Ilustrasi mikroorganisme di lautan (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Lautan diketahui memiliki sistem biologis yang relatif stabil, terutama di lapisan permukaan yang miskin nutrisi. Sayangnya, peneltian terbaru mengungkap bahwa mikroorganisme laut paling melimpah di Bumi ternyata memiliki kelemahan mendasar, yang bisa memicu gangguan besar pada ekosistem laut di masa depan.
Mikroorganisme yang dimaksud ialah SAR11, bakteri superdominan yang hidup di hampir seluruh perairan laut dangkal dunia. Dalam beberapa sampel air laut, SAR11 bahkan bisa mencakup hingga 40 persen dari seluruh populasi bakteri.
Karena jumlahnya sangat besar, perubahan kecil pada kesehatan bakteri ini berpotensi berdampak luas, sebagaimana dikutip dari Earth pada Selasa (2/3).
Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Nature Microbiology ini dipimpin oleh Cameron Thrash dari University of Southern California (USC). Tim peneliti mempelajari proses SAR11 bereaksi ketika kondisi lingkungannya berubah, seperti fluktuasi nutrisi, sumber karbon, dan suhu laut.
Hasilnya menunjukkan pola yang konsisten dan mengkhawatirkan. Saat lingkungan stabil, SAR11 dapat tumbuh dan membelah diri secara normal, meskipun dengan ritme lambat. Namun ketika kondisi mulai berubah, banyak sel gagal membelah diri, meski mereka terus menyalin DNA.
Kegagalan ini terjadi karena banyak genom SAR11 kehilangan gen penting yang mengatur siklus sel. Gen-gen tersebut berfungsi mengoordinasikan waktu penyalinan DNA dan pembelahan sel. Dalam kondisi stabil, sistem minimalis ini masih bekerja, tetapi ketika lingkungan terganggu, tidak ada mekanisme cadangan untuk mencegah kesalahan.
Akibatnya, para peneliti menemukan banyak sel SAR11 dengan jumlah DNA yang tidak normal, ada yang kelebihan kromosom, ada pula yang kekurangan. “Yang mengejutkan, pola kegagalan ini muncul secara jelas dan berulang,” kata Chuankai Cheng, mahasiswa doktoral USC yang terlibat dalam studi tersebut.
Sel-sel yang gagal membelah ini biasanya membengkak dan akhirnya mati. Bahkan ketika nutrisi tersedia melimpah, populasi SAR11 tetap melambat karena banyak sel tidak mampu menyelesaikan proses pembelahan dengan benar.
Perubahan kimia air laut terbukti menjadi pemicu utama masalah ini. Penambahan nitrogen dalam bentuk amonium dan peningkatan suhu hingga sekitar 25 derajat Celsius secara konsisten mengganggu pembelahan sel SAR11. Padahal, perubahan tersebut tergolong kecil dan sering terjadi secara alami di laut.
Kondisi ini menjadi semakin relevan saat dikaitkan dengan fenomena ledakan alga atau algal bloom. Pada fase akhir ledakan alga, sejumlah besar karbon dan nitrogen organik dilepaskan ke air laut. Lonjakan senyawa ini ternyata dapat mendorong SAR11 keluar dari zona nyamannya.
“Sekarang kami punya penjelasan mengapa SAR11 sering kalah bersaing di akhir musim bloom,” ujar Thrash. Jika ledakan alga menjadi lebih sering atau lebih intens akibat pemanasan global, kelemahan ini bisa memberi peluang bagi bakteri lain untuk mengambil alih.
Padahal, SAR11 memegang peran penting dalam siklus karbon laut. Bakteri ini membantu memproses senyawa karbon terlarut, sehingga berkontribusi besar terhadap pergerakan karbon di laut. Jika populasinya menurun, aliran karbon bisa bergeser ke mikroba lain dengan dampak yang belum sepenuhnya dipahami.
Penelitian ini juga menantang asumsi lama bahwa mikroba laut hanya akan tumbuh lebih cepat ketika nutrisi bertambah. Faktanya, perubahan lingkungan justru bisa mengacaukan sistem internal sel, bukan sekadar membatasi ketersediaan makanan.
Efisiensi genetik SAR11, yang selama ini dianggap sebagai keunggulan evolusioner, ternyata datang dengan harga mahal. Dengan membuang banyak gen pengatur demi menghemat energi, bakteri ini menjadi sangat rentan terhadap perubahan cepat pada suhu dan kimia laut.
Temuan ini juga berdampak pada metode penelitian laboratorium. Praktik umum seperti menambahkan nutrisi atau menaikkan suhu untuk mengaktifkan mikroba justru bisa memicu kegagalan pembelahan pada SAR11. Para peneliti menyarankan pendekatan yang lebih menyerupai kondisi laut alami yang stabil dan miskin nutrisi.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
bakteri laut SAR11 mikroorganisme penting ekosistem laut global pemanasan laut
