Dalam ilmu genetika ikan, modifikasi kelamin dikenal dengan istilah sex reversal atau pengarahan kelamin. Dengan metode ini, jenis kelamin dapat diarahkan sesuai dengan keinginan; menjadi jantan atau betina. Keputusan untuk menjantankan atau membetinakan ikan dapat didasarkan kepada harga jual atau performa ikan akibat perbedaan kelamin. Untuk ikan tertentu, ikan jantan lebih diminati, dan begitu sebaliknya. Untuk melakukan kegiatan ini, beberapa jenis hormon estrogen dan androgen dapat digunakan; masing-masing untuk pembetinaan dan penjantanan.

Umumnya, proses sex reversal dilakukan secara oral atau melalui pakan dan melalui perendaman (dipping). Untuk fase larva, kita dapat melakukannya melalui oral dan atau dipping dan untuk fase telur dapat dilakukan dengan dipping. Pada beberapa jenis ikan yang lain, perlakuannya diterapkan pada saat sedang hamil atau bunting. Untuk yang terakhir ini (biasanya pada beberapa jenis ikan hias berukuran kecil), Anda dapat menerapkannya dengan cara merendam induk yang sedang bunting tersebut.

Sex reversal adalah proses memproduksi ikan monosex atau memproduksi ikan dengan satu jenis kelamin yaitu jantan atau betina saja. Sex reversal dengan pemberian metiltestosteron dikenal cukup efektif untuk memproduksi populasi jantan. Pemberian metiltestosteron melalui oral (pakan) dianggap kurang efisien karena memerlukan dosis tinggi dan waktu pemberiannya relatif lebih lama walaupun tingkat keberhasilan merubah kelamin jantan dapat mencapai 96–100%, sedangkan pemberian metiltestosteron melalui metode perendaman (dipping) lebih efisien karena dosis yang diberikan relatif kecil dan waktu kontaknya lebih singkat walaupun tingkat keberhasilan merubah kelamin jantan dibawah 96% (Zairin, 2002), hal ini didukung oleh penelitian Priambodo (1998), pada ikan nila bahwa dengan dosis 0,9-1,2 dengan lama perendaman dua jam sudah dapat merubah jenis kelaminnya.

Sex reversal merupakan cara pembalikan arah perkembangan kelamin ikan yang seharusnya berkelamin jantan diarahkan perkembangan gonadnya menjadi betina atau sebaliknya. Teknik ini dilakukan pada saat belum terdiferensiasinya gonad ikan secara jelas antara jantang dan betina pada waktu menetas. Sex reversal merubah fenotif ikan tetapi tidak merubah genotifnya. Teknik sex reversal mulai dikenal pada tahun 1937 ketika estradiol 17 disintesis untuk pertama kalinya di Amerika Serikat. Pada mulanya teknik ini diterapkan pada ikan guppy (Poecilia reticulata). Kemudian dikembangkan oleh Yamamato di Jepang pada ikan medaka (Oryzias latipes). Ikan medaka betina yang diberi metiltestosteron akan berubah menjadi jantan. Setelah melalui berbagai penelitian teknik ini menyebar keberbagai negara lain dan diterapkan pada berbagai jenis ikan. Awalnya dinyakini bahwa saat yang baik untuk melakukan sex reversal adalah beberapa hari sebelum menetas (gonad belum didiferensiasikan).Teori ini pun berkembang karena adanya fakta yang menunjukkan bahwa sex reversal dapat diterapkan melalui embrio dan induk yang sedang bunting (Masduki, 2011).

Penerapan sex reversal dapat menghasilkan populasi monosex (kelamin tunggal). Kegiatan budidaya secara monosex (monoculture) akan bermanfaat dalam mempercepat pertumbuhan ikan. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan tingkat pertumbuhan antara ikan berjenis jantan dengan betina. Beberapa ikan yang berjenis jantan dapat tumbuh lebih cepat daripada jenis betina misalkan ikan nila dan ikan lele Amerika. Untuk mencegah pemijahan liar dapat dilakukan melalui teknik ini. Pemijahan liar yang tidak terkontrol dapat menyebabkan kolam cepat penuh dengan berbagai ukuran ikan. Total biomass ikan tinggi namun kualitasnya rendah. Pemeliharaan ikan monoseks akan mencegah perkawinan dan pemijahan liar sehingga kolam tidak cepat dipenuhi ikan. Selain itu ikan yang dihasilkan akan berukuran besar dan seragam. Contoh ikan yang cepat berkembangbiak yaitu ikan nila dan mujair.Pada beberapa jenis ikan hias seperti cupang, guppy, kongo dan rainbow akan memiliki penampilan tubuh yang lebih baik pada jantan daripada ikan betina. Dengan demikian nilai jual ikan jantan lebih tinggi ketimbang ikan betina (Masduki, 2011).

Sex reversal juga dapat dimanfaatkan untuk teknik pemurnian ras ikan. Telah lama diketahui ikan dapat dimurnikan dengan teknik ginogenesis yang produknya adalah semua betina. Menjelang diferensiasi gonad sebagian dari populasi betina tersebut diambil dan diberi hormon androgen berupa metiltestosteron sehingga menjadi ikan jantan. Selanjutnya ikan ini dikawinkan dengan saudaranya dan diulangi beberapa kali sampai diperoleh ikan dengan ras murni (Masduki, 2011).

Pada kasus hermaprodit, hormon yang diberikan hanya akan mempercepat proses perubahan sedangkan pada sex reversal perubahannya benar-benar dipaksakan. Ikan yang seharusnya berkembang menjadi betina dibelokkan perkembangannya menjadi jantan melalui prosespenjantanan (maskulinisasi). Sedangkan ikan yang seharusnya menjadi jantan dibelokkan menjadi betina melalui proses pembetinaan (feminisasi) (Masduki, 2011).

Sex reversal dapat dilakukan melalui terapi hormon (cara langsung) dan melalui rekayasa kromosom (cara tidak langsung). Pada terapi langsung hormon androgen dan estrogen mempengaruhi fenotif tetapi tidak mempengaruhi genotif. Metode langsung dapat diterapkan pada semua jenis ikan apapun sex kromosomnya. Cara langsung dapat meminimalkan jumlah kematian ikan. Kelemahan dari cara ini adalah hasilnya tidak bisa seragam dikarenakan perbandingan alamiah kelamin yang tidak selalu sama. Misalkan pada ikan hias, nisbah kelamin anakan tidak selalu 1:1 tetapi 50% jantan: 50% betina pada pemijahan pertama, dan 30% jantan:50% betina pada pemijahan berikutnya (Masduki, 2011).

 

Methyl Testosterone (MT)

Hormon androgen yang paling umum yang digunakan dalam aplikasi sex reversal untuk maskulinisasi (pengarahan kelamin menjadi jantan) adalah 17α-methyltestosterone yang diperkirakan efektif digunakan pada lebih dari 25 spesies yang telah diuji. Methyl testosterone merupakan androgen yang paling sering dipakai untuk merubah jenis kelamin dan penggunaan metiltestosteron pada dosis yang berbeda akan memberikan pengaruh yang berbeda pula. 17α-methyltestosterone (17α-MT) merupakan hormon sistetik yang molekulnya sudah dimodifikasi agar tahan lama di dalam tubuh. Hal ini dikarenakan pada karbon ke-17 telah ditempeli gugus metal agar tahan lama (Junior, 2002). Methyl testosterone dibuat dengan cara menambahkan satu kelompok α-metil pada atom karbon ke-17 di dalam gugus testosteron dengan rumus bangun kimia kimia C20H30O2, berbobot molekul 302,05.

Penggunaan 17α-methyltestosterone saat ini sudah mulai dikurangi. Hal ini dikarenakan diduga sifat 17α-metiltestosteron yang dapat menimbulkan pencemaran karena sulit terdegradasi, dan karena 17α-metiltestosteron dapat menyebabkan kanker pada manusia. Contreras – Sanchez et. al (2001) menyatakan bahwa residu anabolik 17α-methyltestosterone masih tertinggal pada sedimen kolam setelah tiga bulan penggunaan pada maskulinisasi benih ikan nila. Residu ini dikhawatirkan dapat menimbulkan ekspos yang tidak diharapkan pada pekerja, ikan dan organisme lain. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa pemberian hormon 17α-methyltestosterone mampu mempengaruhi perkembangan gonad beberapa ikan.

Percobaan pada diferensiasi seks lingkungan (ESD) di Atlantik Halibut melalui suhu pemeliharaan terkendali yang menunjukkan hasil yang samar-samar; Meskipun satu studi menunjukkan bahwa suhu tinggi terpengaruh ekspresi sitokrom P450 aromatase gen (cyp19a) (van SPN dan Andersen, 2006), hasil dari pekerjaan yang lebih baru menunjukkan bahwa suhu pemeliharaan tidak mempengaruhi rasio jenis kelamin (Hughes et al., 2008). Penggunaan steroid hormon yang efektif untuk seks disebabkan pembalikan (Hendry et al., 2003), tetapi sementara steroid disetujui untuk digunakan dalam pertanian di beberapa negara, mereka dapat menyebabkan masalah dengan konsumen persepsi di bagian lain dunia. Penggunaan non-steroid agen untuk seks pembalikan dapat memberikan wawasan lebih lanjut tentang mekanisme yang mengontrol diferensiasi seks, serta menyediakan alternatif untuk pengobatan steroid.

Aromatase Inhibitor (AI) telah banyak digunakan dalam terapi kanker payudara. sejak selektif inhibisi produksi estrogen telah ditemukan untuk menjadi strategi yang efektif untuk pengobatan kanker payudara, sejumlah AI telah dikembangkan. Mereka dapat classi berdasarkan struktur kimia yang mereka sebagai steroid (tipe I) dan non steroid (tipe II). Fadrozole (afema) adalah sebuah kompetitif, tipe II aromatase inhibitor. Tindakan didasarkan pada noncovalent reversibel interaksi dengan heme bagian dari aromatase dan pekerjaan yang substrate binding situs (miller et al., 2008). Fadrozole itu dibuktikan menyebabkan lengkap pembalikan seks betina ke genetik fenotipik laki-laki di nil ikan nila, Oreochromis niloticus (kobayashi et al., 2003; kwon et al., 2000), ikan zebra Danio rerio (uchida et al., 2004), dan flounder jepang, Paralichthys olivaceus (Kitano et al., 2000).

Menurut Mukti (2002), kelebihan dosis hormon metiltestosteron yang diberikan pada ikan dapat mengurangi jumlah kelamin jantan yaitu hormon metiltestosteron semakin memacu perkembangan kelamin atau gonad betina ikan (bukan kelamin jantan). Semakin tinggi dosis hormon yang diberikan dapat menurunkan tingkat kelulushidupan ikan, karena adanya sifat racun (toxit) dari hormon kepada ikan.

Pemberian hormon metiltestosteron pada benih ikan gurami tidak menyebabkan perubahan genetik ikan, karena hormon ini hanya akan mencapai dan mempengaruhi organ target saja dan bukan kelamin ikan, differensiasi kelamin atas pengaruh pemberian hormon mengubah fenotip kelamin, tetapi tidak mengubah genotipnya (Zairin, 2002). Efektifitas pembentukan kelamin jantan sangat ditentukan oleh ketepatan pemberian dosis hormon metiltestosteron dan umur ikan sebelum gonad terdifferensiasi, karena dosis dan masa differensiasi yang tepat akan menghambat pembentukan ovari dan sebaliknya pembentukan gonad jantan semakin cepat, sehingga gonad akan berkembang menjadi testis (Sunandar, 2006).

Pematang gonad ikan yang bekerja dibawah kendali hormon-hormon, secara umum mekanisme terjadi secara alamiah dan rekayasa (rangsangan). Mekanisme secara alamiah kerja hormon untuk perkembangan dan pematangan gonad dimulai dari adanya rangsangan dari luar seperti visual untuk fotoperiode, kemoreseptor untuk suhu dan metabolit yang kemudian diterima oleh susunan saraf otak melalui reseptor-reseptor penerima rangsangan susunan saraf otak kemudian merangsang hipotalamus untuk melepaskan Gonadropin Releasing Hormon (GnRH) untuk mestimulasi kelenjar hipofisa (pituitary) untuk mengsekresikan Gonadotropin Hormon (GtH) kemudian dialirkan ke dalam darah untuk merangsang kematangan gonad akhir melalui simulasi untuk mensintesis hormon-hormon steroid pematangan (seperti hormon testoteron dan estradiol) dalam ovarium atau testis, dan mempengaruhi perkembangan kelamin sekunder (Sunandar, 2006).

Mekanisme rangsangan pembentukan gonad jantan dengan menggunakan hormon metiltestosteron (hormon steroid) dimulai dari penyepan hormon kedalam tubuh ikan secara difusi dan disekresikan melalui saluran darah (Montgomery, et all., 1983). Proses bagaimana hormon steroid tersebut dapat merangsang pemasakan oosit maupun sperma mekanismenya belum diketahui, tetapi diduga melalui tranfer kode terjemahan RNA (Darwisito, 2002).

Gangguan endokrin didefinisikan sebagai gangguan perkembangan gonad, baik adanya perubahan pada pembentukan duktus atau adanya perkembangan ovotestis yang mengarah pada feminisasi (Liney, et al., 2005) atau adanya rangsangan munculnya karakter kelamin sekunder jantan yang mengarah pada maskulinisasi (Larsson, et al., 2006). Sedangkan menurut WHO/IPCS dalam Falcorner, et al. (2006) endocrine-disrupting compounds didefinisikan sebagai substansi eksogenus yang mengubah fungsi sistem endokrin yang menimbulkan konsekuensi pengaruh kesehatan yang kurang baik terhadap organisme, atau keturunannya, atau (sub)-populasi yang menerimanya. Gangguan ini dapat terjadi akibat adanya substansi kimia di perairan yang mengganggu sistem endokrin pada organisme ikan. Umumnya, substansi kimia, baik bersifat alami ataupun sintesis yang dikenal sebagai endocrine disrupter, memiliki kemampuan untuk berikatan dengan estrogen reseptor (Brian, et al., 2005) atau androgen reseptor (Larsson, et al., 2006) bergantung pada mekanismenya. Gangguan yang ditimbulkan juga bervariasi bergantung tipe bahan dan organisme yang dipengaruhinya. Gangguan dapat terjadi dengan berbagai jalan karena ikan yang hidup di perairan terbuka bukan hanya terpapar pada subtansi tunggal melainkan dapat terpapar pada substansi kompleks dengan jumlah bervariasi sehingga dapat menimbulkan pengaruh kombinasi baik dengan mekanisme yang tunggal/sama ataupun berbeda (8085).

Beberapa substansi kimiawi yang terdeteksi berada di lingkungan perairan dapat berpengaruh terhadap sistem endokrin organisme. Substansi yang dapat menggangu sistem endokrin (EDS, endocrine disrupting substance) tersebut diantaranya estrogen alami (17b-estradiol dan estron) dan estrogen sintetis (17a-ethynil estradiol) (Kavanagh, et al., 2004). Gangguan sistem endokrin yang dapat terjadi adalah adanya mekanisme “feminisasi” pada ikan jantan yaitu perubahan pada perkembangan duktus gonad, baik pembentukan rongga ovari seperti betina dan/atau keberadaan sel germ jantan dan betina pada gonad yang sama, peningkatan konsentrasi vitellogenin, perubahan pada perkembangan ginjal, gangguan fungsi imun dan menyebabkan kerusakan genotoksik (Liney, et al., 2005).

Adanya phenomena tersebut disinyalir akibat degradasi yang tidak lengkap pada sistem instalasi pengolahan air limbah, seperti yang dilaporkan terjadi di sungai-sungai di Eropa, Jepang dan Amerika (Liney, et al., 2005). Pengaruh substansi estrogenik teramati pada beberapa ikan liar yang mengalami perkembangan interseks yang tidak biasa seperti pada ikan roach (Rutilus rutilus), gudgeon (Gobio gobio), barbel (Barbus plebejus), shovelnose sturgeon (Scaphirhynchus platyorynchus), European flounder (Platichthyes flesus) dan Japanese flounders (Pleuronectes yokohamae) (Jobling, et al., 2002).

