Ekologi Mikrobia Laut, Bab 3 - Prokariot Laut Fotoheterotrofik

Setelah membahas mengenai keanekaragaman dan distribusi prokariot di laut, dalam bab ini saia akan coba fokus pada kemelimpahan dan kontribusi ekologis pada prokariot yang hidup di laut. Di dalam ekologi terdapat suatu persamaan bahwa nilai kontribusi setara dengan kemelimpahan dan distribusinya. Jadi, apapun yang banyak dan tersebar luas dalam perairan laut pasti memiliki kontribusi yang lebih nyata terhadap ekosistem tersebut. Well, tentu saja tidak semua kelompok prokariot akan dibahas disini karena mereka itu terlalu beragam. Pada kesempatan ini saia hanya memfokuskan pada kelompok prokariot fotoheterotrofik, yang ternyata berdasarkan data penelitian terbaru memiliki kontribusi yang cukup nyata khususnya terhadap siklus biogeokimia di lautan lepas. Selamat membaca yak.

Fotoheterotrofik

Fotoheterotrofik merupakan salah satu bentuk nutrisi (mencari makan) mikrobia yang menggunakan sumber energi dari cahaya matahari, namun mengandalkan sumber karbon dari senyawa organik terlarut (dissolved organic matter) di lingkungan sekitarnya. Proses ini berbeda dengan foto2autotrofik yang lebih umum kita kenal, yakni menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi dan menggunakan sumber karbon dari senyawa anorganik (karbon dioksida). Mikrobia fotoheterotrofik seperti layaknya mikrobia heterotrofik murni sangat berkaitan erat dengan mikrobia fotoautotrofik dalam hal perolehan senyawa organik.

Kelompok Mikrobia Fotoheterotrofik dan Kontribusinya Terhadap Ekosistem

Well, siapa sajakah mereka? Data penelitian terbaru membagi mikrobia fotoheterotrofik ini menjadi 3 kelompok, yakni Cyanobacteria, bakteri aerobik anooksigenik fototrofik (AAP), dan bakteri proteorhodopsin (PR). Selanjutnya, mari kita bahas satu per satu.

1. Cyanobacteria

Semua yang mengambil mata kuliah mikrobiologi di manapun di dunia pastinya mengenal kelompok satu ini. Cyanobacteria merupakan satu-satunya kelompok bakteri yang secara evolusioner mengembangkan sistem fotosintetik oksigenik dan juga satu-satunya kelompok yang bertanggung jawab dalam mengisi atmosfer bumi ini dengan oksigen. Berbagai ilmu yang membahas Cyanobacteria mengenalnya sebagai kelompok yang bersifat fotoautotrofik, yakni menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi dan juga dapat mensintesis senyawa karbon organik dari bahan dasar karbon dioksida (CO2). Dalam ekosistem laut cyanobacteria bertindak sebagai produsen, yakni menyediakan senyawa organik hasil fotosintesis kepada mikrobia atau bahkan tingkat trofik yang lebih tinggi. Synechococcus dan Prochlorococcus, dua genera cyanobacteria yang dominan pada ekosistem laut lepas ternyata juga memiliki kecenderungan untuk bersifat fotoheterotrof fakultatif, yakni dapat menggunakan senyawa karbon organik. Penelitian terkini menunjukan bahwa sel dari kedua genera tersebut mampu mengasimilasi nukleosida, asam amino, dan juga karbohidrat ketika dikultur dalam keadaan dengan cahaya. Berdasarkan kompetisinya, ternyata sel Prochlorococcus lebih dapat berkompetisi dalam asimilasi asam amino dibandingkan dengan sel Synechococcus, bahkan dapat dikatakan kompetisinya setara dengan bakteri heterotrofik pada umumnya.

Lalu bagaimana dampaknya terhadap ekosistem sekitar? Adanya sifat fotoheterotrofi pada cyanobacteria sepertinya terkait dengan durasi paparan sinar matahari pada ekosistem laut habitatnya. Dengan demikian, sifat fotoheterotrofi ini turut berkontribuasi pada distribusi kelompok bakteri ini baik secara spasial maupun secara vertikal dalam kolom air. Secara spasial, terdapat zona permukaan laut yang menerima paparan sinar matahari untuk durasi yang singkat. Hal ini terntunya berdampak pada kemampuan fotosintesis cyanobacteria yang sangat bergantung pada cahaya matahari. Adanya kemampuan fotoheterotrofi ini membantu cyanobacteria untuk dapat melakukan metabolisme dan juga bereproduksi meski dalam keadaan tanpa cahaya seperti halnya di perairan kutub. Kedua, yakni secara vertikal, kemampuan fotoheterotrofi memungkinkan distribusi cyanobacteria untuk mencapai zona perairan yang gelap tanpa cahaya.

2. Bakteri Aerobik Anoksigeni Fototrofik (AAP)

Sesuai dengan namanya, kelompok ini beranggotakan bakteri yang mampu melakukan fotosintesis namun tidak dapat menghasilkan oksigen sebagai produk sampingannya. Secara filogenetik, kelompok ini merupakan bagian dari kelompok yang lebih besar, yakni Purple Non-Sulfur Bacteria (PNSB). Kelompok bakteri AAP ini lebih menonjol dalam hal kemelimpahan serta distribusi disebabkan oleh sifatnya yang aerobik, yakni mampu menggunakan oksigen dalam proses respirasinya. Dalam trofik makanan di ekosistem laut lepas, kelompok bakteri AAP ini dapat dikatakan sebagai konsumen tingkat pertama setelah produsen. Ya meskipun mampu berfotosintesis kelompok bakteri ini sepenuhnya bersifat heterotrofik dalam hal perolehan senyawa karbon. Mereka tidak dapat mensintesis senyawa organik dari karbon dioksida seperti halnya Cyanobacteria.

Sifat aerobik, kemampuan yang luas dalam menggunakan senyawa organik, serta didukung dengan kemampuan fototrofiknya membuat kelompok bakteri AAP tersebar secara meluas dan juga melimpah pada ekosistem laut lepas, khususnya pada daerah yang terkena sinar matahari (eufotik). Selain itu penelitian terbaru menyatakan bahwa volum sel bakteri AAP adalah dua kali lebih besar dibandingkan sel bakteri pada umumnya. Hal ini berarti sel bakteri AAP dapat dimangsa oleh tingkatan trofik yang lebih besar seperti mikroplankton atau nanoplankton. Berdasarkan fakta ini juga dihipotesiskan bahwa bakteri AAP merupakan penghubung antara jejaring makanan mikrobia (microbial loop) dengan jejaring makanan klasik (classical food web) yang terdiri dari plankton-plankton besar seperti diatom hingga predator puncak seperti paus dan hiu.

3. Bakteri Proteorhodopsin (PR-containing Bacteria)

Bakteri PR merupakan kelompok bakteri yang baru-baru ini ditemukan. Seperti halnya Cyanobacteria dan bakteri AAP, kelompok ini juga dapat menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi alternatifnya. Namun demikian, perbedaannya dengan dua kelompok sebelumnya terletak pada jenis senyawa kimia pigmen yang digunakan untuk menangkap radiasi sinar matahari. Cyanobacteria dan bakteri AAP masing-masing menggunakan modifikasi senyawa kimia tetrapyrolle yang disebut klorofil-a dan bakterioklorofil. Kedua pigmen ini juga terletak bersama dengan komponen pigmen penangkap cahaya lain, yakni karotenoid, dalam suatu struktur sel yang disebut sebagai fotosistem. Kelompok bakteri PR memiliki suatu protein yang disebut sebagai rhodopsin yang dapat berubah konformasinya ketika terkena cahaya. Mekanisme ini persis seperti protein rhodopsin yang ada pada mata hewan. Dengan demikian, bakteri PR ini memiliki sistem penghasilan energi (ATP) yang difasilitasi oleh protein rhodopsin yang dapat bekerja menghasilkan ATP apabila terkena cahaya.

