FERTILISASI DAN PERKEMBANGAN EMBRIONAL IKAN NILEM
Oleh :
Nama : Reza Pratama Nugraha NIM : B1J013096
Rombongan : VIII Kelompok : 5
Asisten : Mithun Sinaga
LAPORAN PRAKTIKUM PERKEMBANGAN HEWAN
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fertilisasi adalah fusi dari dua gamet yang membentuk sel tunggal (zigot). Zigot memiliki bentuk fundamental dan pembentukannya dari meleburnya dua sel haploid. Bila kedua sel kelamin tersebut motil, maka disebut sebagai isogami, berbeda dalam ukuran disebut anisogami, dan bila ada yg tidak motil disebut oogami (Harvey, 1979)
Ikan nilem (Osteochillus hasselti) mempunyai tipe telur telolchital berat yaitu yolk yang mengisi seluruh bulatan tubuh. Telur ikan nilem berbentuk bulat dengan yolk berwarna kuning. Diameternya 0,98-1,08 mm, dan setelah terbuahi diameternya mencapai 1,36-1,40 mm. Telur yang perkembangannya sehat akan berwarna transparan dan bersih (Djuhanda, 1981)
Praktikum kali ini menggunakan ikan nilem (Osteochillus hasselti) karena ikan ini mempunyai siklus reproduksi yang pendek, dapat dengan mudah diinduksi untuk memperoleh ikan betina yang masak telur dan mudah dioviposisikan. Telur dna sperma yang dihasilkan setiap siklus reproduksi cukup banyak. Telur dari ikan nilem bersifat transparan sehingga mudah dilakukan pengamatan (Gratiana et al., 1998)
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini adalah dapat melakukan fertilisasi, mengenali sel telur ikan yang telah difertilisasi dan mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi fertilisasi serta dapat mengidentifikasi tahapan perkembangan embrio ikan.
II. MATERI DAN METODE
A. Materi
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah saringan teh dari plasik, spuit injeksi tanpa jarum 1 ml dan 10 ml, baskom inkubasi 2 buah, piring plastik kecil, aerator dan selang pembagi udara, stopwatch, mikroskop cahaya, pipet tetes, tabel isian hasil pengamatan, object glass dan cover glass, sendok kecil, baki, haemocytometer, cawan plastik, beaker glass 100 ml, label dan tissue.
Bahan yang digunakan adalah larutan Ringer, air sumur, ikan nilem jantan dan ikan nilem betina yang matang gonad, ovaprim, sediaan hormon untuk induksi dan spermiasi.
B. Metode
Cara kerja untuk melaukan praktikum fertilisasi dan perkembangan embrio ikan adalah sebagai berikut :
A. Induksi untuk mendapatkan gamet segar 1. Ikan nilem yang matang gonad dipilih.
2. Ikan jantan dan ikan betina ditimbang untuk menentukan dosis hormon yang diperlukan induk dalam ovulasi dan spermiasi.
3. Hormon disiapkan dengan takaran yang tepat. 4. Hormon disuntikkan.
5. Induk jantan dan betina dimasukkan ke dalam akuarium yang telah berisi air bersih dan jernih serta dilengkapi dengan aerasi.
6. Kurang lebih 5-6 jam setelah diinduksi tingkah laku ikan diamati.
7. Ikan diangkat dari akuarium, kemudian denganhati-hati dinding abdomen diurut dari dekat sirip pektorak menuju lubang genital. Apabila milt dan sel telur dapat keluar dengan mudah menunjukkan bahwa ikan siap dipijah. 8. Sel telur dan milt dikeluarkan dan ditampung pada tempat terpisah.
B. Fertilisasi dengan berbagai rasio spermatozoa dengan sel telur
1. Gamet segar pada ikan nilem jantan dan ikan nilem betina diambil dengan cara diatas.
2. Volume milt diukur dengan spuit injeksi tanpa jarum yang digunakan.
3. Pengenceran milt dilakukan dalam well plate. Pada well plate pertama dimasukkan 1 bagian milt ditambah 9 bagian larutan NaCl fisiologis dan dihomogenkan dengan memipetnya beberapa kali sehingga didapatkan pengenceran 10x. bagian milt dari pengenceran pertama diambil 1 bagian, lalu dimasukkan ke dalam well plate ke dua dan ditambahkan 9 bagian larutan NaCl fisiologis dan dihomogenkan kembali sehingga didapat pengenceran 100x. pengenceran dilakukan hingga 1000x.
4. Sel telur yang sudah ditampung diambil sebanyak 1 sendok dan ditambahkan 1 ml milt yang telah diencerkan 100x, kemudian diagitasi secara perlahan agar sel telur dan milt bercampur rata. Sedikit demi sedikit air diteteskan. 5. Setelah 8 menit sejak pencampuran sel telur dan milt, secara perlahan
ditambahkan media pembuahan yang sesuai ke dalam masing-masing cawan hingga volumenya mencapai 100 ml. Diamkan sel telur yang telah bercampur dengan milt dalam medium selama 30 menit.
6. Sel telur dimasukkan dalam baskom berisi air.
7. Pada baskom diambil 10 sel telur mengunakan pipet transfer dan diletakkan di atas cavity slide dan diamati di bawah mikroskop.
8. Proporsi sel telur yang terbuahi dihitung.
C. Fertilisasi dengan berbagai waktu kontak spermatozoa dengan sel telur 1. Milt dan sel telur disiapkan.
2. Sel telur yang sudah ditampung diambil sebanyak 1 sendok dan ditambahkan 1 ml milt yang telah diencerkan 100x, kemudian diagitasi secara perlahan agar sel telur dan milt bercampur rata. Sedikit demi sedikit air diteteskan. 3. Satu menit setelah pencampuran sel telur dan milt secara perlahan dituangkan
dalam media pertumbuhan yang berisi sel telur dan spermatozoa ke dalam saringan halus untuk menghilangkan spermatozoanya. Caranya dengan saringan dicelupkan ke dalam air bersih.
4. Sel telur yang sudah dicuci dimasukkan ke dalam baskom berisi air.
5. Pada baskom diambil 10 sel telur mengunakan pipet transfer dan diletakkan di atas cavity slide dan diamati di bawah mikroskop.
6. Proporsi sel telur yang terbuahi dihitung.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Tabel 1. Jumlah sel telur yang terbuahi pada jeda waktu yang berbeda
Jeda waktu
Presentase telur terbuahi (%)
Total (%) Rerata (%) Ulangan I Ulagan II Kontrol 76,7 % 76,7 % 37,35 % 1 Menit 56,6 % 76,7 % 133,37 % 66,68 % 3 Menit 40 % 80 % 120 % 60 % 5 Menit 90 % 63,6 % 153,3 % 76,65 %
Tabel 2. Persentase telur terbuahi pada tingkat pengenceran milt Tingkat
pengenceran milt
Presentase telur terbuahi (%)
Total (%) Rerata (%) Ulangan I Ulagan II
10x 56,7% 80% 136,7% 68,3%
100x 66,7% 56,7% 123,4% 61,7%
Tabel 3. Persentase telur pada setiap tahap perkembangan selama waktu pengamatan pada perlakuan jeda waktu
