Para ilmuwan telah menemukan bukti bahwa mikroba kecil yang hidup di dalam ikan mungkin berkontribusi terhadap proses penting yang mempengaruhi lautan di dunia.
Penelitian yang dipimpin oleh mantan mahasiswa pascasarjana Universitas Miami Anthony Bonacolta menunjukkan bahwa bakteri usus dan ikan laut bekerja sama menghasilkan kalsium karbonat, mineral yang memainkan peran penting dalam kimia laut dan siklus karbon laut. Temuan ini menyoroti kemitraan yang sebelumnya terabaikan, yang dapat memengaruhi cara lautan menyimpan karbon dan menjaga kesehatan secara keseluruhan.
Para peneliti telah lama percaya bahwa produksi mineral ini sebagian besar dikendalikan oleh ikan itu sendiri. Studi baru menunjukkan bahwa mikroba yang hidup di usus ikan juga memainkan peran penting dalam proses tersebut.
Ikan dan mikroba bekerja sama
Ikan bertulang sejati, yang disebut teleost, terus-menerus meminum air laut untuk menjaga hidrasi yang baik. Saat mereka memproses air laut ini, kelebihan ion kalsium dan karbonat dikeluarkan dari tubuh dan dilepaskan dalam bentuk pelet kalsium karbonat padat yang disebut ichthyocarbonates.
“Penelitian ini menunjukkan bahwa mikrobioma usus mungkin memainkan peran yang lebih luas dalam biologi ikan dan siklus nutrisi laut global,” kata salah satu penulis senior studi tersebut, Martin Grosell, profesor ilmu pengetahuan tentang ikan di Maytag dan ketua Departemen Biologi dan Ekologi Kelautan. “Apa yang sebelumnya dianggap sebagai proses yang hanya dilakukan oleh ikan sebenarnya mencerminkan simbiosis erat antara ikan dan komunitas mikroba ususnya.”
Menguji ikan dalam kondisi salinitas yang berbeda
Untuk mempelajari proses ini, para peneliti melakukan percobaan laboratorium dengan ikan kodok Teluk yang terkena air yang mengandung konsentrasi garam berbeda. Ikan dipelihara di air payau (9 ppt), air laut normal (35 ppt) dan air hipersalin (60 ppt).
Para ilmuwan ingin mengetahui bagaimana salinitas mempengaruhi produksi ichthyocarbonate, yang meningkat seiring ikan beradaptasi dengan kondisi yang lebih asin melalui osmoregulasi normal.
Hasilnya menunjukkan perbedaan yang jelas. Ikan yang hidup di perairan dengan salinitas rendah tidak menghasilkan ichthyocarbonates. Ikan yang dipelihara di air laut memproduksinya, dan produksinya semakin meningkat di lingkungan hipersalin.
Bukti dari mikrobioma usus ikan
Tim peneliti mengumpulkan sampel dari beberapa area usus ikan, ichthyocarbonates itu sendiri, dan air di sekitarnya.
Analisis DNA dan RNA memungkinkan para ilmuwan untuk memeriksa komunitas mikroba yang hidup pada ikan dan pola aktivitas genetik pada ikan serta mikroba terkait. Urutan genetik digunakan untuk mengidentifikasi mikroorganisme yang ada, sementara studi ekspresi gen mengungkapkan potensi fungsi biologis terkait dengan pembentukan kalsium karbonat.
Para peneliti telah menemukan vibrio, khususnya Fotobakteri damselae subsp. wanita mudasangat melimpah baik di saluran usus dan di ichthyocarbonates. Bukti genetik menunjukkan bahwa bakteri ini memiliki kemampuan yang terkait dengan produksi ichthyocarbonate, yang menunjukkan bahwa mereka berkontribusi langsung terhadap pembentukan mineral bersama inang ikannya.
Implikasinya terhadap kesehatan laut dan siklus karbon
Penemuan ini menyoroti bagaimana organisme mikroskopis dapat mempengaruhi proses lingkungan berskala besar.
“Sebagian besar kehidupan di Bumi adalah mikroba, yang mendorong siklus nutrisi dan fungsi ekosistem sekaligus mengungkap dimensi baru keanekaragaman hayati melalui simbiosis,” kata Grosell. “Lautan sangat kaya akan kemitraan ini, dan simbiosis ikan-kodok-vibrio yang berpotensi terkait dengan produksi kalsium karbonat adalah contoh baru yang mencolok.”
Hasilnya memberikan wawasan baru mengenai hubungan antara hewan laut, mikrobiomanya, dan proses global yang membantu mengatur kimia laut dan penyimpanan karbon.
Penelitian ini didukung oleh dana awal dari Universitas Miami dan proyek PID2023-152522NB-I00 yang didanai oleh Kementerian Sains, Inovasi, dan Universitas Spanyol.
