Mikroorganisme laut :: MIKROBA DAN RANTAI MAKANAN (I)

BAB III

MIKROBA DAN RANTAI MAKANAN

1.Pengantar

Dalam modul ini akan dibahas tentang peranan mikroba dalam rantai makanan. Secara terinci pembahasan tersebut akan mencakup:

·        Peranan mikroba dalam siklus Karbon

·        Peranan mikroba dalam siklus Nitrogen

·        Peranan mikroba dalam siklus Sulphus

·        Peranan mikroba dalam siklus lainnya

Pemahaman materi dalam modul ini bermanfaat untuk melengkapi pengetahuan anda tentang peranan mikroba dan habitat serta dampaknya dilingkungan laut.

2.Tujuan Instruksi Umum

Setelah mempelajari modul ini mahasiswa diharapkan bisa memahami mikroba dilingkungan laut.

 3.Tujuan instruksional Khusus

Setelah menyelesaikan modul ini mahasiswa diharapkan mampu untuk menjelaskan:

·        Peranan mikroba dalam siklus Karbon

·        Peranan mikroba dalam siklus Nitrogen

·        Peranan mikroba dalam siklus Sulphur

·        Peranan mikroba dalam siklus lainaya

 4. Kegiatan Belajar

Uraian dan contoh. Mikroba dan rantai makanan

Rantai makanan dalam ekosisitem laut tidak pernah lepas dari peran penting mikroorganisme. Rantai tersebut akan terputus tanpa keterlibatan mikroba. Peran tumbuhan sebagai produser primer didarat digantikan oleh phytoplankton dan alga lainnya diperairan. Diperkirakan 5,6 X 10¹³ Kg berat kering phytoplankton dihasilkan setiap tahum. Data lain mengestimasikan bahwa 0,1 – 90% produksi karbon organik dilaut dilakukan oleh phytoplankton. Persentase ini akan semakin meningkat dengan bertambahya kedalaman, yakni sampai pada batas photik zone.

Dilain pihak sebagian mikroba adalah makhluk heterotrof, yaitu memanfaatkan zat zat organik. Bahan organik yang ada , baik yang autotoctonus maupun allocthonous, akan tertimbun berupa sampah dilaut tanpa aktifitas mikroba decomposer. Bahan bahan tersebut akan diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana yang pada gilirannya berikut dapat dimanfaatkan oleh kelompok organisme laut lainnya. Misalnya tumbuhan laut atau phytoplankton laut. Untuk menjelaskan fungsi mokroba maka pembahasan rantai makanan akan ditinjau dari sirkulasi unsur unsur yang terdapat didalam rantai makanan itu sendiri. Namun mengingat banyaknya jumlah unsur yang terkandung dan masih terbatasnya data tentang hal tersebut, maka disini hanya akan dikemukakan beberapa unsur yang dianggap dominan yaitu: karbon, nitrogen sulphur, phosphat, manan dan besi.

4.1.1 Peranan bakteri pada siklus karbon

 

Diprkirakan terdapat 34500 ton senyawa karbon didalam laut. Tidak mengherankan mengingat unsur ini adalah komponen utama penyusun tubuh makhluk hidup. Sekitar 50% berat kering dari bahan organik adalah karbon. Siklusnya dialam sangat erat kaitannya dengan peredaran energi, dimana sebagian besar energi yang diperoleh makhluk hidup dihasilkan dengan merombak atau mereduksi senyawa yang mengandung karbon. Tumbuh tumbuhan dan hewan laut setelah mati kembali diuraikan oleh mikroorganisme, terutama dari kelompok bakeri, yang akan mengembalikan karbon kealam yang salah satunya dalam bentuk karbon dioksida (CO₂). (Gambar 1).

Karbon yang larut didalam air laut merupakan sentral peralihankarbon dari dalam air ke atsmosfir. Walaupun karbon dapat larut dalam air, namun proses kelarutan sekitar 10 000 kali lebih lambat dari pada diudara.

