OSMOREGULASI
Oleh :
Nama : Fitria Elmaqfiroh NIM : B0A012033 Kelompok : 5 (lima)
LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR II
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI
PROGRAM STUDI D-III PENGELOLAAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Osmoregulasi merupakan mekanisme atau cara kerja untuk mempertahankan keseimbangan osmotik cairan tubuh hewan perairan. Ikan air laut mengalami permasalahan kehilangan air dan kemasukan ion-ion dari dalam tubuhnya melalui insang, sedangkan air tawar senantiasa mengalami permasalahan kemasukan air melalui osmosis dan kehilangan ion-ion melalui difusi, agar dapat mempertahankan hidupnya ikan membutuhkan konsentrasi osmotik cairan tubuh tertentu (Davis, 1955).
Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang. (Brahmana, 2001)
Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik. (Davis, 1955)
dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan). Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi. (Davis, 1955).
Osmoregulasi pada ikan air tawar melibatkan pengambilan ion dari lingkungan untuk membatasi kehilangan ion. Air akan masuk ke tubuh ikan karena kondisi tubuhnya hipertonik, sehingga ikan banyak mengekskresikan air dan menahan ion. Ikan dalam kondisi hiperosmotik apabila nilai kapasitas osmoregulasinya mendekati dua, bila nilai kapasitas osmoregulasi berkisar satu ikan dikatakan isoosmotik, dan bila nilai kapasitas osmoregulasi dibawah satu maka ikan dikatakan dalam kondisi hipoosmotik (Rankin, 1981).
1.2 Tujuan
II. MATERI DAN CARA KERJA
2.1 Materi
Bahan yang digunakan meliputi benih ikan Nilem (Osteochilus hasselti), benih ikan Nila (Oreochromis sp.) masing masing 20 ekor , air laut dan air tawar masing masing 20 liter.
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah timbangan analitik, gelas ukur, beker gelas 100 cc, pipet, pengaduk, jam, spuit, wadah plasma, wadah pendingin, osmometer, dan respirometer.
2.2 Cara Kerja
Cara kerja yang dilakukan dalam praktikum osmoregulasi adalah : 2.2.1 Pengamatan toleransi salinitas
1. Medium air disiapkan dengan salinitas 10 ppt, 20 ppt, 30 ppt masing – masing sebanyak ± 4 liter
2. Medium dibagi kedalam 6 wadah percobaan,masing – masing terdiri atas 2 wadah percobaan.Setiap wadah diberi label sesuai dengan salinitasnya.
3. Dimasukan kedalam 3 wadah percobaan dengan salinitas yang berbeda masing masing 10 ekor benih ikan nila.
4. Dimasukan kedalam 3 wadah percobaan dengan salinitas yang berbeda masing masing 10 ekor benih ikan nilem (gradual transfer atau direct transfer).
5. Dilakukan pengamatan dan kematian tiap ekor ikan pada masing masing wadah percobaan dicatat.
2.2.2 Pengukuran osmolitas plasma dan medium
1. Diambil sample darah ikan nila(dengan kapiler hematokrit) yang telah diaklimasi pada salinitas medium selama 24 jam.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil
Tabel 1. Data Sintasan Ikan N
No. Ikan Perlakuan ∑awal ∑akhir Sintasan 1
1.
Ikan Nila Direct 10 10 100 %
2 2.
Ikan Tawes Indirect 10 9 90 %
3 3.
Ikan Nila Direct 10 10 100 %
4 4.
Ikan Tawes Indirect 10 3 30 %
5 5.
