Mt lasut 2003-cyanide-seaurchin-ekoton

797 views
712 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
797
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
13
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Mt lasut 2003-cyanide-seaurchin-ekoton

  1. 1. EKOTON Vol. 3, No.1: 1-6, April 2003 ISSN 1412-3487 HASIL PENELITIAN EFEK POTASSIUM SIANIDA (KCN) TERHADAP KEBERHASILAN REPRODUKSI BULUBABI Echinometra mathaei Markus T. Lasut 1 *, Deiske A. Sumilat 1 & Octavianus Lintong 1 Staf Pengajar di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Sam Ratulangi, Manado * Pusat Penelitian Lingkungan Hidup dan Sumberdaya Alam (PPLH-SDA), Lembaga Penelitian, Universitas Sam Ratulangi, Manado Abstract. A laboratory experiment to study the effect of potassium cyanide (KCN), a potential pollutant on the reproduction (embryo development) aspect of the sea urchin, Echinometra mathaei was performed using artificial fertilisation. The cyanide at three different sublethal concentrations (5, 10, and 15 ppm was applied to the sea urchin ) prior fertilisation at five different exposure time (2, 4, 6, 8, and 10 days) plus a control (i.e. no cyanide used). The result showed that the cyanide affected the development of embryo and the artificial fertilisation achievement. The cyanide at concentrations of 10 and 15 ppm caused development of pleteus malformation, exogastrula and 3 -cells embryos. The exogastrula and 3-celss embryos were also observed at the concentration of 5 ppm. The achievement of artificial fertilisation was also affected by the pollutant. Keywords: Potassium cyanide (KCN), sea urchin, Echinometra mathaei, artificial fertilisation. PENDAHULUAN mengekstrasi beberapa logam, terutama emasIndikasi adanya suatu bahan pencemar (polutan) (Manahan 1992). Sianida juga digunakan untukdalam suatu perairan dapat dilakukan ketika menangkap ikan, penyu atau organisme lautpolutan tersebut terdapat dalam konsentrasi yang lainnya yang bernilai ekonomis tinggi.sangat rendah dan tidak mematikan (subletal). Untuk membuktikan asumsi yang telahPolutan tersebut tetap dapat menimbulkan efek dikemukakan diatas maka, perlu dilakukannegatif terhadap aspek biologi organisme pengujian dengan menggunakan organisme(Rompas 1992) dan lingkungannya dan dengan sebagai indikator. Dalam hal ini dipilih bulubabidemikian menujukkan terjadinya pencemaran. (Eichinoidea) sebagai organisme uji. Dari bebagai sistem kehidupan organisme Dalam hubungannya dengan studilaut, salah satu sistem yang dapat terpengaruh pencemaran, secara umum bulubabi sangat idealoleh adanya polutan adalah sistem reproduksi, untuk di pengujian di bidang ekotoksikologimisalnya turunnya kemampuan reproduksi (Kobayashi, 1984). Embrio organisme layakorganisme. Sehingga populasi organisme akan dipakai dalam uji biologi untuk pemantauanmenurun yang berarti sumberdaya yang ada akan lingkungan (Dinnel, 1994). Disamping itu teknikberkurang. fertilisasi buatan pada bulu babi telah berhasil Sianida adalah salah satu bahan polutan dilakukan dan terus berkembang (Ch izak, 1975).yang berpotensi untuk itu. Menurut Health(1987) sianida merupakan senyawa beracun dan MATERIAL DAN METODEmemberikan efek toksik bagi mahluk hidup. Organisme uji yang