Kemampuan menggunakan cahaya sebagai sumber energi membuat bakteri PR memiliki kemampuan hidup seperti bakteri AAP. Penelitian baru-baru ini juga menunjukan terdapatnya bakteri PR secara melimpah bersama dengan bakteri AAP pada perairan laut. Kontribusi bakteri PR terhadap ekosistem perairan laut belum banyak diketahui. Hingga saat ini, bakteri PR ternyata berkontribusi dalam siklus sulfur di zona oksik (zona terdapat oksigen) bersama dengan bakteri AAP, yakni mendegradasi senyawa-senyawa sulfur organik.

Simpulan

Bakteri fotoheterotrofik merupakan kelompok bakteri yang terdapat melimpah dengan distribusi yang luas pada ekosistem permukaan laut lepas. Kelompok bakteri ini juga memiliki beragam kontribusi terhadap ekosistem laut dalam hal siklus biogeokimia, khususnya siklus karbon secara global.

Bacaan Lanjutan

Beja, O. & M. T. Suzuki. 2008. Photoheterotrophic Marine Prokaryotes. In Microbial Ecology of the Oceans 2nd Ed. Wiley-Blackwell Pub.: USA.

Ekologi Mikrobia Laut, Bab 2 - Pola Struktur Komunitas Bakteri dan Archaea Laut

Setelah pengantar singkat yang tertulis di Bab 1 sebelumnya, kali ini saia akan berbagi materi berikutnya mengenai struktur komunitas prokariot di laut. Kenapa prokariot? Well tidak dapat dipungkiri bahwa lautan di bumi ini didominasi oleh kehidupan prokariot, yakni bakteri dan archaea, baik dalam hal jumlah maupun aktivitas. Namun demikian, dalam bab ini saia akan mencoba memfokuskan dari segi keanekaragaman dan faktor-faktor yang meregulasi struktur komunitas terlebih dahulu. Selamat membaca yak.

Struktur Komunitas
Kita akan mulai dengan sebuah definisi. Struktur komunitas merupakan penggambaran atau karakter suatu komunitas ditinjau dari keanekaragaman spesies dalam suatu ruang lingkup dan kemelimpahan relatif masing-masing terhadap komunitas total. Nah apabila kita terapkan pada bakteri dan archaea berarti kita akan berurusan dengan berapa banyak spesies dan kemelimpahannya masing-masing di laut sebagai ruang lingkupnya. Ketika kita berbicara dengan keanekaragaman, artinya kita juga berbcara dengan klasifikasi. Ekologi makro umumnya menggolongkan atau mengklasifikasi organisme ke dalam kelompok-kelompok fungsional seperti produsen, konsumen, dekomposer, dll. Hal tersebut juga berlaku dalam ekologi mikrobia seperti contohnya kelompok foto-lithoautotrof, khemo-litoautotrof, khemo-organoheterotrof, dll. Namun demikian, terdapat suatu pola bahwa beberapa kelompok fungsional ekologis dari bakteri dan archaea ternyata memiliki sejarah evolusi yang mirip. Hal ini membuat dibuatnya suatu pengelompokan komunitas bakteri dan archaea selain berdasarkan fungsi, juga berdasarkan data evolusioner filogenetik.

Keanekaragaman dan Distribusi
Oke, berbicara mengenai keseluruhan spesies bakteri dan archaea yang terdapat dalam komunitas prokariot laut akan membuat tulisan ini terlalu panjang. Dalam kesempatan ini saia akan coba menyinggung mengenai kelompok filogenetik bakteri dominan di perairan laut. Berbagai macam kelompok filogenetik bakteri yang terdapat di laut meliputi filum Proteobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Actinobacteria, dan kelompok green non-sulfur bacteria (GNSB) yang mungkin meliputi filum Chloroflexi. Keanekaragaman archaea di laut juga cukup luas dan meliputi 2 filum, yakni Crenarcheota dan Euryarchaeota. Beberapa bakteri yang diduga sebagai spesies baru pun banyak ditemukan, namun belum dapat teridentifikasi akibat tidak dapat tumbuh dalam medium kultur.

Setelah keanekaragaman spesies, sekarang mari kita berbicara mengenai distribusi dan kemelimpahan. Data mengenai distribusi dan kemelimpahan akan lebih banyak terkait dengan bakteri akibat masih sedikitnya data penelitian mengenai archaea. Berdasarkan data yang terkumpul, diambil sebuah generalisasi bahwa komunitas bakteri cenderung terdistribusi pada zona permukaan hingga kedalaman sekitar 100 meter. Archaea kemudian mulai cenderung terdistribusi pada zona dibawah 100 meter bahkan hingga dasar lautan. Lanjutan mendetail mengenai distribusi dan kemelimpahan komunitas bakteri yang mencakup beberapa kelompok fungsional besar akan dibahas pada bab-bab berikutnya.

Faktor-faktor yang Meregulasi Struktur Komunitas
Struktur suatu komunitas tentunya dipengaruhi atau merespon pada berbagai macam faktor. Dalam kasus komunitas mikrobia, faktor-faktor tersebut dapat dikatergorikan menjadi bottom-up control, top-down control, sideways control, dan 'kill the winner' hypothesis. Selanjutnya, mari kita bahas satu-per-satu.

1. Bottom-up Control
merupakan respon komunitas terhadap nutrien. Lautan merupakan sebuah ekosistem dengan konsentrasi nutrien yang sangat rendah akibat volume air yang sangat besar. Selain itu terdapat juga beberapa jenis nutrien yang bersifat membatasi pertumbuhan populasi kelompok mikrobia tertentu (limiting nutrient). Pengaruh jenis dan konsentrasi nutrien terhadap komunitas mikrobia laut tentunya akan mengakibatkan kompetisi antar mikrobia, sehingga jelas bahwa faktor ini mengatur pola struktur komunitas.

2. Top-down Control
Siapapun yang pernah belajar ekologi pastinya akan langsung terbayang akan hubungan pemangsa-mangsa (predator-prey relationship) apabila melihat faktor ini. Dalam komunitas mikrobia, predator yang dimaksud umumnya berupa kelompok mikrobia eukariotik yang sering disebut sebagai nanoflagelata heterotrofik (HNF / heterotrophic nanoflagellates). Selain kelompok HNF, predator lain juga dapat berupa protozoa yang lebih besar seperti yang terdapat dalam kategori mikroplankton.

3. Sideways Control
Faktor ini cukup unik bagi komunitas mikrobia, khususnya bakteri. Hal ini disebabkan karena adanya interaksi antar spesies bakteri dan interaksi ini turut mempengaruhi kemelimpahan individu bakteri tersebut dalam populasi. Interaksi ini melibatkan co-metabolisme, sintrofi, hingga quorum-sensing.

4. 'Kill the winner' hypothesis
Walaupun masih diasumsikan sebagai hipotesis, namun data penelitian yang membuktikan kebenaran hipotesis ini semakin banyak. Faktor ini terkait dengan parasit pada komunitas bakteri, yakni virus atau phage. Data penelitian menunjukan bahwa adanya sisipan DNA virus turut meregulasi kemelimpahan individu bakteri dalam populasi yang pada akhirnya akan mempengaruhi struktur komunitas secara keseluruhan. Regulasinya terkait dengan aktivasi siklus litik phage pada saat ketika kemelimpahan individu dari suatu spesies bakteri mencapai nilai tertentu. Seperti hal-nya top-down control, faktor "kill the winner' ini turut meregulasi komunitas bakteri dengan cara menguranginya. Selain itu, pengurangan kemelimpahan suatu populasi bakteri tertentu juga membuka niche yang kemudian dapat dikuasai oleh populasi bakteri lainnya, sehingga keduanya dapat co-exist.

