Spons laut dalam bertahan hidup dalam kegelapan total dengan cara yang sebelumnya tidak kita ketahui
Deep-sea sponges survive in complete darkness in ways we didn’t know before
Beyond the sunlit ocean lies a vast abyss where organisms have to recycle every scrap available.
Di luar lautan yang diterangi matahari terhampar jurang yang luas di mana organisme harus mendaur ulang setiap serpihan yang tersedia.
When we think of marine life, we usually picture colourful coral reefs or dense seaweed forests filled with fish and other critters. The ocean that comes to mind is the one touched by sunlight.
Ketika kita memikirkan kehidupan laut, kita biasanya membayangkan terumbu karang berwarna-warni atau hutan rumput laut yang lebat dipenuhi ikan dan makhluk lain. Samudra yang terlintas di benak adalah yang tersentuh sinar matahari.
However, most of the ocean is not like that. By volume, roughly 95% of the ocean consists of the permanently dark, cold deep sea. Despite such hostile conditions though, there is life in the ocean’s abyss.
Namun, sebagian besar samudra tidak seperti itu. Berdasarkan volume, sekitar 95% samudra terdiri dari laut dalam yang gelap dan dingin secara permanen. Meskipun kondisi yang keras seperti itu, masih ada kehidupan di jurang samudra.
Deep-sea marine sponges are among the organisms that live in these mysterious dark waters. They form “gardens” that are among the largest ecosystems on the planet, some spanning thousands of square kilometres on the ocean floor. They act as ecosystem engineers, providing habitats to many other organisms living on the seafloor.
Spons laut laut dalam adalah salah satu organisme yang hidup di perairan gelap misterius ini. Mereka membentuk “taman” yang merupakan salah satu ekosistem terbesar di planet ini, beberapa membentang ribuan kilometer persegi di dasar laut. Mereka bertindak sebagai insinyur ekosistem, menyediakan habitat bagi banyak organisme lain yang hidup di dasar laut.
Individual sponges can also pump and filter thousands of litres of water every day through their bodies. The nutrients they release support other organisms. Yet we know remarkably little about how sponges survive, let alone thrive, in the inhospitable environment of the deep-sea.
Spons individu juga dapat memompa dan menyaring ribuan liter air setiap hari melalui tubuh mereka. Nutrisi yang mereka lepaskan mendukung organisme lain. Namun, kita tahu sangat sedikit tentang bagaimana spons bertahan, apalagi berkembang, di lingkungan laut dalam yang tidak ramah.
Symbiosis with microbes is an important part of how marine sponges live. We’ve been studying deep-sea sponges to better understand life in the ocean’s depths. So far, we’ve found some sponges are packed with microorganisms that use energy from chemical reactions.
Simbiosis dengan mikroba adalah bagian penting dari cara hidup spons laut. Kami telah mempelajari spons laut dalam untuk memahami kehidupan di kedalaman samudra dengan lebih baik. Sejauh ini, kami menemukan bahwa beberapa spons dipenuhi dengan mikroorganisme yang menggunakan energi dari reaksi kimia.
This is called chemosynthesis and is commonly found in other deep-sea organisms, such as mussels and tubeworms living in hydrothermal vents – deep-sea “hot springs”.
Ini disebut kemosintesis dan umum ditemukan pada organisme laut dalam lainnya, seperti kerang dan cacing tabung yang hidup di ventilasi hidrotermal – “pemandian air panas” laut dalam.
Our new study, published today in the journal Microbiome, shows sponges and their microbial partners also use a second strategy to make a living in the deep sea.
Studi baru kami, yang diterbitkan hari ini di jurnal Microbiome, menunjukkan bahwa spons dan mitra mikroba mereka juga menggunakan strategi kedua untuk bertahan hidup di laut dalam.
Two strategies, one sponge
Dua strategi, satu spons
All living organisms produce waste. Just like humans produce urine, many sponges produce ammonia as one of their waste products.
Semua organisme hidup menghasilkan limbah. Sama seperti manusia menghasilkan urine, banyak spons menghasilkan amonia sebagai salah satu produk limbah mereka.
In this study, we analysed the Calyx species of deep-sea sponges from a depth of 830 metres.
Dalam penelitian ini, kami menganalisis spesies Calyx dari spons laut dalam dari kedalaman 830 meter.
About 16% of their microbial partners use the familiar chemosynthesis process. With ammonia as the energy source, they use carbon dioxide dissolved in the water to build biomass – it’s a bit like plants growing through photosynthesis from sunlight, but in the dark.
Sekitar 16% mitra mikroba mereka menggunakan proses kemosintesis yang sudah dikenal. Dengan amonia sebagai sumber energi, mereka menggunakan karbon dioksida yang terlarut dalam air untuk membangun biomassa – ini agak mirip dengan tumbuhan yang tumbuh melalui fotosintesis dari sinar matahari, tetapi dalam kegelapan.
In well-lit shallow waters, many sponges and corals have photosynthetic microbes that help them build biomass from carbon dioxide. Our findings show that in the dark depths of the ocean, sponges have microbial partners that use ammonia instead of light for the same process.
Di perairan dangkal yang terang, banyak spons dan karang memiliki mikroba fotosintetik yang membantu mereka membangun biomassa dari karbon dioksida. Temuan kami menunjukkan bahwa di kedalaman laut yang gelap, spons memiliki mitra mikroba yang menggunakan amonia alih-alih cahaya untuk proses yang sama.
