LINGKUNGAN PERAIRAN

PENGENALAN  LINGKUNGAN PERAIRAN

                Lingkungan perairan memiliki kisaran yang luas, mulai mata air di puncak gunung hingga perairan laut dalam, di samping memiliki ukuran luasan dan volume yang beragam. Lingkungan tersebut meliputi lingkungan air asin, air payau serta air tawar. Pengelompokan tersebut terutama didasarkan pada kandungan garam seperti yang ditunjukkan dalam table 1.

Tabel 1 Klasifikasi air berdasarkan kadar garamnya

Sebutan	Salinitas (o/oo)
Hyperhaline Euryhaline	<40 30-40
Polyhaline Mesohaline a Mesohaline b Oligohaline	18-30 10-18 1.84-10 0.21-1.84
Air tawar	<0.21

                Luas perairan umum/tawar Indonesia sekitar 50 juta hektar (ha), yang meliputi danau, sungai, rawa-rawa, waduk, sawah dan genangan air lainnya.

                Berbagai faktor abiotik mempengaruhi kehidupan organisme di perairan, faktor tersebut antara lain: radiasi matahari, konsentrasi ion H+, suhu, tekanan udara ketersediaan sumber energi, faktor tumbuh, dan ketersediaan oksigen.

                Fitoplankton merupakan produser primer di perairan. Dengan bantuan sinar matahari, fitoplankton akan memfiksasi karbondioksida dan mentransformasi karbondioksida menjadi senyawa karbon organik. Algae berupa fitoplankton dan makroalgae serta tumbuhan air merupakan organisme ototrof dan produsen primer perairan. Ketersediaan nutrient seperti N dan P, serta kondisi lingkungan yang menguntungkan seperti suhu optimum dan cukup cahaya matahari akan mendukung produksi primer yang tinggi, proses ini disebut fototrofik oksigenik.

                Pada lingkungan perairan fotik tetapi pada kondisi anaerob, fotosintesis anoksigenik dapat berlangsung dan umumnya dilakukan oleh sianobakteria atau prokaryotic lain seperti bacteria sulphur. Umumnya mikroba dalam golongan ini menggunakan sulfida dan sulphur sebagai satu-satunya donor electron karena tidak mampu menggunakan air sebagai donor electron untuk fotosintesis.

                Pada keadaan turbiditas yang tinggi, sinar matahari tidak mampu mempenetrasi perairan yang dalam, kemelimpahan fitoplankton terbatas di permukaan (zone fotik). Pada banyak kasus, turbiditas juga sebagai akibat dari kemelimpahan plankton pada kolom air. Di perairan laut, hanya area perairan pantai memiliki kecukupan nutrient yang berasal dari darat, sehingga perairan pantai memiliki produktivitas yang tinggi.

                Jaring-jaring makanan di perairan dimulai oleh produser primer yaitu algae (fitoplankton), pada tingkatan predasi pertama dimulai oleh mikrofauna yaitu zooplankton dilanjutkan oleh predator dari kelompok hewan yang lebih besar. Bakteria heterotrofik pada habitat air akan menggunakan bahan organik terlarut baik yang berasal dari fitoplankton maupun jasad lain sebagai sumber nutrient, bacteria sendiri menjadi target konsumsi mikrofauna.

                Zone bentik (benthic zone) merupakan peralihan antara kolom air dengan permukaan sedimen atau dasar perairan. Zone tersebut merupakan tempat akumulasi nutrient yang berasal dari kolom air atau dari aliran air dari darat. Pada zone bentik terjadi campuran bahan organik, mineral dan air sehingga merupakan tempat yang sangat  sesuai untuk pertumbuhan mikroba. Pada zone bentik, populasi mikroba dapat mencapai lima kali populasi mikroba pada kolom air, tergantung jumlah dan macam nutrient yang tersedia serta kandungan oksigen. Makin dalam kedudukan zone bentik, makin kekurangan oksigen. Pada lapisan air yang dalam, zone bentik dapat bersifat anaerob. Jika zone tersebut menjadi anaerobic, mikroba anaerobic akan berperan dan menggunakan nitrat, sulfat atau besi sebagai akseptor electron primer. Pada zone bentik yang dalam, bacteria metanogenik merupakan komponen mikroba utama.

A.                  Perairan Laut

Perairan laut sangat beragam sebaran geografis, kedalaman serta sifat fisika-kimianya. Perairan laut ditandai oleh tingkat salinitas >32% serta kedalaman hingga 11.000 m. Arus, pasang surut air, angin, suhu serta dasar laut yang tidak rata menyebabkan gerakan air laut terutama dipermukaan. Secara umu perairan laut dibagi sebagai zone fotik (lapisan air yang mendapat sinar matahari) dan zone afotik yaitu lapisan air dengan sinar matahari tidak dapat menembus. Zone fotik dapat mencapai kedalaman 200 meter, tergantung turbiditas air.

Berdasarkan habitatnya, organism yang hidup di perairan laut dibedakan menjadi empat: a. Neuston yaitu organisme yang hidup pada zone interface air dan udara, b. Pelagic atau plankton yaitu organisme yang hidup pada kolom air atau dikatakan pada habitat planktonik, c. Epibion yaitu organisme yang hidup pada substrat atau permukaan benda di badan air laut (epibiotik), dan d. Endobion yaitu organism yang hidup pada jaringan atau tubuh organisma laut (endobiotik).

Beberapa senyawa seperti nitrit, ammonia, urea, fosfat dan mineral di habitat epipelagik dijumpai pada jumlah yang sangat rendah. Bahan organik ada dalam jumlah kecil kecuali ada masukan dari darat, dan sebagian akan mengalami sedimentasi. Sebagian besar senyawa organik oleh zooplankton akan dicerna sehingga terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana dan mineral, selanjutnya dibebaskan ke lingkungan. Senyawa-senyawa dan mineral tersebut dengan cepat digunakan oleh fitoplankton dan bacteria. Dengan demikian habitat epipelagik laut lepas umumnya bersifat oligotrofik. Bakteria heterotrofik pada habitat epipelagik umumnya memiliki sel bentuk batang, bersifat Gram-negatif, beberapa spesies memiliki vakuola udara, sejumlah contoh bakteri heterotrofik tersebut adalah: Alteromonas, Vibrio, Marinomonas dan Photobacterium. Beberapa bacteria pada habitat epipelagik sering pula dijumpai sebagai saprofit pada permukaan tubuh ikan atau hewan air lainnya, misalnya Photobacterium dan Vibrio.

Pada lapisan mesopelagik, suhu dapat mencapai 0-5oC, dan tanpa cahaya matahari sehingga tidak memungkinkan berlangsungnya fotosintesa. Pada kolom air ini partikel organik maupun anorganik merupakan substrat yang baik untuk perlekatan bacteria. Bahan organik yang ada akan mengalami hidrolisis oleh aktivitas mikroba heterotrofik dan terjadi mineralisasi. Mineral yang dihasilkan selanjutnya dapat digunakan oleh fitoplankton dan bacteria pada lapisan fotik. Pada lapisan mesopelagik ini dijumpai pula aktivitas nitrifikasi, adapun mikroba yang  berperan yaitu: Nitrosomonas yang mengoksidasi ammonia menjadi nitrit dan Nitrococcus yang mentransformasi nitrit menjadi nitrat, keduanya hadir dengan perbandingan sekitar 10⁴:1. Adapun Nitrosolobus dan Nitrospira dijumpai dengan jumlah yang jauh lebih rendah.

Zone neritik meliputi perairan dangkal dekat pantai dan zone litoral (zone intertidal, pasang surut) merupakan lingkungan perairan laut yang memiliki ciri khas. Zone ini memiliki tingkat degradasi materi organik tertinggi disbanding zone laut lainnya. Zone ini merupakan zone yang biasa dieksplorasi sumberdaya perikanannya, baik melalui penangkapan langsung dari alam maupun melalui budidaya.

Kemelimpahan nutrient dan sinar matahari yang cukup, member kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan alga serta tumbuhan air. Hutan mangrove serta terumbu karang juga dijumpai pada zone litoral dan neritik daerah tropic dan sub-tropik. Pada zone ini siklus biogeokimia berlangsung dengan intensif. Bakteria yang berperan dalam siklus N dilakukan baik oleh cyanobacter maupun bacteria, beberapa diantaranya ada dalam bentu simbiotik, misalnya Azotobacter yang bersimbiotik dengan alga hijau Codium sp.

