---
KEGIATAN/ INPUT PRODUK/OUTPUT
TEKNIK PRODUKSI MASSAL SENYAWA-SENYAWA
BIOAKTIF PENTING
TUJUAN AKHIR
Distribusi dan kelimpahanEkstraksi spons (Karjo Kardono Handojo 2006)
Bioaktivitas antibakteri spons di alam (Susanna 2006)
• Kelimpahan spons di alam
• Diketahui spons yang memiliki potensi bioaktivitas awal
Penapisan senyawa aktif spons Aaptos aaptos dan Petrosia nigricans (Meutia S. Ismet 2007) Transplantasi spons Aaptos aaptos dan Petrosia nigricans (Beginer Subhan 2009) • Teknik transplantasi terbaik • Mengetahui tingkat kelangsungan hidup dan pertumbuhan spons • Spons Unggulan Fragmentasi buatan dan
reproduksi seksual spons Aaptos aaptos untuk perbanyakan stok di alam (Mujizat Kawaroe 2009)
• Dasar pemijahan buatan
• Teknik reproduksi spons
Gambar 1 Roadmap Penelitian Kajian pertumbuhan dan bioakvitas
antibakteri spons laut Petrosia nigricans yang ditransplantasikan pada lingkungan perairan yang berbeda ( Suparno 2012)
• Parameter kualitas air yang berpengaruh terhadap laju pertumbuhan spons • Bioaktivitas antibakteri spons • Hubungan kandungan senyawa aktif dengan usia spons
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menganalisa laju pertumbuhan dan tingkat kelangsungan hidup spons P. nigricans yang ditransplantasikan pada kondisi perairan yang berbeda.
2. Menganalisa bioaktivitas antibakteri spons P. nigricans (termasuk komponen kimia yang bersifat antibakteri) yang diperoleh dari alam dan hasil transplantasi pada kondisi perairan yang berbeda.
Hipotesa
1 Perbedaan kualitas lingkungan perairan di perairan Pulau Pramuka dan Pulau Pari akan mempengaruhi laju pertumbuhan dan tingkat kelangsungan hidup spons.
2. Perbedaan kualitas lingkungan perairan spons akan mempengaruhi bioaktivitas antibakteri spons di alam dan yang ditransplantasikan.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini dapat memberikan informasi tentang laju pertumbuhan, tingkat kelangsungan hidup spons dan pemilihan lokasi yang cocok untuk budidaya spons di alam. Penelitian ini dapat memberikan informasi keterkaitan kualitas air dengan laju pertumbuhan spons.
Hasil penelitian ini diharapkan juga dapat memberikan informasi bioaktivitas antibakteri spons di alam dan yang ditransplantasikan untuk penyediaan senyawa aktif. Informasi keterkaitan kandungan senyawa aktif dengan kualitas air dan usia spons dapat dijelaskan dalam penelitian ini.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian spons laut meningkat terutama mencari senyawa bioaktif baru yang memiliki bioaktivitas tertentu. Pengumpulan spons untuk pemanfaatan tersebut, pada umumnya diambil secara langsung dari alam dan sangat sedikit yang berasal dari hasil budidaya. Pengambilan spons jika dilakukan secara terus menerus diperkirakan dapat mengakibatkan penurunan populasi spons secara signifikan. Pada umumnya kandungan bioaktif spons jumlahnya kecil sehingga diperlukan biomassa dalam jumlah besar untuk pengembangan secara
komersial. Untuk itu diperlukan usaha-usaha pengembangan budidaya spons sebagai bahan penyedia bioaktif.
Eksploitasi secara langsung di alam untuk pemanfaatan sebagai sumber senyawa bioaktif baru dan memproduksi senyawa bioaktif tertentu merupakan masalah utama yang dihadapi dan perlu untuk dikendalikan agar ketersediaan stok koloni spons tetap tersedia. Pengendalian ini dapat dilakukan jika diimbangi dengan upaya perbanyakan stok dengan budidaya.
Pertumbuhan dan bioaktivitas antibakteri spons dipengaruhi oleh faktor lingkungan diantaranya kualitas air. Kualitas air yang mempengaruhi kehidupan spons adalah kedalaman, intensitas cahaya, pasang surut, kecepatan arus oksigen, makanan dan substrat (Voogd 2005; Yi et al. 2005).
Kedalaman perairan mempengaruhi ketersediaan makanan, proses-proses kimia fisika perairan dan bioaktif spons. Lesser (2005) menyatakan bahwa spons bertambah ukuran dan pertumbuhannya dengan bertambahnya kedalaman, karena meningkatnya ketersediaan bahan bahan organik. Wilkinson dan Trott (1985) menyatakan spons di Daviest Reef (Great Barrier Reef) mempunyai total biomassa mencapai maksimum pada kedalaman 20m. Voogd (2005) kekayaan jenis spons meningkat dengan bertambahnya kedalaman untuk semua kelompok bioaktif spons (lemah, sedang dan kuat) dan mencapai optimum pada kedalaman 10-15m.
