Ganggang mikro TINJAUAN PUSTAKA

10 Tumbuhan ini umumnya terdiri dari satu sel atau berbentuk seperti benang yang merupakan hasil pembuahan sel betina oleh sel jantan hanya akan tumbuh sesudah keluar dari alat kelamin betina Mubarak 1981. Dari luar ganggang mikro sering telah menampakkan suatu perbedaan, sehingga terlihat menyerupai kormus tumbuhan tinggi, akan tetapi dari segi anatomi sel-selnya belum menunjukkan perbedaan yang mendalam. Ganggang berukuran sangat beragam dari yang berukuran sangat kecil dalam skala µm sampai beberapa meter panjangnya. Dominasi kelompok ganggang mikro tertentu dapat meyebabkan perairan tampak berwarna indah sesuai dengan zat warna atau pigmen yang dikandungnya. Warna hijau muda disebabkan oleh Dunaliella sp dan Chlorella sp. Ada juga warna kuning kecoklatan yang disebabkan oleh Chaetoceros sp, Skletonema s., Nitzschia sp, serta berbagai jenis lainnya. Tabel 1. Perbandingan produksi minyak ganggang mikro dengan produk pertanian lain Sumber Nabati Produksi minyak Galon are Jagung 18 Kapas 35 Kedelai 48 Bunga Matahari 102 Kanola 127 Jarak 202 Kelapa sawit 635 Ganggang mikro 10 gm²hari, 15 minyak 1.200 50 gm²hari, 50 minyak 10.000 Sumber : Pienkos 2007 Ganggang mikro mengandung bahan-bahan organik seperti polisakarida, hormon, vitamin, mineral dan juga senyawa bioaktif. Potensi ganggang mikro sangat besar sebagai sumber berbagai produk, diantaranya 1 sebagai sumber protein yang dapat diperoleh dari Chlorella dan Dunaliella, 2 produksi pigmen, sebagai bahan pewarna dari Spirulina dan Haematococcus Borowitzka dan Borowitzka 1988, 3 sebagai pakan larva ikan dan non ikan, diperoleh dari Confidential 11 Tetraselmis dan Chaetoceros Isnansetyo dan Kurniastuty 1995, serta 4 produksi antimikroba, dihasilkan Chlorella vulgaris, Chaetoceros gracilis. Secara umum ada beberapa divisi ganggang utama yang dikenal di dunia dari warna pigmen yang terkandung di dalamnya dan sifat morfologi selnya yaitu :