Didalam perairan yang kaya nutrient, ketersediaan bicarbonat atau karbon dioksida dapat menjadi faktor pembatas produksi perairan. Pada lapisan yang dalam, kadar oksigen biasanya rendah, bahkan ada yang anaerob, sehingga penguraian senyawa karbon organik berjalan sangat lambat bila dibandingkan dengan dalam kondisi aerob.

Produser primer perairan yang paling penting adalah phytoplankton, terutama alga hijau-biru. Melalui proses fotosintesa mereka akan menfiksi karbon dioksida menjadi senyawa karbon organik. Namun dilaut dangkal, tumbuhan makro seperti rumput laut cukup berperan pula. Bakteri kemosintetik dan fotosintetik, juga berfungsi sebagai produser, namunproporsinya lebih kecil. Salah satu bentuk stokiometri reaksi fiksasi karbon adalah sebagai berikut:

6CO₂ + 6H₂O ----à   C₂H₁₂O₂ + 6O₂

Produser primer

 

Mikroba Dekomposer                        Grazer

 

Predator

 

Predator

 

Predator

Gambar 1. Siklus unsur karbon dilaut.

Produk fotosintetis dilepaskan kelingkungan melalui dua cara. Pertama dengan melarutkannya sebagian bahan organik kedalam air, misalnya asam amino. Beberapa jenis gula dan asam asam organik ( terutama asam glikolat). Tumbuhan laut melarutkan sampai 37% dari semua hasil fotosintesanya dengan cara ini kedua bagian tubuh yang disentesa akan mejadi bahan organik didalam perairan setelah mati.

Informasi tentang bahan organikyang larut diperairan laut belum banyak diketahui, biasanya lebih rendah dilaut lepas (kurang dari 1 mg karbon/ l pada permungkaan) dari pada perairan pantai dan muara sungai. Konsentrasi karbon semakin tinggi dengan bertambahnya kedalaman sampai beberapa ratus meter. Salahsatunya disebabkan oleh beberapa proses pernafasan organisme hetrotrof dan dilain pihaktidak terjadinya fotosintesa karena tidak adanya cahaya, sehingga kadar ini hampir stabil sampai kedalam mencapai sedimen. Pada lapisan yang lebih dalam absorbsi nutrisi oleh bakteri heterotrof lebih lambat, sehingga pembentukan bahan organik yang tidak larut (berupa sel hidup atau mati) berjalan lambat pula.

Proporsi bahan organik yang terbanyak dilaut adalah dalam bentuk sedimen. Rasio perbandingan senyawa karbon dalam bentuk sedimen, melayang layang, terlarut, dan yang dalam organisme hidup adalah sekitar 1000 : 100 : 10 : 1. karbon terakumulasi pada sedimen karana rendahnya kadar oksigen yang terlarut yang menyebabkan lambatnya proses dekomposisi. Namun sebagian senyawa karbon ini telah terurai sebelum mencapai dasar perairan.

Bila suatu organisme mati, maka asam amino, peptida dan karbohidrat sederhana, biasanya terdapat dalam protoplasma, akan diserap lansung oleh makhluk dekomposer, sehingga resirkulasi karbon berjalan cepat. Senyawa berupa molekul komplek misalnya pati, lemak, tulang, cangkang ataupun penyusun dinidng sel, akan diuraikan oleh eksoenzim (enzim yang diekskresi sel) bakteri dan fungi akan menjadi molekul yang sederhana sehingga dapat diserap oleh sel. Protozoa dapat mencerna molekul molekul yang lebih besar, misalnyasel bakteri, alga yang kecil dan spora jamur tingkat rendah. Penguraian bahan organik ini tentunya tidak hanya melibatkan senyawa karbon, meliputi pula unsur nitrogen phosphor, besi, mangan, dan lain lain.

