Materi Biologi Perairan KSEP
27 Desember 2003
PLANKTON AIR TAWAR
Pengertian Plankton
- Istilah plankton pertama kali digunakan oleh Victor Hensen pada tahun 1887. Kata plankton berasal dari bahasa Yunani yang berarti pengembara (Sulistiawati, 1982: Sachlan, 1987).
- Menurut Nontji (1987), plankton adalah organisme (baik hewan maupun tumbuhan) yang hidup melayang atau mengambang di perairan, kemampuan geraknya kalaupun ada sangat terbatas sehingga organisme tersebut selalu terbawa arus.
- Sedangkan Odum (1994) menyatakan bahwa plankton adalah organisme yang mengapung di perairan dan pergerakannya kurang lebih tergantung pada arus, secara keseluruhan plankton tidak dapat bergerak melawan arus.
Klasifikasi Plankton
Dalam klasifikasi biologi, plankton dikelompokkan ke dalam 2 kelompok besar, yaitu a. Fitoplankton, merupakan tumbuhan. Sering disebut plankton nabati. Sel tubuh
mengandung klorofil sehingga merupakan organisme autotrof yang mampu berfotosintesis secara langsung dan merupakan penyumbang makanan alami pada kehidupan perairan (Nybakken, 1988). Fitoplankton ditemukan hanya pada kedalaman tertentu yang memiliki penyusupan sinar yang cukup untuk fotosintesis (Michael, 1994). b. Zooplankton, ditemukan pada semua kedalaman atau lapisan air, karena mereka memiliki
Penggolongan Plankton
Berdasarkan daur hidupnya plankton dibedakan menjadi : a. Holoplankton,
yaitu organisme yang seluruh daur hidupnya bersifat planktonik. Jika larva suatu organisme berasal dari induknya yang planktonik, maka jika larva itu bermetamorfosis menjadi organisme muda dan kemudian menjadi organisme dewasa maka organisme tersebut akan tetap sebagai plankton.
Contoh : bermacam udang kecil → udang plankton atau euphausiid shrimp, udang rebon, Cladocera, Ostracoda, Copepoda (kutu laut), ubur-ubur, Siphonophora dan Ctenophora. b. Meroplankton,
yaitu organisme yang hanya sebagian dari daur hidupnya bersifat planktonik, yang termasuk meroplankton adalah hewan laut yang stadium dewasanya hidup sebagai bentos atau nekton.
Contoh : larva cacing Polychaeta, larva cacing Lanice, larva udang Caridea, larva kerang dan keong, larva Echinodermata.
Sedangkan Michael (1994), membagi plankton dalam 5 golongan besar berdasarkan ukurannya, yaitu :
a. Ultrananoplankton, yaitu plankton yang berukuran < 2 μm. contoh : Diatom, bakteri. b. Nanoplankton, yaitu plankton yang berukuran 2 μm s.d. 20 μm. Contoh : Flagellata. c. Mikroplankton, yaitu plankton yang berukuran 20 μm s.d. 200 μm. Contoh : sebagian
besar plankton, Foraminifera, Rotifera, Ciliata, larva Copepoda.
d. Mesoplankton, yaitu plankton yang berukuran 200 μm s.d. 2000 μm. Contoh : Cladocera dan Copepoda.
e. Megaplankton, yaitu plankton yang berukuran lebih dari 2000 μm. Contoh : Scyphozoa. (Ket : 1 mm = 1000 μm)
Menurut Tjitrasoma (1986), fitoplankton termasuk golongan algae & diperkirakan ada 30.000 jenis algae yang tumbuh di bumi.
Selain mempunyai klorofil, plankton juga mempunyai pigmen tambahan yang dapat menutupi klorofil. Kandungan pigmen ini menjadi dasar dalam klasifikasi plankton.
hijau), Euglenophyta, Chrysophyta (alga coklat keemasan), dan Pyrhophyta (Dinoflagellata). Sedangkan Phaeophyta (alga coklat) dan Rhodophyta (alga merah ) sebagian besar anggotanya adalah makro alga yang hidup menempel pada substrat (Bradt & Pritchard, 1984; Tjitrasoma, 1986).
a. Divisi Chlorophyta (alga hijau)
- Meliputi 8.000 jenis, 87 % hidup di air tawar dan sisanya 13 % hidup di air laut. - Pigmen : klorofil a,b; β-karotin (Bradt & Pritchard, 1984).
- Habitat : air tawar, air laut, air payau dan teresterial.
- Contoh : Chlamydomonas, Spirogyra, Volvox, Scenedesmus, Ankistrodesmus, Hydrodiction, Ulothrix, Zygnema, Pediastrum, Sorastrum, dll.
b. Divisi Cyanophyta (alga biru hijau)
- Beranggotakan 1.500 jenis & umumnya berwarna hijau kebiruan yang disebabkan oleh adanya pigmen fikosianin, klorofil dan karotin serta kadang-kadang fikoeritrin (Tjitrasoma, 1986).
- Pigmen : klorofil a, c, phycocianin, allophycocianin, β-carotin dan beberapa xantofil. - Habitat : air tawar, air laut, air payau dan teresterial.
- Contoh : Chroococcus, Microcystis, Anabaena, Lyngbya, Gleocapsa, Nostoc, Oscillatoria, Spirulina, Merismopedia, Anacystis, dll.
c. Divisi Euglenophyta (Euglena).
- Merupakan kelompok algae yang mempunyai flagellata yang primitif dan memiliki bentuk peralihan antara hewan dan tumbuhan.
- Beberapa dari divisi ini memiliki klorofil a & b; β- karotin juga beberapa xantofil, tetapi kebanyakan tidak berklorofil (Bradt & Pritchard, 1984).
- Habitat : air tawar, air laut, air payau dan teresterial.
- Contoh : Euglena, Trachelomonas, Phacus, Hyalophacus, Colacium, Astasia, Eutreptia.
d. Divisi Chrysophyta (alga emas dan kuning hijau).
- Algae ini sering disebut algae coklat keemasan karena selnya mengandung pigmen-pigmen kuning karotenoid, termasuk pigmen-pigmen coklat fukosantin.
- Contoh : Ochromonas, Tribonema, Navicula, Nitschia, Stauroneis, Thalassiosira, Pinnularia, Rivularia, Amphora, Melosira, Pleurosigma, Rhizosolenia, Chaetoceros,
dll.
e. Divisi Pyrhophyta (Dinoflagellata). - Divisi ini terdiri dari 1.100 jenis.
- Anggota divisi ini dikenal sebagai Dinoflagellata.
- Pigmen : klorofil a & c; β- karotin, beberapa xantofil, peridinin, neoperidinin, dinosantin, neodinosantin, & diatosantin (Bold & Wynne, 1978).
- Habitat : air tawar, air laut, air payau.
- Contoh : Peridinium, Dinophysis, Ceratium, Noctiluca, Amphidinium, dll.
Pada dasarnya kehidupan plankton sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, termasuk faktor fisika & kimia perairannya. Faktor fisika mencakup kecepatan arus, kecerahan, suhu, warna, bau & rasa. Sedangkan faktor kimia mencakup pH, oksigen terlarut, CO2, fosfat, nitrat, amoniak, garam-garam mineral, dan salinitas (Sachlan, 1984).
Faktor-faktor tersebut sangat menentukan jenis, kesuburan serta sifat perairan tersebut. Kesuburan dan sifat suatu perairan juga dapat dilihat dari jenis & populasi plankton yang ada di perairan tersebut (Djuhanda, 1980).
Plankton sebagai Bioindikator
Walker (1981), menyatakan bahwa organisme yang digunakan sebagai bioindikator pada perairan ialah organisme yang dapat memberikan respon terhadap sedikit banyaknya bahan pencemar. Meningkatnya populasi organisme tersebut akan menunjukkan bahwa perairan tersebut tercemar.
Menurut Suriawiria (1990), jumlah plankton yang digunakan sebagai indikator pencemaran air ada kurang lebih 500 jenis mikroalgae, antara lain :
♦ Alage biru hijau (Cyanophyta).
Kelompok ini dapat menjadi penyebab timbulnya lendir pada air (Anacystis, Oscillatoria, Phormidium), mengubah warna air (Anacystis, Oscillatoria), perkaratan (Oscillatoria),
♦ Algae hijau (Chlorophyta).
Beberapa algae ini dapat menyebabkan perubahan warna (Chlorella, Cosmarium), menghasilkan lendir (Chaetophora, Spirogyra, Tetraspora), dan perlunakan air (Cosmarium, Scenedesmus).
♦ Flagellata.
Kelompok ini dapat menurunkan kualitas air karena menghasilkan lendir (Euglena), mengubah warna (Ceratium, Chlamydomonas, Euglena), & menyebabkan korosi (Euglena).
Beberapa contoh plankton yang dapat dijumpai dalam perairan yang bersih, a.l. : • Chrysococcus rufescens • Dinobryon sp
• Cocconeis placentala • Melosira islandica • Entophysalis lemaniae • Rhodomonas lacustris • Cyclotella ocellata
Beberapa contoh mikroalgae yang merupakan indikator pencemaran adalah :
Genera : Spesies :
•Oscillatoria • Euglena viridis
•Euglena • Nitschia palea
•Navicula • Oscillatoria lauterbonii
• Chlorella • Oscillatoria putrida
•Chlamydomonas • Oscillatoria chlorina
•Nitschia • Anabaena constricta
•Stigedonium • Lepocinclis texta
•Phormidium • Microcystis aeruginosa
•Scenedesmus • Aphamizomenon flos-aquae
• Arthrospira • Navicula cryptocephala
•Spyrogyra • Microcoleus vaginalis
•Microcystis • Schizothrix calcicola
Alat :
1. Plankton Net No. 25 2. Ember 5 L
3. Botol Sampel/botol film 4. Pipet Tetes
5. Sedgwick/Object glass + cover glass 6. Mikroskop
1. Tentukan stasiun pengambilan sampel meliputi daerah tepi kiri, tengah dan kanan.
2. Masukkan air sebanyak 100 L dengan mengunakan ember 5 L ke dalam plankton net sebanyak 20 kali.
3. Semprotkan aquadest dengan menggunakan botol semprot ke kain plankton net dari arah luar untuk mendapatkan plankton yang mungkin tertinggal di jaring plankton net.
4. Sampel yang tertampung di dalam bucket dimasukkan ke dalam botol sampel dan diberi 3 tetes formalin 4 % dan 1 tetes larutan CuSO4. Beri label pada botol sampel dan tulis
stasiun, titik & waktu pengambilan.
5. Bilas plankton net dengan air sampai bersih, lalu keringkan di tempat yang sejuk.
Untuk identifikasi jenis-jenis plankton :
1. Ambil air sampel dengan menggunakan pipet tetes dan masukkan ke dalam Sedgwick (usahakan jangan sampai ada rongga udara).
2. Periksa sampel di bawah mikroskop, mulai dari sudut pandang sebelah kanan, kemudian digeser ke kiri, lalu ke bawah, ke sebelah kanan, ke bawah, ke kiri, dst.
3. Jenis plakton yang ditemukan dicatat, digambar, dan dihitung jumlahnya. Plankton yang ditemukan diidentifikasi menggunakan buku identifikasi.
M A K R O Z O O B E N T O S
⁄
Pengertian BentosBentos merupakan organisme yang hidupnya di dasar suatu perairan. Bentos dibedakan menjadi 2 bagian yaitu zoobentos (hewan) dan fitobentos (tumbuhan). Menurut Barnes dan Mann (1980) dalam Mulyadi (1999), berdasarkan ukurannya hewan bentos (zoobentos) dapat digolongkan menjadi 3 kelompok yaitu :
- makrozoobentos berukuran lebih dari 1 mm,
- meiobentos yang berukuran antara 0,1 – 1 mm, dan - mikrobentos yang berukuran lebih kecil dari 0,1 mm.
⁄
Penggolongan MakrozoobentosMakrozoobentos adalah semua jenis hewan yang berukuran makroskopis dan tidak
bertulang belakang (invertebrata) (Untung dkk, 1996), yang sebagian atau seluruh siklus hidupnya berada di dasar perairan, baik yang sesil, merayap maupun menggali lubang (Kendeigh, 1980; Odum, 1993; Rosenberg dan Resh, 1993 dalam Ardi, 2002). Selanjutnya Slack et al (1973) dalam Ardi, (2002) dan Untung (1996) menyatakan bahwa yang tergolong makrozoobentos adalah hewan-hewan yang dapat dilihat secara visual dan tertahan pada saringan yang berukuran pori 200 sampai 500 mikrometer (µm).
