MENGENAL MESOKOSME (MESOCOSM)

www.oseanografi.lipi.go.id

Oseana, Volume XV, Nomor 3 : 107 - 114

ISSN 0216-1877

MENGENAL MESOKOSME (MESOCOSM) oleh RUYITNO 1) ABSTRACT INTRODUCTION TO MESOCOSM. Mesocosm or Marine Enclosed Ecosystem Experiment is a new approach for study of marine ecosystem in enclosed place. Some problems in ecology which are hard to be solved previously can be solved by mesocosm technique. This paper describe what is mesocosm, and how does it work and the perspective on using this technique on studying pollution problems in Indonesia.

PENDAHULUAN

Mesokosme adalah suatu teknik percobaan untuk mempelajari ekosistem laut secara tertutup (Marine Enclosed Ecosystem Experiment). Teknik ini merupakan salah satu pendekatan interdisipliner yang baik untuk mempelajari siklus, akibat dan pemindahan material yang ada di laut. Jadi mesokosme merupakan teknik pendekatan baru untuk mempelajari ekologi dalam ekosistem laut. Berkembangnya mesokosme bermula dari pengalaman para pakar kelautan dalam mempelajari hubungan antara unit-unit dalam suatu ekosistem laut. Mereka mempelajarinya dalam bentuk simulasi eksperimen di dalam ekosistem buatan yang berukuran kecil di laboratorium sehingga faktor-faktor lingkungan dan kondisi biologisnya dengan mudah dapat dikontrol. Ternyata hasil yang diperoleh tidak sesuai

dengan kenyataan sebenarnya yang terjadi di alam. Teknik seperti ini disebut Mikrokosme. Bertitik tolak kegagalan tersebut maka para pakar kelautan terus berusaha mengembangkan beberapa teknik mempelajari ekosistem laut secara tertutup sebagai pendekatan dari uji coba ekosistem laut alami. Dari pengalaman uji coba yang telah berjalan lama, para pakar kelautan akhirnya dapat memecahkan beberapa problem di dalam ekologi laut yang sebelumnya dianggap sulit. Teknik ini dianggap sebagai salah satu teknik yang paling memberikan harapan baik di dalam mempelajari ekosistem laut. Teknik ini dikenal sebagai Mesokosme. Sedangkan kalau kita mempelajari ekosistem laut yang sebenarnya di alam tekniknya disebut Makrokosme. Tulisan ini mengetengahkan teknik mesokosme dan aplikasinya dalam mempelajari ekosistem laut.

107

Oseana, Volume XV No. 3, 1990


SEJARAH PERKEMBANGAN MESOKOSME

Sejarah perkembangan mesokosme secara singkat telah diuraikan oleh ANONYMOUS (1989) sebagai berikut : Pada tahun 1930 para pakar kelautan dari Swedia untuk pertama kalinya memperkenalkan mesokosme. Mereka mempelajari hubungan timbal balik antara fitoplankton dengan zooplankton di perairan pantai dengan menggunakan mesokosme yang tingginya 13 m. Pada tahun 1960 STRICKLAND et al dari Institut Biologi Laut di Nanaimo (Kanada) berhasil membuat suatu unit perangkat mesokosme dengan menggunakan kantong plastik yang diameternya 6 m dan dapat menampung air laut sebanyak 3200 galon. Dengan menggunakan alat ini MC. ALLISTER et al dan PARSON et al (dalam ANONYMOUS 1989) mengadakan studi tentang produktivitas fitoplankton di perairan pantai Selat Georgia, Kanada. PAYMONT (dalam ANONYMOUS 1989) dan para pakar dari Amerika Utara serta Eropa membuat mesokosme untuk mempelajari proses ekologi dan interaksi antara organisme pada berbagai jenjang tingkatan trofik dan lingkungannya. Pada tahun 1960-an, yaitu saat pencemaran laut mulai menjadi topik yang hangat, para pakar mencoba menyelidiki efek zat pencemar terhadap organisme laut, kelakuannya, dan pemindahannya dari berbagai zat pencemar dalam ekosistem laut dan dampaknya dalam jangka panjang. Studi ini dilakukan dengan mesokosme. Dari hasilnya, diperoleh beberapa informasi tentang cara melindungi laut dari pengaruh zat pencemar. Pada tahun 1970-an mesokosme secara formal sudah menjadi program internasional untuk meneliti lautan. Dengan sponsor Yayasan Hmu Pengetahuan Nasional

Amerika, mereka mempelajari dampak pencemaran dosis rendah dalam jangka panjang di seluruh lautan. Studi ini melibatkan para pakar dari berbagai penjuru dunia, terutama Amerika dan Eropa. Mereka tidak hanya mempelajari mesokosme pelajik saja tetapi juga mesokosme bentos. Studi pendahuluan untuk mesokosme bentos dirancang oleh ZEITSCHEL & DAVIS dalam ANONYMOUS (1989), dan berkembang pesat setelah tahun 1970-an. Banyak studi mesokosme bentos yang telah dilakukan, antara lain : Proyek SEAFLUX di Kanada yang melakukan studi polutan dalam sedimen. Di Universitas Kiel (Jerman), dipelajari mekanisme dan efek dari nutrien yang dibebaskan dari sedimen Laut Utara terhadap ekosistem plankton, Belanda mempelajari nasib minyak di dalam sedimen, dan Norwegia mempelajari respon dari komunitas biota yang hidup di dalam batuan dan substrat lembek (soft zone) terhadap minyak di dalam sel. Kemudian pada bulan Agustus 1980 simposium pertama tentang mesokosme telah diselenggarakan di Institut Ilmu Kelautan di Sidney (Kanada), dengan mengetengahkan 45 makalah (GRICE & REEVE 1989). Dari hasil simposium nyatalah bahwa mesokosme dapat digunakan secara luas di dalam ilmuilmu kelautan baik untuk studi ekologi, pencemaran lingkungan maupun model analisis komputer.

TIPE FASILITAS MESOKOSME

Hingga sekarang belum ada standar untuk ukuran maupun bentuk mesokosme, namun berdasarkan tipe fasilitasnya mesokosme dapat dibagi menjadi 3 yaitu : 1. Tipe basis daratan (land base type) 2. Tipe teluk yang kecil 3. Tipe laut terbuka.

108



1. Fasilitas mesokosme basis daratan. Fasilitas mesokosme ini terletak di daratan sebagai basisnya, yaitu dengan membuat kolam di dekat pantai. Maksudnya ialah agar air laut dapat dengan mudah dialirkan ke kolam tersebut dengan tidak menimbulkan stress pada semua organisme yang berada dalam air laut tersebut, sehingga studi yang akan dilakukan pada mesokosme ini mendekati keadaan yang sebenarnya. Pada umumnya tipe basis daratan ini mempunyai volume air laut antara 1 m3 hingga 3 m3. Tipe seperti ini ada di "Third Institute of Oceanography" Xiamen, China. 2. Fasilitas mesokosme untuk daerah teluk yang kecil (sempit) atau kolam di tepi pantai. Untuk daerah seperti ini maka fasilitas mesokosme yang diperlukan ialah lokasi teluk yang tenang dan tidak banyak rnengalami gangguan atau dengan membangun kolam di tepi pantai yang terbuka ke laut bebas, laut yang semi tertutup ataupun teluk. Mesokosme tipe ini biasanya mempunyai volume air laut lebih dari 10 m3. Mesokosme seperti ini terdapat di Pelabuhan Ostend, Belgia. 3. Fasilitas mesokosme tipe laut. Ada dua perlengkapan mesokosme tipe ini, yaitu perlengkapan mesokosme yang menggunakan material film yang kasar dan yang halus sebagai tempat penampungan air laut. Perlengkapan ini kemudian dipasang di laut. Contoh untuk perlengkapan mesokosme yang menggunakan film kasar adalah mesokosme yang dirancang oleh Administrasi Taman Nasional (National Park Administration) di Bremerhaven (Jerman Barat). Perlengkapan mesokosme ini menyerupai kontainer yang tutup atas dan tutup dasar-

nya dihilangkan. Dengan menggunakan perlengkapan mesokosme seperti ini eksperimen ekosistem bentik dan pelajik (plankton) baik secara tertutup, semi tertutup maupun terbuka dapat dilakukan. Untuk eksperimen ekosistem secara tertutup, studi ekologi bentik dapat dilakukan dalam jangka panjang, sampai beberapa bulan. Sedangkan untuk eksperimen ekosistem pelajik (plankton) tergantung dari lamanya air berada dalam kolam mesokosme yang menyerupai kontainer tadi. Untuk eksperimen mesokosme secara semi tertutup, air laut yang berada dalam kontainer dapat diganti oleh karena adanya proses pasang surut. Eksperimen seperti ini sangat cocok untuk eksperimen pencemaran laut. Sedangkan untuk eksperimen mesokosme sistem terbuka (flow-through enclosed experiment) sangat sesuai untuk mempelajari kelakuan biota karnivora dalam ekosistem. Perlengkapan mesokosme yang mempergunakan material film halus, berupa kantong plastik transparan yang ukurannya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan, atau dari bahan dasar polyetilen yang tidak toksis. Kantong plastik seperti ini sudah sangat populer di dunia penelitian sebagai perlengkapan mesokosme. Untuk eksperimen dampak polutan terhadap ekosistem plankton, mesokosme dengan perlengkapan kantong plastik transparan seperti ini sangat cocok. Contohnya ialah mesokosme yang dirancang oleh DR. KUPER (Belanda), untuk studi toksikologi. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MESOKOSME Adanya mesokosme sebagai pendekatan baru di dalam mempelajari ekosistem laut telah banyak menunjukkan keuntungan. Keuntungan-keuntungan tersebut ialah:

109



1. Mengurangi perbedaan antara hasil yang diperoleh dengan teknik mikrokosme (percobaan simulasi laboratorium) dengan survei di alam (keadaan sebenarnya) (Makrokosme). 2. Mudah untuk mengontrol berbagai macam faktor lingkungan dan dapat dilakukan berbagai penelitian berkali-kali de ngan berbagai ulangan. Oleh karena itu studi mengenai transfer dan transformasi bahan kimia di dalam suatu ekosistem dan dampaknya terhadap ekosistem tersebut, atau studi untuk menduga efek polutan di dalam suatu ekosistem dapat lebih mudah dilakukan. Namun demikian PARSON (1981) juga mengemukakan adanya dua kerugian yang prinsip dalam mesokosme yaitu : 1. Tidak adanya turbulensi dalam kolom air mesokosme,

2. Karena mesokosme itu terisolasi maka dalam jangka panjang akan terjadi penurunan keragaman jenis di dalam kolom airnya. Dari uraian tersebut di atas nyatalah bahwa mesokosme merupakan salah satu metoda yang menjembatani antara penelitian laboratorium dan lapangan. Pada umumnya penelitian laboratorium hanyalah mempelajari interaksi dua troflk level, sehingga tidak mencerminkan keadaan sebenarnya di alam. Sedangkan penelitian lapangan pada umumnya memerlukan biaya mahal tetapi kebenaran hasilnya kadang-kadang masih diragukan. Berikut ini disajikan contoh aplikasi penelitian dengan teknik mesokosme dan beberapa tipe mesokosme tercantum dalam Gambar 1 - 4, berdasarkan PARSON (1981).

Gambar 1. Perlengkapan mesokosme untuk mempelajari ekosistem air dan sedimen. Kapasitas volume airnya dapat sampai 50 m3.

110



111



112



Cara kerja

4.

1. Isi kantong - kantong plastik transparan (4 buah) dengan air laut dari tempat mesokosme tersebut ditempatkan. Volume masing-masing kantong lebih kurang 14 m3 . 2.Kantong A tanpa perlaku-an (sebagai kontrol). Kantong B ditambahkan dis-persan koreksit 9527. Kantong C ditambahkan cam-puran koreksit 9527 dengan minyak mentah. Kantong D adalah ulangan dari kantong C, jadi ditambahkan campuran koreksit 9527 dengan minyak mentah. Pengambilan contoh air: Contoh air diambil setiap hari sampai hari ke 5, selanjutnya pada hari ke 6 hingga akhir penelitian (hari ke 15) pengambilan contoh air dilakukan setiap 2 hari.

Produksi primer, diukur dengan bikarbonat 14C yang berada dalam contoh air setelah inkubasi in situ. 5. Produktivitas bakterioplankton heterotrofik, diukur dengan penggabungan 3 H-Thymidin ke DNA. 6. Total bakteri, dikerjakan dengan metoda akridin-oranye mikroskop epifluoresen. 8. Isolasi dan identifikasi komposisi bak teri pengurai minyak, berdasarkan prosedur dalam Bergey's Manual. 9. Fitoplankton, Cilliata dan mikroflagellata, analisanya menggunakan mi kroskop. 10. Zooplankton, diidentifikasi dan dihitung dengan mikroskop. Hasil yang diperoleh : Secara singkat dapatlah diketahui bahwa koreksit 9527 dan campuran koreksit 9527 dengan minyak mentah merangsang produktivitas bakteria. Biodegradasi merupakan proses yang utama di dalam mengeliminasi (meniadakan) rantai pendek alkana pada campuran dispersan koreksit dengan minyak tanah.

Parameter yang dianalisa :

Hasil analisa radio tracer setelah 15 hari dari n (1 — 14C) heksadekan, lebih dari 25 % koreksit minyak mentah dimetabolisir menjadi CO2, 3,4 % berubah menjadi partikel yang tersuspensi dalam air laut, 12,4 % berada dalam material sedimen dan 1 % merupakan fraksi organik. Komposisi jenis bakteri pemecah minyak berubah nyata setelah penambahan koreksit dan campuran koreksit dengan minyak tanah.

1. Kosentrasi minyak diukur secara lang sung dengan menimbang ekstrak minyaknya. 2. Perubahan komposisi minyak,dianalisa menggunakan khromatogram ion. 3. Konsentrasi partikel minyak, ditentukan secara kuantitatif dari sejumlah material berlabel 14C yang tertangkap filter dengan pori-pori 0,45 um setelah filtrasi 500 ml contoh air.

113



PARSON T.R., 1981. The use of controlled experimental ecosystem : A Review. J. Oceanog. Society of Japan, 37 : 294-298. RONGCHENG, L., L. YANSHUN, W. JINPING, K. LEE and L. WENQUAN 1989. The response of bacterioplankton to corexit 9527 and corexit-dispersed shengli crude oil : Marine ecosystem enclosure experiment. China International Advanced Training Course of Marine Ecosystem Enclosed Experiment : 103 — 125.

DAFTAR PUSTAKA

ANONYMOUS 1989. Enclosed experiment and the analytical methods. Third Institute of Oceanography State Oceanic Administration the People's Republic of China: 36 hal. GRICE G.D. & M.R. REEVE 1989. Introduction and description of experimental ecosystems references. China International Advanced Training Course of Marine Ecosystem Enclosed Experiment, Xiamen, China : 1 — 9.

114


MENGENAL MESOKOSME (MESOCOSM)

Recommend Documents