Biologi Pemutihan

Terumbu karang yang hidup di Palau, Mikronesia. Foto © Ian Shive

Suhu air laut yang meningkat dalam kombinasi dengan sinar matahari yang kuat menyebabkan tekanan termal pada karang. Stres ini dapat menyebabkan gangguan proses fotosintesis normal di zooxanthellae karang yang mengarah pada pemutihan karang.

ilustrasi, karang sehat sampai mati, dari GBRMPA

Sumber: Otoritas Taman Laut Great Barrier Reef (GBRMPA)

Peran Suhu dan Cahaya

Pemicu utama acara pemutihan skala besar adalah peningkatan suhu air di atas maksimum musim panas normal. Pada suhu tinggi, sistem fotosintesis zooxanthellae mudah kewalahan cahaya yang masuk mengarah pada produksi spesies oksigen reaktif. Ini adalah sumber stres oksidatif dalam jaringan karang, menyebabkan karang mengeluarkan zooxanthellae untuk menghindari kerusakan jaringan lebih lanjut. Sementara peningkatan suhu adalah pemicu pemutihan, cahaya juga merupakan faktor penting. Peningkatan radiasi dapat memperburuk risiko pemutihan, sementara karang yang sebagian teduh dapat mentolerir suhu yang lebih tinggi sebelum pemutihan.

Pemulihan dari Pemutihan

Zooxanthellae adalah nama yang diberikan untuk beragam alga yang berbeda dari genus Symbiodinium. Zooxanthellae ini semuanya sangat berbeda, tetapi memiliki bentuk bola yang sama yang memungkinkan mereka hidup di dalam karang dan banyak makhluk laut tropis lainnya dalam hubungan yang saling menguntungkan. Selain karang keras, zooxanthellae juga ditemukan pada spesies karang lunak, anemon laut, gorgonia, kerang raksasa (Tridacna spp.), Dan banyak nudibranch. Zooxanthellae memperbaiki energi cahaya matahari, memberi manfaat bagi diri mereka dan hewan tempat mereka hidup, menerima, pada gilirannya, pelabuhan yang aman dan menukar produk metabolisme dalam hubungan timbal balik yang sangat efisien. Hubungan ini telah berlangsung selama lebih dari 200 juta tahun, dan merupakan salah satu yang paling penting bagi keberadaan terumbu karang. Foto © M. Takabayashi

Zooxanthellae adalah nama yang diberikan untuk beragam alga yang berbeda dari genus Symbiodinium. Zooxanthellae ini semuanya sangat berbeda, tetapi memiliki bentuk bola yang sama yang memungkinkan mereka hidup di dalam karang dan banyak makhluk laut tropis lainnya dalam hubungan yang saling menguntungkan. Foto © M. Takabayashi

Tanpa zooxanthellae untuk mendukung proses metabolisme mereka, karang mulai kelaparan. Jika suhu air kembali ke kondisi normal segera, karang dapat bertahan dari peristiwa pemutihan. Dimana pemutihan tidak terlalu parah, zooxanthellae dapat terisi kembali dari sejumlah kecil yang tersisa di jaringan karang, mengembalikan karang ke warna normal selama beberapa minggu hingga beberapa bulan. Beberapa karang, seperti banyak karang bercabang, tidak dapat bertahan lebih dari 10 hari tanpa zooxanthellae. Yang lain, seperti beberapa karang besar, mampu heterotrof dan dapat bertahan hidup selama berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan dalam keadaan memutih dengan memakan plankton. Bahkan karang yang bertahan hidup kemungkinan akan mengalami penurunan tingkat pertumbuhan, penurunan kapasitas reproduksi, dan peningkatan kerentanan terhadap penyakit.

Variasi dalam Kerentanan Pemutihan

Karang bervariasi dalam kerentanannya terhadap pemutihan. Konsisten pola kerentanan dapat dilihat di antara spesies karang, dengan kecenderungan umum kerentanan yang lebih tinggi pada bentuk bercabang yang lebih rumit, dan kerentanan lebih rendah pada spesies masif, terutama yang memiliki polip berdaging.

Karang juga dapat memperoleh toleransi yang lebih besar terhadap tekanan pemutihan jika memang demikian terus-menerus terkena suhu yang lebih tinggi atau radiasi yang lebih besar. Karang di dataran terumbu, misalnya, akan sering dapat mentolerir suhu air yang jauh lebih tinggi daripada koloni dari spesies yang sama yang mendiami lereng terumbu.

Jenis zooxanthellae juga dapat memengaruhi kerentanan pemutihan. Setidaknya ada sembilan kelompok (disebut clades) zooxanthellae yang saat ini dikenal, dan mungkin ada banyak spesies di dalam kelompok-kelompok ini. Zooxanthellae clades bervariasi dalam kemampuannya untuk mentolerir suhu yang tinggi, dan beberapa karang memilikinya clades tahan panas, dan karenanya, lebih tahan terhadap pemutihan. Namun, karang dengan clades yang tahan panas cenderung tumbuh lebih lambat, menciptakan pertukaran evolusioner dalam hubungan simbiotik yang mempertahankan keragaman hubungan clade-coral.

Video: Zooxanthellae Tahan Panas (2: 56)

Andrew Baker membahas zooxanthellae tahan panas.