Invasi Alga Terhadap Karang Keras (Sclerectinia) Pada Rataan Terumbu Ekositem terumbu karang merupakan ekosistem yang sangat kompleks dengan berbagai jenis kehidupan organisme laut. Kompleksitas kehidupan pada daerah yang sempit tersebut menimbulkan interaksi antara organisme yang hidup didalamnya. Interaksi bertujuan untuk suatu suksesi organisme pada suatu daerah dimana dapat yang bersifat positif maupun negatif. Salah satu jenis interaksi yang terjadi pada ekositem terumbu karang yakni kompetisi. Kompetisi antar organisme dapat terjadi jika suatu tempat memiliki ketersediaan sumberdaya yang terbatas. Ada beberapa jenis kompetisi yakni kompetisi memperebutkan ruang, kompetisi untuk mendapatkan makanan, dan masih banyak lagi. Organisme yang sukses melakukan kompetisi merupakan organisme yang akan mendominasi suatu tempat. Kompetisi ini menimbulkan efek yang sangat besar bagi kelangsungan hidup organisme laut. Berbagai cara digunakan oleh organisme agar dapat bertahan dari kompetitor lain, salah satunya dengan mengembangkan sistem pertahanan tubuh yang kuat seperti bahan bioaktif. Bahan tersebut berfungsi sebagai senyawa racun yang dapat membunuh kompetitor lain disekitarnya. Pada karang sistem pertahanan yang dikembangkan beragam tergantung dari jenisnya. Pada karang keras (Sclerectinia) sistem pertahanan yang dikembangkan yakni nematosit sedangkan pada jenis karang lunak (Alcyonaceae) sistem pertahanan yang dikembangkan yakni senyawa bioaktif yang disebut terpen. Kompetitor lain seperti alga juga mengembangkan sistem pertahanan yang tidak kalah kuatnya yakni senyawa bioaktif yang dapat merusak bahkan membunuh karang. Pada dasarnya alga dan karang bersimbiosis saling menguntungkan (komensalisme). Hal tersebut dikarenakan zooxhantella pada karang saling mendukung dengan polip karang untuk membangun struktur rangka karang. Tetapi alga diluar dari jenis zooxhantella dapat mengganggu karang. Kompetisi antara alga dan karang dalam ekosistem terumbu karang terjadi saat alga menginvasi karang. Saat alga mendominasi ruang maka karang yang tumbuh akan sedikit, tetapi sebaliknya saat karang yang mendominasi ruang maka alga yang tumbuh akan sedikit (Mc cook L. J, 2001 in Jompa J and Mc cook, 2003). Suksesi organisme yang berkompertisi tergantung dari lingkungan dan kompetitornya. Semakin mendukung lingkungannya dan kompetitornya sedikit maka organisme tersebut akan bertahan pada daerah tersebut. Kegunaan dari pengamatan ini yakni dapat mengukur tingkat kerusakan yang ditimbulkan oleh alga terhadap karang sehingga dapat diambil langkah pencegahan dan pemulihan karang yang terinvasi.
Eko Efendi
Page 1
Peran Alga Dalam Ekosistem Terumbu Karang Pada ekosistem terumbu karang peran alga sangat beragam tergantung dari jenis alga tersebut. Peran tersebut dikelompokkkan kedalam 4 bagian besar (Luning K, 1990) yaitu: 1. Sebagai dinoflagellata endosimbiotik (Symbiodinium) yang bersimbiosis dengan karang dan terdapat pada permukaan polip dari karang hermatifik. 2. Sebagai pengebor yang berbentuk talus filament. Alga jenis ini berasal dari jenis alga hijau dikenal dari jenis Cynophytes. Alga ini mengebor pada terumbu karang dan substrat yang keras. 3. Sebagai Coraline algae yang berbentuk seperti kerak. 4. Sebagai tumbuhan yang berdiri sendiri, umumnya berasal dari alga yang ukurannya besar (makroalgae). Dari 4 peran tersebut hanya yang sebagai endosimbiotik dan csebagai coralline alga saja yang menguntungkan bagi karang, kedua peran yang lain dapat mengganggu pertumbuhan karang. 1. Sebagai dinoflagellata endosimbiotik (Symbiodinium) yang bersimbiosis dengan karang dan terdapat pada permukaan polip dari karang hermatifik. Jenis alga yang berperan sebagai simbiotik dengan polip karang yakni dari jenis Gymnodinium microadriaticum, atau dikenal dengan nama zooxhantella. Zooxhantella juga dikenal dengan nama hewan fotosintesis. Zooxhantella berperan sebagai penghasil makanan bagi karang. Hal ini dibuktikan saat karang hermatifik yang tumbuh pada daerah gelap akan lebih lambat pertumbuhannya (Ronsen, 1988 in Luning K, 1990). Peran dari zooxhantella pada karang yakni: a. Membantu deposisi karbonat untuk membentuk rangka pada karang dengan mengkonsumsi CO2 selama fotosintesis. b. Polip karang menerima hasil fotositesis dari alga yang akan digunakan dalam metabolisme polip karang. Jenis bahan yang diterima yakni 14C. c. Alga akan menerima nutrient seperti nitrat dan fospat yang merupakan hasil metabolisme karang. Bahan tersebut akan digunakan sebagai bahan dalam proses fotositesis (Mustcatine, 1980 in Luning K, 1990). Dari hasil penelitian karang jenis Lepotoseris fragilis yang dilakukan di laut merah, karang dapat tumbuh sampai pada kedalaman 100-145 m. Hal ini dikarenakan gelombang pendek cahaya biru (380-420 nm) masih optimal dipergunakan oleh zooxhantella dalam proses fotosintesis (Sclicter et al. 1985, 1986 in Luning K, 1990).
Eko Efendi
Page 2
2. Sebagai pengebor yang berbentuk talus filament. Alga jenis ini berasal dari jenis alga hijau biru dikenal dari jenis Cynophytes. Alga ini mengebor pada terumbu karang dan substrat yang keras. Jenis alga yang mengebor pada derah terumbu karang yakni Plectonema. Alga tersebut dari jenis Cyanophyta (alga hijau biru). Alga ini dapat ditemukan diberbagai substrat yang keras seperti substrat kapur (karang mati) (van den Hoeh et al, 1975 in Luning K, 1990), cangkang hewan yang sudah ditinggalkan, bahkan dapat hidup pada jaringan karang yang masih hidup. Alga ini menghasilkan senyawa racun yang dapat melarutkan substrat yang akan dibornya. Salah satu fungsi dari alga pengebor ini yakni dalam pengayaan nitrogen pada daerah terumbu karang (Crosland and Barnes, 1976 in Luning K, 1990). 3. Sebagai Coraline algae yang berbentuk seperti kerak. Jenis coralline alga yakni Porolithon, Lithophyllum, dan Neogoniolithon. Ketiga jenis alga tersebut sangat berperan penting dalam peningkatan terumbu karang. Alga ini akan membentuk zonasi tersendiri pada daerah yang terlindung dari hempasan gelombang (Adey and Vassar 1975 in Luning K, 1990). 4. Sebagai tumbuhan yang berdiri sendiri, umumnya berasal dari alga yang ukurannya besar (makroalgae). Alga pada daerah terumbu karang dapat dibedakan menjadi dua jenis yakni: a. Alga penghasil kapur (calsificate macroalga). b. Alga yang tidak menghasilkan kapur (noncalsificate macroalgae). Kedua jenis alga tersebut berkontribusi besar dalam pertumbuhan karang. Interaksi yang terjadi antara kedua jenis alga tersebut umumnya bersifat kompetisi dengan karang. a. Alga penghasil kapur (calsificate macroalga). Alga dari jenis ini berasal dari jenis chlorophyta (alga hijau). Jenisnya yaitu Halimeda atau Penicillus. Alga tersebut dapat menghasilkan kapur yang dapat disumbangkan kedalam perairan dengan mendepositkan kalsium karbonat sebagai aragonite diluar thallusnya. Jenis alga ini dapat menggantikan keberadaan karang dalam ekositem terumbu karang (Hillis-Colinvaux, 1986 in Luning K, 1990).
Gambar 1. Calsificate macroalgae (Halimeda opuntia)
Eko Efendi Page 3
Keberadaan alga ini jika terlalu banyak dapat mengancam keberadaan karang. Kompetisi untuk mendapatkan cahaya dan ruang akan terjadi jika kedua organisme tersebut keberadaanya melimpah pada suatu daerah. Untuk mempertahankan keberadannya maka alga memiliki sistem pertahanan berupa racun, yang berasal dari metabolisme sekundernya. Jenis Halimeda menghasilkan bahan racun yang disebut halimedatrial (Paul and Fenical 1983, 1987 in Luning K, 1990). b. Alga yang tidak menghasilkan kapur (noncalsificate macroalgae). Alga dari jenis ini keberadaannya dalam ekosistem terumbu karang tidak sebanyak pada jenis clasificate macroalgae, hanya sekitar 10% dari total keseluruhan algae (Wanders 1976-1977 in Luning K, 1990). Alga ini berasal dari berbagai jenis seperti Dictyota, Padina, Sargassum, dan Udotea (Fricke and Meischener 1985 in Luning K, 1990). Beberapa jenis alga ini juga terkadang menginvasi karang sehingga karang mengalami kematian.
Gambar 2. Noncalsificate macroalgae Alga tersebut keberadaanya juga dikontrol oleh keberadaan hewan herbivora yang memakan alga (Hunter 2003 in Luning K, 1990). Ikan herbivora pada daerah terumbu karang pemakan alga dan tumbuhan laut lainnya sekitar 20% (Bakus 1969 in Luning K, 1990). Sehingga keberadaan ikan ini sangat penting. Pola Interaksi Alga Dengan Karang Interaksi yang terjadi antara alga dengan karang pada ekosistem terumbu karang dibagi menjadi tiga bentuk (Theobald K, 2003) yaitu: 1. Kontak langsung antara karang dengan alga 2. Kompetisi memperebutkan ruang, dan 3. Kelangsungan untuk bertahan hidup (suksesi). Alga dan karang saling berkompetisi memperebutkan cahaya untuk aktifitas metabolismenya. Zooxhantella pada karang memerlukan cahaya untuk aktifitas fotosintesisnya, sama halnya dengan alga memerlukan cahaya untuk fotosintesis. Jika alga mendominasi ekosistem terumbu karang maka karang akan kekurangan cahaya kemudian mati. Pada daerah yang nutriennya kurang seperti pada ekosistem terumbu karang juga terjadi kompetisi untuk mendapatkan nutrient (Lirman 2001 in Theobald K, 2003). Pada keadaan terumbu karang yang sehat alga tidak mendominasi ekosistem, karena masih dikontrol oleh ikan herbivora sehingga suksesi kedua organisme tersebut tetap terjaga (Hunter 2003 in Luning K, 1990).
Eko Efendi Page 4
Jenis Alga, Bentuk Invasinya dan Dampaknya Terhadap (Slerectinia) Pada ekosistem terumbu karang yang tidak sehat dimana karang sudah mulai hancur dan ikan herbivora kurang, alga akan mendominasi tempat tersebut. Dominasi alga tersebut dapat mengancam keberadaan karang. Alga yang menginvasi karang dibagi menjadi dua jenis yakni: 1. Jenis alga yang berfilamen dan tidak menghasilkan kapur 2. Jenis alga penghasil kapur Kedua jenis alga tersebut memiliki kemampuan untuk merusak jaringan karang yang hidup. Mekanisme untuk kedua jenis alga tersebut berbeda untuk membunuh jaringan karang hidup. Efek yang dirasakan cukup besar walaupun memakan waktu berbulan-bulan dari awal infeksi. 1. Jenis alga yang berfilamen dan tidak menghasilkan kapur Jenis alga yang tidak menghasilkan kapur yang berkompetisi dengan karang yaitu Corallophila huysmansii, Chlorodesmis fastigiata, dan Hypnea pannosa. Ketiga jenis alga tersebut merusak jaringan karang.
Gambar 3. Corallophila huysmansii, Chlorodesmis fastigiata, dan Hypnea pannosa (Jompa and Mc Cook, 2003a) Corallophila huysmansii dan beberapa jenis turf alga yang lain membunuh jaringan karang yang hidup dengan mengkolonisasikan dirinya. Jaringan karang yang dibunuh hanya sedikit akibat stress berlebih maka jaringan karang yang lain juga ikut mati. Jaringan karang akan mengalami pemutihan walaupun berjerak beberapa millimeter dari filament alga. Peningkatan kematian karang lebih signifikan jika alga ini bersama dengan jenis alga lainnya.
Gambar 3. Perbandingan kematian jaringan karang akibat Corallophila huysmansii dan jenis turf alga yang lain (Jompa and Mc cook, 2003a)
Eko Efendi Page 5
Hypnea pannosa membunuh jaringan karang yang berada dibawah permukaan karang. Ciri dari infeksi alga ini jaringannya berwarna hitam dengan sedikit jaringan yang mati. Alga ini dapat mengganggu pertumbuhan dari karang yang terinfeksi. Pada Porites cylindrica pertumbuhannya lebih baik saat alga ini tidak ada.
Gambar 4. Garafik pertumbuhan Porites cylindrical saat ada dan hilangnya alga Hypnea pannosa (Jompa and Mc cook, 2003a) Chlorodesmis fastigiata merupakan salah satu jenis alga yang dapat merusak jaringan karang. Alga ini menfinfeksi secara perlahan-lahan kedalam jaringan karang yang hidup. Alga ini kadang hilang kadang tampak terlihat. Pada bulan 4-6 alga ini menghilang tetapi pada bulan yang ke 12 alga ini tampak lagi. Saat menghilang alga ini tidak sepenuhnya hilang tetapi masih meninggalkan filamennya untuk dapat tumbuh lagi (Jompa and Mc cook, 2003). Jenis alga berfilamen lain yang dapat merusak jaringan karang selain ketiga alga diatas yakni dari jenis Anotrichium tenue. Alga ini termasuk dalam golongan alga merah (Rhodophyta). Ciri dari alga ini yakni berwarna merah atau coklat yang berbentuk filamen dengan tallus bercabang. Saat menginfeksi karang warna karang akan berubah menjadi merah muda, warna tersebut merupakan warna dari alga ini. Alga ini menutupi hampir seluruh koloni karang. Keberadaan alga ini sangat berbahaya dibanding dengan jenis turf alga lainnya. Pada beberapa survey Anotrichium tenue membunuh sekitar 60% karang jenis Porites spp pada Canon Bay Australia dan 40% pada Pioneer Bay Australia.
Gambar 5. Efek dari Anotrichium tenue terhadap karang keras (Jompa and McCook, 2003b)
Eko Efendi Page 6
Kematian jaringan karang yang disebabkan oleh alga ini sangat signifikan, dan sangat cepat. Pertumbuhan alga ini sangat efektif dalam membunuh jaringan karang hidup. Pertumbuhan dan kolonisasi alga ini sangat cepat tetapi faktor penyebabnya belum diketahui.
Gambar 6. Perbandingan kematian karang yang disebabkan oleh Anotrichium tenue dengan berbagai jenis alga lain (Jompa and Mc cook, 2003b) 2. Jenis alga penghasil kapur Alga dari jenis ini umumnya berukuran besar dengan ciri khas yang dapat menyumbang kapur kedalam perairan. Jenis alga ini berasal dari alga hijau (Chlorophyta) yakni Halimeda opuntia. Alga ini jika berada dekat dengan karang maka akan menginvasi karang agar memperoleh ruang untuk bertumbuh.
Gambar 7. Bentuk invasi Halimeda opuntia terhadap karang keras (Nugues et al. 2004)
Eko Efendi
Page 7
Saat karang melakukan kontak dengan Halimeda opuntia maka polip dari karang tersebut akan keluar setelah 15 menit. Filamen yang terdapat pada Halimeda opuntia saat mengenai karang akan berpisah dengan segmennya. Filamen yeng teritnggal pada karang tersebutlah yang kemudian merusak kloroplas pada karang dalam beberapa jam. Jaringan yang terkena akan berubah warna putih karena jaringannnya telah dipengaruhi oleh filament dari Halimeda opuntia. Pada saat pewarnaan secara histology dapat dilihat jaringan karang yang terkena oleh filament yang berasal dari Halimeda opuntia.
Gambar 8. Jaringan karang yang terkena filament dari Halimeda opuntia (Nugues et al. 2004). Pada berbagai jenis karang efek dari Halimeda opuntia yang dirasakan berbeda tergantung dari jenis karangnya. Untuk mengurangi dampak dari invasi alga tersebut maka nematosit pada karang lebih banyak berfungsi untuk melindungi permukaan karang agar filament dari alga tidak masuk kedalam jaringan karang dan merusaknya.
Eko Efendi
Page 8
Gambar 9. Efek dari filament alga Halimeda opuntia terhadap berbagai jenis karang (Nugues et al. 2004).
Eko Efendi
Page 9
DAFTAR PUSTAKA Jompa J and Mc cook L.J. 2003a. Coral–algal competition: macroalgae with different properties have different effects on corals. Department of Marine Biology, James Cook University, Townsville, Queensland. Australia. MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES Vol. 258: 87–95, 2003. Jompa J and Mc cook L.J. 2003b. Contrasting effects of turf algae on corals: massive Porites spp. are unaffected by mixed-species turfs, but killed by the red alga Anotrichium tenue. Department of Marine Biology, James Cook University, Townsville, Queensland. Australia. MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES Vol. 258: 79–86, 2003. Luning K. 1990. Seaweeds Their Enviroment, Biogeography, and Ecophysiology. Unated States of America Nugues M. M. 2004. Coral defence against macroalgae: differential effects of mesenterial filaments on the green alga Halimeda opuntia. Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), AB Den Burg, Texel, The Netherlands. MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES Vol. 278: 103–114, 2004. Theobald K. 2003. Coral-Algal Interactions in Coral Reef Recovery. University of Minnesota, St Paul MN, USA, Student On-Line Journal.
Eko Efendi
Page 10