Sistem Reproduksi

Oleh:Dijan Sunar Rukmi, M.Si.

Ikan – fekunditas tinggi : produksi jutaan telur/tahun Stabilitas populasi jarang ----- pengaruh lingkungan

fluktuasi : cyclic berbeda untuk tiap individu – spesies

erratic

Spesies : reproduksi sukses

strategi reproduksi

Testes maupun ovari merupakan struktur berpasangan yang tersangkut di bagian atas rongga tubuh, terletak dekat ginjal.

Selama musim bertelur testes terlihat sebagai struktur halus berwarna putih,± 12% berat total ikan, sedangkan ovari berwarna kekuning-kuningan, besar dan granular, 30 – 70% dari berat total ikan.

SIKLUS REPRODUKSI – perkembangan gonad Gonad jantan : spermatogonia – spermatosit primer –

spermatosit sekunder – spermatid – spermatozoa Gonad betina : oogonia – oosit primer –oosit sekunder –

ova / telur

Perkembangan gonad betina- tahap perkembangan sel gamet :

a. oogenesis

b. perkembangan oosit

previtellogenesis & vitellogenesis

c. pematangan akhir oosit

OOGENESIS proses pembelahan sel-sel bakal telur secara mitosis

sampai oosit primer atau fase pembentukan folikel. Fase ini dapat dipercepat dg mengoptimalkan kondisi

lingkungan (suhu, fotoperiode, penggunaan makanan berprotein tinggi yang ditambahkan vit E, vit C atau asam lemak essensial)

PERKEMBANGAN OOSIT Previtellogenesis

Oosit primer bertambah ukurannya tanpa akumulasi material yolk. Kemudian terjadi pertumbuhan yang sama pada sitoplasma dan nukleus.

Pada bagian perifer oosit primer ditemukan nukleus besar yang berisi beberapa nukleus.

Selanjutnya 2 lapisan sel berbeda mengelilingi oosit membentuk folikel.

Lapisan terdalam adalah sel-sel kubus yang merupakan bagian granulosa & teka.

Vitellogenesis (penimbunan kuning telur) Proses induksi dan sintesis vitellogenin di hati

oleh hormon estradiol-17β, serta penyerapan vitellogenin yang terbawa aliran darah ke dalam oosit.

PEMATANGAN AKHIR Prostaglandin : stimulasi ovulasi ikan teleostei pada

tahap akhir, mendorong ovulasi ikan trout pelangi dan goldfish.

Steroid : mendorong pematangan akhir oosit ikan trout pelangi, goldfish, perca & salmon.

Deoxycorcosterone : lebih efektif dalam pematangan akhir pada ikan Zebra (Brachydanio reno)

GtH – mediator – bersifat lokal dalam proses ovulasi, sedangkan steroid pada ovarium berfungsi mengatur pelepasan GtH dari otak atau pituitary.

Peningkatan jumlah steroid akan menurunkan jumlah GtH dalam darah, sedangkan pemberian antiestrogen akan meningkatkan kadar GtH dan merangsang ovulasi ikan teleostei.

Stacey (1984) : perubahan tingkat steroid dalam darah diduga merupakan respon fisiologis terhadap faktor eksternal tertentu.

Strategi reproduksi – kombinasi kebiasaan, fisiologi, perilaku & keseluruhan hal yang berkenaan dengan reproduksi.Meliputi :- Cara reproduksi: ovipar, ovovivipar, vivipar.- ketahanan telur :

*penentuan jumlah telur ( banyak / sedikit tapipeluang tinggi)

*persembunyian, perlindungan sarang,penyimpanan telur dalam tubuh.- pemilihan waktu dan tempat yg tepat

* suhu & cahaya (respon sistem endokrin terhadap lingk.)

* pemilihan tempat peletakkan telur (dg persediaan makanan??)

* ruang untuk berkembang

Proses reproduksi : heteroseksual, hermaprodit , parthenogenesis

Kultur ikan : kontrol kematangan broodstock in hatchery – fotoperiode, temperatur dan (bbrp spc) aliran air. Diatur lebih cepat atau lebih lambat dari musim biak. Waktu bertelur dapat dikontrol dg injeksi ekstrak pituitary, mamal gonadotropin atau gonadotropin sintetik.

Feromon seks: stimuli kimia – erat dg reproduksi Pengenalan jenis – kawin & untuk mempertahankan

teritorial Menunjukkan status (matang kelamin atau belum) Dapat digunakan utk membatasi populasi ikan –

pemusnahan selektif

OVIPAR Telur dibuahi dan berkembang di luar tubuh induk. Telur osteichthyes biasanya kecil, diameter 1,5 – 3 mm,

tetapi salmon & trout diameter 5mm, ariid catfishes diameter 15-25mm.Biasanya berbentuk bulat, tp btk elongata pd gobi & clownfish.

Telur hagfish panjang 30 mm. Hiu, rays, chimaera meletakkan telur hingga sepanjang

300mm. Bbrp telur yang berukuran besar tda 2 buah telur.

Telur Elasmobranch berbagai bentuk, spt jarum sampai seperti kantong.

Berat telur > berat air : telur demersal, ttp jika < berat air: ringan – mengambang. Oki ada telur yang melayang-layang tetapi ada yang melekat pada substrat (dasar perairan, vegetasi dll).

Telur demersal juga memiliki tendril (sulur), kait atau alat pelekat untuk menempel. Contoh: telur elasmobranch dan hagfish.

Telur demersal melekat dan terdeposit dalam kelompok – bersama sepanjang masa inkubasi atau melekat tunggal pada substrat. Bbrp melekat sementara (trout & salmon). Keuntungan melekat sementara pada spesies yg membangun sarang kerikil pada air mengalir dan butuh waktu utk menutupi telur.

Bbrp ikan ikut dalam peneluran massal, tanpa pasangan. Sejumlah jantan dan betina melepas gamet bersamaan pada lingkungan yg memungkinkan. Jumlah telur sangat banyak – melayang mengikuti arus air, menempel pada substrat atau lepas hingga menempel pada vegetasi.

Sebagian besar ikan perlu substrat tertentu sebagai sarang tempat pemijahan (ovulasi). Dapat berupa cekungan, batu-batuan, vegetasi, lumpur, sarang busa dll.

Ketiadaan substrat yang sesuai dapat mengakibatkan penundaan atau kegagalan ovulasi.

Masa bertelur sering terjadi setelah migrasi ke tempat yg nyaman, seringkali melawan arus, contoh herring. Spesies lain migrasi ke daerah pantai dan bbrp seperti shad, anandromous.

Polyandrous spawning ditunjukkan oleh spesies-spesies air tawar maupun laut. Jantan berada di tempat peneluran, bersama-sama betina melepaskan sperma dan telur terkadang diikuti dengan aktivitas oleh bbrp spawners. Sucker (Catostomidae) melakukan vibrasi yang kuat sehingga batu-batu terangkat, memungkinkan telur dapat berada pada celah-celahnya.

Salmon & trout mengubur telurnya dalam kerikil dan ditinggalkan tanpa perawatan induk, sedangkan bbrp spesies spt bowfin (higher teleost) – sarang dijaga oleh salah satu atau bahkan kedua induk.

Nocomis sp., Semotilus sp. & Exoglossum sp. – telur diletakkan di sela-sela timbunan kerikil kemudian ditutup dengan kerikil baru, dijaga oleh induk jantan.

Ikan sepat (Trichogaster pectoralis) dan ikan cupang (Betta imbilis) – sarang busa- dijaga induk jantan sampai menetas.

Membentuk pasangan : tuna, grunt & carangids – bertelur di perairan terbuka atau pada dasar perairan.

Spesies lain berpasangan setelah salah satunya

menyiapkan tempat peneluran.

Ada juga yg menitipkan telurnya pada ikan lain, contoh snailfish (Careproctus) – pada ruang insang kepiting genus Paralithodes & Lopholithodes; Tube-snouts (Aurhynchidae)- pd rongga peribranchia ascidian & bitterlings (Rhodeus) dan pada siphon remis air tawar.

Bbrp Osteoglossid, catfish, cardinalfish, cichlids, jawfish & climbing perch – inkubasi telur dalam mulut induk.

Betina Amblyopsids membawa telurnya di rongga branchial.

Betina bunocephalid catfish, bbrp loriicariid catfish membawa telur yg tertanam pada bagian ventral tubuh & sirip.

Bbrp ikan membuahi telur secara internal, contoh: chimaera, skates, hiu, bbrp characins, catfish dan cyprinodont. Penyimpanan telur untuk waktu singkat setelah fertilisasi terletak pd folikel atau lumen ovari, biasanya mengarah pada ovovivipar (inkubasi internal) & vivipar.

OVOVIVIPAR Embrio ikan berkembang dalam tubuh induk betina

tetapi tidak mendapatkan suplai makanan dari induk tersebut – fungsi perlindungan.

Corynopoma riisei, saat kawin jantan mengirim paket-paket sperma ke dalam sauran telur (oviduct) betina, selanjutnya betina dapat menghasilkan telur-telur yang dibuahi selama beberapa bulan tanpa perlu kawin lagi.

Tipe lain dari ovoviviparitas : Poeciliidae – anak dipelihara hingga juvenil, tinggal dalam ovari dg yolk untuk perkembangan. Pada bbrp spesies dapat mengeluarkan > 1 anak seperindukan (superfetasi).

Coelacanth, Latimeria chalumnae, telur terbesar diantara osteich, diameter 8,5 – 9cm. Ukuran telur dan bukti-bukti fosil : ovovivipar.

VIVIPAR Struktur menyerupai plasenta akan terbentuk dan telur

yang dibuahi mendapat suplai makanan dari induk. Famili Enbitocidae : embrio dapat suplai hingga ukuran

1,75 inch baru dilahirkan. Ikan jantan yang dilahirkan biasanya sudah matang seksual.

Heterandria formosa, memiliki sejumlah embrio yang berbeda usia dalam rongga ovari. Proses didahului dengan lepasnya telur matang dari ovari ke dalam rongga ovari secara bertahap, kemudian dibuahi oleh paket-paket sperma yang sudah ada di sana. Bayi-bayi ikan ini akan dilahirkan 2 – 3 ekor/hari selama periode 1 – 2 minggu.

Pada ovovivipar dan ovipar, betina dapat menyimpan paket sperma selama 8 – 10 bulan. Selain itu pada beberapa kasus, seekor betina bisa menyimpan sperma dari beberapa jantan sekaligus.

PENYIMPANAN TELUR, INKUBASI & VIVIPAR Keuntungan :

1. Proteksi telur & embrio aman dari predator (kecuali

predator cukup besar untuk menelan induk), terlindungi dari kondisi air yang tidak sesuai; kekeringan, anoxia, temperatur, terlindungi dari terbawa arus.2. Konservasi energi

tidak perlu membangun sarang khusus, tdk perlu bertelur dalam jumlah banyak, tidak perlu migrasi untuk berbiak.Pada dispersal spesies, betina hamil dapat

bergerak bebas.

Fertilisasi internal memerlukan modifikasi perilaku dan cara introduksi spermatozoa pada lubang genital betina. Spermatofor terdapat pada Poeciliidae dan Horaichtyidae (berkait / berduri untuk melekat).

Organ intromitent yang hebat dimiliki spesies ovipar. Chimaera, skates, dan hiu ovipar memiliki clasper pelvic. Modifikasi sirip anal mjd gonophodium pada Tomeurus (Poeciliidae) & Horaichthyidae.

Dari penyimpanan telur hingga inkubasi dan menetas internal bukan langkah yang singkat.

Banyak elasmobranch menahan kapsul telur dalam oviduct hingga anak berkembang penuh. Pada sawfish, guitarfish dan bbrp yg lain kapsul berisi 2 – 4 telur.

Ikan vivipar memelihara embryo yang berkembang melalui variasi adaptasi, sebagian besar meliputi sekresi materi nutritif oleh betina, pada spesies pseudoplasenta. Pada spesies nonplasental, anak hidup dari yolk untuk bbrp waktu kemudian digantikan oleh sekresi (‘uterine milk”) betina dan bbrp spesies materi dari telur mati dan embryo.

Eelpout vivipar, Zoarces viviparus, tidak memiliki struktur penyerapan khusus, absorbsi langsung melalui kulit.

Penentuan jenis kelamin / seks Individu sebagian besar spesies berfungsi sebagai

jantan atau betina sepanjang masa dewasa biseksual – hermaprodit Faktor genetik: penentuan seks tergantung kromosom

seksnya X dan Y: betina (XX) dan jantan (XY), kecuali pada Poeciliidae : homogametic (jantan) W & Z.

Faktor eksternal (suhu dan sosial). Waktu penentuan seks berbeda-beda. Materi genetik

penghasil substansi seks mungkin tidak aktif hingga bbrp spesies berada atau melalui tahap tertentu – ikan muda belum terdiferensiasi.

Pada beberapa spesies, determinasi seks bukan masalah karena semua individunya betina.

contoh: Mollie Amazon (Poecilia formosa) betina kawin dengan jenis Mollinesia lain, akan tetapi spermanya tidak sampai bercampur dengan sel telur. Telur yang tidak dibuahi ini akan tetap mampu berkembang dan menghasilkan individu-individu dengan genetik betina yang seragam – gynogenesis.

KARAKTER SEKS SEKUNDER Penting untuk kelengkapan kopulasi, oviposisi atau

inkubasi yang mungkin tidak terlibat langsung dalam mekanisme reproduksi tetapi penting utk pengenalan, percumbuan dan perilaku reproduksi lain.

Banyak dan bervariasi, biasanya dimorfisme atau dikromatisme secara seksual. Ada perubahan struktur dan warna yang berubah selama musim biak tetapi ada yg permanen sepanjang tahun. Jantan biasanya memiliki warna lebih cerah dibanding betina.

Karakter lain adalah ukuran sirip yang lebih panjang seperti pada suckers, gobies, dragonet dan climbing-perch. Warna dan sirip yg lebih besar signifikan pada jantan saat percumbuan atau agresif display.

Perbedaan ukuran tubuh antar seks terdapat pada banyak spesies, biasanya betina yang membawa telur-telurnya berukuran lebih besar dari jantan.

Perbedaan ukuran tubuh terbesar terdapat pada ceratioid anglerfishes, betina berukuran jauh lebih besar dari jantan. Pada spesies ini jantan melekat pada betina seperti parasit.

Keberhasilan proses ovulasi ditentukan oleh mekanisme fisiologi, proses metabolisme dan kesesuaian faktor eksternal.

Faktor eksternal yang mempengaruhi ovulasi adalah : fotoperiode, suhu, substrat untuk memijah, ketersediaan makanan dan hubungan dengan individu lain (kehadiran pejantan dan predasi).

FOTOPERIODE Contoh: ikan Oryzias latipes, perbedaan perlakuan

fotoperiode menunjukkan tingkat GtH yang berbeda, GtH meningkat pada fotoperiode yang berubah-ubah (gelap-terang) tetapi pada penerangan yang konstan (gelap /terang saja) cenderung berfluktuasi.

Fotoperiode yg lebih lama menghambat perkembangan gonad. Contoh: Perca fluviatilis – lab.

fp 24 jam – kematian 7,4%

fp 18 jam – kematian 3,3%

fp 12 jam – kematian 3,2%

SUHU Berpengaruh terhadap laju sekresi dan pembersihan

GnRH, pengikatan GtH oleh gonad, siklus haria GtH, Sintesis dan katabolisme steroid, stimulasi GtH.

Perubahan suhu terlalu tinggi – pemicu tingkah laku ovulasi pada ikan. Suhu – stimulasi endokrin – ovulasi.

Fluktuasi suhu mempengaruhi tempat pembuatan sarang, jumlah telur yang menetas dan tingkah laku penjagaan. Suhu tidak stabil – induk menjaga anak yang baru menetas.

Lama inkubasi ditentukan suhu optimal. Contoh: Telur salmon dan trout akan menetas ±50 hari pada 10°C, tetapi jika 2°C – 6 bulan.

KETERSEDIAAN MAKANAN Komposisi protein essensial untuk pematangan gonad,

contoh: 45% protein baik untuk Kakap merah

36% baik untuk trout lembayung. Asam lemak essensial kurang – laju pematangan gonad

turun. Karbohidrat lele: serat kasar 3,19% - 5,83% Mineral untuk pematangan gonad: P, Zn, Mg. Vit E untuk pematangan gonad.

INTERAKSI DENGAN INDIVIDU LAIN (SOSIAL) Stimuli yang bersifat visual dan kimia dari individu lain

dapat meningkatkan frekuensi pemijahan. Stimuli ini mendorong perkembangan ovarium tetapi tidak mempengaruhi ovulasi secara langsung.

Contoh: Ikan sepat (T. pectoralis) jantan aktif membuat sarang

– mempercepat ovulasi. Pada beberapa spesies ikan, ovulasi akan terhambat

jika kepadatan ikan pada suatu perairan sangat tinggi.

Oviduct Perkembangan telur ikan

Reproduksi pada hiu:Jantan : sperma : 2 testes (memanjang di anterior rongga tubuh) – ductus efferent – ductus deferens / ductus Wolffian (pd hiu juga dilalui urine) – sinus urogenital. Pembuahan: sperma dibantu claspers utk masuk ke genitalia betina,

Betina: sebuah ovary (tergantung di sebelah dorsal) – 2 oviduct (Muellerian ducts, menjulur sepanjang tubuh ujung anterior: saluran besar tempat masuknya sel-sel telur) , bagian anterior @ ductus melebar > shell gland (kelenjar cangkang). Pada ovipar seperti hiu anjing, bagian posterior ductus tsb membesar menjadi uterus. Oviduct terbuka secara terpisah ke kloaka.