Penelitian laju pertumbuhan dan bioaktivitas spons P. nigricans yang ditransplantasikan pada perairan yang berbeda, diharapkan dapat dijadikan dasar untuk pengembangan budidaya spons di masa mendatang, terutama untuk menghasilkan senyawa bioaktif. Kemudian dengan adanya pengembangan budidaya melalui transplantasi spons ini, diharapkan aktivitas pengambilan spons secara langsung dari alam dapat dikurangi secara berangsur-angsur, sehingga dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan.
Berkaitan penelitian laju pertumbuhan dan bioaktivitas spons P. nigricans yang ditransplantasikan pada perairan yang berbeda, diperlukan tahapan kajian sebagai berikut (Gambar 2):
1. Tahap I penelitian laju pertumbuhan dan kelangsungan hidup spons P. nigricans pada lingkungan perairan yang berbeda bertujuan menganalisa laju pertumbuhan dan tingkat kelangsungan hidup spons. Kajian pada tahap ini meliputi kualitas air, laju pertumbuhan spons, dan tingkat kelangsungan hidup.
2. Tahap II penelitian bioaktivitas antibakteri spons P. nigricans pada lingkungan perairan yang berbeda bertujuan mengetahui sifat bioaktif spons yang berasal dari alam dan spons hasil transplantasi serta mengetahui komponen kimia yang bersifat aktif. Kegiatan pada tahap ini adalah menguji ekstrak kasar spons, menganalisa dengan Kromatografi Lapis Tipis (TLC), Kromatografi Kolom dan Kromatografi Gas (GC-MS).
Gambar 2 Bagan pendekatan masalah penelitian Penyediaan Biomassa
Untuk Senyawa Bioaktif
Transplantasi Spons P.Pari Kualitas Air P.Pramuka Kedalaman 7m Kedalaman 15m Kedalaman 7m Kedalaman 15m Bioaktivitas Antibakteri P1 Spons Alam P2 Identifikasi Senyawa Bioaktif Spons Transplantasi di P.Pramuka Kedalaman 7m Kedalaman 15m
Spons Transplantasi di P.Pari
Kedalaman 7m Kedalaman 15 m Pramuka Pari
P1 : Penelitian Tahap I : Laju Pertumbuhan dan Kelangsungan Hidup Spons P. nigricans yang ditransplantasikan pada Lingkungan Perairan yang Berbeda
P2 : Penelitian Tahap II : Bioaktivitas Antibakteri Spons P. nigricans yang berasal dari Lingkungan Perairan yang Berbeda
Klasifikasi Hewan Uji
Berdasarkan klasifikasi (Hooper 2000) spons laut Petrosia nigricans adalah sebagai berikut:
Kingdom : Animalia Subkingdom : Metazoa Filum : Porifera Kelas : Demospongiae Ordo : Haplosclerida Famili : Petrosidae Genus : Petrosia
Spesies : Petrosia nigricans
Gambar 3 P. nigricans dari Perairan Pulau Pari
Petrosidae memiliki karakteristik berbentuk kompak, seperti kawah gunung atau vas bunga, mengerak, membulat atau bercabang. Teksturnya keras dan rapuh, mencerminkan sebagian besar spesies ini memiliki spikula yang tersusun atas silikat dibandingkan spongin. Rangka luar seperti jala terdiri dari spikul tunggal atau bidang spikul yang membentuk kulit yang mengeras dan membuat penampilan luarnya terlihat halus. Rangka bagian tengah kurang lebih seperti jala yang merupakan jalur-jalur spikul. Perkembangbiakan secara ovivar. Famili Petrosidae saat ini diketahui memiliki tiga genus yaitu Petrosia, Strongylophora dan Xestospongia (Hooper 2000).
Genus Petrosia banyak ditemukan di perairan terumbu karang Indonesia. Voogd dan Soest (2002) menemukan 7 spesies spons Petrosia di Sulawesi Selatan yaitu Petrosia alfiani, Petrosia corticata, Petrosia hoeksemai, Petrosia strongylata, Petrosia lignosa, Petrosia plana dan Petrosia nigricans. Karakteristik Petrosia dengan tubuh yang keras dan kokoh, warna bagian luar tubuh coklat atau kombinasi warna coklat dan warna lain (coklat kemerahan, coklat kehitaman, coklat keemasan dan coklat kekuningan) dengan bentuk pertumbuhan menyerupai tabung, vas, mangkuk, lembaran dan membulat.
P. nigricans bentuknya menyerupai lembaran, mangkok dan tabung. Ukuran spons ini bisa mencapai 150 cm tingginya dan diameternya mencapai 200 cm. P. nigricans berwarna coklat kegelapan dan coklat kehitaman. Spiculnya berbentuk oxea dan strongylota dengan 3 kategori ukuran: 240-305 X 8-16 mµ , 120-188 x 9-10 mµ , dan 57-85 x 5 mµ. Habitatnya mulai kedalaman 3 sampai 45 meter. Distribusi penyebarannya di wilayah Indo-Australia (Voogd dan Soest 2002).