Ikan Nila Direct 10 10 100 %
Tabel 2. Data Osmolalitas Plasma dan Media
Osmoregulasi diperlukan untuk mempertahankan konsentrasi garam dalam tubuh dan merupakan faktor penting homeostatis. Menurut Villee et al., (1988), konsentrasi garam air tawar tergantung pada asal air tawar tersebut, tetapi kadar tersebut selalu sangat rendah sehingga lingkungan luar sangat hipoosmotik terhadap cairan tubuh internal dari hewan air dan hewan ini harus menghadapi kecenderungan air untuk berdifusi ke dalam tubuh, terutama ke bagian yang tipis seperti insang. Garam cenderung berdifusi keluar dan cairan tubuh internal kehilangan garam melalui ekskresi. Peristiwa difusi adalah pergerakan cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Garam-garam yang terlarut pada tekanan osmotik lebih tinggi akan masuk ke dalam tubuh ikan dengan osmotik yang lebih rendah dan ini terjadi pada ikan air laut (Sambavisla,1987). Menurut Hill dan Wyse (1989), faktor-faktor yang mempengaruhi berbagai respon salinitas dan juga kemampuan suatu spesies untuk bertahan dari lingkungan yang berubah dipengaruhi oleh :
Berdasarkan kemampuan osmoregulasinya, hewan dibagi menjadi dua kelompok yaitu osmoregulator dan osmoconformer. Osmoconformer merupakan hewan yang konsentrasi osmotik cairan tubuhnya berubah-ubah sesuai dengan konsentrasi lingkungan eksternalnya misalnya pada ikan laut. Osmoregulator adalah hewan yang konsentrasi cairan tubuhnya konstan terhadap konsentrasi lingkungan eksternalnya, Ikan Nila termasuk dalam kelompok osmoregulator (Hoar, 1984).
Pengaturan air dan ion dalam tubuh dengan sejumlah mekanisme yang dilakukan untuk mengatasi problem osmotik dan mengatur perbedaan diantara intrasel dan ekstrasel dan diantara ekstrasel dengan lingkungan secara kolektif disebut Mekanisme Osmoregulasi (Evans, 1998). Hewan air mempertahankan kekonstanan volume air dalam tubuhnya melalui mekanisme dimana jumlah air yang masuk harus sama dengan jumlah air yang keluar (Soetarno, 1986).
Schmidt dan Nielsen (1990) menyatakan bahwa Proses pengaturan regulasi pada tubuh ikan adalah Ikan air tawar karena tubuhnya hipertonik terhadap medium maka ia akan mengekspresikan kelebihan air melalui mekanisme yang menyebabkan urinnya menjadi encer. Kelebihan air ini disebabkan oleh adanya air lingkungan masuk ke dalam tubuh melalui difusi. Ikan air tawar bila dipindahkan ke air laut maka keadaan tubuhnya akan menjadi hipotonik terhadap lingkungan. Keadaan ini menyebabkan air keluar dari tubuh sehingga kadar garam di dalam tubuh akan meningkat. Seiring meningkatnya kadar garam dalam tubuh, ikan yang melakukan mekanisme ini disebut euryhalin, sedangkan yang tidak melakukan mekanisme ini disebut stenohalin.
Larger (1977) menyatakan bahwa konsentrasi osmotik darah ikan pada air tawar kira-kira 300 mmol/liter (hipotonik). Cara mengatasi kesulitan akibat masuknya air dari tonisitas yang berbeda antara medium eksternal dan internal yaitu dengan memproduksi urin yang banyak dan encer dan jumlahnya dapat mencapai sepertiga dari berat tubuhnya (Lorezt, 2001). Tingkat salinitas yang berbeda menyebabkan terjadinya perubahan kadar garam antara media dan plasma darah. Ikan Nila termasuk ikan yang bersifat osmoregulator karena meskipun dimasukkan dalam media dengan osmolaritas berbeda-beda menunjukkan angka yang tidak jauh berbeda.
Berdasarkan hasil praktikum osmoregulasi diperoleh data osmolalitas ikan Nila yaitu 334 mmol/kg untuk media dan untuk osmolaritas plasma darah 645 mmol/kg. Ikan Nila yang digunakan menghasilkan nilai yang tinggi sehingga Hasil percobaan seharusnya menunjukkan bahwa besarnya salinitas berbanding lurus dengan osmolaritas baik media maupun plasma darah hal ini dikarenakan dalam melakukan penghitungan data kurang akurat dan pada saat pengambilan plasma darahnya (Gordon, 1977).