digunakan adalah bulubabiSianida banyak digunakan dalam proses Echinometra mathaei Tipe C. Sampel organismepembersihan logam pada pabrik bahan tekstil, uji diambil dari alam (di perairan Desaplastik, bahan pertanian serta digunakan dalam Tongkeina, Teluk Manado) dan ditempatkanpenelitian-penelitian kimia. Sianida juga dalam wadah yang berisi air laut dengan aerasidigunakan pada industri pertambangan untuk yang baik. Kemudian sampel dibawa ke ____________________________________________________________ © Pusat Penelitian Lingkungan Hidup & Sumberdaya Alam (PPLH-SDA), Lembaga Penelitian, Universitas Sam Ratulangi, Manado, Indonesia, April 2003
  2. 2. 2 M. T. LASUT, D. A. SUMILAT & O. LINTONGlaboratorium dan ditempatkan dalam wadah kaca pada beker glas.(aquarium). ? Sperma langsung diambil dengan pinset, lalu Larutan uji dan air laut yang digunakan diencerkan dan ditampung pada cawan petri.masing-masing yaitu Potassium Sianida (KCN) ? Kemudian diambil 1 ml telur dari beker glasdan air laut di ambil dari perairan tempat sampel dan dimasukkan ke dalam glas arloji yangorganisme uji diperoleh. berisi air laut steril. Teknik fertilisasi buatan akan diaplikasi ? Telur dicuci sekurang-kurangnya 2 kali dandalam percobaan ini. Air laut yang digunakan ditempatkan pada cawan petri.sebelumnya disaring dengan menggunakan filter ? Setelah itu diambil 1 ml sperma danukuran 0,45 ? m dan disterilisasi dengan dimasukkan ke dalam cawan petri yang telahmenggunakan autoclave sampai pada suhu 121o C berisi telur.selama 30 menit. ? Selanjutnya dilakukan pengamatan dengan Percobaan dilakukan pada suhu air 28- mikroskop.290 C (diukur dengan termometer), pH=7 Tahap ini akan kembali dilakukan apabila(pengukurannya dilakukan dengan kertas pendedahan mencapai 4, 6, 8, dan 10 hari, untuklakmus), dan salinitas 33 ppt (diukur dengan organisme uji yang lain.refraktometer). Adapun indikator yang digunakan sebagai Pada Tahap Pendahuluan, organisme uji parameter dalam percobaan ini untuk mencapaidikultur dalam wadah yang mengandung larutan tujuan penelitian adalah:uji. Prosedur kultur dimo difikasi dari Hinegarder 1. Jumlah sel telur yang berhasil menjadi(1975) menggunakan metode statis (air tidak pluteus, dinyatakan dalam persentase pluteus.mengalir). Organisme uji diberi makan lamun 2. Berbagai perkembangan abnormal embrio(rumput-rumputan laut) secukupnya. yang terjadi, yaitu: pembelahan 3 sel, Ada 4 wadah kultur dalam percobaan, exogastrula dan sel-sel telur yang terbentukyakni wadah yang masing-masing mengandung menjadi pluteus tapi memiliki formasilarutan uji dengan konsentrasi 0 ppm (kontrol), 5 struktur tidak normal (malformasi).ppm, 10 ppm, dan 15 ppm di mana di dalamnya Untuk mengetahui keberhasilanditempatkan masing-masing 20 organisme uji. fertilisasi buatan dan perkembangan embrio dariUntuk menjaga ketersediaan organisme uji maka bulu babi yang telah didedah pada konsentrasipada setiap konsentrasi digunakan tiga wadah. sianida dan lama pendedahan yang berbeda makaPendedahan (kontaminasi) dilakukan selama 2 – diaplikasikan Uji Sidik Ragam (ANOVA) Dua-10 hari. Arah dan Uji-Tukey. Setelah pendedahan berlangsung selaman Perhitungan hasil analisis ragam2 hari, masing-masing wadah (tiap konsentrasi) dilakukan dengan menggunakan Programdiambil 3 pasang organisme uji, kemudian Komputer MINITAB Versi 8.0.dibersihkan dan dibedah. Selanjutnya dilakukanfertilisasi buatan di wadah yang bersih atau tanpa HASIL DAN PEMBAHASANlarutan uji. Prosedur fertilisasi buatan Tabel 1 dan 2 masing-masing menampilkandimodifikasi dari Osani (1975), yaitu sebagai persentase rata-rata keberhasilan reproduksiberikut: bulubabi E. mathei Tipe C pada konsentrasi? Telur dirangsang keluar dengan pemberian sianida (KCN) dan waktu pendedahan yang 0,5 M KCI. Telur yang keluar ditampung berbeda. Indikator/parameter reproduksi yang Tabel 1 Persentase rata-rata keberhasilan reproduksi bulubabi Echinometra mathaei pada konsentrasi sianida (KCN) yang berbeda. Konsentrasi Pluteus Pluteus Pembelahan Exogastrula (ppm) Malformasi 3 sel 0 62,70 17,10 0 0 5 62,74 17,46 0,98 1,29 10 61,74 24,93 1,31 1,32 15 60,37 47,27 2,74 3,12
  3. 3. EFEK POTASSIUM SIANIDA TERHADAP Echinometra mathaei 3 Tabel 2 Persentase rata-rata keberhasilan reproduksi bulubabi Echinometra mathaei dengan waktu pendedahan (kontaminasi) yang berbeda pada sianida (KCN). Konsentrasi Pluteus Pluteus Pembelahan Exogastrula (ppm) Malformasi 3 sel 2 62,89 24,07 0,76 0,73 4 62,25 23,78 1,22 1,26 6 63,12 22,32 1,26 1,56 8 61,34 27,44 1,45 1,59 10 59,83 35,85 1,60 1,76diamati adalah pluteus, pluteus malformasi, dipengaruhi polutan (bahan pencemar) daripembelahan 3 sel, dan exogastrula. Gambar 1 lokasi pengambilan, sehingga keberhasilandan 2 memperlihatkan bentuk dari tiap tahap fertilisasinya menurun. Oleh karena caraperkembangan embrio secara normal dan paling sederhana mengetahui keberadaanabnormal akibat efek sianida yang polutan di perairan laut adalah dengandikontaminasikan sebelum fertilisasi. menggunakan indikator biologi melalui uji Besarnya ratio telur yang dapat mencapai biologi/bioassay (Xhapman & Long, 1983;tahap larva pluteus dalam suatu fertilisasi buatan Abel, 1991; Ax iak, 1991), dan keberhasilanyang dilakukan mengindikasikan tingkat fertilisasi buatan dan perkembangan embriokebersihan fertilisaasi buatan tersebut (Czihak, bulu babi, banyak digunakan sebagai1975; Kobayashi 19994). Semakin besar ratio indikator pencemaran (Dinnel, 1994).maka tingkat keberhasilan semakin tinggi dan Meskipun demikian, jumlah pluteus dapatdemikian sebaliknya. mencapai lebih dari 60% pada fertilisasi buatan Dalam penelitian ini, persentase pluteus yang dilakukan dalam kontrol tersebut, hal iniyang dapat dihasilkan tidak dapat mencapai dapat dikatakan bahwa organisme tersebut layak100%, meskipun fertilisasi buatan dilakukan digunakan untuk menilai efek suatu polutan.terhadap organisme uji dalam wadah kontrol. Asalkan dipastikan bahwa hampir semua telurPersentase pluteus terbesar hanya mencapai dalam wadah fertilisasi membentuk membran64,01 % atau terdapat sekitar 35,99 % sel telur fertilisasi (Dinnel, 1994; Dinnel, dkk . 1982;yang gagal mencapai pluteus. Kobayashi, 1994). Sel telur yang gagal mencapai pluteus Rata-rata jumlah pluteus pada wadahdapat disebabkan oleh 2 hal, yaitu: kontrol adalah 62,7%. Sedangkan pada1. Terjadinya perubahan kondisi fisik terutama organisme uji yang telah didedah suhu dan salinitas dalam wadah fertilisasi (terkontaminasi) dalam konsentrasi 15 ppm buatan yang tidak dapat terhindarkan. Suhu adalah 60,37%. Hal ini berarti bahwa ada salinitas berbeda memberikan pengaruh penurunan sebesar 2,33%. Namun dari hasil berbeda pada keberhasilan sel-sel telur untuk analisis data diketahui bahwa nilai penurunan mencapai pluteus (Giudice 1986). Beberapa jumlah pluteus tersebut tidak signifikan. Dengan spesies bulu babi memiliki kisaran suhu dan demikian pendedahan organisme uji pada ketiga salinitas optimum pada fertilisasi yang tingkat konsentrasi larutan uji selama waktu dilakukan secara buatan. Fertilisasi yang tertentu, tidak mempengaruhi jumlah pluteus dilakukan di luar kisaran tersebut dapat yang dapat dihasilkan. menurunkan keberhasillan fertilisasi yang Tidak berpengaruhnya larutan uji dilakukan (Czihak, 1975; Osanai, 1975). terhadap jumlah pluteus yang dihasilkan, Selain itu, kondisi fertillisasi buatan yang tampaknya disebabkan oleh sifat toksik larutan tidak steril sempurna sehingga terdapat uji sianida (KCN) yang digunakan. Sianida organisme lain seperti siliata yang dapat merupakan bahan toksik yang bersifat efek akut. menurunkan stok telur dalam wadah. Penjelasan lainnya yang beralasan adalah aspek yang berhubungan dengan kematangan2. Karena stok-stok organisme uji yang gonad. Bulubabi yang telah matang gonad, digunakan dalam penelitian ini telah
  4. 4. 4 M. T. LASUT, D. A. SUMILAT & O. LINTONGdengan sendirinya akan memijah dan tidak lagi fertilisasi buatan yang dilakukan pada organismedipengaruhi oleh intervensi bahan asing, uji yang telah didedah pada konsentasi 15 ppmtermasuk polutan. Lebih mungkin suatu polutan selama 10 hari, yakni sebesar 63,10%.dapat mempengaruhi reproduksi bulubabi jika Kobayashi (1984; 1994) dalampolutan itu berada selama proses gametogenesis. serangkaian penelitiannya menyimpulkan bahwa Tetapi dari penelitian ini tampak bahwa sebagian besar polutan, meskipun pada kondisipendedahan dalam larutan uji sianida pencemaran berat, tidak mempengaruhi secaraberpengaruh pada formasi pluteus yang nyata jumlah pluteus yang dihasilkan. Tetapidihasilkan. Dari hasil analisis data, konsentrasi menyebabkan perubahan pada formasi pluteus-10 dan 15 ppm menyebabkan penigkatan jumlah pluteus yang dihasilkan. Karena itu untukpluteus malformasi (pluteus yang memiliki menilai efek suatu polutan disarankan untukformasi struktur yang tidak normal). Pada melihat formasi pluteus, disamping melihatkonsentrasi 10 ppm menyebabkan peningkatan jumlah pluteus yang dihasilkan.pluteus malformasi pada lama pendedahan 8 dan Unsur-unsur bahan pencemar (misalnya10 hari. Konsentrasi 15 ppm, menyebabkan logam berat dan sianida) masuk ke dalam tubuhpenigkatan pada lama pendedahan 2 hari. Jumlah organisme perairan melalui insang dan difusipluteus malformasi tertinggi terjadi dalam permukaan kulit. Khusus untuk sianida, bahan Efek Sianida (KCN) bb’ d e f c a b Perkembangan i g embrio normal ii’ h gg’ ii’ Gambar 1. Perkembangan embrio bulubabi Echinometra mathaei Tipe C dan perkembangan abnormal (malformasi) yang terjadi sebagai respon dari efek sianida (a: sel telur, b: dua sel, c: 4 sel, d: 8 sel, e: 16 sel, f: blastula, g: gastrula, h: prisma, i: pluteus, bb’: 3 sel, gg’: exogasrula, ii’: pluteus malformasi).
  5. 5. EFEK POTASSIUM SIANIDA TERHADAP Echinometra mathaei 5kimia ini kemudian akan mempengaruhi kemampuan sel untuk mengikat oksigen selamaorganisme tersebut sesuai dengan daya fertilisasi dan perkembangan embrio. Sehinggatoksiknya. sel tidak memiliki cukup oksigen yang sangat Menurut Edward & Hassall (1980, Heath dibutuhkan untuk melangsungkan perkembangan(1987), Manahan (1992), daya toksik (toxicity) secara normal.sianida dalam tubuh organisme disebabkan oleh Hal tersebut lebih dipertegas lagi dengankemampuannya berikatan dengan Fe(III) dalam adanya data hasil penelitian ini, di mana terjadioksidasi Ferrisitokrom (Fe(III) Oksidase), suatu peningkatan jumlah pembelahan abnormal (3 sel)metaloprotein yang megandung besi dan bersifat dan exogastrula selama perkembangan embrio.sebagai akseptor elektron selama oksidasi gula. Pembelahan abnormal (3 sel) terjadiKeadaan ini menyebabkan terhalangnya reduksi ketika suatu sel dalam embrio membelahenzim ferrisitokrom Oksidase menjadi sedangkan sel lainnya tidak dapat melakukanferrositokrom oksidase. Hasilnya adalah pembelahan. Akibatnya, kelihatan sel yangferrositokrom oksidase yang dibutuhkan untuk terbentuk hanya 3. Demikian pula halnya denganbereaksi dengan oksigen tidak terbentuk, dan abnormal lainnya, pembelahan 3 sel cepat ataudengan demikian penggunaan oksigen dalam sel lambat akan rusak sehingga tidak dapatterhalang/terhambat. melanjutkan perkembangan normalnya (Dinnel Selanjutnya Yanagisawa (1975) dalam dkk ., 1982; Farmanfamaian & Giese, 1963;penelitiannya mengenai tingkat konsumsi Kobayashi, 1984) dan akhirnya menyebabkanoksigen oleh sel yang diamati selama terjadinya mortalitas.perkembangan embrio berlangsung, menyimpul- Dalam penelitian ini, diketahui bahwakan bahwa konsumsi oksigen oleh sel akan pada semua kombinasi perlakuan, jumlah selmeningkat selama fertilisasi dan perkembangan yang membelah abnormal (3 sel) kurang dari 4%.embrio. Semakin tinggi tahap perkembangan Tetapi dari hasil analisis data, pendedahan padaembrio, konsumsi oksigen akan semakin tinggi. tingkat larutan uji yang dicobakan tersebut Dalam hubungannya dengan sianida, oleh menyebabkan peningkatan secara nyata jumlahkarena sianida merupakan agen penghambat sel yang membelah abnormal tersebut, meskipun(bloker) enzim sitokrom oksidase (Heath 1987), dari jumlahnya masih dikategorikan sebagai efekbahan ini diduga menyebabkan penurunan penghambatan ringan (slight inhibition) Pembelahan 3 Efek Sel Exogastrula sianida M O R T Sel Pembelahan Hatching blastula gastrula A telur 2, 4, 8, 16 sel L (n-sel) I PERKEMBANGAN EMBRIO NORMAL T A S Organisme pluteus prisma malformasi Gambar 2. Skema perkembangan embrio bulubabi dan perkembangan abnormal yang terjadi akibat efek sianida (KCN).
  6. 6. 6 M. T. LASUT, D. A. SUMILAT & O. LINTONG(Kobayashi, 1984). cell toxicity test for marine waters. Halaman Sedangkan exogastrula terbentuk ketika 82-89 dalam J. G. Pearson, R. B. Foster & W.air laut terkontaminasi bahan toksik seperti ion- E. Bishop (eds.). Aquatic toxicity and hazardion yang bersifat logam (metalik). Archenteron assessment. STP 766 Amer. Soc. Test. Mater.tidak terbentuk dalam emb rio selama proses Philadelphia. 400 hal.gastrulasi dan jaringan yang menghubungkan Dinnel, P. A. 1994. Toxicity testing in marineendoderm menjulur keluar embrio. Kondisi environment. SNC-Lavalin International Inc.inilah yang disebut exogastrula (Waterman, Edward, N.A. & K.A. Hassall. 1980. Bioche-1937). mistry and physiology of the cell: an Dari hasil analisis, diketahui bahwa introductory text. Second Edition. McGraw-semua tingkat konsentrasi larutan uji yang Hill Book Co. (UK) Ltd. London. 448 hal.dicobakan, menyebabkan peningkatan jumlah Farmanfamaian, A. & A. C. Giese. 1963.exogastrula pada perkembangan embrio. Namun Thermal tolerance and acclimation in thepada semua kombinasi perlakuan, jumlah western purple sea urchin, Strongylocentrotusexogastrula yang terjadi kurang dari 4%. purpuratus. Physiol. Zool. 36: 237-243.Sehingga efek penghambatannya dikategorikan Giudice, G. 1986. The sea urchin embryo: asebagai penghambatan ringan. development biological system. Springer- Sama seperti perkembangan abnormal Verlag, Berlin, Heidelberg. 214 hal.lainnya, exogastrula lama-kelamaan akan hancur Heath, A. G. 1987. Water pollution and fishdan tidak dapat meneruskan perkembangan physiology. CRC Press, Boca Raton. Ann(Kobayashi 1984) dan mengalami mortalitas, Arbor, London. 245 hal.sehingga mengurangi jumlah telur yang dapat Hinegarder, R. 1975. Care and handling of seamencapai pluteus. urchin eggs, embryos and adults. Halaman Terjadinya pembelahan 3 sel dan 10-22 dalam G. Czihak (ed.). The sea urchinexogastrula selama perkembangan embrio diduga embryo. Biochemistry and Morphogenesis.akibat penghambatan enzim sitokrom oksidase Springer-Verlag, Berlin.oleh sianida. Akibatnya suplai oksigen selama Kobayashi, N. 1984. Marine ecotoxicologicalperkembangan tidak mencukupi untuk testing with echinoderms. G. Persoone, E.membentuk energi yang dibutuhkan sel agar Jaspers & C. Claus (eds.). State Univ. Ghentdapat melangsungkan perkembangan normal and Inst. Mar. Sci. Res. Belgia. Vol. I. 798(Gambar 2). hal. Kobayashi, N. 1994. Application of eggs of the REFERENSI sea urchin Diadema setosum on marineAbel, P. D. 1991. Lethal toxicity test: theory and pollution bioassay. Phuket Marine Biological methodology. Halaman 39-56 dalam P.D. Centre Research Bulletin 59: 91-94. Abel & V. Axiak (eds.). Ecotoxicology and Manahan, S. E. 1992. Toxicology chemistry. the marine environment. Ellis Horwood. New Second Edition. Lewis Publisher. Boca Raton York. Ann Arbor. London. 449 hal.Axiak, V. 1991. Sublethal toxicity test: Osani, K. 1975. Handling Japaness sea urchin physiological responses. Halaman 132-136 and their embryo. Halaman 26-36 dalam G. dalam P.D. Abel & V. Axiak (eds.). Czihak (ed.). The sea urchin embryo. Ecotoxicology and the marine environment. Biochemistry and Morphogenesis. Springer- Ellis Horwood. New York. Verlag, Berlin, Heidelberg, New York.Chapman, P. M. & E. R. Long. 1983. The use of Waterman, A. J. 1937. Effect of salts of heavy bioassay as part of a comphrehensive metals on development of the sea urchin approach to marine pollution assessment. Arbacia punctulata. Biol. Bull 73: 401-420. Marine Pollution Bulletin 14(3): 81-84. Yanagisawa, T. 1975. Respiration and energyCzihak, G. 1975. The sea urchin embryo. metabolism. Halaman 510-538 dalam G. Biochemistry and Morphogenesis. Springer- Czihak (ed.). The sea urchin embryo. Verlag, Berlin Heidelberg, New York. 700 Biochemistry and Morphogenesis. Springer- hal. Verlag, Berlin.Dinnel, P. A., Q. J. Stober, S. C. Crumley & R. E. Nakatani. 1982. Development of a sperm ISSN 1412-3487

×