MATERI KULIAH: Terumbu karang

MATERI KULIAH: Terumbu karang

1.             BATASAN

Terumbu karang adalah endapan masif kalsium karbonat yang dihasilkan oleh karang hermatipic.

Karang adalah hewan tidak bertulang belakang yang termasuk dalam Filum Coelenterata (hewan berrongga) atau Cnidaria, dari Ordo Scleractinia.

Satu individu karang atau disebut polip karang memiliki ukuran yang bervariasi antara 1 mm – 50 cm, umumnya polip karang koloni berukuran kecil, sementara polip dengan ukuran besar dijumpai pada karang yang soliter.

2.             ANATOMI KARANG

Karang merupakan hewan berbentuk tabling atau disebut polip memiliki bagian-bagian tubuh terdiri dari

1)             Mulut yang berfungsi juga sebagai anus, dikelilingi oleh tentakel yang berfungsi untuk
menangkap mangsa dari perairan serta sebagai alat pertahanan diri.

2)             Tenggorokan pendek

3)             Rongga tubuh (coelenteron) yang juga merupakan saluran pencernaan (gastrovascular), berisi mesenteri filament (usus) sebagai alar pencema. Di dalam sel mesenteri dilengkapi cilia dan flagela.

4)             Tentakel dilengkappi cilia dan flagela, yang aktif dijulurkan pada malam hari, saat karang mencari mangsa, sementara di siang hari tentekel ditarik masuk ke dalam rangka.

5)             Lapisan tubuh yaitu :

(1)   Ektodermis atau lapisan luar, mengandung sel glandula yang berisi sel lendir (membantu menangkap makanan dan membersihkan diri dari sediment yang menempel) dan sel knidoblast (khusus untuk tentakelnya), berisi sel nematocyst. Sel penyengat (knidoblas) ini merupakan ciri khas semua hewan Cnidaria, dilengkapi alat penyengat (nematocyst) beserta racun di dalamnya. Bila ada zooplankton atau hewan lain yang akan ditangkap, maka alat penyengat dan racun akan dikeluarkan.

(2)   Mesoglea, merupakan jaringan pengikat tipis yang terdiri dari sel-sel, serta kolagen, dan mukopolisakarida.

(3)   Endodermis yang lebih umum disebut gastrodermis karena berbatasan dengan saluran pencernaan. Di dalamnya terdapat zooxanthellae yaitu alga uniseluler dari kelompok Dinoflagelata, dengan warna coklat atau coklat kekuning-kuningan.

6)             Untuk tegaknya seluruh jaringan, polyp didukung oleh kerangka kapur, berupa lempengan-Iempengan yang tersusun secara radial dan berdiri tegak pada lempeng dasar. Lempengan ini disebut septa yang tersusun dari bahan anorganik dan kapur, hasil sekresi polyp karang.

Klasifikasi karang menurut Davis (1955), Barnes (1974), Pennak (1978) dan Storer (1983) adalah termasuk :

Filum Cnidaria ( Coelenterata ), dengan ciri – ciri simetri radial atau biradial,  polyp sessile, soliter atau koloni, medusa umumya berenang bebas sebagai plankton, umumnya mempunyai tentakel yang mengandung nematocyst untuk menangkap mangsa.

1)      Kelas Anthozoa, dengan ciri – ciri semua anggotanya berbentuk polyp yang menempel, soliter atau koloni, membentuk kerangka kapur atau tidak, tentakel bolong, mulut berhubungan dengan stomodeum (gullet, pharynx), umumnya mempunyai sifonoglif, rongga gastrovaskuler tersekat – sekat oleh septa vertical yang mengandung nematocyst, gonad pada gastrodermis, ada 6100 spesies, semua hidup di laut.

a)        SubKelas Zoantharia (Hexacorallia), ciri – ciri jumlah tentakel tiap polyp lebih dari 8 sampai ratusan helai, soliter atau koloni, misal Anemone Laut Metridium, Karang Batu (Stony Coral) Fungia dan Acropora.

b)        SubKelas Alcyonaria (Octocorallia), ciri – ciri jumlah tentakel tiap polyp selalu 8 dan pinnate, polyp kecil – kecil, hampir semuanya koloni, kerangka di dalam, misal Tubipora, Corallium rubrum (Coral Permata Merah) dan Pennatula sulcata.

