Kuliah 2

INTEGUMEN IKAN

Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapatmendeskripsikan anatomi dan fungsi kulit dan derivatderivatnya sebagai alat pertahanan pertama dan

adaptasi terhadap lingkungan

Outline kuliah:

Definisi dan fungsi sistem integumen Struktur & anatomi kulit ikan Derivat-derivat kulit Sistem integumen dan homeostasi Kesimpulan dan penutup

Definisi Sistem IntegumenSistem integumen adalah sistem penutup/pembalut tubuh

yaitu kulit dan derivat-derivatnya, yaitu epidermis yangberasal dari ektodermis yang menutupi tubuh chordata termasuk ikan.

Fungsi Sistem Integumen1. Penunjang dan perlindungan/penutup tubuh (pertahanan pertama terhadap parasitdan penyakit) 2. Penerimaan / transduksi rangsang luar (perlindungan dan penyesuaian terhadap kondisi lingkungan luar) terdapat alat penerima rangsang (sensory receptor)

3.4. 5. 6.

Transportasi materi (ekskresi, osmoregulasi dan respirasi (alat pernafasan tambahan))Pengaturan suhu (thermoregulation) Pertukaran gas Penyimpanan nutrien

7.8. 9.

PergerakanTingkah laku (seleksi secara seksual, agresi, identifikasi) Menghasilkan suara.

Contoh ektoparasit pada ikan

LAPISAN KULIT IKANLapisan luar, selalu basah karena lendir yang diproduksi sel-sel berbentuk piala yang terdapat pada seluruh permukaan tubuh EPIDERMIS Pada lapisan dalam epidermis terdapat lapisan sel-sel Malpighi (stratum germinativum) yang aktif membelah diri, yakni untuk mengganti sel-sel yang rusak dan perkembangan tubuh

KULIT

Terletak di bawah epidermis, lebih tebal dengan Susunan sel-sel yang lebih kompakTempat terbentuknya sisik dan derivat-derivat kulit DERMIS Terdapat pembuluh darah, saraf, dan jaringan-jaringan ikat

Struktur anatomi kulit ikan secara umum

Ciri-ciri umum kulit ikan Epidermis sangat tipis dengan 2 tipe sel yaitu sel-sel epidermal dan kelenjar-kelenjar uniselular Kutikula mukosa pada permukaan Microridges untuk menahan mucous pada tempatnya Dermis mengandung chromatophores Tiga tipe chromatophores: Melanophores (pigmen coklat atau hitam) Lipophores (xanthophores, pigmen kuning dan erythrophores , pigmen merah) Iridophores (reflektif) Dermis menghasilkan sisik dermal dalam jumlah banyak

ANATOMI KULIT IKAN CYPRINIDAE

Sumber: Digital Atlas of Fathead Minnow Histology INTEGUMENTARY SYSTEM.mht (2007)

Kulit bagian batang ekor, irisan longitudinal (Bar = 31.7 m) 1. epidemis; 2. kantung sisik; 3. dermis (stratum compactum); 4. otot; 5. sisik; 6. squamous epithelial cells; 7. undifferentiated basal cells; 8. alarm cell; 9. sel-sel lendir; 10. taste buds.

Sel Goblet

EpidermisSel-sel pigmen Enamel Dentin Dermis Serat jaringan penghubung Kromatofora

Struktur anatomi kulit ikan hiu (www.marinebiology.org)

Lendir umumnya terdiri dari glycoprotein, fungsinya untuk mengurangi gesekan, serangan predator, dan isolasi sel-sel

permukaan dari serangan bakteri. Pada lendir terdapat jugaimmunoglobulin berfungsi sebagai proteksi tambahan terhadap infeksi.

Sel-sel penghasil mucus

http://www.upei.ca

Sel-sel alarm ditemukan paling banyak pada bagian kepala, melepaskan zat-zat tertentu saat mengalami

ketakutan (fright substance) atau ketika dilukai (ruptured).Menurut Moyle & Cech (1966) keberadaan zat ini pada ikan minnow (Cypriniudae) mengurangi kanibalisme.

Taste buds, umumnya ditemukan pada bagian kepala danpermukaan perut, bersifat chemoreceptive dan membantu dalam mencari makanan. Taste buds dicirikan oleh bentuknya

yang seperti gelembung yang terdiri dari sel-sel sensor, basal,sustentaculer, dan marginal. Sel-sel tersebut mencuat dari membran dasar menonjol di atas permukaan epithelial.

Pada hidung

Pada sungut

Taste buds ikan trout (400x pembesaran) Hak cipta: US Fish & Wildlife Service

Kulit ikan lele 1. Club cell 2. Basal cell 3. Dermis 4. Melanophore

melanophore

Contoh lain anatomi kulit/pembungkus tubuh pada ikan primitif & modern

Amphioxus sp.dogfish epidermis (sejenis cucut)

Placoderm sisik kosmoid, punah

Ostracoderm

Gigi ikan hiu gergaji

Sisik: dibentuk pada lapisan dermis, disebut juga rangka dermis. Tidak semua Ikan bersisik, ex. Subordo Siluroidea (patin, jambal, keting, belut, dll) Bentuk sisik berbeda-beda tergantung bahan Ada 5 jenis: plakoid, kosmoid, ganoid, sikloid dan ktenoid 1. Plakoid: terdapat pada Elasmobranchii (cucut dan pari) pengenalan: bila diraba tajam dan kasar 2. Kosmoid: pada ikan primitif (ex. Latimeria chalumnae), berlapis-lapis tebal dan kuat (terdapat lapisan enamel/dentin) 3. Ganoid: berlapis-lapis (garam-garam organik), terdapat pada Polypterus, Lepisostidae, Poliodontidae, Acipenceridae

4. Sikloid: sisik lingkaran pada ikan berjari-jari lemah. Ex. Cyprinus carpio, Osteochilus hasselti5. Ktenoid: sisik sisir pada ikan berjari-jari keras. Ex. Helostoma temminckii, Lates calcarifer

SISIK

Ktenoid

Placoid

Cosmoid

SikloidGanoid

DERIVAT-DERIVAT KULIT Keel

Duri sirip

Finlet

Jari-jari keras Jari-jari lemah

Skut

DERIVAT-DERIVAT KULIT

Gigi ikan hiuSumber: Millen (2003)

Tulang-tulang tipis pada tengkorak

DERIVAT-DERIVAT KULIT LAINNYA1. KELENJAR LENDIR 2. SUMBER PEWARNAAN 3. ORGAN-ORGAN CAHAYA 4. KELENJAR RACUN 5. ORGAN LISTRIK

Lendir pada ikan Dihasilkan oleh sel-sel berbentuk piala yang terdapat pada seluruh permukaan tubuh Mengandung glycoprotein Berfungsi untuk mengurangi gesekan, penutup luka, dan pencegah infeksi

KELENJAR LENDIRFish cutaneous mucus: A new source of skin surface lipid R. W. Lewis1 CSIRO Division of Food Preservation, P.O. Box 43, Ryde 2112, AustraliaReceived: 14 September 1970

Asam lemak bebas pada kulit ikan untuk perlindungan terhadap jamur dan bakteri

Abstract Mucus from several species of marine fishes contained

up to 20 times more lipid per unit area than human serum. Theanalyses revealed free fatty acids which may provide protection against bacterial and fungal attack. Carotenoids were prominent components. The amount of phospholipids present in fish mucus seems to determine its viscosity.Fungsi lendir dan terbentuknya lendir (dlm bhs ind.)

PEWARNAAN PADA IKANFungsi: persembunyian, penyamaran, pemberitahuan menghindari predator, menunggu mangsa, komunikasi antar spesies atau lawan jenis Beberapa cara penyamaran: - Menyerupai fisik lingkungan: warna bercorak belang-belang pada ikan yang menempati habitat terumbu karang atau banyak tanaman air - Menyamarkan warna: ikan pelagis, sirip D hitam sirip P biru sampai hijau, sirip V putih - Bentuk/warna yang menyerupai bagian tubuh lain: mata pada ekor, seperti daun atau batu, dll.

Sumber pewarnaan pada ikan: 1. Konfigurasi fisik/schemacrom 2. Pigmen pembawa warna (biokrom) 3. Sel-sel khusus pemberi warnaSchemachrom: Putih: rangka, sisik, gonad, dan gelembung renang Biru dan ungu: iris mata Pelangi: sisik, mata, selaput usus Biokrom: karotenoid (k + m); kromolipoid (k ---- c); indigoid (b, m, hj); melanin (ht ---- c); porfirin/pigmen empedu (m, k, hj, b, c); flavin (kehitaman); pterin (p, k, m, j)

Kromatofor

KROMATOFORAKromatoforaMelanophore Xanthophore Erythrophore Iridophore

PigmenMelanin Pteridine dan Carotenoid Pteridine dan Carotenoid Guanine dan Purine lainnya

PembawaWarna Warna Warna Memantulkan

WarnaHitam, coklat Merah, oranye Oranye, kuning Putih, pereak, biru, lainnya

Melanophore: sumber pewarnaanpaling banyak ditemukan pada ikan, mengandung kristal-kristal melanin

warna hitam dan coklat. Intensitaswarna gelap pada ikan tergantung kepada penyebaran pigmen melanin

dalam sel.Jika butiran pigmen menyebar pada seluruh cytoplasma maka warna tubuh ikan lebih hitam (hitam atau coklat). Jika butiran pigmen mengumpul warna gelapnya berkurangChromatophore yang menyebar (1&3) dan menyempit (2&4)

Sel warna xanthophores dan erythrophores lebih lambatuntuk berubah, misalnya pada ikan ekor pedang (Xiphophorus).

Xiphophorus hellerii

Pada ikan malaikat air tawar (Pterophyllum) dan ikan matahari (Lepomis) garis hitam pada kedua ikan ini akan memucat saat ketakutan atau stress, kemudian kembali setelah keadaan normal kembali.

Pterophylum dumerili

Lepomis megalotis

Dua konsep penting fungsi chromatophores adalah unit epidermal dan unit dermal. Unit epidermal berkaitan dengan perubahan warna (pada hewan berdarah panas dan berdarah dingin). Unit dermal terdiri dari tiga lapisan yakni:xanthophore atau lapisan yang menyaring (filtering layer) iridophore atau lapisan yang memantulkan (reflecting layer) melanophore atau lapisan yang menyerap (absorbing layer)

Respon chromatophore Secara fisiologis: perubahan yang melibatkan pergantian

butir-butir pigmen disebabkan oleh penyebaran ataupengumpulan akibat berbagai stimuli seperti cahaya, suhu, dan pergerakan. Secara morfologis: diakibatkan karena mempertahankan organisme pada kondisi tertentu, pada latar belakang tertentu selama beberapa hari (ex. perubahan warna sebagai ciri seksual sekunder).

ORGAN CAHAYAFungsi organ cahaya: sebagai pertahanan tubuh dan mencari makanan

Bioluminescens: cahaya yang dikeluarkan organisme hidupSumber: simbiose dengan bakteri atau dikeluarkan oleh ikan (sel-sel photocyte). Sel-sel tsb terdapat pada ikan laut dalam (untuk beruaya mencari makanan), Leiognathidae, Stromathidae, dan Serranidae Ex. Ikan leweri air (Anomalops katoptron) dan leweri batu (Photoblepharon. palpebratus) memiliki organ cahaya di bawah mata

Anomalops katoptron

Photoblepharon palpebratus

KELENJAR RACUN- Modifikasi dari kelenjar lendir - Fungsi: untuk mempertahankan diri, mencari makan, menyerang - Terdapat pada ikan ordo Siluroidea, Dasyatidae, Myliobatidae, Chimaeridae, Scorpaenidae (lepu ayam, Pterois volitans, lepu angin P. russeli dan lepu tembaga, Synanceja horrida)

- Terdapat pada jari-jari keras (D, A, V)

Pada Siluroidea: sembilang (Plotosus conius), lele (Clarias batrachus), keting (Ketingus typus) dan manyung (Arius thalassinus). Sirip D dan P kedua sisinya bergerigi dan membengkok ke dalam. Cairan racun mengalir melalui saluran/canal yang terdapat pada duri tersebut saat terinjak.

Pada ikan pari duri terdapat pada bagian ekor, kedua sisi duri tersebut bergerigi dan membengkok ke dalam

Arius thalassinus

Ketingus typus

Plotosus conius

Racun pada ikan lepu

Tertangkap di Perairan Sungsang, Sumsel (2006)

Organ racun bervariasi baik bentuk maupun ukuran dari duri serta keberadaan atau ketiadaan saluran pengeluaran racun. Pteroids (sebangsa lepu-lepuan) memiliki membengkok dan licin, Scorpaena berduri cukup panjang dan tebal, sementara lepu batu berduri pendek, tebal dan kuat. Baik Pterois maupun Scorpaena memilki kelenjar racun, sementara Synanceja memiliki saluran pengeluaran racun dan kelenjar racun (Wiener, 1959). Venom apparatus (organ racun) pada berbagai Scorpaedinidae digunakan sebagai alat pertahanan, sebab saat racun dikeluarkan tidak dapat dikontrol oleh ikan (Endean 1961).

KOMPOSISI BIOKIMIA RACUN IKAN LELEKomposisi biokimia dari sekresi epidermal dan duri racun ikan lele, Clarias batrachus (nilai rata-rata + SE mg/100 mg berat kering dari 6 kali pengamatan dan 6 kali ulangan pada setiap spesies; kandungan lemak-lemak dalam mg/100 mg berat kering). No. Item Sekresi epidermal 0.723 + 0.063 0.113 + 0.027 0.465 + 0.444 0.040 + 0.086 54.507 + 3.206 92.062 + 1.394 7.408 + 0.830 Ekstrak duri racun 0.392 + 0.043* 0.149 + 0.027 0.578 + 0.143 0.085 + 0.029 19.094 + 1.564* 47.796 + 6.538* 52.471 + 6.499*

1. TCA precipitated proteins 2. TCA soluble peptides 3. Ninhydrin positive substances 4. Carbohydrates 5. Lipids * 6. Water content 7. Dry weight

Asterisk (*) denote significant difference at p < 0.005 TCA = Trichloroacetic Acid

Organ listrik pada ikan Berasal dari jaringan saraf atau otot Fungsi organ listrik: navigasi, komunikasi, alat pertahanan, dan melumpuhkan mangsa

Jenis ikan pari yang memiliki organ listrik

Lokasi organ listrik pada ikan pari, Narcine brasiliensis

Posisi organ listrik pada beberapa jenis ikanMelapterurus Electrophorus

Astroscopus

Torpedo

Gymnarchus

Ganthonemus

Gymnotus

Raja Sternarchus

Contoh pengukuran arus listrik pada ikan

Gnathonemus petersii