Menurut Sumpter dan Johnson (2005), 17b-estradiol (E2) dan 17a-ethynil estradiol (EE2) merupakan dua substansi yang paling poten yang dapat menyebabkan gangguan sistem endokrin. Potensi nyata EE2 dapat mencapai 20 kali lipat dibandingkan E2. Pada konsentrasi nanogram per mililiter EE2 telah dapat berpengaruh terhadap ikan. Penelitian di Belanda menunjukkan EE2 ditemukan pada konsentrasi <0.3 – 5.9 ng/L di limbah perkotaan dan <0.3 – 3.9 ng/L di limbah industri. Ekspose ikan rainbow (Oncorhynchus mykiss) jantan dewasa pada limbah perkotaan tersebut selama 12 – 17 hari telah menyebabkan adanya peningkatan konsentrasi vitellogenin plasma darah (Vethaak, et al., 2005). Sedangkan pada ikan zebrafish (Danio rerio), ekspose ikan sejak fertilisasi hingga mencapai tahap reproduksi (umur 118 hari) pada EE2 3 ng/L dapat menyebabkan 100% individu menjadi betina (Fenske, et al., 2005).

Di Indonesia, sejauh ini belum ditemukan adanya laporan mengenai pengaruh limbah perkotaan terhadap gangguan endokrin pada ikan liar yang hidup di perairan umum. Potensi adanya gangguan tersebut akan lebih besar di sungai-sungai yang menerima limbah industri yang sangat tinggi, seperti Sungai Citarum, Jawa Barat. Secara laboratoris, potensi gangguan tersebut dapat diamati dengan ekspose ikan-ikan liar, misalnya ikan nilem, pada substansi yang mungkin dapat ditemukan di perairan umum, salah satunya ethynil estradiol.

Dari hasil pengamatan kepadatan sperma ikan nilem pada beberapa perlakuan injeksi EE2 belum dapat diindikasikan adanya perubahan kemampuan spermiasis ikan nilem. Hal ini diduga akibat terlalu pendeknya selang waktu injeksi dengan pengamatan spermiasis. Selain itu, sensitifitas terhadap estrogen juga bersifat spesifik-spesies (Vethaak, et al., 2005) sehingga dapat terjadi EE2 tidak berpengaruh terhadap ikan nilem. Kondisi seperti itu dilaporkan pada ikan roach yang sebelumnya tidak terekspose limbah kemudian setelah dewasa diekspose pada limbah dan ternyata tidak teramati adanya gangguan pada duktus reproduksinya (Liney, et al., 2005). Namun, perubahan mungkin terjadi bila dapat diamati pada level vitellogenin plasma darah seperti yang teramati pada ikan rainbow trout yang diekspose limbah pada selang waktu yang relatif pendek (selama 12 – 17 hari) dimana konsentrasi vitellogeninnya meningkat hampir dua kali lipat (Vethaak, et al., 2005).

Hampir semua penelitian mengenai gangguan endokrin dilaporkan berkaitan dengan efek estrogenik yang menimbulkan gejala feminisasi pada ikan akibat buangan dari pengolahan air limbah perkotaan/industri dan efek androgenik yang menimbulkan gejala maskulinisasi akibat buangan air limbah pengolahan kayu.

Efek Estrogenik 

Penelitian mengenai adanya feminisasi pada ikan liar di perairan tawar dan estuari telah banyak dilaporkan di Inggris dan beberapa negara Eropa, Jepang dan Amerika Serikat. Laporan awal yang paling ekstensif mengenai feminisasi akibat pengaruh air limbah dilakukan Jobling dan koleganya pada tahun 1998 pada ikan roach (Rutilus rutilus) di >50 titik sungai di Inggris (Liney, et al., 2005) dan Guillette dan koleganya pada tahun 2000 yang telah menemukan adanya pengaruh tersebut pada alligator di beberapa danau di Florida (Sumpter, 2005). Gangguan endokrin yang muncul tersebut berkaitan dengan ekspose ikan pada buangan dari instalasi pengolahan air limbah industri dan domestik. Kebanyakan laporan mengenai pengaruh feminisasi dari air limbah pada ikan adalah adanya induksi pada vitellogenin, perubahan tingkat hormon steroid seks pada ikan juvenil dan ikan dewasa, kelemahan pada perkembangan gonad, perubahan waktu diferensiasi seks dan interseks pada gonad (Liney, et al., 2005).

Interseks pada gonad ditandai dengan adanya jaringan testikular dan ovari pada gonad yang sama (Kavanagh, et al., 2004) dan/atau adanya gangguan pada duktus gonad dimana duktus jantan mengalami feminisasi membentuk rongga ovari seperi betina (Gambar 1) (Liney, et al., 2005). Meskipun interseks secara alami biasa terjadi pada spesies ikan protaginus dan protandri, namun pada ikan gonokoristik fenomena ini merupakan gejala tidak normal dan biasanya hanya ditemukan pada ikan yang sengaja diekspose terhadap hormon steroid atau aromatase inhibitor (Jobling, et al., 2002). Pemeliharaan kembali ikan yang mengalami gangguan seksual setelah ekspose pada air limbah menunjukkan bahwa feminisasi pada duktus reproduksi bersifat permanen (Liney, et al., 2005).