Kesimpulan:

·        50 % dari bahan organik adalah karbon.

·        Energi terbesar diperoleh dg mereduksi senyawa karbon.

·        Penguraian senyawa karbon dlm aerobis.

·        HCO3 dan Ada 34.500 ton senyawa karbon di laut

·        CO2 = mata rantai penting dan faktor pembatas di laut.

·        CO3 terlarut = mata rantai laut à udara Fiksasi CO2 à Karbohidrat via fotositensis. Stokhiometri

·              6 CO 2 + 6 H2O à C 6 H12 O 6

·        Di laut dalam fitoplankton, terutma blue green algae = produser primer.

·        Laut dangkal = seaweed dan lamun cukp berperan.

4.1.2 Sirkulasi nitrogen.

 

Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ).

Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Didalam ekosistem laut, sirkulasi dan konversi nitrogen adalah yang terpenting setelah unsur karbon. Nitrogen hampir selalu berada dalam senyawa organik yang mengandung karbon terutrama dalam bentuk protein. Di dalam sel tumbuhan, kadar protein bekisar 1- 10% sedangkandalam tubuh hewan sekitar 20-30 %. Siklusnya dialam snga erat pula kaitannya engan peredaran energi. Dimana sebagian energi yang diperoleh makhluk hidup dihasilkan dengan merombak senyawa yang mengandung nitrogen. Tumbuh tumbuhan dan hewan laut setelah mati kembali diuraikan oleh mikroorganisme, terutama dari kelompok bakteri, yang mengembalikan unsur ini kelingkungan sekitarnya. Pada ekosistem laut, mineral senyawa nitrogen sering menjadi faktor pembatas pertumbuhan organisme didalam ekosistem tersebut. Hal yang paling penting didalam silklus nitrogen dialam adalah fiksasi gas nitrogen dari bentuk gas menjadi senyawa anorganik, terutama dilakukan oleh berbagai organisme prokaryotic. Namun s\dewasa ini fiksasi melalui pupuk semakin banyak berperan, terutama pada areal bidudaya laut.

 

Sirkulasi nitrogen diperairan melalui banyak tahapan yang sebahagiannya msih belum terungkap. Tahapan tahapan tersebut antara lain : nitrifikasi, dissimilasi, assimilasi, denitrifikasi dan fiksasi. Masing masing tahapan tergantung satu sama lainnya bahkan terkadang saling tumpang tindih. Beberapa faktor lingkungan mengontrol jenis dan arah proses yang terjadi, misalnya antara nitrifikasi dan denitrifikasi. Jenis mikroba yang terlinat kadang idpengaruhi juga oleh misim misalnya fluktuasi plankton. Salah satu faktor yang utama adalah oksigen, dimana biasanya rendah pada lapisan yang lebih dalam ataupun sedimen yang kaya akan bahan organik. Lepasnya nitrogen dari dalam perairan melalui penguapan ke atsmosfir adalah karena hasil denitrifikasi ataupun mengendap kedasar perairan. Masuknya nitrat keperairan melalui erosi dari daratan biasanya tida menyebabkan akumulasi nitrat karena diimbangi oleh proses reduksi niotrat dan denitrifikasi. Fiksasi nitrogen didalam perairan umumnya dilakukan oleh alga biru-hijau.

Sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas (N) yang terdapat di atmosfir, yang takarannya mencapai 78 persen volume, dan sumber lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan. Nitrogen juga terdapat dalam bentuk yang komplek, tetapi hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air. Pada umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi, tetapi dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di lingkungan.

Khusus di laut kelebihan unsur N dan P akan mengakibatkan kejadian blooming dapat menimbulkan tumbuhnya beberapa alga yang beracun bagi kehidupan fauna, hal ini sangat merugikan produksi (Rompas, 1998). Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk ammonia (NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino (R3N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri (Soderlund dan Rosswall, 1980). Proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek,amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium...

Artikel terkait :