Bacaan Lanjutan
Fuhrman, J. A. & A. Hagstrom. 2008. Bacterial and Archaeal Community Structure and Its Patterns. In Microbial Ecology of the Oceans 2nd Ed. Wiley-Blackwell Pub.: USA.

Ekologi Mikrobia Laut, Bab 1 - Sebuah Pengantar

Kali ini saia Chef Victor dengan segala ketidakjelasan dalam tulisannya akan mencoba untuk berbagi sedikit informasi yang telah diperoleh khususnya mengenai Mikrobiologi Laut. Cerita ini merupakan cerita bersambung dalam artikel 'Bukan Tulisan Ilmiah' yang mencakup keanekaragaman mikroorganisme lautan serta perannya dalam ekosistem terbesar di bumi ini. So stay tuned and keep reading :)

Ketika kita berbicara tentang lautan, apa yang dapat kita bayangkan? Well, hal pertama yang terpikir mungkin bahwa lautan merupakan daerah yang terluas di bumi. Luas lautan mencakup sekitar 70% luas permukaan bumi, sehingga tidak mengherankan juga apabila lautan merupakan ekosistem terbesar di bumi. Apabila kita mengkaitkan mikrobia dengan ekosistem laut, kita akan mendapati bahwa mikrobia mampu untuk hidup pada segala jenis habitat di laut. Sebut saja, mulai dari zona pesisir, paparan benua, laut lepas, cerobong panas bawah laut, hingga lautan es di kutub utara dan selatan; mikrobia terdapat di semua tempat itu. Dengan adanya mikrobia sebanyak dan seberagam itu, tentunya akan berkaitan juga dengan pengaruh yang ditimbulkan dari aktivitas-aktivitas mereka terhadap lingkungan sekitar. Nah itulah yang menjadi kajian dari bidang ilmu Ekologi Mikrobia Laut.

Apa itu ekologi mikrobia laut? Berdasarkan definisi dari salah satu pakar di bidang ini, Dr. David L. Kirchman, ekologi mikrobia laut merupakan sub-disiplin ilmu ekologi yang mempelajari mikrobia pada ekosistem laut. Selanjutnya 'mikrobia' disini masih didefinisikan secara klasik, yakni organisme berukuran lebih kecil dari 100 mikrometer (1 milimeter = 1000 mikrometer) yang pada umumnya hanya dapat dilihat menggunakan mikroskop. Dengan demikian kelompok organisme yang disebut mikrobia itu mencakup bakteri, archaea, protista, dan fungi mikroskopik. Namun demikian, fungi didapatkan kurang memberikan kontribusi ekologis di ekosistem laut sehingga kelompok yang satu ini kurang mendapat bahasan. Virus yang bukan merupakan mahluk hidup, juga termasuk dalam kajian ekologi mikrobia laut karena virus memberikan pengaruh besar terkait regulasi kemelimpahan mikrobia dan virus juga termasuk salah satu kelompok mikrobia.

Selain menggolongkan mikrobia secara taksonomis, mikrobia juga digolongkan berdasarkan fungsi/peran nya di ekosistem laut. Pengelompokan berdasarkan peran ini membagi kelompok mikrobia menjadi beberapa kelompok besar, yakni produsen primer, fotoheterotrof, prokariot heterotrofik, grazer, virus, dan mikrobia yang berperan dalam siklus nitrogen. Cukup banyak bukan? Oke, mari kita bahas satu persatu:

1. Produsen primer. Seperti yang telah diketahui dari kuliah ekologi, produsen primer merupakan kelompok mikrobia yang dapat mensintesis senyawa karbon organik dari bahan karbon anorganik seperti karbon dioksida. Kelompok ini sebagian besar meliputi fotoautotrof seperti cyanobacteria dan protista fotosintetik, sedangkan sebagian kecil meliputi kelompok chemolithoautotrof dasar laut dalam yang tidak ada cahaya matahari.

2. Fotoheterotrof. Merupakan kelompok mikrobia yang baru-baru ini ditemukan dan berpotensi memiliki peranan besar dalam siklus karbon laut global. Seperti layaknya kelompok cyanobacteria, kelompok fotoheterotrof ini dapat menggunakan cahaya matahari untuk menghasilkan energi bagi dirinya sendiri namun demikian masih menggantungkan kebutuhan karbon organiknya dari kelompok autotrof. Keunikan aktivitas serta ukuran yang relatif besar dibandingkan dengan bakteri lain pada umumnya memunculkan hipotesis bahwa kelompok bakteri fotoheterotrof ini merupakan penghubung antara jejaring makanan mikrobia (microbial foodweb) dengan jejaring makanan klasik di laut yang berbasis pada plankton besar (classic foodweb).

3. Prokariot Heterotrofik. Ada yang menghasilkan pasti ada yang mengkonsumsi. Ya begitulah makna heterotrofik, yakni kelompok prokariot (bakteri dan archaea) yang menggantungkan kebutuhan karbon dan energi dari produsen primer. Secara proses, kelompok ini mendapatkan sumber karbon dan energi dengan cara menyerap senyawa organik yang terlepas dari sel produsen primer (coba bandingkan prosesnya dengan kelompok grazer).Di dalam piramida makanan mikrobia laut, kelompok ini dapat dipandang sebagai konsumen pertama setelah produsen primer.

4. Grazer. Secara harfia berarti perumput atau yang memakan rumput. Kelompok mikrobia ini juga termasuk heterotrofik namun berbeda dengan kelompok prokariot heterotrofik dalam mendapatkan makanannya. Kelompok grazer merupakan kelompok heterotrof yang mendapatkan sumber karbon dan energinya dari memakan mangsanya. Singkat kata, mereka adalah predator.

5. Virus. Mikrobia yang satu ini telah disepakati sebagai bukan mahluk hidup karena tidak memiliki sel. Kemampuan virus menunjukan ciri hidup terdapat pada asam nukleatnya (DNA / RNA) dan dapat menginfeksi mikrobia sekitar yang cocok dengannya. Peranan virus dalam ekosistem laut mulai dikenal akibat kemampuannya dalam membunuh mikrobia yang terinfeksi olehnya, sehingga virus dikenal sebagai pengendali populasi kelompok mikrobia lain. Jumlahnya yang jauh melebihi bakteri maupun archaea di ekosistem laut juga semakin meningkatkan peranannya di lautan.

6. Mikrobia yang Berperan Dalam Siklus Nitrogen. Senyawa karbon tentunya membutuhkan tambahan atom nitrogen (N) agar dapat membangun enzim yang merupakan mesin kehidupan di bumi ini. Tanpa N, maka tidak akan ada asam nukleat maupun protein dan dengan demikian N itu penting. Kelompok mikrobia yang berperan dalam siklus N terbagi dalam serangkaian proses yang cukup panjang. Namun di pengantar ini hanya akan diceritakan mengenai kelompok mikrobia yang bertanggung jawab dalam proses fiksasi N (diazotrof), mikrobia nitrifikasi (nitrifiers), dan mikrobia denitrifikasi (denitrifiers).

Secara garis besar, keenam kelompok fungsional mikrobia ini merupakan yang berperan besar pada ekosistem laut. Dapat disimpulkan bahwa proses biogeokimia di laut tidak terlepas dari peranan mikrobia yang bergitu besar. Dengan keunikan dan keberagaman aktivitas metabolisme serta kemelimpahannya dalam ekosistem laut yang begitu tinggi, tidak mengherankan apabila mikrobia mendominasi ekosistem laut pada berbagai proses. Lebih lanjut lagi, rincian peranan dan interaksi mereka satu sama lain akan saia jelaskan lagi pada bab-bab berikutnya.

