Perubahan Kadar Garam Mempengaruhi Fisiologi Ikan

Tingginya kadar garam pada lingkungan perairan yang dipengaruhi pencemaran lingkungan berdampak pada biota perairan. Inilah yang menjadi fokus peneliti Indonesia, Harish Muhammad, di Berlin, Jerman. Ia melakukan penelitian mendalam terhadap perubahan fisiologi ikan yang dipengaruhi perubahan kadar garam di lingkungan.

Kegemaran Harish memelihara ikan sejak kecil dan kecintaannya akan alam kian mendekatkannya ke budidaya perikanan yang ramah lingkungan. Kini Harish yang melanjutkan studi di Humboldt Universität jurusan biologi ikan, perikanan, dan akuakultur. Ia terlibat dalam kolaborasi penelitian antara Instituts für Binnenfischerei e.V. di Potsdam Sacrow dan Leibniz-Institute für Gewässerökologie di Müggelsee, Berlin. Lantas bagaimana Harish melakukan penelitian dan seperti apa hasil penemuannya? Ikuti wawancara DW indonesia dengan Harish Muhammad.

Deutsche Welle: Harish melakukan penelitian terhadap perubahan struktur insang ikan air tawar yang akibat pengaruh efek salinitas atau kadar garam dalam air, bagaimana proses penelitian tersebut dan apa hasil yang Harish temukan?

Harish Muhammad: Insang adalah organ yang saya dissect (bedah) untuk diperiksa strukturnya. ‘Kenapa insang?' Karena sebelum ikan memperlihatkan pertumbuhan yang memburuk karena terpengaruh faktor lingkungan, umumnya terjadi perubahan struktur insang yang dapat dijumpai lebih awal. Insang ini bersifat sangat sensitif, maka tepat dijadikan indikator. Pada insang terdapat proses osmoregulasi. Osmoregulasi ini mengatur kadar kebutuhan ion dalam tubuh saat pertukaran gas, menyesuaikan kadar ionik air di luar tubuh ikan dengan kebutuhan di dalam tubuh ikan.

Ikan yang saya uji, saya pelihara pada salinitas berbeda untuk mensimulasikan hal apa yang terjadi ketika terjadi peningkatan salinitas di lingkungan perairan. Setelah beberapa hari saya pelihara, selanjutnya saya bedah insangnya untuk saya periksa. Insang yang telah saya bedah, kemudian saya periksa dengan mikroskop dengan perbesaran 400x. Lalu saya amati ternyata ada alterasi atau perubahan.

Dalam mengamati perubahan struktur insang, Saya mencari sel klorida yang berfungsi mengatur dan menjaga kesimbangan kandungan ion yang dalam tubuh ikan. Sel ini terlibat dalam transport ion dalam insang. Lalu saya menghitung perubahan jumlah sel klorida tersebut, untuk mengetahui apakah terjadi perubahan.

Berdasarkan literatur ‘ikan memang perlu ion dari garam-garaman, namun jika terlalu banyak kadar ion di lingkungan, maka ikan harus mengelurakan kelebihan ion dari tubuhnya. Lalu bagaimana caranya ikan mengatur kadar ion yang ia terima itu sesuai?' Dengan beradaptasi memodifikasi struktur insangnyanya. Bentuk modifikasi struktur insang ini bisa dengan beberapa cara yakni Epitelia Lifting, Hiperplasia antar lamela, dan Hipertropi dari sel klorida

Epitelia lifting(ep) ini adalah dengan terkoyaknya jaringan epitel insang.

Hyperplasia(hp) adalah pembelahan sel (proliferasi) masif diantara lamela insang ikan yang membuat barrier (tembok) supaya garam tidak cepat masuk. Hal ini semata-mata dilakukan untuk mengurangi paparan insang dari kelebihan ion-ion.

Hyperthropy of Chloride cell(ht), sel klorida yang terlibat dalam transfer ion menjadi membesar (hipertropi), mengalami perubahan ukuran, karena diduga harus bekerja ekstra untuk mengeluarkan kelebihan ion

Apa yang terjadi jika pada ikan jika terus terpapar pada kelebihan garam?

