Simpulan Karakter morfologi kerang darah

Simpulan
Karakter morfologi kerang darah Bojonegara berbeda dengan kerang darah
Panimbang dan Kuala Tungkal, hal ini erat kaitannya dengan kondisi lingkungan
lokal yang menjadi habitat kerang darah. Keragaman morfologi kerang darah di
perairan-perairan tersebut didorong oleh plastisitas fenotip sebagai strategi
adaptasi. Karakter morfologi yang menjadi penciri kerang darah dari perairan
asalnya adalah panjang, tinggi, tebal cangkang, bobot total, dan bobot tubuh
lunak. Tebal cangkang dapat dijadikan sebagai salah satu indikator pertahanan
diri dalam menghadapi tantangan lingkungan.
6 PEMBAHASAN UMUM
Kondisi lingkungan perairan di Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada,
Panimbang pada umumnya masih layak untuk menopang kehidupan kerang darah
Anadara granosa, kecuali logam berat terutama merkuri yang kandungannya telah
melewati batas ambang (threshold). Kerang darah yang dapat hidup di perairan
tersebut diduga merupakan individu-individu yang tahan (resisten) terhadap
kontaminasi bahan pencemar seperti logam berat. Hal ini dapat dilihat dari
kemampuan penyesuaian diri yang baik, ditandai oleh beberapa parameter biologi
yang memperkuat keberadaan hewan ini di lingkungan yang berubah. Kerang
darah di perairan Bojonegara masih dapat bereproduksi, dibuktikan dengan
keberadaan individu-individu dewasa yang telah matang gonad (Wahyuningtias
2010) dan larva Anadara sp. (Agususilo 2010). Ukuran kerang darah yang
tertangkap dari perairan Bojonegara dan Panimbang beragam, yang menunjukkan
keberlangsungan proses peremajaan (recruitment) di kedua perairan tersebut
masih tergolong baik. Amalia (2010) melaporkan bahwa jumlah stok induk
kerang darah di Bojonegara berkorelasi positif dengan jumlah juvenil. Sedangkan
di Panimbang jumlah juvenil lebih banyak dibandingkan dengan stok induk. Hal
ini mengindikasikan bahwa tidak semua juvenil dapat memasuki fase dewasa,
yang menjadi faktor penyebabnya diduga tingkat kematian yang tinggi pada fase
juvenile baik kematian alami maupun kematian karena penangkapan. Seperti
yang dilaporkan oleh Lubayasari (2010), kematian yang disebabkan oleh faktor
alami pada kerang darah Panimbang (46%) lebih tinggi dibandingkan dengan
kerang darah Bojonegara (27%).
Kontaminasi bahan pencemar seperti merkuri di perairan dapat
menyebabkan stres bagi organisme, sehingga menimbulkan perubahan biologis.
Stres yang diinduksi oleh lingkungan pertama kali akan direspon oleh sinyal
hormonal yang selanjutnya disampaikan ke reseptor di permukaan sel. Informasi
yang disampaikan tersebut akan diteruskan melalui jalur transduksi sinyal
(Signaling Transduction Pathway) ke respon seluler (Wang et al. 2004). Cellular
stress response (CSR) sebagai famili gen merupakan faktor kunci dalam
menentukan derajat kemampuan organisme dalam merespon tekanan lingkungan
agar organisme dapat beradaptasi dalam kondisi lingkungan yang demikian
(Evans & Hofmann 2012). Salah satu gen yang termasuk ke dalam famili gen
CSR yang diaktivasi dalam kondisi stres diantaranya adalah gen Hsp70 yang
melalui ekspresinya menghasilkan produk berupa protein (Lindquist 1986; Evans
& Hofmann 2012).
Gen Hsp70 sebagai molecular chaperone berperan dalam melindungi
jaringan dan sel dengan memperbaiki struktur protein yang ada di dalam sel
kembali menjadi bentuk asal (native protein). Sesuai dengan pendapat Morimoto
(1998) bahwa, ekspresi berlebih (overexpression) gen Hsp mampu melindungi sel
dan jaringan terhadap pemaparan lethal pada berbagai tekanan lingkungan. Sel
dan jaringan tidak dapat terlindungi dari gangguan eksternal, jika gen Hsp tidak
terekspresi. Dengan terlindunginya jaringan dan sel, maka organ yang lebih
kompleks juga akan terlindungi dari tekanan lingkungan. Dan sebaliknya, organ
yang kompleks tidak dapat dilindungi dari ancaman gangguan eksternal jika
jaringan dan sel tidak berhasil dilindungi. Dengan demikian, penjagaan sel dan
jaringan (cytoprotection) oleh terekspresinya gen Hsp70, menyebabkan
meningkatnya pertahanan hidup kerang darah terhadap tekanan lingkungan.
Sebagai konsekuensinya, gen yang resisten dan mampu mengekspresikan
karakter fenotip tertentu, memfasilitasi adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang
demikian. Di dalam membahas strategi adaptasi kerang darah secara umum di
perairan Bojonegara dan Panimbang, alur pemikirannya disajikan seperti yang
dapat dilihat pada Gambar 24.
Keragaman level ekspresi gen Hsp70 difasilitasi oleh habituasi organisme
terhadap kondisi lingkungan. Kerang darah yang sudah lama terpapar sehingga
terbiasa hidup di lingkungan yang kurang ideal, maka gen Hsp70nya sebagai gen
yang responsif terhadap tekanan lingkungan akan terekspresi berlebih. Sedangkan
kerang darah yang belum terbiasa dengan kondisi lingkungan tersebut, ekspresi
gen Hsp70 masih rendah. Penyesuaian terhadap kondisi lingkungan memerlukan
waktu yang lama dan dilakukan secara bertahap melalui beberapa fase. Ketika
pertama kali menghadapi perubahan lingkungan, kerang darah akan
mengekspresikan gen Hsp70 sebagai bentuk perlindungan diri dan beberapa sifat
fisiologis seperti mekanisme respirasi juga akan berubah. Ekspresi gen Hsp70
menjadi salah satu faktor penentu dalam perkembangan fenotip. Fase yang
pertama ini hanya terjadi dalam beberapa jam sampai beberapa hari saja, fase ini
dinamakan fase aklimatisasi.
Kerang darah yang memiliki daya tahan tinggi dan telah melalui fase
aklimatisasi, maka akan dapat mencapai fase selanjutnya yaitu fase penyesuaian
(adjustment). Ekspresi gen dan perubahan fisiologis masih berlangsung pada fase
ini, selain itu juga terjadi seleksi pada genotip terpilih yang tahan terhadap stres
yang berlanjut. Seleksi menyebabkan peningkatan frekuensi genotip tertentu yang
dapat menyesuaikan dengan kondisi lingkungan yang baru berubah, frekuensi
genotip lain yang tidak sesuai akan menurun bahkan menghilang. Sehingga
dengan adanya seleksi genotip, maka akan mendorong terjadinya proses kanalisasi
(canalized character) pada fase adaptif dan mengarahkan keheterogenan genotip
menuju ke arah kehomogenan. Keberhasilan kanalisasi karakter genotip yang
adaptif dalam rangka penyesuaian terhadap kondisi lingkungan, akan diikuti oleh
perubahan pada karakter fenotip. Sesuai dengan pendapat Sultan (1987) bahwa
penyesuaian fenotip terhadap lingkungan didorong oleh adanya seleksi alam yang
terjadi pada genotip. Karakter genotip dan morfologi pada fase ini belum bersifat
menetap karena masih ada peluang bagi generasi berikutnya untuk mengalami
perbedaan karakter dari karakter induk.
Untuk memperoleh karakter akis
(acquired character) yang menetap diperlukan periode waktu yang lebih lama,
yang dapat dicapai pada fase adaptasi dimana ekosistem sudah stabil dan
individu-individu telah terbiasa dengan kondisi lokal. Pada fase adaptasi ini,
bentuk morfologi telah stabil dan genotip bersifat homogen. Proses adaptasi ini
memerlukan waktu yang lama dan melibatkan belasan hingga puluhan generasi
dan biasanya bersifat genetis. Menurut Waddington (1953), Drosophila
membutuhkan 17 generasi untuk mencapai kestabilan genotip dan morfologi,
sehingga beradaptasi (adapted). Model adaptasi demikian dapat diaplikasikan
pada kerang darah di Bojonegara dan Panimbang.
Resistensi terhadap tekanan lingkungan yang diinduksi oleh merkuri pada
kerang darah Bojonegara lebih tinggi dibandingkan dengan kerang darah
Panimbang. Habituasi terhadap kondisi lingkungan yang telah lama
terkontaminasi bahan pencemar sehingga teraktivasinya gen Hsp70, menyebabkan
kerang darah dapat mengatasi stres yang berada di atas batas ambang (threshold).
Kerang darah Bojonegara telah lama beradaptasi dengan lingkungan yang
terkontaminasi berbagai macam faktor abiotik, sehingga ketika dilakukan
aklimatisasi di laboratorium dengan cara menginduksinya dengan logam berat
merkuri berkonsentrasi tinggi, hewan tersebut masih dapat mempertahankan diri
dengan cara mengekspresikan gen Hsp70.
Plastisitas gen Hsp70 yang
dikembangkan oleh kerang darah Bojonegara ini membantu melindungi jaringan
dan sel ketika hewan tersebut menghadapi tantangan lingkungan, hal ini
dibuktikan dengan derajat kerusakan struktur histologis insang yang rendah
dibandingkan dengan kerang darah Panimbang. Sebagai konsekuensi dari
perlindungan jaringan dan sel, maka selanjutnya organ yang lebih kompleks juga
akan terlindungi dan ketahanan hidup menjadi meningkat.
Pada kerang darah Panimbang, gen Hsp70 tidak mampu mencegah
terjadinya kerusakan struktur histologis insang ketika diberi perlakuan merkuri
lebih tinggi dari 1 ppm. Hewan tersebut belum terbiasa dengan kondisi stres
seperti ini karena periode waktu pemaparan di alam terhadap perubahan
lingkungan masih relatif baru. Perairan Teluk Lada, Panimbang mengalami
kontaminasi yang signifikan setelah beroperasinya PLTU berbahan bakar batubara
pada tahun 2009 yang mengeluarkan limbah merkuri. Kerang darah di perairan
Teluk Lada, Panimbang masih membutuhkan waktu yang lebih lama untuk
menyesuaikan diri dan beradaptasi dengan lingkungan yang baru berubah.
Fase
Bivalvia
Faktor
eksternal
Aklimatisasi
Kondisi
ekosistem
Fase adaptif
Adaptasi
(adapted)
Biokimia: sintesis
nukleotida &
protein, dll
Morfologi:
perubahan
bentuk tubuh
Morfologi:
stabilisasi
Seleksi
Biokimia: sintesis
nukleotida &
protein, dll
Faktor yang
dipengaruhi
Fase
penyesuaian
(adjustment)
Fisiologi:
respirasi,
osmosis, dll
Fisiologi:
respirasi,
osmosis, dll
Genetik: seleksi
genotip terpilih
Generasi
G0
G4-8
Gambar 24. Model adaptasi bivalvia pada lingkungan yang baru.
Fisiologi:
respirasi,
osmosis, dll
Genetik:
kanalisasi genotip
terpilih
G9-17
Genetik: homogenase
genotip yang adaptif
G>17
Penjagaan jaringan dan sel (cytoprotection) yang difasilitasi oleh ekspresi
gen Hsp70 yang plastis mendorong keberhasilan adaptasi kerang darah pada
lingkungan yang fluktuatif. Kerang darah yang berhasil beradaptasi adalah kerang
darah yang memiliki struktur jaringan dan sel yang baik, sehingga terbentuk
karakter morfologi terpilih yang sesuai memenuhi prasyarat adaptasi dan bersifat
akis (acquired character). Perolehan karakter akis tersebut merupakan hasil dari
proses habituasi dan seleksi dalam jangka waktu yang lama dan telah melewati
beberapa generasi. Seleksi genotip dan morfologi terpilih menjamin ketahanan
dan kelestarian hidup sehingga kerang darah di perairan Bojonegara dapat
bereproduksi, walaupun kondisi lingkungan tidak maksimal. Kerang darah telah
beradaptasi (adapted) dengan kondisi perairan Bojonegara dan telah
mengembangkan karakter akisnya kurang lebih 17 generasi, dengan pertimbangan
bahwa perubahan kondisi di ekosistem tersebut telah melebihi 17 generasi kerang
darah. Perhitungan generasi ini disesuaikan dengan yang dilaporkan oleh Broom
(1985) bahwa umur kerang darah mencapai tingkat stadia dewasa adalah antara
enam bulan sampai satu tahun dengan panjang cangkang mencapai 1.8 – 2 cm.
Adaptasi biasanya menguntungkan karakter morfologi tertentu melalui
proses seleksi. Perubahan lingkungan mendorong proses seleksi untuk merubah
karakter morfologi ke satu arah atau arah lain yang pada awalnya merupakan
karakter fenotip yang menyimpang dari rata-rata untuk karakter tersebut. Vermeij
(1993) berpendapat bahwa karakter morfologi seperti cangkang yang tebal
diperlukan bagi bivalvia yang hidup sebagai hewan sesil di lingkungan yang
fluktuatif, agar dapat melindungi organ-organ pentingnya yang terletak di dalam
mantelnya yang lunak. Perlindungan diri terhadap kondisi lingkungan yang
kurang menguntungkan, mendorong kerang darah untuk mengembangkan
karakter morfologi tertentu seperti cangkang yang tebal agar dapat
mempertahankan kelestariannya. Karakter cangkang yang demikian menjadi
penciri kerang darah. Dibandingkan dengan kerang darah Panimbang maupun
Kuala Tungkal sebagai kontrol, cangkang kerang darah Bojonegara lebih tebal.
Dengan demikian, ketebalan cangkang dan karakter morfologi lainnya seperti
panjang cangkang, lebar cangkang, bobot tubuh, dan bobot total dapat dijadikan
bioindikator pada perairan tercemar.
Ukuran morfologi menjadi kriteria
pencemaran di suatu perairan (Tabel 11).
Tabel 11. Kriteria pencemaran berdasarkan ukuran morfologi
Morfologi
Tebal
Panjang
Lebar
Bobot tubuh
Bobot total
Tinggi
>2
>3
>2
>2.2
>10
Kriteria Pencemaran
Sedang
Rendah
1.5-2
<1.5
2.5-3
<2.5
1.9-2
<1.9
1.7-2.2
<1.7
5.3-10
<5.3