Fitoplankton : Si Tulang Punggung Laut

Gambar hasil pengamatan fitoplankton secara mikroskopik

(Sumber: https://www.sailorsforthesea.org)

Fitoplankton adalah tumbuhan yang tersebar secara luas di seluruh dunia dengan jumlah yang banyak. Meskipun memiliki ukuran yang sangat kecil, fitoplankton sangat penting bagi laut dan planet kita.  

Deskripsi fitoplankton

Fitoplankton adalah tanaman berukuran mikroskopis yang pergerakannya hanya mengikuti arus air. Kebanyakan fitoplankton merupakan organisme unisel dan memproduksi energi kimia dari cahaya yang disebut dengan proses produktivitas primer. Fitoplankton memiliki peran penting dalam siklus nutrien, jaring-jaring makanan dan memiliki kontribusi yang signifikan pada produktifitas primer di sistem akuatik.

Fitoplankton berdasarkan pada ukurannya dibagi dalam tiga tipe yaitu:

1. Pikoplankton adalah fitoplankton berukuran 0.2-2 µm
2. Nanoplankton adalah fitoplankton berukura 2.0-20 µm
3. Mikroplankton adalah fitoplankton berukuran 20-200 µm

Fitoplankton diklasifikasikan sebagai mikroalga dan meliputi spesies dari beberapa divisi yaitu Cyanophyta (alga biru-hijau), Chlorphyta (alga hijau), Pyrrhophyta (dinoflagelata), Cryptophyta, Chrysophyta dan Bacillariophyta (termasuk diatom).

Faktor yang mempengaruhi kondisi Fitoplankton

Cahaya

Fotosintesis merupakan proses dimana energi solar dikonversi menjadi energi kimia. Proses ini melibatkan produksi karbohidrat dari karbon dioksida dan air dengan merilis oksigen sebagai produk hasilnya. Fitoplankton mengandung beberapa tipe pigmen berbeda yang membantu dalam proses fotosintesis. Pigmen tersebut meliputi klorofil a dan b (hijau), karotenoid (kuning dan oranye) dan fikobilin (merah dan biru).

Fitoplankton akan mengalami kondisi produktivitas terbaik ketika berada dalam lingkungan dengan pencahayaan optimal dan kondisi nutrien yang memadai. Dengan ketersediaan nutrien, pertumbuhan dan produktivitas fitoplankton akan meningkat berbanding lurus dengan peningkatan jumlah cahaya hingga suatu level kebutuhan cahaya terpenuhi. Pada titik ini, fotosintesis berada pada kondisi maksimum (Pmax).

Fitoplankton hanya mampu melakukan fotosintesis pada zona fotik (bagian perairan dimana sinar matahari masih bisa berpenetrasi). Namun, pada zona fotik kebanyakan nutrien akan habis karena digunakan oleh fitoplankton dan organisme lainnya. Kedalaman optimal produktifitas fitoplankton terjadi pada kedalaman dimana sinar matahari masih berpenetrasi pada titik kelimpahan nutrien yang tinggi, sehingga produktifitas primer tertinggi tidak terjadi tepat di bagian atas permukaan air.

Perubahan cuaca terkait panjang-pendeknya siang hari juga mempengaruhi produktifitas fitoplankton, khususnya pada daerah lintang menengah dan tinggi. Pada daerah lintang tinggi, biomasa fitoplankton akan melimpah selama bulan-bulan di musim panas karena peningkatan jumlah paparan sinar matahari.

Suhu

Tingkat reproduksi fitoplankton sangat berhubungan dengan suhu. Tingkat maksimum pembelahan sel meningkat dua kali lipat ketika terjadi peningkatan suhu sebanyak 10⁰C. Ambang batas atas pertumbuhannya juga ditentukan oleh suhu –jadi, kalau suhunya meningkat 100⁰C bukan berarti pembelahan sel meningkat hingga 10 kali lipat ya.

Beberapa spesies fitoplankton seperti diatom, Skeletonema costatum, mengalami peningkatan asimilasi nutrien ketika suhu rendah, sehingga S. Costatum lebih sering dijumpai ketika musim dingin. Perbedaan respon terhadap suhu oleh spesies fitoplankton saat perubahan musim dapat ditunjukkan dengan komposisi dan biomasa spesies.

Sirkulasi Air Laut

Dinamika (stabilisasi dan destabilisasi) sirkulasi air laut menghasilkan tingkat produktivitas primer tertinggi di banyak estuari, pantai dan laut lepas. Periode stabilisasi yang terjadi saat arus lemah menyebabkan peningkatan jumlah fotosintesis dan pengambilan nutrien. Ketika destabilisasi (pergerakan arus dengan cepat) terjadi pemindahan nutrien yang awalnya berada di zona dibawah perairan menjadi bergerak ke zona fotik. Meskipun pada saat ini nutrien melimpah di zona fotik, fotosintesis oleh fitoplankton akan berkurang karena kurangnya penetrasi cahaya akibat meningkatnya kekeruhan air dan terbawanya fitoplankton ke perairan yang lebih dalam. Siklus ini dapat menyebabkan tersedianya nutrien selanjutnya bagi fitoplankton untuk tumbuh.

Pola sirkulasi sangat vital perannya dalam menyeimbangkan tingkat cahaya dan ketersediaan nutrien untuk menjaga rasio produktifitas primer tetap tinggi di sistem laut.

Nutrien

Meskipun fitoplankton memproduksi energi dari karbon dan air, mereka tetap membutuhkan nutrien organik (vitamin) dan anorganik (nitrogen, silika, zat besi dll) untuk tumbuh. Konsentrasi vitamin rendah di perairan dekat pantai namun vitamin tidak membatasi pertumuhan fitoplankton karena fitoplankton hanya membutuhkan sedikit vitamin.

Pada umumnya, pertumbuhan fitoplankton dibatasi oleh nutrien anorganik. Empat logam trace (timah, besi, tembaga dan mangan) adalah nutrien terpenting bagi fitoplankton. Dari keempat logam ini, besi dan juga mangan berada pada kosentrasi yang cukup rendah untuk membatasi pertumbuhan fitoplankton.

Komponen anorganik lain yang dibutuhkan oleh fitoplankton adalah silika, nitrogen dan fosfor. Diantara ketiga komponen tersebut, nitrogen memiliki konsentrasi yang paling rendah di perairan oseanik dan umumnya membatasi pertumbuhan fitoplankton di air laut. Fosfat merupakan bentuk paling biologis dari fosfor yang dimanfaatkan oleh fitoplankton. Nutrien jenis ini juga ditemukan dalam konsentrasi yang rendah di sistem laut, dan pada beberapa kasus tertentu dapat menjadi faktor pembatas yang sangat signifikan dalam pertumbuhan fitoplankton. Nutrien terakhir adalah silika, silika yang digunakan dalam struktur diatom dan silikoflagelata memiliki konsentrasi yang lebih tinggi daripada nitrogen dan fosfor. Ketika terjadi blooming diatom, ketersediaan biologis dari silikon di alam dapat berkurang.

Komposisi fitoplankton dapat berubah ketika terjadi fluktuasi nutrien karena setiap taksa memiliki perbedaan kebutuhan akan nutrien.

Gambar ilustrasi siklus karbon oleh Jack Cook dari Woods Hole Oceanographic Institution

(Sumber: www.whoi.edu)

Peran fitoplankton

Meskipun memiliki ukuran yang sangat kecil, fitoplankton memiliki peran yang sangat besar untuk ekologi laut, bahkan makhluk di bumi dan bumi itu sendiri.

Peran dalam jaring-jaring makanan

Fitoplankton adalah produsen primer di laut, titik awal dari jaring-jaring makanan yang kompleks bagi organisme pelagis di laut. Fitoplankton akan dimakan oleh zooplankton herbivora yang mengkonversi material tumbuhan pada fitoplankton menjadi jaringan hewan pada rantai makanan selanjutnya hingga pada predator puncak di laut. Fitoplankton juga secara langsung dapat menjadi produsen primer bagi paus. 

Peran dalam dunia perikanan

Berhubungan dengan perannya sebagai produsen primer, kelimpahan fitoplankton dalam suatu area dapat mempengaruhi jumlah ikan pada area tersebut. Kondisi seperti terjadinya upwelling adalah kondisi yang menguntungkan bagi nelayan karena kelimpahan fitoplankton mengundang ikan untuk datang.

Peran dalam siklus karbon

Fitoplankton menggunakan karbon dioksida dalam proses fotosintesis dan mereka memiliki jumlah yang sangat banyak serta tersebar secara luas di bumi, fitoplankton berperan dalam mengurangi banyak karbon dioksida di atmosfir. Organisme mikroskopik ini bahkan mampu mengurangi karbon dioksida dalam jumlah yang sama dengan seluruh tanaman terestrial. Saat oksigen dirilis sebagai hasil fotosintesis, fitoplankton juga berperan dalam produksi oksigen secara global. 

Fitoplankton: Si Tulang Punggung Laut

Siapa sangka si tumbuhan mikro bisa memberikan manfaat yang begitu besar bagi bumi? Ketahui lebih banyak tentang anggota dari botani laut pada bagian selanjutnya ya!

Materi ini saya dapatkan dari dosen mata kuliah Biologi Laut Tropis (Botani) Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Ibu Dr. Uun Yanuhar, M.Si.