Diatom

          Ketertarikan mempelajari plankton tidak hanya dari bentuk dan jenisnya yang sangat beragam namun perannya yang sangat besar bagi kehidupan membuat kita akan semakin bersyukur atas nikmat Allah SWT. Plankton yang berukuran mikroskopis nyatanya berperan sebagai penghasil oksigen di bumi memang mutlak adanya. Salah satu plankton yang mendominasi perairan tawar dan laut adalah Diatom, yaitu lebih dari 260 genus diatom hidup dengan lebih dari 100.000 spesies (Round et al., 2000).Diatom berasal dari kata Yunani “Diatomos” yang berarti dipotong setengah.  Saat ini diketahui Diatom memiliki struktur khas yaitu dinding sel terbagi menjadi dua bagian yang dilapisi oleh silika. Diatom merupakan fitoplankton yang berperan sebesar 25% dalam proses fotosintesis di Bumi dimanapun ada cahaya dan nutrisi yang cukup. Selain itu, Diatom mempunyai konstribusi 40 – 45% produktivitas laut sehingga lebih produktif jika dibandingkan dengan hutan hujan di seluruh dunia. Diatom berfotosintesis di laut menghasilkan karbon organik yang berfungsi sebagai dasar untuk jaring makanan di laut. Jadi tidak mengherankan diatom berperan penting dalam siklus silika dan karbon di alam sehingga kesinambungan perikanan terjaga (Mann, 1999).

Diatom merupakan divisi Chrysophyta atau Bacillariophyta yang terdiri dari 2 (dua) ordo yaitu ordo Centrales dan ordo Pennales. Ordo centrales merupakan diatom centris terdiri dari 3 sub ordo yaitu Coscinodiscineae, Rhizosolenieae dan Biddulphiineae. Sedangkan ordo pennales merupakan diatom pennate terdiri dari 2 sub ordo yaitu Fragilariineae dan Bacillarineae. Selanjutnya, mari kita lebih jauh mengenal tentang diatom.

1.   Morfologi diatom

            Diatom ada yang bersel tunggal dan sel berantai yang dilapisi oleh dinding keras yang terbentuk dari pektin yang berisi silika yang disebut frustule. Frustule tersebut terdiri dari epiteka (katup bagian atas) dan hipoteka (katup bagian bawah). Epiteka berukuran lebih besar dan lebih tua dibandingkan hipoteka dan memiliki elemen pengikat yang disebut cingulum. 

          Berdasarkan bentuk frustule terbagi menjadi dua kelompok yaitu centric diatom (diatom berbentuk bulat) dan pennate diatom (diatom berbentuk bilateral simetri). Diatom sentrik (centric) bercirikan bentuk sel yang mempunyai simetri radial atau konsentrik dengan satu titik pusat. Selnya bisa berbentuk bulat, lonjong, silindris, dengan penampang bulat, segitiga atau segiempat. Sebaliknya diatom penat (pinnate) mempunyai simetri bilateral, yang bentuknya umumnya memanjang atau berbentuk sigmoid seperti huruf “S”. Sepanjang median sel diatom penat ada jalur tengah yang disebut rafe (raphe) (Anugrah, 2008). Raphe pada diatom digunakan untuk pergerakan diatom yang juga penting dalam identifikasi.

        Bold & Wyne (1980) menjelaskan bahwa Diatom pennate bergerak secara spontan. Pergerakan terjadi karena, pertama adanya sekresi rantai mukopolisakarida. Zat ini dikeluarkan secara terus-menerus sehingga menyebabkan sel bergerak, dan mampu pindah dari satu tempat ke tempat lain. Kedua, adanya mekanisme kapilaritas yang menimbulkan gerakan perlahan-lahan dari partikel-partikel di sepanjang rafe. Ketiga, pergerakan diatom berkaitan erat dengan aliran sitoplasma dalam sel dan keberadaan raphe pada dinding sel.

       Seluruh permukaan valvula pada diatom penuh dengan berbagai ornamentasi yang simetris dan indah dan pori-pori yang menghubungkan sitoplasma dalam sel dengan lingkungan diluarnya. Ciri ornamentasi pada valvula ini merupakan hal penting untuk identifikasi jenis.

2.   Ekologi Diatom

        Diatom tersebar pada seluruh perairan dunia, dari perairan tawar hingga laut dalam. Klasifikasi secara umum meliputi oligohalophilic suatu diatom yang hidup di air dengan kadar garam < 0,05%_o dan mesohalophilic serta polyhalophilic yang hidup di air laut dengan kadar garam > 0,05%_o.  Diatom hidup terapung bebas di dalam badan air dan kebanyakan melekat pada substrat yang lebih keras. Pelekatan diatom biasanya karena tumbuhan ini mempunyai semacam gelatin (Gelatinous extrusion) yang memberikan daya lekat pada benda atau substrat. Kadang ditemukan beberapa diatom yang walau sangat lambat tetapi punya daya untuk bergerak. Diatom akan sangat tergantung pada pola arus dan pergerakan massa air baik itu secara horizontal maupun vertical (Kasim, 2008). Ada Diatom yang hidup sebagai bentos (didasar laut) atau yang kehidupan normalnya di dasar laut tetapi oleh gerakan adukan air dapat membuatnya lepas dari dasar dan terbawa hanyut sebagai plankton (disebut sebagai tikoplankton) (Anugrah, 2008).

3.   Reproduksi diatom

       Reproduksi dilakukan dengan cara membelah diri yaitu memisahkan antara bagian epiteka dan hipoteka. Bagian epiteka membentuk hipoteka untuk menjadi sel diatom baru. Sedangkan bagian hipoteka akan berubah peranannya sebagai epiteka dan membentuk hipoteka baru. Demikian diatom akan membelah beberapa kali dan ukurannya mnejadi semakin kecil. Untuk mengembalikan kepada ukuran semula diatom membentuk Auxospore.

4.   Peranan diatom

              Selama ini peranan diatom yang awam diketahui adalah sebagai penghasil oksigen dan bahan organik bagi organisme akuatik, bioindikator kualitas perairan, serta diatom yang mengendap di dasar laut dalam rentang waktu yang lama dapat menjadi cadangan minyak bumi. Diatom menjadi bioindikator kualitas perairan memiliki keunggulan dibandingkan organisme lainnya karena distribusi luas, populasi variatif, penting dalam rantai makanan, siklus hidup pendek, reproduksi cepat, hampir semua terdapat di permukaan substrat, banyak spesies sensitif terhadap perubahan lingkungan, mampu merefleksikan perubahan kualitas air dalam jangka pendek dan panjang, mudah pencuplikan, pengelolaan dan identifikasinya (Gell et al., 1999; Round et al., 2000).

          Namun tidak banyak yang mengetahui, dalam dunia kedokteran forensik melalui tes diatom pada tubuh korban yang diduga meninggal karena tenggelam keberadaan diatom  sangat membantu dalam mengetahui penyebab kematian. Tes diatom tersebut dilakukan dengan cara mengambil dan memeriksa contoh air dari dugaan lokasi tenggelam, contoh jaringan dari hasil otopsi korban, jaringan yang dihancurkan untuk mengumpulkan diatom, konsentrasi diatom dan analisa mikroskopis. Keberadaan diatom pada tubuh korban sebagai alat penting dalam diagnosis, konfirmasi kematian, serta bukti pendukung dalam penyebab kematian.

         Diatom juga dimanfaatkan dalam terapan ilmu paleolimnologi. Paleolimnologi merupakan ilmu yang mempelajari geologi dan perkembangan di perairan tawar. Melalui pendekatan paleolimnologi  memanfaatkan informasi fisik, kimia dan biologi yang tersimpan di dalam inti sedimen sehingga diharapkan dapat mengatasi permasalahan kualitas air. Dengan mengetahui kualitas perairan di masa lampau dapat memprediksi kualitas perairan di masa mendatan. Diatom telah diaplikasikan dalam analisis paleoekologi di Everglades National Park Florida Bay, USA (Pyle et al.,1998), Ealden Pond Massachussets USA, Danau Lac Saint Augustine di Quebec City Canada (Pienitz et al., 2006), serta Danau Rawa Pening Indonesia (Soeprobowati dan Hadisusanto, 2009).

Referensi

Nontji, Anugerah. 2008. Plankton Laut., LIPI Press. Jakarta.                                                   Wilianto W. 2012. Pemeriksaan Diatom pada Korban Diduga Tenggelam (Review). Jurnal               Kedokteran Forensik Indonesia, Vol. 14 No. 3, Juli – September 2012.

Soeprobowati dan Hadisusanto. 2009. Diatom dan Paleolimnologi: Studi Komparasi Perjalanan Sejarah Danau Lac Saint-Augustine Quebeq-City, Canada dan Danau Rawa Pening Indonesia. Biota Vol. 14 (1): 60-68, Februari 2009

ISSN 0853-8670

Richard Telford, Geography Department, Newcastle University.  http://www.eecrg.uib.no/Homepages/Teaching/index.htm

E. Virginia Armbrust. 2009. The life of diatoms in the world’s oceans. NATURE Vol (459)

Eutrofikasi & Plankton

Proses Eutrofikasi

Komponen vital rantai makanan di perairan tawar dan laut adalah fitoplankton dan zooplankton. Komunitas plankton menggambarkan kondisi kualitas air perairan karena plankton tidak mampu mengisolasi dirinya dari perairan seperti kerang yang mampu menutup cangkangnya ketika kondisi tidak menguntungkan. Plankton mengakumulasi efek perubahan dari kualitas air yang terjadi terus menerus sehingga kita harus memahami tentang plankton dan interaksinya dengan lingkungan untuk memanajemen kualitas air. Fitoplankton merespon perubahan cahaya, nutrisi dan sedimen serta merespon memakan oleh zooplankton. Kelimpahan dan jenis fitoplankton pada perairan dapat memberikan informasi tentang  baik atau tidaknya kondisi kualitas perairan  yang berpengaruh pada penanganan dalam memanajemen kualitas air. Contohnya, kita harus mengetahui spesies fitoplankton yang beracun dan berbahaya bagi konsumen seperti ikan, kerang,dan manusia. Walaupun dalam jumlah yang kecil fitoplankton yang beracun dan berbahaya dapat menyebabkan ledakan populasi fitoplankton (blooming) akibat dari peningkatan konsentrasi nutrien di perairan.