Bacaan Lanjutan

Kirchman, D. L. 2008. Introduction and Overview. In Microbial Ecology of the Oceans 2nd Ed. Wiley-Blackwell Pub.: USA.

Bagaimana Kita Menyikapi Sebuah Definisi Terhadap Biologi

Hoho...kembali bersama saia Chef Victor dengan segala unek-unek anehnya yang terkadang terkesan setengah gila dan setengah tidak waras. Sepertinya untuk tulisan ini akan saia posting di artikel Bukan Tulisan Ilmiah, tepatnya di blog tercinta saia yang sudah lama tidak terima update-an. Yah apalagi kalau bukan biologystuffs.blogspot.com (promosi gituh). Baiklar, pada tulisan kali ini saia akan mengajak teman-teman pembaca sekalian untuk mendefinisikan arti kata Biologi dan mencoba menelusurinya secara panjang, lebar dan dalam. Dalam tulisan ini saia hanya mencoba menyampaikan sebuah pandangan saja menurut pengetahuan yang tersedia dan saia sama sekali tidak bermaksud untuk menghakimi siapapun. Jadi apabila ada yang merasa isi dalam tulisan ini kurang pas di kaki dan di hati, ya segera dicari nomor ukuran yang pas saja yax. Selamat membaca :)

Oke sekarang kita mulai dengan satu pertanyaan, apa itu Biologi? Yaa Biologi itu terdiri dari kata "Bios" yang berarti "kehidupan" dan "Logos" yang berarti "ilmu". Jadinya secara sederhana kita bisa mendefinisikannya sebagai ilmu yang mempelajari kehidupan. Well, beranjak dari Biologi, ternyata kehidupan tidak sesederhana yang kita bayangkan dan nyatanya memang jauh lebih kompleks. Dengan dmeikian kita mengklasifikasi keanekaragaman karakter kehidupan sehingga dapat kita pelajari secara lebih mendalam. Saia mencoba menyimpulkan berdasarkan pengalaman saia bahwa sebagai satu kesatuan, biologi merupakan komponen dari 3 sub-ilmu, yakni Sistematika, Ekologi, dan Biologi Fungsional. Integrasi dari ketiga inilah yang membuat biologi secara keseluruhan.

Sistematika atau yang sering juga disebut sebagai Sistematika & Evolusi merupakan cabang biologi yang mempelajari keanekaragaman organisme serta hubungan antar organisme baik secara kemiripan maupun secara kekerabatan. Proses evolusi yang terjadi seiring berjalannya waktu menjadi landasan dalam hubungan kekerabatan antar organisme tersebut. Ekologi merupakan cabang biologi yang mempelajari interaksi antar sesama organisme maupun antar organisme dengan lingkungannya yang pada akhirnya menentukan distribusi dan kemelimpahannya. Kemudian selanjutnya adalah biologi fungsional yang mempelajar struktur, fungsi, serta perilaku organisme. Nah berdasarkan definisi sederhana yang saia coba buat-buat ini, pola apa yang dapat kita lihat disini? Yup, ketiga cabang ini memiliki hirarki kajiannya sendiri-sendiri yang kemudian bergabung menjadi satu kesatuan yang utuh, tepat sama seperti ketiga istilahnya sendiri yang menyusun biologi.

Kita dapat melihat bahwa pada hirarki terendah, yakni tingkat individu dari suatu spesies, menjadi ruang lingkup kajian biologi fungsional. Kajiannya mempelajari seperti morfologi, anatomi, fisiologi, etologi dari suatu organisme pada level individual. Sedangkan pada hirarki kedua, yakni tingkat populasi, menjadi ruang lingkup kajian sistematika dan evolusi. Kajian dari cabang biologi ini khususnya mempelajari spesies yang pastinya sudah kita ketahui bersama memiliki struktur berupa sebuah populasi. Kemudian pada level komunitas dan ekosistem, tidak dapat diragukan lagi itulah kajian dari bidang ekologi.

Sebagai mahasiswa bidang biologi, kita tentu akan diluluskan sebagai sarjana biologi. Dengan demikian, kita tentunya diharapkan untuk dapat mandiri serta bertanggung jawab terhadap gelar yang kita dapatkan itu. Apabila kita asosiasikan dengan penjabaran saia diatas, sarjana biologi artinya seseorang yang telah memahami biologi baik pada cakupan fungsional, sistematika, dan ekologi. Lebih lanjut lagi, artinya kita telah memahami sekelompok sub-sub disiplin ilmu biologi pada tahapan individual, populasi, komunitas, hingga ekosistem. Hey ini merupakan satu kesatuan dan kita jangan memisahkan cabang ilmu tersebut dengan kedok 'peminatan atau spesialisasi pake telor'. Pada tulisan ini saia ingin menaruh harapan agar teman-teman yang sedang menempuh perjalanan ke-biologi-an dapat dan segera menyadari esensi dari keutuhan suatu bidang ilmu yang dinamakan Biologi.

Saia rasa tidak sedikit kasus atas nama ilmu biologi yang ternyata lebih berpotensi merusak ketimbang memperbaiki dan menjaga kesinambungan kehidupan di bumi ini. Saia hanya bisa berkesimpulan bahwa itu kemungkinan diakibatkan oleh penguasaan biologi yang tidak utuh menyeluruh sehingga asumsi yang dibangun tidak mencakup sebanyak mungkin aspek. Sebagai penutup, marilah kita bersama-sama mencoba untuk menguasai biologi secara menyeluruh dari B hingga I agar di masa depan kita dapat membuktikan diri kita sebagai pejuang di bidang biologi.

Salam Saia
Victor

Penyusupan Makhluk Asing Melalui Air Ballast Kapal

Hiyaa....setelah inaktif dari menulis artikel bukan artikel ilmiah untuk waktu yang sangat lama, akhirnya saia bisa menelorkan satu artikel baru. Kali ini judulnya terlihat 'sangat menarik' karena memang demikian halnya. Tapi kalau baca judul artikel ini, jangan dibayangkan 'makhluk asing' yang saia maksud itu seperti alien atau monster di film-film sains-fiksi. 'Makhluk asing' yang saia maksud sebenarnya sangat umum ditemui di sekitar kita, bahkan saking umumnya orang sampai tidak peduli. Tapi di tempat lain, makhluk-makhluk ini membuat banyak sekali masalah.

Nah...saia akan bahas satu persatu beberapa hal yang berkaitan dengan judul tulisan saia kali ini.

Yang pertama tentu saja tentang apa 'makhluk asing' yang saia maksud. Nah...'makhluk asing' yang saia maksud adalah organisme akuatik (bisa air tawar, bisa air laut) yang merupakan organisme alami di satu daerah, tapi muncul (atau terbawa) ke daerah lain. Dimana di daerah tersebut organisme tersebut tidak pernah ditemukan (atau muncul) secara alami di alam. Beberapa contoh yang sangat populer (dan membuat banyak masalah) adalah ubur-ubur, kerang, dan fitoplankton (untuk ubur2, lihat artikel Nomura). Organisme ini bisa menempuh jarak ratusan hingga ribuan kilometer jauhnya dari tempat hidup alaminya, fenomena ini dalam ilmu ekologi disebut Jump Dispersal. Eits....tapi ini bukan-sulap-bukan-sihir bukan pula tipuan en bukan pula organisme itu yang kelewat sakti, sampai bisa lompat sejauh ratusan kilometer, tapi ini gara-gara ulah manusia yang lalu-lalang di laut dengan menggunakan kapal.



Ya....kapal. Itu sumber masalah yang menyebabkan terjadinya jump dispersal dan penyusupan makhluk asing ke daerah yang bukan habitat alaminya.

Sistem penyeimbang kapal (ballast) yang menjadi penyebab utama munculnya jump dispersal

Seperti yang mungkin sudah kita ketahui, dalam kapal ada sistem penyeimbang yang disebut dengan ballast (di organisme akuatik juga punya loh, tapi ga saia bahas disini). Saat kapal memuat atau membongkar muatan, kapal harus dilengkapi sistem penyeimbang yang membuat kapal tersebut tidak tenggelam atau timbul terlalu tinggi (klo ga kapal bisa terguling). Jaman dulu ballast kapal diisi dengan pasir atau batu, tapi sekarang digunakan air (bisa tawar, bisa laut) sebagai penyeimbang kapal.

NAH...masalahnya.....ketika air ballast disedot dari pelabuhan asal, BUANYAK organisme yang juga ikut tersedot (termasuk ubur-ubur, larva kerang, dan fitoplankton). Meski banyak juga yang mati di dalam ruang ballast kapal, tapi banyak juga yang bandel dan bisa bertahan hidup. Nah....ketika kapal tiba di pelabuhan tujuan, air ballast ini harus dibuang. Pada saat itulah 'makhluk-makhluk asing' tersebut sampai di tempat baru.

Sialnya....di tempat baru tersebut seringkali TIDAK ADA organisme yang mau atau bisa makan 'makhluk-makhluk asing' tersebut. Ditambah dengan banyaknya nutrien (makanan) di tempat baru dan tidak ada kompetitor (pesaing), jadilah mereka berkembang biak dan berpesta-pora. Terus ditambah lagi mereka umumnya punya siklus reproduksi yang yang sangat singkat. Bisa dalam 1 malam ada puluhan bahkan ratusan individu 'makhluk asing ' yang menghasilkan jutaan bahkan miliaran telur atau larva, gilanya...larva tersebut bisa jadi dewasa dalam waktu kurang dari 1 minggu. Ah.....sialnya lagi 'makhluk-makhluk asing' itu juga membunuh, memakan, menekan, mendesak, dan atau meracuni organisme lokal di tempat barunya. Sehingga keberadaannya bisa menghancurkan keseimbangan ekosistem di tempat barunya tersebut. Nah, kalau sudah begini 'makhluk-makhluk asing' tersebut lalu dijuluki sebagai organisme invasif.

Ubur-ubur sisir (comb jellyfish), makhluk mungil yang menyengsarakan nelayan di Danau Laut Kaspia

Beberapa contoh kasus dari fenomena jump dispersal 'makhluk asing' melalui air ballast, serta invasi ke ekosistem baru adalah kasus yang muncul di Danau Laut Kaspia. Di danau terbesar di dunia itu muncul serbuan ubur-ubur sisir (comb jellyfish) yang memakan larva ikan Kilka, ikan yang merupakan sumber mata pencaharian nelayan setempat.
                                                

Kerang emas (golden mussel), bivalvia biang sejuta masalah

Serbuan kerang emas di filter pendingin sebuah pembangkit listrik

Kemudian di Amerika Selatan muncul juga serbuan kerang emas (golden mussel (atas)) yang menyebar dan berkembang biak dengan kecepatan yang tidak masuk akal (laju penyebaran mencapai 240 km/tahun). Sehingga menghancurkan perikanan air tawar, merusak sistem pengolahan air, mengancam ketahanan bendungan, dan merusak sistem pembangkit listrik (bawah).

Red Tide yang diakibatkan oleh ledakan populasi fitoplankton yang sebagian besar SANGAT beracun

Tidak kalah seru, di berbagai perairan di dunia (misal di pantai Florida), muncul pula blooming spesies fitoplankton (mikroalgae) berwarna merah yang akhirnya membuat lautan berubah warna menjadi merah. Fenomena ini lazim disebut juga Red Tide (walau kadang warnanya ga merah, bisa juga hijau atau kuning-kecoklatan). Masalahnya fitoplankton ini sangat beracun dan bisa membunuh ikan, udang, kepiting, burung, mamalia laut (ikan paus juga bisa mati loh), dan tentu saja manusia. Bila kasus-kasus seperti itu tidak segera ditangani, dampaknya bisa semakin luas, parah, dan permanen. Dan semua kasus tersebut terjadi diakibatkan oleh manajemen air ballast kapal yang tidak memperhatikan dampaknya ke lingkungan.

Lalu...bagaimana cara menanganinya?

Ada beberapa cara sebenarnya, baik secara hipotesis maupun yang sudah dijalankan secara nyata di lapangan. Cara pertama tentu adalah mencegah 'makhluk-makhluk asing' tersebut menyusup ke dalam ballast kapal, atau kalau sudah menyusup, maka yang harus dilakukan adalah mencegah mereka masuk ke tempat baru. Beberapa cara yang bisa dilakukan misalnya Ballast Water Exchange, yaitu dengan mengambil air ballast di pelabuhan asal lalu menukarnya di tengah laut dengan air laut baru. Kemudian air ballast ini ditukar lagi dengan air laut di pelabuhan tujuan. Beberapa perusahaan kapal juga menggunakan Ozone atau sinar UV untuk mensterilkan air ballast di kapal mereka. Kemudian di kapal-kapal tanker minyak sering digunakan Flow Trough System, yaitu sistem yang memungkinkan air ballast terus bersirkulasi dari laut ke kapal, kemudian keluar kapal lagi, sehingga tidak ada organisme asing yang bisa menyusup ke dalam air ballast kapal. Kemudian cara kedua adalah biomanipulasi bila 'makhluk-makhluk asing' tersebut berhasil mencapai, dan sudah berkembang-biak-pora di tempat barunya. Biomanipulasi ini pada dasarnya adalah memasukkan organisme pemangsa 'makhluk asing' tersebut ke tempatnya menginvasi. Cara ini cukup efektif tapi harus dilakukan dengan SANGAT HATI-HATI, karena organisme pemangsa 'makhluk asing' ini bisa jadi berubah jadi 'makhluk asing' juga yang dapat merusak ekosistem.

Nah....setelah membaca artikel ini saia harap kalian mulai menyadari bahaya yang timbul dari 'makhluk-makhluk asing' tersebut. Harap ingat, contoh-contoh tersebut hanya SEDIKIT dari BUANYAK kasus yang sudah muncul di seluruh belahan dunia. Masih banyak kasus lain yang sudah terjadi dan sampai sekarang belum bisa diatasi, serta terus menimbulkan banyak masalah.

Jadi...bagi kalian-kalian yang baca artikel ini. Silahkan direnungkan dan kalau kebetulan ilmunya sesuai, silahkan dikembangkan, dikaji, dan diteliti (ehehe....termasuk untuk saia ^___^). Siapa tahu suatu saat lagi kalianlah yang menemukan solusi terbaik untuk menyelesaikan masalah 'penyusupan makhluk asing melaui air ballast kapal ini'.

Akhir kata saia ucapkan terima kasih dan Keep on Creative!

Arief Rachman a.k.a red_rackham 2011

P.S. Silahkan berkomentar dan memprotes kalau ada yang kalian anggap tidak benar, asal jangan dilempar BRP, Bata, atau Hate This. Kalau benar dan menurut kalian menarik, boleh dikasih GRP, Cendol, Ijo-ijo, Thanks, atau Like This \(^o^)/

Nomura: Sebuah Invasi Kejayaan Invertebrata (Part II)

Err...this is Part II haa...*dengan aksen SingLish*

Yup seperti yang saia janjikan sebelumnya, ini merupakan kelanjutan dari Nomura Part I. Artinya, notes ini masih akan becerita panjang, lebar serta dalam mengenai ubur-ubur Nomura. Pada Part II ini saia akan memfokuskan pada hubungan antara Nomura dengan manusia. Emm, saia rasa tentunya hubungan ini bukanlah sebuah hubungan yang baik-baik saja. Jadi bagaimanakah kelanjutannya? Mari kita simak tulisan dibawah ini. Selamat membaca ^^/

Ketika Pencarian Masalah Berujung Pada Masalah

Saia rasa biologi ubur-ubur dan khususnya Nomura sedikit banyak dapat memberikan bayangan mengenai apa yang akan terjadi apabila terjadi suatu gangguan dalam ekosistemnya. Ya dan itulah yang sedang kita hadapi sekarang ini. Pencemaran ekosistem laut secara besar-besaran, penangkapan ikan secara berlebihan, perusakan terumbu karang turut berkontribusi dalam pencarian masalah dengan Nomura. Apakah ini sebuah balasan kepada kita yang telah merusak lingkungan ataukan ini menjadi awal kebangkitan kembali invertebrata lautan, saia serahkan semua pemikiran itu kepada teman-teman pembaca.

Masalah yang dihadapi pada umumnya adalah seragan ubur-ubur (jellyfish swarm) pada perairan yang biasanya menjadi tempat penangkapan ikan. Serangan ini berupa invasi jutaan ubur-ubur Nomura dewasa yang masing-masing memiliki berat sekitar 100 kilogram. Cukup besar atau cukup banyak? Bayangkanlah. Jepang sebagai salah satu negara yang bermasalah dengan Nomura mencatatkan sejarah bahwa invasi ini sebenarnya adalah normal, karena negara Jepang berada pada pertemuan dua arus laut yang sepertinya membawa ubur-ubur. Namun demikian, kenormalan tersebut memiliki rentang waktu invasi empat puluh tahunan sekali. Namun dalam sepuluh tahun terakhir, invasi ini meningkat drastis menjadi sekali setiap tahunnya. Invasi ini mengakibatkan kerugian yang tidak sedikit. Hampir seluruh industri perikanan tutup pabrik akibat panen ikan yang digantikan oleh panen jutaan ubur-ubur. Mengapa hal ini terjadi? Ubur-ubur sebesar Nomura yang makan dengan cara menyaring air di sekitar menggunakan tentakelnya akan menghabiskan organisme planktonik kecil yang berada di laluannya. Larva ikan juga menjadi salah satu korbannya, sehingga ikan-ikan tersebut sudah habis dimakan sebelum tumbuh besar. Hal ini juga bertambah buruk karena masyarakat Jepang sekalipun yang merupakan pengonsimsi makanan laut terbesar di dunia, enggan memakan ubur-ubur. "Ubur-ubur itu mengandung racun di tentakelnya. Memakannya berarti anda mencari penyakit..." jelas salah satu nelayan yang frustrasi karena pukatnya yang penuh dengan ubur-ubur Nomura.

Ketika ditinjau lebih lanjut, para ahli biologi kelautan mendapatkan bahwa salah satu pelabuhan di perairan China menjadi tempat penetasan telur ubur-ubur Nomura. Mengapa hal ini terjadi? Penlitian lebih lanjut menyatakan bahwa kualitas perairan di pelabuhan tersebut ternyata memang sesuai sebagai tempat penetasan serta pendewasaan ubur-ubur. Kadar oksigen terlarut yang sedikit, suhu air yang relatif lebih hangat akibat kapal yang berlalu-lalang, serta melimpahnya zooplankton disana akibat eutrofikasi (peningkatan kadar bahan organik) perairan. Perairan yang seperti ini sering juga disebut sebagai zona mati (Dead Zone) karena tingkat oksigen perairan yang rendah sehingga tidak dapat mendukung kehidupan ikan, terumbu karang, dan lainnya. Ya, hanya bakteri, fitoplankton, zooplankton, dan Nomura yang hidup disana. Studi lebih lanjut juga menyatakan bahwa Dead Zone ini menjadi semakin banyak terdapat di perairan berbagai negara dan perairan Jepang tidak luput dari itu.

Mengirimkan Tangan Untuk Menangani Nomura

Berbagai macam cara dilakukan oleh pemerintah Jepang untuk dapat mengatasi invasi ubur-ubur Nomura ini, mulai dari penghancuran secara langsung hingga melakukan rekonstruksi ekosistem laut agar dapat mengembalikan keseimbangan jejaring makanan laut. Terdapat hal-hal menarik dibalik setiap penanganan tersebut dan kita akan membahasnya satu per satu.

Penghancuran ubur-ubur secara massal merupakan metode yang cepat dan efektif. Pasang pukat baja pada perahu berkecepatan tinggi dan segera potong ubur-ubur itu. Lakukan saja secara rutin dan hasilnya segera terlihat, laut Jepang segera bersih dari Nomura. Namun demikian, ternyata hal ini hanya menjadi jalan keluar sementara karena sebagian ubur-ubur Nomura yang terpotong ternyata mengandung telur yang sudah dibuahi. Penghancuran hanya akan membantu menyebarkan telur-telur tersebut ke perairan Jepang. Seiring dengan semakin meluasnya Dead Zone di pesisir utara dan selatan Jepang telur-telur yang tersebar memiliki kemungkinan untuk tumbuh dan berkembang disana. Pendek kata, metode ini membantu membuat perairan Jepang menjadi tempat penetasan dan pendewasaan Nomura setelah perairan China.

Pemikiran lain mengenai penanganan ubur-ubur Nomura adalah meniru cara masyarakat China, yaitu dengan mengonsumsinya. Masyarakat China telah menjadikan ubur-ubur sebagai salah satu menu di meja makan mereka dan mereka percaya bahwa ubur-ubur baik untuk kesehatan. Salah satu peneliti Jepang mencoba untuk mengadopsi ide tersebut dengan mencoba mengkreasikan menu masakan ubur-ubur yang cocok untuk lidah masyarakat Jepang. "Jika kau tidak dapat melawan mereka, makanlah mereka" menjadi slogan stand hidangan masakan ubur-ubur Nomura pada festival makanan laut Jepang. Beberapa orang yang berkunjung mencobanya dan menyatakan bahwa ternyata memang enak untuk dimakan. Namun demikian, pemikiran untuk tidak menyukai ubur-ubur ternyata lebih mendominasi sehingga stand ubur-ubur di festival tersebut sepi pengunjung.

Ahli biologi kelautan Jepang mengatakan bahwa mempelajari siklus hidup ubur-ubur Nomura mungkin akan menyediakan jalan keluar bagi krisis ini. Bersama dengan ahli ekologi kelautan, mereka menyatakan bahwa ledakan populasi Nomura selain diakibatkan oleh eutrofikasi perairan, ternyata juga diakibatkan oleh ketiadaan pemangsanya. Nomura ternyata memiliki pemangsa yang menurut saia sangat tidak terduga, yaitu ikan karang file fish (familia Monacanthidae). Ikan ini berukuran cukup kecil, mungkin tidak lebih besar dari telapak tangan manusia namun memiliki gigi tajam yang didesain untuk memakan tentakel ubur-ubur. Selain itu lapisan lendir di seluruh tubuhnya membuat ikan ini kebal terhadap sengatan ubur-ubur. Yup, solusi telah ditemukan, namun pertanyaan berikutnya adalah kemana ikan-ikan ini sekarang? Perusakan terhadap terumbu karang turut merusak habitat tempat ikan ini hidup, sehingga ikan ini menjadi jarang dijumpai lagi di perairan Jepang. Informasi ini membuat pemerintah Jepang mengeluarkan kebijakan untuk merekonstruksi kembali terumbu karang secara artifisial (buatan manusia). Uji coba pembuatan terumbu karang artifisial pertama membuat kembalinya file fish dan berhabitat disana meskipun masih dalam kelompok kecil. Pemangsa kecil ini memang melakukan tugasnya dengan hasil yang cukup menjanjikan, mereka memakan ubur-ubur Nomura segera setelah diberikan. Dengan demikian satu-satunya tugas yang tersisa adalah meningkatkan populasi file fish ini untuk dapat memerangi jutaan ubur-ubur yang melewati perairan Jepang setiap tahunnya.

Kesimpulan

Ubur-ubur Nomura sebagai salah satu invertebrata yang boleh dikatakan primitif ternyata mengakibatkan masalah yang cukup serius bahkan di jaman yang boleh dikatakan tidak primitif ini. Ledakan populasi sera invasi Nomura ternyata juga tidak luput dari ulah manusia yang menyebabkan terjadinya hal tersebut, mengingatkan kita mengenai suatu kesalahan masa lalu yang sudah berjalan cukup jauh. Apakah kita ingin dunia ini kembali lagi ke jaman primitif ketika para invertebrata berkuasa? Yah, saia yakin kita semua tahu dan sepakat akan satu jawaban tersebut. Sekarang saatnya mewujudkan jwaban kita menjadi suatu tindakan nyata. LINDUNGI LAUT KITA!!!

Regards,

Victor Apriel

Nomura: Sebuah Invasi Kejayaan Invertebrata (Part I)

Hoho...masih bersama saia Chef Victor dengan Silly & Funny Writings dalam artikel Bukan Tulisan Ilmiah. Kali ini saia ingin mencoba bercerita mengena ubur-uburi Nomura. Tulisan tentang ubur-ubur Nomura ini saia bagi menjadi dua bagian (parts). Part I akan menceritakan mengenai biologi dari ubur-ubur dan juga ubur-ubur Nomura yang meliputi siklus hidup, laju pembiakan, persebaran, dan cara makan. Part II akan melanjutkan ceritanya dengan hubungan antara Nomura dengan manusia ayng meliputi permasalahan yang ditimbulkan serta bagaimana cara penanganannya. Jadi, untuk mengetahui secara lebih mendetail, silahkan simak tulisan berikut di bawah ini.

Pengantar

Hmm apakah Nomura itu? Ya Nomura merupakan nama dari suatu jenis ubur-ubur, Nemopilema nomurai. Ubur-ubur ini memiliki ukuran yang besar, tepatnya nomor dua terbesar di dunia. Nah kali ini, beberapa negara di dunia ini sedang mengahadapi krisis yang berkaitan dengan ubur-ubur. Ya, negara-negara tersebut sedang diinvasi oleh ubur-ubur. Selain merusak perekonomian, ubur-ubur memiliki sengat beracun yang membahayakan bagi manusia. Kita pun kemudian bertanya, darimana ubur-ubur tersebut datang? Mengapa mereka datang dalam jumlah besar? Dan bagaimana cara menanganinya? Well semua pertanyaan tersebut akan saia coba bahas dalam tulisan ini.

Siklus Kehidupan Ubur-ubur Nomura

Ubur-ubur Nomura (Nemopilema nomurai) atau di Jepang juga disebut sebagai ubur-ubur Echizen seperti layaknya ubur-ubur pada umumnya. Siklus hidupnya terdiri atas tiga fase, yaitu fase planula, fase polip, dan fase medusa. Fase planula merupakan awal kehidupan ubur-ubur setelah menetas dari telur. Fase planula bersifat planktonik (fase bergerak namun pergerakannya lebih cenderung didominasi oleh arus air) selama beberapa lama hingga menemukan tempat yang cocok untuk melanjutkan pertumbuhan. Ketika tempat yang cocok sudah ditemukan, planula akan menempel pada tempat tersebut dan melanjutkan ke fase berikutnya, yaitu fase polip. Fase polip ini secara umum dikenal sebagai fase sesil (menempel pada substrat atau tidak bergerak) dan akan mencari makan dengan menyaring zooplankton pada perairan disekitarnya. Namun demikian, polip ubur-ubur Nomura dapat "berjalan" atau berpindah dari satu tempat ke tempat lain di sebelahnya. Uniknya, perpindahan ini disertai dengan meninggalkan sebagian kecil jaringan polip di tempat asalnya dan jaringan tersebut dapat tumbuh menjadi polip baru. Jadi, semakin banyak polip ini 'berpindah', semakin banyak juga kelipatan polip yang ada. Polip yang sudah dewasa/matang selanjutnya akan memasuki fase medusa, yaitu fase dari ubur-ubur seperti yang umumnya kita ketahui. Fase medusa ini kembali bersifat planktonik, berenang kemana arus lautan membawanya. Pada fase medusa ini juga ubur-ubur mencapai fase reproduktifnya, yang artinya saat yang tepat untuk melakukan perkawinan. Perkawinan dalam biologi seperti yang kita ketahui adalah pertemuan dan penyatuan sel gamet/kelamin jantan dengan betina untuk menghasilkan zigot. Zigot kemudian akan berkembang di dalam telur yang kemudian akan menetas menjadi planula dan meneruskan siklus kehidupan berikutnya.

Ketika Sepasang Menjadi Jutaan Pasang

Sekarang mari kita sedikit berhitung mengenai berapa banyak ubur-ubur yang dapat dihasilkan dari sepasang ubur-ubur Nomura yang melakukan perkawinan. Proses perkawinan meliputi pelepasan jutaan sel kelamin jantan (sperma) ke perairan yang kemudian akan berenang masuk ke dalam organ kelamin betina dan membuahi sel-sel telur (ovum) di sana. Jutaan sel sperma ditambah jutaan sel telur sama dengan jutaan zigot. Ya perkawinan ubur-ubur Nomura menghasilkan jutaan zigot yang artinya adalah jutaan planulae. Apabila kondisi lingkungan cocok untuk pertumbuhan, maka jutaan planulae tersebut akan berkembang menjadi jutaan polip. Namun jangan lupa bahwa polip dapat 'berpindah'. Apabila dianggap satu polip 'berpindah' sebanyak seratus kali selama kelangsungan fasenya, maka jutaan polip tersebut telah diperbanyak menjadi ratusan juta polip. Nah, masing-masing polip ini akan melepaskan medusa dalam jumlah yang pastinya lebih dari satu. Apabila masing-masing polip melepaskan sepuluh medusae, maka hitungan akhirnya adalah kita telah mendapatkan satu milyar ubur-ubur!! Cukup banyak kan??

Persebaran Ubur-ubur

Setelah mengetahui bagaimana dan berapa banyak pembiakannya, tentunya kita juga bertanya mengenai bagaimana kondisi cocok yang memicu perbanyakan ubur-ubur Nomura dan juga ubur-ubur pada umumnya. Berdasarkan penelitian, diketahui bahwa ubur-ubur merupakan salah satu dan mungkins satu-satunya mahluk hidup yang dapat bertahan pada kondisi perairan yang miskin oksigen. Daerah perairan dengan kadar oksigen terlarut (dissolved oxygen) dibawah 2 mg/L (2 ppm) atau yang sering juga disebut sebagai dead zone masih memungkinkan ubur-ubur untuk hidup, dimana tidak ada hewan atau tumbuhan lain dapat hidup. Masih belum diketahui bagaimana ubur-ubur Nomura dapat hidup serta berkembang biak pada kondisi perairan tersebut. Salah satu penelitian menyatakan bahwa, kadar air pada tubuh Nomura atau juga pada ubur-ubur lainnya yang mencapai 95% membantu mempertahankan kadar oksigen terlarut agar dapat menghidupi jaringan tubuhnya. Bandingkan dengan kadar air pada kita manusia yang hanya 65-70%.

