MIKROBIOLOGI LAUT : Faktor Penyebarluasan Mikroorganisme di Lingkungan Akuatik

Faktor Penyebarluasan Mikroorganisme di Lingkungan Akuatik

Berbagai macam mikroorganisme ditemukan dalam lingkungan akuatik, penyebarluasannya ditentukan oleh faktor kimia dan fisik yang terdapat dalam lingkungan tersebut. Faktor lingkungan ini sangat berbeda satu dengan yang lainnya seperti suhu, tekanan hidrostatik, cahaya, salinitas, turbiditas, pH, dan nutrien.

a. Temperatur

Temperatur air permukaan berkisar antara 0 ^oC di daerah kutub sampai 40^oC di daerah equator. Di bawah permukaan lebih dari 90% lingkungan laut memiliki temperatur di bawah 5 ^oC, suatu kondisi yang disukai untuk pertumbuhan mikroorganisme psikrofilik. Sejumlah bakteri termofilik dapat diisolasi dari endapan anaerobik dekat palung pada dasar lautan. Sebagai contoh, archaeobacteria Pyrodictium occultum, diisolasi dari bawah laut dekat pulau Volcano, Itali, dimana air bertemperatur 103^oC. Dari hasil penelitian di laboratorium, bakteri tersebut dapat tumbuh secara optimum pada temperatur 105^oC dan tidak tumbuh pada temperatur di bawah 82^oC. Pyrodictium occultum merupakan bakteri autotrof anaerobik yang tumbuh melalui pembentukan hidrogen sulfida (H₂S) dari gas hidrogen (H₂) dan unsur sulfur (S). Pyrobaculum organotrophum, mewakili kelompok baru archaebakteria hipertermofilik dari laut pada bagian dunia yang berbeda. Spesies dari genus ini dapat tumbuh optimal pada temperatur 100 ^oC, merupakan bakteri bentuk batangra, gram negatif, anaerob sempurna, dan bergerak dengan flagela.

b. Tekanan Hidrostatik

Tekanan hidrostatik merupakan tekanan pada dasar suatu kolom vertikal air. Tekanan tersebut meningkat menurut kedalaman pada kisaran 1 atmosfir tekanan (14,7 psi) dari setiap 10 m. Pada daerah yang sangat dalam, seperti dekat dasar lautan, tekanan hidrostatik sangat besar dan dapat menyebabkan perubahan dan mempengaruhi sistem biologik, seperti perubahan kecepatan reaksi kimia, kelarutan nutrien, dan titik didih air. Organisme barofilik merupakan organisme yang tidak dapat tumbuh pada tekanan atmosfir normal. Sejumlah bakteri barofilik dapat diisolasi dari parit lautan. Pasifik pada kedalaman antara 1000-10.000 m. Isolasinya membutuhkan alat-alat khusus yang memelihara tekanan tinggi pada sampel dari waktu pengambilan sampai, dan selama masa pembiakkan. Umumnya bakteri barofilik dapat tumbuh baik pada tekanan yang kurang dari tempat asalnya dan hampir seluruhnya diinkubasi pada temperatur psikrofilik (sekitar 2 ^oC).

c. Cahaya

Sebagian besar bentuk kehidupan akuatik bergantung (baik langsung maupun tidak langsung) pada produk metabolik organisme fotosintetik. Organisme fotosintetik utama dalam sebagian besar habitat aquatik adalah alga dan Cyanobacteria pertumbuhannya dibatasi oleh lapisan permukaan air dimana cahaya dapat menembus. Bagian dalam air dimana terjadi fotosintesis disebut zona fotik. Ukuran zona ini berbeda bergantung pada kondisi daerah seperti posisi matahari, musim, dan khususnya kekeruhan air. Umumnya, aktivitas fotosintetik dibatasi pada kedalaman kurang dari 50-125 m badan air, bergantung pada kejernihan air.

d. Salinitas

Salinitas atau konsentrasi NaCl air alami berkisar antara 0% dalam air-tawar sampai 32% NaCl dalam danau asin seperti the Great Salt Lake di Utah. Air laut mengandung NaCl sekitar 2,75%; konsentrasi garam total air laut (NaCl ditambah garam lainnya) berkisar antara 3,3 – 3,7%. Di samping NaCl garam lain yang ditemukan dalam air ialah natrium karbonat, sulfat dan kalium sulfat, klorida dan karbonat, kalsium dan magnesium. Konsentrasi garam pada daerah yang dangkal dan dekat mulut/hilir sungai biasanya rendah. Pada daerah estuari, konsentrasi garam berbeda dari dasar sampai permukaan, dari hulu sampai hilir, dan dari musim ke musim, menciptakan bahkan merubah kondisi bentuk kehidupan yang menempati badan air tersebut. Sebagian besar mikroorganisme laut merupakan halofilik, yang tumbuh dengan baik pada konsentrasi NaCl kurang dari 2,5 - 4,0%. Dengan kata lain, mikroorganisme dari danau dan sungai dapat dihambat pertumbuhannya dengan konsentrasi NaCl lebih dari 1%.

e. Turbiditas

Turbiditas atau kekeruhan menandakan perbedaan dalam kejernihan air. Laut Adriatik bersih dan berkilauan pada bagian kedalaman sedangkan sungai Mississipi sangat keruh. Bahan yang tercampur yang mampu mengeruhkan air adalah :

1. Partikel bahan mineral;

2. Detritus, partikel bahan organik seperti potongan selulosa, hemiselulosa, dan kitin dari hasil dekomposisi hewan dan tumbuhan;

3. Suspensi mikroorganisme

Air yang sangat keruh, menyebabkan kurang tembus cahaya, zona fotik kurang dalam. Partikel bahan-bahan juga tersedia sebagai tempat menempelnya mikroorganisme. Beberapa spesies bakteri menempel pada permukaan yang padat dengan maksud berkolonisasi, misalnya Epibakteria. Partikel tersebut juga tersedia sebagai substrat untuk metabolisme mikroorganisme.

f. Konsentrasi Ion Hidrogen (pH)

Mikroorganisme aquatik biasanya tumbuh baik pada pH 6,5-8,5. Air laut memiliki pH 7,5-8,5, dan sebagian besar mikroorganisme laut tumbuh baik pada media kultur dengan pH 7,2-7,6. Danau dan sungai dapat memiliki kisaran pH yang luas bergantung pada kondisi lingkungan setempat. Sebagai contoh, archaebakteria dapat diisolasi dari danau garam di Afrika, dimana pH tinggi sekitar 11,5, spesies archaebakteria lain dapat hidup pada pH sangat rendah 1,0 atau kurang.

g. Nutrien

Jumlah dan macam bahan organik dan anorganik (nutrien) yang terdapat dalam lingkungan aquatik secara nyata membantu pertumbuhan mikroorganisme. Nitrat dan fosfat merupakan unsur anorganik yang mendukung pertumbuhan alga. Kelebihan nitrat dan/atau fosfat dapat menyebabkan kelebihan pertumbuhan alga (‘blooming’) pada badan air dan memperbesar penggunaan oksigen dalam air, juga menutupi permukaan air, sehingga air sulit ditembus cahaya, dan akhirnya mematikan semua kehidupan dalam air. Jumlah nutrien dalam badan air mengarah pada penimbunan nutrien dalam suatu lingkungan. Air dekat-pantai, yang menerima air limbah domestik yang mengandung senyawa organik dan anorganik, merupakan daerah yang mengalami peningkatan dan penurunan secara singkat timbunan nutrien, sedangkan laut lepas memiliki timbunan nutrien yang lebih rendah dan stabil. Limbah industri dan limbah pertanian dapat mengandung zat antimikroba, merkuri dan logam berat lain juga dapat memasuki daerah estuari dan air pantai. Sejumlah alga akuatik menghasilkan toksin yang mematikan ikan dan hewan lain. Toksin tersebut dikeluarkan dari sel atau melalui dekomposisi alga oleh bakteri dalam kondisi “blooming”. Alga laut tertentu (Gymnodinium dan Gonyaulax) dapat menghasilkan neurotoksin yang mematikan hewan akuatik. Toksin tertentu dapat terkonsentrasi dalam kelenjar pencernaan moluska (kerang-kerangan) dan menyebabkan paralisis pada manusia yang mengkonsumsi kerang beracun tersebut.