Berdasarkan hasil percobaan osmolalitas, pada salinitas 0 ppt, 10 ppt, 20 ppt dan 30 ppt diperoleh nilai osmolalitas plasma lebih tinggi dari pada osmolalitas media. Menurut Hoar (1984), konsentrasi cairan tubuh (plasma darah) yang lebih tinggi dari pada konsentrasi osmotik lingkungan eksternalnya disebut hiperosmotik. Salinitas 0 ppt, 10 ppt, 20 ppt dan 30 ppt diperoleh nilai osmolalitas media yang lebih tinggi dari pada osmolalitas plasma sehingga ikan bersifat hipoosmotik. Menurut Brahmana (2001), pada salinitas lebih besar dari 12 ppt ikan air tawar berperilaku seperti ikan laut, sehingga dapat dikatakan bahwa ikan air tawar bersifat osmoregulator. Adanya kenaikan pada osmolaritas ikan sejalan dengan naiknya kadar garam, karena garam-garam pada medium ikut masuk ke dalam tubuh ikan, tetapi kenaikan osmolaritas pada tubuh ikan tidak begitu besar (Ville et al., 1988).
tinggi. Hal ini berarti ikan Nila mempunyai tingkat osmolaritas yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan lingkungan dan dapat menyesuaikan diri sampai salinitas yang lumayan tinggi. Oleh karena itu ikan Nila digolongkan dalam osmoregulator stenohalin (Hurkat and Martur, 1976). Osmolalitas standar untuk Ikan Nila adalah berkisar antara 260-330 mmol/kg (Johnson, et al., 1984).
Kapasitas osmoregulasi adalah rasio antara nilai osmolalitas plasma dengan nilai osmolalitas media, bila nilai kapasitas osmoregulasinya mendekati 2 maka ikan dikelompokkan dalam kondisi hiperosmotik, bila kapasitasnya berkisar 1 maka ikan dikelompokkan isoosmotik, dan bila nilai osmoregulasinya dibawah 1 maka ikan dikatakan dalam kondisi hipoosmotik (Yuwono, 2006). Hasil praktikum yang kami lakukan menunjukan bahwa osmolalitas pada salinitas 30 ppt diperoleh osmolalitas plasma sebesar 318 mmol/kg dan osmolalitas media 645 mmol/kg, sehingga diperoleh kapasitas osmoregulasi sebesar 0,4930 Jadi kapasitas osmoregulasinya kurang 1 maka ikan tersebut dikelompokkan hiperosmotik.
Hasil percobaan yang diperoleh dari kelangsungan hidup ikan Nila pada besarnya tingkat salinitas air dan lamanya ikan pada tempat pemeliharaan khusus sangat mempengaruhi kelangsungan hidup Ikan Nila. Berdasarkan data yang diperoleh, konsentrasi plasma darah meningkat berbanding lurus dengan peningkatan salinitas. Hal ini menunjukkan bahwa ikan melakukan adaptasi melalui peningkatan jumlah plasma darah dalam tubuhnya. Menurut Passino et al., (1977), beberapa ikan air tawar mempunyai kemampuan cukup tinggi untuk hidup pada lingkungan yang buruk. Ikan air tawar umumnya stenohalin dan derajat toleransi tergantung pada lamanya hewan tersebut di lingkungan tersebut. Malcom (1995) menyatakan bahwa konsentrasi osmotik pada plasma darah ikan segar berkisar 260-330 mmol/kg dan ikan cenderung mendapatkan air dengan difusi melalui permukaan tubuhnya.
Peningkatan salinitas pada beberapa ppt merupakan fase untuk menyesuaikan diri, Semakin singkat waktu penyesuaian maka semakin besar kesempatan hidupnya. Teori yang ada menyatakan difusi substansi akan keluar dari tubuh melalui insang. Rasio insang dengan permukaan tubuh sangat mempengaruhi difusi tersebut. Ikan kecil dengan metabolisme tinggi mempunyai permukaan insang luas dari pada ikan besar dalam satu spesies (Johnson et al.,1984).
ke 20 ppt ke 30 ppt sebesar 100 %, Hewan stenohalin adalah hewan dengan keterbatasan toleransi terhadap bermacam-macam lingkungan (Gordon, 1977).
Ikan Nila merupakan ikan air tawar yang mempunyai kemampuan cukup tinggi untuk hidup pada lingkungan yang buruk. Suatu organisme dapat bertahan hidup jika konsentrasi garam dalam cairan tubuh internal dipertahankan pada tingkat rendah sesuai dengan kebutuhan metabolisme. Ikan air tawar akan mati jika berada pada larutan garam yang berkonsentrasi tinggi karena ikan air tawar hanya mempunyai toleransi 0,1 %. Konsentrasi garam yang semakin tinggi akan menyebabkan air yang terdapat dalam tubuh ikan keluar, sehingga ikan akan mengalami dehidrasi dan dapat mengalami kematian (Nawangsari, 1988). Ikan yang hidup di air dengan salinitas tinggi akan meminum air yang mengandung garam, tetapi mereka mampu mengeluarkan kembali garam yang ikut terminum melalui insang, sehingga tidak terjadi penumpukkan garam di dalam tubuhnya (Lagler,1997). Apabila ikan air tawar berada pada lingkungan dengan salinitas tinggi, mereka akan kesulitan untuk mengeluarkan kembali garam yang telah masuk, karena ikan air tawar mempunyai kemampuan kecil untuk mengeluarkan kembali garam yang telah masuk. Garam yang telah masuk akan menumpuk dan mengganggu metabolisme tubuhnya. Garam ini sulit dikeluarkan karena pengeluaran garam diperlukan lebih banyak lagi.
Goenarso (1989) menyatakan bahwa kematian ikan setelah melewati batas salinitasnya disebabkan oleh 3 kemungkinan, yaitu (1) gagalnya mekanisme pengaturan yang akhirnya menyebabkan perubahan konsentrasi internal yang bersifat fatal, (2) gangguan fungsi respirasi insang, (3) kegagalan jantung sehingga ikan tidak dapat melakukan fungsi metabolis secara normal.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulan sebagai berikut : 1. Ikan nila (Oreochromis sp.) termasuk golongan hewan osmoregulator, karena ikan
ini mampu hidup dalam kondisi hiperosmotik. Sedangkan ikan nilem (Osteochillus hasselti) termasuk golongan hewan osmokonformer, karena ikan ini mampu hidup dalam kondisi hipoosmotik.
DAFTAR REFERENSI.
Brahmana, P. 2001. Ekologi Laut. Universitas Terbuka, Jakarta.
Davis, C. C. 1955. The Marine and Fresh Water Planton. Michelgen State University Press, USA.
Djarijah, A. S. 1995. Nila Merah; Pembenihan dan Pembesaran Secara Intensif. Kanisius, Yogyakrta.
Evans, D. H. 1998. The Physiology of Fishes Second Edition. CRC Press. New York. Fujaya, Y. 2004. Fisiologi Ikan. Rineka Cipta, Jakarta.
Goenarso, M. S. 1989. Fisiologi Hewan. Pusat Antar Universitas Bidang Ilmu Hayat ITB, Bandung.
Gordon, M. S. 1977. Animal Physiology. McMillan Publishing Co. Ltd., New York Guner. Y, Ozden. O, Cagirgan.h, M. Altunok, V.Kizak. 2004. Effect Of Salinity On
The Osmoregulatory Functions Of The Gills In Nila Tilapia (Oreochromis niloticus) Ege University, Turkey.
Hill, R. W dan B. A, Wyse. 1989. Animal Physiology Second Edition. Harper Collins Publisher, USA.
Hoar, W. S. 1984. General and Comparative Physiology 3nd. Prentice Hall of India
Private Limited, New Delhi.
Hurkat, P. C. and Martur. 1976. A Text Book of Animal Physiology. Shcond and Cold, New York.
Johnson, K. D, D. C Rayle and H. L. Alberg. 1984. Biology on Introduction. S. Chand and Co, New Delhi.
Larger, K. F. 1997. Ictiology. John Willey and Sons, New York.
Loretz, C. A. 2001. Drinking and Alimentari Transport in Teleost Osmoregulation. Departemen of Biology Sciences, University of Buffalo,USA.
Malcom, J. 1995. Environment Biologi of Fishes. Chapman and Hall, India.
Nawangsari. 1988. Zoologi Umum. Erlangga, Jakarta.
Passino, D. R. M, R. R. Miller, J. C. Bardach and K. F. Legner. 1977. Ichtyology. John Welley and Sons Inc, New York.
Sambavisla. 1987. Ictyology. John Wiley and Sons. New York.
Schmidt-Nielsen, K., 1990. Animal Physiologi. Adaptation and Environment. Cambridge University Press, London, UK.
Soetarno. 1986. Biologi. Widya Duta, Surakarta.
Villee, C. A., W. F. Walker and R. D. Barnes. 1988. General Zoology. W. B. Saunders Company, Philadelphia.
