Trumbu karang, zooxanthella, dan perubahan iklim global

Banyak karang mengandalkan alga simbiotik mereka untuk bertahan hidup. Di bawah tekanan (seperti suhu yang lebih tinggi) hal ini dapat membuat alga simbiotik keluar dari karang dan terjadi pemutihan pada karang. Sebelumnya telah dilaporkan bahwa karang dapat pulih dari pemutihan karang dengan mengubah jenis ganggang mereka. Namun, sebuah studi penelitian baru menunjukkan bahwa kurang dari seperempat dari spesies karang bisa melakukan ini.

Karang yang telah teridentifikasi untuk bertahan hidup ketika suhu dinaikkan adalah mereka yang menjadi tempat dari beberapa jenis alga simbiotik. Tapi karang jenis tersebut merupakan yang minoritas. Sebuah tinjauan data yang diterbitkan, oleh Tamar L. Goulet dari University of Mississippi, menunjukkan bahwa hanya 23% dari karang termasuk dalam kategori ini. Dia melihat 43 studi dari 442 spesies karang. Jika perubahan iklim global terus terjadi, dia menyimpulkan bahwa banyak spesies karang simbiosis tidak dapat bertahan hidup.

Sejumlah penelitian baru pada genotipe zooxanthella dikarang telah berfokus pada pergantian zooxanthella. Para peneliti telah menyarankan bahwa karang dapat bertahan hidup dari perubahan iklim global dengan cara beralih dari alga simbiotik mereka. Sejak 15 tahun pembagian clade dari zooxanthellae pertama kali diperkenalkan, banyak peneliti melaporkan identitas clade dari zooxanthellae di 442 spesies karang dari berbagai lokasi geografis. Penelitian ini bertujuan untuk menggunakan dataset guna melihat kemungkinan dari pergantian simbion jika terjadi perubahan iklim global.

Metode yang dilakukan adalah dengan melakukan analisis data yang dilakukan ditingkat cladal dengan perbandingan lebih lanjut di tingkta clade. Untuk menentukan pola geografis, data dimasukkan dalam format tabel dalam GIS (Sistem Informasi Geografis) peta menggunakan ArcMap (V8.3, ESRI). Data diplot untuk mengungkapkan pola spasial dalam distribusi karang terhadap spesies hosting yang tunggal atau dari beberapa clades zooxanthella.

1
Data saat ini menunjukkan bahwa sebagian besar spesies karang mungkin tidak dapat untuk mengubah populasi zooxanthella mereka. Hal tersebut didukung dengan bukti yaitu sebagai berikut :

  • Sebagian besar karang tuan rumah zooxanthella clade tunggal.
  • Spesies karang yang menjadi rumah tunggal dari clade zooxanthella tidak menunjukkan pergantian alga bahkan pada clade dengan tingkat yang sama.
  • Tidak ada studi yang telah menunjukkan bahwa spesies karang dengan hosting zooxanthella clade tunggal membentuk kombinasi simbiosis baru dengan ‘zooxanthellae cryptic’.

Mengingat data yang tersedia saat ini, mayoritas karang bersimbiosis dengan zooxanthella clade tunggal. Mungkin ada beberapa jenis karang yang dapat bersimbiosis lebih dari satu clade pada satu tempat tetapi koloni karang individu tidak beralih jenisnya dari waktu ke waktu, ketika ditransplantasikan ke lingkungan yang berbeda atau ketika mengalami stres seperti penyakit atau meningkat suhu. Dalam konteks perubahan iklim global, mayoritas spesies karang mungkin tidak dapat beralih simbion dan mungkin dalam bahaya besar. Bagaimana sisanya 23% spesies karang mampu bersimbiosis dengan beberapa clades zooxanthella. Namun bagi sebagian besar karang, pertanyaannya adalah bukan apakah perubahan simbion adalah mungkin, tetapi bagaimana dengan kondisi simbiosis yang ada dapat bertahan hidup. Jika perubahan iklim global terus terjadi, terumbu karang mungkin mengalami perubahan yang signifikan dalam keanekaragaman hayati, karena hanya subset kecil dari spesies simbion hard coral dan octocoral yang dapat bertahan hidup.

Advertisements

PENGELOLAAN WILAYAH PESISIR SECARA TERPADU DENGAN EKOWISATA BERBASIS EDUKASI DI PULAU SEMPU

PENDAHULUAN

Pulau Sempu adalah sebuah pulau kecil yang terletak di sebelah selatan pulau jawa secara administratif berada di desa tambakrejo, kecamatan sumber manjing wetan , kabupaten Malang, jawa timur. Pulau yang ditumbuhi pepohonan tropis seluas 877 hektar ini adalah cagar alam yang di kelola oleh Balai konservasi Sumber Daya Alam Jawa Timur (BBKSDA) dan Departemen Kehutanan Indonesia. Secara resmi tempat ini diakui sebagai cagar alam sejak 1928 pada masa pemerintahan Hindia Belanda. Sedangkan dasar undang-undangnya adalah UU nomer 27 tahun 2007 tentang pengelolaan wilayah pesisir dan pulau-pulau kecil. Sehingga perlu dilakukannya pengelolaan untuk wilayah pesisir, termasuk pulau sempu.

ISI

Pulau sempu merupakan sebuah cagar alam, dimana bersadarkan peraturan pemerintah dibutuhkan SIMAKSI ( Surat Izin Masuk Wilayah Konservasi ) untuk masuk ke tempat tersebut, dengan proses yang panjang dan ketat. Pada umumnya, para penelitilah yang melakukan ini. namun kebingungan muncul saat website resmi pariwisata Indonesia mempromosikannya sebagai salah satu destinasi andalan Indonesia. Begitu pula website Balai Besar Konservasi Sumber Daya Alam Jawa Timur pun menyebutkan Pulau Sempu sebagai salah satu potensi wisata. Media-media besar tak mau kalah mengeksposnya sebagai ‘salah satu surga tersembunyi Indonesia yang wajib dikunjungi’. Hingga pada akhirnya, masyarakat umumpun berpikiran bahwa wisata ke Pulau Sempu adalah hal wajar. Terlepas dari polemik boleh tidaknya Pulau Sempu dimanfaatkan sebagai tempat wisata, setiap yang datang tetap wajib menjaga kelestarian dan kebersihan tempat tersebut. Hal itulah yang saya takutkan dan disayangkan. Ketika hal yang sebenarnya ‘salah’ tapi dilakukan orang banyak, hal tersebut akan dianggap ‘benar’.

Namun pada kenyataanya, dilapangan, pengunjung yang tidak memiliki SIMAKSI tetap dapat memasuki pulau tersebut dengan membayar sejumlah uang ke petugas yang berjaga. Setelah membayar, pengunjung akan mendapatkan kertas yang menerangkan bahwa “kertas tersebut bukanlah surat izin masuk kawasan”, melainkan surat keterangan bahwa yang bersangkutan telah melapor sebelum memasuki pulau tersebut. Bagi penulis, hal seperti ini menjadi rancuh dan menimbulkan presepsi negatif terhadap petugas dilokasi, karena terkesan petugas mengambil keuntungan pribadi dengan cara  mewajibkan pengunjung melapor dan membayar sejumlah uang sebelum mengunjungi pulau sempu, tanpa memberikan SIMAKSI secara legal kepada pengunjung.

Tentang peraturan boleh berkunjung tidaknya memang belum jelas. Hingga sekarang saya tak menemukan kepastian tentang hal tersebut. Disini saya tidak bermaksud melakukan privatisasi Pulau Sempu yang seperti banyak disalahartikan hanya dapat ‘dinikmati’ oleh sebagian orang. Kembali ke UU no 5 tahun 1999 Bab 1 pasal 3 dimana konservasi Sumber daya alam bertujuan untuk mengusahakan keseimbangan ekosistemnya sehingga dapat lebih mendukung upaya peningkatan kesejahteraan masyarakat dan mutu kehidupan manusia.

Di kawasan Cagar Alam Pulau Sempu tersebut setidaknya memiliki sekitar 223 jenis tumbuhan yang tergolong dalam 144 marga dan 60 suku. Dari 60 suku tersebut, telah diketahui lima suku yang memiliki jumlah individu, jenis dan marga yang relatif dominan. Kelima suku tersebut adalah Moraceae, Euphorbiaeceae, Anacardiaceae, Annonaceae, dan Sterculiaceae. Sedangkan untuk jenis fauna ada sekitar 51 jenis yang terdiri dari 36 jenis aves, 12 jenis mamalia dan tiga jenis reptil. Adapun yang paling sering dijumpai diantaranya babi hutan (Sus scrofa), kera hitam (Presbytis cristata), belibis (Dendrosyqna sp) dan burung rangkong atau Buceros undulates (Ayu, 2015).

Pengelolaan wilayah pesisir secara terpadu yang dimaksud adalah pengelolaan pemanfaatan sumber daya alam dan jasa-jasa lingkungan (envorenmental services) yang terdapat di kawasan pesisir; dengan cara melakukan penilaian meenyeluruh ( comprehens  assessment) tentang kawasan pesisir beserta sumber daya alam dan jasa-jasa lingkungan yang terdapat di dalamnya, menentukan tujuan dan saran pemamfaatan, dan kemudian merencanakan serta mengelola segenap kegiatan pemanfaatannya; guna mencapai pembangunan yang optimal dan berkelanjutan. Proses pengelolaan ini di lakukan secara kontinu dan dinamis dengan mempertimbangkan segenap aspek sosial ekonomi budaya dan aspirasi masyarakat pengguna kawasan pesisir (stakeholders) serta konflik kepentingan dan konflik pemanfaatan kawasan pesisir yang mungkin ada (Pengertianilmu, 2015).

Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu Pertama dengan melakukan resource assessment atau inventarisasi data tentang sumberdaya di kawasan pesisir (fisika, biologi, sosekbud, penggunaan lahan.). kemudian Impact assessment: analisis kerentanan kawasan pesisir terhadap berbagai kegiatan yang dilakukan, sebagai alat bantu dalam perancangan kegiatan mitigasi dan manajemen adaptif (analisis SIG). Selanjutnya Policy and regulatory framework: pembuatan kerangka kebijakan dan aturan pengelolaan, berdasarkan analisis peraturan perundangan yang berlaku untuk menanggulangsi ancaman (analisis UU). Socio-cultural & Economic assessment: pemahaman kondisi sosial ekonomi sampai dengan level lokal untuk menentukan kegiatan mata pencaharian alternatif untuk memperkuat kapasitas masyarakat setempat. Implementation: bagaimana penerapan dan pengembangan sains dalam kegiatan manajemen kawasan pesisir, berdasarkan ketentuan dasar yang ditentukan (misal: pedoman kawasan budidaya, kawasan pemukiman). Monitoring and evaluation: penilaian terhadap keberhasilan program dan melakukan manajemen adaptif.

Untuk menunjang edukasi-nya dilakukan dengan cara pendidikan bagi masyarakat lokal dimana diharapkan masyarakat lokal yang sekaligus sebagai guide nantinya dapat menjelaskan dan mengedukasi wisatawan yang datang ke pulau sempu. Untuk selanjutnya diharapkan bisa dilakukan briefing dan pelatihan kader ekowisata. Sedangkan untuk menjaga keseimbangan ekosistem dipulau sempu bisa dilakukan dengan cara pembatasan pengunjung pada bulan-bulan tertentu dan ditutup total pada bulan-bulan tertentu dimana diharapkan akan terjadi pemulihan ekosistem pulau sempu saat penutupan total. Untuk menunjang pemulihan ekosistem pulau sempu bisa menggunakan beberapa cara yaitu Mengidentifikasi dan melindungi daerah-daerah kritis yang secara alami bertahan dari perubahan, Menetapkan zona penyangga dan greenbelts,  Mengembalikan daerah yang rusak, yang mana daerah tersebut telah menunjukkan resistensi atau kelentingan terhadap perubahan, Melaksanakan strategi adaptif untuk mengkompensasi perubahan/pergeseran lokasi hidup tiap spesies dan kondisi lingkungan,  Mengembangkan mata pencaharian alternatif bagi masyarakat,  Membangun kemitraan dengan berbagai stakeholders untuk menghasilkan dana dan dukungan yang diperlukan untuk merespon dampak perubahan iklim,

KESIMPULAN

Untuk mengembangkan Pengelolaan Pulau Sempu tidak hanya terpaku pada cagar alam saja, untuk itu diperlukan sebuah manajemen dan koordinasi terkait untuk melaksanakan rencana oleh berbagai pihak yang terlibat didalamnya.

REFERENSI

Damastuti, Ayu Sri. 2015. Penerapan Ekowisata di Sebuah Cagar Alam?. http://www.kompasiana.com/ayusri/penerapan-ekowisata-di-sebuah-cagar-alam_551c10f581331155019de1a0. Diakses pada 28 September 2015.

Pengertianilmu. 2015. Konsep dan Definisi pengelolaan Wilayah Pesisir dan Laut. http://www.pengertianilmu.com/2014/12/konsep-dan-definisi-pengelolaan-wilayah.html. Diakses pada 28 September 2015.

PEMODELAN DALAM METEOROLOGI KELAUTAN UNTUK DUNIA PERIKANAN DAN KELAUTAN

PENDAHULUAN

Sejarah pengamatan meteorologi di Indonesia dimulai pada tahun 1841 diawali dengan pengamatan yang dilakukan secara perorangan oleh Dr. Onnen, Kpl Rumah Sakit Bogor. Tahun demi tahun kegiatannya berkembang sesuai dengan semakin diperlukannya data hasil pengamatan cuaca dan geofisika. Pada tahun 1866, kegiatan pengamatan perorangan tersebut oleh Pemerintah Hindia Belanda diresmikan menjadi instansi pemerintah dengan nama Magnetisch en Meteorologisch Observatorium atau Observatorium Magnetik dan Meteorologi yg dikepalai Oleh Dr. Bergsma
Setelah proklamasi kemerdekaan Indonesia pada tahun 1945, instansi tersebut dibagi menjadi dua yaitu: Di Yogyakarta dibentuk Biro Meteorologi yang berada di lingkungan Markas Tertinggi Tentara Rakyat Indonesia khusus untuk melayani kepentingan AL. Di Jakarta dibentuk sebuah Jawatan Meteorologi dan Geofisika, dibawah Kementerian Pekerjaan Umum & Tenaga(Heru, 2013).

Pada tahun 1972, Direktorat Meteorologi & Geofisika diganti namanya menjadi Pusat Meteorologi & Geofisika, suatu instansi setingkat eselon II di bawah Departemen Perhubungan, & pada tahun 1980 statusnya dinaikkan menjadi suatu instansi setingkat eselon I dengan nama Badan Meteorologi & Geofisika, dengan kedudukan tetap berada di bawah Departemen Perhubungan. Dari pemahaman iklim Indonesia dapat kita lihat Proses interaksi laut atmosfir yang spesifik terjadi di Indonesia Proses interaksi laut atmosfir dalam ilmu kebumian merupakan hal terpenting yang sangat mempengaruhi pola kehidupan manusia terutama di daerah pesisir. Ilmu meteorology di Indonesia merupakan ilmu dasar yang kurang diminati sehingga perkembangannya dibandingkan ilmu kebumian lainnya seperti geofisika, geologi dan kelautan sangat jauh tertinggal. Pemahaman atas proses fisis kebumian atmosfir Indonesia masih terbilang jauh tertinggal dibandingkan bidang ilmu kebumian lainnya. Kurangnya minat mempelajari meteorology karena sering dihubungkan dengan salah satu pekerjaan meteorology, untuk meramal cuaca atau iklim. Padahal pengkajian ilmu meteorology cukup luas meliputi berbagai aspek. Di Negara maju yang terbilang tinggi dengan empat musim masalah kebumian lain selalu dihubungkan dengan perubahan fisis meteorologi yang terjadi. Hal ini karena pada dasarnya hamper semua aspek kehidupan manusia dipengaruhi oleh keempat musim tersebut dan variasinya. Variasi iklim utama di Indonesia adalah faktor musiman yang dikenal dengan istilah monsoon. Oleh karena itu penting untuk mempelajari meteorologi laut secara umum dan khusus.

