BAH AN ORGAN I K TERLARUT D AN TI D AK TERLARUT D ALAM AI R LAUT
M I SW AR BUD I M ULYA, S.Si, M Si
Fa k u lt a s M a t e m a t ik a D a n I lm u Pe n ge t a h u a n Ala m Ju r u sa n Biologi
Un ive r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
I . PEN D AH ULUAN
Bahan organik dalam air laut dapat dibagi at as dua bagian y ait u : ! Bahan organik t erlarut yang berukuran < 0.5 µm .
! Bahan organik t idak t erlarut yang berukuran > 0.5 µm .
Jum lah bahan organik t erlarut dalam air laut biasany a m elebihi rat a- rat a bahan organik t idak t erlarut . Hany a berkisar 1/ 5 bahan organik t idak t erlarut t erdiri dari sel hidup. Sem ua bahan organik ini dihasilkan oleh organism e hidup m elalui proses m et abolism e dan hasil pem busuk an.
Adapun peranan bahan organik di dalam ekologi laut adalah sebagai berik ut : # Sum ber energi ( m akanan)
# Sum ber bahan keperluan bakt eri, t um buhan m aupun hew an # Sum ber v it am in
# Sebagai zat y ang dapat m em percepat dan m engham bat pert um buhan sehingga m em iliki peranan pent ing dalam m engat ur kehidupan fit oplankt on di laut .
I I . BAH AN ORGAN I K TERLARUT D ALAM AI R LAUT.
- Bahan organik k arbon beruk uran 0,3 – 3 m gC/ l pada perairan pant ai, dit em uk an sebagai hasil peningk at an ak t iv it as fit oplank t on dan polusi dari darat an.
- Met ode penent uan k arbon organik , dit em uk an oleh Menzel dan Vaccaro ( 1964)
dalam Riley dan Chest er ( 1971) dengan m eny aring sam pel, dipindahk an k e sebuah am pul dan diacidified sparging dengan uap udara bersih unt uk
m em isahk an k arbondioksida y ang bergabung dengan k eseim bangan asam karbonik. Sam pel ini dihilangkan dengan Pot asium Per oksidisulfat ( K2S2O8) lalu
am pul dit ut up. Selanj ut nya dipanaskan dengan suhu 130°C dalam sebuah aut oclav e selam a 1 j am . Set elah dingin aut oclav e dibuk a dan k arbondioksida t erbent uk oleh oksidasi dari bahan organik y ang diubah dengan helium at au nit rogen, lalu diukur dengan alat ukur yang t erbuat dari infra red absorpt ion at au dengan absorpt ion chrom at ography.
- Bahan organik nit rogen.
Penent uan bahan organik nit rogen t erlarut ( 5 – 300 µgN/ l) dikem ukakan oleh St rik land dan Persons ( 1968) . Bahan organik nit rogen dioksidasi m enj adi nit rit+ oleh peny inaran y ang bersum ber dari radiasi ult ra v iolet . Nit rat selanj ut ny a direduk si k e nit rit m enggunak an cadm ium redukt or colum n sehingga t ot al nit rat -nit rogen dapat dit ent uk an.
Ba h a n or ga n ik t e r la r u t da la m a ir la u t be r a sa l da r i e m pa t su m be r u t a m a ya it u :
! Darat an
dalam bent uk sew age ( k ot oran) dan buangan indust ri. Sebagian besar sudah siap dioksidasi dan segera m em busuk k arena bak t eri dalam air laut . Nam un dalam bat asan badan air, sepert i est uarin, kebut uhan oksigen secara biologi t erpenuhi dikar enakan kondisi anoksik t er sedia.
! Penguraian organism e m at i oleh bakt eri
Ada dua m ekanism e penguraian organism e m at i yait u secara aut olisis dan bakt erial. Di alam k edua m ek anism e ini bek erj a secara bersam aan. Tingk at penguraianny a t ergant ung pada k ondisi k em at ian sert a sam pai t ersediany a enzim dan bak t eri y ang diperluk an. Dalam proses aut olisis, reak si penguraian t erj adi karena adanya enzim di dalam sel dan hasilnya selanj ut nya akan dilepaskan ke dalam badan perairan.