Morfologi Spons
Spons adalah hewan yang termasuk Filum Porifera. Filum Porifera terdiri dari tiga kelas, yaitu: Calcarea, Demospongiae, dan Hexactinellida (Haywood dan Wells 1989; Sara 1992; Amir dan Budiyanto 1996; Rachmat 1996; Romimohtarto dan Juwana 1999), sedangkan menurut (Warren 1982); Ruppert dan Barnes 1991) Filum Porifera terdiri dari empat kelas, yaitu Calcarea, Demospongiae, Hexactinellida, dan Sclerospongia.
Kelas Calcarea adalah kelas spons yang semuanya hidup di laut. Spons ini mempunyai struktur sederhana dibandingkan yang lainnya. Spikulanya terdiri dari kalsium karbonat dalam bentuk calcite. Kelas Demospongiae adalah kelompok spons yang terdominan di antara Porifera masa kini. Mereka tersebar luas di alam, serta jumlah jenis maupun organismenya sangat banyak. Mereka sering berbentuk masif dan berwarna cerah dengan sistem saluran yang rumit, dihubungkan dengan kamar-kamar bercambuk kecil yang bundar. Spikulanya ada yang terdiri dari silikat dan ada beberapa (Dictyoceratida, Dendroceratida dan Verongida) spikulanya hanya terdiri dari serat spongin, serat kolagen atau spikulanya tidak ada. Kelas Hexactinellida merupakan spons gelas. Mereka kebanyakan hidup di laut dalam dan tersebar luas. Spikulanya terdiri dari silikat dan tidak mengandung spongin (Warren 1982; Ruppert dan Barnes 1991; Brusca
dan Brusca 1990; Amir dan Budiyanto 1996; Romihmohtarto dan Juwana 1999). Kelas Sclerospongia merupakan spons yang kebanyakan hidup pada perairan dalam di terumbu karang atau pada gua-gua, celah-celah batuan bawah laut atau terowongan di terumbu karang. Semua jenis ini adalah bertipe leuconoid kompleks yang mempunyai spikula silikat dan serat spongin. Elemen-elemen ini dikelilingi oleh jaringan hidup yang terdapat pada rangka basal kalsium karbonat yang kokoh atau pada rongga yang ditutupi oleh kalsium karbonat (Warren 1982; Ruppert dan Barnes 1991).
Spons terbagi menjadi tiga kelompok utama sesuai dengan cara bagaimana tubuhnya tersusun. Spons sederhana adalah asconoid, mempunyai bentuk seperti tabung sederhana yang dipenuhi oleh lubang-lubang porus (ostia). Bagian internal yang terbuka pada tabung disebut spongocoel yang terdiri dari sel-sel leher (collars), selain itu terdapat pula satu bagian yang terbuka keluar yang disebut oskulum. Kelompok yang lebih kompleks adalah syconoid yang berukuran relatif lebih besar dibanding asconoid, mempunyai bentuk tubuh tubular dengan oskulum tunggal tetapi dengan dinding tubuh yang lebih kurus dan ukuran porus yang lebih panjang berpenetrasi ke dalam membentuk sebuah sistem kanal sederhana. Kanal-kanal tersebut dipenuhi oleh sel-sel leher (collars), flagella yang menggerakkan air ke dalam spongocoel dan keluar melalui oskulum. Kategori ketiga adalah organisasi tubuh yang disebut leuconoid, merupakan spons terbesar dan paling kompleks. Spons ini terdiri dari sejumlah kamar kecil yang digarisi oleh sel-sel berflagel. Pergerakan air melewati kanal ke dalam kamar-kamar tersebut dan ke luar melalui kanal pusat dan oskulum (Myers 2001).
Morfologi luar spons laut sangat dipengaruhi oleh faktor fisik, kimiawi, dan biologis lingkungannya. Spesimen yang berada di lingkungan terbuka dan berombak besar cenderung pendek pertumbuhannya atau juga merambat. Sebaliknya spesimen dari jenis yang sama pada lingkungan yang terlindung atau pada perairan yang lebih dalam dan berarus tenang, pertumbuhannya cenderung tegak dan tinggi. Pada perairan yang lebih dalam spons cenderung memiliki tubuh yang lebih simetris dan lebih besar sebagai akibat dari kondisi lingkungan yang lebih stabil jika dibandingkan dengan jenis yang sama yang hidup pada perairan yang dangkal (Bergquist 1978; Amir dan Budiyanto 1996). Spons merupakan hewan multiseluler sederhana dan memiliki bentuk yang bervariasi.
Bentuknya dipengaruhi oleh lingkungan kimia dan lingkungan fisik seperti kedalaman, arus, ombak dan sedimentasi (Rachmat et al. 2001).
Gambar 4 menunjukkan contoh sederhana penampang melintang dari suatu spons berdasarkan kategori saluran serta susunan tubuh yaitu asconoid, syconoid, dan leuconoid.