Cara Makan

Dalam hal mencari makan, ubur-ubur Nomura mengembangkan strategi yang cukup berhasil untuk mempertahankan dirinya terhadap kompetisi di lautan. Tidak seperti ubur-ubur lainnya yang mencari makan dengan berburu, ubur-ubur Nomura mencari makan dengan menyaring perairan menggunakan ribuan tentakel kecilnya. Hasil saringan yang didapat umumnya adalah zooplankton dan penelitian mencatat bahwa ubur-ubur Nomura dewasa dapat menghabiskan zooplankton pada perairan seukuran kolam renang standar olimpik dalam sehari. Saia rasa tidak heran mengapa tubuh ubur-ubur Nomura menjadi besar akibat kemampuan makannya itu. Seperti yang telah kita ketahui bahwa zooplankton merupakan bagian penting dalam rantai atau jejaring makanan di lautan. Jadi, dengan habisnya zooplankton akibat disapu jutaan ubur-ubur Nomura maka ikan-ikan yang memakan zooplankton untuk kehidupannya akan kehabisan stok makanan dan mati. Hal yang sama juga akan terjadi pada ikan besar yang memakan ikan kecil tersebut dan seterusnya. Selain itu apabila terdapat ikan kecil tidak beruntung yang berada pada arah laluan jutaan ubur-ubur Nomura tersebut pasti dijamin akan mati akibat terkena sengatan tentakelnya.

Yaa sampai disini dulu tulisan mengenai Nomura. Nantikan Nomura Part II yang akan membahas hubungan antara Nomura dengan manusia serta penanganan dampaknya. Ditunggu yak ^^/

Ketika Arsenik Menggantikan Peran Fosfor

Halo..halo..halo...kita berjumpa kembali bersama saia Chef Victor dalam Silly and Funny Writings. Dalam artikel 'Bukan Tulisan Ilmiah' kali ini saia ingin mencoba mengulas sedikit informasi dari artikel biologynews.net yang bertemakan kehidupan berbasis arsenik. Selamat menikmati dan mohon komentarnya juga yak ^^/

Oke dalam tulisan ini mari kita sejenak menengok kembali penyusun kita. Apakah itu sel? emm ya penyusun setiap mahluk hidup multiselular adalah sel dan apabila kita menengok pada aras yang lebih kecil lagi kita akan menemukan bahwa sel itu tersusun dari empat jenis molekul kimia. Ya, itu adalah karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Karbohidrat dan lipid berperan sebagai sumber energi dan juga memberikan peranan struktural seperti membran sel, dinding sel, matriks ekstraselular, dan lainnya. Protein, seperti contohnya enzim, berperan dalam mempercepat reaksi kimia kehidupan dan terakhir asam nukleat berperan dalam menyimpan informasi genetik agar dapat diteruskan pada keturunan berikutnya.

Sekarang mari kita berpikir, kira-kira dari keempat molekul tersebut manakah yang mengandung senyawa fosfat (PO4)? Nah seperti yang kita semua sudah ketahui, keempatnya mengandung senyawa fosfat. Glukosa-6-fosfat pada intermediet glikolisis, fosfolipid pada membran sel, casein yang berupa fosfoprotein, serta yang paling utama adalah ikatan fosfodiester pada asam nukleat. Disamping itu juga masih banyak molekul-molekul lain seperti nukleotida trifosfat dan fosfatidil kolin yang mengandung gugus fosfat. Nah kita dapat melihat seberapa penting gugus fosfat yang memiliki unsur fosfor (P) ini dalam kehidupan, seperti layaknya tidak akan ada kehidupan tanpa senyawa fosfat.

Namun bagaimana kita menanggapi sebuah fakta bahwa terdapat suatu bentuk kehidupan yang tidak menggunakan fosfat sebagai molekul pembangun sel nya? Ya fakta itu berasal dari Mono Lake di AS ketika sekelompok peneliti berhasil mengisolasi bakteri yang hidup menggunakan Arsenik (As) sebagai pengganti fosfat. Fenomena ini berasal dari pengamatan mengenai kemungkinan adanya kehidupan pada danau yang memiliki konsentrasi arsenik yang tinggi. Seperti yang kita tahu bahwa arsenik merupakan racun bagi sebagian mahluk hidup. Beberapa jenis bakteri mungkin dapat bertahan pada kondisi adanya arsenik, namun itu hanyalah sebuah fenomena toleransi semata seperti kita manusia yang cukup 'tahan' terhadap asap rokok yang beracun. Namun golongan bakteri ini, yang tergolong dalam sub-classis gamma-Proteobacteria sanggup untuk hidup dan bahkan tumbuh dengan baik pada medium kultur yang menggunakan arsenik sebagai pengganti senyawa fosfat.

Berdasarkan fenomena ini tentunya kita akan berpikir ulang mengenai peran gugus fosfat yang begitu penting dalam kehidupan. Apakah dengan demikian berarti kelompok bakteri tersebut sanggup untuk menganti semua gugus fosfatnya dengan arsen? Tentu kita akan membayangkan sebuah DNA pada bakteri yang menggunakan ikatan arsenodiester daripada fosfodiester untuk menghubungakan antar nukleotida penyusunnya atau mungkin mengamati arsenolipid pada membran selnya.Hal yang paling penting setelah memikirkan dua hal sebelumnya adalah mengenai senyawa pemberi energi untuk setiap tahapan jalur metabolisme yang berjalan, yaitu adenosin trifosfat (ATP). Apakah kemudian kelompok akteri ini menggunakan senyawa seperti katakanlah adenosin triarsenat untuk menjalankan berbagai reaksi endergonik (yang membutuhkan energi tambahan) dalam metabolismenya? Yah semua pertanyaan tersebut menerangkan kepada kita betapa pentingnya gugus fosfat dalam kehidupan. Apabila fenomena ini didukung oleh fakta penelitian lanjutan, sepertinya dogma dasar biologi yang mengatakan bahwa senyawa karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, dan fosfat merupakan atom dasar penyusun kehidupan perlu diubah.

Nah sekarang mari kita berpikir lebih mendasar lagi, yaitu coba kita bandingkan antara atom fosfor (P) dengan atom arsenik (As). Yup, sedikit menengok kembali pada tabel periodik unsur. Atom P memiliki nomor atom 15 dan nomor massa 30,97. Dengan demikian atom P memiliki konfigurasi elektron [Ne]3s2 3p3. Nah apabila dibandingkan, atom As memiliki konfigurasi elektron [Ar] 3d10 4s2 4p3. Keduanya sama dalam hal elektron valensi, yaitu dengan konfigurasi ns2 dan np3. Perbedaannya terletak pada orbital 3d yang terisi penuh oleh 10 elektron pada As namun tidak terdapat elektron pada atom P. Dengan orbital 3d yang kosong ini, atom P memeiliki kecenderungan untuk menggunakannya untuk mendelokalisasi sebagian elektron valensi yang terdapat pada 3s2 dan 3p3. Hal ini yang membuat atom P sanggup menjalin 5 ikatan kovalen seperti pada ion fosfat. Namun demikian, sepertinya atom As tidak dapat melakukan hal tersebut karena orbital 3 telah terisi penuh dan menimbulkan pertanyaan lanjutan yang lebih mendalam lagi, bagaimana perbedaan konfigurasi atom serta kepadatan elektron yang begitu nyata seakan ditiadakan oleh kelompok bakteri pengguna arsenik yang baru-baru ini ditemukan?

Well, ini merupakan sepenggal cerita yang saia harapkan dapat menggelitik pikiran kita mengenai kehidupan di sekitar kita yang begitu beragam. Mungkin saja pertanyaan-pertanyaan tersebut belum dapat terjawab sekarang ini, namun demikian kita setidaknya menjadi tahu bahwa ada bentuk kehidupan yang sangat unik. Saia yakin masih terdapat banyak keunikan kehidupan lainnya menunggu untuk ditemukan.

Regards,
Victor Apriel