5 KARAKTERSISTIK MORFOLOGI KERANG DARAH Anadara granosa L. SEBAGAI RESPON TERHADAP KERAGAMAN LINGKUNGAN. Abstrak

Transkripsi

1 5 KARAKTERSISTIK MORFOLOGI KERANG DARAH Anadara granosa L. SEBAGAI RESPON TERHADAP KERAGAMAN LINGKUNGAN Abstrak Kerang darah Anadara granosa merupakan bivalvia intertidal yang tahan terhadap tekanan lingkungan. Perairan pesisir Banten seperti Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang merupakan daerah yang potensial bagi kehidupan kerang darah. Perkembangan industrialisasi yang pesat menjadikan kedua perairan tersebut sebagai reservoir penampung limbah industri yang berdiri di sekitarnya. Beberapa limbah yang dibuang ke perairan mengandung cemaran logam berat yang membahayakan bagi kehidupan kerang darah dan organisme lainnya. Namun demikian, kerang darah masih tetap dapat bertahan hidup di daerah yang terkontaminasi bahan pencemar dengan mengembangkan plastisitas fenotip. Cangkang yang tebal merupakan salah satu indikator pertahanan diri terhadap tekanan lingkungan. Kata-kata kunci : plastisitas fenotip, karakter morfologi, adaptasi, logam berat Abstract Blood cockle Anadara granosa is an intertidal bivalve which can adapt to environmental stress. Coastal waters of Banten such as Banten Bay, Bojonegara and Lada Bay, Panimbang are potential waters to maintain blood cockle production. Industrialization in Banten Province are developing, therefore, those waters become a reservoir for several industrial sewages. The sewages discharged into the surrounding waters consists of heavy metal pollutant that harms the life of blood cockle and other organisms. However, blood cockle still survives in those contaminated habitats by means of phenotypic plasticity. Shell thickness is an indicator for survival against environmental stress. Keywords : phenotypic plasticity, morphological character, adaptation, heavy metal Pendahuluan Perairan pesisir Banten seperti Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang merupakan daerah yang potensial bagi bivalvia ekonomis penting, seperti kerang darah Anadara granosa. Hidup di wilayah perairan intertidal merupakan suatu tantangan bagi kerang darah dan organisme lainnya. Tantangan tersebut bukan hanya disebabkan oleh faktor alami yang berfluktuasi harian, mingguan, dan bulanan, tetapi juga faktor antropogenik (Lalli & Parsons 1993). Di perairan pesisir Banten, industrialisasi semakin berkembang. Pembangunan beberapa industri di Provinsi Banten, seperti industri baja, kimia, PLTU, perhotelan, dan wisata bahari menjadikan perairan pesisir Banten sebagai

2 ekosistem penampung limbah dari hasil kegiatan antropogenik tersebut (Rochyatun et al. 2005). Kegiatan antropogenik di perairan Teluk Banten telah lebih lama berlangsung dibandingkan dengan di Teluk Lada. Limbah yang dikeluarkan dari industri baja, kimia, pabrik penyimpanan batubara, dan pabrik perakitan perahu fiber menjadikan Teluk Banten sebagai ekosistem penampung. Sedangkan Teluk Lada menjadi ekosistem penampung limbah yang bersumber dari batubara sebagai bahan bakar yang digunakan oleh PLTU Labuan yang beroperasi sejak tahun Limbah industri dapat menggangu keseimbangan ekosistem dengan terjadinya perubahan kualitas air, dan limbah tersebut seringkali mengandung logam berat pencemar bagi lingkungan dan biota perairan. Kandungan merkuri, timbal, dan kadmium di Teluk Bojonegara telah melebihi baku mutu (Setyobudiandi 2004). Bahkan di Teluk Lada, kandungan merkuri lebih tinggi, tetapi kandungan timbal lebih rendah dibandingkan dengan di Teluk Banten (Muawanah et al. 2005). Perbedaan kondisi lingkungan Teluk Banten dan Teluk Lada dapat mendorong terjadinya perbedaan respon kerang darah Anadara granosa. Kerang darah yang mampu bertahan hidup dan berkembang biak di kedua perairan tersebut adalah yang telah atau sedang melalui proses penyesuaian terhadap perubahan lingkungan yang didiaminya. Kemampuan untuk bertahan terhadap perubahan lingkungan difasilitasi oleh adanya mekanisme internal berupa cellular stress response (CSR) (Dewitt & Scheiner 2004; Evans & Hofmann 2012). Pada awal terjadinya perubahan lingkungan, biokimia dan fisiologis tubuhlah yang merespon perubahan eksternal tersebut. Setelah melewati beberapa periode waktu dan tahapan perubahan lingkungan, perubahan karakter fenotip akan muncul (Affandi 2006). Keragaman fenotip yang muncul pada suatu spesies yang hidup pada berbagai lokasi geografis yang fluktuatif merupakan konsekuensi dari dua faktor yang berbeda. Pertama, keragaman karakter fenotip difasilitasi oleh plastisitas fenotip (Luttikhuizen et al. 2003; Pigliucci et al. 2003) dengan tanpa adanya keragaman genotip (Peyer et al. 2010). Kedua, keragaman fenotip muncul sebagai konsekuensi adanya keragaman genetik (Peyer et al. 2010). Eksplorasi respon jangka pendek yang berupa ekspresi gen dan kerusakan jaringan insang telah dijelaskan pada bab-bab terdahulu. Sedangkan respon jangka panjang yang ditelusuri melalui pendekatan morfologi akan dijelaskan pada bab ini. Landasan pemikiran pada penelitian ini yaitu keragaman kondisi perairan Teluk Banten dan Teluk Lada mendorong terjadinya plastisitas fenotip sebagai strategi adaptasi. Analisis karakter morfologi yang dikembangkan oleh kerang darah menjadi bahan pemikiran selanjutnya. Karakter morfologi bivalvia seperti tebal cangkang merupakan salah satu bentuk perlindungan bagi tubuhnya yang lunak dalam menghadapi tantangan lingkungan eksternal (Vermeij 1993). Tujuan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk menganalisis keragaman morfologi kerang darah Anadara granosa sebagai bentuk adaptasinya terhadap lingkungan perairan Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang. Kerang darah yang berasal dari Kuala Tungkal, Jambi dijadikan sebagai kontrol dengan pertimbangan bahwa perairan tersebut relatif tidak tercemar.

3 Bahan dan Metode Waktu dan Lokasi Penelitian Pengambilan sampel kerang darah Anadara granosa dilaksanakan mulai bulan Desember 2009 sampai dengan bulan Mei Lokasi penelitian yaitu Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang (Gambar 18). Pemilihan lokasi penelitian berdasarkan perbedaan kondisi perairan dan lingkungan terestrial sekitarnya. Posisi lokasi penelitian disajikan pada Tabel 7. Gambar 18. Lokasi penelitian di perairan pesisir Provinsi Banten Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan selama penelitian adalah akuades, es, dan bahan-bahan kimia untuk pengukuran kualitas kimia air. Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah garok, GPS, alat tulis, spidol, kertas label, polybag, Eikman dredge, ice box, thermometer, refractometer, kertas ph, stopwatch, jangka sorong, dan timbangan analitik.

4 Gambar 19. Peta lokasi penelitian Teluk Banten, Bojonegara. Gambar 20. Peta lokasi penelitian Teluk Lada, Panimbang. Tabel 7. Posisi lokasi penelitian Lokasi Stasiun Posisi Lintang Selatan Bujur Barat Teluk Banten, Bojonegara Teluk Lada, Panimbang Pengambilan contoh dan analisis karakter morfologi kerang darah Pengambilan sampel kerang darah dari substrat perairan Teluk Banten, Bojonegara dilakukan secara transek ukuran 1 x 1 m tanpa menggunakan alat (tradisional), yaitu manual diambil dengan tangan. Sedangkan di Teluk Lada, Panimbang, kerang darah diambil dengan menggunakan alat tangkap garok (Gambar 21). Kerang darah yang ditangkap kemudian dimasukkan ke dalam polybag yang diberi label, kemudian dibawa ke laboratorium untuk dilakukan analisis fenotip. Analisis fenotip kerang darah dilakukan di Laboratorium Biologi Perikanan, Departemen MSP FPIK, IPB. Karakter morfologi yang diukur adalah

5 panjang, tinggi, tebal cangkang, tinggi umbo, simetri kiri, simetri kanan, jumlah alur, jumlah crenula, berat total, dan berat tubuh lunak (Gambar 22). Kriteria sampel yang dianalisis adalah kerang yang memiliki ukuran panjang cangkang cm. Kerang darah dari Kuala Tungkal, Jambi dijadikan sebagai pembanding dengan ukuran panjang cangkang cm. Kerang darah kemudian dikelompokkan berdasarkan ukuran untuk dilihat sifat sebarannya. Gambar 21. (a) (b) Pengambilan sampel kerang darah Anadara granosa dengan menggunakan (a) manual di Bojonegara dan (b) garok di Panimbang. Gambar 22. Karakter morfologi yang diukur. TIC: tinggi cangkang, PC: panjang cangkang, TU: tinggi umbo, TEC: tebal cangkang. Analisis kualitas air dan substrat Pengukuran kualitas air dilakukan di Laboratoriun Produktivitas Lingkungan (Proling), Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan (MSP) FPIK, IPB. Parameter fisika dan kimia perairan yang diukur disajikan pada Tabel 8. Analisis Data Keragaman morfologi kerang darah dianalisis dengan menggunakan metode Analisis Diskriminan (Discrimant Analysis) dengan menggunakan program SAS (Statistical Analysis System) untuk melihat pengelompokan karakter. Jumlah kerang darah yang diperhitungkan pada analisis diskriminan ini adalah 351 individu dari Bojonegara, 162 individu dari Panimbang, dan 120 individu dari Kuala Tungkal.

6 Tabel 8. Parameter fisika dan kimia perairan yang diukur di lokasi penelitian Parameter Satuan Metode Tekstur substrat % Grafik segitiga Miller Kecepatan arus cm/detik In situ Suhu 0 C In situ Salinitas In situ ph In situ Total bahan organik mg/l Titrasi Total padatan tersuspensi mg/l Titrasi Timbal (Pb) mg/l Atomic Absortion System (AAS) Kadmium (Cd) mg/l Atomic Absortion System (AAS) Merkuri (Hg) mg/l Atomic Absortion System (AAS) Hasil dan Pembahasan Hasil Parameter fisika dan kimia perairan Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang disajikan pada Tabel 9. Substrat merupakan prasyarat utama sebagai tempat hidup kerang darah Anadara granosa. Tipe substrat pasir berlempung di kedua lokasi penelitian merupakan habitat yang sesuai untuk kelayakan hidup kerang darah (Broom 1985). Dari semua parameter kualitas air yang dianalisis, hanya salinitas dan kandungan logam berat saja yang berbeda antara Bojonegara dan Panimbang. Salinitas masih layak untuk menopang kehidupan kerang darah. Sedangkan kandungan logam berat di Bojonegara lebih tinggi dibandingkan dengan di Panimbang. Sebaran panjang cangkang kerang darah dari Bojonegara, Panimbang, dan Kuala Tungkal memiliki kecenderungan yang sama, yaitu sifat sebaran yang menyimpang ke kiri (Lampiran 5) dengan perwakilan baik ukuran individu muda (< 1.8 cm) maupun ukuran individu dewasa ( 1.8 cm). Karakter morfologi kerang darah yang diukur dari ketiga perairan tersebut berbeda nyata. Ukuran morfologi kerang darah Bojonegara lebih besar dibandingkan dengan ukuran kerang darah Panimbang dan Kuala Tungkal sebagai kontrol pembanding, kecuali simetri kanan, simetri kiri, jumlah alur dan jumlah crenula (Tabel 10). Berdasarkan analisis diskriminan, maka panjang, lebar, tebal cangkang, bobot total, dan bobot daging menjadi penciri utama yang membedakan kerang darah asal Bojonegara, Panimbang, dan Kuala Tungkal (Lampiran 6). Kelima karakter tersebut layak digunakan menjadi penciri utama disebabkan oleh karakter-karakter tersebut berbeda nyata untuk masing-masing lokasi (Lampiran 7).

7 Tabel 9. Parameter kualitas air di Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang Lokasi Penelitian Parameter Kualitas Air Teluk Banten, Bojonegara Teluk Lada Panimbang Tipe substrat Pasir berlempung* Pasir berlempung* Kecepatan arus (cm/detik) Salinitas ( ) ph Suhu ( 0 C) Total bahan organik (mgkmno 4 /l) Total padatan tersuspensi (TSS (mg/l)) Kolom air: Pb (ppm) Cd (ppm) < Hg (ppm) Substrat: Pb (ppm) Cd (ppm) Hg (ppm) *Berdasarkan segitiga Miller (Brower et al. 1990). Tabel 10. Nilai rata-rata karakter morfologi kerang darah Anadara granosa yang berasal dari Bojonegara, Panimbang, dan Kuala Tungkal Lokasi Karakter morfologi Bojonegara Panimbang Kuala Tungkal F hitung (n=351) (n=162) (n=120) Panjang (cm) 3.211± ± ± Lebar (cm) 2.300± ± ± Tebal (cm) 2.099± ± ± Tinggiumbo (cm) 0.467± ± ± simetri kanan (cm) 0.637± ± ± simetri kiri (cm) 0.846± ± ± jumlah alur 19±2 20±2 20± jumlah crenula 8±2 6±2 11± berat total (gram) ± ± ± berat tubuh (gram) 2.823± ± ± Grafik analisis diskriminan menunjukkan pusat sebaran karakter morfologi Bojonegara terpisah dari pusat sebaran karakter morfologi Panimbang dan Kuala Tungkal. Beberapa individu kerang darah Bojonegara mendekati pusat sebaran karakter morfologi kerang darah Panimbang. Sedangkan kerang darah Panimbang menyebar selain pada pusat sebarannya, juga ada yang mendekati pusat sebaran

8 karakter morfologi kerang darah Bojonegara dan Kuala Tungkal. Tetapi, tidak ada interkoneksi antara kerang darah Bojonegara dan Kuala Tungkal (Gambar 23). Dengan demikian terlihat adanya relevansi antara morfologi dan kondisi lingkungan. Gambar 23. Grafik fungsi diskriminan sepuluh karakter morfologi kerang darah dari Bojonegara, Panimbang, dan Kuala Tungkal. Pembahasan Morfologi kerang darah Bojonegara dan Panimbang menunjukkan karakter yang berbeda, ukuran kerang darah Bojonegara lebih besar dibandingkan kerang darah Panimbang. Keragaman morfologi tersebut dapat disebabkan oleh dua faktor, yaitu plastisitas fenotip dan keragaman genetik (Peyer et al. 2010). Plastisitas fenotip merupakan keragaman fenotip pada spesies yang sama, dengan keragaman genetik yang rendah, yang terekspresi sebagai respon terhadap fluktuasi lingkungan (Pigliucci et al. 2003; Peyer et al. 2010). Berdasarkan marka genetik Cytochrome Oxidase I (COI), kerang darah Bojonegara dan Panimbang menunjukkan keragaman yang rendah (Rahayu 2013), hal ini menunjukkan bahwa kerang darah Bojonegara dan Panimbang berasal dari sumber genetik yang sama. Dengan demikian keragaman morfologi yang terekspresi pada kerang darah di kedua perairan tersebut merupakan bentuk dari plastisitas fenotip sebagai respon adaptif terhadap perbedaan lingkungan lokal. Beberapa penelitian terdahulu melaporkan bahwa parameter fisika dan kimia perairan seperti ph, suhu, alkalinitas, dan konduktivitas menjadi faktor penentu bagi terbentuknya plastisitas fenotip (Hahn et al. 2012; Alvarez-Molina 2004; Soares et al. 1998). Dari 10 karakter morfologi yang diukur, tebal cangkang bersama 4 karakter lainnya seperti panjang, tinggi, bobot total, dan bobot tubuh merupakan karakter penciri kerang darah dari Bojonegara, Panimbang, dan Kuala Tungkal

9 sebagai kontrol. Ternyata tebal cangkang kerang darah Bojonegara lebih besar dibandingkan dengan kerang darah Panimbang dan Kuala Tungkal. Penelitianpenelitian terdahulu membuktikan adanya hubungan antara keragaman lingkungan dengan keragaman karakter morfologi. Ellis et al. (2006) melaporkan bahwa keragaman morfologi muncul pada ikan Lepomis macrochirus yang hidup pada dua habitat yang berbeda pada danau yang sama. Ikan L. macrochirus yang mendiami wilayah litoral danau memiliki karakteristik tubuh yang membulat dan sirip perut yang lebih besar. Ikan L. macrochirus yang hidup di wilayah terbuka memiliki karakteristik tubuh yang fusiform dan sirip perut yang lebih kecil. Sedangkan keragaman pada ketebalan lapisan naker (nacreous layer) kerang Mytilus galloprovincialis, menurut Hahn et al. (2012) berkorelasi dengan ph lingkungan perairan. Selain ph, parameter kualitas perairan lainnya seperti alkalinitas dan konduktifitas mempengaruhi keragaman morfologi secara spasial seperti panjang, tinggi, tebal cangkang dan obesitas kerang air tawar Elliptio complanata (Alvarez-Molina 2004). Korelasi juga ditemukan antara perbedaan suhu perairan secara geografis dengan keragaman tebal cangkang kerang Donax serra (Soares et al. 1998). Perairan Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang masih layak untuk kehidupan kerang darah Anadara granosa. Parameter fisika dan kimia perairan yang berbeda antara Bojonegara dan Panimbang adalah salinitas, total bahan organik, dan kandungan logam berat, sedangkan ph tidak menunjukkan perbedaan. Salinitas nampaknya tidak terlalu berpengaruh terhadap keragaman morfologi, karena masih dalam batas ambang yang layak. Sedangkan bahan organik hanya menyumbang kurang dari 5% untuk pembentukan cangkang (Vermeij 1993), sehingga keragaman morfologi yang disebabkan oleh bahan organik dapat dikatakan kecil pengaruhnya. Logam berat di kedua perairan tersebut telah melewati batas ambang, sehingga menjadi faktor pembatas bagi ketahanan hidup kerang darah. Dibandingkan dengan timbal dan kadmium, kandungan merkuri di Panimbang dan terlebih lagi di Bojonegara nilainya signifikan melebihi batas ambang. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa morfologi kerang darah Bojonegara terutama karakteristik cangkangnya yang lebih tebal merupakan bentuk pertahanan diri terhadap lingkungan yang mendapat pengaruh pencemaran yang lebih tinggi dibandingkan dengan perairan Panimbang dan Kuala Tungkal. Salinitas yang lebih rendah di Bojonegara menyebabkan rendahnya kelarutan merkuri, sehingga toksisitas merkuri menjadi tinggi. Oleh karena itu untuk mempertahankan kelangsungan hidup dan bereproduksi di perairan terkontaminasi bahan pencemar, maka kerang darah perlu mengembangkan strategi adaptasi. Salah satu bentuk strategi adaptasi yang dikembangkan adalah plastisitas fenotip dengan memfasilitasi ukuran cangkang, terutama ketebalan cangkang. Hal ini dibenarkan oleh Vermij (1993), ketebalan cangkang merupakan salah satu bentuk perlindungan diri terhadap tekanan lingkungan.

10 Simpulan Karakter morfologi kerang darah Bojonegara berbeda dengan kerang darah Panimbang dan Kuala Tungkal, hal ini erat kaitannya dengan kondisi lingkungan lokal yang menjadi habitat kerang darah. Keragaman morfologi kerang darah di perairan-perairan tersebut didorong oleh plastisitas fenotip sebagai strategi adaptasi. Karakter morfologi yang menjadi penciri kerang darah dari perairan asalnya adalah panjang, tinggi, tebal cangkang, bobot total, dan bobot tubuh lunak. Tebal cangkang dapat dijadikan sebagai salah satu indikator pertahanan diri dalam menghadapi tantangan lingkungan. 6 PEMBAHASAN UMUM Kondisi lingkungan perairan di Teluk Banten, Bojonegara dan Teluk Lada, Panimbang pada umumnya masih layak untuk menopang kehidupan kerang darah Anadara granosa, kecuali logam berat terutama merkuri yang kandungannya telah melewati batas ambang (threshold). Kerang darah yang dapat hidup di perairan tersebut diduga merupakan individu-individu yang tahan (resisten) terhadap kontaminasi bahan pencemar seperti logam berat. Hal ini dapat dilihat dari kemampuan penyesuaian diri yang baik, ditandai oleh beberapa parameter biologi yang memperkuat keberadaan hewan ini di lingkungan yang berubah. Kerang darah di perairan Bojonegara masih dapat bereproduksi, dibuktikan dengan keberadaan individu-individu dewasa yang telah matang gonad (Wahyuningtias 2010) dan larva Anadara sp. (Agususilo 2010). Ukuran kerang darah yang tertangkap dari perairan Bojonegara dan Panimbang beragam, yang menunjukkan keberlangsungan proses peremajaan (recruitment) di kedua perairan tersebut masih tergolong baik. Amalia (2010) melaporkan bahwa jumlah stok induk kerang darah di Bojonegara berkorelasi positif dengan jumlah juvenil. Sedangkan di Panimbang jumlah juvenil lebih banyak dibandingkan dengan stok induk. Hal ini mengindikasikan bahwa tidak semua juvenil dapat memasuki fase dewasa, yang menjadi faktor penyebabnya diduga tingkat kematian yang tinggi pada fase juvenile baik kematian alami maupun kematian karena penangkapan. Seperti yang dilaporkan oleh Lubayasari (2010), kematian yang disebabkan oleh faktor alami pada kerang darah Panimbang (46%) lebih tinggi dibandingkan dengan kerang darah Bojonegara (27%). Kontaminasi bahan pencemar seperti merkuri di perairan dapat menyebabkan stres bagi organisme, sehingga menimbulkan perubahan biologis. Stres yang diinduksi oleh lingkungan pertama kali akan direspon oleh sinyal hormonal yang selanjutnya disampaikan ke reseptor di permukaan sel. Informasi yang disampaikan tersebut akan diteruskan melalui jalur transduksi sinyal (Signaling Transduction Pathway) ke respon seluler (Wang et al. 2004). Cellular stress response (CSR) sebagai famili gen merupakan faktor kunci dalam menentukan derajat kemampuan organisme dalam merespon tekanan lingkungan agar organisme dapat beradaptasi dalam kondisi lingkungan yang demikian (Evans & Hofmann 2012). Salah satu gen yang termasuk ke dalam famili gen CSR yang diaktivasi dalam kondisi stres diantaranya adalah gen Hsp70 yang