Menurut Johanes ( 1968) dalam Riley dan Chest er ( 1971) , ekresi dari m ik roorganism e sepert i prot ozoa m erupak an sum ber y ang pent ing dari bahan organik k arbon. Proses pelepasan nit rogen dan fospor dari organism e m at i dalam air laut t erj adi dengan cepat . Wak sm an, et al ( 1938) dalam Riley dan Chest er ( 1971) t elah m enem ukan bahw a set engah dari nit rogen yang ada dalam zooplankt on m at i, diubah m enj adi am onia dalam w ak t u 2 m inggu dan fospat dilepaskan dengan cepat . Sk opint sev ( 1949) dalam Riley dan Chest er ( 1971) m eny at ak an bahw a 70 % organik k arbon t idak t erlarut di dalam k ult ur alga m at i ak an dioksidasi m enj adi karbondioksida ( CO2) dan set elah enam bulan dit em uk an sek it ar 5% y ang diubah
k edalam bahan organik t erlarut .
! Hasil m et abolism e alga t erut am a fit oplank t on.
Hasil fot osint esis alga ak an m elepaskan sej um lah bahan k e dalam badan perairan. Produksi ini pent ing sebagai sum ber energi unt uk organism e laut lainnya dan j uga berperan dalam k ont rol ekologi. Asam am ino dan k arbohidrat m erupak an
bahan yang dikeluarkan secara dom inan oleh spesies khusus sepert i Olist hodiscus sp ( Hellebust , 1965 dalam Riley dan Chest er 1971) .
! Eksresi zooplant on dan binat ang laut lainnya.
Eksresi zooplankt on dan binat ang laut lainnya m enj adi sum ber pent ing bahan organik t erlarut di laut . Bahan- Bahan yang dikenal secara prinsip adalah Nit rogenous sepert i urea, purines ( allant oin dan asam uric) , t rim et hyl am ine oxide dan asam am in, t rim et hyl am ine oxide dan asam am ino ( glycine, t aurine dan alanine)
2 .1 . Sifa t Ba h a n Or ga n ik Te r la r u t da la m Air La u t
Ta be l 1 . Kon se n t r a si Re pr e se n t a t if Ba h a n Or ga n ik Ka r bon Te r la r u t di Pe r m u k a a n Air La u t
N o Ba h a n Or ga n ik Kon se n t r a si ( µ g/ l)
Lok a si
1. Met hane 1 Trop At lant ic
2. Paraffinic Hidrocarbons 400 Sout h Pasific
3. Prist ane ( 2,6,10,14-Tet ram et hyl
Pent adecane)
Tr Teluk cape Cod
4. Pent oses 0.5 Pacific of
California
5. Hexoses 14- 36 Pacific of california
6. Malic Acid 300 At lant ic Coast
7. Cit ric Acid 140 At lant ic Coast
8. Triglecerydes + Fat t y Acid 200 Sout h Pacific
9. Am ino Acid 10- 25 I rish Sea
10 .
Vit am in B12 0- 0.01 Various
11 .
Thiam ine ( Vit am in B1) 0.021 Long I sland Sound
12 .
Biot ine 0.01 G. of Mex ico
13 .
Urea 0- 80 English Channel
14 .
Adenine 100- 1000 G. of Mex ico
15 .
Uracil 300 G. of Mex ico
16 .
p- Hydroxy- Benzoic Acid 1- 3 Pacific of california
17 .
Vannilic Acid 1- 3 Pacific of california
18 .
Syringic Acid 1- 3 Pacific of california
Sum ber : Riley dan Chest er ( 1971)
2 .2 . Efe k Ek ologi M a t e r ia l Or ga n ik Te r la r u t
Kualit as air laut dik at ak an baik at au buruk t ergant ung pada produk t iv it asny a. Kondisi ini dit ent ukan oleh keberadaan m ikro nut rien anorganik khususnya nit rogen dan fosfat . Mat erial organik t erlarut t idak hany a sebagai sum ber energi t et api j uga sum ber seny aw a organik esensial y ang t idak dapat disint esa oleh organism e t ersebut . Bany ak zat - zat dik eluark an oleh k ehidupan air laut sebagai ect ocrines yang m em percepat at au m em perlam bat pert um buhan. Prak ash dan Rashid ( 1968) dalam Riley dan Chest er ( 1971) m eny at ak an bahw a pert um buhan diduk ung oleh banyaknya hum ic acid y ang secara ekologi pent ing dalam perairan pant ai.
Pengham bat pert um buhan dapat dit em uk an dalam m edia k ult ur ant ara
ant ibiot ik dan racun. Zat racun dikeluarkan oleh dinoflagellat a sepert i Gynodinium breze dan Gony oulax poly hedra yang dapat m enyebabkan “ red t ide” .
[image:3.612.95.507.106.514.2]dari alga unicellular. Zat ini m ungkin pent ing secara ekologi m enekan pert um buhan epiphyt es.