Banyak mikroba yang umum dijumpai pada kolom air zone pelagic juga dijumpai pada zone neritik dan litoral, misalnya Vibrio spp. dan Photobacterium spp., beberapa diantaranya bersifat luminesens. Bakteri lainnya hanya dijumpai pada zone neritik dan litoral, tetapi tidak dijumpai pada zone lain misalnya: Bacillus, Oceanospirillum, Caulobacter, Cytophaga, dan Capnocytophaga.  Kandungan nutrient organik yang tinggi pada perairan neritik dan litoral menyebabkan aktivitas biodegradasi yang tinggi dan dapat berakibat penurunan jumlah oksigen. Sebagian komunitas mikroba pada perairan neritik dan litoral dikenali sebagai spesies-spesies yang sering merugikan bagi budidaya perikanan, misalnya Vibrio, Salmonella dan Escherichia coli.

B.                  Perairan Tawar

Lingkungan perairan tawar terdiri dari 2 kategori:

a.       Habitat Lentik, yaitu badan air yang diam seperti danau, kolam

b.      Habitat lotik, yaitu badan air yang bergerak seperti sungai, mata air

Lingkungan perairan tawar umumnya lebih kaya nutrient dibandingkan perairan laut. Nutrien ini berasal dari aliran air permukaan maupun oleh masukan dari aktivitas manusia.

                Mata air adalah air bawah tanah yang muncul ke permukaan bumi. Secara umum dijumpai dalam bentuk mata air panas dan mata air dingin. Mata air sering kali memiliki kandungan mineral yang beragam dan dalam konsentrasi yang tinggi misalnya kandungan sulphur dan magnesium, serta sering pula memiliki sifat kimia yang khas misalnya pH rendah. Dari mata air, air akan mengalir dan menyatu dengan aliran air yang lain membentuk sungai. Sepanjang aliran akan mengakumulasi bahan organik dan mineral yang sangat menentukan komposisi mineral dan kualitas air.               Pada badan air sungai dijumpai mikroba fotosintetik berkisar 10^o-1o⁸ sel/ml, sedangkan fitoplankton populasinya tidak konstan akibat aliran sungai.

                Danau bervariasi kedalamannya, luas area dan komposisi kimiawinya. Meskipun digolongkan sebagai habitat lentik, tetapi tetap saja terjadi aliran air masuk dan atau keluar serta gerakan air akibat angin. Lapisan air danau dengan sinar matahari mampu menembus hingga ke dasar disebut sebagai lapisan fotik yang biasanya meliputi zone litoral yaitu zone dangkal.

                Adapun zone interface antara air dan udara disebut lapisan neuston yang kaya nutrient.               Permukaan neuston dilapisi suatu lapisan lemak yang sangat tipis (10 nm), dibawahnya terdapat lapisan protein dan polisakarida dengan ketebalan sekitar 100 nm, kedua lapisan ini membentuk matrik seperti gel pada interfasi air-udara. Pada lapisan inilah sebagian bacteria menempel.

                Adapun zone limnetik yaitu permukaan air terbuka yang jauh dari zone litoral dengan sinar matahari dengan mudah menembus. Dibawah zone limnetik terdapat zone profundal dengan hanya kurang dari 1% saja sinar matahari yang dapat diterima.  Adapun dasar danau beserta sedimen disebut sebagai zone bentik.

                Beberapa bacteria yang sering dijumpai pada habitat air tawar yaitu: Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes dan Cytophaga. Pada air dengan bahan organik tinggi sering pula dijumpai Proteus. Adapun sumber air yang tercemar feses sering kali dijumpai Legionella, Yersinia dan E. Coli. Legionella umumnya menyenangi daerah perairan yang mengalalmi polusi panas, kaya nutrient dan cukup ion besi.

                Alga, sianobakteria dan tumbuhan tingkat tinggi berperan utama dalam produksi primer badan air. Adapun sebagian besar bacteria, protozoa dan fungi berperan sebagai jasad heterotrofik yang mendegradasi materi-materi organik di perairan. Phycomycetes merupakan fungsi air yang berperan penting dalam dekomposisi awal materi-materi sekresi tumbuhan dan hewan air.

Fungi jarang yang planktonik, umumnya bersifat parasit pada organisme lain termasuk algae. Sifat parasitic ini merupakan mekanisme pengaturan populasi algae sehingga memungkinkan kolom air menerima cukup sinar matahari. Salah satu fungsi parasit pada algae yaitu zoophagus insidians. Sejumlah fungi juga bersifat parasitic terhadap hewan air, misalnya Saprolegnia dan Lagenidium.

                Jenis-jenis protozoa yang sering dijumpai pada lingkungan perairan tawar antara lain Parameaecium, Acanthamoeba, Stentor dan Vorticella. Sejumlah protozoa  juga dapat bersifat parasitic terhadap ikan dan hewan akuatik lain yaitu Epistylis dan sejumlah Dinoflagellata.

C.      Perairan Payau

Perairan payau merupakan transisi antara perairan tawar dan perairan laut, dijumpai pada estuarine atau muara sungai. Luasan area dan kadar garam perairan payau berfluktuasi mengikuti pasang surut air laut, hujan dan pasokan air tawar dari daratan.

                Mengingat karakter perairan estuarine yang merupakan peralihan antara air laut dan air tawar, maka mikroba yang ada pada area tersebut merupakan mikroba yang toleran terhadap kadar garam tetapi juga mampu tumbuh pada kadar garam yang sangat rendah. Beberapa mikroba yang dijumpai pada perairan payau: Vibrio, Pseudomonas, Chromobacterium, Bacillus, berbagai spesies Actinomycetes, Sianobacteria, algae, Protozoa, dan Virus.

D.      Lahan Basah (Wetland)

Yaitu suatu area yang selalu mengalami kondisi basah akibat pengaruh badan air terbuka (laut, sungai, danau). Lahan basah mempunyai beberpa cirri berupa adanya air yang tetap (jenuh air) dan ditumbuhi oleh vegetasi yang mampu beradaptasi atau toleran terhadap tanah yang jenuh air.

Ramsar Convention on Wetlands (Ramsar Convention Bureau, 1999) : Lahan basah adalah area dari rawa-rawa (marsh), dataran rendah yang selalu berair (fen), tanah basah yang kaya bahan organik (peatland) atau perairan, baik alami atau buatan, permanen atau temporer, dengan air yang statis atau mengalir, air tawar, payau atau laut, meliputi area perairan laut dengan kedalaman pada waktu air surut terendah tidak lebih dari 6 meter.

                Secara umum lahan basah dibedakan menjadi lahan basah pesisir atau pantai (coastal wetland) dan daratan (inland wetland).

                Pengembangan akuakultur di perairan pantai sering kali memanfaatkan lahan basah pesisir berhutan mangrove. Kegiatan tersebut sering kali dilakukan dengan merusak atau membabat hutan mangrove. Untuk keperluan akualkultur yang berkelanjutan, setiap satu hektar hutan mangrove yang diolah menjadi tambak, sekurangnya 3 hektar tetap dibiarkan sebagai hutan mangrove.

Selain lahan basah alami dikenal pula lahan basah buatan, meliputi: kolam akuakultur, lahan irigasi, lahan pertanian banjiran musiman (seasonally flooded agricultural land), tambak garam, dam, lahan galian tambang yang terisi air, area pengolahan limbah cair, kanal dan saluran irigasi.

BAB II. FAKTOR KIMIA, FISIKA DAN BIOLOGI PERAIRAN

                Pada lingkungan perairan, factor fisik, kimiawi dan biologis berperan dalam pengaturan homeostatis yang diperlukan bagi pertumbuhan dan reproduksi ikan. Perubahan-perubahan factor tersebut hingga batas tertentu dapat menyebabkan stress dan timbulnya penyakit.

                Faktor fisik antara lain mencakup suhu dan intensitas cahaya. Faktor kimiawi antara lain meliputi pH, kandungan oksigen terlarut, karbondioksida, komposisi dan kimia air. Adapun factor biologis meliputi ragam spesies, predator dan kemelimpahan suatu populasi.