             Kelimpahan suatu jenis fitoplankton ditentukan oleh sifat fisik dan kimia air terutama kandungan nutrien badan air. Nutrien merupakan unsur kimia yang diperlukan fitoplankton untuk pertumbuhan. Pada ekosistem perairan tawar nutrien pembatas faktor pertumbuhan fitoplankton yaitu Fosfat (PO₄^-), sedangkan pada ekosistem perairan laut nutrien pembatas pertumbuhan  fitoplankton adalah Nitrogen (N).
       Eutrofikasi merupakan peningkatan kepadatan fitoplankton yang diakibatkan oleh peningkatan konsentrasi nutrien/hara terlarut dalam badan air, yang dapat berasal dalam dan luar ekosistem. Dari dalam ekosistem, peningkatan nutrien berasal dari dekomposisi organik (detritus & kotoran/ekskresi) dan regenerasi nutrien oleh zooplankton, sedangkan dari luar ekosistem nutrien masuk ke badan air melalui berbagai bahan buangan (limbah) baik yang disengaja ataupun tidak. (Garno S.Y, 2012)

 Peningkatan konsentrasi nutrien di perairan dari luar ekosistem disebabkan oleh aktifitas manusia seperti limbah dari pertanian, industri dan rumah tangga. Sugiura et al., (2004) menyatakan limbah organik dan sedimen mengalami dekomposisi dan meningkatkan konsentrasi unsur Nitrogen (N) dan fosfor (P), yang dapat mendorong pertumbuhan fitoplankton. Pada konsentrasi optimum, unsur hara N dan P menguntungkan bagi pertumbuhan fitoplankton yang merupakan makanan bagi ikan dan udang. Namun ketika konsentrasi unsur – unsur tersebut tinggi, terjadi pertumbuhan fitoplankton yang berlebih (blooming) atau eutrofikasi

Alexandrium sp

Ledakan populasi plankton dapat berakibat pada bervariasinya nilai pH dan oksigen terlarut. Pada siang hari, fotosintesis oleh plankton mengubah karbondioksida dari air menyebabkan pH naik dan menghasilkan oksigen yang dapat menyebabkan saturasi tinggi dari kelarutan oksigen. Sedangkan pada malam hari, respirasi oleh plankton dan organisme lainnya di dalam air, meningkatkan jumlah karbondioksida terlarut di dalam air yang menyebabkan pH turun dan begitupula kandungan oksigen terlarut mengalami penurunan. Perubahan rentang  nilai pH yang terlalu besar akan berdampak pada dan rendahnya kelarutan oksigen terlarut di dalam air akan menyebabkan stress pada ikan maupun organisme akuatik lainnya. Selain itu eutrofikasi menyebabkan peningkatan konsentrasi  seperti hydrogen sulfide, methane dan ammonium dapat beracun bagi organisme akuatik.

Microcystis sp

Dampak dari eutrofikasi akan menyebabkan dominasi fitoplankton yaitu Microcystis sp di waduk – waduk Saguling, Cirata dan Jatiluhur sedangkan dominasi Pyrodinium sp, Alexandrium spp, dan Gymnodinium spp di perairan pesisir waktu terjadi “red tide”.

  

Syahrul dkk (2013) mengemukakan bahwa untuk menanggulangi eutrofikasi dengan cara :

1.    Attacking symptoms

a.    Mencegah pertumbuhan vegetasi penyebab eutrofikasi

b.    Menambah atau meningkat oksigen terlarut dalam air

Metode yang dapat digunakan yaitu chemical treatment untuk mengurangi kandungan nutrien berlebihan dalam air,  aerasi, dan harvesting algae (memanen alga) untuk mengurangi alga yang tumbuh subur di permukaan air.

2.    Getting at the root cause

a.    Mengurangi nutrien dan sedimen yang masuk ke dalam air.

Referensi

Garno S.Y, 2012. Dampak Eutrofikasi Terhadap Struktur Komunitas dan Evaluasi Metode Penentuan Kelimpahan Fitoplankton. Jurnal Teknik Lingkungan 13(1) :  67 – 74.

Sugiura et al.,. 2004. Assessment for  the Complicated Occurrence of Nuisance Odours from Phytoplankton and Enviromental Factors in a Eutrophic Lake. Lake & Reservoirs : Res. and Man., 9: 195 – 201.

Suthers, Iain M  dan Rissik, David. 2009. Plankton, A Guide to Their Ecology and Monitoring for Water Quality. CSIRO Publishing. Australia

Syahrul dkk. 2013. Kajian Analisis Kualitas Air Danau UNHAS : Pembahasan Khusus Pada Proses Eutrofikasi. Jurusan Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin.