CORALS – FEEDING MODES AND POSSIBLE RESPONSES TO ENVIRONMENTAL CHANGES (CLIMATE CHANGE – TEMPERATURE RISE)

Oleh: Muhammad Reza Cordova (C551090141)

Latar Belakang

Terumbu karang merupakan salah satu ekosistem terbesar kedua setelah hutan
bakau dimana kesatuannya membentuk kombinasi antara karang (coral) dan
mikro-alga (Zooxanhtellae) yang hidup di dalam jaringan tubuh coral tersebut
serta komunitas lainnya seperti organisme-organisme flora dan fauna lainnya
(mikro maupun makro). Keberadaan mikro-algae, yang mempunyai zat warna
yang bermacam-macam dalam jaringan tubuh coral, akan membuat karang-karang
mempunyai warna yang beranekaragam, tetapi pada umumnya berwarna coklat.
Kesatuan antara kedua individu ini (merupakan suatu simbiosis mutualisme)
dengan komunitas lain sangat kompleks dan unik. Kompleksnya ekosistem ini
terlihat banyaknya hubungan-hubungan dan saling ketergantungan yang tidak
dapat dijumpai pada ekosistem lain. Kebanyakan terumbu karang terdiri dari
ribuan bahkan jutaan koloni hewan karang (coral) yang berbentuk polip-polip
kecil yang hidup menetap pada suatu daerah dimana wilayah kediamannya harus
dapat menunjang proses-proses metabolisme tubuhnya, sehingga dapat
membentuk terumbu terbuat dari endapan kapur yang masiv. Dalam kesatuannya
coral mendapatkan energi berupa makanan dari algae sedangkan algae
mendapatkan inang untuk tetap diam (hidup) dalam coral. Simbiosis yang terjadi
antara algae dan coral adalah saling menguntungkan (mutualisme). Hampir 90%
energi yang dihasilkan oleh alga melalui proses photosintesis diserap oleh coral.
Terumbu karang, baik dari segi ekosistem maupun komunitas, pada saat ini
mengalami ancaman. Ancaman-ancaman itu berupa stress lingkungan yang
mengganggu proses metabolisme tubuhnya. Stress pada karang diakibatkan oleh 2
faktor yakni secara lokal (Local factor) dan secara global (Global Climate
Change). Parameter seperti kenaikan temperatur, meningkatnya muka air laut, dan
keasaman perairan akibat peningkatan jumlah karbon (carbon sinks) merupakan
parameter utama dari perubahan iklim global yang menyebabkan stress pada
terumbu karang. Faktor-faktor langsung lain yang diakibatkan secara lokal oleh
manusia seperti sedimentasi, penangkapan ikan dengan bahan kimia (cyanide
fishing), limbah industri (tailing) dan jangkar kapal. Dalam banyak kasus yang
terjadi, dampak akibat pemutihan karang adalah kematian, sekitar 90% dimana
kematian terbanyak adalah pada terumbu karang yang masih muda. Pengembalian
habitat (recovery) yang telah rusak sangat sulit dilakukan untuk karang yang
masih muda atau dibawah 10 tahun.

Pemutihan ini sebenarnya adalah proses lepasnya dinoflegellata dari karang
sehingga yang tampak adalah hanya coral saja. Pemutihan ini berdampak pada
proses metabolisme dan kehidupan karang karena suplai makanan ke karang
berhenti, sehingga apabila karang mati maka akan berdampak luas pada ekosistem
karang itu sendiri dimana banyak komunitas yang hidup pada ekosistem ini
seperti penyu, ikan, dan udang-udangan.
Perubahan Iklim Global dan Terumbu Karang
Badan meteorologi dunia menyatakan perubahan iklim global merupakan
perubahan unsur-unsur iklim (suhu, tekanan, kelembaban, hujan, angin, dan lain
sebagainya) secara global terhadap normalnya. Para ilmuan juga telah lama
menduga bahwa iklim global semakin menghangat, tetapi mereka tidak mampu
memberikan bukti-bukti yang tepat. Temperatur terus bervariasi dari waktu ke
waktu dan dari lokasi yang satu ke lokasi lainnya. Perlu bertahun-tahun
pengamatan iklim untuk memperoleh data-data yang menunjukkan suatu
kecenderungan (trend) yang jelas. Intergovernmental Panel on Climate Change
(2001) melaporkan menyimpulkan bahwa temperatur udara global telah
meningkat 0,6 derajat Celsius (1 derajat Fahrenheit) sejak 1861. Panel setuju
bahwa pemanasan tersebut terutama disebabkan oleh aktivitas manusia yang
menambah gas-gas rumah kaca ke atmosfer. IPCC memprediksi peningkatan
temperatur rata-rata global akan meningkat 1.1 hingga 6.4 °C (2.0 hingga 11.5 °F)
antara tahun 1990 dan 2100 seperti yang ditunjukan gambar 1.
Terumbu karang dapat hidup pada kondisi tertentu dan jika temperatur terlalu
tinggi atau terlalu rendah akan mengakibatkan terganggunya proses-proses
metabolismenya. Demikian juga suhu yang ekstrem dan berlangsung lama akan
mengakibatkan dampak negatif bagi ekosistem karang (NOAA, 2006). Lalli dan
Parson (2006) menambahkan umumnya karang pembangun terumbu hidup pada
rentang suhu 23-29°C, karang tidak dapat mentoleransi suhu air dibawah 18°C,
walaupun ada beberapa karang yang dapat hidup pada suhu lebih dari 40°C.
Thamrin (2006) juga menambahkan pada musim panas dengan suhu air mencapai
32°C, karang masih dapat hidup. Dengan adanya perubahan iklim yang
meningkatkan suhu bumi secara global, peningkatan temperatur 1-2°C dalam
waktu lima minggu akan mengakibatkan pemutihan karang atau peningkatan
temperatur akan mengakibatkan stress pada ekosistem terumbu karang
(Buchheim, 1998). Sebenarnya peristiwa coral bleaching sebelum adanya
revolusi industri akhir abad ke-18 merupakan hal yang normal terjadi, namun saat
ini kuantitas pemutihan karang sangat tidak normal dan terjadi di hampir seluruh
daerah permukaan bumi.
(a)
(b)
Gambar 1. Tren suhu permukaan bumi (a) dan suhu air laut (b) secara global dari
tahun 1860-2000 (sumber: (a) School of Environtment Science, 1999 dan (b)
Gardiner, 2008)
Kebiasaan Makan Karang
Sumber makanan karang dapat dikelompokan menjadi dua, suplai dari
zooxanthellae dan berasal dari pemangsaan oleh karang sendiri. Karang
mendapatkan makanan utama yang berasal dari simbionnya, yakni zooxhanthellae
(Symbiodinium microadriaticum), plankton dari kelompok dinoflagellata yang
hidup pada jaringan tisu organisme karang. Karang dan zooxanthellae melakukan
hubungan simbiosis mutualisme, dengan adanya zooxanthellae, karang akan
memiliki warna (Gambar 2) . Bila zooxanthellae keluar dari tubuh karang maka
karang (dalam satu koloni) akan berwarna putih, peristiwa ini dikenal dengan
coral bleaching. Zooxanthellae mensuplai makanan dan oksigen bagi karang,
sebaliknya zooxanthellae akan menerima hasil respirasi terumbu karang (karbon
dioksida) dan eksresi (ammonia) untuk proses fotosintesis (Thamrin, 2006; Lalli
dan Parson, 2006; Lovell; Gates dan Edmund, 1999; Marshall dan Schuttenberg,
2006; Buchheim, 1998; Zielke et al. 2005 dalam Cunning 2007). Veron (1993)
menyatakan kebutuhan makan karang yang disuplai dari zooxanthellae mencapat
98%, bahkan Tackett dan Tackett (2002) memperkirakan hingga 99%.
Zooxanthellae sangat diperlukan kehadirannya karena besarnya ketergantungan
karang terhadap simbionnya tersebut.
Gambar 2. Hubungan simbiosis mutualisme karang dan zooxanthellae (Cunning,
2007)
Sumber makanan kedua karang adalah karang memakan zooplankton (Thamrin,
2006, Lalli dan Parson, 2006), selain itu karang juga memakan particulate organic
matter, suspended organic matter (Lovell), dissolve organic matter serta bakteri
(Sorokin 1973), bahkan karang pernah dijumpai memakan ubur-ubur dan ikan
(Gambar 3). Karang memakan ubur-ubur dijumpai di Laut Merah oleh peneliti
dari universitas Bar-Ilan dan Universitas Tel Aviv, Israel (National Geographic,
2009).
Gambar 3. Karang memakan ubur-ubur dan ikan (National Geographic, 2009)
Makanan yang berasal dari lingkungan luar tersebut hanya dalam kisaran 2% dari
total makanan yang dibutuhkan karang, tidak semua jenis karang dapat memakan
makanan yang ditangkap melalui nematokisnya (Lalli dan Parson, 2006). Proses
karang memakan mangsa (Gambar 4) dengan cara mengembangkan tentakel
untuk mendapatkan mangsa, selanjutnya sel nematokis pada tentakel akan
menyengat mangsa, kemudian mangsa akan dibawa ke mulut polip. Saat
menangkap mangsa umumnya polip karang akan mengeluarkan cairan mukus
untuk mendapatkan partikel organik. Partikel tersebut akan dibawa oleh cilia
menuju mulut polip. Beberapa jenis karang merupakan jenis mucous suspension
feeders, seperti Foliaceous agariciids dengan life form foliose yang memiliki
sedikit atau tidak ada sama sekali tentakel. Umumnya mangsa karang berukuran
dari zooplankton kecil hingga ikan kecil, tergantung ukuran polip koral (Barnes
dan Hughes, 1999).
Gambar 4. Proses karang memakan mangsa
Perubahan Iklim dan Kebiasaan Makan Karang
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, perubahan iklim global yang diikuti
dengan peningkatan suhu bumi secara global akan membuat karang dan
simbionnya menjadi stress, sehingga membuat pemutihan karang. Hasil
penelitian Fang et al. (1998) menyatakan karang lebih sensitif terhadap
peningkatan suhu sehingga memicu dikeluarkannya zooxanthellae dari tubuh
karang, Flores-Ramírez dan Liñán-Cabello (2006) menambahkan keluarnya
zooxanthellae meningkat secara eksponensial sesuai peningkatan suhu. Proses
dikeluarkannya zooxanthellae ditunjukan pada Gambar 5 dibawah ini.
Mekanisme pelepasan zooxanthellae tersebut adalah
1. Sel karang mendapatkan rangsangan dari peningkatan temperatur,
kemudian membuat signal cytolic calcium
2. Signal tersebut dimediasi oleh calmodulin (CALcium MODULated
proteIN, protein pengikat kalsium di eukariotik sel) untuk memindahkan
vakuola yang mengandung zooxanthellae menuju membran sel
3. Vakuola akan bergerak menuju cytoskeleton, proses pergerakan ini
dilakukan oleh motor protein
4. Zooxanthellae bergerak menuju membran melalui jaringan cytoskeleton
kemudian zooxanthellae keluar melalui membran sel karang
Gardiner (2008) menyatakan setelah zooxanthellae keluar dari inangnya,
kebanyakan karang yang mengalami pemutihan sulit untuk kembali pulih
(recovery). Karang akan kehilangan hingga 98% sumber nutrisi, sehingga polip
karang sulit untuk berkembang dan bereproduksi. Karang masih dapat
menangkap mangsa atau mengabsorpsi bahan organik, tetapi jumlah nutrisi
tersebut sangat kecil.
Gambar 5. Mekanisme subselular keluarnya zooxanthella (Fang et al., 1998)
Eakin menambahkan beberapa karang beradaptasi dengan memakan zooplankton
dan menyerap bahan organik lebih banyak dari biasanya, beberapa jenis lain dapat
bertahan lebih lama saat terjadi pemutihan seperti karang genus Porites yang
memiliki massive skeleton. Bila kondisi lingkungan (suhu tinggi) kembali normal,
Keterangan:
CS: cytoskeleton
CCS: cytosolic calcium signal
MP: motor proteins
VO: vacuole
Z: zooxanthellae.
ada kemungkinan karang dapat menarik kembali zooxanthellae yang keluar atau
zooxanthellae yang masih ada dalam tubuh karang dapat memperbanyak diri
(Gardiner, 2008 dan Eakin).
Penelitian dan kajian kebiasaan makan karang yang telah dilakukan Barnes
(1987), Barnes dan Hughes (1999), Lalli dan Parsons (1995), Levinton (1995)
dengan meninjau hubungan karang dan zooxanthellae, serta penelitian Osinga,
Charko, Cruzeiro, Janse, Grymonpre, Sorgeloos, Verreth (1998), Sorokin (1973)
mengenai karang dan mangsanya.
Penelitian yang meninjau mengenai pengaruh perubahan iklim global terhadap
kebiasaan makan karang belum banyak dilakukan, terutama apa yang dimakan
dan pola adaptasi makan karang setelah zooxanthellae keluar dari tubuh karang.
Penelitian yang bisa dilakukan adalah
1. Peningkatan daya adaptasi karang terhadap peningkatan suhu
2. Proses rekrutmen zooxanhellae kembali setelah zooxanthellae keluar dari
tubuh karang
3. Kajian rekrutmen zooxanthellae yang lebih tahan dengan suhu tinggi
untuk dimasukan kedalam karang
Permasalahan
1. Karang lebih sensitif terhadap peningkatan suhu sehingga memicu
dikeluarkannya zooxanthellae dari tubuh karang, saat suhu meningkat
karang sulit bertahan sehingga zooxanthellae akan dikeluarkan oleh
karang.
Referensi
Buddemeier, Robert W., Kleypas, Joan A., Aronson, Richard B. 2004. Coral
reefs & Global climate change, Potential Contributions of Climate
Change to Stresses on Coral Reef Ecosystems. PEW Center on Global
Climate Change. Arlington, USA
Fitt, W.K., B.E. Brown, M.E. Warner, and R.P. Dunne. 2001. Coral bleaching:
Interpretation of thermal tolerance limits and thermal thresholds in
tropical corals. Coral reefs journal
Lee-Shing Fang, Jih-Terng Wang dan Ku-Lin Lin. 1998. The Subcellular
Mechanism of the Release of Zooxanthellae during Coral Bleaching.
National Science Council of the Republic of China. Vol. 22, No. 4,
1998. pp. 150-158
Mendes, J.M., and J.D. Woodley. 2002. Effect of the 1995-1996 bleaching
event on polyp tissue depth, growth, reproduction and skeletal band
formation in Montastraea annularis. Marine Ecology – Progress Series
Barnes, R. 1987. Invertebrate Zoology; Fifth Edition. Harcourt Brace
Jovanovich, Inc. Orlando, Florida, Amerika Serikat
Barnes, R. and R. Hughes. 1999. An Introduction to Marine Ecology; Third
Edition. Blackwell Science, Inc. Malden, Massachusettes, Amerika
Serikat
Cunning, Rick. 2007. What are the effects of coral bleaching?. Duke
University. Amerika Serikat
Eakin
Flores-Ramírez dan Liñán-Cabello (2006
Gates, Ruth D. dan Edmund, Peter. R. 1999. The Physiological Mechanisms
of Acclimatization in Tropical Reef Corals. AMER. ZOOL. Vol 39.
Amerika Serikat
Intergovernmental Panel on Climate Change (2001)
Lalli, C.M., and T. Parsons. 1995. Biological Oceanography: An Introduction.
Butterworth-Heinemann Ltd. Oxford, Inggris
Levinton, J. S. 1995. Marine Biology: Function, Biodiversity, Ecology.
Oxford University Press, Inc. New York, Amerika Serikat
Ed Lovell. Introduction to Marine Science for the Pacific Islands, Corals:
Biology & Ecology. School of Marine Studies. Amerika Serikat
Osinga, R. F. Charko, C. Cruzeiro, M. Janse, D. Grymonpre, P. Sorgeloos,
J.A.J. Verreth. 1998. Feeding corals in captivity: uptake of four
Artemia-based feeds by Galaxea fascicularis. Proceedings of the 11th
International Coral Reef Symposium, Ft. Lauderdale, Florida, 7-11 July
2008
Sorokin, Yu. I. 1973. On the feeding of some scleractinian corals with
bacteria and dissolved organic matter. Journal of Limnology And
Oceanography May 1973, V. 18(3). USSR
Tackett dan Tackett (2002)
Thamrin (2006)
Veron (1993)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *