Laut Dalam dan Fitoplankton: Apakah Mereka Bisa Bertahan?

Fitoplankton: Kunci Kehidupan di Laut

Fitoplankton laut dalam menjadi topik menarik karena keberadaannya di kedalaman yang minim cahaya. Padahal, fitoplankton sendiri merupakan mikroorganisme tumbuhan yang berperan sebagai produsen primer dalam ekosistem perairan. Mereka memanfaatkan energi matahari untuk melakukan fotosintesis, menghasilkan oksigen, dan menjadi sumber makanan utama bagi berbagai organisme laut. Proses ini tidak hanya mendukung rantai makanan di lautan tetapi juga berkontribusi besar terhadap keseimbangan ekosistem global.

Sebagai penghasil oksigen, fitoplankton memiliki peran penting dalam mendukung kehidupan di bumi. ± 50% oksigen yang kita hirup berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton di laut. Selain itu, mereka juga menyerap karbon dioksida dari atmosfer, membantu mengurangi dampak perubahan iklim dengan menyimpan karbon dalam ekosistem laut.

Namun, keberadaan fitoplankton sangat bergantung pada sinar matahari. Tanpa cahaya, sebagian besar fitoplankton tidak dapat bertahan hidup karena fotosintesis merupakan sumber utama energi mereka. Satu pertanyaan besar muncul: bagaimana mungkin fitoplankton ditemukan di laut dalam yang gelap gulita, jauh dari jangkauan sinar matahari?

Paradoks Kehidupan di Laut Dalam

Sudah kita ketahui bahwa secara umum, fitoplankton memerlukan cahaya matahari untuk fotosintesis, sehingga mayoritas populasi mereka ditemukan di lapisan eufotik atau lappisan perairan yang masih terangkau oleh matahari (0–200 meter). Namun, penelitian terbaru menunjukkan adanya fitoplankton yang ditemukan di laut dalam, bahkan hingga kedalaman lebih dari 600 meter. Temuan ini mengguncang pemahaman konvensional tentang ekologi kelautan dan menimbulkan pertanyaan mendalam tentang bagaimana fitoplankton dapat bertahan dalam kondisi ekstrem tersebut.

Ekstremnya Laut Dalam: Tekanan, Kegelapan, dan Suhu Dingin

Laut dalam adalah salah satu lingkungan paling ekstrem di Bumi, ditandai dengan tekanan yang sangat tinggi, kegelapan total, dan suhu yang sangat rendah. Semakin dalam suatu objek berada di dalam laut, semakin besar tekanan yang diterimanya. Tekanan hidrostatik meningkat sekitar 1 atmosfer (atm) setiap 10 meter kedalaman, sehingga pada kedalaman 5.000 meter, tekanannya mencapai sekitar 500 atm—500 kali lebih besar dibandingkan tekanan di permukaan laut.

Eksperimen oleh Peneliti Senior BRIN (Nurul Fitriya, M.Si. & Mochamad Ramdhan Firdaus, M.Si.) menunjukkan wadah styrofoam yang diturunkan ke kedalaman laut 5.000 meter menggunakan perangkat CTD & Rosette. (Kiri: kondisi normal, Kanan: menyusut akibat tekanan laut dalam 5.000 meter). Sumber: Dokumentasi Pribadi.

Fenomena ini menjelaskan mengapa wadah styrofoam yang dimasukkan ke laut dalam (5.000 m) mengalami penyusutan atau menjadi ukuran yang jauh lebih kecil dari aslinya. Udara dan ruang kosong di dalam benda akan mengalami kompresi ekstrem akibat tekanan air yang sangat tinggi, menyebabkan volumenya menyusut drastis.

Selain tekanan yang ekstrem, laut dalam juga hampir sepenuhnya gelap karena cahaya matahari tidak dapat menembus. Suhu di zona ini juga sangat rendah, berkisar antara 0-4°C, menambah tantangan bagi organisme yang hidup di sana. Namun, kehidupan tetap ada di kedalaman ini, didukung oleh adaptasi luar biasa serta sumber energi alternatif seperti kemosintesis yang dilakukan oleh bakteri di sekitar ventilasi hidrotermal.

Sampel Penelitian dari Ekspedisi Widya Nusantara (EWIN) 2018

Penemuan fitoplankton di laut dalam bukan hanya teori. Saya sendiri memperolehnya dari Pelayaran Ekspedisi Widya Nusantara (EWIN CRUISE) 2018 yang diselenggarakan oleh Pusat Penelitian Oseanografi - LIPI (sekarang menjadi BRIN - Badan Riset dan Inovasi Nasional). Sampel tersebut diambil dari perairan sekitar Kepulauan Sangihe Talaud, Indonesia, di bawah koordinasi Chief Scientist ekspedisi, Hagi Yulia Sugeha, S. Pi., M. Si., Ph. D.