Perlakua n Waktu pengamata n ke - Tahap Perkembanga n % Telur Tiap Perkembangan Jumla h (%) Rerat a (%) Ulanga n I Ulanga n II Kontrol 20’ Hylock 50% 50% 50% Belum terfertil 50% 50% 50% 35’ Hylock 40 % 40 % 40 % 2 Sel 60% 60% 60% 50’ Hylock 20% 20% 20% 2 Sel 10% 10% 10% 4 Sel 20% 20% 20% 8 Sel 30% - 30% 30% Rusak 20% 20% 20% Jeda 1 menit 20’ Hylock 40% 30% 70% 35% Tidak Terbuahi 60% 70% 130% 65% 35’ Hylock 90% 10% 10% 2 Sel 60% 90% 150% 75% Belum terfertil 40% 40% 20% 50’ Hylock 10% 30% 40% 20% 2 Sel 30% 20% 20% 50% 4 Sel 20% 30% 50% 25% 8 Sel 10% 20% 30% 15% Jeda 3menit 20’ Hylock 40% 50% 90% 45% 2 sel 20% 20% 10% Belum terfertil 60% 30% 90% 45% 35’ 2 Sel 30% 70% 100% 50% Belum terfertil 20% 30% 50% 25% Hylock 10% 30% 15% 4 sel 40% 40% 20% 50’ 4 Sel 10% 30% 40% 20% 8 Sel 40% 60% 100% 50% Hylock 20% 10% 30% 15% Belum terfertil 20% 10% 30% 15%
Perlakua n Waktu pengamata n ke - Tahap Perkembanga n % Telur Tiap Perkembangan Jumla h (%) Rerat a (%) Ulanga n I Ulanga n II Jeda waktu 5 menit 20’ Hylock 30% 20% 50% 25% Belum terfertil 30% 80% 110% 55% 2 Sel 40% 40% 20% 35’ Hylock 20% 40% 60% 30% 2 Sel 20% 20% 40% 20% 4 Sel 60% 20% 80% 40% Belum terfertil 20% 20% 10% 50’ Hylock 20% 20% 10% 4 Sel 10% 20% 30% 15% 8 Sel 50% 50% 100% 50% Belum terfertil 10% 10% 5% 16 sel 40% 40% 20%
Tabel 4. Persentase telur pada stiap tahap perkembangan selama waktu pengamatan pada perlakuan tingkat pengenceran
Perlakuan Waktu pengamata n ke - Tahap Perkembanga n % Telur Tiap Perkembangan Jumla h (%) Rerat a (%) Ulanga n I Ulanga n II Tingkat pengencera n 10x 20’ Rusak 10% 10% 5% Hylock 20% 20% 10% 2 Sel 40% 40% 20% Belum terfertil 90% 40% 130% 65% 35’ Hylock 30% 20% 50% 25% 2 Sel 20% 60% 80% 40% Belum terfertil 20% 20% 40% 20% 4 Sel 30% 30% 15% 50’ 4 Sel 20% 50% 70% 35% 8 sel 60% 50% 110% 55% Hylock 10% 10% 5% Belum terfertil 10% 10% 5%
Perlakuan Waktu pengamata n ke - Tahap Perkembanga n % Telur Tiap Perkembangan Jumla h (%) Rerat a (%) Ulanga n I Ulanga n II Tingkat pengencera n 100xl 20’ Hylock 50% 30% 80% 40% Belum terfertil 50% 70% 120% 60% 35’ Hylock 40 % 30% 70% 35% 2 Sel 30% 30% 60% 30% Rusak 10% 10% 5% Belum terfertil 30% 30% 60% 30% 50’ Hylock 10% 50% 60% 30% 8 sel 40% 30% 70% 35% Rusak 30% 10% 40% 20% Belum terfertil 30% 10% 40% 20% Perlakuan Waktu pengamata n ke - Tahap Perkembanga n % Telur Tiap Perkembangan Jumla h (%) Rerat a (%) Ulanga n I Ulanga n II Tingkat pengencera n 1000x 20’ 4 sel 30% 30% 15% Hylock 10% 30% 40% 20% Belum terfertil 30% 70% 100% 50% 2 sel 30% 30% 15% 35’ 4 sel 30% 30% 15% Belum terfertili 30% 40% 70% 35% 2 sel 30% 60% 90% 45% 8 sel 10% 10% 5% 50’ 4 sel 100% 100% 50% Hylock 10% 10% 5% 8 sel 50% 50% 25% 16 sel 20% 20% 10% Abnormal 10% 10% 5% Belum terfertil 10% 10% 5%
3. Embrio dengan perlakuan kontrol
Gambar 1. Pengamatan ke 20 menit, munculnya Hylock
Gambar 2. Pengamatan ke 35 menit, masuk ke tahap 2 sel
Gambar 4. Larva ikan nilem ketika menetas 4. Embrio pada perilaku jeda 3 menit.
Gambar 1. 20 menit dimana banyak hylock dan sedikit 2 sel
Gambar 3. 50 menit dimana terdapat banyak embrio yang masuk ke tahap 4 dan 8 sel
B. Pembahasan
Hasil dari praktikum memperlihatkan bahwa jeda persentase telur yang terbuahi memiliki rata-rata yang berbeda, dimana pada kontrol memiliki rata-rata 37,35%, 1 menit 66,68%, 3 menit 60%, dan 5 menit 76,65%.Perbedaan ini sesuai dengan pendapat Setu & Ajithkumar (2010) dimana jeda waktu yang diperlukan sperma untuk tiap waktunya berbeda, dan pada praktikum ini memperlihatkan bahwa semakin lama jeda waktunya, akan semakin tinggi rata-rata terbuahinya.
Tingkat pengenceran milt rata-rata pada 10x mencapai 68,35%, pada 100x mencapai 61,7%, dan pada 1000x mencapai 70,3%. Hal ini menunjukan bahwa pengenceran yang dilakukan memiliki nilai yag tidak konsisten ketika direlevansikan oleh tingkat fertelisasi, walau mampu dilihat pada 10x dan 1000x, tingkat persentase telur yang terbuahi meningkat. Hal ini dimungkinkan oleh keadaan fisik semen yang baru diejakulasi adalah kental, dan mengalami pengenceran (likuifikasi) oleh seminin yang dihasilkan prostate sehingga motilitas pada sperma berkerja secara efektif (Yatim, 1984).
Percobaan juga meniliti persentase telur pada setiap tahap pekembangan dengan jeda waktu. Pada kontrol menit ke 20 antara hylock dan tidak terfertilisasi normal, menit 35 mengalami perkembangan 2 sel yang signifikan, dan pada menit ke 50, terjadi variasi tahap perkembangan yang reratanya tidak terlalu berbeda yaitu di antara 10-30%. Sedangkan pada jeda waktu yang rangenya berkisar 1 menit sampai dengan 5 menit, menit ke-20 sudah menunjukan hylock dan 2 sel, kemudian 35 menit kemudian mulai terjadi peningkatan 4 sel yang signifikan, dan pada menit ke 50, tahap 8 sel dan bahkan 16 sel (di menit ke 5) terjadi pada embrio. Hal ini menurut merupakan bukti indikator kebutuhan waktu sperma dalam menembus sistem mekanisme fertilisasi, dan bagaimana embrio mampu melakukan mitosis secara signifikan pada perbedaan waktu yang sedikit (Black & Pickering, 1998).
Pada tahap pengenceran, ketika diamati tahap perkembangannya, pengenceran 10x memiliki perkembangan yang baik dimana pada waktu ke 50, tahap embrio ke 8 sel sudah mencapai 55%. Pengenceran 100x terjadi penurunan yang signifikan dibandingkan pada 10x, dimana terdapat embrio yang rusak, dan yang mencapai 8 sel hanya berkisar pada 35%. Pada pengenceran 1000x, terdapat
variasi tahap yang berjalan dengan berbeda, dimana pada menit 50 didominansi oleh 4 sel, sedangkan 8 sel hanya mencapai 25% dan 16 sel mencapai 10%, dan terdapat abnormalitas sebesar 5%. Hal ini dikaitkan dengan referensi bahwa motilitas terjadi ketika sperma diencerkan, namun NaCl mungkin mengubah salinitas sperma sehingga muncul beberapa abnormalitas dan kerusakan pada sel. (Tabugo et al., 2012).
