4.5. Dampak Pencemaran Logam Berat terhadap Gametogenesis
Hasil analisis histologis gonad kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta meliputi daerah Kamal, Marunda dan Gembong menunjukan sel-sel kelamin kerang
hijau betina yang telah mengalami degradasi dan debris, dengan kata lain sel-sel oosit dan ova telah mengalami penyusutan, lalu hancur lisis dan hilang seperti
terlihat pada Gambar 21.
Kamal Marunda
Gembong Keterangan: Histologi gonad betina kerang hijau di
Kamal, Marunda dan Gembong Teluk Jakarta terdapat oosit yang degenerasimenyusut dan
hilangnya oosit
Gambar 21. Kelainan histologi pada sel kelamin kerang hijau betina di daerah Kamal, Marunda dan Gembong, Teluk Jakarta, Provinsi DKI Jakarta.
Menyusut, debris, lisis, dan hilangnya sel-sel gamet menurut Ochiai 1987 bahwa ion-ion logam Hg, Pb dan Sn dapat larut dalam lemak mampu melakukan
penetrasi pada dinding membran sel, sehingga akhinya ion-ion logam tersebut akan terakumulasi di dalam sel dan organ lain. Terakumulasinya ion-ion logam tersebut
akan mennyebabkan tergangunya aktifitas enzime dan metabolisme dalam sel,
sehingga perkembangan sel terhambat, sel-sel menjadi lisis dan mati. Hasil penelitian Gosling 1992 menyatakan bahwa kerang yang tercemar logam berat
akan menyebabkan terganggunya perkembangan gamet dan biasanya gamet mengalami degenerasi. Lebih lanjut dijelaskan bahwa bioakumulasi logam berat
dapat terjadi pada sistem vacuola dari organel lisosom tempat logam ditangkap oleh granula-granula sehingga logam terakumulasi dan organel ini akan menyebabkan
degenerasi. Menurut Viarengo 1989 bahwa pencemaran logam Cu dan Cd dapat menyebabkan tidak stabilnya membran organel lisosomal dalam sel. Selain itu juga
mempengaruhi proses oksidasi, kerja enzim dan keseimbang ion Ca dalam sel-sel. Sebagai tindak lanjut proses bioakumulasi logam berat yang toksik akan mengalami
biotransformasi dalam sel-sel, sehingga menyebabkan terjadinya mutasi gen-gen. Perubahan sensitif terjadi pada saat pembelahan sel-sel pada stadium metaphase
dimana akan terjadi perubahan susunan kromosom akibat perubahan suhu dan kimia lingkungan. Menurut Dixon 1982 lebih lanjut dijelaskan akibat pencemaran logam
yang berkepanjangan dapat menyebabkan perubahan susunan gen-gen pada kromosom dan bahkan akan menyebabkan abrasi kromosom, keadaan ini telah
dibuktikan pada kerang biru M. edulis. Menurut Ochiai 1987 mekanisme logam berat dalam tubuh yang
mengakibatkan toksik ada tiga macam yaitu: 1.
Memblokir atau menghalangi kerja gugusan biomolekul yang esensial untuk proses-proses biologi, seperti protein dan enzime. Mekanisme kerja reaksi logam
terhadap protein pada umumnya menyerang ikatan sulfida. Penyerangan terhadap ikatan sulfida yang selalu ada pada molekul protein itu akan menimbulkan
kerusakan dari struktur protein terkait. 2.
Menggantikan ion-ion logam esensial yang terdapat dalam molekul terkait. 3.
Mengadakan modifikasi atau perubahan bentuk dari gugusan aktif yang dimiliki biomolekul .
Histologi gonad kerang hijau betina yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada secara histologi terlihat masih normal, dan tidak ada indikasi terjadinya
degradasi, regresi, debris dan lisis serta hilangnya sel-sel kelamin yang berupa oosit dan ova, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 22.
Karangantu, Teluk Banten Panimbang, Teluk Lada
Keterangan: Histologi gonad betina kerang hijau Karangantu, Teluk Banten kelihatan ada ova yang lisis dan hilang. Panimbang, Teluk Lada histologinya normal tidak ada ova yang lisis.
Gambar 22. Histologi normal pada sel kelamin kerang hijau betina di daerah Teluk Banten dan Teluk Lada Propinsi Banten.
Histologi gonad jantan kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta yaitu daerah Kamal, Marunda dan Gembong, serta dari Teluk Banten yaitu daerah
Karangantu dan Teluk Lada yaitu daerah Panimbang, dapat dilihat pada Gambar 23. Dari hasil observasi histologi gonad kerang jantan yang berasal dari Teluk Jakarta
menunjukan indikasi bahwa diameter lumen folikel lebih kecil bila dibandingkan dengan lumen folikel yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada. Selain itu juga
terlihat sel-sel kelamin di dalam lumen folikel agak renggang bila dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada. Kondisi ini diduga
diakibatkan oleh ion-ion logam Pb, Hg, Cr dan Cd telah terjadi penetrasi ke dalam sel-sel dan mempengaruhi aktifitas enzim atau metabolis di dalam sel-sel, sehingga
perkembangan sel-sel gamet terhambat, lisis dan mati. Dengan demikian kondisi tersebut diduga memungkinkan penyebab diameter folikel mengecil dan jumlah sel-
sel berkurang.
Kamal, Teluk Jakarta Marunda, Teluk Jakarta
Gembong, Teluk Jakarta Karangantu, Teluk Banten
Panimbang, Teluk Lada Keterangan:
-
Diameter lumen folikel gonad jantan kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta lebih kecil
dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada.
Gambar 23. Diameter lumen folikel gonad jantan kerang hijau daerah Kamal, Marunda dan Gembong Teluk Jakarta, Karangantu Teluk Banten dan
Panimbang, Teluk Lada.
Ukuran diameter inti sel-sel kelamin jantan dan betina kerang hijau Perna viridis
L yang berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada dapat dilihat Tabel 31.
Tabel 31. Rataan diameter inti sel-sel kelamin betina dan jantan kerang hijau. No
JENIS KELAMIN SEL-SEL KELAMIN
RATAAN DIAMETER INTI
SEL µm A.
B. BETINA
JANTAN 1.
Oogonia 2.
Oosit primer 3.
Oosit sekunder 1. Spermatogonia
2. Spermatosit primer 3. Spermatosit sekunder
4. Spermatozoa 1,5097 ± 0,3475
2,8170 ± 0,5038 1,7768 ± 0,3974
1,2011 ± 0,1021 1,0510 ± 0,0923
0,5394 ± 0,1059 0,3615 ± 0,3615
Sel-sel kelamin jantan yang diukur pada penelitian ini adalah spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder, spermatozoa yang diukur dapat dilihat
Gambar 24.
Gambar 24. Sel-sel kelamin jantan kerang hijau Perna viridis; A, spermatogonia; B, spermatosit primer; C, spermatosit sekunder dan D, Spermatozoa.
Sel-sel kelamin betina yang diukur pada penelitian ini yaitu oogonia, oosit primer, dan oosit sekunder yang diukur dapat dilihat Gambar 25.
A B
C D
Gambar 25. Sel-sel kelamin betina kerang hijau. A, oogonia; B; oosit primer dan C, oosit sekunder
Hasil observasi jumlah sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Banten Lada dapat dilihat pada Tabel 32.
Tabel 32. Rataan sel-sel kelamin betina kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
No Lokasi
N Sel-sel kelamin betina
Jumlah sel A
Teluk Jakarta Oogonia
Oosit primer Oosit sekunder
1.Kamal 2.Marunda
3.Gembong 80
80 80
12,70 ± 4,12 12,86 ±4,96
13,84 ±4,13 20,04 ± 9,30
25,38 ± 13,34 15,94 ± 6,48
7.78 ± 4,20 9.23 ± 4,46
7.84 ± 2,72 40,52 ± 13,42
47,48 ± 19,41 37,62 ± 9,47
Rataan 13,14±2,56
A
20,45 ± 6,17
A
8,28±2,01
A
41,87±8,60
A
B Tlk.Banten 1.Karangantu
80 12,86 ± 4,00
31,92 ± 10,61 7,12 ± 4,26
51,901± 16,38 Rataan
12,86±4,00
A
31,92 ± 10,61
B
7,12±4,26
A
51,901±16,38
A
C Teluk Lada
1.Panimbang 80
19,33 ± 9,08 46,33 ± 18,69
14,71 ± 10,12 80,37 ± 30,64
Rataan 19,33±9,08
B
46,33 ± 18,69
c
14,71±10,12
B
80,37±30,64
B
Keterangan: Nilai yang diikuti superscript huruf besar secara kolom berbeda menyatakan perbedaan sangat nyata P0,01
Hasil analisis statistik lampiran 25 menunjukan jumlah oogonia kerang yang berasal dari Teluk Jakarta tidak berbeda dengan Teluk Banten P0,05, akan
tetapi sangat tinggi dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Lada P0,01. C
A B
Selanjutnya setelah sel mengadakan proliferasi secara mitosis jumlah sel-sel oogonia primer pada kerang yang berasal dari Teluk Jakarta sangat rendah dibandingkan
dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada P0,01. Pada tahap pembelahan kedua yaitu meiosis menunjukan jumlah oosit sekunder yang berasal
dari Teluk Jakarta tidak berbeda dibandingkan dengan Teluk Banten, namun sangat nyata sedikit jumlah oosit sekundernya dibandingkan dengan Teluk Lada. Hal yang
sama juga terjadi pada jumlah sel-sel kelamin. Keadaan ini diduga karena pada saat pembelahan sel-sel oogonia, tepatnya pada metaphase terganggu oleh adanya
kandungan logam berat sebagai akibat Teluk Jakarta telah mengalami pencemaran. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Gosling 1992 yang mengatakan bahwa
dengan terjadinya akumulasi logam berat akan mempengaruhi proses gametogenesis. Perbandingan ukuran diameter, luas dan volume lumen pada gonad betina
kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada disajikan pada Tabel 33.
Tabel 33. Diameter, luas dan volume lumen pada gonad betina kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
No Lokasi PARAMETER
A Teluk Jakarta
n Diameter
µm Luas lumen
µm
2
Volume lumen µm
3
1.Kamal 2.Marunda
3.Gembong 80
80 80
14,84 ± 2,69 16,42 ±3,15
13,67 ± 2,5 178,54 ± 64,20
68,88 ± 26,64 48,36 ± 17,22
714,16 ± 256,78 279,52 ± 106,55
193,45 ± 68,89
Rataan 14,98±1,66
A
98,93±23,55
A
395,71±94,21
A
B Teluk Banten
1.Karangantu 80
19,22 ± 3,23 298,22 ± 101,96
1192,89±407,86
Rataan 19,22 ± 3,23
B
298,22 ± 101,96
B
1192,89±407,86
B
C Teluk Lada
1.Panimbang 80
24,38 ± 6,38 519,83 ± 282,86
2079,33±1131,44 Rataan
24,38 ± 6,38
C
519,83 ± 282,86
C
2079,33±1131,4
C
Keterangan: Nilai yang diikuti superscript huruf besar secara kolom berbeda menyatakan perbedaan sangat nyata P0,01
Parameter diameter, luas dan volume potongan lumen folikel dalam gonad kerang hijau betina yang berasal dari Teluk Jakarta menunjukan lebih kecil
dibandingkan dengan Teluk Banten dan Teluk Lada P0,01. Keadaan ini diduga
kecilnya ukuran diameter, luas dan volume lumen folikel disebabkan pengaruh dari kombinasi zat-zat pencemar, terutama logam berat seperti Pb, Cd, Cr dan Hg,
sehingga sel-sel jaringan pengikat dan sel-sel granulosa serta sel-sel kelamin mengalami kemunduran proses pembelahan dan terjadi degenerasi jaringan tersebut.
Hal ini sesuai pendapat Fimreite 1971 merkuri dapat menyebabkan penurunan daya tetas, jumlah produksi telur, dan penurunan berat telur burung.
Parameter jumlah spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan jumlah spermatozoa dari berbagai lokasi penelitian dapat dilihat Tabel 34.
Tabel 34. Rataan sel-sel kelamin jantan kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
No LOKASI
N SEL-SEL KELAMIN JANTAN
A Teluk Jakarta
Spermato- gonia
Spermatosit primer
Spermatosit sekunder
Spermato- zoa.
1.Kamal 2.Marunda
3.Gembong 80
80 80
133,85 ± 52,92 152,51±90,27
127,75 ± 1,56 331,21±149,38
278,04±224,79 263,95±15,95
372,65±175,25 25668±263,42
275,57±158,92 1144,32±80,9
659,56±309,9 665,72±3,8
Rataan 240 139,37±31,9
A
290,79±138,09
A
301,6±122,1
A
823,3±330,2
A
B Teluk Banten
1.Karangantu 80
198,02±21,79 660,40 ± 63,81
656,69±128,45 1514,12±76,1
Rataan 80 198,02±21,8
B
660,4 ± 63,8
B
656,7±128,5
B
1514,1±76,1
B
C Teluk Lada
1.Panimbang 80
217,2±132,29 435,89±192,89
516,91±225,32 2011,05±594,9
Rataan 80 217,2±132,2
B
435,9±192,9
B
516,9±225,3
B
2011,1±594,9
C
Keterangan: Nilai yang diikuti superscript huruf besar secara kolom berbeda menyatakan perbedaan sangat nyata P0,01
Hasil analisis statistik Lampiran 26 menunjukkan bahwa jumlah se-sel spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa yang
berasal dari gonad kerang hijau Teluk Jakarta lebih rendah dibandingkan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada P0,01. Keadaan ini menunjukan
senyawa pencemar terutama logam berat seperti Pd, Cd, Cr dan Hg telah mempengaruhi perkembangan sel-sel kelamin tahap awal yaitu spermatogonia.
Karena pada tahap pengandaan sel-sel spermatogonium terjadi proses pembelahan mitosis sehingga sampai terbentuknya spermatosit primer dan berikutnya sel-sel
tersebut akan mengalami pembelahan miosis dimana akan terbentuk spermatosit
sekunder. Menurut Au et al. 2004 pemberian kadmium pada spermatozoa kerang hijau dan bulu babi sea urchin dapat merubah ukuran dan bentuk tubuh bagian
tengah spermatozoa sehingga berpengaruh terhadap keseimbangan dalam berenang. Selain itu menyebabkan; a membrane plasma kusut, menipis dan mempengaruhi
integritas spermatozoa, b membrane mitokondria tidak menjadi kompak dan terjadi gangguan suplai energi ATP untuk pergerakan spermatozoa. Pada hewan bulu babi
kadmium dapat menyebabkan kerusakan organel sel lebih parah lagi dibandingkan dengan kerang hijau.
Parameter jumlah sel-sel kelamin jantan, diameter lumen folikel, luas lumen folikel dan volume lumen folikel pada Tabel 35.
Tabel 35. Rataan jumlah sel-sel kelamin, diameter dan volume lumen pada kerang hijau jantan berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
No LOKASI
n PARAMETER
A Teluk Jakarta
Jumlah sel kelamin jantan
Diameter lumen
µm Luas
lumen µm
2
Volume lumen µm
3
1.Kamal 2.Marunda
3.Gembong.. 80
80 80
1986,03±458,42 1359,39±1135,03
1332,18±177,17 37,28±3,51
31,40±12,79 32,09±2,27
1157,35±198,66 799,54±668,80
2308,29±986,29 4629,38±794,65
3198,17±2676,21 9233,15±3945,67
Rataan 1559,2±590,2
A
33,59±6,19
A
1421,7±617,9
A
5686,9±2472,2
A
B TelukBanten
1.Karangantu 80
3029,23±290,10 48,79±7,23
1891,78±511,68 7567,10±2046,71
Rataan 3029,2±290,1
B
48,79±7,23
B
1891,8±511,7
B
7567,1±2046,7
B
C Teluk Lada
1.Panimbang 80
3181,08±1145,47 43,51±10,12
1514,11±605,07 6056,29±29,0
Rataan 3181,1±1145,5
B
43,5±10,1
C
1514,11±605,1
A
6056,3±29,0
A
Keterangan: Nilai yang diikuti superscript huruf besar secara kolom berbeda menyatakan perbedaan sangat nyata P0,01
Hasil analisis statistik menunjukan bahwa jumlah sel-sel kelamin, diameter lumen folikel, luas lumen folikel dan volume folikel dari gonad kerang hijau yang
berasal dari Teluk Jakarta lebih kecil bila dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada P0,01. Selanjutnya parameter tersebut lebih tinggi
pada kerang hijau yang berasal dari Panimbang, Teluk Lada dibandingkan dengan yang berasal dari Karangantu, Teluk Banten. Hal ini menunjukkan bahwa kerang-
kerang yang berasal dari Teluk Lada belum begitu terpengaruh oleh pencemaran, hal ini sesuai dengan laporan Muawanah et al. 2005 yang mengatakan bahwa air laut
pantai Desa Panimbang telah mengalami pencemaran merkuri, kuprum dan timah hitam.
Analisis regresi liner sederhana Lampiran 13 menunjukan bahwa tidak ada satu pun persamaan regresi antara jumlah se-sel kelamin jantan dan betina dengan
kandungan logam Pb, Hg, Cd dan Cr dalam gonad yang pantas digunakan sebagai penduga P0,05. Namun untuk menerangkan hubungan-hubungan korelasi antara
parameter masing-masing sel-sel kelamin jantan dan betina kerang hijau dengan masing-masing logam berat yang terdapat dalam gonad akibat pencemaran di Teluk
Jakarta dapat dilihat pada Tabel 36. Tabel. 36. Korelasi antara sel-sel kelamin dengan logam pencemar.
No
Parameter BETINA Parameter JANTAN
Pb Cd Cr Hg Pb Cd Cr Hg
1 Oogonia 0,44 0,30 0,69
0,45 Spermato- genia
0,30 0,47 0,44 0,68
2 Oosit primer
0,48 0,48 0,30 0,49 Spermatosit primer
0,32 0,47
0,42 0,45
3 Oosit sekunder
0,75 0,57 0,57 0,74
Spermatosit sekunder
0,38 0,54 0,23 0,61
4 Jumlah sel-sel
0,37 0,63
0,43 0,47 Spermato-
zoa 0,19
0,64 0,28 0,50
5 Diameter 0,37 0,47 0,45 0,33 Jumlah sel 0,21 0,60
0,18 0,53 6 Luas
0,76 0,71 0,57 0,70 Diameter
0,26 0,57
0,29 0,51 7 Volume
0,78 0,74 0,66 0,58
Luas 0,19
0,71 0,75 0,48
8 Volume
0,19 0,71 0,75 0,48
Keterangan: r ≥ 0,576 berarti nyata P 0,05 ; r ≥ 0,708 berarti sangat nyata P 1,
Pb=Plumbum, Cd=Cadmium, Cr=Crommium dan Hg=Mercury.