Spesies ikan air tawar liar yang menampakkan adanya kejadian interseks yang tidak biasa telah dilaporkan pada ikan roach (Rutilus rutilus), gudgeon (Gobio gobio), barbel (Barbus plebejus), dan shovelnose sturgeon (Scaphirhynchus platyorynchus), sedangkan pada ikan estuari telah dilaporkan pada ikan flounder Eropa (Platichthyes flesus) and flounder Jepang (Pleuronectes yokohamae) (Jobling, et al., 2002). Fenomena serupa ditemukan juga pada ikan mas (Cyprinus carpio) (Lavado, et al., 2004), bream (Abramis brama) (Vethaak, et al., 2005) dan white perch (Morone americana) (Kavanagh, et al., 2004).

Pada ikan roach, Rutilus rutilus, ekspose selama 300 hari pada air limbah konsentrasi 0, 15.2, 34.8, and 78.7% (yang diencerkan dengan air bersih) telah merangsang feminisasi pada individu jantan yang diukur dari induksi vitellogenin (Gambar 2) dan perubahan histologi gonad, menyebabkan perubahan yang signifikan pada perkembangan ginjal (Gambar 3), modulasi fungsi immum (jumlah total trombosit) dan menyebabkan kerusakan genotoksik (induksi mikronukleus dan kerusakan single-strand pada insang dan sel darah) (Liney, et al., 2006).

Pengaruh interseks akibat gangguan endokrin terhadap kemampuan fertilisasi (kualitas gamet) dipublikasikan oleh Jobling, et al. (2002). Pada ikan roach, persentase ikan yang mampu melakukan spermiasi dan fertilisasi menurun dengan adanya indikasi interseks yang lebih akut.

 

Efek Androgenik 

Adanya gangguan endokrin yang mengarah pada maskulinisasi pada ikan liar berkaitan dengan buangan limbah dari industri pengolahan kayu. Pengaruh limbah kayu pada sistem sitokrom P450 pada ikan telah teridentifikasi dengan adanya interferensi pada sistem reproduksi yang meliputi depresi siskulasi hormon steroid, keterlambatan waktu pematangan, ukuran gonad yang lebih kecil, perubahan pada ekspresi karakter seks sekunder (Larsson, et al., 2002), munculnya tingkah laku dan warna tubuh seperti jantan pada ikan betina (Larsson, et al., 2006). Laporan awal mengenai fenomena ini dipublikasikan oleh Howell dan koleganya pada tahun 1980 yang mengidentifikasi adanya perkembangan pemanjangan sirip anal yang menirukan gonopodium jantan pada mosquitofish (Gambusia sp.) betina (Larsson, et al., 2006).

Maskulinisasi ikan yang ditemukan di aliran sungai yang menerima limbah kayu diperkuat oleh penelitian Larsson, et al. (2006). Hasil penelitian tersebut menunjukkan adanya multiple ligand terhadap reseptor androgen yang ditemukan pada limbah kayu, salah satunya adalah progesteron. Treatment biologi dapat mengurangi progesteron tersebut tetapi tidak mengurangi jumlah aktifitas pengikatan resepto androgen.

Selain pada masquitofish, penelitian mengenai pengaruh limbah kayu yang menyebabkan gangguan endokrin telah dipublikasikan terjadi pada ikan lake whitefish, (Coregonus clupeaformis), perch (Perca fluviatilis), largemouth bass(Micropterus salmoides), longear sunfish (Lepomis megalotis) (Fentress, et al., 2006), sidat (Anguilla rostrata), white suckers (Catosomus commersoni), fathead minnows (Pimephales promelas), viviparous eelpout (Zoarces viviparus) (Larsson, et al., 2002), guppy (Poecelia reticulata) (Larsson, et al., 2006) dan longnose sucker (Catostomus catostomus) (McMaster, et al., 2005). Sedangkan pada invertebrata dilaporkan pertama kali oleh Blaber tahun 1970 yang menemukan adanya struktur seperti penis disamping tentakel kanan dogwhelks (Nucella lapillus) (Sumpter, 2005).

Pada ikan longear sunfish (Lepomis megalotis) liar, adanya limbah dari olahan kayu tidak berpengaruh terhadap fisiologi reproduksi jantan tetapi dapat menekan tingkat testosteron dan vitellogenin pada ikan 1% dari aliran air (Gambar 6) (Fentress,³betina ketika limbah mencapai et al., 2006). Menurunnya tingkat vitellogenin berdampak pada lebih sedikitnya telur yang dikeluarkan induk betina ataupun memperpendek waktu pijah pada saat musim pemijahan. Menurut (Larsson, et al., 2002), terdapat hubungan yang jelas antara pergeseran seks rasio dengan ekspose terhadap limbah olahan kayu. Pada viviparous eelpout, terdapat embrio betina yang lebih sedikit dibandingkan dengan jantan pada daerah yang lebih dekat dengan sumber limbah kayu

 

Pencemaran Air

Pencemaran adalah perubahan sifat Fisika, Kimia dan Biologi yang tidak dikehendaki pada udara, tanah dan air. Peruahan tersebut dapat menimbulkan bahaya bagi kehidupan manusia atau organisme lainya, proses-proses industri, tempat tinggal dan peninggalan-peninggalan, atau dapat merusak sumber bahan mentah. Pencemaran terjadi apabila terdapat gangguan dalam daur materi yaitu apabila laju produksi suatu zat melebihi laju pembuangan atau penggunaan zat tersebut (Soemarwoto,1990).

Pencemaran merupakan penambahan bermacam-macam bahan sebagai aktivitas manusia ke dalam lingkungan yang biasanya memberikan pengaruh berbahaya terhadap lingkungan (Tugaswaty, 1987). Terdapat dua jenis sumber pencemaran yaitu (1) Pencemaran yang dapat diketahui secara pasti sumbernya misalnya limbah industri, (2) Pencemaran yang tidak diketahui secara pasti sumbernya yaitu masuk ke perairan bersama air hujan dan limpasan air permukaan. Beban pencemaran pada badan air merupakan jumlah bahan yang dihasilkan dari kedua sumber tersebut (Husin dan Kastamana,1991).

Aanggapan bahwa badan perairan merupakan tempat pembuangan limbah baik limbah domestik maupun limbah industri adalah salah karena dapat menyebabkan perubahan dn gangguan terhadap sumber daya air. Organisasi yang tergolong dalam kelompok organisme akuatik adalah yang pertama kali mengalami kehidupann buruk secara langsung dari pengaruh limbah atau pencemaran terhadap badan air (Price, 1979).

Apabila suatu limbah yang berupa bahan pencemar masuk ke suatu lokasi maka akan terjadi perubahan padanya. Perubahan dapat terjadi pada organisme yang hidup di lokasi itu serta lingkunya yang berupa faktor Fisika dan Kimianya (ekosistim) (Suin, 1994). Salah satu perubahan yang terjadi karena pembuangan limbah ke badan perairan dapat menyebabkan berkurangnya kadar oksigen terlarut (Lembaga ekologi Unpad, 1978). Oksigen penting untuk pernafasan yang merupakan komponen utama untuk metabolisma ikan dan oprganisme lain (Mason, 1980).

Persenyawaan organik di perairan akan dipecah oleh organisme pembusuk. Terjadinya proses ini sangat membutuhkan oksigen terlarut dalam perairan tersebut (Duffus, 1980). Disamping itu adanya senyawa racun yang terkandung di dalam limbah juga mempengruhi proses metabolisma dalam tubuh ikan, merusak jaringan usus dan fungsi ginjal (Duffus, 1980). Senyawa beracun ini juga mempengaruhi darah organtubuh lainya. Disamping itu senyawa beracun dan logam berat dapat menghambat metabolisma serum protein (Tewari, Gill dan Plant, 1987).

 

Bahan pencemar dan ekosistim perairan

Kwalitas air dipengaruhi oleh faktor alami (yaitu iklim, musim, mineralogi dan vegetasi) dan kegiatan manusia. Bilamana air di alam (disungai sungai, danau-danau dan lain-lain) dikotori oleh kegiatan manusia,sedemikian rupa sehingga tidak memenuhi syarat untuk suatu penggunaan yang khusus maka disebut terkena pencemaran (pollution) (Manan, 1992).

Tanpa adanya tindakan kebijaksanaan untuk mencegah dan mengendalikan pencemaran perairan sungai, kemungkinan besar menyebabkan persediaan sumber daya air untuk segala kehidupan tidak dapat dipenuhi. Keadaan demikian akan menyebabkan terganggunya suatu faktor ekosistem kehidupan manusia yaitu faktor kesehatan lingkungan yang mempengaruhi hiduup m,anusia itu sendiri (Anwar dan Husin, 1990).

Dalam sebuah daerah aliran sungai, terdapat berbagi penggunaan lahan, seperti hutan, perkebunan, pertanian lahan kering dan persawahan, pemukiman, perikanan, industri dan sebagainya. Beban bahan pencemar yang menyebabkan penurunan kwaliotas air pada sebagian sungai, berasal terutama dari limbah domestik, limbah industri, kegiatan pertanbangan dan limbah dari penggunaan lahan pertanian (Manan,1992).

Bahan pencemaran yang masuk ke dalam air dapat dikelompokkan atas limbah organik, logam berat dan minyak.Masing –masing kelompok ini sangat berpengaruh terhadap organisme perairan. Logam berat merupakan bahan pencemar yang paling banyak ditemukan diperairan akibat limbah Industri dan limbah perkotaan (Suin,1994). Batang Arau merupakan salah satu sungai terbesar di Kotamadya Padang yang kwalitas airnya cenderung terus menurun akibat meningkatnya pencemaran. Sumber pencemaran di sungai ini terutama berasal dari limbah industri (terutama pabrik karet) dan limbah perkotaan. Limbah pabrik karet dapat mempengaruhi nilai DO, BOD, COD, padatan tersuspensi, N-NH3 dan pH badan air (Zulkifli dan Anwar,1994).

Aliran batang Arau yang paling tercemar pada daerah muara karena kwalitas airnya sudah tidak memenuhi syarat sebagai air golongan B, C dan D serta nilai BOD dan COD yang cukup tinggi (proyek pengendalian banjir, 1993). Daerah mendekati Muara juga telah terjadi penumpukan terhadap logam berat terutama Cu dan Pb (Abu dan Arifin, 1992).

Secara alamiah, unsur logam berat terdapat dalam perairan, namun dalam jumlah yang sangat rendah. Kadar ini akan meningkat bila limbah yang banyak mengandung unsur logam berat masuk ke dalam lingkungan perairan sehingga akan terjadi racun bagi organisme perairan (Hutagalung dan Razak,1982).

Masuknya logam berat ke dalam tubuh organisme perairan dengan tiga cara yaitu melalui makanan, insang dan diffusi melalui permukaan kulit (Poels, 1983). Untuk ikan insang merupakan jalan masuk yang penting. Permukaan insang lebih dari 90% seluruh luas badan. Sehingga dengan masuknya logam berat ke dalam insang dapat menyebabkan keracunan, karena bereaksinya kation logam tersebut dengan fraksi tertentu dari lendir insang. Kondisi ini menyebabkan proses metabolisme dari insang menjadi terganggu. Lendir yang berfungsi sebagai pelindung doproduksi lebih banyak sehingga terjadi penumpukan lendir. Hal ini akan memperlambat ekspersi pada insang dan pada akhirnya menyebabkan kematian (Sudarmadi, 1993).

Logam berat hampir selalu ada dalam setiap pencemaran oleh limbah industri karena selalu diperlukan dalam setiap proses industri (Forstner dan Wittmann,1983). Manifestasi dari keracunan logam berat adalah diare denan fesis biru kehijauan dan kelainan fungsi ginjal. Bila kadarnya tinggi dalam tubuh dapat merusak jantung, hati dan ginjal. Absorbsi logam berat masuk ke dalam darah dapat menimbulkan hemolisis yang akut, karena banyak sel darah yang rusak. Akibat yang serius dari keracunan logam berat dapat menimbulkan kematian (Tewari et al, 1987).

Pendedahan logam berat kadmium pada beberapa jenis ikan berakibat berkurangnya nilai hematokrit, kadar hemoglobin dan jumlah sel darah merah sehingga menyebabkan anemia. Anemia sering ditandai dengan meningkatnya volume plasma oleh karena sistim keseimbangan dalam tubuh ikan terganggu. Lebih jelasnya penyebab anemia tersebut adalah menurunya kecepatan produksi sel darah mrah atau rusaknya sel darah merah lebih cepat (Larsson et al, 1976).

Perlakuan logam berat terhadap ikan air tawar juga menyebabkan penurunan jumlah sel darah merah, kadar hemoglobin serta nilai hematokrit (Tewari et al, 1987). Kerusakan ekosistim akibat pencemaran logam berat sering dijumpai khususnya untuk ekosistim perairan. Hal ini terjadi karena adanya logam berat yang bersifat racun bagi organisme dalam perairan. Akibat organisme yang paling sensitif pertama kali mengalami akibat buruk dan juga organisme yang tidak mampu bertahan akan musnah, sehingga keseimbangan rantai makanan dan ekosistem perairan akan mengalami kerusakan (Sudarmadi, 1993).

Dalam ekosistem alami perairan, hampir dapat dipastikan bahwa kematian dan perubahan jenis kelamin sejenis ikan tidak selalu karena sebab faktor tunggal tetapi karena beberapa faktor.

Faktor-faktor yang dimaksud adalah:

  1. Penomena sinergis, yaitu kombinasi dari dua zat atau lebih yang bersifat memperkuat daya racun.
  2. Penomena antagonis, yaitu kombinasi antara dua zat atau lebih yang saling menetralisir, sehingga zat-zat yang tadinya beracun berhasil dikurangi dinetralisir daya racunya sehingga tidak membahayakan.
  3. Jenis ikan dan sifat polutan, yang tertarik dengan daya tahan ikan serta adaptasinya terhadap lingkungan, serta sifat polutan itu sendiri (Sudarmadi, 1993).

 

Jenis ikan

Pada dasarnya perubahan jenis kelamin pada ikan tidak hanya pada ikan tertentu, melainkan pada semua jenis ikan yang berada pada daerah atau habitat sungai yang sedang mengalami pencemaran, pencemaran sungai tempat habitat ikan dapat tercemari limbah dari pabrik maupun dari limbah perorangan, limbah pabrik sendiri dapat berupa limbah beraneka macam bahan kimia, semisal, pewarna dari limbah pabrik tekstil, dapat pula berupa cairan kimia lainnya dari pabrik kimia. Sedang pada limbah perorangan yakni berupa air urin yang di buang di sungai, kandungan pada urin yang berupa zat sintesis dari penggunaan pil kb yang dapat mempengaruhi langsung terhadap kelamin ikan, yang di akibatkan dari hormone sintesi estrogen yang terkandung dalam pil KB.

Ditulis Oleh: Roqib Muta’ali   (1509100026); Aisyah Maulida H (1509100049); M. Ainul Mahbubillah (1509100703)

Jurusan Biologi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya – 2011

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Abu bakar, Bustanil Arifin. 1990. Pengaruh Limbah Terhadap Kwalitas Air Batang Arau dan Batang Kuranji. Laporan Penelitian. Unand. Padang

Amnan, Marta. 1994. Evaluasi Kandungan Logam Berat Hg dan Pb pada kerang Polymesoda sp Pada Ekosistim Sungai di Kawasan Industri. Tesis Program Pasca Sarjana. UI. Jakarta.

Anderson, P. D. and S.D. Apollonia 1978. Aquatic.Animal. Department of Biological Sciencies. Ottawa. Canada.

Anwar, M. S. H Saaludian. 1990. Studi Lingkungan Perairan air Sungai di Kecamatan Gambut dan Kertak Hanyur Kalimantan Selatan. Jurnal Lingkungan dan Pembangunan. 10;3: 183 – 192. Jakarta

Darwisito, S. 2002. Stretegi Reproduksi Pada Ikan Kerapu. Makalah Pengantar Falsafah Sains Program Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor

Duffus, H. J. 1980. Environment Toxicologi. Department of brewing and Biological Science. Hariot-Watt. University Edinbueg.

Fenske, 2005. An environmentally relevant concentration of estrogen induces arrest of male gonad development in zebrafish, Danio rerio. Environmental Toxicology and Chemistry, 24(5):1088-1098.

