dalam situasi normal maka nitrogen dapat diproses menjadi bentuk amonium atau bentuk nitrat yang langsung tersedia bagi tanaman. Tetapi dalam keadaan tertentu, yaitu kalau udara dalam tanah terbatas akibat drainase jelek (air menggenang), atau disebabkan oleh pemakaian berlebihan dari bahan organik mentah yang bersifat mudan busuk sehingga nitrat dan nitrit yang terbentuk akan menghasilkan gas nitrogen atau hasil oksidasi lain yang akhirnya dapat menguap ke udara. Peristiwa ini terjadi dalam tanah yang dilakukan terutama oleh organisme anaerobik yang aktif dalam keadaan tanpa oksigen, dan akan terjadi reduksi. Proses terjadinya reduksi dari nitrat ke nitrit, amonia atau nitrigen bebas disebut denitrifikasi (Hardjadi, 1979).

KESIMPULAN

Nitrifikasi adalah suatu proses perubahan senyawa amonium menjadi senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter dalam keadaan aerob. Dan denitrifikasi merupakan proses reduksi nitrat (NO₃) secara bertahap menjadi nitrit (NO₂), Nitrouse Dioxide (N₂O), Nitrouse oxide (NO), sampai menjadi N₂ dalam kondisi anaerobik

DAFTAR PUSTAKA

Hakim, N., M. Yusuf, N., A. M. Lubis, Sutopo, G. H., M. Amin, D., Go, B. H., dan H. H. Bailey. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Penerbit Universitas Lampung. Lampung.

Hardjadi, S.S. 1979. Pengantar Agronomi. PT. Gramedia. Jakarta

Zona. 2011. Proses Amonifikasi, Nitrifikasi dan Denitrifikasi. http://zonabawah.blogspot. com/2011/04/proses-amonifikasi-nitrifikasi-dan.html. diakses pada tanggal 19 Maret 2012