2.1.1. Divisi Chlorophyta

Chlorophyta berukuran antara 3 – 30 µm, memiliki alat gerak flagella dan motil kecuali selama fase reproduksi. Setiap sel mempunyai satu nukleus dan satu kloroplas besar yang berbentuk mangkuk. Spesies Chlorophyta yang bersel tunggal ada yang dapat berpindah tempat, tetapi ada pula yang menetap. Chlorophyta merupakan golongan terbesar dari ganggang dan merupakan kelompok ganggang yang paling beragam, karena ada yang bersel tunggal, berkoloni, dan bersel banyak. Ganggang ini banyak terdapat di danau, kolam, laut, dan kebanyakan hidup di air tawar Bold dan Wynne 1985. Chlorophyta atau yang lebih umum disebut ganggang hijau pada sel- selnya mempunyai kloroplas yang berwarna hijau dan mengandung selulosa, mengandung klorofil a dan b serta karotenoid. Chlorophyta pada kloroplasnya terdapat butiran padat yang disebut pirenoid yang berfungsi untuk pembentukan tepung dan minyak. Perkembangbiakannya secara seksual dan aseksual. Secara seksual dengan isogami peleburan dua gamet yang bentuk dan ukurannya sama, anisogami peleburan dua gamet, yaitu yang ukurannya tidak sama dan oogami peleburan dua gamet, yaitu sperma dan sel telur. Sedangkan secara aseksual dengan zoospore dengan 3 – 4 flagela dan mempunyai dua vakuola kontraktil yang berguna untuk memaksa kelebihan air keluar dari selnya. Suatu bintik mata merah stigma yang merupakan situs persepsi cahaya dan mengendalikan respon fototaktik gerak menuju cahaya ganggang ini Tjitrosoepomo 2005. Klasifikasi Chlorophyta berdasarkan bentuk dan dapat tidaknya bergerak, digolongkan menjadi beberapa genus, yaitu : a. Ganggang hijau bersel satu tidak bergerak, contoh : Chlorococcum bulat dan mempunyai pirenoid, Chlorella bulat, kloroplas berbentuk mangkuk, mempunyai pirenoid sebagai sumber protein sel tunggal. Confidential 12 b. Ganggang hijau bersel satu dapat bergerak, contoh : Chlamydomonas bulat telur, berflagella dua ujung depan, kloroplas berbentuk antara mangkuk dan pita serta terdapat stigma bintik mata. c. Ganggang hijau berkoloni tidak bergerak, contoh : Hydrodiction koloni berbentuk jala inti dan mempunyai pirenoid banyak. d. Ganggang hijau berkoloni bergerak, contoh : Volvox koloni bulat, berisi beribu ribu sel. e. Ganggang hijau berbentuk benang filamen, contoh : 1 Spyrogira benang tidak bercabang, inti tunggal, kloroplas berbentuk pita tersusun spiral dan mempunyai pirenoid banyak, 2 Oedogonium benang tidak bercabang, inti tunggal, kloroplas berbentuk jala, pirenoid banyak dan inti satu besar. f. Ganggang hijau berbentuk benang filamen, contoh : 1 Spyrogira benang tidak bercabang, inti tunggal, kloroplas berbentuk pita tersusun spiral dan mempunyai pirenoid banyak, 2 Oedogonium benang tidak bercabang, inti tunggal, kloroplas berbentuk jala, pirenoid banyak dan inti satu besar g. Ganggang hijau berbentuk thalus, contoh : Ulva lactua berbentuk lembaran seperti daun.

2.1.2. Divisi Chrysophyta

Sebagian besar Chrysophyta bersel tunggal, membentuk koloni atau benang dan dinding sel mengandung silika, tetapi beberapa diantaranya ameboid oleh adanya perluasan pseudopodial protoplasmanya. Bentuk ameboid yang bugil ini dapat mengambil makanan berbentuk partikel dengan bantuan pseudopodia. Ganggang ini memiliki warna khas krisofit yang disebabkan karena klorofilnya tertutup pigmen-pigmen berwarna coklat. Reproduksi Chrysophyta pada umumnya dengan cara pembelahan biner tetapi dapat juga secara seksual dengan isogami Pelczar dan Chan 1986. Confidential 13 Salah satu genus dari Chrysophyta adalah Diatomeae. Sel Diatomeae mempunyai inti dan kromatofora berwarna kuning-coklat yang mengandung klorofil a, karotin, santofil dan karotinoid lainnya yang sangat menyerupai fikosantin. Ada beberapa jenis Diatomeae tidak mempunyai zat warna bersifat heterotrof dan hidupnya sebagai saprofit. Diatomeae memproduksi vitamin A dan D. Kerangka Diatomeae tersusun atas molekul SiO 2 dan organisme Diatomeae semasa hidupnya aktif melakukan metabolisme silikon. Unsur Si bersifat esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan mahluk hidup. Pada mahluk hidup, kandungan silikon di kulit, tulang dan jaringan pengikat mencapai 0,01 – 0,04 Angka dan Suhartono 2000. Dalam sel-sel Diatomeae terdapat pirenoid dan hasil asmilasi ditimbun diluar kromatofora berupa tetes minyak dalam plasma. Diatomeae berkembangbiak dengan tiga cara yaitu dengan vegetatif melalui pembelahan sel, vegetatif melalui auksospora zigot dan secara generatif melalui oogami. Diatom mendominasi fitoplankton dalam lautan serta perairan air tawar Tjitrosoepomo 2005.