The remaining 84% of microbial partners are where it gets really interesting. Instead of chemosynthesis these microbes use heterotrophy, which means consuming organic matter to generate energy and biomass (like the vast majority of animals, humans are also heterotrophs) .
84% mitra mikroba sisanya adalah bagian yang sangat menarik. Alih-alih kemosintesis, mikroba ini menggunakan heterotrofi, yang berarti mengonsumsi materi organik untuk menghasilkan energi dan biomassa (seperti sebagian besar hewan, manusia juga adalah heterotrof) .
The problem here is that there’s little organic matter in the deep sea. Whatever falls down from the surface waters, such as dead plankton and algae, gets stripped by bacteria and small crustaceans of anything easily digestible as it sinks through the water column.
Masalahnya di sini adalah bahwa ada sedikit materi organik di laut dalam. Apa pun yang jatuh dari perairan permukaan, seperti plankton dan alga mati, akan dihilangkan oleh bakteri dan krustasea kecil dari apa pun yang mudah dicerna saat tenggelam melalui kolom air.
So, the little amount of organic matter that reaches the seafloor is generally poor food for the sponge itself. But, as we discovered, not necessarily for its microbial partners.
Jadi, sedikit materi organik yang mencapai dasar laut umumnya merupakan makanan yang buruk bagi spons itu sendiri. Namun, seperti yang kami temukan, tidak selalu demikian bagi mitra mikroba mereka.
It turns out the heterotrophic microbes in Calyx sponges have lots of enzymes specialised in breaking down complex compounds, such as xylan and pectin, which make up the hard-to-digest cell walls of algae.
Ternyata mikroba heterotrof pada spons Calyx memiliki banyak enzim yang terspesialisasi dalam memecah senyawa kompleks, seperti xilan dan pektin, yang membentuk dinding sel alga yang sulit dicerna.
Feeding on these algal skeletons would allow the microbes to thrive and to transform organic molecules into nutrients their sponge host can use.
Memakan kerangka alga ini akan memungkinkan mikroba untuk berkembang dan mengubah molekul organik menjadi nutrisi yang dapat digunakan oleh inang spons mereka.
Protecting what we don’t yet understand
Melindungi apa yang belum kita pahami
Our study shows that sponges and their microbial partners are complex, biogeochemical reactors. They use and recycle ammonia “urine”, carbon dioxide and hard-to-digest organics to generate biomass.
Studi kami menunjukkan bahwa spons dan mitra mikroba mereka adalah reaktor biogeokimia yang kompleks. Mereka menggunakan dan mendaur ulang amonia “urine”, karbon dioksida, dan organik yang sulit dicerna untuk menghasilkan biomassa.
The biomass can then support the growth of other organisms, such as brittle stars and fish, in turn supporting the broader community of animals living on the dark seafloor.
Biomassa tersebut kemudian dapat mendukung pertumbuhan organisme lain, seperti bintang rapuh dan ikan, yang pada gilirannya mendukung komunitas hewan yang lebih luas yang hidup di dasar laut yang gelap.
Unfortunately, these ecosystems are under pressure from human activities. Deep-sea trawling physically destroys sponge gardens. Deep-sea mining, now being actively pursued for rare metals used in batteries and electronics, threatens to disrupt the deep-sea habitat in ways that might take centuries to recover.
Sayangnya, ekosistem ini berada di bawah tekanan dari aktivitas manusia. Penangkapan ikan dasar laut secara fisik menghancurkan taman spons. Penambangan laut dalam, yang kini giat dikejar untuk logam langka yang digunakan dalam baterai dan elektronik, mengancam mengganggu habitat laut dalam dengan cara yang mungkin membutuhkan waktu berabad-abad untuk pulih.
The United Nations has recognised deep-sea sponge gardens as vulnerable marine ecosystems, a formal acknowledgement of both their ecological importance and their fragility. But recognition alone is not enough.
Perserikatan Bangsa-Bangsa telah mengakui taman spons laut dalam sebagai ekosistem laut yang rentan, sebuah pengakuan formal atas pentingnya ekologis dan kerapuhannya. Namun, pengakuan saja tidak cukup.
If we destroy these habitats before we fully understand their role in carbon transformation, then we may lose a critical piece of Earth’s carbon cycle before fully realising it was there.
Jika kita menghancurkan habitat ini sebelum kita sepenuhnya memahami perannya dalam transformasi karbon, maka kita mungkin kehilangan bagian penting dari siklus karbon Bumi sebelum sepenuhnya menyadari keberadaannya.
Torsten Thomas receives funding from the Betty and Gordon Moore Foundation USA and the Australian Government.
Torsten Thomas menerima pendanaan dari Betty and Gordon Moore Foundation USA dan Pemerintah Australia.
Alessandro N. Garritano does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Alessandro N. Garritano tidak bekerja untuk, berkonsultasi, memiliki saham di, atau menerima pendanaan dari perusahaan atau organisasi apa pun yang akan diuntungkan dari artikel ini, dan tidak mengungkapkan afiliasi relevan selain jabatan akademiknya.
Read more
-
Remaja Australia yang terdampak larangan media sosial semakin sedikit mendapatkan berita: penelitian baru
Australian teens impacted by the social media ban are getting less news: new research
-
Kemampuan Tiongkok untuk menghadapi perang dagang Trump adalah hasil dari dua dekade pembangunan
China’s ability to weather Trump’s trade war was two decades in the making