RESPON PERTAMBAHAN POPULASI Oscillatoria sp. PADA PENINGKATAN KONSENTRASI KARBONDIOKSIDA ANTROPOGENIK

1077

Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013

RESPON PERTAMBAHAN POPULASI Oscillatoria sp. PADA PENINGKATAN KONSENTRASI KARBONDIOKSIDA ANTROPOGENIK Sahabuddin, Machluddin Amin, dan Herlinah Jompa Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau Jl. Makmur Dg. Sitakka No.129, Maros 90512, Sulawesi Selatan E-mail: [email protected]

ABSTRAK Peningkatan aktivitas antropogenik berakibat pada peningkatan kadar karbondioksida antropogenik di atmosfir selanjutnya diserap oleh lautan. Pada konsentrasi karbondioksida yang tinggi akan berpengaruh terhadap pertumbuhan populasi fitoplankton di laut. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji respon pertumbuhan populasi fitoplankton laut Oscillatoria sp. pada peningkatan konsentrasi karbondioksida antropogenik. Perlakuan yang diujicobakan yaitu kadar karbondioksida a) 385 mg/L; b) 750 mg/L,dan c) 1.000 mg/L. Hasil penelitian yang telah diuji dengan analisis statistik menunjukkan bahwa setelah dikultur dalam media uji yang terkontrol dengan kepadatan awal 3 x 105 sel/mL, maka terjadi tren perbedaan pertambahan populasi yangsangat signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi karbondioksidayaitu: perlakuan a) pertambahan populasi menjadi 1.575.000 sel/mL; b) populasi 555.000 sel/mL; dan c) 420.000 sel/mL pada awal pertumbuhan (hari-1). KATA KUNCI:

respon populasi, Oscillatoria, karbondioksida

PENDAHULUAN Meningkatnya aktivitas antropogenik dengan bertambahnya jumlah pendudukdi era industrialisasi mengakibatkan karbon di atmosfer semakin meningkat diperkirakan 4,1 ± 0,1 GtC/tahun (4,1 ± 0,1 x 1015 gC/tahun) (IPCC, 2007a; Reid et al., 2011 dalam Sahabuddin, 2013). Konsentrasinya di atmosfer meningkat dari pra-industri 280 mg/Lmenjadi 379 mg/Ldi tahun 2005. Laju peningkatan konsentrasi CO2 ini selama masa 10 tahun (1995-2005) rata-rata 1,9 mg/L/tahun. Konsentrasi gas CO2 mendapat perhatian besar di seluruh dunia, karena keterlibatannya dalam siklus biogeokimia wilayah pesisir dan laut terbuka (Takahashi et al., 2002; Borges, 2005; Borges et al., 2005). Emisi CO2 dari kegiatan antropogenik telah diserap oleh lautan sekitar 30%, penyerapan besarbesaran ini merupakan faktor penyebab perubahan iklim yang berdampak pada perubahan struktur kimia air laut, dan selanjutnya berdampak pada peningkatan keasaman laut. Pada tingkat emisi saat ini derajat keasaman air laut akan turun 0,4 poin sampai dengan tahun 2100 (Caldeira &Wickett, 2003, 2005; Feely et al., 2004; dalam Sahabuddin, 2013; Orr et al., 2005, Rost et al., 2003). Dampak penurunan pH terhadap hewan bercangkang kapur telah dilaporkan Gattusoet al. (2011), bahwa organisme kunci di laut seperti karang dan pteropods (hewan bercangkang) akan sangat terpengaruh oleh fenomena ini selama bertahun-tahun di masa datang. Bahkan terhadap fitoplankton terpengaruh dengan fenomena tersebut, sehingga dilakukan penelitian tentang respon pertambahan populasi Oscillatoriasp. pada peningkatan konsentrasi karbondioksida antropogenik dengan skala laboratorium. BAHAN DAN METODE Penelitian dilakukan diLaboratorium Plankton Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau (BPPBAP), Maros. Media kultur berupa stoples volume 3 liter diisi air laut yang telah disterilkan dengan salinitas 30 pptkemudian diinjeksikan karbondioksida, selanjutnya diukur derajat keasamannya (pH). Konsentrasi karbondioksida yang diujikan, yakni; A) 385 mg/L, B) 750 mg/L,dan C) 1.000 mg/L. Organisme uji yakni Oscillatoria sp.dimasukkan ke dalam media kultur dengan kepadatan awal yang dikultur yakni 3 x 105 sel/mL. Selanjutnya perhitungan kepadatan sel dilakukan setiap hari, dengan formula (Isnansetyo &Kurniastuty, 1995) :

Respon pertambahan populasi Oscillatoria sp. ... (Sahabuddin)

1078

N sel/mL = n ind. x 16 x 104 / “Kb dimana: N (sel/mL) = jumlah total individu plankton per liter (sel/mL) n = jumlah individu species ke-I yang tercacah (sel) Kb = jumlah kotak besar pada Haemacytometer Pengukuran parameter kualitas air dilakukan diawal dan akhir penelitian. Adapun alat ukur dan metode pengukurannyadisajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Alat ukur dan metode pengukuran parameter kualitas air

Parameter suhu pH Intens. cahaya Oksigen terlarut

Metode skala skala skala skala

Satuan 0

C unit Lux mg/L

Alat ukur Termometer pH meter Lux meter DO meter

HASIL DAN BAHASAN Kepadatan Populasi Oscillatoria sp. Kepadatan populasi Oscillatoria sp. yang ditemukan cenderung bertambah sampai hari ke-4, menurun pada hari ke-5 (Gambar 1). Pada konsentrasi CO 2 385 mg/Lpada hari ke-1 populasinya menjadi 1.550.000 sel/mL terjadi pertambahan populasi tertinggi dibandingkan pada CO2750 mg/ Ldan 1.000 mg/Lyakni masing-masing 555.000 sel/mL dan 420.000 sel/mL.

Gambar 1. Kepadatan populasi Oscillatoria sp.

Respon laju pertambahan populasi Oscillatoria sp. tersebut tertinggi ditemukan pada konsentrasi karbondioksida 385 mg/L, sedang pada konsentrasi 750 mg/Ldan 1.000 mg/Lrespon laju pertambahan populasinya agak rendah, hal ini dimungkinkan karena semakin meningkatnya karbondioksida pada konsentrasi tertentu akan mempengaruhi atau merubah sistem karbonat air laut bahkan karbondioksida

1079

Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013

merupakan salah satu gas yang memiliki efek gas rumah kaca karena mampu menyerap panas yang dilepaskan oleh cahaya matahari (Effendi, 2000). Meningkatnya kadar CO2 maka suhu bumi mengalami peningkatan (global warming), selain itu karbondioksida antropogenik juga mengakibatkan penurunan terhadap derajat keasaman air laut. Menurut Raven et al. (2005) bahwa jika konsentrasi CO2 atmosfer terus meningkat, maka peningkatan keasaman akan memiliki efek yang signifikan pada sistem laut, dimana peningkatanlevelCO2 di atmosfir meningkatkankonsentrasiCO 2di permukaan laut menyebabkan peningkatan keasaman laut, serta berkontribusi besar terhadap pemanasan global, menghangatkan perairan laut di seluruh dunia, dipastikan mengganggu ekosistem perairan, sehingga produktivitas ekosistem laut anjlok termasuk menurunkan produktivitas fitoplankton (Caldeira &Wickett, 2003, 2005; Feely et al., 2004; dalam Sahabuddin, 2013; Orr et al., 2005, Rost et al, 2003). Masuknya CO2 ke dalam perairan sebagian digunakan oleh fitoplankton untuk proses fotosintesis, dan sebagiannya melalui proses kimia pada waktu yang lama dapat berubah menjadi bahan organik berupa bahan bakar fosil atau menjadi batuan karbonat (Effendi, 2000). Kelimpahan terendah pada konsentrasi CO 2750 yakni 365.000 sel/L ppm pada hari ke-7 dan ditemukan lebih rendah lagi pada konsentrasi CO2 1.000 mg/Lyakni 357500 sel/L pada hari ke-7, hal ini menunjukkan bahwa terdapat respon kelimpahan populasi fitoplankton Oscillatoria sp. terhadap peningkatan konsentrasi CO 2, sebagaimana hasil pengamatan terlihat adanya penurunan jumlah kelimpahan dengan meningkatnya konsentrasi karbondioksdia tersebut. Kurva pertumbuhan Oscillatoria sp. tertera pada Gambar 2, yakni; (1) fase adaptasi, (2) pertumbuhan/ eksponensial,(3) penurunan pertumbuhan, (4) stasioner,dan (5) fase kematian.

Gambar 2. Fase pertumbuahan fitoplankton Fase adaptasi, sesaat setelah penambahan inokulum ke dalam media kultur, populasi tidak mengalami perubahan, organisme mengalami metabolism tetapi belum terjadi pembelahan sel sehingga kepadatan belum meningkat. Fase eksponensial, terjadi pembelahan sel dengan laju pertumbuan tetap, pada kondisi kultur yang optimum laju pertumbuhan mencapai maksimum. Fase tersebut terjadi pada hari ke-1 sampai ke-4.Fase stasioner, pertumbuhan mulai menurun laju reproduksinya sama dengan laju kematian, kepadatan alga tetap, fase tersebut mulai terjadi pada hari ke-5.Fase kematian, terjadi laju kematian lebih cepat daripada laju reproduksinya, jumlah menurun secara geometrik, terjadi pada hari ke-7 dan seterusnya. Performa dan Perkembangan Sel Performa perkembangan sel Oscillatoria sp. terlihat pada Gambar 3, ditemukan bahwa pada konsentrasi CO2 385 mg/Lperforma perkembangan selnya lebih besar dibandingkan pada konsentrasi CO2 750 mg/Ldan 1.000 mg/L.

Respon pertambahan populasi Oscillatoria sp. ... (Sahabuddin)

1080

Gambar 3. Performa perkembangn sel Oscillatoria sp.

Kualitas Air Fitoplankton secara umum membutuhkan faktor pendukung dalam pertumbuhannya, antara lain suhu, cahaya, pH, CO2, salinitas, tekanan osmose dan nutrien (Fogg, 1965; BPPP, 1990 dalam BBL, 2002). Permasalahan biasa timbul dalam kultur alga yakni populasinya yang tidak stabil dalam pertumbuhannya bahkan cenderung drop sehingga stoknya tidak kontinyu karena faktor pendukung pertumbuhannya yang tidak sesuai yakni ketersediaan CO2 yang tidak sesuai dengan pertumbuhannya. Pertumbuhan fitoplankton dalam kultur didukung dengan kondisi kualitas air yang optimal. Kondisi kualitas air pada media kultur menunjukkan masih dalam batas yang optimum bagi pertumbuhan fitoplankton (Tabel 2). Tabel 2. Rataan konsentrasi parameter kualitas perairan yang teramati Parameter

Satuan

Kadar

Salinitas suhu

ppt

pH

unit

7,76 - 7,79

Mg/L

4.000-6.000 2,3 - 4,6

0

C

Int. cahaya DO

30 30 - 32

KESIMPULAN 1. Peningkatan pertumbuhan populasi Oscillatoria sp. mengalami fase eksponensial pada hari hari ke3 dari kepadatan awal 300.000 sel/mL menjadi 1.575.000 sel/mL pada konsentrasi CO2 385 mg/L. 2. Pertumbuhan populasi Oscillatoria tertinggi didapatkan pada konsentrasi karbondioksida 385 ppm dan terendah pada konsentrasi CO2 1.000 mg/L, respon laju pertambahan populasinyamenurun seiring peningkatan karbondioksida antropogenik konsentrasi tinggi.

1081

Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013

DAFTAR ACUAN Borges, A.V. 2005. Do we have enough pieces of the jigsaw to integrate CO2 fluxes in the coastal ocean. Estuaries, 28 (1): 3–27. Borges, A.V., Delille, B.,&Frankignoulle, M. 2005. Budgeting sinks and sources of CO2 in the coastal ocean: Diversity of ecosystems counts. Geophysical Research Letters, 32: L14601, doi:10.1029/2005GL 023053. Balai Budidaya Laut (BBL). 2002. Budidaya fitoplankton dan zooplankton. Balai Buddaya Laut Lampung. Dirjen Budidaya. Departemen Kelautan dan Perikanan,hlm. 13-55. Effendi.2000. Telaahan kualitas air bagi pengelolaan sumberdaya dan lingkungan perairan. Jurusan Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB. Bogor,258 hlm. Fogg, G.E. 1965. Algal cultures and phytoplankton ecology. The University of Wisconsin Press, London,126 hlm. Gattuso, J.P.&Hansson, L. 2011: Ocean acidification: background and history. In: Ocean Acidification [Gattuso, J.-P. and L. Hansson, L (eds.)]. Oxford University Press, (in press). Isnansetyo, A.&Kurniastuty. 1995. Teknik kultur fitoplankton dan zooplankton: Pakan alami untuk pembenihan organism laut. Kanisius, Yogyakarta, hlm.19-85. Orr, J.C, et al. 2005. Anthropogenic Ocean Acidification Over The Twenty-First Century And Its Impact On Calcifying Organisms. Nature, 437: 681–6. Rost, B., U. Riebesell, S. Burkhardt and D. Sultemeyer. 2003. Carbon acquisition of bloom-forming marine phytoplankton. Limnol. Oceanogr., 48, 55–67. Sahabuddin. 2013. Respon Produktivitas Fitoplankton dan Makroalga Laut Tropis Terhadap Perubahan Iklim dan Pengasaman Laut. Proposal Penelitian Disertasi Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Makassar. Takahashi, T., Sutherland, S.C., Sweeney, C., Poisson, A., Metzl, N., Tilbrook, B., Bates,N.,Wanninkhof, R., Feely, R.A., Sabine, C., Olafsson, J.,&Nojiri, Y. 2002. Global sea–air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2, and seasonal biological and temperature effects. Deep-Sea Research II, 49: 1601–1622.