2 .3 . D ist r ibu si Or ga n ik Ka r bon Te r la r u t da la m Air La u t
Ham pir seluruh organik karbon t erlarut dalam air laut berasal dari k arbondioksida y ang dihasilkan oleh fit oplank t on. Konsent rasiny a t ergant ung pada k eseim bangan ant ara rat a- rat a organik k arbon t erlarut y ang dibent uk oleh hasil pem busuk an, eksresi dan rat a- rat a hasil penguraian at au pem anfaat anny a.
Libes ( 1971) m eny at ak an dist ribusi dissolved organic m at t er, part iculat e organic m at t er dan organik karbon erat hubungannya dengan produkt ivit as prim er Produk t iv it as prim er sangat t inggi di daerah pant ai dan rendah pada daerah laut t erbuka. Konsent rasi bahan organik berdasarkan variasi m usim dan kedalam an adalah sebagai berik ut .
2.3.1. Variasi Menurut Musim
a) Terj adi hany a pada daerah y ang dipengaruhi m usim ( Nort h sea) .
b) Musim sem i dan aw al m usim panas m erupakan konsent rasi t ert inggi ( Ca1,8 m g/ l) .
c) Musim panas konsent rasi m enurun.
d) Musim gugur – aw al m usim sem i, k onsent rasi sedik it m enurun
2.3.2. Variasi Menurut Kedalam an
a) Perm uk aan, k onsent rasi bahan organik k arbon t erlarut dan nit rogen paling t inggi. b) Bagian baw ah zona eufot ik, konsent rasi m ulai m enurun dengan m eningkat nya
k edalam an dan t erdapat perbedaan ant ra sat u t em pat dengan t em pat lainny a t ergant ung pada produk t iv it as, k et ersediaan het erot rof dan k ondisi hidrografik . Pada k edalam an lebih besar dari 100 m et er k onsent rasi m asih relat if k onst an. c) Pada perairan dalam , k andungan bahan organik k arbon t erlarut t erlihat k ecil
t et api signifikan dan berbeda m enurut k edalam an. Perbedaan k onsent rasi organik
t erlarut dengan nit rogen pada perm uk aan perairan sek it ar 100 : 15 sam pai 100 : 25.
I I I . BAH AN ORGAN I K TI D AK TERLARUT D ALAM AI R LAUT
Bahan organik t idak t erlarut dalam air laut beruk uran lebih besar dari 0,5 µm . Pada lapisan perm uk aan air laut m at erial organik t ak t erlarut ini berupa det rit us dan
fit oplankt on. Pada zona eufot ik konsent rasinya lebih t inggi dari lapoisan di baw ahnya. Bahan organik t ak t erlarut ini berfungsi m enyediakan m akanan unt uk
organism e pada beberapa t ingk at an t ropik.
3 .1 . Su m be r Ba h a n Or ga n ik Tida k Te r la r u t da la m Air La u t
- Di baw ah air sungai ( 4,2 – 109 gC/ l) beruk uran lebih k ecil dari rat a- rat a produk si prim er di laut ( 4 – 1016 gC/ l) .
- Sebagian besar part iculat e organic m at t er dilaut dihasilkan oleh beberapa organism e penghasil ut am a sepert i fit oplank t on, m ak roalga dan bak t eri k em oaut ot rofik. Produk si ut am a ini dihasilkan oleh fot oaut ot rofik nanoplank t on ( berdiam et er 2,0 – 20 µm ) .
- Sek it ar 10 % dihasilkan dari t anam an dalam bent uk seny aw a, berat m olek ulny a ringan sepert i asam am ino, asam t rikarboksilik. Hasil ini dengan cepat dikonsum si oleh bakt eri.
- Hasil agregasi dan pengendapan dissolved organic m at t er dari laut .
- Pada subsurface dalam w ak t u t ert ent u but ir- but ir fecal zooplank t on m erupak an k om ponen y ang t erbesar dari bahan organik t ak t erlarut .
3.2.1. Daerah eufot ik .
Bahan organik part ikulat di daerah eufot ik t erdiri dari fit oplank t on dan bak t eri bersam a dengan det rit us. Pert um buhan lebih baik diperoleh dengan percam puran dari dua at au lebih spesies dibandingk an sat u spesies. Pada k ondisi biasa, diat om m ungk in dapat digunak an sebagai m ak anan pok ok k opepoda ( Beklem ist ur, 1954 dalam Riley dan Chest er, 1971) , t et api cocolit hophores dan dinoflagellat a j uga dapat digunak an ( Marshall dan Orr, 1952 dalam Riley dan Chest er, 1975) .