2.1.3. Divisi Rhodophyta

Rhodophyta berwarna merah sampai ungu, kadang-kadang juga lembayung atau kemerah-merahan. Kromatofora berbentuk cakram atau suatu lembaran, mengandung klorofil-a dan karo tenoid, tetapi warna ini tertutup oleh zat warna merah yang berfluoresen, yaitu fikoetrin dan pada jenis-jenis tertentu terdapat fikosianin. Ganggang ini bersifat uniseluler, berfilamen dan ada yang membentuk struktur daun. Material utama pada ganggang merah adalah suatu polisakarida yang dinamakan tepung florida yang merupakan hasil polimerisasi dari glukosa, berbentuk bulat, tidak larut dalam air dan seringkali berlapis-lapis. Tepung ini tidak terdapat pada kromatofora tetapi pada permukaannya. Selain tepung florida terdapat juga floridosid yaitu persenyawaan gliserin dan galaktosa serta minyak. Dinding sel dari ganggang merah in juga terdiri atas dua lapis, di dalam terdiri atas selulosa dan dinding luar terdiri atas pectin yang berlendir. Habitat hidup ganggang merah adalah laut atau ekosistem payau Atlas dan Bartha 1981. Confidential 14 Reproduksi dapat secara aseksual, yaitu dengan pembentukan spora, dapat pula secara seksual oogami.

2.1.4. Divisi Cyanophyta

Cyanophyta berwarna hijau-kebiruan, karena memiliki pigmen tambahan selain klorofil dan karotenoid. Beberapa dari kelas ini berwarna kuning, merah, ungu, atau warna lain. Pigmen-pigmen yang beragam menghasilkan kisaran sangat luas terhadap warna tumbuhan ini. Kelompok spesies Cyanophyta hingga saat ini diperkirakan terdapat 1500 spesies yang dapat ditemukan di berbagai habitat mengandung air, maupun di dalam tanah serta bebatuan. Secara umum Cyanophyta lebih mendominasi pada habitat dengan kemasaman netral atau sedikit alkali. Ganggang ini hidup sebagai plakton dan bentos Bold dan Wyne 1985. Cyanophyta bersel tunggal atau berbentuk benang dengan struktur tubuh yang masih sederhana, bersifat autotrof dimana kromatofora dan inti tidak ditemukan. Dinding sel mengandung pektin, hemiselulosa dan selulosa yang kadang-kadang berupa lendir, di tengah-tengah sel terdapat bagian yang tidak berwarna yang mengandung asam deoksi– ribonukleat. Ganggang ini tidak memiliki flagela sebagai alat geraknya dan umumnya gerakan ganggang ini karena adanya kontraksi tubuh dan dibantu dengan perantara lendir dengan demikian terbentuk kelompok-kelompok atau koloni. Beberapa ganggang hijau- biru dapat menangkap nitrogen dariudara, sifat yang tidak dimiliki ganggang lain . Sebagai zat makanan ditemukan glikogen dan butir-butir sianofisin lipo-protein Tjitrosoepomo 2005.

2.1.5. Divisi Euglenophyta

Euglenophyta merupakan organisme uniseluler yang aktif motil karena berflagel dan bereproduksi melalui pembelahan sel. Sel euglena tidak kaku dan tidak memiliki dinding sel yang berisikan selulosa. Euglena merupakan bagian dari Chlorophyta karena adanya klorofil-a dan b dalam kloroplas, Membran luar lentur dan dapat digerakkan. Beberapa spesies tertentu memiliki bentik mata merah yang jelas. Vakuola kontraktil dan fibril juga dijumpai dalam sel. Confidential 15 Fotosintetis dilakukan di dalam kloroplas dan bersifat autotrofik fakultatif. Euglena tersebar luas di tanah maupun dalam air Pelczar dan Chan 1986.

2.1.6. Divisi Phaeophyta

Phaeophyceae adalah ganggang yang berwarna dalam kromatoforanya terkandung klorofil a, karotin dan santofil yang tertutup oleh fikosantin, sehingga menyebabkan ganggang kelihatan berwarna pirang. Sebagai hasil asimilasi dan sebagai zat makanan cadangannya tidak pernah ditemukan zat tepung, tetapi sampai 50 dari berat keringnya terdiri atas minyak dan laminarin yaitu sejenis karbohidrat yang lebih dekat dengan selulosa dari pada tepung. Dinding selnya terdiri atas selulosa di bagian dalam dan pektin di bagian luar. Di bawah pektin terdapat algin, suatu zat yang menyerupai gelatin dari asam alginat Atlas dan Bartha 1981. Sebagian besar Phaeophyceae hidup di air laut dan beberapa macam hidup di air tawar Tjitrosoepomo 2005. Ukuran dan bentuk talusnya sangat besar di lautan dengan iklim sedang atau dingin. Phaeophyceae tergolong ke dalam ganggang bentik yang melekat pada batu-batu atau kayu dan sel-selnya hanya memiliki satu inti.

2.2. Pertumbuhan ganggang mikro

Pertumbuhan dalam siklus ganggang mikro terdiri lima fase Fogg 1975, yaitu : 1. Fase lag Merupakan fase awal dalam pertumbuhan ganggang mikro. Pada fase ini biasanya terjadi stress fisiologi karena terjadi perubahan kondisi lingkungan media hidup dari satu media ke media yang baru. Populasi yang baru ditransfer mengalami penurunan tingkat metabolisme, hal ini juga dipengaruhi oleh kelarutan dari nutrien dan mineral yang lebih banyak pada media sebelumnya, sehingga mempengaruhi sintetis metabolik dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Dari perubahan perubahan ini sel mikroalga akan beradaptasi. Confidential 16 2. Fase eksponensial logarimik Pada fase ini percepatan pertumbuhan dan perbandingan konsentrasi komponen biokimia menjadi konstan. 3. Fase deklinasi Pada fase ini mengalami pengurangan kecepatan pertumbuhan sampai mencapai fase awal pertumbuhan yang stagnan. Hal ini terjadi karena nutrien yang ada pada media pertumbuhan ganggang mikro semakin berkurang. 4. Fase stasioner Fase dimana tingkat pertumbuhan kelimpahan sel mengalami pertumbuhan konstan akibat dari keseimbangan katabolisme dan metabolise sel. Pada fase ini merupakan akhir dari produksi biomassa dan ditandai dengan rendahnya tingkat nutrien dalam sel. Pada fase ini laju reproduksi sama dengan laju kematian 5. Fase kematian Fase kematian pada sel terjadi karena perubahan kualitas air yang semakin memburuk, penurunan nutrien pada media kultur dan kemampuan sel yang sudah tua untuk melakukan metabolism. Hal ini ditandai dengan penurunan produksi biomassa.

2.3. Faktor-faktor yang Berpengaruh terhadap Pertumbuhan Ganggang

Mikro Pertumbuhan suatu jenis fitoplankton sangat erat kaitannya dengan faktor ketersediaan unsur hara makro dan mikro serta dipengaruhi oleh kondisi lingkungan yaitu : 1. Hara Makro dan Mikro Pada kultur fitoplankton sangat dibutuhkan berbagai senyawa anorganik baik hara makro yaitu nitrogen N, fosfor P, sulfur S, kalium Cl, natrium Na, kalsium Ca dan karbon C maupun unsur hara mikro yaitu besi Fe, mangan Mn, seng Zn iodium I, boron Br, silikon Si, tembaga Cu, molybdenum Mo, dan kobalt Co. Confidential