Tim Pelayaran Ekspedisi Widya Nusantara (EWIN CRUISE) 2018 yang diselenggarakan oleh Pusat Penelitian Oseanografi - LIPI (sekarang menjadi BRIN - Badan Riset dan Inovasi Nasional). Sumber: Dokumentasi Pribadi.

Lembaga ini merupakan pusat penelitian kelautan terkemuka di Indonesia, dengan banyak ahli di bidang oseanografi serta peralatan canggih untuk mendukung penelitian kelautan. Dalam ekspedisi ini, pengambilan sampel dilakukan dengan teknologi mutakhir, guna mendapatkan data lingkungan laut dalam yang lebih akurat. Salah satu alat utama yang digunakan dalam ekspedisi ini adalah CTD (Conductivity, Temperature, Depth) yang dikombinasikan dengan Botol Rosette. CTD berfungsi untuk mengukur konduktivitas, suhu, dan kedalaman air secara real-time. Sementara itu, Botol Rosette digunakan untuk mengambil sampel air dari berbagai kedalaman, hingga 1000 meter di bawah permukaan laut.

Alat canggih (CTD & Rosette bottle) milik Pelayaran Ekspedisi Widya Nusantara (EWIN CRUISE) 2018, Pusat Penelitian Oseanografi BRIN. Sumber: Dokumentasi Pribadi.

Dari hasil penelitian, saya berhasil menemukan fitoplankton yang dari permukaan laut (5m) dan kedalaman 600 meter. Jika dibandingkan, fitoplankton yang ditemukan di kedalaman 600 meter terlihat memiliki ukuran yang lebih kecil, dan tubuhnya cenderung tidak lengkap. Selain itu, mayoritas dinding sel-nya berwarna putih atau transparan.

Perbandingan fitoplankton dengan perbesaran mikroskop yang sama (Kiri: dari kedalaman 600 m, kanan: dari permukaan laut 5 m). Sumber: Dokumentasi Pribadi.

Beberapa dugaan yang dapat diajukan terkait dengan temuan ini antara lain:

1. Jatuhnya Fitoplankton yang Mati (Marine Snow): Salah satu kemungkinan adalah fitoplankton yang ditemukan di kedalaman 600 meter merupakan sisa-sisa fitoplankton yang mati dan tenggelam dari lapisan permukaan perairan, yang dikenal dengan istilah marine snow. Marine snow adalah partikel-partikel organik yang turun perlahan dari lapisan permukaan ke kedalaman laut, terdiri dari sisa-sisa plankton, alga mati, dan materi organik lainnya. Proses ini sangat penting dalam sirkulasi nutrisi di laut dalam, menyediakan bahan makanan untuk berbagai organisme yang hidup di kedalaman.

2. Kemampuan Menyerap Nutrisi yang Rendah: Fitoplankton yang ditemukan di kedalaman laut yang lebih dalam, di mana ketersediaan cahaya dan nutrisi terbatas, mungkin memiliki kemampuan khusus untuk menyerap nutrisi meskipun dalam kondisi yang sangat rendah. Kemampuan ini memungkinkan mereka untuk bertahan hidup meskipun berada jauh dari lapisan permukaan yang kaya akan nutrisi dan cahaya. Adaptasi seperti ini mungkin melibatkan mekanisme metabolik yang lebih efisien dalam memanfaatkan nutrisi yang terbawa ke kedalaman oleh arus laut atau marine snow.

3. Karakteristik Khusus yang Toleran terhadap Kondisi Ekstrem: Beberapa spesies fitoplankton yang ditemukan di laut dalam mungkin telah mengembangkan karakteristik khusus yang memungkinkan mereka untuk bertahan hidup di lingkungan yang sangat ekstrem, seperti tekanan tinggi, suhu dingin, dan kegelapan total. Kemungkinan adanya mekanisme toleransi terhadap tekanan tinggi atau kemampuan untuk berfotosintesis dengan bantuan sumber energi alternatif seperti kemosintesis yang terjadi di sekitar ventilasi hidrotermal di dasar laut, meskipun dalam kondisi yang sangat terbatas.

Penelitian Penunjang di Masa yang Akan Datang

Untuk memahami lebih dalam tentang fenomena ini, penelitian lebih lanjut sangat penting. Penelitian lanjutan dapat berfokus pada beberapa aspek, antara lain:

Penelitian lebih lanjut ini tidak hanya akan menjawab pertanyaan besar tentang fitoplankton di laut dalam, tetapi juga membuka wawasan baru tentang ekosistem laut yang masih banyak belum diketahui.