Ekosistem akuatik berfungsi sebagai indikator kesehatan lingkungan dan mencerminkan pengaruh dan dampak aktivitas alami dan antropogenik. Keanekaragaman hayati dalam ekosistem ini, terutama keanekaragaman ikan, memainkan peran penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem, berfungsi mulai dari siklus nutrisi hingga menyediakan makanan untuk berbagai tingkat trofik. Namun, mempelajari keanekaragaman ikan di lingkungan yang terpolusi, seperti Sungai Porong, yang dipengaruhi oleh lumpur vulkanik Lumpur Sidoarjo (LUSI), menjadi jauh lebih menantang karena polusi tersebut. Metode tradisional pemantauan keanekaragaman ikan, seperti sampel jaring atau electrofishing, memiliki keterbatasan, termasuk membutuhkan tenaga kerja yang intensif, membutuhkan waktu lama, invasif, dan berpotensi mengganggu habitat yang diteliti. Mengingat tantangan ini, ada minat yang meningkat dalam aplikasi teknik baru, non-invasif untuk penilaian keanekaragaman hayati, terutama DNA lingkungan (environmental DNA, eDNA) metabarcoding.
eDNA adalah fragmen DNA yang dilepaskan ke lingkungan oleh organisme hidup melalui berbagai cara yang berasal dari berbagai sumber, termasuk saliva, urin, lendir, tinja, dan jaringan tubuh organisme. Ketika berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya, organisme melepaskan jejak DNAnya, yang kemudian dapat dideteksi dan dianalisis dari sampel lingkungan, seperti air, tanah, atau udara. Teknologi eDNA telah menjadi alat yang penting dalam biologi konservasi, ekologi, dan pemantauan lingkungan karena memungkinkan identifikasi dan pemantauan organisme tanpa perlu melihat langsung atau menangkapnya. Metode eDNA dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan spesies tertentu, menganalisis keragaman biologis di lingkungan, dan memantau perubahan populasi organisme dari waktu ke waktu.
Dalam studi ini, kami memperoleh wawasan komprehensif mengenai komunitas ikan yang mendiami lingkungan yang unik dan menantang, yaitu sungai yang tercemar oleh lumpur vulkanik, seperti Sungai Porong. Berdasarkan High-throughput sequencing dan penilaian keanekaragaman alfa dan beta, studi ini mengungkapkan pola yang jelas dalam komposisi komunitas ikan sebagai respons terhadap aktivitas pembuangan lumpur. Meskipun situs yang tidak terpengaruh (UM) menunjukkan perubahan dalam komunitas ikan, mungkin karena pergantian temporal, situs yang terpengaruh (M dan DM) menunjukkan komunitas yang sangat berbeda, ditandai oleh perbedaan yang signifikan antara periode pembuangan lumpur yang aktif dan tidak aktif. Berbeda dengan 16 spesies yang diamati selama pembuangan lumpur tidak aktif di situs pembuangan lumpur, hanya dua spesies, Mystus gulio (keting) dan Channa limbata (gabus), yang terdeteksi selama pembuangan lumpur yang aktif. Menguatkan pengamatan sebelumnya, spesies yang toleran terhadap lumpur, seperti M. gulio, menunjukkan kelangsungan hidup dan dominasi di sungai yang sangat tercemar ini.
Sementara itu, C. limbata juga diamati di sungai Alo, suatu daerah aliran kecil yang terpengaruh oleh lumpur vulkanik. Perbedaan dalam komunitas ikan yang disebabkan oleh aktivitas pembuangan lumpur sangat terlihat tidak hanya di situs pembuangan tetapi juga menyebar ke hilir hingga ke muara sungai, menegaskan dampak yang luas dari lumpur vulkanik dibandingkan dengan penyelidikan sebelumnya. Deteksi ikan yang terbatas bisa disebabkan oleh dampak negatif lumpur vulkanik pada fisiologi ikan, yang mungkin meliputi efek sitotoksik, penekanan sistem kekebalan, dan kerusakan pada integumen. Temuan ini menekankan potensi signifikan dari eDNA metabarcoding dalam mengevaluasi implikasi ekologis terkait dengan keragaman ikan yang komprehensif dan dinamika komunitas di ekosistem akuatik yang tercemar seperti itu.
Selanjutnya, selama pembuangan lumpur tidak aktif, kami mengamati sedikit perbedaan dalam deteksi spesies antara titik yang tidak terpengaruh lumpur (UM) dan terpengaruh (M), menunjukkan pemulihan yang relatif cepat dari komunitas ikan sebagai respons terhadap pembuangan lumpur yang konsisten ke dalam sungai. Dengan demikian, eDNA metabarcoding dapat digunakan sebagai alat yang menjanjikan untuk menilai pemulihan ekologis dengan menjelaskan komunitas ikan di sungai yang tercemar. Selain itu, studi eDNA metabarcoding telah mengungkap perubahan komunitas sebagai respons terhadap upaya pemantauan dan restorasi ekologi di sungai, kronosekuen, dan terumbu karang.
Studi kami, yang menggunakan titik sampling yang sebanding dengan Hidayati et al. (2019), menghasilkan jumlah total spesies yang mencolok sebanyak 30, melampaui 11 spesies yang sebelumnya terdeteksi oleh survei konvensional di Sungai Porong. Terutama, dalam ekosistem air tawar, eDNA metabarcoding secara konsisten mengungkapkan keanekaragaman spesies yang lebih tinggi daripada metode tradisional lainnya. Selanjutnya, studi ini mengidentifikasi beberapa spesies demersal (Pterygoplichthys pardalis, Glossogobius aureus, Butis butis, dan Pseudogobiopsis oligactis), berbeda dengan survei sebelumnya di mana hanya satu spesies demersal yang terdeteksi. Penerapan eDNA metabarcoding dalam survei ikan menawarkan keunggulan tersendiri dengan secara efisien menangkap spesies di berbagai zona pelagis hanya melalui sampel air permukaan. Ini menegaskan potensinya dalam deteksi spesies dan mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya saat menyelidiki komunitas yang kompleks dari ekosistem air tawar.
Studi ini mendeteksi Rasbora lateristriata, spesies Rasborinae yang rentan (vulnerable), menyoroti kegunaan eDNA metabarcoding untuk deteksi spesies berisiko tinggi dalam survei keanekaragaman hayati. Berbeda dengan spesimen yang ditemukan di Sungai Porong sebelumnya yang diidentifikasi sebagai R. argyrotaenia oleh Hidayati et al. (2019), kami mengidentifikasi spesimen kami sebagai R. lateristriata berdasarkan perbedaan genetik yang signifikan sebesar 91% dari R. argyrotaenia. Meskipun terdapat ketidakpastian dalam membedakan antara R. lateristriata dan R. aprotaenia menggunakan wilayah 16S karena kesamaan sekuens yang cukup tinggi, hal ini dikonfirmasi oleh distribusi geografis mereka yang berbeda; R. aprotaenia terutama menempati bagian barat Jawa, sementara R. lateristriata memiliki jangkauan yang lebih luas dari Jawa hingga Kepulauan Sunda kecil, termasuk lokasi penelitian kami. Untuk mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh sekuens yang identik atau saling terkait dalam identifikasi spesies, catatan distribusi spesies yang dilaporkan sebelumnya dapat memberikan validasi penentuan spesies dalam metabarcoding eDNA.
Penulis: Muhammad Hilman Fu’adil Amin, S.Si., M.Si., Ph.D.
Tulisan detail terkait artikel ini dapat dilihat dalam publikasi kami di
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666765724000528?via%3Dihub
