Mikroorganisme laut :: MIKROBA DAN RANTAI MAKANAN (IV)

Didalam laut, senyawa phosphor dapat berupa senyawa organik dan anorganik. Proporsi kedua bahan ini dibentuk oleh musim, lokasi perairan muara, pantai atau laut lepas dan kedalaman. Umumnya bahan yang mengandung phosphor sukar larut didalam air, dan hal ini menyebabkan rendahnya kadhosphor didalam perairan. Bahan bahan tersebut cenderung bertahan dan tenggelam dalam air menjadi sedimen. Up welling dapat membawa phosphor dari dasar perairan, sehingga akan meningkatkan konsentrasinya pada la[isan atas perairan.

Senyawa phosphor masuk keperairan dapat berupa bangkai atau tumbuhan yang telah mati (misalnya dihanyutkan sungai), melalui air hujan yang membawa debu phosphor dari udara dan dibiang oleh manusii melalui libah keperairan. Air hujan yang melalui tanah daratan sebagian akan melarutkan phorphor didalam tanah daratan dan membawanya masuk kedalam perairan.

Bahan phosphor anorganik, mula mulanya akan dimetabolisir oleh makhluk air yang autotrof, misalnya plankton alga. Berikutnya organisme ini akan dimakan oleh mekhluk heterotrof yang lebih besar. Bakteri air yang tumbuh secara epiphytic pada alga dapat menyerap lansung senyawa phosphor yang diekskresikan oleh alga tersebut. Beberapa senya phosphat anorganik yang tidak larut akan mengendap kedasar perairan. Misalnya besi phosphat (FePO4) dan alumunium phosphat (Al2PO4). Hidrogensulfida yang diproduksi melalui dekomposisiprotein organik dalam keadaan anaero dapat kembali melepaskan gugus phosphat, yakni dengan mengikat logam membentuk logam sulphida, misalnya besi sulphida.

Dekomposisi phosphor organik dilakukan oleh berbagai mkroba saprofot, namun hasil akhir umumnya berupa senyawa phosphat. Pemecaha asam nukleat dan phospholiphida akan lebih mudah dan berlansung cepat. Akan tetapi senyawa organik yang lebih komplek, misalnya asam phitat dan poliphosphat yang terdapat dalam sel bakteri dan fungi akan membutuhkan waktu yang lebih lama. Kadar unsur ini didalam sel mikroba sangat rendah dan bervariasi. Didalam sel bakteri hanya terdapat sekitar 1,5 – 2 % da 0,5 – 1 % dalam sel fungi. Hal ini pula yang menyebabkan tingginya konsentrasi phosphat yang dihasilkan dari proses penguraian senyawa organik.

Pospor merupakan zat yang penting bagi semua sel yang hidup terutama jenis tumbuhan-tumbuhan memerlukan pospor untuk kelangsungan hidupnya. Posfor di dalam air laut terdapat dalam bentuk partikel dan terlarut.

Komponen organic posfor terlarut ini sangat berpengaruh, tetapi memiliki porsi yang terlarut di dalam air. Walaupun posfor ini tidak dapat di identifikasi, tetapi posfor ini juga sangat berhubungan dengan proses penguraian dan proses ekskresi dari organisme yang terdapat dalam air laut. Campuran organic posfat terdiri dari gula posfat, phospolipid, posfonukleotida dan produk hidrolized.

Pospor dalam lingkungan secara umum berada dalam bentuk orthopospat (PO₄^-2‑) yang terikat pada senyawa organic dan sebgai komponen pada molekul-molekul organik. Orthoposfat merupakan senyawa fosfat anorganik yang amat melimpah dalam daur posfor. Senyawa ini dihasilkan dari proses pemecahan posfat oleh bakteri dari jaringan yang sedang membusuk. Proses pemecahan posfat organic oleh bakteri ini merupakan proses yang stabil dan sederhana dan sangat sering terjadi di kolom perairan.

Kadar rata-rata posfor dalam laut adalah 70g/liter atau 0,07 ppm. Dari keragaman yang besar ini terutama di daerah permukaan laut dimana nilai-nilai posfor rendah. Pola sebaran kadar posfor dalam kolom air serupa untuk semua samudra.

Sumber utama pospor dalam lingkungan laut adalah batu-batuan pospor dan endapan lain yang telah dibentuk dalam waktu geologi. Pospor merupakan faktor pembatas dalam ligkungan ini berarti bahwa keberadaan pospor di lingkungan mempunyai peranan yang sangat penting.

uuuu

Proses dari siklus pospor dapat dikelompokkan ke dalam tiga bagian yaitu:

a.     Penambahan pospor ke dalam siklus (input, regenerasi, dekomposisi, dissolusi, turbelensi/up welling).

b.     Pemindahan atau penghilangan pospor dan system, dimana dapat terjadi secara fisik.

c.      Up take atau pengambilan pospor oleh organisme hidup (konsimer)

Perubahan aktifitas pospor dalam kegiatan biologi dipengaruhi oleh:

-         Intensitas cahaya

Intensitas cahaya sangat dapat mempengaruhi aktifitas plankton sehingga konsentrasi pospor akan menurun. Intensitas cahaya pada suatu tempat akan berbeda dengan tempat yang lain.