2)      Kelas Hydrozoa, ciri – ciri ukuran polyp kecil – kecil, biasanya koloni, medusa mempunyai velum, diameter medusa 1 – 10 mm, beberapa jenis mencapai 10 cm, kebanyakan hidup di laut dangkal, ada 3700 spesies, misal Hydra (polyp soliter), Bougainvillea ramosa (koloni polyp yang menetap), Physalia (koloni polyp yang mengapung), Diphyes (koloni polyp melayang sebagai plankton).   

1.             FISIOLOGI

1)             Karang mempunyai sistem syaraf yang sederhana, tersebar di ektoderma, endoderma dan mesoglea. System syaraf ini dikoordinasi oleh sel junction yang bertanggung jawab memberi respon mekanis, khemis serra stimuli cabaya.

2)             Jaringan otot sederhana terdapat di antara jaringan mesoglea,  yang bertanggung jawab alas gerakan polyp untuk mengembang atau mengkerut sebagai respon perintab ja­ringan syaraf. Sinyal dari jaringan ini tidak hanya didalam satu polyp tetapi juga ditemskan ke polyp yang lain.

3)             Jaringan mesenterial filamen berfungsi sebagai otot pencema yang sebagian besar selnya berisi sel mucus yang berisi enzim untuk mencema makanan. Lapisan luar jaringan mesenteri filamen dilengkapi sel cilia yang halus.

4)             Organ reproduksi ber­kembang diantara mesenteri filamen. Untuk karang subtropics pada saar tertentu organ reproduksi menghilang, krn siklus reproduksinya tidak terjadi sepanjang tahun.

5)             Dalam satu polyp dapat dftemukan organ betina, jantan atau kedua-duanya (hermaprodit) 

MATERI KULIAH: Terumbu karang

2.             ASOSIASI KARANG DENGAN ZOOXANTHELLAE

Zooxanthellae adalah alga dari kelompok Dinoflagellata, terutama genus Symbiodinium, meskipun dapat hidup bebas, sebagian besar bersimbiosis dengan hewan, antara lain karang, anemon, moluska dan lainnya. Jumlah zooxanthellae pada karang diperkirakan 1 – 5 juta sel/cm² permukaan karang.

Dalam asosiasi ini, karang mendapatkan sejumlah keuntungan berupa :

1)             Hasil fotosintesis, seperti gula, asam amino, dan oksigen.

2)             Mempercepat proses kalsifikasi yang terjadi melalui skema (1) fotosintesis akan menaikkan pH dan menyediakan ion karbonat lebih banyak, (2) dengan pengambilan ion P untuk fotosintesis, berarti zooxanthellae telah menyingkirkan inhibitor kalsifikasi.

Zooxanthellae mendapat keuntungan berupa bahan anorganik untuk fotosintesis, contohnya zooxanthellae dalam Acropora palmata memperoleh 70% suplai nitrogen anorganik dari sisa metabolisme karang, sisanya diambil dari perairan (Tomascik et al. 1997).

Keberadaan zooxanthellae dalam karang terjadi melalui beberapa mekanisme
terkait dengan reproduksi karang. Dari reproduksi secara seksual, karang akan mendapatkan zooxanthellae langsung dari induk atau secara tidak langsung dari lingkungan. Sementara dalam reproduksi aseksual, zooxanthellae akan langsung dipindahkan ke koloni baru atau ikut bersama potongan koloni karang yang lepas.

3.             REPRODUKSI DAN PERTUMBUHAN KARANG

a.              Reproduksi aseksual adalah reproduksi yang tidak melibatkan peleburan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum). Pada reproduksi ini, polip/koloni karang
membentuk polip/koloni baru melalui pemisahan potongan-potongan tubuh atau
rangka. Ada pertumbuhan koloni dan ada pembentukan koloni baru.

1)        Pertunasan. Jika polip dan jaringan baru tetap melekat pada koloni
induk, ini disebut pertambahan ukuran koloni. Jika polip atau tunas lepas dari koloni induk dan membentuk koloni baru, ini baru disebut reproduksi aseksual. Pertunasan ini terdiri dari :

a)         Intratentakular yaitu satu polip membelah menjadi 2 polip; jadi polip baru tumbuh dari polip lama.

b)        Ekstratentakular yaitu polip baru tumbuh di antara polip-polip lain

2)        Fragmentasi. Koloni baru terbentuk dari patahan karang, terjadi terutama pada karang bercabang, karena cabang mudah sekali patah oleh faktor fisik (seperti ombak atau badai) atau faktor biologi (predasi oleh ikan). Patahan (koloni) karang yang lepas dari koloni induk, dapat saja menempel kembali di substrat dasar dan membentuk tunas serta koloni baru. Hal itu hanya dapat terjadi jika patahan karang masih memiliki jaringan hidup.

3)        Polip bailout. Polip baru terbentuk karena tumbuhnya jaringan yang keluar dari karang mati. Pada karang yang mati, kadang kala jaringan-jaringan yang masih hidup dapat meninggalkan skeletonnya untuk kemudian terbawa air. Jika kemudian menemukan dasaran yang sesuai, jaringan tersebut akan melekat dan tumbuh menjadi koloni baru.

4)        Partenogenesis. Larva tumbuh dari telur yang tidak mengalami fertilisasi.

b.             Reproduksi seksual adalah reproduksi yang melibatkan peleburan sperma dan ovum
(fertilisasi). Sifat reproduksi ini lebih komplek karena selain terjadi fertilisasi, juga melalui sejumlah tahap lanjutan (pembentukan larva, penempelan baru kemudian pertumbuhan dan pematangan).

Karang memiliki mekanisme reproduksi seksual beragam yang didasari oleh penghasil gamet dan fertilisasi. Keragaman itu meliputi :

1)        Berdasar individu penghasil gamet, karang dapat dikategorikan bersifat :

a)         Gonokoris, dalam satu spesies, telur dan sperma dihasilkan oleh individu yang berbeda. Jadi ada karang jantan dan karang betina. Contoh pada genus Porites dan Galaxea, (dan sebagian besar karang).

b)        Hermaprodit, bila telur dan sperma dihasilkan dalam satu polip. Karang hermafrodit sering memiliki waktu kematangan seksual yang berbeda, yaitu :

(1)          Hermafrodit yang simultan, menghasilkan telur dan sperma pada waktu bersamaan dalam kesatuan sperma dan telur (egg-sperm packets). Meski dalam satu paket, telur baru akan dibuahi 10-40 menit kemudian yaitu setelah telur dan sperma berpisah. Contoh: jenis dari kelompok Acroporidae, Favidae.

(2)          Hermaprodit yang berurutan, ada dua kemungkinan yaitu :

(a)           Protandri, individu karang berfungsi sebagai jantan dulu dan menghasilkan sperma, setelah itu menjadi betina.

(b)          Protogini, individu karang berfungsi sebagai betina dulu dan menghasilkan telur, setelah itu menjadi jantan. Contoh: Stylophora pistillata dan Goniastrea favulus

2)        Berdasar mekanisme pertemuan telur dan sperma

a)         Brooding / planulator.

Telur dan sperma yang dihasilkan, tidak dilepaskan ke kolom air dan fertilisasi terjadi secara internal. Zigot berkembang menjadi larva planula di dalam polip, kemudian planula dilepaskan ke air. Planula ini langsung memiliki kemampun melekat di dasar perairan untuk melanjutkan proses pertumbuhan. Contoh Pocillopora damicornis dan Stylophora.

b)        Spawning.
Telur dan sperma dilepaskan ke air dan fertilisasi terjadi secara eksternal. Pembuahan terjadi beberapa jam setelah telur berada di air. Contoh genus Favia.

Dari seluruh spesies karang yang telah dipelajari proses reproduksinya, 85% mempunyai mekanisme spawning.

Pelepasan telur secara massal, waktunya berbeda tergantung kondisi lingkungan, contoh Richmond dan Hunter menemukan bahwa di Guam, Micronesia, puncak spawning terjadi 7 – 10 hari setelah bulan purnama pada bulan Juli. Kenyon menemukan spawning di Kepulauan Palau terjadi selama beberapa bulan, yaitu Maret, April dan Mei (Richmond 1991).

4.             AKRESI

Akresi adalah pertumbuhan koloni dan terumbu ke arah vertikal maupun horisontal. Karang melalui reproduksi aseksualnya menghasilkan karang-karang baru yang berhubungan satu dengan lainnya. Karang-karang tersebut membentuk koloni, yang kemudian tumbuh menjadi bentuk yang khas. Ragam bentuk pertumbuhan koloni tersebut meliputi :

1)             Bercabang

Koloni ini tumbuh ke arah vertikal maupun horisontal, dengan arah vertikal lebih
dominan. Percabangan dapat memanjang atau melebar, sementara bentuk cabang
dapat halus atau tebal. Karang bercabang memiliki tingkat pertumbuhan yang paling cepat, yaitu bisa mencapai 20 cm/tahun. Bentuk koloni seperti ini, banyak terdapat di sepanjang tepi terumbu dan bagian atas lereng, terutama yang terlindungi atau setengah terbuka.

2)             Padat

Pertumbuhan koloni lebih dominan ke arah horisontal daripada vertikal. Karang ini
memiliki permukaan yang halus dan padat, bentuk yang bervariasi, seperti setengah
bola, bongkahan batu, dan lainnya; dengan ukuran yang juga beragam. Dengan
pertumbuhan < 1 cm/tahun, koloni tergolong paling lambat tumbuh. Meski demikian, di alam banyak dijumpai karang ini dengan ukuran yang sangat besar. Umumnya ditemukan di sepanjang tepi terumbu karang dan bagian atas lereng terumbu.

3)             Lembaran

Pertumbuhan koloni terutama ke arah horisontal, dengan bentuk lembaran yang pipih. Umumnya terdapat di lereng terumbu dan daerah terlindung.

4)             Seperti meja.

Bentuk bercabang dengan arah mendatar dan rata seperti meja. Karang ini ditopang
dengan batang yang berpusat atau bertumpu pada satu sisi membentuk sudut atau
datar.

Koloni karang akan terus tumbuh membentuk terumbu. Bentuk terumbu berdasar Teori Penenggelaman (Subsidence Theory) oleh Charles Darwin (1842), yaitu terumbu tepi, terumbu penghalang dan atol. Masing-masing dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut :

1)             Terumbu karang tepi (Fringing Reef), yaitu terumbu karang yang terdapat di sepanjang pantai dan dalamnya tidak lebih dari 40 m. Terumbu ini tumbuh ke permukaan dan ke arah laut terbuka.

2)             Terumbu karang penghalang (Barrier Reefs), berada jauh dari pantai yang dipisahkan oleh laut atau goba dengan kedalaman 40 – 70 m. Umumnya terumbu karang ini memanjang menyusuri pantai.

3)             Atol (atolls), merupakan karang berbentuk melingkar seperti cincin yang muncul dari perairan yang dalam, jauh dari daratan dan melingkari gobah yang memiliki terumbu gobah atau terumbu petak. Atol yang terbesar

(1)     Kwajilein di Kepulauan Marshall

(2)     Suvadiva di Kepulauan Maladewa

(3)     Taka Bonerate (Sulawesi Selatan) 

MATERI KULIAH: Terumbu karang

5.             PENYEBARAN TERUMBU KARANG SECARA HORISONTAL

Terumbu karang menyebar di laut dangkal kawasan tropis sampai subtropis, dengan letak geografi antara 35° LU – 32° LS, dan dikenal 3 kawasan terumbu karang yaitu Laut Karibia, Lautan Hindia dan Indo – Pasifik.