ISI

Keberadaan variasi cuaca dan iklim membawa dampak yang terkadang cukup serius bagi kehidupan manusia, hal ini karena terlalu ekstrimnya fluktuasi tersebut. Meskipun demikian karakteristik cuaca regional juga ditentukan selain faktor orografis, juga letak lintangnya. Pentingnya interaksi laut atmosfir di Indonesia dapat dilihat paling tidak diwilayah yang paling berperan ekonomis yaitu disekitar garis pantai. Proses-proses kecil ini terjadi seantero nusantara dan berperan penting bagi sifat iklim regional. Perubahan akibat variasi ekstrim bersifat sesaat, sedangkan ada lagi faktir perubahan laten lainnya yang terjadi pada iklim global yang sedang dialami bumi. Akibat faktor natural dan antropogenik cuaca dan iklim berubah secara perlahan dari kestabilan normal tertentu menuju kestabilan yang baru. Artinya apabila dahulu kondisi yang sama berada pada bagian ekstrim, maka kejadian tersebut akan lebih sering terjadi sehingga merubah rata-rata statistic cuaca pada umumnya. Kondisi ini terjadi secara global meskipun tanda-tandanya sangat sukar dideteksi karena perubahan yang terjadi berlangsung dalam rentang waktu yang sagat lambat dan lama. Perubahan ini dikenal dengan isttilah perubahan iklim global(Asep, 2015).

Model iklim saat ini telah dapat dimasukkan dalam sebuah komputer pribadi dan dijalankan untuk menghitung secara kompregensif kondisi alam yang terjadi. Hasil dari model iklim seperti ini seringkali berhasil memberikan gambaran skala luas fenomena yang terjadi meski tidak pada skala yang terlalu detail. Hal ini karena model iklim menyediakan hasil komprehensif yang diluar imaginasi manusia sebelumnya dan tidak terbayangkan oleh teori linear dan observasi pada titik-titik tertentu dimuka bumi. Model iklim telah menjadikan ilmu meteorologi suatu ilmu dan fenomena favorit dari yang tidak terbayangkan sebelumnya(Mamad, 2014). 

a

Model dibuat untuk membuat prediksi secara kuantitatif (deterministik atau probabilistik) yangdapat digunakan baik untuk menguji dan menyempurnakan model sebelumnya, atau untuk digunakan secara praktis. Pemodelan untuk prediksi kuantitatif iklim dikelompokkan atas pendekatan deterministik dan stokastik atau kombinasi keduanya, yang disebut dengan pendekatan parametrik. Pada umumnya analisis dan pemodelan iklim untuk peramalan cuaca (iklim jangka pendek) dan berbagai pemodelan pertanian banyak didasarkan pada pendekatan deterministik, sedangkan model iklim untuk peramalan musim dan iklim (climate forcasting), seperti halnya anomali iklim akibat kejadian ENSO (El Niño/Southern Oscillation) atau hujan bulanan dan lain-lain, lebih sering menggunakan pendekatan stokastik atau model-model statistik. Namun dalam praktek, sebenarnya tidak ada analisis dan model iklim yang secara murni (mutlak) menggunakan salah satu dari kedua pendekatan tersebut, tetapi hanya berupa kecenderungan. Pendekatan deterministik atau analisis sistem dalam model dan analisis prediksi iklim didasarkan pada “proses fisis” dan/atau hubungan sebab akibat dari beberapa unsur atau komponen dalam sistem atmosfer, darat, dan lautan(Suhartono, 2009).

b

Untuk model stokastik, beberapa yang sudah dikembangkan di Indonesia di antaranya model Autoregressive Integrated Moving Average atau ARIMA, Fungsi Transfer, Adaptive Splines Threshold Autore-gression atau ASTAR. Beberapa model prediksi iklim yang sering digunakan oleh Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) adalah ARIMA, tranformasi wavelet, dan Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems atau ANFIS.  Permasalahan yang sering muncul dalam hal ini adalah tidak terpenuhinya asumsi kestasioneran, dimana seringkali dijumpai kondisi yang berbeda-beda pada setiap lokasi. Lebih lanjut dikatakan bahwa model-model tersebut spesifik atau hanya bisa diaplikasikan untuk lokasi tertentu saja. Model-model prediksi iklim yang berkembang saat ini belum memberikan hasil yang memuaskan. Contoh-contoh pendekatan model spatio-temporalm antara lain model Space-Time AutoRegressive Moving Average (STARMA), yang merupakan pengembangan model deret waktu ARMA dari Box-Jenkins di beberapa lokasi, atau dinamakan model vektor deret waktu. Model Space-Time AutoRegressive (STAR) yang merupakan bagian dari model STARMA memiliki keterbatasan, yaitu model tersebut mengasumsikan bahwa parameter untuk semua lokasi yang tersampel bernilai sama, artinya lokasi-lokasi yang diamati bersifat serba sama atau homogendari (Pfeifer, 1980).

KESIMPULAN

Pemodelan dalam meteorologi laut untuk dunia perikanan dan kelautan di era moderen sekarang ini penting, hal ini karena sudah ada pergeseran iklim yang ekstrim dan konstan sekarang ini akibat dari iklim global. Perkembangan meteorologi laut sekarang sudah sangat pesat dibandingkan dulu.

REFERENSI

Triyanda, Heru. 2013. Meteorologi Laut. Http://Kuliahkelautan.Blogspot.Co.Id/2013/02/Meteorologi-Laut.Html.

Pfeifer, P.E dan Deutsch, S.J. 1980. Stationarity and Invertibility Regions for Low Order STARMA Models.  Communications in Statistics-Simulation and Computation 9 (5). P. 551-562.

Suhartono, Sutikno, Otok, B.W., dan Setiawan. 2009. Pengembangan model prakiraan iklim untuk pengendalian ketahanan pangan. Laporan Penelitian Strategis ITS, Surabaya

Irwan, Asep. 2015. Bahan Kuliah Meteorologi Laut (1). http://www.scribd.com/doc/46093009/Bahan-Kuliah-Meteorologi-Laut-1#scribd.

Tamamadin, Mamad. 2014. Perkembangan Model Iklim di Indonesia. https://mamadtama.wordpress.com/category/pemodelan-meteorologi/.

Dampak Penyelam Terhadap Terumbu Karang

Terumbu karang masih menjadi tempat menyelam favorit untuk penyelam. Tetapi suka atau tidak, penyelam menyebabkan kerusakan substansial untuk terumbu karang dunia. Bukti-bukti ilmiah menunjukkan bahwa penyelam secara langsung maupun tidak langsung menyebabkan kerusakan terhadap kehidupan karang. Menyelam di terumbu karang merupakan satu tantangan tersendiri dibandingkan dengan menyelam dengan tujuan lain. Penyelam harus memiliki dorongan dan perhatian terhadap alam ketika menyelam di terumbu karang. Terumbu karang bukanlah batu yang berwarna-warni di laut, namun mereka adalah organisme hidup yang membutuhkan perhatian khusus.

DAMPAK SEPERTI APA YANG TERJADI PADA TERUMBU KARANG?

This photo is taken with Brica B-PRO5 Alpha Edition mk.¢ò

Penyelam mungkin tidak menyadari bahwa kegiatan menyelam mereka di terumbu karang memiliki dampak yang buruk.

Kerusakan terumbu karang yang terjadi sangat berkala dan kecil sehingga dampaknya pada karang dan ekosistem laut relatif rendah. Penelitian selama beberapa tahun menunjukkan bahwa dampaknya sangat kecil.

Tetapi ketika degradasi terumbu karang terus berlangsung, akan ada dampak jangka panjang yang terjadi pada ekosistem laut. Perubahan yang kecil dapat memicu perubahan yang sangat drastis terhadap perubahan struktur.

MENJADI PENYELAM YANG IDEAL

This photo is taken with Brica B-PRO5 Alpha Edition mk.¢ò

Untuk menjadi penyelam karang yang sensitif dan peka tidak menjadi masalah besar. Kemauan yang tinggi untuk menyelamatkan dan mempertahankan alam saja sudah cukup. Tapi sekalin itu butuh Kontrol bouyancy, pergerakan di dalam air, pengaturan pernafasan yang baik, adalah hal teknis yang dibutuhkan untuk menjadi penyelam karang yang baik. Menjadi kebanggaan tersendiri ketika setiap orang dapat mengusung nilai-nilai perlindungan dan konservasi.

APA YANG STATISTIK KATAKAN?

IMG_3297

  • Fakta yang menyedihkan adalah mengetahui bahwa terumbu karang sekarang dalam bahaya
  • Studi menunjukkan bahwa 1/4 dari total karang di seluruh dunia sudah hilang
  • Terumbu karang di Asia Selatan dapat punah jika tidak dijaga dengan baik
  • Pemanasan global juga menjadi hal yang berbahaya bagi kelangsungan hidup terumbu karang
  • Penyelam menjadi agen penyelamat terumbu karang yang paling penting

Sumber: http://reefcheck.or.id/2016/06/20/dampak-penyelam-terhadap-terumbu-karang/

Aplikasi Transgenik dan Pemanfaatan Transgenik dalam Perikanan

Penggunaan teknologi Transgenik dalam bidang perikanan khususnya budidaya perikanan, ditujukan untuk peningkatan kualitas ikan budidaya. Selain itu transgenik dilakukan untuk mendapatkan sifat yang diinginkan dan peningkatan produksi. Padat ahun 1985, Zhu et al. melaporkan bahwa telah mampu memproduksi ikan transgenik dengan mentransfer gen pertumbuhan. Mereka telah berhasil membuat ikan loach,goldfish dan ikan mas transgenik dengan menggunakan promotor metallothionein tikus yang diligasikan dengan struktur gen GH dari manusia. Ikan transgenik ternyata 3 kali lebih besar dari ikan kontrol. Sejak saat itu, beberapa laporan penggunaan konstruksi gen yang serupa telah dilakukan pada ikan rainbow trout.

     Hasil penelitian Rahman dan Maclean (1999) pada ikan tilap ia menunjukan pula bahwa hasil analisis terhadap berat badan ikan non transgenik dan transgenik keturunan F2 (keturunan F2 adalah perkawinan antara jantan F1 dengan betina alam), ikan transgenik menghasilkan berat berkisar antara 60-90 gram/individu pada umur 5, 6, dan 7 bulan, sedang pada ikan non transgenik menghasilkan berat berkisar antara 20-30 gram/individu. Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa pada keturunan ke 2 (F2) sifat tumbuhnya masih dapat diturunkan, dan pertumbuhannnya sekitar 3 kali lipat dibandingkan dengan ikan kontrol. Adapun FCR (food conversi ratio) atau perbandingan antara pakan yang diberikan dengan daging yang dibentuk pada ikan transgenik mencapai 0,76 sedangkan nontransgenik sebesar 1,02. Ini berarti bahwa ikan transgenik untuk menghasilkan satu kilogram daging hanya memerlukan pakan sebanyak 0,76 kg, sedangkan pada ikan biasa untuk menghasilkan daging satu kilogram memerlukan 1,02 kg pakan, dengan demikian menunjukkan bahwa di dalam pemanfaatan pakan ikan trangenik lebih efisien dibandingkan dengan ikan nontransgenik.

Teknologi transgenik

Selama dua dekade terakhir telah dikembangkan suatu metode yang berpotensi menggantikan metode selective breeding, yaitu transfer gen atau yang dikenal dengan nama trangenesis/transgenik.  Transgenesis adalah pengintroduksian satu atau lebih gen ke embrio suatu organisme yang selanjutnya gen tersebut dapat ditransmisikan pada generasi berikutnya.  Gen asing yang diintroduksikan tersebut biasanya berkaitan dengan karakter fenotipe penting dalam budidaya ikan, sehingga dengan menggunakan metode transgenesis akan didapatkan ikan-ikan yang memiliki sifat-sifat yang lebih unggul dibandingkan ikan normal.

Terdapat beberapa metode dalam transgenik, diantaranya adalah mikroinjeksi, electroporation, sperm delivery, particle bombardment dan lipofection. Namun metode yang umum digunakan adalah metode mikroinjeksi. Dengan metode ini, gen asing diintroduksikan ke dalam embrio ikan menggunakan sebuah jarum injeksi dengan diameter yang sangat kecil sekitar 5-7 µm.  Penggunaan mikroskop sangat diperlukan selama proses mikroinjeksi berlangsung.

Mikroinjeksi memiliki beberapa bagian yang penting, yaitu mikromanipulator, mikroinjektor dan jarum mikroinjeksi (lihat grafis). Mikromanipulator berfungsi mengatur posisi sehingga jarum mikroinjeksi dapat menembus blastodisk telur, sedangkan mikroinjektor mendorong larutan DNA yang akan dimasukkan pada bagian blastodisk.

Ikan hasil transgenik yang sudah pernah dilakukan adalah ikan Salmon Atlantik, dimana hasil pertumbuhannya 2 hingga 6 kali lipat dari ikan Salmon Atlantik nontransgenik.  Ikan nila mampu 2-7 kali lebih besar, bahkan pada ikan mud loach mampu tumbuh 35 kali lebih besar dari ikan normal.

Penggunaan mikroinjeksi dalam transgenik ikan didukung oleh hal-hal seperti jumlah telur yang relatif banyak dan fertilisasinya terjadi secara eksternal yang memudahkan introduksi gen asing pengkode target.  Selain itu, dengan fertilisasi eksternal kita dapat mengatur waktu sehingga jumlah telur yang diinjeksi maksimum.  Keuntungan lainnya adalah embrio ikan dapat dipelihara dalam media air tanpa suplemen, karena untuk perkembangan embrio cukup mengandalkan nutrien dari kuning telur.  Embrio ikan tidak memerlukan manipulasi yang kompleks seperti pada mamalia, yang harus dilakukan kultur in vivodan transfer embrio ke dalam rahim induknya.

Metode mikroinjeksi pada telur ikan juga memiliki beberapa kelemahan, diantaranya adalah sel telur harus bisa ditangani.  Dengan kata lain, keberhasilan teknologi transgenik sangat bergantung pada operator. Bila telah lihai atau terampil dalam 1 menit bisa mencapai 60 telur yang dimikroinjeksi.  Berbeda halnya dengan mamalia, injeksi langsung ke dalam nukleus tidak dapat dilakukan pada ikan, mikroinjeksi ke dalam sitoplasma membutuhkan kopi gen yang sangat banyak mengingat luasnya sitoplasma sehingga memperlambat transfer DNA ke dalam nukleus.

Kendala lainnya dalam mikroinjeksi pada embrio ikan adalah kekerasan dari lapisan korion.  Salah satu cara mengurangi atau menunda kekerasan korion yaitu dengan larutan glutation dan dengan cara menginjeksi pada bagian mikrofil.  Lokasi penginjeksian sendiri dapat mempengaruhi persentase ikan yang membawa kontruksi gen asing.

Salah satu elemen yang penting dalam menentukan dalam keberhasilan proses trangenesis adalah adanya promoter yang merupakan bagian dari kontruksi gen.  Promoter adalah sekuen DNA dimana RNA polymerase menempel (bind) dan menginisiasi transkripsi.  Promoter yang dapat digunakan harus bersifat mampu aktif tanpa memerlukan faktor pemicu (constitutive), dapat aktif pada semua jaringan otot (ubiquitous) dan dapat aktif kapan saja (house keeping).  Promoter yang biasa digunakan adalah promoter β-actin ikan medaka yang telah digunakan pada ikan rainbow trout, nila, ikan mas dan lele.

Teknologi transgenik dapat menyediakan produksi rata-rata bagi “designer fish” untuk pangsa pasar misalkan permintaan percepatan penampakan luar dari ikan, tekstur dagingnya yang banyak, rasa, warna  dan komposisi tertentu.  Calon gen lain yang memberikan keuntungan pada pertumbuhan ikan termasuk pengaturan pertumbuhan adalah pengkodean untuk pelepasan hormon pertumbuhan (Growth Hormone, GH) dan insulin sebagai faktor pertumbuhan. Pada metabolisme mineral, GH yang ditransfer melalui mikroinjeksi mampu meningkatkan keseimbangan positif kalsium, magnesium serta fosfat dan menimbulkan retensi ion Na+, K+ serta Cl- sehingga efek utama dari GH adalah meningkatkan pertumbuhan tulang panjang dan tulang rawan.  Pada akhirnya ikan akan tumbuh lebih cepat dan besar dibandingkan ikan normal peliharaan.

