Adaptasi Kerang Bathymodiolin (Bathymodiolus platiforns) di Laut Dalam

Lebih dari 50% kehidupan laut terjadi pada kedalaman di bawah 3000 m dengan keanekaragaman hayati yang belum banyak diteliti. Lingkungan laut dalam merupakan perbatasan terakhir di bumi yang memiliki fitur unik, sehingga berbeda dari ekosistem darat dan laut lainnya. Ekosistem laut dalam mempunyai peran penting dalam siklus biogeokimia global dan evolusi. Laut memenuhi 62% bumi dan 79% kehidupan di bumi berada pada kedalaman lebih dari 1 km di bawah laut. Laut dalam memiliki paramter lingkungan dengan tekanan hidrostatik sebesar 101.3 kPa untuk setiap kedalaman 10 m, memiliki cahaya matahari yang sangat rendah, suhu di bawah 10 derajat celcius , dan mengalami pengurangan terhadap biomassa dengan bertambahnya kedalaman laut.

Beberapa tipe habitat yang ada di laut dalam, antara lain ventilasi hidrotermal, cold seeps, whale falls, gunung laut, dan palung samudera. Organisme yang hidup pada laut dalam mengandalkan energi yang dilepaskan dari lingkungan ekstrem untuk melakukan reproduksi dan bertahan hidup, sehingga memiliki kemampuan khusus untuk beradaptasi pada lingkungan tersebut. Habitat bertipe ventilasi hidrotermal dibentuk akibat cairan termal dan gas di bawah dasar laut tercampur dengan air laut diatasnya. Suhu yang ada berada pada ventilasi tersebut berkisar antara 260-400 derajat . Tipe habitat cold seeps merupakan daerah yang paling beragam dan tersebar luas di laut dalam.  Whale falls merupakan tipe habitat yang terbentuk karena adanya bangkai paus. Bangkai paus merupakan partikel organik terbesar yang mencapai laut dalam, sehingga dijadikan sumber energi oleh organisme. Tipe habitat selanjutnya yaitu gunung laut. Gunung bawah laut dianggap sebagai tempat mencari makan yang optimal bagi makhluk laut dalam, tetapi ekosistem gunung laut juga rentan dikarenakan aktivitas antropogenik seperti penangkapan ikan di laut dan ekstraksi minyak dan gas. Habitat lainnya yaitu palung samudera yang merupakan tempat paling dalam di laut dalam. Di dalam palung laut substrat yang membusuk, seperti bangkai mamalia, ikan, dan invertebrata besar. 

Gambar 2. Distribusi Ekosistem Laut Dalam (Liang, dkk. 2021:2)

Beberapa penelitian mengatakan bahwa proses biologis berlangsung lebih lambat di laut dalam dan tingkat metabolisme spesies rendah. Tingkat metabolisme hewan laut akan menurun apabila kedalaman laut meningkat. 

Adaptasi Kerang Bathymodiolin

Ekosistem laut dalam juga mengandung mineral dan logam yang melimpah. Apa saja mineral dan logamnya? Berbagai campuran mineral kompleks, seperti  seng (Zn), besi (Fe), kadmium (Cd), dan tembaga (Cu) banyak ditemukan pada endapan biji laut dalam. Akumulasi Cu yang berlebihan dalam sel mendorong produksi radikal bebas dan oksidasi bahan yang terlibat dalam proliferasi sel, seperti protein, DNA, dan lipid. Sedangkan, Cd merupakan logam non-redoks yang mempunyai toksisitas tinggi dan dapat mengganggu proses biologis dalam tubuh, seperti sintesis protein, transpor membran, dan metabolisme. Beberapa organisme dapat beradaptasi dengan lingkungan tersebut, yaitu kerang bathymodiolin (Bathymodiolus platifrons). 

Bathymodiolus platifrons (jacksonvilleshells.org)

Kemampuan untuk mengakumulasi logam dalam  konsentrasi tinggi dari lingkungan sekitarnya, membuat kerang bathymodiolin menjadi indikator pencemaran yang baik bagi lingkugan laut dalam. Penelitian menunjukkan bahwa terdapat aktivitas enzim ACP dan AKP terhadap setres karena tercemar Cd dan Cu. AKP merupakan enzim membran plasma intrinsik yang memilki peran penting terhadap mineralisasi kerangka, osmoregulasi dan sistem peredaran oksigen. Aktivitas enzim AKP dapat berubah karena adanya tekanan lingkungan, seperti pH rendah, panas, dan peningkatan konsentrasi logam. ACP merupakan enzim lisosom yang aktif pada beberapa proses biologis, seperti katabolisme, nekrosis patologis, autolisis, dan fagositosis. Logam yang masuk ke dalam kerang dapat terkonsentrasi di dalam lisosom dan menghasilkan peningkatan toksisitas yang dapat merubah struktur lisosom. Aktivitas enzim ACP dapat menjadi penanda apabila terdapat pencemaran logam berat . Pada kerang yang terpapar Cd akan dibantu oleh Monosakarida-D-alosa yang dapat menekankan produksi ROS mitokodria yang akan menurunkan regulasi. Sedangkan, pada kerang yang terpapar Cu akan menghasilkan asam amino dalam jumlah banyak untuk mrngatasi tekanan osmotik yang diinduksi oleh logam.

Daftar Acuan

Childress, J.J. 1995. Are there physiological and biochemical adaptations of metabolism in deep-sea animals?. TREE 10(1): 30-36.

 Liang, J., dkk. 2021. Role of deep-sea equipment in promoting the forefront of studies on life in extreme environments. iScience 24: 1-21.

Zhou, L., dkk. 2021. Biochemical and metabolic responses of the deep-sea mussel Bathymodiolus platiforns to cadmium and copper exposures. Aquatic Technology 236: 1-11.