1)             Di  Laut Karibia, terdiri 20 genus, 32 spesies, sebagian besar berbeda dengan yang terdapat di Lautan Hindia dan Indo – Pasifik. Fenomena yang perlu diperhatikan adalah (1) Di tenggara pantai Amerika sampai di sebelah barat utara pantai Amerika Selatan, karang hanya tumbuh di bagian tertentu, karena tingginya sedimentasi dari Sungai Orinco dan Sungai Amazon di sepanjang pantai Amerika Selatan, (2) di bagian sepanjang pantai, terbatas sampai di pantai Florida, ini disebabkan rendahnya suhu pada musim dingin, (3) di Laut Atlantik Timur sepanjang pantai Afrika Barat sebaran karang sangat terbatas oleh karena adanya arus dingin Guinea dan upwelling

2)             Di Lautan Hindia, meliputi pantai timur Afrika, Laut Merah, Teluk Aden, Teluk Persia, Teluk Oman sampai Lautan Hindia Selatan pada garis lintang 26° LS. Terbatasnya sebaran karang dikarenakan salinitas yang ekstrem, di Teluk Persia 46 ‰ dan di Hindia Selatan 26 ‰.

3)             Di Indo – Pasifik, menyebar dari Laut Cina Selatan sampai pantai timur Australia, dan dari Pantai Panama sampai pantai selatan Teluk California. Terdiri dari 80 genus. Contoh genus Acropora          di Laut Karibia hanya  3 spesies, sementara di Indo Pasifik ada 80 jenis, genus Porites di Laut Karibia 3 spesies, di Indo Pasifik 20 spesies.

4)             Di Indonesia, terbanyak di Laut Sulawesi, Flores dan Banda. Perkembangan karang terutama di Sulawesi Utara disebabkan oleh adanya arus lintas Indonesia yang mengalir sepanjang tahun dari laut Pasifik dan Laut Hindia dan rendahnya sedimentasi. Terbatanya karang di sepanjang pantai timur Sumatera, Kalimantan Barat dan Selatan dan pantai utara Jawa dibatasi oleh sedimentasi yang tinggi.

6.             FAKTOR ABIOTIK

Faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkebangan terubu karang adalah :

1)             intensitas cahaya  maksimum

2)             oksigen optimal

3)             suhu, optimal 23 – 25oC, dpt toleran 36 – 40oC.

4)             kecerahan tinggi

5)             tidak ada sedimentasi

6)             salinitas 30 – 42 0/00

7)             tidak tercemar

8)             gelombang besar

9)             arus < 1 m/detik

7.             ORGANISME PEMBENTUK TERUMBU KARANG

Organisme utama

1)        Filum Cnidaria Klas Anthozoa Ordo Scleractina (Madreporaria) sebagai kerangka pembentuk terumbu

2)        Coralin algae sebagai penyemen

3)        Organisme penghasil CaCO₃.

Penymbang material

1)        hydrozoa (Millepora, Heliopora, Tubipora Stylasterina)

2)        Coenothecalia

3)        Stolonifera

4)        Foraminifera

5)        Bryozoa

6)        Moluska

7)        Sponge

8)        beberapa karang ahermatipik

8.             ORGANISME YANG HIDUP DI TERUMBU KARANG

1)        Vegetasi : alga (seaweed) dan lamun (seagrass)

2)        Hewan tanpa tulang belakang (avertebrata) antara lain protozoa, porifera, cnidaria ain, platyhelminthes dan annelida, moluska, krustasea, echinodermata.

3)        Hewan bertulang belakang (vertebrata) antara lain ikan, reptil dan mamalia.

Keragaman ikan di terumbu karang disebabkan oleh faktor :

1)        Variasi habitat (misalnya kedalaman yang berbeda, koloni karang yang berbeda).

2)        Ikan punya relung (niche) yang spesifik.

(1)   Ikan diurnal (aktif pada siang hari), contoh ikan Pomacentridae.

(2)   Ikan nocturnal (aktif pada malam hari), contoh ikan Apogonidae.

3)        Trophic level (kedudukan ikan dalam rantai makanan)

(1)   Karnivora oportunistik (50-76%), contoh ikan dari famili Pomacentridae, Chaetodontidae, Pomocanthidae, Monocanthidae, Ostractiontidae, Tetraodontidae.

(2)   Herbivora / pemakan karang (15%), contoh pemakan karang adalah ikan dari famili Scaridae, Acanthuridae, Chaetodontidae (kepe-kepe), Balistidae (triggerfish),Tetraodontidae (puffer = ikan buntal).

(3)   Omnivora

(4)   Zooplankton feeder (kecil, schooling), contoh ikan dari famili Clupeidae dan Atherinidae.

(5)   Scavenger