Bayangkan jika ada perubahan struktur insang, maka insang yang berfungsi sebagai tempat pertukaran gas tidak bisa bekerja optimal. Oksigen menjadi tidak bisa diserap secara sempurna di mana ujung-ujungnya  pertumbuhan ikannya jadi terganggu juga. Fisiologi terganggu, pertumbuhan tertanggu. Karena ikan menghabiskan energinya untuk mati-matian mengatur kadar garam. Akibatnya energi ikan untuk pertumbuhan jadi hilang.

Mengapa pengaturan kadar garam punya peran utama dalam penelitian ini?

Kalau di Jerman saat musim dingin itu ada juga penggaraman jalan untuk membuat jalan tidak licin, lalu garam-garam yang sudah ditebar akan terbawa ke mana? Akhirnya akan ke perairan juga. Selain itu ada aktifitas lain seperti pertambangan, mineral-mineral yang masuk ke dalam air ini meningkatkan kadar garam perairan.

Penambahan garam dalam eksprimen itu simulasi pencemaran lingkungan. Kandungan garam berpengaruh pada ikan, bisa signifikan bisa juga tidak. Kandungan garam dalam air atau salinitas mempunya satuan yang disebut potential salinity unit (PSU). Salinitas air tawar itu 0 PSU, bertanda normal. Makin tinggi kadar garam makin banyak efek perubahan pada insang ikan.

Ikan juga butuh konsentrasi ion pada kadar tertentu, kalau disuplai dengan jumlah yang tepat itu bisa memacu pertumbuhan dan mengurangi jumlah parasit. Berdasarkan penelitian yang saya lakukan, penambahan garam dapat berfungsi menurukan jumlah parasit (ektoparasit) yang menempel pada ikan secara drastis. Jadi sebenarnya dengan menambahkan garam pada konsentrasi tertentu ada untungnya juga. Bisa jadi ikan tumbuh lebih cepat pada suatu titik karena dapat mencukupi kebutuhan ion, jadi terbantu proses osmoregulasinya dan di satu sisi juga mengurangi jumlah parasit penyebab penyakit.

Penggunaan garam ini bisa juga mengurangi stres pada ikan, terutama saat kita mentransportasi ikan dari satu tempat ke tempat lain. Jadi pada suatu konsentrasi tertentu garam bisa mengurangi keracunan Nitrogen Nitrit (NO2) atau brown blood desease.

Bagaimana pantauan Harish terhadap kualitas perikanan Indonesia sejauh ini?

Indonesia punya banyak potensi dalam produksi perikanan baik tangkap maupun budidaya. Berdasarkan data FAO, Indonesia tahun 2016 sudah menduduki produksi kedua terbesar akuakultur dunia, setelah Cina dan Thailand. Namun sayangnya produksi yang paling besar itu masih berasal dari komoditi rumput laut yang secara value nilainya rendah. Di Asia, masalah akuakultur utamanya adalah disease (penyakit). Ini terkait penjagaan kita terhadap lingkungan, jadi air limbah yang dihasilkan dari mayoritas tambak itu dibiarkan tanpa pengolahan atau langsung dibuang ke laut. Nah dari limbah ini kualitas lingkungan turun dan memunculkan berbagai penyakit.

Pada tambak ikan atau udang, air diambil dari laut. Ada yang menjaga kualitas air, ada yang langsung saja masukkan air dari laut ini ke tambak. Dari satu petani mengeluarkan air buangan ke laut, petani tetangganya mengambil air laut untuk tambaknya. Bagaimana usahanya bisa berkelanjutan jika praktik tambak yang tidak mencemari lingkungan ini terus-menerus terjadi. Mungkin belum tentu dampak buruknya terasa sekarang, tapi nanti generasi penerus kita, anak cucu petambak bisa jadi terus gagal produksi, karena kualitas air di lingkungan makin buruk.

Kalau di Indonesia itu, memang ada peraturan dari Kementrian Kelautan dan Perikanan (KKP) walau belum sedetail di Jerman, tapi sayangnya penegakan hukumnya masih kurang. Hal yang penting namun kurang kita perhatikan bagi industri perikanan budidaya adalah faktor lingkungan. Karena kita buang banyak nitrogen dan fosfor ke lingkungan sehingga lingkungan menjadi tercemar. Pengurusan pencemaran lingkungan perairan ini kompleks, karena di sisi lain juga berhubungan dengan industri lain, industri tekstil atau pertanian atau pemotongan hewan. Pembuangan limbah masih bermasalah. Jadi praktik ramah lingkungan ini masih perlu banyak pembenahan. Bagaimana buat orang lebih peduli, ya lewat terus sosialisasi dan bagaimana meningkatkan pendidikan masyarakat untuk mengubah mindset mereka terhadap kelestarian lingkungan.

Seperti apa budidaya perikanan yang ramah lingkungan?

Di Jerman terdapat aturan yang ketat terhadap industri perikanan budidaya atau akuakultur. Di sini proses budidaya ikan tidak boleh dampak buruk pada lingkungan. Kandungan fosfor dan nitrogen dari air buangan dari proses budidaya sangat dibatasi. Apabila konsentrasi zat tersebut melebihi baku mutu maka pelaku industri diharuskan membayar denda yang tidak sedikit.

Proses budidaya ikan di sini dilakukan dengan Recirculating Aquaculture System (RAS) atau Sistem Resirkulasi Akuakultur. Proses budidayanya lebih rumit dibanding sistem budidaya konvensional, karena sistem ini menggunakan teknologi-teknologi dalam usaha mengolah berbagai limbah buangan yang dihasilkan. Sistem ini menggunakan prinsip filtrasi mekanik, biologi dan kimia, dan desinfeksi.

Filtrasi mekanik menggunakan bak sedimentasi dan drum filter untuk menyaring partikel. Filtrasi biologi berupa filtrasi nitrogen dengan biofilm bakteri yang menempel pada biocarrier berupa plastik yang mengubah NH4+(amonium) jadi NO2- (nitrit) jadi NO3- (nitrat). Proses ini mengurangi senyawa toxic nitrogen (racun) dari sistem. Jadi kita pakai proses nitrifikasi untuk menghilangkan limbah nitrogen yang tidak bisa disaring.

Kandungan nitrat kemudian dihilangkan dari sistem di reaktor denitrifikasi. Air yang telah diolah baik secara fisik maupun biologi, kemudian dilanjutkan ke degassing chamber untuk menghilangkan CO2 dan selanjutnya diberikan penambahan oksigen. Kandungan zat-zat dalam air di tanki termonitor secara berkala oleh sensor. Apabila kandungan oksigen terlarut rendah, maka akan ada injeksi langsung oksigen dari sistem secara otomatis.

Selain itu terdapat pula unit desinfeksi berupa UV yang berfungsi membunuh parasit dan patogen berbahaya di air sebelum air masuk ke sistem. Apabila terjadi suatu kejanggalan pada system, misalnya ada tanki atau pipa yang bocor maka akan ada early warning system yang memberitahukan kepada personil yang bekerja. Sistem budidaya dengan RAS ini sangat terkontrol sehingga menghasilkan produktivitas tinggi, hemat air, dan aman bagi lingkungan.

***Harish Muhammad menempuh pendidikan sarjana di Institut Teknologi Bandung(ITB) jurusan Biologi pada tahun 2010. Ia pun sempat bekerja sebagai asisten peneliti pada grup riset bioteknologi mikroba di ITB juga tim supervisor research and development di sebuah perusahaan water treatment technology. Kini ia sedang menempuh studi master jurusan biologi ikan, perikanan, dan akuakultur di Humbolt Universität terlibat kolaborasi penelitian dengan Instituts für Binnenfischerei e.V. di Potsdam Sacrow dan Leibniz-Institute für Gewässerökologie di Müggelsee, Berlin.