Salah satu manfaat potensi terbesar masa depan transfer gen pada ikan akan peningkatan resistensi penyakit pada ikan. Secara umum, penyakit ini adalah masalah terbesar yang dihadapi budidaya dan merusak profitabilitas. Selain itu, ini harus menjadi masalah kesejahteraan hewan. Ikan Transgenik dengan meningkatkan ketahanan terhadap penyakit akan meningkatkan profitabilitas, produksi, efisiensi dan kesejahteraan ikan budidaya. Penelitian awal menunjukkan keberhasilan ini. Pendekatan untuk meningkatkan ketahanan terhadap penyakit. Tetapi tampaknya bahwa tingkat perbaikan genetik dan konsistensi perbaikan genetik mungkin lebih besar dengan pendekatan transgenik (Dunham et al. 2002). Selain itu ikan transgenic dapat mentoleransi suhu dingin terdapat Arctic fishes synthesize Antifreeze Protein (AFP) yang disintesis dalam liver setelah itu menyatu dalam system sirkulasi maka dari itu ikan transgenic ini dapat bertahan pada suhu yang dingin, pertumbuhan ikan yang lebih besar dan lebih baik dari ikan pada biasanya karena ikan transgenic mengandung GH (Growth Hormone), bioreactor berfungsi dalam percepatan generasi, biomonitoring sebagai absorban pada lingkungan perairan.

METHOD of GENE TRANSFER

  1. Microinjection (Mikroinjeksi) 

Microinjection (Mikroinjeksi) adalah metode yang paling banyak digunakan karena mempunyai keberhasilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode yang lain. Konstruksi DNA dimasukan ke dalam sel embrio ikan dengan menggunakan jarum injeksi berukuran sangat kecil. Introduksi dilakukan di bawah mikroskop dengan bantuan mikromanipulator yang mengatur posisi jarum suntik. Untuk memastikan material genetik masuk ke pronuklei, konsentrasi DNA yang tinggi (10 4 -10 7 copy) biasanya diinjeksikan ke telur yang telah dibuahi. Meskipun injeksi dengan jumlah copy DNA yang tinggi meningkatkan integrasi transgen (DNA yang ditranfer), tetapi hal itu meningkatkan resiko kematian pada embrio. Integrasi transgen pada DNA inang umumnya tidak terjadi pada fase satu sel, sehingga tidak semua sel ikan membawa transgen (mozaik) (Alimuddin, 2003).

 Pertama kali, metode mikro injeksi dilakukan pada telur amphibian dengan menginjeksikan sitoplasma kedalam zygot katak, namun hasilnya tidak berpengaruh pada perkembangan embrio selanjutnya. Pada ikan juga telah dilakukan oleh beberapa penelitian diantaranya telah dilakukan oleh Chourrout et al (1986) pada ikan Rainbow Trout (Salmogairdneri), dan Ozato et al (1994) padaikan Medika (Oryzias latpes).

Mikro injeksi memiliki beberapa bagian yang penting, yaitu mikro manipulator, mikro injektor dan jarum mikro injeksi (lihat grafis).  Mikro manipulator berfungsi mengatur posisi sehingga jarum mikro injeksi dapat menembus blastodisk telur, sedangkan mikro injektor mendorong larutan DNA yang akan dimasukkan pada bagian blastodisk.

Penggunaan mikroinjeksi dalam transgenik ikan didukung oleh hal-hal seperti jumlah telur yang relatif banyak dan fertilisasinya terjadi secara eksternal yang memudahkan introduksi gen asing pengkode target.  Selain itu, dengan fertilisasi eksternal kita dapat mengatur waktu sehingga jumlah telur yang diinjeksi maksimum.  Keuntungan lainnya adalah embrio ikan dapat dipelihara dalam media air tanpa suplemen, karena untuk perkembangan embrio cukup mengandalkan nutrien dari kuning telur.  Embrio ikan tidak memerlukan manipulasi yang kompleks seperti pada mamalia, yang harus dilakukan kultur in vivo dan transfer embrio ke dalam rahim induknya.

Metode mikroinjeksi pada telur ikan juga memiliki beberapa kelemahan, diantaranya adalah sel telur harus bisa ditangani.  Dengan kata lain, keberhasilan teknologi transgenik sangat bergantung pada operator. Bila telah lihai atau terampil dalam 1 menit bisa mencapai 60 telur yang dimikroinjeksi.  Berbeda halnya dengan mamalia, injeksi langsung ke dalam nukleus tidak dapat dilakukan pada ikan, mikroinjeksi ke dalam sitoplasma membutuhkan kopi gen yang sangat banyak mengingat luasnya sitoplasma sehingga memperlambat transfer DNA ke dalam nukleus.

Kendala lainnya dalam mikroinjeksi pada embrio ikan adalah kekerasan dari lapisan korion.  Salah satu cara mengurangi atau menunda kekerasan korion yaitu dengan larutan glutation dan dengan cara menginjeksi pada bagian mikrofil.  Lokasi penginjeksian sendiri dapat mempengaruhi persentase ikan yang membawa kontruksi gen asing.

Keberhasilan prosedur mikroinjeksi telur bergantung kepada beberapa faktor termasuk di dalamnya: kualitas benih dan telur, metode pelaksanaan manipulasi, tipe penyangga injeksi yang digunakan, bentuk dari DNA, konsentrasi suntikan dan ketrampilan teknisi. Faktor-faktor tersebut sangat mempengaruhi tingkat kegagalan atau keberhasilan pasca injeksi misalnya laju kematian yang bervariasi dari satu telur salmonid pasca injeksiyang berkisar antara 30-95% (Fletcher & Davids 2001). Pada spesies lain, tingkat kelangsungan hidup dilaporkan oleh Alimuddin (2003), pada channel catfish (Ictalurus punctatus) yang memperoleh tingkat kelangsungan hidup sekitar 33%.

  1. Retroviral Infection(Infeksi pada Virus)

Retroviral Infection (Infeksi pada Virus), atau dengan kata lain introduksi gen melalui virus sebagai mediator. Padametodeini, virus ditumpangioleh gen yang dikehendakidandiintroduksikankedalamembriohewan. Virus mempunyaiukuran yang sangatkecildanmampumenembusintiseldan virus m empunyaigenom yang terdiridari RNA yang mempunyai kemampuan untuk mentraskripsikan DNA. Bila satu sel diinfeksi dengan retrovirus maka akan menghasilkan DNA virus, setelah DNA ditranskripsikan akan berintegrasi dan menjadi bagian dari genome induk. Species ikan telah dilakukan oleh Lin et al (1994) pada ikan Zebrafish (Brachydaniorerio).

  1. Sperm-mediated Gene Transfer (Sperma sebagai Pembawa Gene)

Sperm-mediated Gene Transfer (Sperma sebagai Pembawa Gene),spermatozoa merupakan sarana seluler yang spesifik dirancang untuk mentransfer DNA asing kedalam oosit, sperma terlibat langsung dalam proses fertilisasi. Matriks DNA diikat pada daerah postacrosomal oleh komponen protein spesifik dan akan bergabung dengan genome induk setelah terjadi fertilisasi. Pengikatan gen oleh sperma secara optimal bila sperma dalam keadaan motil dan konsentrasi DNA cukup tinggi. Metode ini juga telah dicobakan oleh Muller et al (1992) dalam Tsai (1995).

  1. Particle Bombardment (Partikel Gun atau Biolistik)

Particle Bombardment (Partikel Gun atau Bi olistik),metode ini banyak digunakan pada tanaman dengan cara DNA diikat pada suatu mikropartikel. Teknik paling modern dalam transformasi gen, penggunaan metoda gene gun atau particle bombardment. Metode transfer gen ini dioperasikan secara fisik dengan menembakkan partikel DNA-coated langsung ke sel atau jaringan tanaman. Dengan cara: partikel dan DNA yang ditambahkan menembus dinding sel dan membran, kemudian DNA melarut dan tersebar dalam secara independen.Transfer gen dengan metode ini mempunyai banyak keuntungan yaitu mudah ditangani dengan satu kali tembakan akan menghasilkan beberapa sasaran, partikel dapat mencapai sasaran yang lebih dalam dan dapat digunakan pada berbagai macam jaringan (Alimuddin, 2003).

  1. Electroporation(Elektroporasi) 

Electroporation (Elektroporasi), metode lain yang juga popular digunakan dalam pembuatan ikan transgenic adalah elktroforesis. Prinsip metode ini adalah membuat reparable-holes pada membrane sel dengan bantuan aliran listrik yang bergetar (electric pulse). Sel disuspensikan dalam larutan DNA, dan larutan ini dapat masuk ke sel melalui lubang yang telah di bentuk. Pada awalnya, teknik ini di kembangkan untuk kultur sel, namun demikian teknik ini dapat di aplikasikan untuk telur dan sperma.

Pada metode ini gamet atau embrio ditempatkan pada suatu cuvet yang mana membran selnya permiabel terhadap molekul DNA bila mendapatkan aliran (pulsa) listrik pendek (beberapa s aat). Ketika aliran listrik dihilangkan dan membran selnya kembali seperti semula, beberapa fragment DNA asing akan tinggal dalam gamet atau embrio. Metode ini mudah dan cepat dan memungkinkan untuk melakukannya pada ratusan oosit ikan atau telur ikan yang telah difertilisasi dalam satu kali kejutan (Ozato et al, 1994).

Metode elektroporasi. Polythyleneglycol (PEG) memudahkan presipitasi DNA dan membuat kontak lebih baik dengan protoplas, juga melindungi DNA plasmid mengalami degradasi dari enzim nuklease.Elektroporasi dengan perlakukan listrik voltase tinggi meyebabkan permeabilitasi tinggi untuk sementara pada membran sel dengan membentukpori-pori sehingga DNA mudah penetrasi kedalam protoplas. Integritas membran kembali membaik seperti semula dalam beberapa detik sampai semenit setelah perlakuan listrik. Jagung dan padi telah berhasil dengan sukses ditransformasi melalui elektorporasi dengan efisien antara 0,1 – 1 %.

REFERENSI :

Alimuddin, G., Yoshizaki, O., Carman,  dan K., Sumantadinata, 2003. Aplication of Gene Transfer in Aquaculture. Jurnal Akuakultur Indonesia. No. 1 : (41-50).

Chourrout, D., R. Guyomard & L.M. Houdebine. 1986. High efficiency gene transfer in rainbow trout (Salmo gairneri Rich) by microinjection into egg cytoplasm. Aquaculture, 51: 143-150.

Fletcher, G.L., C.L. Hew & P.L. Davies. 2001. Antifreeze proteins of teleost fishes. Annu. Rev. Physiol., 63: 359-390.

Lin, S., N. Gaiano, P. Culp, J.C. Burns, T. Friedmann, J.K. Yee & N. Hopkins. 1994. Integration and germline transmission of a pseudotyped retroviral vector in zebrafish.Science, 265: 666-668.

Ozato, Ueno, K., S. Hamaguchi, K., J.H. Kang & K. Inoue. 1994. Foreign gene transfer into nigrobuno (Carassius auratus grandoculis). Mol. Mar. Biol. Biotech., 3: 235-242.

Tsai, H.J., F.S. Tseng\& I.C. Liao. 1995. Transgenic loach: electroporation of sperm to introduce foreign DNA. Can. J. Aquat. Sci., 52: 776-787.