Sekilas Mengenal Tingkat Kematangan Gonad (TKG) dan Indeks Kematangan Gonad (IKG) Pada Ikan

Keberhasilan suatu spesies ikan ditentukan oleh kemampuan ikan tersebut untuk bereproduksi dalam kondisi lingkungan yang berubah-ubah dan kemampuan untuk mempertahankan populasinya. Setiap spesies ikan mempunyai strategi reproduksi yang tersendiri sehingga dapat melakukan reproduksinya dengan sukses. 

Fungsi reproduksi pada ikan pada dasarnya merupakan bagian dari sistem reproduksi. Sistem reproduksi terdiri dari komponen kelenjar kelamin atau gonad, dimana pada ikan betina disebut ovarium sedang pada jantan disebut testis beserta salurannya. Sementara beberapa kelenjar endokrin mempunyai peranan dalam mengatur sistem reproduksi. Pada kelempok Teleost terdapat sepasang ovarium yang memanjang dan kompak. Ovarium terdiri dari oogonia dan jaringan penunjang atau stroma. Pada ovarium terdapat oosit pada berbagai stadia tergantung pada tipe reproduksinya. Tipe reproduksi dibagi menjadi

• a) tipe sinkronisasi total dimana oosit berkembang pada stadia yang sama. Tipe ini biasanya terdapat pada spesies ikan yang memijah hanya sekali dalam setahun;
• b) tipe sinkronisasi kelompok dengan dua stadia, yaitu oosit besar yang matang, di samping itu ada oosit yang sangat kecil tanpa kuning telur; dan
• c) tipe asinkronisasi dimana ovarium terdiri dari berbagai tingkat stadia oosit.

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi fungsi reproduksi pada spesies ikan terdiri dari faktor eksternal dan faktor internal. Faktor eksternal meliputi curah hujan, suhu, sinar matahari, tumbuhan dan adanya ikan jantan. Pada umumnya ikan-ikan di perairan alami akan memijah pada awal musim hujan atau pada akhir musim hujan, karena pada saat itu akan terjadi suatu perubahan lingkungan atau kondisi perairan yang dapat merangsang ikan-ikan untuk berpijah. Faktor internal meliputi kondisi tubuh dan adanya hormone reproduksi. 

Adapun faktor internal yaitu tersedianya hormon steroid dan gonadotropin baik dalam bentuk hormon Gonadotropin I (GtH I) dan Gonadotropin II (GtH II) dalam jumlah yang cukup dalam tubuh untuk memacu kematangan gonad diikuti ovulasi serta pemijahan. Sebaliknya bilamana salah satu atau kedua hormon; tersebut tidak mencukupi dalam tubuh maka perkembangan oosit dalam ovarium terganggu bahkan akan berhenti dan mengalami atresia. 

Faktor lingkungan merupakan stimuli yang dapat ditangkap oleh alat indera ikan seperti kulit, mata dan hidung. Informasi berasal dari lingkungan sampai di otak melalui reseptor yang terdapat pada masing masing organ sensori. 

Selanjutnya melalui ujung-ujung saraf akan diteruskan ke hipotalamus untuk mengeluarkan Gonadotropic releasing Hormon (GnRH) yang dapat merangsang kelenjar hipofisa anterior untuk memproduksi hormone Gonadotropic (GtH). Hormon Gonadotropic ini melalui aliran darah akan menuju ke gonad, kemudian akan merangsang pertumbuhan gonad yang selain mendorong pertumbuhan oosit juga untuk memproduksi hormone steroid yang merupakan mediator langsung untuk pemijahan. 

Tingkat Perkembangan Gonad
Perkembangan gonad pada ikan menjadi perhatian pada pengamatan reproduksi ikan. Perkembangan gonad yang semakin matang merupakan bagian dari reproduksi ikan sebelum terjadinya pemijahan. Sebelum terjadinya pemijahan, sebagian besar hasil metabolisme dalam tubuh dipergunakan untuk perkembangan gonad. Pada saat ini gonad semakin bertambah berat diikuti dengan semakin bertambah besar ukurannya termasuk diameter telurnya. Berat gonad akan mencapai maksimum pada saat ikan akan berpijah, kemudian berat gonad akan menurun dengan cepat selama pemijahan berlangsung sampai selesai. 

Peningkatan ukuran gonad atau perkembangan ovarium disebabkan oleh perkembangan stadia oosit, pada saat ini terjadi perubahan morfologi yang mencirikan tahap stadianya. Pertambahan berat gonad pada ikan betina sebesar 10-25% dari berat tubuh dan pertambahan pada jantan sebesar 5-10%. Pencatatan perubahan kematangan gonad dapat digunakan untuk mengetahui bila mana ikan akan memijah, baru memijah atau sudah selesai memijah.

Pengamatan kematangan gonad dilakukan dengan dua cara yaitu i) cara histologi yang dilakukan di laboratorium, ii) pengamatan morfologi yang dilakukan di laboratorium dan dapat pula di lapangan.

Pengamatan secara histologi akan dapat diketahui anatomi perkembangan gonad tadi lebih jelas dan mendetail, sedangkan pengamatan morfologi tidak sedetail histologi namun cara ini banyak dilakukan para peneliti. Dasar yang dipakai untuk menentukan tingkat kematangan gonad dengan cara morfologi adalah bentuk, ukuran panjang dan berat, warna dan perkembangan isi gonad yang dapat dilihat. 

Kesteven membagi tingkat kematangan gonad dalam beberapa tahap yaitu:

• a. Dara. Organ seksual sangat kecil berdekatan di bawah tulang punggung, testes dan ovarium transparan, dari tidak berwarna sampai abu-abu. Telur tidak terlihat dengan mata biasa.
• b. Dara Berkembang. Testis dan ovarium jernih, abu-abu merah. Panjangnya setengah atau lebih sedikit dari panjang rongga bawah. Telur satu persatu dapat terlihat dengan kaca pembesar.
• c. Perkembangan I. Testis dan ovarium bentuknya bulat telur, berwarna kemerah-merahan dengan pembuluh kapiler. Gonad mengisi kira-kira setengah ruang ke bagian bawah. Telur dapat terlihat seperti serbuk putih.
• d. Perkembangan II. Testis berwarna putih kemerah-merahan, tidak ada sperma kalau bagian perut ditekan. Ovarium berwarna oranye kemerah-merahan. Telur dapat dibedakan dengan jelas, bentuknya bulat telur. Ovarium mengisis kira-kira dua pertiga ruang bawah.
• e. Bunting. Organ seksual mengisi ruang bawah. Testis berwarna putih, keluar tetesan sperma kalau ditekan perutnya. Telur bentuknya bulat, beberapa dari telur ini jernih dan masak.
• f. Mijah. Telur dan sperma keluar dengan sedikit tekanan di perut. Kebanyakan telur berwarna jerinih dengan beberapa yang berbentuk bulat telur tinggal dalam ovarium.
• g. Mijah/Salin. Gonad belum kosong sama sekali, tidak ada telur yang bulat telur.
• h. Salin. Testis dan ovarium kosong dan berwarna merah. Beberapa telur sedang ada dalam keadaan dihisap kembali.
• i. Pulih Salin. Testis dan ovarium berwarna jernih, abu-abu merah. 

Sedangkan pengamatan tingkat kematangan gonad menurut Nikolsky (Bagenal & Braum (1968) dalam Effendie, 1997) yaitu :

• a. Tidak Masak. Individu masih belum berhasrat mengadakan reproduksi. Ukuran gonad kecil.
• b. Masa Istirahat. Produk seksual belum berkembang. Gonad berukurankecil, telur tidak dapat dibedakan oleh mata.
• c. Hampir Masak. Telur dapat dibedakan oleh mata. Testes berubah dari transparan menjadi war ros/kemerah-merahan.
• d. Masak. Produk seksual masak, mencapai berat maksimum tetapi produk tersebut belum keluar bila diberi sedikit tekanan pada perut.
• e. Reproduksi. Produk seksual akan menonjol keluar dari lubang pelepasa bila perut sedikit
• ditekan. Berat gonad cepat menurun sejak permulaan berpijah sampai pemijahan selesai.
• f. Keadaan Salin. Produl seksual telah dikeluarkan, lubang genitak berwarna kemerahan. Gonad mengempis, ovarium berisi beberapa telur sisa. Testis juga berisi sperma sisa.
• g. Masa Istirahat. Produk seksual telah dikeluarkan, warna kemerah-merahan pada lubang genital telah pulih. Gonad kecil dan telur belum terlihat oleh mata.

Berdasarkan morfologi ovarium serta ukuran oosit, Dadzie & Wangila (1980) mengklasifikasikan tingkat kematangan ovarium pada ikan nila sebagai berikut :

• a. Tingkat 1. Bentuk ovarium kecil, warnanya putih transparan, oogonia dan oosit muda hanya dapat terlihat dengan menggunakan mikroskop.
• b. Tingkat 2. Ovarium kecil dan berwarna kuning terang, oosit dapat terlihat dengan mata
• telanjang. Pengamatan secara histologis memperlihatkan ovarium terdiri dari oogonia dan oosit muda, namun belum terbentuk kuning telur.
• c. Tingkat 3. Ovarium mulai membesar, berwarna kuning gelap dan terdapat oosit yang mulai mengandung kuning telur.
• d. Tingkat 4. Ovarium besar, berwarna coklat, secara makroskopis oosit mudah dibedakan dan dipisahkan (oosit siap diovulasikan).
• e. Tingat 5. Ovarium berwarna kuning terang, ukurannya menjadi berkurang karena telah
• dilepaskannya oosit yang matang. Ovarium berisi oogonia, oosit muda dan beberapa oosit berkuning telur serta banyak dijumpai folikel yang pecah. 

Sedangkan menurut Merta, I.G.S et al., (1999) pengamatan tingkat kematangan gonad dapat dilihat secara visual menurut kategori : TKG I (immature), TKG II (developing virgin), TKG III (early maturing & maturing), TKG IV (early mature & mature), TKG V (spawned), TKG VI (spent)

Menurut Nagahama (1983) stadium oosit dapat dicirikan berdasarkan volume sitoplasma, penampilan nucleus dan nucleolus, serta butiran kuning telur. Menurut Yamamoto yang dikutip oleh Nagahama 91983) stadium oosit dibagi dlam 8 kelas yaitu stadia kromatin-nukleolus, perinukleolus (dibagai menjadi tahap awal dan akhir), stadia oil droplet, stadia yolk (primer, sekunder, tersier) dan maturasi.

Selanjutnya Bromage & Cumaranatunga (1988) membagi pertumbuhan oosit ikan sebagai berikut :

• a. Pertumbuhan primer (Previtellogenesis)
• b. Pertumbuhan sekunder (Exogenous Vitellogenesis)
• c. Pertumbuhan tersier yang terdiri dari maturasi, hidrasi, dan ovulasi. 

Awal perubahan dari oogonia sekunder menjadi oosit primer ditandai dengan permulaan prophase meiosis I. Sel pra folikel memipih dan berpindah untuk membungkus oosit yang sedang berkembang. Perubahan oosit selama pematangan ovarium mempunyai hubungan dengan tahap-tahap yang berbeda dari pembelahan meiosis (Gambar 12). Pertumbuhan primer meliputi tahap nuklear kromatin, perinuklear awal dan perinuklear akhir. Pada tahap nuklear kromatin, diameter oosit berkisar antara 20-50mm. Pada saat ini meuncul lingkaran kecil sitoplasma yang bersifat basa. Folikel terdiri dari satu lapisan yang terdiri dari 3-4 sel folikel pipih, dimana terdapat nukleolus yang besar dengan benang-benang kromatin. Pada saat ini, oosit telah memiliki inti sel yang nyata. 

Pada tahap perinuklear awal, akan terjadi pertumbuhan pada inti sel dan sitoplasma dari sel telur. Diameter oosit berkisar antara 70-250mm, sedangkan sitoplasma bersifat basa kuat. Terdapat satu inti sel yang menonjol dengan satu nukleolus besra atau beberapa nukleolus kecil. Pada saat ini terbentuk satu lapisan sel granulosa dan satu lapisan sel teka.

Tahap pembelahan meiosis dan perubahan dalam oosit selama pematangan ovarium 

Pada tahap perinukleolus akhir, oosit berdiameter 300-400mm, inti sel dikelilingi banyak nucleolus dan menutupi selaput inti sel. Lapisan folikel yang menutupi oosit terdiri dari satu lapisan sel granulose dan dua lapisan sel teka. Pada tahap ini oosit cenderung lebih teratur dan benang kromatin berkurang afinitasnya serta terbentuk selaput non seluler (zona pelusida) yang membungkus oosit yang sedang berkembang. Tahap ini merupakan tahap akhir dari prophase meiosisi I. 

Pertumbuhan sekunder (exogenous vitellogenesis) meliputi tahap vesikel, granula kuning telur perifer dan migrasi granula kuning telur. Pada tahap vesikel, ditandai dengan terjadinya pembentukan vesikel pada bagian perifer sitoplasma dan meluas ke arah inti sel. Oosit berkembang, mulai terjadi akumulasi protein kuning telur dari dalam (endogenous vetellogenesis) dan menyatu dengan derivat kuning telur hasil sintesa dari hati (exogenous vetellogenesis) yang dibawa melalui aliran darah. Kuning telur ini terdiri dari fosfoprotein dan liprotein. 

Tahap granula kuning telur perifer ditandai dengan terdapatnya granula kuning telur berukuran kecil dalam sitoplasma, yang menyebar sepanjang bagian perifer. Selanjutnya membentuk granula kuning telur yang lebih besar. Vesikel kemudian cenderung menghilang dan diganti oleh kuning telur yang nmgisi oosit, sementara itu diameter inti sel semakin menurun. 

Tahap migrasi germinal vesikel (germinal vesicle migration), ditandai dengan daerah tengah oosit telah diisi oleh kuning telur dan penggabungan butir-butir kuning telur masih berlanjut yang mengarah ketengah oosit. Ukuran inti sel menjadi lebih kecil dan kehilangan nukleolus. Zona radiata pada kutub vegetatif lebih tebal dibanding kutub animal. Pada kutub animal terbentuk saluran mikrofil melalui zona radiata dan granulosa. Germinal vesikel mulai berpindah ke perifer di kutub animal. 

Walaupun oosit sudah mencapai perkembangan tahap akhir, namun secara fisiologi oosit tersebut belum matang dan belum dapat dibuahi. Oosit dapat bertahan pada tahap ini sampai beberapa lama diikuti dengan tahap meiosis II. Hal ini tergantung ada tidaknya rangsangan yang sesuai, bilamana tidak ada rangsangan yang sesuai, maka oosit akan diserap kembali. Jika kondisi di sekitarnya tidak mendukung untuk perkembangan, maka oosit akan mengalami degradasi atau kegagalan untuk diovulasikan. Oosit demikian dikenal sebagai oosit atresia dan akan diabsorbsi kembali oleh jaringan ovarium. 

Pada ikan, gonadotropin berfungsi mengatur kematangan gonad dengan mengatur sintesis hormon steroid gonad. Hormon yang dapat digunakan untuk indikator aktivitas dan kematangan gonad yaitu testoteron dan estradiol-17b. Kandungan hormon ini di dalam plasma darah meningkat selama proses vitellogenesis. Hal ini terlihat pada pengujian ikan balashark (Balantiochelius melanopterus Blkr.) dalam wadah budidaya bahwa konsentrasi testoteron dan estradiol-17b memuncak pada bulan Desember (musim hujan) kemudian turun, sehingga menunjukkan bahwa proses pematangan gonad ikan balashark terlambat dimulai. 

Pada tahap pertumbuhan tersier (Germinal Vesicle break Down), ditandai dengan adanya germinal vesikel yang mengadakan migrasi ke arah perifer oosit, sementara itu pembungkus inti sel akan memisahkan diri, kromosom akan memadat dan meneruskan perkembangannya pada tahap metaphase meiosis I diikuti oleh pengeluaran polar bodi I, sedangkan kromosom sisa mulai memasuki metaphase meiosis II. Germinal vesikel menuju perifer dan kemudian pecah, selanjutnya oosit menjadi matang dan siap diovulasikan. Kematangan oosit akan disertai dengan terjadinya hidrasi normal dan proses proteolisis dari protein kuning telur. Oosit menjadi matang setelah selesainya metaphase meiosis II dan siap untuk dibuahi. Oosit pada periode ini dapat disebut sebagai telur dan sudah dapat diovulasikan setelah mendpat rangsangan yang sesuai. 

Indeks Kematangan Gonad (IKG)
Untuk mengetahui perubahan yang terjadi pada gonad, tingkat perkembangan ovarium, secara kuantitatif dapat dinyatakan dengan suatu Indeks Kematangan Gonad (IKG) yaitu suatu nilai dalam persen sebagai hasil perbandingan berat gonad dengan berat tubuh ikan dikalikan 100 persen.

IKG = Wg / W x 100%
Wg = berat gonad ;
W = berat tubuh ikan 

Namun demikian, nilai IKG saja tidak cukup memberikan informasi karakteristik aktivitas reproduksi. Pengamatan yang diperoleh dari gambaran histologis dari bentuk oosit dan ukuran oosit dapat memberikan informasi lebih jelas tentang tingkatan aktivitas reproduksi. 

Indeks Kematangan Gonad atau “Gonado somatic Index“ (GSI) akan semakin meningkat nilainya dan akan mencapai batas maksimum pada saat terjadi pemijahan. Pada ikan betina nilai IKG lebih besar dibandingkan dengan ikan jantan. Adakalanya IKG dihubungkan dengan Tingkat Kematangan Gonad (TKG) yang pengamatannya berdasarkan ciri-ciri morfologi kematangan gonad, sehingga akan tampak hubungan antara perkembangan di dalam dengan di luar gonad. Nilai IKG akan sangat bervariasi setiap saat tergantung pada macam dn pola pemijahannya. 

Penghitungan indeks kematangan gonad selain menggunakan perbandingan antara berat gonad dengan berat tubuh ikan, dapat juga dengan mengamati perkembangan garis tengah telur yang dikandungnya hasil dari pengendapan kuning telur selama proses vitellogenesis. Perkembangan gonad akan diikuti juga dengan semakin membesarnya pula garis tengah telur yang dikandung di dalamnya. Sebaran garis tengah telur pada tiap tingkat kematangan gonad akan mencerminkan pola pemijahan ikan tersebut. 

Perbandingan lain yang dapat digunakan untuk menentukan nilai indeks kematangan gonad adalah “Gonado Index“ (GI) oleh yaitu perbandingan antara berat gonad segar (gram) dengan panjang ikan (mm), dengan menggunakan rumus :

                                      Wg
Gonado Index (GI) =        x 108
                                       L3

Harga 108 merupakan suatu faktor agar didapatkan nilai GI mendekati harga satuan sehingga mudah melihat dan mendeteksi perubahan-perubahan yang terjadi.



Referensi :
Effendie, M.I. 2002. Biologi Perikanan. Yayasan Pustaka Nusatama, Yogyakarta.
Hadiaty, R.K. 2000. Beberapa Catatan Tentang Aspek Pertumbuhan, Makan dan reproduksi Ikan Nilem
Paitan (Osteochilus jeruk Hadiaty & Siebert, 1998). Berita Biologi 2: 151-156.
Moyle, P.B. & J.J. Cech. 1988. Fishes. An Introduction to Ichthyology. Second Edition. Prentice Hall, New Jersey.
Merta, S.I.G., Suwarso, Wasilun, K. Wargiyo, E.S. Girsang & Suprapto. 1999. Status Populasi dan Bioekologi Ikan Terubuk Tenualosa macrura (Clupeidae) di Propinsi Riau. Jurnal Penelitian Perikanan Laut. Vol. V, 3: 15-28.
file:///D|/E-Learning/Iktologi/Textbook/Iktiologi%20(buku%20ajar).htm