Download http://bigtheme.net/joomla Free Templates Joomla! 3
Home / Ilmiah Populer / Bagaimana Penaeus vannamei Mengatasi Air Salinitas Rendah?

Bagaimana Penaeus vannamei Mengatasi Air Salinitas Rendah?

oleh Hui Gong Jiang, Ph.D

Sumber foto: vannamei101.com

Penaeus vannamei adalah spesies laut tropis yang berasal dari Samudra Pasifik bagian timur, namun merupakan spesies udang dominan yang dibudidaya di seluruh dunia dalam berbagai salinitas.

Kisaran salinitas optimal untuk pertumbuhan udang penaid di tahap juvenil adalah antara 15 sampai 25 ppt, sedangkan titik iososmotik hemolymph P. vannmaei sekitar 26,1 ppt (Gambar 1). Meskipun dianggap sebagai spesies euryhaline, kemampuan osmoregulatori P. vannmaei dalam salinitas rendah adalah tahap perkembangan spesifik. P. vannmaei menjadi lebih mampu beradaptasi dengan salinitas rendah selama tahap pasca-larva dan juvenil yang lebih tua, dalam kondisi alami, mereka akan mulai bermigrasi ke muara pesisir untuk mendapatkan lebih banyak sumber makanan.

Sebenarnya, pembentukan mekanisme osmoregulasi dimulai pada hari pertama pengembangan pasca-larva. Kapasitas osmoregulator berangsur membaik sampai udang tumbuh menjadi juvenil muda. Namun, kinerja produksi sebagian besar spesies penaid  ini terhambat ketika salinitas media air pemeliharaan turun menjadi 1,5 ppt atau lebih rendah. Perlu dicatat bahwa selain tingkat salinitas luar, komposisi ion ambien memiliki efek mendalam pada konsumsi makanan, osmoregulasi, permintaan energi, pemanfaatan nutrisi, molting, dan metabolisme udang karena mereka secara aktif mempertahankan homeostatis internal di bawah kondisi hipo salin (mengandung konsentrasi natrium klorida yang lebih rendah daripada garam normal isotonik). Sebagai fakta, mekanisme osmoregulatori P. vannmaei dalam kondisi ini dapat dikategorikan sebagai hiper-osmoregulation.

Mekanisme hiper-osmoregulasi ini diaktifkan pada salinitas eksternal yang lebih rendah dari 26 ppt, ketika udang perlu secara aktif menjaga konsentrasi hemolimik osmotik dan ion pada konsentrasi di atas air di sekitarnya, seperti pada air laut encer. P. vannmaei mampu mempertahankan osmolalitas hemolymph sekitar 450mOsm kg H2O-1 di atas osmolalitas sekitar 5 ppt (Gambar 1). Karena pemeliharaan homeostatis ionik internal adalah proses yang memerlukan energi, kegiatan terkait hiper-osmoregulasi mencakup 20-50% energi metabolik tergantung pada komposisi air di sekitarnya.

Empat strategi adaptif utama dari osmoregulasi P. vannmaei adalah:

  1. Turunkan permeabilitas permukaan tubuh ke garam dan air,
  2. Kurangi gradien osmotik yang terjaga di seluruh permukaan tubuh,
  3. Meningkatkan produksi urine untuk mengkompensasi masuknya air secara pasif,
  4. Secara aktif menyerap garam (terutama NaCl) untuk mengkompensasi kehilangan garam pasif, diffusive (terutama NaCl).

Banyak organ / jaringan kerja udang secara kolektif dalam osmoregulasi, termasuk permukaan tubuh, sistem pencernaan, pleopoda, insang, kelenjar anterior, kelenjar rahang atas, dan lain-lain. Ketika udang laut euryhaline terkena salinitas rendah, permeabilitas permukaan udang menurun, aktivitas NKA meningkat (lihat di bawah), ekskresi air melalui organ ginjal meningkat dan osmolit organik dalam cairan tubuh menurun. Sebagai osmolalitas hemolymph menurun, begitu juga sel, menyebabkannya membengkak. Pembengkakan kemudian menurunkan ruang interselular sehingga menyebabkan peningkatan tonisitas yang pada gilirannya memperlambat aliran air ke dalam tubuh.

Insang adalah organ osmoregulator utama yang bertanggung jawab untuk regulasi sodium dan klorida. Salah satu mekanisme transportasi ionik utama dimediasi oleh Na+ / K-ATPase (NKA). Terikat pada membran baso-lateral sel epitel insang, NKA adalah enzim hemat energi, yang dapat mengekspor tiga ion Na+ keluar dari sitoplasma dengan imbalan pengangkutan dua ion K+ ke sel. Ion potasium kemudian melewati saluran potassium yang digerakkan oleh gradien konsentrasi rendah. Demikian pula, saluran klorida bekerja dengan gradien konsentrasi rendah juga. Jika komposisi ionik air salinitas rendah berbeda dengan air laut, diperlukan aktivitas NKA yang lebih tinggi.

Sumber gambar: bioaqua.vn

Aktivitas Na / K-ATPase meningkat 1,8 kali lipat untuk P.vannamei yang dibesarkan 1,5 ppt dibandingkan dengan 15 ppt. Komposisi ion yang berbeda dapat menyebabkan udang menghabiskan energi lebih tinggi untuk memperluas kemampuan osmoregulator untuk transportasi ionik dan fungsi sel normal. Jika komposisi ionik eksternal yang tidak seimbang tetap ada sebagai tantangan umum dalam budidaya udang pedalaman, udang diharapkan mendapat tekanan dari berbagai tingkat, yang pada akhirnya termasuk gangguan osmoregulasi. Misalnya, konsentrasi magnesium eksternal rendah dapat menyebabkan gangguan osmoregulasi karena magnesium sangat penting untuk fungsi NKA normal.

Suplementasi ion potasium dan magnesium dalam air atau dalam makanan udang terbukti bermanfaat untuk meningkatkan kinerja produksi di bidang budidaya udang pedalaman. Kelenjar antennal dapat menyaring hemolymph dan kemudian menyerap kembali natrium dan klorida ke dalam tubulus, sehingga mengeluarkan urin yang diencerkan. Ion Divalen, seperti kalsium, magnesium dan sulfat juga diatur oleh kelenjar antennal, dan Ca2+ dapat diangkut secara aktif menjadi hemolymph dan kemudian menyebar ke sel melalui saluran kation divalen. V tipe H+-ATPase penting untuk mendahului kedua gradien H+ dan gradien listrik transmembran, yang dapat digunakan untuk memberi energi pada pertukaran elektrik atau elektrikal Na+ dan / atau K+ untuk H+, sehingga membantu menjaga netralitas elektro sementara tidak mempengaruhi osmolalitas. The Na+ / K+ / 2Cl co-transporter membantu memfasilitasi pengangkutan Na+, K+, Cl dari media air eksternal ke sel, sementara transporter 2Na+ / 3HCO3 membantu membuang Na+ dari sel. Asam amino bebas dan beberapa metabolit nitrogen dapat berfungsi sebagai osmolytes efektif dan berpartisipasi dalam osmoregulasi.

Meskipun P. vannmaei dapat beradaptasi dengan berbagai salinitas eksternal berkat kemampuan osmoregulatorinya, tidak diragukan lagi bahwa salinitas yang sangat rendah menyebabkan efek stres yang signifikan, dan secara negatif mempengaruhi respons kekebalan dan ketahanan penyakit udang. Sebagai contoh, seekor udang 10 kali lebih dapat diduga dengan toksisitas amonia di 1,5 ppt dibandingkan dengan 15 ppt, dan mereka lebih rentan terhadap Vibrio dan infeksi virus kepala kuning di bawah kondisi salinitas sangat rendah. Ekspresi yang dipicu beberapa protein dan enzim terkait imunitas juga dapat terjadi pada salinitas rendah.

Untuk meningkatkan hiper-osmoregulasi udang dan meminimalkan dampak buruk salinitas rendah atau komposisi ionik yang tidak seimbang dalam air budaya, modifikasi ion dan suplementasi nutrisi adalah pendekatan remedial yang didukung oleh beberapa temuan penelitian, namun pemahaman kita masih sangat terbatas. Selain itu, persyaratan diet untuk mineral, asam amino, lemak esensial, dan vitamin di bawah kondisi salinitas rendah, yang mungkin berbeda dari udang yang dipelihara dengan kekuatan penuh air laut, layak mendapatkan lebih banyak usaha penelitian untuk spesies penaeid yang dominan ini. Formulasi diet yang memadai dan lebih halus berpotensi membantu udang membangun mekanisme internal yang lebih kuat untuk mengatasi air pemeliharaan dengan salinitas rendah dan tekanan terkait, seperti juga pengelolaan ionik medium budidaya yang tepat. (Dasairy Zulfa)

Sumber:

Hui Gong Jiang, Ph.D merupakan Associate Professor di Perguruan Tinggi Ilmu Alam dan Terapan di Universitas Guam. Keahliannya dalam budidaya udang telah dibangun di atas 17 tahun pengalaman dalam penelitian terapan baik di bidang akademis maupun industri.

About Dasairy Zulfa

Check Also

Koi Herpesvirus Disease (KHVD) vs Vaksin DNA KHV

Sejarah Koi Herpesvirus (KHV) merupakan virus menular yang secara signifikan menyebabkan morbiditas dan mortalitas pada …