-         Lapisan yang stabil

-         Adanya aktifitas bakteri

Bakteri dapat memproduksi pospor telarut dalam perairan.

Distribusi pospor di laut ada dua jenis yaitu:

1. Secara vertical

Sebaran vertikal posfor dapat dikategorikan menjadi 3 kategori yaitu:

-         Pada daerah permukaan, dimana pada daerah ini dijumpai kadar posfor yang jumlahnya sedikit.

-         Pada daerah kedalaman beberapa ratus meter, akan ditemukan kadar posfor yang meningkat dengan cepat. Hal ini diakibatkan oleh adanya proses pembusukan dan penyerapan unsur kimia yang berkurang.

-         Pada daerah kedalaman (500m-1000m), dimana kadar posfor akan mencapai maksimum. Tetapi akan terjadi penurunan konsentrasi posfor pada daerah dasar laut yang pekat.

-          

Secara vertical distribusi pospor rendah di zona eutopik karena banyak diserap tumbuh-tumbuhan. Pada zona lebih dalam konsentrasi pospor akan meningkat karena sedikitnya aktifitas penyerapan pospor itu sendiri. Konsentrasi pospor di suatu perairan dipengaruhi oleh:

·        Musim

Pada musim dingin dan musim gugur konsentrasi pospor akan meningkat karena aktifitas plankton menurun. Aktifitas ini menurun akibat menurunnya suhu. Dan sebaliknya pada musim semi dan musim panas konsentrasi pospor akan menurun karena adanya aktifitas plankton yang menyerap pospor.

·        Lintang

Pengaruh lintang ini berhubungan dekat dengan musim. Dimana faktor lintang ini akan sangat berpengaruh terhadap suhu. Yang nantinya suhu akan mempengaruhi proses plankton dalam menggunakan posfor dalam perairan. Semakin tinggi suhu maka diasumsikan bahwa konsentrasi posfor akan semakin menurun.

·        Aktifitas manusia

Konsentrasi pospor akan meningkat akibat dari adanya penimbunan limbah oleh aktifitas manusia.

2. Secara Horizontal

·        Di perairan pantai

Pada perairan pantai konsentrasi pospor akan menurun karena banyaknya aktifitas plankton.

·        Di perairan laut lepas

Pada perairan laut lepas konsentrasi pospor meningkat karena menurunnya aktifitas plankton.

            Secara umum penyebaran organik posfor yang masuk dan yang keluar sesuai produk ionisasi dari H₃PO₄ yaitu:

H₃PO₄  à H⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- à H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄^2- à H⁺ + PO₄^3-

Siklus posfor dapat dibagi menjadi dua pool, yaitu:

1.     Pool cadangan

Merupakan proses non- biologis, pada umumnya terdapat dalam jumlah besar dan bergerak lambat.

2. Pool pertukaran/peredaran

Terdapat dalam jumlah rendah tetapi lebih aktif yang selalu bertukar, dan bergerak cepat antena orgqanisme dengan lingkungannya.

Tipe dari siklus biogeokimia pospor tergolong sebagai tipe sedimen. Batu-batuan dan endapan lain (waktu tahunan geologi) melalui proses erosi, secara perlahan-lahan batu-batuan terkikis, melepaskan pospat ke dalam ekosistem-ekosistem yang selanjutnya masuk ke dalam ekosistem laut. Dalam ekosistem laut  kemudian diendapkan dalam sedimen dangkal dan di dalam sedimen-sedimen yang dalam. Posfor merupakan senyawa penting bagi organisme hidup yang terlarut dalam lingkungan laut yang masuk kedalam jaringan (tissue) organisme dalam bentuk senyawa organik.

Kesimpulan:

• Fosfor di alam dalam bentuk terikat sebagai Ca-fosfat, Fe- atau Al-fosfat, fitat atau protein

• Mikroorganisme (Bacillus, Pseudomonas, Xanthomonas, Aerobacter aerogenes) dapat melarutkan P menjadi tersedia bagi tanaman

 

5.1.3 Sirkulasi Besi

 

Ada dua kelompok bakteri yang terlibat dalam sirkulasi besi diperairan. Pertama, biasanya bakteri heterotrof, yakni bakteri yang membebaskan besi dari dekomposisi senyawa organik. Kedua, biasanya, autotrof, adalah bakteri yang memperoleh energi dari ahsil ferrous menjadi ferric yang nantinya digunakan untuk mereduksi karbondioksida.

Fe⁺²                                   Fe⁺³ + 11,5kkal/ mol.

Dalam bahan organik, kadar besi sangat rendah dan yang terpenting terdapat didalam sitokrom. Selaim melalui dekomposisi, unsur besi mungkin pula dibebaskan karena terlarut dan mengendap sehingga terpisah dari bahan organik. Hal ini tergantung pada keasaman lingkungan. Kondisi asam tercipta karena metabolit yang diekskresi oleh mikroba, akan membebaskar besi anorganik yang tidak larut. Ada beberapa bakteri yang mengakumulasi besi dan mangan dari bahan organik. Senyawa ini disimpan dalam bentuk senyawa besi dan mangan hidroksida didalam lendir dan kapsul sel. Hyphomicobium adalah contoh mikroba yang terlibat dalam dekomposisi besi dan mangan dialam. Spaerotilus dan gallonela juga mikroba heterotrof yang mengakumulasi besi dan mangan hiodroksida dalam selnya. Mikroba ini tumbuh ooptimun pada pH netral atau sedikit alkali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sphaerotillus dapat tumbuh secara kemosintetik dengan mengoksidasi besi, mungkin juga mangan, sehingga seringali dijumpai pada perairan yang kaya bahan organik.

Bakteri theobacillus ferroxida, bakteri obligat aerob, tumbuh optimum pada pH rendah (1,7 – 3,5), namun masih dapat bertahan hidup pada pH 5. oksidasi ferrous menjadi ferric menghasilkan kalori yang rendah, yakni hanya 11,5 kkal/mol. Reaksi ini biasanya merupakan fikasasi karbondioksida. Bakteri ini biasanya sangat penting dalam geokimia besi dan mangan. Diperkirakan berperan aktif dalam pembentukan biji biji besi dan mangan didasar laut. Thiobacillus ferroxidans dan thiobacillus thioxidans mengoksidasi sulfida menjadi sulphat, sehingga membebaskan logam sebagai sulphat yang terlarut. Pada kondisi yang hampi anaero, ion ferric dapat berfungsi sebagai penerima electro dan tereduksi menjadi senyawa ferrous. Hal ini akan terjadi secara abiotic didalam lingkungan yang dengan potensial redoks rendah.

 

5.1.4 Sirkulasi Mangan

 

Kelompok bakteri yang sering terlibat dalam sirkulasi mangan dapat berupa bakteri heterotrof, yakni dengan menguraikan bahan organik. Tetapi kelompok autotrof juga membutuhkan mangan anorganik dalam metabolisirnya. Dikenal beberapa bakteri yang mengakumulasi besi dan mangan dari bahan orgnik. Senyawa ini disimpan dalam bentuk mangan hidroksida didalam lendir dan kapsul sel. Hyphomicobium adalah contoh mikroba yang terlibat dalam dekomposisi besi dan manganSpaerotilus dan gallonela juga mikroba heterotrof yang mengakumulasi besi dan mangan hiodroksida dalam selnya. Mikroba ini tumbuh ooptimun pada pH netral atau sedikit alkali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sphaerotillus dapat tumbuh secara kemosintetik dengan mengoksidasi besi, mungkin juga mangan, sehingga seringali dijumpai pada perairan yang kaya bahan organik.

5.1.5 Konversi Silikon

 

            Bentuk-bentuk silikon yang terdapat di laut adalah sebagai larutan seperti ion silikat dan juga sebagai suspensi seperti silikon dioksida (SiO₂), silikon bebas  juga terdapat pada diatom-diatom dan organisme laut. Distribusi  silikon tergantung dari lokasi maupun kedalaman dari suatu perairan:

-         Pada perairan pantai umumnya kadar Si meningkat, hal ini disebabkan oleh pengaruh  pengaliran tanah sehingga kadar silikon dapat dipakai sebagai tanda adanya aliran sungai.

-         Pada lautan bebas kadar silikon semakin besar dengan bertamabahnya kedalaman.

Silikon dalam particulate terdapat kwarsal detria & liat (Aluminium Silikat).

Larutan silikat di perairan dipengaruhi beberapa factor:

1.   Bentuk poliomorf

2.     Ukuran partikel

3.     pH

Kelarutan silikat di perairan dapat dipengaruhi oleh pH, dimana kelarutan silikat akan meningkat pada pH diatas 9.

4.     Suhu

Suhu juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kelauratan silikat di peraran laut. Dengan asumsi bahwa kelarutan silikat akan meningkat dengan meningkatnya suhu.

5.     Trace Metal

Keberadaan logam berat yang ada pada kolom perairan seperti besi dan aluminium akan memberikan factor terhadap kelarutan silikat. Dengan kehadiran logam berat ini akan mengganggu dapat mengurangi proses diatom di laut pada pH 8.

Artikel terkait :