TAP.COM - PENGARUH ENDOSULFAN TERHADAP ORGAN REPRODUKSI ... 463 2511 1 PB
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
Gambar 3. Sel radang dan infiltrasi jaringan
c
b
a
Gambar 4. Spermatogonium
pada 0 ppm
c
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
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
Gambar 3. Sel radang dan infiltrasi jaringan
c
b
a
Gambar 4. Spermatogonium
pada 0 ppm
c
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