A.      FAKTOR FISIK

1.       SUHU

Ikan merupakan hewan ektotermik yang berarti tidak menghasilkan panas tubuh, sehingga  suhu tubuhnya tergantung atau menyesuaikan pada suhu di lingkungan sekelilingnya. Ikan memiliki derajat toleransi terhadap suhu  dengan kisaran tertentu yang sangat berperan bagi pertumbuhan, inkubasi telur, konversi pakan dan resistensi  terhadap penyakit. Ikan akan mengalami stress manakala terpapar pada suhu di luar kisaran yang dapat ditoleransi.

                Kisaran toleransi suhu antara spesies ikan satu dengan lainnya berbeda, misalnya pada ikan salmonid suhu terendah yang dapat menyebabkan kematian berada tepat diatas titik beku. Suhu tinggi tidak selalu berakibat mematikan tetapi dapat menyebabkan gangguan status kesehatan untuk jangka panjang, misalnya stress yang ditandai dengan tubuh lemah, kurus, dan tingkah laku abnormal. Pada suhu rendah, akibat yang ditimbulkan antara lain ikan menjadi lebih rentan terhadap infeksi fungi dan bakteri pathogen akibat melemahnya system imun.

                Pada dasarnya suhu rendah memungkinkan air mengandung oksigen lebih tinggi, tetapi suhu rendah menyebabkan stress pernafasan pada ikan berupa menurunnya laju pernafasan dan denyut jantung sehingga dapat berlanjut dengan pingsannya ikan akibat kekurangan oksigen.

                Penelitian oleh Kuz’mina et al. (1996) menunjukkan bahwa aktivitas enzim pencernaan karbohidrase sangat dipengaruhi oleh suhu. Pada daerah beriklim sedang, aktivitas enzimatik enzim pencernaan dipengaruhi oleh musim. Pada lingkungan demikian, aktivitas protease tertinggi dijumpai pada musim panas, adapun aktivitas amylase tertinggi dijumpai pada musim gugur. Pada kedua macam musim tersebut, umumnya memiliki kisaran suhu sekitar 25^oC.

                Permukaan air peka terhadap perubahan suhu. Suhu antara lain dipengaruhi oleh letak geografisnya, ketinggian tempat, lama paparan terhadap matahari dan kedalaman badan air. Pada air yang mengalir dengan volume yang besar, misalnya sungai atau air laut, kisaran perubahan suhu mungkin tidak begitu besar. Perubahan suhu yang mendadak sebesar 5^oC dapat menyebabkan stress pada ikan bahkan kematian.

                Peningkatan suhu air dapat menyebabkan penurunan kelarutan gas-gas, tetapi meningkatkan solubilitas senyawa-senyawa toksik seperti polutan minyak mentah dan pestisida, serta meningkatkan toksisitas logam berat. Sebagai contoh, bahwa pada air tawar peningkatan suhu dari 25 menjadi 30^oC menyebabkan penurunan kelarutan oksigen dari 8.4 menjadi 7.6 mg/liter.

2.       Cahaya

Pada badan air alami maupun system budidaya ekstensif, intensitas cahaya hanya dapat diubah secara tidak langsung melalui pengaturan populasi algae bersel tunggal, makrofit dan tumbuhan peneduh. Penetrasi cahaya yang buruk antara lain disebabkan oleh absorben atau polutan yang memantulkan cahaya dan partikel-partikel dalam air. Ukuran ideal cahaya yang dianggap cukup untuk kolam atau tambak yaitu apabila mampu penetrasi sekurang-kurangnya pada kedalaman 40-60 cm.

                Pada system budidaya intensif, intensitas cahaya, lama penyinaran, area berkanopi dan penyerapan cahaya lebih mudah dikontrol. Parameter-parameter ini akan berperan pada laju pertumbuhan dan maturasi ikan. Pada system intensif berair dangkal, sinar ultra violet cahaya matahari yang berlebihan dapat menyebabkan gangguan sunburn pada bagian dorsal ikan.

                Penetrasi cahaya dapat terhalang oleh turbiditas air yang disebabkan melimpahnya populasi fitoplankton (algal bloom) dan partikel-partikel padatan terlarut. Apabila penetrasi cahaya tidak dapat mencapai dasar kolam atau tambak, akan menghambat tumbuhnya algae berfilamen dan tumbuhan air pengganggu pada dasar kolam. Sampai batas tertentu melimpahnya fitoplankton tertentu sangat menguntungkan karena kebutuhan pakan alami tercukupi. Jika perairan benar-benar jernih, sering pula menjadi indikasi bahwa lingkungan kolam tersebut miskin fitoplankton sehingga perlu dilakukan pemupukan.

B.      FAKTOR KIMIA

1.       Gas-gas terlarut.     

Gas- gas terlarut yang berperan penting dalam lingkungan air diantaranya yaitu oksigen dan nitrogen. Udara mengandung campuran gas-gas yang masing-masing terlarut di dalam air sesuai dengan tingkat kelarutannya. Kelarutan tersebut ditentukan oleh:

a.       Tekanan udara total dan parsial gas-gas dalam campuran udara saat kontak dengan air. Tekanan udara parsial oksigen yaitu 0.78 dan nitrogen 0.21. Penggunaan pompa air maupun aerator memungkinkan masuknya oksigen dan nitrogen ke dalam air meningkat. Kondisi air supersaturated (super jenuh) akan gas oksigen dan nitrogen dapat terjadi oleh beberapa hal antara lain: penggunaan air sumur atau air dari mata air langsung, system pompa air, jalur pipa yang terlalu panjang, system air terpanasi atau adanya kebocoran sambungan pipa atau katup.

Kondisi super saturated dapat menyebabkan penyakit gelembung udara (gas bubble disease) pada ikan-ikan yang dipelihara di dalam lingkungan tersebut. Kejenuhan gas 100 – 102% telah menyebabkan masalah pada alevin yang mulai berenang dan makan untuk pertama kali. Pada kondisi demikian akan terjadi tingkat mortalitas alevin yang tinggi, ditandai dengan kerusakan insang dan mata, blue sac disease, infeksi insang oleh Mycobacterium dan emboli.

Untuk mengenali terjadinya super-saturated, salah satu cara yang mudah yaitu dengan memasukkan tangan ke dalam air. Tanda positif super-saturated yaitu jika muncul gelembung-gelembung berwarna perak pada tangan segera setelah tangan tercelup air atau pada dinding tangki pemeliharaan ikan. Untuk mengatasi gangguan tersebut dapat dilakukan melalui pemberian aerasi yang cukup.

b.      Kandungan Garam Terlarut

Gas-gas kurang terlarut dalam lingkungan air yang bergaram (salinitas tinggi), sehingga jika salinitas meningkat maka ketersediaan oksigen terlarut berkurang.

c.       Suhu

Peningkatan suhu akan diikuti oleh penurunan kelarutan sejumlah besar gas-gas dalam air.

2.       Parameter-parameter Fisika-kimia

a.       Produk ionic air

Air merupakan senyawa yang bersifat basa dan asam lemah sehingga dapat melepaskan maupun mengikat proton. Konstanta keseimbangan untuk disosiasi air adalah:

K_W= (CH⁺XCOH^-)/CH₂O= 1X10^-7g ion/liter

b.      Nilai pH

Air hujan pada umumnya bersifat asam akibat kontak dengan karbohidrat dan senyawa sulphur alami di udara. Sulfur dioksida , nitrogen oksida serta hasil emisi industry lainnya akan lebih meningkatkan keasaman air hujan. Adapun air murni bersifat netral (pH 7), pada kondisi demikian maka ion-ion penyusunnya (H+ dan OH-) akan terdisosiasi pada keadaan setimbang. Setelah air murni bercampur dengan air hujan dan materi lain dari lingkungan sekitarnya maka perairan alami akan memiliki pH berkisar 4-9. Ikan dapat hidup pada pH 5.9-9.5, tetapi untuk budidaya perikanan umumnya berkisar pH 6.7-8.3. Besaran pH selain dipengaruhi komposisi kimiawi air juga aktivitas biologis yang berlangsung di dalamnya.