Fertilisasi pada ikan nilem terjadi ketika spermatozoa masuk kedalam sitoplasma sel telur dengan reaksi akromosom, dan cairan sitoplasma sel telur berkurang karena terdapat cairan yang memasuki ruang perivitelin yaitu reaksi kortikal dimana zat granula menyerap cairan dan membengkak sehingga membran vitelin terangkat dari permukaan telur. Pada waktu itu kepala spermatozoa menggembung, kemudian ekornya lepas. Inti sel berubah menyerupai inti sel somatik yang disebut pronukleus jantan. Ketika terjadi fusi, kromosom maternal mulai tampak bersatu menjadi satu kelompok membentuk zigot. Zigot inilah yang mempunyai kemampuan untuk melakukan pembelahan segmentasi melalui proses mitosis yang cepat. Zigot yang tersegmen-segmen menjadi bagian yang kecil (cleavage), bermula dari satu sel kemudian membelah menjadi 2 sel, 4 sel, 8 sel, 16 sel, hingga 32 sel yang disebut fase morula (Brykczynska et al., 2010). Gen akan menjadi kunci bagi pertumbuhan embrio dan regulasi morfogenesis oleh nucleosome dengan modifikasi histone yg berhubungan dengan aktivasi dan inhibitor (Shan Fu et al., 2011). Ciri-ciri telur yang terbuahi sendiri yaitu berwarna bening atau transparan dengan morfologi bentuknya yang bulat, tepi yang transparan, dan berbentuk bulat kecoklatan ditengahnya, sedangkan pada yang tidak berwarna putih susu (Black & Pickering, 1998).
Persentase penetasan ikan normal mencapai 50-80%, dan faktor-faktor penetasan ini meliputi kualitas telur, air, salinitas, media inkubasi, dan perlakuan kejutan panas. Kualitas telur sendiri didukung oleh kualitas air dimaa kedua hal tersebut sangat krusial dalam membantu pembelahan sel dan perkembangan telur yang normal hingga membentuk embrio ikan yang baru.
DAFTAR REFERENSI
Black, K.D. & Pickering, A.D., 1998. Biology of Farmed Fish. England: Sheffield Academic Press.
Brykczynska, M, H. & Ramos, 2010. Chromatin signature of embryonic pluripotency. Nature, 464, pp.922–926.
Djuhanda, T., 1981. Embriologi Perbandingan. Bandung: Amrico.
Gratiana, E.W., P, S. & Sugiharto, 1998. Perkembangan Awal Ikan Nilem Sampai Larva. Purwokerto: Fakultas Biologi Unsoed.
Harvey, B.J., 1979. The Theory and Passion Ichtiology. New York: John Willy and Sons.
Setu, K. & Ajithkumar, T.T., 2010. Spawning Behaviour and Embryonic Development of Regal Damsel Fish. World Journal of Fish and Marine Science, 2(5), pp.410-15.
Shan Fu, W., Z, H. & Cairns, B.R., 2011. Genes for embryo development are packaged in blocks. Genome Research, 21, pp.578–89.
Tabugo et al., 2012. Embryonic Developmental Stages in Cultured Rabbitfish. International Research Journal of Biological Sciences, 1(8), pp.65-70. Yatim, W., 1984. Embriologi untuk Mahasiswa Biologi dan Kedokteran. Bandung:
Tarsito Press.
Black, K.D. & Pickering, A.D., 1998. Biology of Farmed Fish. England: Sheffield Academic Press.
Brykczynska, M, H. & Ramos, 2010. Chromatin signature of embryonic pluripotency. Nature, 464, pp.922–926.
Djuhanda, T., 1981. Embriologi Perbandingan. Bandung: Amrico.
Gratiana, E.W., P, S. & Sugiharto, 1998. Perkembangan Awal Ikan Nilem Sampai Larva. Purwokerto: Fakultas Biologi Unsoed.
Harvey, B.J., 1979. The Theory and Passion Ichtiology. New York: John Willy and Sons. Setu, K. & Ajithkumar, T.T., 2010. Spawning Behaviour and Embryonic Development of Regal Damsel Fish. World Journal of Fish and Marine Science, 2(5), pp.410-15.
Shan Fu, W., Z, H. & Cairns, B.R., 2011. Genes for embryo development are packaged in blocks. Genome Research, 21, pp.578–89.
Tabugo et al., 2012. Embryonic Developmental Stages in Cultured Rabbitfish. International Research Journal of Biological Sciences, 1(8), pp.65-70.
Yatim, W., 1984. Embriologi untuk Mahasiswa Biologi dan Kedokteran. Bandung: Tarsito Press.