Berdasarkan keberadaannya di dasar perairan, maka makrozoobentos dibagi menjadi 2 kelompok yaitu (Barnes and Hughes, 1999; Nybakken, 1997) :
- yang hidupnya di dasar perairan disebut epifauna (seperti Crustacea dan larva serangga) - makrozoobentos yang hidup terpendam di dalam dasar perairan disebut infauna (seperti
Bivalva dan Polychaeta).
Sebagai organisme dasar perairan, bentos mempunyai habitat yang relaitf tetap. Dengan sifatnya yang demikian, perubahan-perubahan kualitas air dan subtrat tempat hidupnya sangat mempengaruhi komposisi dan kelimpahannya. Komposisi maupun kelimpahan makrozoobentos bergantung pada toleransi atau sensitivitasnya terhadap perubahan lingkungan. Setiap komunitas memberikan respon terhadap perubahan kualitas habitat dengan cara penyesuaian diri pada struktur komunitas. Dalam lingkungan yang relatif stabil, komposisi dan kelimpahan makrozoobentos relatif tetap (APHA, 1992).
- kelompok intoleran. Organisme intoleran yaitu organisme yang dapat tumbuh dan berkembang dalam kisaran kondisi lingkungan yang sempit dan jarang dijumpai pada perairan yang kaya akan bahan organik serta sangat peka terhadap penurunan kualitas peraian. Yang termasuk ke dalam kelompok ini adalah Ephemeroptera, Trichoptera, Coleoptera dan Plecoptera.
- Kelompok fakultatif. Organisme fakultatif yaitu organisme yang dapat bertahan hidup pada kisaran kondisi lingkungan yang lebih besar bila dibandingkan dengan organisme intoleran. Mekipun organisme ini dpat bertahan hidup di perairan yang banyak bahan organik, namun tidak dapat mentolerir tekanan lingkunga. Termasuk ke dalam kelompok ini adalah Odonata, Gastropoda, Diptera dan Crustacea.
- Kelompok toleran. Organisme toleran yaitu organisme yang dapat tumbuh dan berkembang dalam kisaran lingkungan yang luas, yaitu organisme yang sering dijumpai di perairan yang berkualitas jelek. Pada umumnya organisme tersebut tidak peka terhadap berbagai tekanan lingkungan dan kelimpahannya dapat bertambah di perairan yang tercemar oleh bahan oganik. Termasuk ke dalam kelompok ini adalah Tubificidae.
⁄
Peranan Makrozoobentos di perairanDi samping penting sebagai sumber makanan alami ikan, bentos juga memegang beberapa peran penting dalam perairan seperti dalam proses dekomposisi dan mineralisasi material organik yang masuk ke perairan (Lind, 1985), serta menduduki beberapa tingkat tropik dalam rantai makanan (Odum, 1993).
Menurut Ardi (2002), hewan bentos membantu mempercepat proses dekomposisi materi organik. Hewan bentos terutama yang bersifat herbivor dan detritivor, dapat menghancurkan makrofit akuatik yang hidup maupun yang mati dan serasah yang masuk ke dalam perairan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil, sehingga mempermudah mikroba untuk menguraikannya menjadi nutrien bagi produsen perairan.
Adapun organisme yang termasuk makrozoobentos antara lain adalah : - larva Plecoptera (“stonefly”) - larva Diptera
- larva Trichoptera (“caddisfly”) - Decapoda
- larva Ephemeroptera (“mayfly) - Mollusca (siput dan kerang) - Plathyhelminthes (cacing pipih) - Isopoda
- Crustacea (udang-udangan) - Pelecypoda - Hydracarina (laba-laba air) - Polychaeta
- larva Hemiptera (kepik), - Hirudinae (lintah) - Coleoptera (kumbang) - Oligochaeta (cacing)
Taksa-taksa tersebut mempunyai fungsi yang sangat penting di dalam komunitas perairan karena sebagian daripadanya menempati tingkatan tropik kedua ataupun ketiga. Sedangkan sebagian yang lain mempunyai peranan yang penting di dalam proses mineralisasi dan pendaurulangan bahan-bahan oganik, baik yang berasal dari perairan maupun dari daratan (Janto et al, 1981 dalam Ardi, 2002).
Analisis Data Biologi :
seluruh plot transek
Frekuensi untuk suatu jenis
Frekuensi Relatif = X 100 %
Total nilai frekunsi untuk semua jenis
Nilai Dominansi
Nilai dominansi diperoleh dengan rumus :
D = K + F
dimana :
D = Nilai Dominansi
K = Nilai Kelimpahan
F = Nilai Frekuensi
- Digunakan untuk mengetahui keanekaragaman hayati biota yang akan diteliti.
- Bila nilai indeks semakin tinggi, berarti komunitas biota perairan itu makin beragam dan
tidak didominansi oleh satu atau dua takson saja (Romimohtarto, 1999).
- Indeks Diversitas dihitung berdasarkan formulasi yang diadopsi oleh Shannon-Weiner
(1963, dalam Romimohtarto, 1999) :
H1
= Indeks Keanekaragaman
ni = Jumlah jenis ke-i
N = Jumlah total individu
Jika :
1. H1
< 1, maka komunitas dalam kondisi tidak stabil.
2. 1 < H1< 3, maka komunitas dalam kondisi moderat.
3. H1
> 3, maka komunitas dalam kondisi baik
Shannon-Weiner (1963 dalam Indarjo, 1997)
Indeks Kemerataan (Evennes Indeks)
- Digunakan untuk mengetahui pola penyebaran individu tiap jenis, apakah merata atau
tidak.
- Bila nilai indeks kemerataan tinggi, ini menandakan bahwa kandungan setiap taxon
(jenis) tidak mengalami perbedaan.
- Nilai indeks kemerataan adalah 0 – 1.
- Indeks Kemerataan ini dihitung berdasarkan rumus dari Pielou :
Gambar 1. Kelompok-kelompok organisme makrozoobentos berdasarkan
kepekaannya terhadap bahan-bahan pencemar. (Sumber : Mackentum, 1960 dalam Ravera, 1979)
kelompok fakultatif dan tidak ada spesies dari kelompok tertentu yang mendominasi. Perairan yang tercemar sedang memperlihatkan adanya pengurangan atau hilangnya spesies dari kelompok intoleran dan bertambahnya spesies dari kelompok fakultatif serta spesies dari kelompok toleran yang mulai mendominasi.
Pada perairan tercemar terlihat adanya pembatasan jumlah spesies dalam komunitas makrozoobentos. Pada perairan ini kelompok fakultatif dan intoleran mulai hilang diganti dengan kelompok toleran dalam jumlah yang banyak serta banyaknya bahan organik di dalam perairan. Hilangnya semua spesies makrozoobentos kecuali oligochaeta dan organisme yang biasa mengambil oksigen dari udara merupakan indikasi perairan telah tercemar berat.
A. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Keberadaan Makrozoobentos
Struktur komunitas zoobentos dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan abiotik dan biotik. Secara abiotik, faktor lingkungan yang mempengaruhi keberadaan makrozoobentos adalah faktor fisika dan kimia lingkungan perairan, meliputi penetrasi cahaya yang berpengaruh terhadap suhu air, kecepatan arus, substrat dasar, oksigen terlarut, kandungan ion hidrogen (pH), dan nutrien. Sedangkan secara biologis, diantaranya interaksi spesies serta pola siklus hidup dari masing-masing spesies dalam komunitas (Tudorancea et all, 1979). Secara skematis, Hawkes (1978) memgemukakan 14 faktor yang mempengaruhi keberadaan hewan bentos di perairan (Gambar 2), sembilan di antaranya merupakan faktor penentu kualitas perairan.
1. Faktor Fisika
a. Suhu dan cahaya
Cahaya matahari merupakan sumber panas yang utama di perairan, karena cahaya matahari yang diserap badan air akan menghasilkan panas di perairan (Odum, 1993). Di perairan yang dalam, penetrasi cahaya matahari tidak sampai ke dasar, karena itu suhu air di dasar perairan yang dalam lebih rendah dibandingkan dengan suhu air di dasar perairan yang dangkal.
Selanjutnya United State Departement of Interior (1970) dalam Siregar (1998) menyatakan bahwa suhu juga dapat merubah jumlah spesies dalam suatu komunitas serta dapat menimbulkan ledakan populasi dari suatu spesies. Hal ini menurut Welch (1952) disebabkan kisaran toleransi setiap jenis organisme terhadap suhu berbeda-beda.
Arinardi (1981), menyatakan bahwa pada umumnya organisme perairan akan mati pada kenaikan temperatur 3 oC – 5 oC di atas temperatur maksimum perairan di sekitarnya. Sedangkan kenaikan temperatur 2 oC – 3 oC akan mengakibatkan organisme mengalami stres. Menurut Hawkes (1978), suhu yang tidak melebihi 30 oC tidak akan berpengaruh drastis terhadap makrozoobentos. Sedangkan suhu kritis (lethal temperature) yang dapat menyebabkan kematian pada makrozoobentos adalah berkisar antara 35 oC – 40 oC (Welch, 1980).
b. Kekeruhan, warna, dan padatan tersuspensi
Faktor-faktor kekeruhan, warna dan padatan tersuspensi pada umumnya dapat mengurangi intensitas cahaya yang masuk ke perairan. Hal ini akan mengakibatkan menurunnya produktifitas primer dari alga dan makrofita. Dengan demikian, hal tersebut akan mempengaruhi makrozoobentos yang secara langsung maupun tidak langsung memerlukan alga dan makrofita sebagai bahan makanan. Kekeruhan juga mempengaruhi hubungan mangsa-pemangsa dengan mengurangi kemampuan pemangsa yang mengandalkan penglihatannya dalam mencari mangsa (Hawkes, 1979).
kekeruhan yang akan membatasi proses fotosintesis, sehingga menurunkan produktifitas primer (Henry, 1989).
c. Kecepatan Arus
Organisme akuatik yang hidup pada suatu substrat membutuhkan arus yang dapat membawa makanan, oksigen, garam-garam dan organisme kecil untuk kelangsungan kehidupannya. Kecepatan arus berpengaruh langsung atau tidak langsung terhadap pembentukan komposisi komunitas bentos (Hawkes, 1979).
Odum (1971) menyatakan bahwa pada air mengalir terdapat dua zona utama yaitu zona air deras dan zona air tenang. Zona air deras merupakan zona dangkal dengan kecepatan arus tinggi yang menyebabkan dasar sungai bersih dari endapan dan materi lain yang lepas sehingga dasarnya padat. Zona ini dihuni oleh bentos yang beradaptasi khusus atau organisme perifitik yang dapat melekat atau berpegang kuat pada dasar yang padat.
Zona air tenang merupakan bagian air yang dalam dimana kecepatan arus sudah berkurang, dimana lumpur dan materi lepas cenderung mengendap di dasar, sehingga dasarnya lunak. Zona ini tidak sesuai untuk bentos permukaan, tetapi cocok untuk organisme meliang, nekton dan beberapa plankton.
Macan (1978) dalam Hadiati (2000) mengelompokkan sungai berdasarkan kecepatan arusnya menjadi 5 kelompok yaitu: 1). Sungai berarus sangat cepat, dengan kecepatan lebih dari 1 m/det, 2). Sungai berarus cepat, dengan kecepatan antara 0,5 – 1 m/det, 3). Sungai berarus sedang, dengan kecepatan antara 0,25 – 0,5 m/det, 4). Sungai berarus lambat, dengan kecepatan antara 0,1 – 0,25 m/det, 5). Sungai berarus sangat lambat, dengan kecepatan kurang dari 0,1 m/det. Menurut Mason (1993), pada perairan yang berarus cepat lebih banyak ditemukan hewan bentos dan mempunyai kecepatan metabolisme yang lebih tinggi dari pada di perairan berarus lambat.
d. Substrat dasar
Karakter substrat dasar suatu perairan sangat menentukan keberadaan makrozoobentos di perairan. Organisme tidak terdistribusi secara acak di dasar sungai. Habitat yang berbeda seperti lumpur, pasir, batu kerikil atau material organik mendukung perbedaan kepadatan dan jenis organisme yang ada. Pada dasar yang relatif homogen, organisme cenderung mengelompok (APHA, 1989).