Seringkali pada badan air terjadi fluktuasi pH akibat aktivitas organisma di dalamnya. Pada perairan yang mengalami eutrofikasi dapat terjadi ledakan populasi algae (algae bloom), terutama pada siang hari. Pada kondisi demikian maka pH dapat meningkat tajam menjadi pH 9 atau lebih. Sebaliknya, pada malam hari akan terjadi aktivitas respirasi yang tinggi maka terjadi penurunan pH. Fluktuasi pH yang besar akan berakibat pada stress bahkan kematian hewan budidaya. Air laut banyak mengandung ion Ca dan Mg. Kedua ion ini dapat berperan sebagai penyangga (buffer) sehingga tidak terjadi fluktuasi nilai pH yang besar.

c.       Efek ion umum

Ionisasi asam dan basa lemah sangat berkurang dengan penambahan senyawa yang mudah terdisosiasi. Sebagai contoh yaitu ionisasi ammonium hidroksida akan tertekan dengan penambahan NaOH yang mendisosiasi ion hidroksil, atau penambahan ammonium khlorida yang membebaskan ion ammonium. Peningkatan konsentrasi ion hidroksil harus disertai penurunan konsentrasi ion ammonium untuk menjaga agar konsentrasi ionic konstan. Hal inilah yang menyebabkan kandungan garam ammonium pada perairan meningkatkan alkalinitas, sehingga menyebabkan peningkatan ammonia tidak terlarut yang merupakan molekul toksik bagi ikan.

d.      Alkalinitas karbonat dan kesadahan

Kesadahan air merupakan banyaknya garam-garam magnesium dan kalsium yang terlarut yang digambarkan sebagai mg/liter kalsium karbonat. Air dengan kesadahan rendah diklasifikasikan sebagai badan air yang mengandung kurang dari 50 mg/liter kalsium karbonat, adapun air sadah memiliki kandungan kalsium karbonat 300-450 mg/liter.

Secara umum kesadahan ditentukan oleh konsentrasi Ca dan Mg dengan anionnya berupa CO-2 dan HCO-3. Biasanya kesadahan dinyatakan dengan kadar MgCaCO3 per liter. Untuk keperluan budidaya perikanan, kesadahan optimum umunya sekitar 15 ppm atau lebih. Pada kadar ini tidak diperlukan pengapuran. Akan tetapi jika kesadahannya kurang dari 15 ppm, maka perlu dilakukan pengapuran agar produktivitasnya menjadi baik. Pemberian kapur atau batuan kapur (lime= kalsium hidroksida) ditujukan untuk meningkatkan pH. Kapur juga berperan sebagai desinfektan.

e.      Keasaman

Pada perairan tawar yang tidak tercemar, keasaman perairan berasal dari asam karbonat dan asam-asam organik yang berasal dari tanah, hutan dan rawa-rawa. Asam-asam mineral dan garamnya yang bersifat basa lemah umumnya dijumpai pada limbah industry dan limbah pertambangan.

f.        Oksigen

Kebutuhan oksigen dalam budidaya ikan tergantung pada spesies yang dibudidayakan. Oksigen diperlukan untuk pernafasan dan metabolisme. Oksigen diperlukan untuk pernafasan dan metabolisme. Perbedaan struktur molekul darah antar jenis ikan yang berbeda mempengaruhi hubungan antara tekanan parsial oksigen dalam air dan derajat kejenuhan oksigen dalam sel darah. Oksigen diperlukan ikan untuk katabolisme yang menghasilkan energy bagi aktivitas seperti berenang, reproduksi dan pertumbuhan. Dengan demikian, konversi pakan dan laju pertumbuhan sangat ditentukan oleh ketersediaan oksigen disamping factor-faktor lainnya.

g.       Karbondioksida

Pada perairan umum dan kolam budidaya intensif, karbon dioksida, bikarbonat atau karbonat terlarut membentuk suatu reservoir karbon untuk fotosintesis tumbuhan air.

h.      Ammonia

Ammonia merupakan produk akhir utama katabolisma protein yang disekresikan ke luar tubuh ikan melalui insang dan kulit dan ikut berperan pada regulasi ion melalui pertukaran dengan ion Na+. Kehadiran NH3 pada konsentrasi rendah dalam waktu lama menyebabkan gangguan berupa proliferasi sel-sel epitel insang tidak normal (hyperplasia).

i.         Nitrit

Nitrit pada kolam berasal dari sisa metabolisme protein  oleh ikan atau hewan air. Pada dasarnya sisa metabolisme utama  berupa ammonia, yang selanjutnya akan dioksidasi oleh Nitrosomonas menjadi nitrit. Selanjutnya akan dioksidasi oleh Nitrobacter menjadi nitrat.

Meskipun toksisitas nitrit melibatkan sejumlah factor lainnya, tetapi pada konsentrasi 0.5 mg/liter telah bersifat toksik terhadap ikan. Ikan akan mengabsorbsi nitrit melalui insang dan masuk ke dalam darah, selanjutnya nitrit akan mengoksidasi haemoglobin menjadi methemoglobin yang tidak efisien dalam transport oksigen ke jaringan sebagai akibatnya akan terjadi hipoksia dan stress respirasi.

Selain itu, nitrit bersifat vasodilator dan relaktan bagi otot polos, sehingga dapat menyebabkan gangguan kerja jantung. Umumnya paparan kronik pada nitrit menyebabkan ikan menjadi rentan terhadap infeksi dan keracunan akibat konsentrasi methemoglobin yang tinggi sehingga darah dan insang berwarna kecoklatan.

3.       Polutan

Sejumlah polutan berpotensi menyebabkan gangguan kesehatan ikan dan menurunkan kualitas perairan. Gangguan akibat konsentrasi polutan seringkali dilaporkan sebagai nilai lethal concentration (LC50) atau lethal doses (LD50), yang berarti konsentrasi yang menyebabkan kematian 50% pada hewan uji untuk jangka waktu tertentu (biasanya 96 jam).

a.       Logam dan logam berat.

Keracunan logam biasanya akibat logam berat seperti Cu, PB, Hg, Zn, Cr, Cd, Mn, Ag, arsenikum dan beryllium. Buangan industry dan limbah pertambangan merupakan sumber utama polutan logam berat, meskipun seringkali keracunan logam berat berlangsung akibat prose salami. Penentuan kadar aman maksimum untuk logam tertentu sulit dilakukan karena memerlukan informasi tambahan seperti pH, keasaman, alkalinitas karbonat, suhu, oksigen terlarut, kehadiran ion logam lainnya, lamanya terpapar, jenis hewan dan umur hewan.

Empat logam berat yang paling intensif dipelajari sifat toksisitasnya yaitu Cu, Hg, Cd dan Zn. Logam berat merugikan ikan secara fisik dan fisiologik, sebagai contoh yaitu Cd yang menyebabkan kerusakan vertebral, Zn dan Cu yang menyebabkan stress respirasi karena merusak lamella sekunder  pada insang..

b.      Non logam

Banyak polutan non logam bersifat toksik terutama jika hadir dalam jumlah yang cukup besar. Senyawa-senyawa tersebut antara lain ammonia, fluoride, sianida, fosfor, sulfida, khlorin serta pestisida.

Organofosfat merupakan salah satu pestisida yang umum digunakan dan diketahui memiliki kemampuan menghambat aktivitas kholinesterase pada vertebrate termsuk ikan. Ikan yang terpapar pada organofosfat akan mengalami gangguan fungsi saraf dan dan berakibat kematian karena asfiksiasi.

c.       Air limbah

Akibat limbah yang paling nyata yaitu penurunan kadar oksigen akibat proses biodegradasi senyawa organik dalam limbah oleh mikroba. Kandungan senyawa seperti fosfat, ammonia dan nitrat pada air limbah dapat merangsang terjadinya algae bloom, selain itu air limbah juga potensial sebagai sumber polutan logam berat, pestisida dan mungkin pula nitrit.

d.      Lumpur dan partikel

Lumpur dan partikel secara umum akan menyebabkan beberapa kerugian bagi budidaya perikanan maupun terhadap ikan-ikan liar karena:

1.       Secara langsung menyebabkan kematian ikan, menurunkan laju pertumbuhannya atau menurunkan resistensinya terhadap penyakit

2.       Menghambat perkembangan lanjut telur sehingga dapat menyebabkan gagal menetas dan menghambat pertumbuhan larvae

3.       Memodifikasi gerakan alami dan migrasi ikan

4.       Menurunkan kemelimpahan pakan (terutama pakan hidup) bagi ikan

Partikel-partikel dalam air dapat mengganggu insang atau menyebabkan kerusakan insang sehingga merangsang ikan untuk memproduksi mucus secara berlebih. Pada kasus yang berat, ikan dapat mengalami kekurangan oksigen akibat insang tertutup oleh mucus dan partikel lumpur.

                Lumpur dapat menimbun telur ikan sehingga menghambat respirasi telur dan menyebabkan telur gagal menetas. Kekeruhan akibat lumpur dan partikel-partikel dalam air juga mempengaruhi tingkah laku ikan, misalnya bahwa Barbus barbus menurun tingkat migrasinya manakala turbiditas air meningkat, adapun Anguilla Anguilla akan melakukan migrasi manakala perairan keruh (turbiditas tinggi) dan segera menurun intensitas migrasinya manakala perairan kembali jernih.

e.      Minyak bumi

Ceceran atau tumpahan minyak bumi dari proses produksi maupun pengangkutan dan distribusi dapat mencemari perairan kolam serta badan air terbuka maupun tertutup. Polusi pada perairan yang tidak memungkinkan terjadinya proses pengenceran ataupun biodegradasi yang cepat, dapat berakibat toksik bagi organism dan merugikan budidaya perikanan. Polutan bahan bakar atau minyak bumi dapat menyebabkan penurunan kualitas produk karena ikan berbau minyak.

f.        Polutan panas

Peningkatan suhu perairan dapat menguntungkan bagi ikan yaitu meningkatkan pertumbuhan akibat meningkatnya laju metabolisme. Tetapi jika melebihi batas suhu optimal bagi ikan, kerugian atau gangguan kesehatan yang akan muncul. Peningkatan suhu perairan dapat sebagai akibat polutan yang bersifat memperangkap panas. Selain itu peningkatan suhu perairan dapat meningkatkan toksisitas sejumlah polutan karena solubilitas senyawa-senyawa polutan toksik meningkat akibat kenaikan suhu.

g.       Polutan yang mempengaruhi rasa, warna dan bau produk

Sejumlah polutan dapat merugikan budidaya perairan akibat pengaruhnya terhadap rasa, warna dan bau produk. Sejumlah mikroba seperti kelompok Actinomycetes dapat menyebabkan ikan memiliki rasa dan bau lumpur atau tanah. Begitu pula polutan dari industry seperti produk-produk minyak bumi, disinfektan fenolik, dan buangan rumah tangga dapat menyebabkan baud an rasa yang tidak enak atau warna yang tidak menarik sehingga produk perikanan kurang disukai konsumen.

C.      FAKTOR BIOLOGI

1.       Hewan Perairan

Sebagian besar air permukaan memiliki beragam spesies ikan dan hewan perairan lainnya yang dapat berperan sebagai reservoir bagi penyakit-penyakit infeksi. Dapat pula hewan-hewan air, misalnya moluska dan krustasea, berperan sebagai inang antara bagi salah satu tahapan siklus hidup parasit. Kehadiran sejumlah spesies predator atau competitor makanan dapat pula menjadi factor yang merugikan bagi budidaya perikanan.

2.       Mikroba

Pada kondisi yang menguntungkan, di lingkungan perairan dapat terjadi ledakan populasi algae dan segera akan diikuti dengan melimpahnya bahan organik dari sekresi maupun sel-sel algae yang lisis. Mikroba akan melakukan dekomposisi bahan organik atau proses mineralisasi, dan mengakibatkan penurunan kadar oksigen terlarut dengan cepat dan dapat berakibat badan air menjadi anoksik. Pada saat mineralisasi, senyawa toksik seperti ammonia, nitrat dan H2S dapat dibebaskan dan dapat menyebabkan kematian ikan maupun invertebrata.

BAB III. SISTEM IMUN PADA IKAN

Ikan seperti hewan pada umumnya, memiliki mekanisme pertahanan diri terhadap pathogen. System pertahanan tersebut terdiri dari system pertahanan konstitutif dan yang diinduksi (inducible). System pertahanan konstitutif menjalankan perlindungan secara umum terhadap invasi flora normal, kolonisasi, infeksi dan penyakit infeksi yang disebabkan oleh pathogen. System pertahanan konstitutif dikenal pula sebagai system pertahanan innate (bawaan atau alami). Adapun system pertahanan yang diinduksi atau dapatan (acquired), maka untuk berfungsi dengan baik harus diinduksi antara lain dengan pemaparan pada pathogen atau produk-produk yang berasal dari pathogen (misalnya vaksin). System pertahanan yang diinduksi meliputi pula respon imun terhadap pathogen penyebab infeksi.

Ikan merupakan rantai penghubung antara invertebrate dan vertebrate tingkat tinggi. Meskipun system imun belum selengkap pada vertebrate tinggi tetapi jauh lebih berkembang dibandingkan system imun pada invertebrate. Ikan memiliki kemampuan respon imun humoral dan yang diperantarai sel (cell-mediated immune response). Selain itu pada ikan sudah mulai terdapat respon imun spesifik terhadap antigen (immunoglobulin). Selain itu organ limfoid (organ yang merespon antigen) serta myeloid (organ penghasil darah) menjadi satu, yaitu pada ginjal untuk ikan teleostei serta hati pada hagfish.

Pada ikan, respon imun baru terbentuk sempurna manakala ikan sudah dewasa. Meskipun pada larva atau ikan muda sudah terbentuk respon imun tetapi kerjanya kurang efisien, sehingga rentan terhadap penyakit. Kemampuan imun, yang ditunjukkan sebagai kehadiran antibody, pada ikan salmonid berkembang pada masa empat hari setelah menetas. Meskipun demikian kompetensi imun alamiah sudah terbentuk dalam masa dua belas hari sebelum menetas, atau bervariasi tergantung pada suhu.

Pusat-pusat melanomakrofag merupakan situs penyimpanan atau penimbunan pigmen. Juga menjadi situs akumulasi lipofuchsin yang dibentuk dari hasil oksidasi lemak-lemak tidak jenuh, pada ikan lipofuchsin tinggi karena diperlukan untuk menjaga fluiditas membrane pada suhu rendah. Kemelimpahan melanin di dalam ginjal salmon berfungsi untuk menetralisasi radikal bebas. Adapun hemosiderin yang merupakan produk samping degradasi haemoglobin akan meningkatkan jumlahnya di dalam limpa ketika ikan mengalami kondisi lapar.

Pada ikan teleostei timus dan limpa telah berkembang sempurna sehingga limfosit T siap untuk bekerja jika ada antigen yang masuk. Meskipun demikian, organ-organ tersebut belum terdiferensiasi sempurna, antara lain korteks dan medulla belum dapat dibedakan. Pada ikan teleostei, limpa dibedakan dalam jaringan merah dan putih sebagai situs interaksi dan respon antigen-limfosit.

Pathogen harus dapat menembus system imun ikan untuk dapat menimbulkan penyakit. Daya tahan alami memungkinkan suatu hewan menjadi terbebas dari serangan pathogen karena tidak adanya jaringan spesifik atau reseptor seluler bagi kolonisasi pathogen, atau tidak mampu mendukung syarat-syarat optimum baik dari sisi kecukupan nutrient maupun lingkungan bagi pertumbuhan pathogen. Selain itu pada masing-masing individu hewan memiliki daya tahan individu yang ditentukan antara lain oleh umur, jenis kelamin, status nutrient, dan ada tidaknya stress. Saat ikan pada kondisi lemah dan pada kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan (misalnya air tercemar, masa pergantian musim, perubahan suhu yang cepat), maka ikan menjadi rentan terhadap serangan pathogen.

Perbedaan terbesar diantara mammalian dan teleostei, yaitu pada teleostei tidak ada nodus limfatikus serta ontogeny leukosit, macam imunoglubulinnya tidak selengkap pada mammalian, dan system imunnya sangat terpengaruh suhu karena sifat ikan yang poikilotermal.

Ikan teleostei tidak ada sumsum tulang, maka fungsi hematopoiesis tidak berlangsung di dalam sumsum tulang. Leukosit dihasilkan di dalam timus dan ginjal. Secara umum ginjal terdiri dari  tiga bagian yaitu ginjal anterion (ginjal kepala, head of kidney), bagian tengah dan posterior. Ginjal anterior merupakan situs yang memiliki kapasitas hematopoietic tertinggi tetapi memiliki fungsi renal yang terbatas. Organ-organ limfoid sekunder meliputi limpa dan jaringan limfoid yang berasosiasi dengan intestinum (gut-associated lymphoid tissue, GALT).

Pada ikan teleostei, pada ginjal ditemukan adanya limfosit mirip sel T dan sel B yang menunjukkan peran jaringan limfoid ginjal dalam mekanisma pertahanan tubuh. Pada jaringan limfohematopoeitik ginjal teleostei ditemukan adanya sel-sel pengikat antigen dan penghasil antibody. Pada ikan karper terdapat tiga macam sel-sel positif immunoglobulin yaitu blastosit (balst cell), sel-sel plasma tipe limfoid berukuran besar dan sel-sel tipe plasmasitoid.

System imun bawaan antara lain terdiri dari penghalang fisik terhadap infeksi, pertahanan humoral dan sel-sel fagositik. Teleostei memiliki sejumlah penghalang fisik terhadap infeksi antara lain kulit dan mucus. Mucus memiliki kemampuan menghambat kolonisasi mikroorganisma pada kulit, insang dan mukosa. Mucus ikan mengandung immunoglobulin (IgM) alami, bukan sebagai respon dari pemaparan terhadap antigen. Immunoglobulin (antibody) tersebut dapat menghancurkan pathogen yang menginvasi.

Sisik dan kulit merupakan pelindung fisik yang melindungi ikan dari kemungkinan luka dan penting dalam mengendalikan osmolaritas tubuh. Kerusakan sisik atau kulit akan mempermudah pathogen menginfeksi inang.

Sejumlah mikroba flora normal hewan dapat berperan dalam menghambat atau menghalangi terjadinya infeksi melalui antagonism. Tiga mekanisma utama antagonism mikroba flora normal terhadap pathogen yaitu kompetisi dalam menempati situs  pelekatan atau kolonisasi, antagonism spesifik melalui produksi senyawa penghambat berupa protein spesifik (bakteriosin), dan antagonism non-spesifik dengan memproduksi berbagai metabolit atau produk akhir yang menghambat mikroba pathogen antara lain berupa asam-asam organik (misalnya asam laktat) dan peroksidase.

Meskipun memiliki perlindungan fisik, antigen dapat masuk melalui permukaan epitel yang rusak, insang (terutama sesudah terjadinya stress osmotic), organ linea lateralis, dan saluran pencernaan. Jika pathogen telah masuk ke dalam tubuh maka beragam respon pertahanan plasmatic akan menghadangnya, respon tersebut berasal dari lisozim, komplemen, transferin, lektin, tripsin (di dalam lapisan sel-sel epitel kulit, insang dan intestinum), macroglobulin, precipitin, serum amyloid A (SAA), dan serum amyloid P (SAP). Akan tetapi ikan tidak memiliki C-Reactive Protein (CRP), yang merupakan suatu protein fase akut (acute-phase protein, APP) yang utama pada mammalian.

Mucus selain pelindung fisik juga pelindung kimiawi karena mengandung lisozim, komplemen, protein-protein komplemen dan protease mirip tripsin yang dapat merusak sel-sel bakteri Gram-negatif. Lisozim dapat menghancurkan dinding sel bakteri (peptidoglikan), komplemen akan menyerang pada lapisan ganda lipid (lipid bilayer) pada dinding sel, protein reaktif-C mengaktivasi komplemen, sedangkan anti protease-α akan menetralisasi eksotoksin.

Komplemen berperan dalam:

1.       Memproduksi factor-faktor inflamasi yang meliputi serum antimikroba dan leukosit pada situ infeksi

2.       Merangsang sel-sel fagosit bergerak menuju situs infeksi (factor khemotaksis)

3.       Meningkatkan aktivitas fagositik melalui peningkatan frekuensi pelekatan komponen kompleks antigen-antibodi untuk melekat pada reseptor sel-sel yang diselubungi antibody,

4.       Melisiskan sel-sel bakteri (menjadi perantara bagi lisozim) atau sel-sel yang terinfeksi virus melalui pembentukan enzim fosfolipase yang merusak membrane sel-sel inang yang mengandung antigen (misalnya akibat terinfeksi virus) atau membrane luar bakteri Gram-negatif. Melalui mekanisma ini maka lisozim akan lebih mudah mencapai peptidoglikan dan menghancurkannya.

Pertahanan bawaan utama lainnya yaitu berupa sel-sel fagositik yang utamanya terdiri dari monosit (precursor-prekursor makrofag), makrofag dan granulosit (leukosit granular). Monosit mengalami sirkulasi sedangkan makrofag terikat pada jaringan. Aktivitasnya antara lain yaitu opsonisasi antigen. Untuk menjalankan aktivitasnya monosit memerlukan hadirnya reseptor Fc untuk mengikat antibody. Granulosit pada mamalia tersusun atas neutrofil, eosinofil dan basofil. Pada ikan teleostei, meskipun komponen granulosit sama tetapi asidofil dan basofil jumlahnya sangat rendah dan tidak mengalami sirkulasi.

Sel-sel fagosit akan mengenali dan menelan partikel-partikel antigenic, termasuk bacteria dan sel-sel inang yang rusak melalui tiga tahapan proses yaitu pelekatan, fagositosis dan pencernaan. Ketika mengalami aktivasi, makrofag memiliki kapasitas fagositik lebih kuat dibandingkan granulosit, meskipun granulosit berjumlah lebih besar dan mungkin merupakan komponen yang signifikan dalam rangkaian pertahanan diri inang melalui proses fagositik.

 

BAB VI. STRES

Stres yaitu suatu keadaan saat suatu hewan tidak mempu mengatur kondisi fisiologis yang normal karena berbagai factor merugikan yang mempengaruhi kondisi kesehatannya. Sehingga stress didefinisikan sebagai pengaruh segala bentuk perubahan atau tantangan lingkungan yang mendorong homeostatic atau proses-proses penyeimbang lainnya melebihi batas kemampuan normal segala tingkatan organisasi biologis: spesies, populasi atau ekosistem. Suatu stimulus yang menyebabkan timbulnya keadaan stress disebut sebagai stressor atau factor stress. Sejumlah contoh keadaan yang dapat berperan sebagai stressor ditunjukkan sebagai berikut:

1.       Stressor kimiawi:

a.       Kualitas air buruk: oksigen terlarut rendah, pH tidak sesuai

b.      Polusi: akibat penggunaan bahan kimiawi pada kegiatan akuakultur, polutan dari luar

c.       Komposisi pakan

d.      Senyawa nitrogen dan sisa metabolism (akumulasi ammonia dan nitrit)

2.       Stressor fisik:

a.       Suhu lebih tinggi atau lebih rendah dari normal

b.      Cahaya berlebih atau kurang

c.       Suara

d.      Gas-gas terlarut

3.       Stressor biologis:

a.       Densitas populasi terlalu tinggi

b.      Multikultur: ada spesies-spesies yang agresif, persaingan tempat

c.       Mikroba: kehadiran mikroba patogenik dan non patogenik

d.      Parasit: internal dan eksternal

4.       Stressor procedural:

a.       Penanganan

b.      Pengiriman/transportasi

c.       Penanganan penyakit

Sebagai bentuk usaha ikan dalam menyesuaikan diri terhadap gangguan yang ada, maka ikan akan menggunakan seluruh energy cadangan, pada saat tersebut ikan tetap mempu bertahan terhadap gangguan yang ada. Jika gangguan tersebut terus berlangsung atau terlalu berat, energy cadangan menjadi habis dan ikan menjadi lemah untuk menghadapi agensia patogenik yang secara berkelanjutan kontak dengan ikan (pada dasarnya hamper keseluruhan agensia patogenik ikan merupakan flora normal perairan), sehingga berakibat ikan menjadi sakit atau mati.

Respon ikan terhadap stress mirip dengan respon pada vertebrate tingkat tinggi, secara umum dapat dibagi menjadi tiga tahapan:

1.       Respon primer berupa nervous (gelisah) dan perubahan hormonal, antara lain berupa peningkatan kortikostreroid dan katekholamin serta perubahan aktivitas neurotransmitter.

2.       Respon sekunder antara lain berupa perubahan metabolic, seluler, gangguan osmoregulasi, perubahan gambaran darah dan fungsi imun

3.       Respon tersier berlangsung pada individu dan populasi, dikatakan pula sebagai tahap parah. Pada tahap ini individu ikan meningkat metabolismanya, menurun resistensinya terhadap penyakit, tingkat kesuburan rendah, daya tetas telur rendah dan perubahan tingkah laku. Pada tingkat populasi terjadi penurunan diversitas spesies.

                Akibat stress maka terjadi sekresi hormone-hormon dari glandula adrenalin yang menyebabkan meningkatnya gula darah. Cadangan atau timbunan gula berupa glikogen dalam hati akan mengalami metabolisasi menjadi cadangan energy bagi hewan untuk aktivitas darurat. Akibat sekresi hormone-hormon yang berlebihan tersebut respon inflamasi (inflammatory response) akan tertekan.

                Osmoregulasi mengalami gangguan akibat perubahan fisiologis dalam metabolism mineral. Terjadi terjadi perubahan kesetimbangan mineral Cl, Na, dan air. Pada kondisis ini, ikan air tawar cenderung mengabsorbsi air dari lingkungannya secara berlebihan, dan ikan air laut atau air payau cenderung kehilangan massa air (dehidrasi), gangguan osmosis ini menyebabkan kebutuhan energy meningkat karena diperlukan untuk menjaga osmoregulasi agar berjalan normal.

                Stress juga berakibat pada peningkatan respirasi dan tekanan darah. Adapun cadangan sel-sel darah merah akan dibebaskan ke sirkulasi. Pada kondisi ini maka sel-sel darah cenderung belum sempurna sebagai akibatnya maka kemampuan haemoglobin dalam mengikat oksigen belum optimal, ikan akan cenderung kekurangan oksigen.

                Stres juga akan mempengaruhi factor perlindungan alami ikan seperti mucus, sisik, kulit, lisozim, antibody dan reaksi inflamasi. Pada dasarnya hewan mampu beradaptasi terhadap stress untuk jangka waktu yang terbatas. Selama masa tersebut hewan akan tampak normal tetapi cadangan energinya terus menyusut karena digunakan untuk menjaga aktivitas normal.

                Stress berpengaruh terhadap system perlindungan tubuh inang yaitu mucus. Segala bentuk stress akan menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi dalam mucus yang dapat menyebabkan penurunan efektivitasnya sebagai pelindung kimiawi inang terhadap pathogen dan parasit. Stress akan mengganggu keseimbangan elektrolit tubuh (Na, K dan Cl) sehingga menyebabkan penyerapan air yang berlebihan atau dapat pula berupa kehilangan air (dehidrasi). Kondisi stress menyebabkan tuntutan kerja mucus dalam mengatur osmoregulasi yang efektif menjadi sangat penting.

                Stress fisik yang disebabkan penanganan saat pemindahan ikan, perawatan atau pemanenan dapat menyebabkan hilangnya mucus. Sebagai akibatnya maka perlindungan kimiawi yang dilakukan mucus menjadi hilang atau berkurang, fungsi osmoregulasi menurun, serta menurunkan lubrikasi tubuh sehingga menyebabkan energy yang diperlukan ikan untuk berenang menjadi lebih besar serta meningkatkan frekuensi infeksi oleh pathogen atau infestasi oleh parasit akibat hilangnya sebagian dari pelindung tubuh.

                Stress kimiawi, misalnya dari tindakan pengobatan atau pencegahan penyakit dapat menyebabkan kerusakan mucus sehingga ikan kehilangan salah satu system perlindungan tubuh, kehilangan fungsi osmoregulasi, kehilangan pelicin tubuh (lubrikan) yang sangat diperlukan untuk pergerakan di dalam air.

                Sisik dan kulit merupakan bagian dari system perlindungan fisik tubuh ikan. Pada umumnya kerusakan sisik dan kulit dapat terjadi akibat penanganan (handling stress), kelebihan populasi, dan infestasi parasit. Kelebihan populasi (overcrowded) atau multi kultur dapat menyebabkan trauma akibat berkelahi disertai lepasnya sisik dan kerusakan kulit. Infestasi parasit dapat pula menyebabkan gangguan berupa kerusakan insang, kulit, sirip serta kehilangan sisik. Kerusakan pada sisik dan kulit akan mempermudah pathogen menginvasi inang. Banyak kasus menunjukkan bahwa kematian ikan sebenarnya akibat dari infeksi sekunder oleh bakteri sebagai kelanjutan infestasi parasit yang berat dan berkibat pada kerusakan pelindung fisik tubuh seperti mucus, kulit dan sisik.

                Stress juga menyebabkan iritasi atau peradangan (inflamasi). Karena stress akan menyebabkan perubahan hormonal dan berakibat terhadap efektivitas respon inflamasi. Stress akibat suhu (terutama suhu rendah) dapat secara total menghambat aktivitas killer cells system imun sehingga mengeliminasi system pertahanan awal yang utama dalam menghambat pathogen atau parasit. Suhu tinggi yang berlebihan juga bersifat sangat merusak, meskipun dampak langsung peningkatan suhu terhadap system imun belum diketahui.

                Stress suhu terutama akibat penurunan suhu yang tajam, sangat mengganggu kemampuan ikan dalam membebaskan antibody terhadap pathogen secara cepat. Perlu waktu panjang untuk memproduksi antibody dalam merespon pathogen yang menginvasi tubuh sehingga memungkinkan pathogen berkembangbiak dan dengan mudah menyebabkan ikan menjadi sakit. Stress yang berlangsung lama akan semakin menurunkan efektivitas system imun sehingga kemungkinan timbulnya penyakit menjadi tinggi.

Pencegahan terhadap stress dapat dilakukan melalui managemen yang baik, yaitu meliputi menjaga kualitas air yang baik, nutrient yang baik dan sanitasi. Kualitas air yang baik meliputi tindakan pencegahan akumulasi sisa-sisa bahan organik dan limbah yang mengandung nitrogen, menjaga pH dan suhu pada kisaran yang dibutuhkan oleh ikan dan menjaga oksigen terlarut pada konsentrasi sekurangnya 5 mg/liter. Kualitas air yang buruk merupakan stressor utama bagi budidaya perikanan.

Pakan dengan kualitas yang baik yaitu pakan yang memenuhi kebutuhan nutrient bagi ikan. Masing-masing spesies ikan memiliki kebutuhan nutrient yang spesifik dan berbeda antara spesies satu dengan spesies lainnya. Pakan yang diberi tambahan diet berupa sayuran/hijauan dan pakan hidup merupakan salah satu usaha penyediaan pakan yang seimbang, terutama untuk jenis-jenis ikan yang kebutuhan nutriennya belum diketahui dengan baik.

Managemen budidaya perikanan harus dirancang agar kemungkinan terjadinya stress seminimal mungkin sehingga kemungkinan timbulnya wabah penyakit minimal. Apabila terjadi wabah dan kematian ikan, maka harus diidentifikasi penyebabnya dan faktor yang mungkin berperan. Pengendalian stressor, misalnya perbaikan kualitas air dan pengurangan padat tebaran harus dilakukan bersama-sama dengan tindakan penanggulangan penyakit. 

PERMASALAHAN PENYAKIT PADA BUDIDAYA PERIKANAN

Sakit pada ikan yaitu suatu keadaan abnormal yang ditandai dengan penurunan kemampuan ikan secara gradual dalam mempertahankan fungsi fisiologik normal. Timbulnya sakit dapat akibat infeksi pathogen yang dapat berupa bakteri, virus, fungi atau parasit. Sakit dapat pula akibat defisiensi atau malnutrisi.

                Penyakit meliputi penyakit infeksi dan bukan infeksi. Penyakit infeksi merupakan masalah utama, meliputi penyakit-penyakit yang disebabkan oleh virus, bakteri, fungi dan parasit. Penyakit pada hewan perairan dapat disebabkan oleh cacat genetis, cedera fisik, ketidakseimbangan nutrient, pathogen dan polusi.

                Dinamika infeksi, berat-ringannya penyakit serta penularan penyakit dalam suatu populasi atau antara dua atau lebih populasi ikan, serupa dengan yang terjadi pada hewan terestrial dan manusia. Akan tertapi karena lingkungan air, maka dinamika penularan penyakit menjadi berbeda, karena air akan memfasilitasi penyebaran agensia penyebab penyakit.

                Wabah penyakit infeksius biasanya bersifat akut dengan tingkat mortalitas yang tinggi dalam jangka waktu singkat, sub akut maupun kronis dengan mortalitas berlangsung hingga beberapa minggu sejak munculnya wabah.

                Penularan patogen atau penyakit dari satu individu ke individu lainnya dapat melalui dua cara yaitu penularan vertikal dan horizontal. Penularan vertikal yaitu patogen ditularkan dari salah satu atau kedua induknya ke anaknya melalui sel kelaminnya. Penularan horizontal meliputi penularan patogen dari individu satu ke lainnya melalui kontak langsung, air, udara atau hewan perantara.

                Setiap individu hewan, meskipun dari spesies yang sama memiliki ketahanan yang berbeda terhadap suatu infeksi. Hal tersebut terjadi karena komposisi genetic yang berbeda atau karena individu tersebut pernah terpapar pada pathogen tersebut sehingga membentuk imunitas terhadapnya. Sebaliknya, suatu individu dapat menjadi rentan terhadap pathogen antara lain karena kondisi nutrient yang buruk dan stress.

                Penyakit infeksi menjadi ancaman utama keberhasilan akuakultur. Pemeliharaan ikan dalam jumlah besar dan padat tebaran tinggi pada area yang terbatas, menyebabkan kondisi lingkungan tersebut sangat mendukung berkembangnya dan penyebaran penyakit infeksi. Kondisi dengan padat tebaran tinggi akan menyebabkan ikan mudah stress sehingga menyebabkan ikan menjadi mudah terserang penyakit. Selain itu, kualitas air, volume air dan alirannya berpengaruh terhadap berkembangnya suatu penyakit. Populasi yang tinggi akan mempermudah penularan karena meningkatnya kemungkinan kontak antara ikan yang sakit dengan ikan yang sehat.

                Meskipun sejumlah insiden wabah penyakit pada perairan umum telah menyebabkan penurunan populasi sejumlah spesies ikan, tetapi ancaman utama penurunan populasi atau musnahnya spesies ikan di alam bebas dating dari over fishing dan polusi perairan.

                Kehadiran parasit atau bakteri pathogen dalam air kolam budidaya mungkin bersifat laten, tetapi karena sesuatu hal dapat terjadi perubahan dari laten menjadi patogenik, antara lain karena adanya perubahan dalam:

1.       Konsentrasi oksigen

2.       Konsentrasi karbon dioksida

3.       Ammonia

4.       Kandungan materi organik

5.       Populasi mikroba

Penyakit pada hewan perairan dapat digolongkan dalam beberapa kategori yaitu:

1.       Penyakit sporadic, yaitu penyakit yang terjadi secara sporadic dalam jumlah relative kecil dibandingkan populasi keseluruhan

2.       Epizootic, yaitu wabah penyakit menular yang berlangsung pada skala yang lebih besar dan berlangsung secara temporer pada lingkup area geografis terbatas

3.       Panzootik, yaitu wabah penyakit menular yang berlangsung pada skala yang lebih besar dan berlangsung pada lingkup area geografis yang luas

4.       Enzootic, yaitu penyakit tetap berlangsung atau mewabah kembali pada skala rendah pada area tertentu.

Pada dasarnya, ikan yang sakit akan menunjukkan gejala-gejala klinis yang kasat mata yaitu:

1.       Tingkah laku

2.       Tanda eksternal tubuh:

a.       Perubahan warna (melanosis)

b.      Deformitas skeletal: antara lain akibat polutan, lingkungan ekstrim saat fase telur, parasit, atau bakteri (misalnya tutup insang tidak berkembang sempurna dapat disebabkan oleh infeksi Flexibacter)

c.       Pembengkakan perut (dropsy): disebabkan oleh infeksi bakteri, spring viraemia of carp virus (SVC).

d.      Kurus (emaciation): dapat akibat malnutrisi, infeksi parasit dan bakteri, atau infeksi virus SVC

e.      Gerakan renang yang abnormal: ektoparasit (Ichtyobodo, Trichodina, Chilodonella, Ichthyophthirius), factor lingkungan

f.        Tanda pada kulit berupa sisik lepas, sisik meregang, pertumbuhan epidermal, tumor, hemoragis, borok, ada ektoparasit, terdapat bercak putih atau hitam: sisik lepas dapat diakibatkan oleh infeksi Myxosporea, adapun black spot menunjukkan adanya akumulasi melanosit antara lain akibat infeksi metacercaria Digenea Apophallus.

g.       Tanda pada insang: pucat, hemoragik, banyak mucus, lembar insang melekat satu dengan lainnya.

3.       Tanda-tanda internal, misalnya hemoragik di sekeliling organ dalam, udema, pembesaran hati, pembesaran limpa.               

PENYAKIT VIRAL

Karena ukuran virus yang sangat kecil, menyebabkan virus sulit dideteksi. Ada sejumlah teknik yang biasa digunakan untuk identifikasi awal virus, yaitu:

1.       Menggunakan mikroskop electron untuk memvisualisasi virus di dalam sel-sel jaringan.

2.       Menumbuhkan virus di laboratorium menggunakan cell-lines, yaitu melakukan kultur sel jaringan ikan di laboratorium (in vitro) pada media tertentu dan digunakan untuk menumbuhkan virus. Karena sifat virus yang memiliki inang dan organ atau jaringan target spesifik, maka untuk virus harus ditumbuhkan pada kultur sel dari jaringan dan spesies ikan yang sesuai.

3.       Identifikasi virus menggunakan teknik serologi, menggunakan serum dari hewan inang yang mengandung antibody spesifik terhadap virus tertentu. Dengan demikian manakala virus kontak dengan serum akan terjadi aglutinasi sebagai respon antibody terhadap antigen

4.       Menggunakan PCR dan sequencing DNA

5.       Secara imunositokimia/imunohistokimia

Akibat infeksi virus terhadap sel dapat beragam, yaitu:

1.       Perubahan yang dapat pulih kembali, yaitu muncul pembengkakan dan kekeruhan pada sel yang dapat dilihat melalui pengamatan histologist.

2.       Perubahan yang tidak dapat pulih kembali, biasanya menyebabkan kematian, peristiwa semacam ini disebut efek sitofatik

3.       Pengaruh yang tidak mungkin pulih kembali biasanya mengarah ke kerusakan atau hilangnya fungsi-fungsi tertentu misalnya sekresi endokrin

4.       Transformasi menjadi suatu keadaan neoplastik, misalnya Oncorhynchus masou virus

5.       Infeksi tetap, asam nukleat virus mungkin telah terintegrasi ke dalam genom secara sporadic menginfeksi sel-sel lain yang sehat, bereplikasi dan melepaskan virion-virion baru.

Akibat infeksi virus, pada pemeriksaan histologist maka:

a.       Sel dan isi sel akan menunjukkan karakter yang berbeda

b.      Akumulasi antigen mungkin menyebabkan terbentuknya inclusion bodies

c.       Terjadi infuse dari dua atau lebih sel membentuk giant cell berinti banyak atau sinsitium

Infeksi virus dapat muncul dalam beberapa bentuk:

1.       Inang tidak menunjukkan gejala klinis dan virus tereliminasi

2.       Tidak ada gejala klinis tetapi infeksi tetap berlangsung

3.       Inang sakit dan mati

4.       Inang secara klinis sakit, sembuh dan virus berhasil dieliminasi

5.       Inang dapat sembuh dari sakit tetapi infeksi tetap berlangsung tanpa menunjukkan gejala klinis