Dari hasil analisis korelasi sel-sel kelamin betina kerang hijau menunjukkan hubungan yang kuat adalah logam berat kromium Cr berpengaruh pada tahap
perkembangan sel-sel oogonia r = 0.69, se-sel oosit sekunder r = 0,57. Logam Pb, Cd, Cr dan Hg berpengaruh terhadap perkembangan selsel oosit sekunder r = 0,75; r
= 0,57; r = 0,57; r = 0,74, dan logam berat Cd berpengaruh terhadap keseluruhan jumlah sel-sel kelamin betina r = 0,63. Seluruh logam berat tersebut tidak
berpengaruh terhadap diameter lumen folikel betina P0,05, namun semua logam bepengaruh terhadap luas dan volume lumen folikel pada gonad kerang betina
P0,05. Menurut Garcia 2001 logam berat Cu dan Pb dapat menghambat aktifitas enzim glycogen synthetase dan glycogen phosphorylase dan dapat
mengakibatkan dampak negatif terhadap reproduksi kerang hijau Perna viridis dan hasil produksi daging kerang.
Pada kerang jantan, menunjukan bahwa logam-logam berat tersebut tidak berpengaruh terhadap perkembangan sel-sel spermatosit primer, namun logam Hg
berpengaruh terhadap jumlah sel-sel spermatogonia. Jumlah spermatozoa, jumlah sel-sel kelamin dan diameter lumen folikel hanya dipengaruhi oleh logam Cd r =
0,64; r = 0,60; r = 0,57. Selanjutnya Logam Cd dan Cr berpengaruh terhadap luas dan volume lumen folikel gonad jantan kerang hijau.
Hasil analisis korelasi antara jumlah sel-sel kelamin jantan dan betina dengan kombinasi logam-logam berat dapat dilihat pada Tabel 37.
Tabel 37. Korelasi pengaruh gabungan logam pencemar
.
BETINA Korelasi
R JANTAN Korelasi
R No Hubungan
Hubungan 1 Oogonia--Pb-Cd-Cr-Hg 0,56 SpA-Pb-Cd-Cr-Hg
0,50 2 OositP--Pb-Cd-Cr-Hg
0,39 SpP-Pb-Cd-Cr-Hg 0,18
3 OositS--Pb-Cd-Cr-Hg 0,70 SpS-Pb-Cd-Cr-Hg
0,37 4 Jml--Pb-Cd-Cr-Hg
0,58 Spzo-Pb-Cd-Cr-Hg 0,35
5 Dmt--Pb-Cd-Cr-Hg 0,39 Jml-Pb-Cd-Cr-Hg
0,34 6 Luas--Pb-Cd-Cr-Hg
0,86 Dmt-Pb-Cd-Cr-Hg 0,45
7 Vol--Pb-Cd-Cr-Hg 0,86
Luas-Pb-Cd-Cr-Hg 0,58 8
Vol -Pb-Cd-Cr-Hg
0,58
Keterangan: r ≥ 0,811 berarti nyata P 0,05; r ≥ 0,822 berarti sangat nyata P 0,01, OositP=Oosit primer, OostS=Oosit
sekunder, Jml=Jumlah, Dmt= Diameter, Vol=Volume, SpA=Spermatogonia, SpP=Spermatosit primer, dan SpS= Spermatosit sekunder.
Analisis regresi Lampiran 27 - 36 berganda antara sel-sel kelamin jantan dan betina terhadap kombinasi berbagai logam berat menunjukan bahwa tidak ada
satu pun persamaan yang dapat digunakan sebagai penduga P0,05. Namun dari hasil analisis korelasi hanya parameter luas dan volume lumen folikel gonad betina
yang dipengaruhi oleh kombinasi logam-logam tersebut. Keadaan ini menunjukkan pengaruh kombinasi dari logam-logam atau interaksi dari logam-logam tidak
mempengaruh terhadap keberadaan jumlah sel-sel kelamin betina dan jantan kerang hijau akibat pencemaran. Keadaan ini sama dengan hasil penelitian Rebelo et al.
2005 di Teluk Sepetiba, Brazil yang mendapatkan hasil bahwa tidak ada korelasi antara pencemaran logam kadmium Cd dan zinc Zn terhadap pertumbuhan gonad
pada kerang oyster.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan