Abstrak —Salah  satu  logam  berat  berbahaya  yang  berpotensi mencemari  laut  adalah  kadmium.  Logam  berat  kadmium merupakan  unsur  logam  yang  berbahaya  di  permukaan  bumi. Thalassia  hemprichi merupakan  lamun  yang  dapat  tumbuh dengan  tingkat  toleransi  yang  tinggi.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  menguji  pengaruh  logam  berat  kadmium  (Cd)  terhadap kerusakan  jaringan  akar T.  hemprichii .  Penelitian  ini  dilakukan secara in-vitro selama  30  hari  dengan  4  perlakuan  perbedaan konsentrasi  Cd  yaitu  0  ppm,  0,01  ppm,  0,05  ppm  dan  0,1  ppm. Metode  yang  digunakan  untuk  pengamatan  jaringan  akar  yaitu metode  parafin  menggunakan hand-microtomy .  Hasil  dari penelitian ini yaitu T. hemprichii yang dikulturkan secara in-vitro dengan  paparan  kadmium  sebesar  0,1  ppm  dapat  menyebabkan kerusakan sel akar berupa degradasi pada jaringan pengangkut.
Kata  Kunci —anatomi  akar, in-vitro ,  kadmium,  logam  berat, Thalassia hemprichii

## I. PENDAHULUAN
OGAM berat  merupakan  unsur  logam  yang  berbahaya  di permukaan  bumi  sehingga  kontaminasi  logam  berat  di lingkungan merupakan masalah yang serius saat ini. Salah satunya  yaitu  kadmium  (Cd).  Logam  kadmium  adalah  bahan yang  tidak  lepas  dari  proses  industri.  Logam  kadmium mempunyai  penyebaran  yang  sangat  luas  di  alam  [1].  Pada kegiatan  pertambangan  biasanya  kadmium  ditemukan  dalam bijih  mineral  [2].  Sumber-sumber  logam  berat  Cd  di  laut, berasal dari sumber yang bersifat alami dari lapisan kulit bumi. Logam  berat  Cd  juga  dapat  berasal  dari  aktifitas  manusia, seperti  limbah  pasar  dan  limbah  rumah  tangga,  aktivitas transportasi laut dan akitivitas perbaikan kapal laut [3].
Kawasan  pantai  merupakan  daerah  yang  sangat  rawan terhadap  pencemaran  terutama  daerah  perkotaan  karena menjadi  tempat  pembuangan  limbah  utama  dari  beberapa sumber  buangan  besar  yang  berasal  dari  dalam  kota.  Akibat buangan  tersebut  baik  yang  berasal  dari  aktivitas  manusia maupun  yang  berasal  dari  kegiatan  industri  di  sekitar  pantai, secara  bertahap  akan  mengalami  sedimentasi  dan  mengendap ke dasar perairan [4]. Laut tidak mempunyai kemampuan yang besar  untuk  menyerap  semua  limbah  yang  dimasukkan  ke dalamnya.
Lamun  adalah  satu-satunya  kelompok  tanaman  berbunga ( Angiospermae )  yang  dapat  tumbuh  di  daerah  pesisir  dan lingkungan  laut  wilayah  tropis,  kecuali  pantai  perairan  kutub
yang  sulit  ditumbuhi  lamun  karena  tertutup  banyak  es. Fungsi/peranan  dan  manfaat  padang  lamun  di  perairan  laut dangkal  adalah  sumber  utama  produktivitas  primer,  sumber makanan  bagi  organisme  dalam  bentuk  detritus,  penstabil dasar  perairan  dengan  sistem  perakarannya  yang  dapat menangkap sedimen dan tempat berlindung bagi biota laut [5]. Salah  satu  jenis  lamun  yang  banyak  ditemukan  di  perairan tropis yaitu T. hemprichii . T.  hemprichii dapat dijumpai pada berbagai  substrat  dan  memiliki  toleransi  yang  tinggi  terhadap variasi  lingkungan.  Kisaran salinitas  optimum  untuk pertumbuhan T.  hemprichii cukup luas yaitu 24 – 35‰ [6].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menguji  pengaruh logam berat kadmium (Cd) terhadap  kerusakan jaringan akar T.  hemprichii yang  dikulturkan  secara in-vitro . Hasil  dari  penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberi informasi  tentang  pengaruh  logam  berat  kadmium terhadap  kerusakan  jaringan  akar  lamun T.  hemprichii sehingga  dapat  menjadi  data  sebagai  tanaman  yang berpotensi  untuk  ditanam  di  lingkungan  tercemar  Cd sebagai absorben.

## II. METODOLOGI

## A. Waktu dan Tempat Penelitian
Peneltian  ini  dilaksanakan  pada  bulan  Desember  2014 sampai  Februari  2015  di  Laboratorium  Zoologi  dan  Botani, Jurusan  Biologi,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, Surabaya.

## B. Persiapan Bahan dan Perlakuan Awal
T.  hemprichii diambil  dari  Taman  Nasional  Baluran, Situbondo.  Lamun T.  hemprichii dipilih  dengan  ketinggian hampir  seragam  yaitu  +  10  cm.  Sampel  lamun T.  hemprichii dikulturkan  secara in-vitro selama  30  hari  dengan  paparan logam  berat  kadmium  0  ppm,  0,01  ppm,  0,05  ppm  dan  0,1 ppm.  Selain  itu,  beberapa  sampel  diambil  dan  langsung diamati  jaringan  akarnya  menggunakan  metode  parafin  yang digunakan sebagai pembanding dengan hasil yang dikulturkan. Pengambilan  sampel  lamun  ini  juga  disertai  dengan pengambilan  sampel  air  laut  untuk  diukur  salinitas menggunakan hand-refraktometer dan kandungan

## Analisa Kerusakan Jaringan Akar Lamun Thalassia hemprichii yang Terpapar Logam Berat Kadmium (Cd)
Wahyu Noviarini dan Dini Ermavitalini
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : dinierma@bio.its.ac.id
L
kadmiumnya menggunakan AAS.
C. Pengamatan Kerusakan Akar
Pengamatan kerusakan pada jaringan akar dilihat menggunakan metode parafin. T. hemprichii dipanen pada hari ke-30  pengamatan  pada  setiap  perlakuan  dan  pengulangan. Berikut  ini  merupakan  tahapan  untuk  membuat  preparat permanen  dari  akar T.  hemprichii menggunakan  metode parafin.

## Fiksasi
Fiksasi  dilakukan  menggunakan  larutan  FAA  dengan komposisi  90%  alkohol  70%,  5%  asam  asetat  glasial  dan  5% formalin.  Akar  lamun T.  hemprichii yang  dipanen  kemudian direndam di dalam larutan FAA selama 24 jam.

## Pencucian dan Dehidrasi
Pencucian  dilakukan  menggunakan  alkhol  70%,  alkohol 80%,  alkohol  95%  dan  alkohol  100%  masing-masing  selama 30 menit. Dehidrasi menggunakan larutan alkohol-butanol 3:1, alkohol-butanol  1:1,  alkohol-butanol  3:1  masing-masing direndam  selama  30  menit.  Kemudian  dilanjutkan  dengan perendaman  sampel  akar  pada  campuran  butanol-parafin  1:9 dengan temperatur 57 o C selama 24 jam.

## Infiltrasi
Setelah  dilakukan  dehidrasi  maka  dilarutkan  pada  proses infiltrasi  menggunakan  parafin  murni.  Campuran  butanol- parafin  diganti  dengan  parafin  murni  pada  temperatur  57 o C selama + 24 jam.

## Penyelubungan
Setelah  24  jam,  maka  parafin  dibuang  kemudian  diganti dengan  parafin  yang  baru.  Setelah  +  1  jam  kemdian dilanjutkan dengan membuat blok.

## Pengirisan dan Perekatan
Tahap  selanjutnya  yaitu  pengirisan.  Pengirisan  dilakukan dengan membuat irisan-irisan menggunakan rotary microtome dengan  tebal  tertentu.  Irisan  yang  telah  dibuat  kemudian dilekatkan  pada  gelas  benda  dengan  campuran  gliserin- albumin  yang  diberi  air.  Kemudian  gelas  benda  diletakkan  di atas hot  plate dengan  temperatur  45 o C  sampai  pita  parafin meregang.

## Pewarnaan
Tahap  paling  akhir  yaitu  pewarnaan.  Pewarnaan  ini  yaitu pewarnaan  tunggal  dengan  safranin  1%  dalam  akuades. Selanjutnya,  gelas  benda  berturut-turut  dimasukkan  ke  dalam xilol I, xilol II, campuran alkohol-xilol 1:3, campuran alkohol- xilol  1:1,  campuran  alkohol-xilol  3:1,  alkohol  absolut  I, alkohol  absolut  II,  alkohol  95%,  alkohol  80%,  alkohol  60%, alkohol  40%,  alkohol  20%  dan  akuades  ,  masing-masing selama  3  menit.  Proses  selanjutnya  yaitu  perendaman menggunakan  safranin  1%  dalam  akuades  selama  2  jam. Kemudian  dilanjutkan  perendaman  menggunakan  alkohol 20%,  alkohol  40%,  alkohol  60%,  alkohol  80%,  alkohol  95%, alkohol  absolut  I,  alkohol  absolut  II,  campuran  alkohol-xilol
3:1,  campuran  alkohol-xilol  1:1,  campuran  alkohol-xilol  1:3, xilol I dan xilol II, masing-masing selama 3 menit.
Setelah  perwarnaan  selesai  maka  irisan  ditutup  dengan gelas  penutup  yang  diberi  balsam  Kanada/entelan  terlebih dahulu.  Preparat  dikeringkan  di  atas hot plate dengan temperatur 45 o C hingga balsam Kanada/entelan cukup kering. Kemudian  dilekatkan  etiket  dengan  keterangan  kemudian preparat  diamati  di  bawah  mikroskop.  Hasil  preparat jaringan akar T. hemprichii yang  dikulturkan  diamati  menggunakan mikroskop compound (Olympus X21) yang dilengkapi dengan optilab.

## D. Rancangan Percobaan
Rancangan  percobaan  pada  penelitian  ini  menggunakan Rancangan  Acak  Lengkap  (RAL)  satu  faktor  dengan  4 perlakuan dan masing-masing perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak 6 kali.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Anatomi Akar T. hemprichii
Gambar  1  dan  gambar  2  menunjukkan  anatomi  akar  dari T. hemprichii .  Akar  dari  semua  lamun  memiliki  tudung  akar yang  melindungi  sel  meristem  yang  berfungsi  dalam pembelahan  sel.  Pada  lapisan  terluar,  terdapat  lapisan epidermis  biasanya  tipis  tetapi  setiap  lamun  memiliki perbedaan  struktur  anatomi  akar  yang  bergantung  pada jenisnya [7]. Pada T. hemprichii , korteks terdiri dari beberapa sel kompak yang tebal. Korteks tengah mengandung beberapa lapisan  berdinding  tipis.  Semua  spesies  lamun,  dinding  dari endodermisnya  tipis  dan  padat,  baik  yang  mengalami
A B
Gambar 1. (A) Anatomi Akar Lamun [7] (B) Anatomi Akar T. hemprichii setelah 30 hari (Perbesaran 100X).
Gambar .2  Bagian-Bagian Akar T. hemprichii (Perbesaran 100 X). Keterangan : Ed (Endodermis), K (Korteks), L (Lakuna), E (Epidermis dan Rt (Rambut Akar).
lignifikasi  atau  tidak  mengalami  lignifikasi.  Di  dalam  lapisan mesofil  terdapat  ruang  udara  atau  lakuna  untuk  melepaskan sebagian oksigen hasil fotosintesis [7].

## B. Kerusakan Jaringan Akar
Pada  pengamatan  struktur  anatomi  akar T. hemprichii , didapatkan  hasil  bahwa  secara  umum  sel-sel  dalam  akar spesies ini tidak mengalami kerusakan kecuali pada perlakuan 0,1  ppm.  Pada  perlakuan  0,1  ppm  terlihat  adanya  kerusakan sehingga  terbentuk  rongga  di  antara  jaringan  pengangkut (Gambar  3).  Mekanisme  masuknya  Cd  ke  dalam  tumbuhan diawali  dengan  masuknya  logam  berat  ke  dalam  sel  akar, selanjutnya logam diangkut melalui jaringan pengangkut yaitu xilem.  Translokasi  Cd  dilakukan  melalui  xilem  sehingga akumulasi banyak ditemukan pada jaringan pengangkut [8].
Tumbuhan  pada  saat  menyerap  logam  berat  akan membentuk  suatu  enzim  reduktase  di  membran  akarnya. Reduktase  ini  berfungsi  mereduksi  logam  yang  selanjutnya diangkut melalui jaringan pengangkut. Pada konsentrasi tinggi, logam berat akan menyebabkan kerusakan [9]. Kerusakan pada anatomi  akar T.  hemprichi i  (Gambar  3)  dikarenakan  paparan Cd yang diberikan lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan lain yaitu sebesar 0,1 ppm.
Rusaknya  sel  akar T. hemprichii ini  disebabkan  oleh kehadiran  Cd.  Kehadiran  Cd  dalam  akar  menyebabkan degradasi  sel  yang  mengakibatkan  rusaknya  sel  akar.  Pada umumnya,  Cd  menurunkan  toleransi  tumbuhan  terhadap  stres air  yang  menyebabkan  hilangnya  tekanan  turgor.  Gangguan pada  xilem  oleh  Cd  mengakibatkan  dinding  sel  mengalami degradasi  karena  menurunnya  proses  transpirasi  [10].  Selain itu,  logam  Cd  juga  menyebabkan  abnormalitas  seperti patahnya  kromosom  [11].  Patahnya  kromosom  dapat mempengaruhi proses pembelahan sel.

## C. Ukuran Jaringan Pengangkut
Kerusakan jaringan akar dapat juga dapat dilihat dari ukuran jaringan  pengangkut  dari  masing-masing  perlakuan.  Ukuran terbesar  terdapat  pada  perlakuan  0  ppm  Cd  yaitu  78,9  µm sedangkan  perlakuan  dengan  konsentrasi 0,01 ppm, 0,05 ppm dan 0,1 ppm berturut-turut adalah 78,5 µm, 74,5 µm dan 73,1 µm.  Anatomi  akar  dari T. hemprichii yang  diambil  langsung dari  Baluran  memiliki  ukuran  77,9  µm.  Akar  yang  digunakan sebagai  kontrol  alam  memiliki  nilai  yang  lebih  kecil dibandingkan  dengan  kontrol  0  ppm.  Hal  ini  disebabkan  air laut  Baluran  mengandung  Cd  sebesar  0,039  ppm. T. hemprichii dimungkinkan  dapat  melakukan  mekanisme pertahanan terhadap Cd dengan konsentrasi sebesar 0,01 ppm, 0,0349  ppm  dan  0,05  ppm  sehingga  jaringan  akar  tidak mengalami  kerusakan  sedangkan  pada  konsentrasi  0,1  ppm
Gambar  3.  Anatomi  Akar T. hemprichii yang  Mengalami Kerusakan setelah 30 Hari (0,1 ppm) (Perbesaran 100 X).
Gambar 4.7.4 Perbandingan Ukuran Jaringan Pengangkut Akar T. hemprichii (Perbesaran 100 X).
Keterangan : A. 0 ppm (78,9 µm) B. 0,01 ppm (78,5 µm) C. 0,05 ppm (74,5 µm) D. 0,1 ppm (73,1 µm).
Gambar  4.7.5  Anatomi  Akar T. hemprichii Kontrol  Alam (Perbesaran 100 X). Keterangan : Kontrol dari Baluran.
ditemukan kerusakan pada sel akar.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Pada  penelitian  analisa  kerusakan  jaringan  akar  dan pertumbuhan T. hemprichii yang terpapar logam berat Cd yang dikulturkan  secara in-vitro menunjukkan  bahwa  Cd  pada konsentrasi  0,1  ppm  dapat  menyebabkan  kerusakan  sel  akar berupa  degradasi  pada  jaringan  pengangkut.  Pada  konsentrasi 0,01  ppm  dan  0,05  ppm  tidak  menyebabkan  kerusakan  sel akar.

## B. Saran
Saran yang dapat diberikan yaitu:
1. Perlu  dilakukan  penelitian  tentang  kandungan  logam berat  Cd  pada  masing-masing  bagian  dari T. hemprichii agar  diketahui  jumlah  Cd  yang  dapat diserap oleh spesies ini 2. Perlu  dilakukannya  penelitian  lanjutan T. hemprichii secara in-vitro dengan  paparan  logam  berat  lain sehingga informasi tentang ketahanan spesies ini lebih mudah diketahui.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  kedua  orang  tua penulis  yang  selalu  memberikan  doa,  dukungan  dan  nasehat kepada  penulis.  Ibu  Dini  Ermavitalini,  S.Si.,  M.Si.  selaku dosen  pembimbing  tugas  akhir.  Saudara  dan  saudari mahasiswa Biologi ITS angkatan 2011 atas bantuan, dukungan dan  informasinya.  Penulis  juga  mengucapkan  terima  kasih kepada Direktorat Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan  Kebudayaan  Republik  Indonesia  yang  telah  memberikan dukungan  finansial  melalui  Beasiswa  Bidik  Misi  tahun  2011- 2015.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H.  Palar, Pencemaran  dan  Toksikologi  Logam  Berat .  Rineka  Cipta. Jakarta (2004).
[2] D.  Z.  Herman, Tinjauan  terhadap  Tailing  Mengandung  Unsur Pencemar  Arsen  (As),  Merkuri  (Hg),  Timbal  (Pb)  dan  Kadmium  (Cd) dari  Sisa  Pengolahan  Bijih  Logam .  Jurnal  Geologi  Indonesia.  Vol.  1 No. 1 Maret  (2006) 31-36.
[3] Nordic, Cadmium  Review .  Prepared  by  COWI  A/S  on  Behalf  of  the Nordic Council of Ministers. Denmark. (2003).
[4] E.  Suryani  dan  S.  Liong, Distribusi  Kuantitatif  Logam  Berat  Pb,  Cd dan  Cu  dalam  Sedimen  di  Sekitar  Perairan  Laut  Dangkal  Pulau Sumbawa . Marina Chimica Acta. (2003). Hal 2-5.
[5] W. Kiswara, S. Rahmawati, H. Novianty dan A. R. Dzumalex. Training Course  in  Seagrass  Transplantation  Methods .  Pusat  Penelitian Oseanografi-LIPI. Jakarta. (2014).
[6] M. H. Azkab, Struktur dan Fungsi pada Komunitas Lamun . Oseana 25 (3): 9-17. (2000).
[7] A.  W.  D.  Larkum,  R.  J.  Orth  dan  C.  M.  Duarte. Seagrasses:  Biology, Ecology and Conservation . Springer. Netherlands. (2006).
[8] X. P. Liu, K. J. Peng, A. G. Wang, C. L. Lian dan Z. G. Shen. Cadmium Accumulation  and  Distribution  in  Populations  of  Phytolacca Americana  L. and The Role of Transpiration . Chemosphere. 78: 1136- 1141. (2010).
[9] B.  Piyanto  dan  Prayitno. Fitoremediasi  sebagai  Sebuah  Teknologi Pemulihan  Pencemaran,  Khususnya  Logam  Berat .  Jurnal  Informasi Fitoremediasi. (2007).
[10] M.  N.  V.  Prasad. Plant  Ecophysiology .  John  Wiley  &  Sons,  Inc. Canada. (1997).
[11] .J.  J.  Zou, W. Jiang dan D. Liu. Effect of Cadmium Stress on Root Tip Cells and Some Physiological Indexes in Allium Cepa var Agrogarium L. Acta Bio Crac 54: 129-141. (2012).