SEBUAH studi terbaru yang dipimpin Departemen Ekologi, Lingkungan, dan Ilmu Tumbuhan Stockholm University bersama Marine Ecological Lab mengungkap potensi tak terduga dari mikroorganisme laut. Penelitian yang dilakukan di Laut Baltik menunjukkan pikosianobakteri, salah satu jenis fitoplankton terkecil, mampu mengangkut karbon dalam jumlah signifikan ke kedalaman laut ketika mereka menggumpal menjadi satu.
Secara umum, fitoplankton laut menyerap karbondioksida melalui proses fotosintesis dan menyumbang sekitar separuh dari total fotosintesis di Bumi. Ketika biomassa fitoplankton ini tenggelam ke perairan yang lebih dalam, karbon yang terkandung di dalamnya ikut terbawa. Proses alami ini dikenal para ilmuwan sebagai “pompa biologis” yang membantu mengatur kadar karbondioksida di atmosfer.
Pikosianobakteri memiliki ukuran sel yang sangat kecil, yakni kurang dari dua mikrometer atau hanya sebagian kecil dari ketebalan sehelai rambut. Secara teori, sel tunggal sekecil itu terlampau ringan untuk tenggelam dengan mudah. Namun, data riset membuktikan organisme ini memberikan kontribusi besar pada pelepasan karbon ke dasar laut.
Mekanisme Penggumpalan dan Eksportasi Karbon
Untuk memecahkan misteri tersebut, tim peneliti mengukur keberadaan pikosianobakteri di Laut Baltik pada musim semi dan musim panas. Pengambilan sampel dilakukan dari permukaan air hingga kedalaman 25 meter dan 75 meter, disertai pemasangan sediment traps di bawah lapisan permukaan yang terpapar sinar matahari untuk menangkap partikel yang tenggelam.
Melalui kombinasi mikroskopi, flow cytometry, serta analisis genetik terhadap sampel air dan material tangkapan, peneliti menemukan bahwa kecenderungan strain bakteri untuk menggumpal (aggregate) menjadi faktor kunci.
Beberapa strain dari genus Synechococcus lebih sering ditemukan dalam fraksi ukuran besar dan terperangkap di sediment traps. Hal ini menandakan strain tersebut cenderung membentuk koloni atau gumpalan yang membuatnya cukup berat untuk tenggelam.
“Dalam studi ini kami telah menunjukkan bahwa sifat penggumpalan secara in situ bervariasi di antara strain pikosianobakteri, dan tingkat penggumpalan menentukan secara langsung besarnya eksportasi,” kata penulis utama studi, Martin Ekman, yang melakukan penelitian tersebut di Stockholm University.
“Mengingat pikofitoplankton diperkirakan akan meningkat kelimpahannya di lautan yang lebih hangat dan miskin nutrisi (terstratifikasi), memahami mekanisme yang memungkinkan biomassa mereka dieksportasi ke kedalaman laut sangat penting untuk memprediksi tingkat karbondioksida atmosfer di masa depan,” tambah Ekman.
Implikasi Bagi Iklim Global dan Masa Depan Lautan
Studi ini juga menemukan pola musiman, di mana strain yang membentuk koloni dan strain yang didominasi sel tunggal mencapai puncak populasi pada waktu yang berbeda dalam setahun. Kemampuan untuk menggumpal ini dinilai sebagai sifat ekologis penting yang memengaruhi daya tahan setiap strain saat kondisi lingkungan berubah.
Pengamatan ini dilakukan di Landsort Deep, wilayah Laut Baltik dengan rekam pemantauan lebih dari 30 tahun. Ketersediaan data jangka panjang tersebut memungkinkan peneliti memverifikasi temuan mereka dengan tren historis.
“Bagian penting dari pekerjaan ini adalah kesempatan untuk menemukan konsistensi dalam hasil kami dengan tren jangka panjang dari data pemantauan MEL, di mana dataset ini merupakan sumber daya yang sangat berharga, terutama dalam konteks perubahan iklim,” ujar profesor oseanografi mikrobiologi di Stockholm University sekaligus rekan penulis studi, Rachel Foster.
“Kami sangat antusias untuk melihat wilayah lautan baru demi menemukan tren yang serupa,” lanjut Foster.
Mengingat wilayah perairan diproyeksikan makin hangat akibat pemanasan global, populasi pikofitoplankton diperkirakan akan makin mendominasi. Jika fenomena penggumpalan serupa terjadi di wilayah samudra lain, para ilmuwan perlu mengkalkulasi ulang estimasi jumlah karbon yang dapat dibawa oleh plankton mikro ini ke kedalaman laut. Riset lengkap ini telah dipublikasikan di ISME Journal. (Earth/Z-2)