Forstner, U and G.T.W. Wittman. 1983. Metal Pollution in the Aquatic Environment. Second revised Edition. Springerverlag, Heidelberg. New York. Tokyo.

Geonarso, D. 1988. Perubahan faal ikan sebagai indikator kehadiran insektisida dan detergen dalam air. Disertasi. ITB. Bandung

Husin, Y. dan Eman, K. 1991. Metoda teknik Analisisi Kwalitas Air. Penelitian Lingkungan Hidup. Lembaga Penelitian. IPB. Bogor.

Hutagalung, H.P dan H. Razak. 1982. Pengamatan Pendahuluan Kadar Pb dan Cd dalam Air dan Biota di Estuari Muara angke. Oseanologi. Indonesia.

Jobling, 2002. Wild Intersex Roach (Rutilus rutilus) Have Reduced Fertility. Biology of Reproduction, 67:515-524.

Kavanagh, 2004. Endocrine Disruption and Altered Gonadal Development in White Perch (Morone americana) from the Lower Great Lakes Region. Environmental Health Perspectives, 112(8):898-902

Larson, A., B.E. Bengston and O. Svaberg. 1976. Effect of Cadmium for Hematologys and Biochemis on Fish. Chambridge University Press. London. New York. Melboum.

Liney, 2005. Assessing the Sensitivity of Different Life Stages for Sexual Disruption in Roach (Rutilus rutilus) Exposed to Effluents from Wastewater Treatment Works. Environmental Health Perspectives, 113(10):1299-1307

Manan,S. 1992. Pengelolaan Hutan Lindung yang Mendukung Pembangunan Berkelanjutan di Pulau Sumatera Rimba Indonesia XXVII; 3 – 4 Persatuan Peminat dan Ahli kehutanan.

Mark, Jr.H.B. 1981. Water Quality Measurement The Modern Analytical Techniques. Departments of Chemistry of Cincinate. Ohio.

Masduki, Endang. 2011. Sex Reversal. SUPM-bone.net

Mason, C.F. 1980. Biological pf FreshWater Pollution. London. New York.

Montgomery, R., Dryer. R. L., Conway, R. W., dan Spector A. A. 1983. Biokimia: Suatu Pendekatan Berorietasi-Kasus Jilid 2 Edisi Keempat. Gajah Mada Univercity. Yogyakarta

Mukti, A.T., Priambodo, B., Rustidja, dan Widodo, M.S. 2002. Optimalisasi Dosis Hormon Sintetis 17 α-Metiltestosteron dan Lama Perendaman Larva Ikan Nila (Oreochromis spp.) Terhadap Keberhasilan Perubahan Jenis Kelamin. Universitas Brawijaya. Malang

Poels, C.L.M. 1983. Sub lethal Effect of RhineWater of Rainbouw Trout. Testing and research Institute of the Netherlands Water Undertakings. KIWA Ltd. Rijswijk. Netherlands.

Priambodo, B. 1998. Optimalisasi Dosis Hormon Sintetis 17 α-Metiltestosteron dan Lama Perendaman Larva Ikan Nila (Oreochromis spp.) Terhadap Keberhasilan Perubahan Jenis Kelamin. Fakutas Perikanan Universitas Brawijaya. Malang

Price, D.R.H. 1879. Fish as Indicators of Water Quality. John Wiley and Sons. Chicester. Toronto.

Soemarwoto, Otto. 1990. Beberapa Masalh Mendesak dalam Pengelolaan Lingkungan Hidup. Widyapura No. 1 tahun VII/1990. Pusat penelitian dan pengembangan dan Perkotaan dan Lingkungan DKI. Jakarta.

Sudarmadi, Sigit. 1993. Toksiologi Limbah pabrik kulit terhadap Cyprinus Carpio L. dan Kerusakan insang. Jurnal Lingkungan dan Pembangunan 13;4: hal. 247 – 260. Jakarta.

Suin, M. Nurdin. 1994. Dampak pencemaran pada Ekosistim Pengairan. Proseding penataran pencemaran Lingkungan Dampak dan Penanggulanganya. Pemda Kodya TK. II. Padang.

Sumpter, 2005. Lessons from endocrine disruption and their Application to other issues concerning trace organics in the aquatic environment. Environmental Science & Technology, 39(12):4321-4332.

Sunandar, dkk. 2006. Perndaman Benih Ikan Gurami () Terhadap Keberhasilan pembentukan Kelamin Jantan. Jurusan Perikanan, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang. PKMI (1-20): 1-9

Tewari, H.,T.S. Gill and J. Plant. 1987. Impact of Chronic Lead Poisoning on the Hematological and Biochemistry Profiles on a Fish Barbus Chonchonius (Ham) Bull. Embirom. Contam

Tugaswaty, T. 1987. Metoda Penelitian Kwalitas Air. Penataran Metoda Penelitian Ilmu Lingkungan. Lembaga Penelitian Universitas Indonesia. Jakarta.

Vethaak, 2005. An integrated assessment of estrogenic contamination and biological effects in the aquatic environment of The Netherlands. Chemosphere, 59:511-524.

Zairin, M. 2002. Sex Reversal: Memproduksi Benih Ikan Jantan atau Betina. Penebar Swadaya. Jakarta

Zulkifli dan Jazanul. 1994. Alternatif Penanggulangan Limbah Pabrik Karet. Jurnal Lingkungan dan Pembangunan 14; 1: 60 – 67.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *