Efektivitas Esktrak Steroid Teripang Untuk Memanipulasi Kelamin

15
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi dan Biologi Udang Galah
Klasifikasi udang galah (Macrobrachium rosenbergii de Man) menurut Barnes
(1987) adalah sebagai berikut; filum Arthropoda, kelas Crustacea, ordo Decapoda, famili
Palaemonidae, genus Macrobrachium, species Macrobrachium rosenbergii de Man.
Ciri khusus udang galah yang berbeda dengan jenis udang lain adalah bentuk rostrum
panjang dan melengkung.
Rostrum bagian atas terdapat 11–13 gerigi bagian bawah
terdapat 8–14 gerigi. Bagian dada terdapat lima pasang kaki jalan (periopoda), bagian
badan (abdomen) terdiri lima ruas masing–masing dilengkapi kaki renang (pleiopoda).
Perbedaan morfologi udang galah jantan dengan betina, terlihat dari bentuk badan, bentuk
dan ukuran kaki jalan kedua (Gambar 1), serta letak alat kelamin (Wichins and Lee, 2002).
Jantan
Betina
Gambar 1. Perbedaan morfologi udang galah jantan dan betina.
Siklus hidup udang galah secara alami memerlukan lingkungan tawar dan air payau,
tumbuh dan dewasa di perairan tawar sungai atau rawa yang berhubungan langsung dengan
laut. Pada Gambar 2 terlihat bahwa udang galah muda (juvenile) beruaya ke air tawar,
selanjutnya menjadi dewasa dan matang gonad memijah di sungai atau danau. Induk
betina yang telah memijah dan mengerami telur, selanjutnya kembali beruaya ke muara
sungai untuk melepas telurnya. Larva baru menetas segera mencari lingkungan hidup yang
sesuai, yaitu air payau, untuk tumbuh menjadi pasca larva (juvenile) setelah melewati
perkembangan larva stadium I sampai XI. Setiap tahap perkembangan terjadi pergantian
kulit yang diikuti perubahan struktur morfologis. Juvenile selanjutnya beruaya kembali ke
air tawar (D’Abramo et al., 2001).
16
Gambar 2. Siklus hidup udang galah (Murni, 2004).
Jenis kelamin jantan dan betina udang galah terpisah secara nyata pada individu yang
berbeda (diocious). Alat kelamin jantan (petasma) berfungsi untuk menyalurkan sperma
ke alat kelamin betina (thelicum) yang berfungsi untuk menampung sperma sebelum terjadi
pembuahan. Telur yang keluar dari saluran telur (oviduct) selanjutnya dibuahi oleh sperma
yang telah tersimpan.
Pembuahan terjadi di luar tubuh (external).
Telur yang telah
dibuahi selanjutnya dierami induk betina sampai menetas (Wichins and Lee, 2002).
Fekunditas udang galah tergantung ukuran, umur dan ketersediaan makanan.
Semakin besar induk maka fekunditas semakin besar, dan jumlah telur berbanding konstan
dengan bobot tubuh. Induk berbobot 50 g mampu menghasilkan telur antara 16.000–
25.000 butir (Graziani et al., 2003), atau yang mempunyai panjang 14–20 cm mampu
menghasilkan telur 14.000–69.000 butir (Murni, 2004).
Gambar 3 menunjukkan perbedaan bentuk dan letak alat kelamin udang galah jantan
dengan betina, apabila dilihat dari sisi lateral dan abdominal. Dari sisi lateral (i), alat
kelamin jantan terlihat lebih menonjol dari alat kelamin betina. Dari sisi abdominal (ii),
terlihat alat kelamin jantan berbentuk bulat kecil agak memanjang dan terletak di antara
kaki jalan ke-4 dan ke-5. Alat kelamin betina berbentuk bulatan besar dan terletak di
antara kaki jalan ke-3.
17
(i)
(ii)
(A)
(i)
(ii)
(B)
Gambar 3. Alat kelamin udang galah dilihat dari sisi lateral (i) dan abdominal (ii).
A: Petasma pada udang jantan terletak antara kaki jalan ke 4 dan 5,
B: Thelicum pada udang betina terletak antara kaki jalan ke 3
(Susilowati, 1996).
Kematangan gonad betina dicapai pada bobot tubuh 20 g, tetapi fekunditas terbaik
untuk pembenihan dicapai pada bobot tubuh 40 g (Mossolin and Bueno, 2002; Graziani et
al., 2003) dan panjang tubuh 18,1–22,9 cm (Wichins and Lee, 2002). Berdasar hasil
penelitian, pada panjang tubuh 15,5 cm telah dapat melakukan pemijahan (Murni, 2004).
Kriteria tingkat kematangan gonad (TKG) udang galah disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Tahap awal (a) dan akhir (b) tingkat kematangan gonad (TKG) udang galah
(Murni, 2004)
No
TKG
1
Ia
b
2
IIa
b
3
IIIa
b
4
IVa
b
Keterangan
Garis ovari kelihatan berwarna hijau kehitaman, selanjutnya
volume bertambah besar. Pada akhir stadia pertama garis ini
sudah jelas dan terlihat memanjang pada bagian dorsal dari
cephalothorax
Warna dan bentuk ovari semakin tebal dan jelas. Pada akhir
stadia kedua warna ovari tampak kuning dan bentuknya
semakin melebar ke arah belakang rostrum.
Warna ovari kuning tua dan volumenya berkembang ke arah
samping cephalothorax. Di akhir stadia ke- 3 warna ovari dan
organ eksternalnya (telikurri) menjadi merah oranye ,
spermatofor semakin berkembang dan siap memijah
Pada stadium ke-4 ini sudah terjadi ovulasi. Warna dan bentuk
gonad mengalami perubahan yaitu warna semakin pucat dan
volumenya semakin mengecil yang ditandai adanya garis putusputus dan tanda tersebut akan hilang dalam waktu dua hari
18
Pada kondisi budidaya, udang galah mengkonsumsi baik jasad hewan maupun
tumbuhan seperti, cacing, moluska, krustase, daging dan organ dalam ikan, binatang lain,
biji–bijian, beras, gandum, daging kelapa, buah–buahan, dan pelet. Untuk mendeteksi
pakan, udang galah dilengkapi dengan sepasang kaki jalan 1 dan 2. Pakan dideteksi dari
rambut sensor pada kedua pasang kaki jalannya (Wichins and Lee, 2002).
2.2 Morfologi dan Pemanfaatan Teripang
Morfologi teripang pasir (Holothuria scabra, Jaeger) menurut Skewes et al.(2004)
adalah bulat panjang (elongated cylindrical) sepanjang sumbu oral–aboral. Mulut dan
anus terletak di ujung poros berlawanan, yaitu mulut di anterior dan anus di posterior. Di
sekitar mulut teripang terdapat tentakel yang dapat dijulurkan dan ditarik dengan cepat.
Tentakel merupakan modifikasi kaki tabung yang berfungsi untuk menangkap pakan.
Warna teripang berbeda–beda, yaitu putih, hitam, coklat kehijauan, kuning, abu–abu,
jingga, ungu, bahkan ada yang berpola garis. Teripang pasir mempunyai dorsal berwarna
abu–abu kehitaman dengan bintik putih atau kuning (Purwati, 2005), seperti yang terlihat
pada Gambar 4.
(a)
(b)
Gambar 4. Teripang pasir (Holothuria scabra, Jaeger) di alam (a)(Skewes et al.,
2004), dan teripang pasir beku yang akan diekstrak (b)
Permukaan tubuh teripang tidak bersilia dan diselimuti lapisan kapur, yang
ketebalannya dipengaruhi umur. Dari mulut membujur ke anus terdapat lima deret kaki
tabung (ambulaceral), tiga deret kaki tabung berpenghisap (trivium) terdapat di perut
berperan dalam pergerakan dan perlekatan. Dua deret kaki tabung terdapat di punggung
(bivium) sebagai alat respirasi. Di bawah lapisan kulit terdapat satu lapis otot melingkar
dan lima lapis otot memanjang. Di bawah lapisan otot terdapat rongga tubuh yang berisi
organ tubuh seperti gonad dan usus (Barnes, 1987 dan Conand, 1990), seperti yang terlihat
pada Gambar 5.
19
Gambar 5. Organ tubuh teripang (Conand, 1990)
Menurut James et al. (1994) teripang pasir mempunya i panjang maksimal 40 cm dan
bobot saat kondisi hidup adalah 500 g, serta matang gonad saat usia 18 bulan. Ukuran saat
matang gonad pertama diperkirakan 20 cm, dan usia teripang bisa mencapai 10 tahun.
Zat gizi yang terkandung dalam teripang antara lain protein 6,16%, lemak 0,54%,
karbohidrat 6,41% dan kalsium 0,01% (kondisi segar, kadar air 86,73%), teripang kering
mempunyai kadar protein tinggi yaitu 82% dengan kandungan asam amino yang lengkap,
dan asam lemak jenuh yang penting untuk kesehatan jantung.
Selain itu teripang juga
mengandung phosphor, besi dan yodium, natrium, kalium, vitamin A dan B, thiamin,
riboflavin dan niacin (Wibowo dkk., 1997).
Menurut Wibowo dkk. (1997), teripang mengandung bahan bioaktif (antioksidan)
yang berfungsi mengurangi kerusakan sel jaringan tubuh. Hasil penelitian Kaswandi dkk.
(2000) menunjukkan bahwa ekstraksi komponen antibakteri dari teripang (Holothuria
vacabunda) cukup efektif menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli, Vibrio
damsela, Vibrio harveyi, Vibrio parahaemolyticus dan Vibrio charcariae. Ekstrak teripang
juga menunjukkan aktivitas antiprotozoa dan menghambat pertumbuhan sel tumor.
Pemanfaatan dan penelitian tentang teripang telah dimulai sejak lama. Etnis Cina
20
tercatat mengenal teripang sebagai makana n berkhasiat medis sejak dinasti Ming. Tubuh
dan kulit teripang Stichopus japonicus banyak mengandung asam mukopolisakarida yang
bermanfaat untuk penyembuhan penyakit ginjal, anemia, diabetes, paru-paru basah, anti
tumor, anti inflamasi, pencegahan penuaan jaringan tubuh dan mencegah arteriosclerosis,
sedangkan ekstrak murninya menghasilkan holotoksin yang efeknya sama dengan
antimisin dosis 6,25-25,00 µg/ml (Wibowo dkk., 1997).
Sampai saat ini, penelitian teripang yang sudah dilakukan masih terbatas pada teknik
budidaya, daerah penyebaran dan ekologi, teknologi pengolahan (Purwati, 2005), aktivitas
antibakteri Cucumaria frondosa (Kaswandi dkk., 2000), aktivitas antijamur Holothuria
tubolosa (Lian et al., 2000), efek ekstrak ethanol Stichopus variegatus Semper (Jamiah et
al., 2000), efek ekstrak methanol Holothuria atra dan Stichopus variegatus (Ping et al.,
2000), aktivitas serum amyloid A Holothuria glaberrina, struktur glikosida Stichopus
mollis,
dan
isolasi
fucan
sulphate
Stichopus
japonicus
sebagai
penghambat
osteoclastogenesis (Tan et al., 2000). Di lain pihak penelitian mengenai pemanfaatan bahan
aktif teripang pasir yang diyakini merupakan aprodisiaka (steroid) alami belum pernah
dilakukan, karena baru sebatas pengalaman masyarakat pesisir (indigenous knowledge).
2.3 Manipulasi Kelamin
Jenis kelamin berpengaruh penting dalam budidaya perikanan karena, antara jantan
dan betina terdapat perbedaan laju pertumbuhan, pola tingkah laku dan ukuran maksimum
yang bisa dicapai. Jenis kelamin ditentukan bersama oleh faktor genetis dan lingkungan,
yang bekerja secara sinergis menentukan ekspresi fenotipe suatu karakter (Purdom, 1993).
Peran faktor lingkungan menentukan ekspresi fenotipe jenis kelamin ikan dan udang,
memungkinkan perubahan kelamin dilakukan tanpa mengubah genetisnya yaitu melalui
pendekatan hormonal. Perubahan genetis dilakukan melalui persilangan antar spesies atau
genus. Pendekatan hormonal dilakukan dengan cara pemberian steroid androgen maupun
estrogen, sebelum diferensiasi kelamin (Purdom, 1993; Pandian and Koteeswaran, 2000).
Hormon adalah bahan kimia organik, merupakan senyawa aktif biologis yang
dihasilkan oleh bagian kelenjar, jaringan atau organ tertentu dari hewan dan manusia,
bekerja pada konsentrasi kecil dan mempunyai cara kerja yang spesifik. Hormon
mempunyai peranan yang sangat penting dalam pengaturan fisiologi, dan umumnya
hormon bekerja sebagai aktivator spesifik atau inhibitor dari enzim (Murray et al., 2003).
Hormon steroid meliputi hormon adrenal kortikal, androgen dan estrogen, yang dapat
21
larut dalam lemak.
Klasifikasi hormon steroid berdasarkan respons fisiologis adalah
sebagai berikut (Murray et al., 2003) :
1. Glucocorticoids, seperti cortical (C21) yang mengatur metabolisme protein,
lemak dan karbohidrat, dan mempengaruhi fungsi- fungsi penting seperti reaksi
inflammatory dan meredakan stress.
2. Aldosterone dan mineralcorticoids lainnya, mengatur pembuangan garam dan air
melalui ginjal.
3. Androgen dan estrogen yang mengatur perkembangan dan fungsi seksual.
Testosteron, komponen C19 merupakan hormon androgen (seks jantan).
Hormon steroid merupakan turunan kolesterol, dengan rumus bangun berupa cincin
siklopentana cyclopentanoperhydrophenanthrene (Turner and Bagnara, 1988) (Gambar 6).
(a)
(b)
Gambar 6. Rumus bangun inti steroid (cyclopentanohydrophenanthrene)
(a) dan testosterone (b) (Turner and Bagnara, 1988)
Penggunaan hormon steroid dalam kegiatan reproduksi adalah untuk proses
diferensiasi kelamin, pembentukan gamet, ovulasi, spermiasi, pemijahan, ciri kelamin
sekunder, perubahan morfologis atau fisiologis saat musim pemijahan dan produksi
feromon (Yamazaki, 1983; Matty, 1985). Pemberian hormon untuk sex reversal bertujuan
mempengaruhi keseimbangan hormon dalam darah yang saat diferensiasi kelamin sangat
menentukan individu tertentu akan menjadi betina atau jantan dengan cara memasukkan
dari luar tubuh (Sumantadinata dan Carman, 1995; Rougeot et al., 2002)
Diferensiasi kelamin meliputi seluruh aktivitas terkait dengan keberadaan gonad,
seperti perpindahan awal sel nutfah, munculnya bagian tepi gonad dan diferensiasi gonad
menjadi ovari atau testis. Diferensiasi kelamin dapat melalui dua jalan berbeda, pertama
gonad langsung berdiferensiasi menjadi ovari atau testis, yang kedua gonad berdiferensiasi
menjadi ovari kemudian menjadi testis.
Ragam diferensiasi sangat ditentukan kondisi
periode labil tiap spesies karena efektivitas kerja hormon steroid (Rougeot et al., 2002).
22
Diferensiasi kelamin beberapa spesies ikan dapat dimulai saat embrio, setelah penetasan
(larva), juvenil, bahkan dewasa.
Gambar 7 menunjukkan beberapa spesies ikan teleostei mulai berdiferensiasi saat
tahap embriogenesis yaitu, Poecilia reticulata dan Onchorhynchus kisutch, tetapi ada juga
yang mulai berdiferensiasi saat juvenile yaitu, Dicentrarchus labrax, Mugil cephalus dan
Anguilla anguilla. Pemberian hormon steroid untuk mengubah jenis kelamin dilakukan
sebelum kelamin ikan berdiferensiasi, sehingga dapat mengarahkan pembentukan kelamin
ikan seperti yang dikehendaki secara optimal.
Gambar 7. Waktu mulai diferensiasi kelamin beberapa spesies ikan teleostei
(Pifferrer, 2001)
Pada udang galah, jaringan gonad yang belum berdiferensiasi masih labil untuk
jangka pendek, tetapi perkembangan akan terus meningkat sejalan bertambahnya umur.
Determinasi gen jantan udang galah tidak berfungsi baik selama periode larva ke
pascalarva, tetapi muncul kemudian saat awal perkembangan juvenil (Mantel and
Dudgeon, 2005).
Interval waktu perkembangan gonad sangat berpengaruh terhadap
keberhasilan pemberian hormon, terutama saat gonad dalam keadaan labil. Hal tersebut
terkait erat dengan fungsi hormon steroid sebagai perangsang diferensiasi kelamin
(Antiporda, 1986).
Perubahan fungsi kelamin udang galah dengan morfologi kelamin sekunder
mendekati lengkap terjadi saat panjang karapas 15 mm – 17 mm (Mantel and Dudgeon,
23
2005).
Menurut Piferrer (2001), sensitivitas hormon steroid eksogenus terhadap
diferensiasi kelamin tergantung pada fase perkembangan gonad.
Saat gonad belum
terbentuk, sensitivitas belum kelihatan, begitu terbentuk gonad maka sensitivitas hormon
mulai ada selanjutnya terus meningkat hingga mencapai puncak pada fase diferensiasi
kelamin secara fisiologis (Gambar 8).
Gambar 8. Sensitivitas tahapan diferensiasi kelamin terhadap hormon steroid pada
teleostei (Pifferrer, 2001)
Gambar 8 menunjukkan grafik sensitivitas gonad terhadap pemberian hormon
steroid, dimana sensitivitas tertinggi terjadi saat sebelum diferensiasi kelamin secara
fisiologis dan secara histologis.
Berdasar hal tersebut, maka perlakuan hormon akan
memberikan efek pengubahan kelamin tertinggi jika diberikan tepat sebelum tahap
diferensiasi kelamin secara fisiologis.
Penggunaan hormon steroid pada udang dapat dilakukan dengan beberapa cara,
seperti lewat mulut (oral), penyuntikan (injection) dan perendaman (dipping).
Dosis
hormon yang diberikan tidak boleh berlebihan karena dapat menimbulkan tekanan pada
pembentukan gonad, efek paradoksial, pertumbuhan rendah dan kematian tinggi (Wichins
and Lee, 2002). Penggunaan hormon dengan waktu lebih singkat ternyata lebih efektif,
diduga ada hubungan terbalik antara dosis dan lama waktu perlakuan, sehingga perlakuan
hormon dosis tinggi membutuhkan waktu lebih singkat.
Terjadinya ikan intersex
umumnya akibat pemberian hormon steroid dosis rendah (suboptimum) (Yamazaki, 1983).