Pada saat fit oplankt on m elim pah, zooplankt on m engkonsum si lebih banyak fit oplank t on daripada diassim ilasi ( Beklem ishev, 1962 dalam Riley dan Chest er, 1971) . Saat fit oplank t on m elim pah det rit us berfungsi hany a sebagai pelengk ap m akanan zooplankt on. Nam un disaat zooplankt on kurang, det rit us m erupakan bagian t erbesar m ak anan binat ang di laut ( Harv ey , 1950., Fox , 1950., Roley , 1959 dalam Riley dan Chest er, 1971) . Pada perairan y ang dangk al, bany ak det rit us sam pai k e dasar laut dim ana det rit us it u dicerna oleh organism e dasar.
Dek om posisi bak t eri m enj adi m ek anism e dasar bagi det rit us, bak t eri m enggunak an bahan part ikulat e unt uk suplay energi dan m at erial bagi prot oplasm a.
Selam a proses respirasi dan m et abolik CO2, am onia dan ion fosfat dilepaskan
ke dalam air .
3.2.2. Daerah Perairan Dalam .
Meskipun bany ak det rit us di daerah eufot ik beruk uran relat if besar k arena diuraik an oleh bak t eri sehingga sangat sedik it y ang m encapai k edalam an 200 – 300 m et er ( Fox, 1950 dalam Riley dan Chest er, 1971) . Sebagian besar dik onsum si oleh filt er feeder perairan dalam yang m em iliki nilai gizi ( Harvey, 1955 dalam Riley dan Chest er, 1971) dan t enggelam sam pai dasar laut an bergabung m enj adi sedim en yang rat a- rat a m engandung Ca 0,3% organik karbon. Oleh sebab it u perlu m encari alt ernat if sum ber m akanan bagi binat ang laut t ersebut . Sum ber m akanan kem ungkinan dipenuhi oleh m arine aggregat es yang kaya prot ein dan nut risi.
Gordon ( 1970) dalam Riley dan Chest er ( 1971) m em perlihat k an bahw a organik k arbon t ak t erlarut y ang t erdapat di laut dalam di At lant ik dapat dihidrolisis oleh enzim sepert i t ry psin dan a–am y lase y ang t erj adi di zooplank t on. Bagian t ersebut m enj adi sum ber m ak anan pent ing bagi filt er feeder di daerah Bat ipelagik .
PEN UTUP
Jum lah bahan organik t erlarut dalam air laut biasany a m elebihi rat a- rat a bahan organik t idak t erlarut . Sem ua bahan organik ini dihasilkan oleh organism e hidup m elalui proses m et abolism e dan hasil pem busuk an.
Ekresi dari m ik roorganism e sepert i prot ozoa m erupak an sum ber y ang pent ing dari bahan organik k arbon. Proses pelepasan nit rogen dan fospor dari organism e m at i dalam air laut t erj adi dengan cepat .
Ham pir seluruh organik karbon t erlarut dalam air laut berasal dari k arbondioksida y ang dihasilkan oleh fit oplank t on. Konsent rasiny a t ergant ung pada k eseim bangan ant ara rat a- rat a organik k arbon t erlarut y ang dibent uk oleh hasil pem busuk an, eksresi dan rat a- rat a hasil penguraian at au pem anfaat anny a.
Bahan organik t idak t erlarut dalam air laut beruk uran lebih besar dari 0,5 µm . Pada lapisan perm uk aan air laut m at erial organik t ak t erlarut ini berupa det rit us dan
fit oplankt on. Pada zona eufot ik konsent rasinya lebih t inggi dari lapoisan di baw ahnya. Bahan organik t ak t erlarut ini berfungsi m enyediakan m akanan unt uk
organism e pada beberapa t ingk at an t ropik.
D AFTAR PUSTAKA
Libes, S.M. 1971. An I nt roduct ion t o Marine Biogeochem ist ry . Depart m ent of Marine Science. Universit y of Sout h Carolina- Coast al Carolina College Conw ay. Jhon Wiley & Sons, I nc.
Riley , J.P and Chest er, R. 1971. I nt roduct ion t o Marine Chem ist ry . Depart m ent of Oceanography t he Universit y of Liv erpool, England. Academ ic Press, London and New York.
Riley , J.P and Chest er, 1975. Chem m ical Oceanography est ry . Academ ic Press, London and San Francisco.
