PROTISTA AUTOTROF EUKARIOTIK: PYRROPHYTA (DINOFLAGELLATA)

Pyrrophyta atau lebih dikenal sebagai Dinophyceae atau Dinoflagellata merupakan protista yang hidup di laut atau air tawar, dikelompokkan sebagai protista autotrof oleh adanya klorofil a dan c , tetapi tidak mempunyai klorofil b pigmen xantophil yang khas yaitu peridinin, neoperidinin, dinoxanthin dan neodinoxanthin) dan b karoten yang memberikan warna coklat atau warna coklat emas. Cadangan makanan berbentuk tepung atau minyak.

Pyrrophyta bersifat fotoautotrof atau heterotrof, sebagai saprofit, parasit, hidup bersimbiose atau holozoik sehingga dinamakan pula sebagai Dinoflagellata karena mempunyai sepasang flagella yang tidak sama panjang.

Karakteristik dari organisme ini dari eukariotik lainnya adalah tetap memadatnya kromosom pada semua stadia sehingga dikenal dengan sifat mesokariotik.

STRUKTUR SEL

Pembagian Pyrrophyta dalam 2 golongan berdasarkan pada ada tidaknyanya penutup sel (ampiesma) yaitu yang telanjang (unarmored) dan mempunyai penutup sel (theca). Pada theca terdapat pelat-pelat seperti baja dengan komponen utama sellulosa. Jumlah dan letak pelat digunakan sebagai dasar dalam pemberian nama Peridinium.

Mempunyai bintik mata (stigma), berupa kumpulan butir lipid yang mengandung pigmen karetinoid.

Tubuh dinoflagellata primitif pada umumnya berbentuk ovoid tapi asimetri, mempunyai dua flagella, satu terletak di lekukan longitudinal dekat tubuh bagian tengah yang disebut sulcus dan memanjang ke bagian posterior. Sedangkan flagella yang lain ke arah transversal dan ditempatkan dalam suatu lekukan (cingulum) yang melingkari tubuh atau bentuk spiral pada beberapa belokan. Lekukan tranversal disebut girdle, merupakan cincin yang simpel dan jika berbentuk spiral disebut annulus. Flagellum transversal menyebabkan pergerakan rotasi dan pergerakan kedepan, sedangkan flagellum longitudinal mengendalikan air ke arah posterior.

Sel Dinoflagellata terbagai secara transversal oleh cingulum menjadi epiteka dan hipoteka. Pada Peridinium, epiteka tersusun atas 2 seri: apical (‘) dan precingular (‘’). Pada beberpara genus terdapat seri pelat yang tidak sempurna pada permukaan dorsal dengan 1-3 pelat interkalar anterior (a). Hipoteka tersusun atas 2 seri transversal: cingular (‘’’) dan antapikal (‘’’’) juga sering terdapat seri yang tidak sempurna yaitu interkalar posterior.

FENOMENA DAN PROBLEM

Dinoflagellata dalam jumlah yang kecil sebagai penyusun komunitas plankton laut, tetapi lebih melimpah di perairan tawar. Fenonema menarik yang dihasilkan oleh Pyrrophyta adalah kemampuan bioluminescence (emisi cahaya oleh organisme), seperti yang dihasilkan oleh Noctiluca, Gonyaulax, Pyrrocystis, Pyrodinium dan Peridinium sehingga menyebabkan laut tampak bercahaya pada malam hari.

Fenomena lainnya adalah pasang merah (red tide) yaitu blooming Pyrrophyta dengan 1- 20 juta sel per liter. Red tide dapat menyebabkan:

1. Kematian ikan dan invertebrata, jika yang blooming adalah Ptychodiscus brevis, Prorocentrum dan Gymnodinium breve

2. Kematian invertebrata jika yang blooming adalah Gonyaulax, Ceratium dan Cochlodinium

3. Kematian organisme laut, yang lebih dikenal sebagai paralytic shellfish poisoning, jika yang blooming adalah Gonyaulax.

Species yang hidup di air laut dari genus Gymnodinium dan Gonyaulax menyebabkan pasang merah ( “red tide”) terutama di daerah pantai New England, Florida, California dan Eropa yang menyebabkan paralitic shellfish poisoning (PSP). Di bawah kondisi lingkungan yang ideal dan didukung adanya substansi pertumbuhan menyebabkan populasi species tertentu bertambah jumlahnya. Riegel (1949) menggambarkan bahwa red tide di Monterey Bay, California kepadatan Gonyaulax mencapai 20 sampai 40 juta organisme per cm³. Namun demikian red tide tidak selalu merah, ada kemungkinan berwarna kuning atau coklat. Konsentrasi substansi metabolic toxic tertentu (saxitoxin) dengan level yang tinggi menyebabkan kehidupan organisme di laut akan terbunuh. Pada tahun 1972 red tide yang terjadi di pantai New England dan Florida, jutaan burung, ikan dan hewan lainnya telah terbunuh dan mendatangkan malapetaka bagi industri kerang-kerangan karena larangan memakan remis besar (clam and cysters).

Gymnodinium merupakan contoh Dinoflagellata yang tubuhnya tidak tersusun oleh pelat-pelat. Banyak dijumpai hidup di air tawar dan air laut, merupakan dinoflagellata yang cingulumnya terletak di tengah-tengah dan melingkari sel dengan sempurna dan berakhir pada permukaan ventral.

Ceratium hidup di air laut ataupun air tawar, mempunyai tiga prosesus dinding sehingga berbentuk seperti terompet, yang satu pada akhir tubuh, sedang yang dua ditempat tubuh lain yang tidak digunakan untuk berlabuh. Histiophysis mempunyai bentuk seperti kendi dan Ornithocercus mempunyai bentuk seperti layar atau sayap.

PROTISTA AUTOTROF EUKARIOTIK: EUGLENOPHYTA

Euglenophyta merupakan organisme uniseluler yang bersifat autorof, karena memiliki klorofil a dan b, b karoten dan beberapa xanthofil yaitu astaxanthin yang dikenal juga sebagai euglenarodhon atau haematokrom. Euglena sanguinea mempunyai astaxanthin sangat banyak sehingga menyebabkan air kolam berwarna merah.

Kloroplast berbentuk bulat, seperti pita, bintang atau menyerupai jala. Mempunyai pirenoid. Cadangan makanan berupa paramilum (b 1-3 polimer glukosa) yang terletak di dalam sitoplasma, tidak seperi Chlorophyta amilumnya terdapat di dalam kloroplast.

Euglenophyta disebut juga Euglenoidina, merupakan organisme yang motil karena memiliki 1 – 3 flagella di bagian anteriornya. Sel organisme ini tidak memiliki dinding, tubuh hanya diliputyi pellicle yang sering disebut periplas yang terletak tepat di bawah plasmalemma.

STRUKTUR SEL

Organisme ini mempunyai tingkat perkembangan lebih tinggi daripada Cyanophyta karena sudah mempunyai inti yang tetap dan mempunyai khloroplast seperti pada tumbuhan tinggi. Karena itu Euglena dapat melangsungkan fotosinthesa dan tumbuh seperti halnya pada tumbuhan tinggi. Semua euglenoid mempunyai satu atau dua flagella yang menyebabkan mereka dapat bergerak secara aktif. Selnya telah mempunyai bentuk yang tetap, dinding sel bukan terdiri dari selulosa melainkan suatu selaput tipis yang dapat mengikuti gerakan sel euglenoid yang sewaktu-waktu dapat berubah bentuk.

Ujung anterior dari sel berupa sitostoma, dan dibawahnya berupa “kerongkongan”/gullet. Pada beberapa jenis celah ini berguna untuk memasukkan makanan berbentuk padat, tetapi pada beberapa jenis tidak demikian. Gullet terdiri atas leher yang sempit (cytopharynx) dan bagian posterior yang membesar berupa waduk (reservoir). Waduk berhubungan dengan vakoula kontraktil. Pada genera tertentu pada gulletnya terdapat batang farink, terletak parallel dengan panjang gullet, dan ujung bawahnya sampai setinggi dasar waduk atau memanjang ke ujung posterior dari sel. Fungsi organ ini untuk menyokong sitostoma waktu menelan makanan padat.

Flagella dari Euglena pangkalnya tertanam pada dasar waduk dan keluar sepanjang sitofarinx dan sitostoma. Yang mempunyai satu flagella, tumbuh ke muka. Genera yang mempunyai dua flagella, flagellanya sama panjang dan tumbuh ke arah depan tetapi lebih banyak genera yang flagellanya tidak sama panjang. Flagelnya mempunyai rumbai-rumbai sepanjang batang (tipe tinsel).

Sistem pergerakan flagella pada prinsipnya sama dengan pergerakan baling-baling. Pergerakan flagellum pada 1 atau 2 bidang digunakan untuk dorongan atau sentakan. Gelombang dari sistem undulatory ini lewatnya dari dasar ke ujung dan langsung mengendalikan organisme dalam arah yang berlawanan atau pergerakan gelombang lewat dari ujung ke dasar dan ini gerakan sentakan organisme.

Sel mempunyai sebuah pigmen merah menyerupai bintik mata. Pigmen merah ini merupakan astaxanthin yang hanya dijumpai pada golongan Crustaceae.

Cadangan makanan berupa paramilum yaitu bentuk antara dari polisakharida, jadi bukan berupa amilum seperti pada tumbuhan tinggi atau glycogen seperti pada binatang.

Euglenophyta dapat hidup secara autotrof tetapi juga secara saprofit; tidak dapat hidup dalam medium yang hanya mengandung garam-garam anorganik, tetapi akan cepat tumbuh bila dalam medium ditambah dengan sejumlah asam amino. Beberapa jenis hidup secara obligat saprofit sedang yang lain obligat autotrof, disamping ada yang hidup secara holozoik yaitu dapat menangkap dan menelan mangsanya seperti pada binatang.

Hubungan antara Euglenophyta dengan alga lainnya masih belum jelas. Melihat adanya persamaan dalam hal warnanya, maka diduga ada persamaannya dengan Chlorophyta, tetapi organisasi protoplast antara keduanya jauh berbeda. Dalam kenyataannya kelompok euglenoid ini mempunyai persamaan dengan Chrysophyta, Dinoflagellata dan Volvox.

REPRODUKSI

Aseksual

Dengan pembelahan sel, baik waktu sedang aktif bergerak atau dalam keadaan istirahat. Pada genera yang mempunyai lorika (pembungkus sel) protoplast membelah di dalam lorika, kemudian salah satu anak protoplast keluar dari lorikanya dan membentuk lorika baru, sedang yang satu tetap di dalam lorika lamanya dan tumbuh menjadi sel baru. Pada sel yang bergerak aktif, pembelahan memanjang sel (longitudinal) dan dimulai dari ujung anterior. Pada genera yang mempunyai satu flagella, mula-mula blepharoplast membelah menjadi dua, satu membawa flagelanya dan satu lagi akan menghasilkan flagella baru.

Gambar 7.1. Pembelahan pada Euglenophyta

Pada yang mempunyai dua flagella, dapat terjadi salah satu sel anakan membawa dua flagel lamanya dan sel anakan yang lain akan menghasilkan dua flagella baru atau dapat terjadi masing-masing sel anakan membawa satu flagella dan kemudian masing-masing menghasilkan satu flagella lagi. Pembelahan sel pada yang tidak bergerak aktif dapat berlangsung dalam keadaan dibungkus oleh selaput lendir. Kadang-kadang protoplast anakan tidak keluar dari selaput pembungkusnya sebelum membelah lagi. Dalam kasus seperti ini akan terbentuk koloni yang tidak permanen, yang pada waktu tertentu selnya akan bergerak aktif kembali. Pada banyak genera dijumpai bentuk berupa siste berdinding tebal. Bentuk siste ada yang menyerupai sel vegetatifnya, tetapi kebanyakan bentuknya berbeda, bulat atau polygonal. Protoplast dapat menghasilkan sangat banyak euglenarhodone, sehingga berwarna sangat merah. Biasanya siste berkecambah dengan keluarnya protoplast dari dalam dinding yang tebal dan tumbuh manjadi sel baru yang bergerak aktif.

Seksual

Adanya konjugasi/penggabungan sel vegetatif pernah dijumpai pada beberapa euglenoid, tetapi kasus ini masih sangat kabur. Autogami (penggabungan dua inti anakan dalam sel), pernah dijumpai pada Phacus.

Contoh : genera Euglena (berwarna hijau)

Astasia (tidak berwarna)

Cryptomonas ( hijau )

Chilomonas (tidak bewarna)

Euglena

Termasuk semua anggota Euglenophyceae yang selama hidupnya sel selalu mempunyai flagel dan dapat bergerak. Hidupnya soliter, tidak pernah membentuk koloni. Kloroplast berbentuk cakram sampai bentuk pita. Spesies tertentu dari Euglena yang mempunyai khloroplast juga menghasilkan pigmen merah (euglenarhodone), yang jumlahnya dapat demikian banyak sehingga mengaburkan isi selnya. Euglenarhodone adalah suatu keton karetenoid (Gambar 7.2).

Makanan Euglena sangat bervariasi meliputi segala organisme.hidup. Cytostoma Euglena dapat digembungkan dengan sangat besar untuk menelan mangsanya yang besar.

Bila Euglena tumbuh di tempat gelap dengan substrat organik yang cocok, warnanya hilang, tetapi akan berwarna kembali bila ada cahaya. Pada keadaan yang luar biasa, Euglena dapat menghasilkan suatu varietas/ras yang tidak berwarna (apokhlorotik), ras ini tetap tidak berwarna meskipun ada cahaya. Ras apokhlorotik ini dapat diperoleh dengan memperlakukan sel Euglena dengan streptomysin dalam cahaya.

Cadangan makanan Euglena berupa paramylum, yaitu karbohidrat yang tidak larut, bentuknya dapat berupa cakram cincin, batang atau bulat, yang kadang-kadang ukurannya relatif besar. Paramylum berupa polysaccharida yang rumus molekulnya menyerupai tepung/pati, tetapi tidak bereaksi dengan tes pati. Butir paramylum menyerupai butir pati/amylum, yaitu mempunyai lapisan yang konsentris.

Euglena sering kali dapat memberi warna pada air bila dalam jumlah yang banyak. Banyak dijumpai di dalam kolam-kolam kecil yang banyak mengandung bahan organik. Dalam bentuk kehidupan yang saprofit tanpa zat warna, jarang dijumpai dan bila ada biasanya terdapat pada tempat-tempat dimana terjadi purifikasi (pembusukan). Beberapa jenis Euglena hidup pada lumpur sepanjang tepi sungai, estuarine, atau payau-payau bergaram. Pada tempat ini dapat tumbuh subur sehingga cukup memberi warna pada lumpur. Jika populasinya di kolam sangat banyak, maka menyebabkan permukaan kolam seperti tertutup lapisan hijau yang dapat berubah warna menjadi merah dalam beberapa jam.

Astasia mempunyai bentuk mirip Euglena, hanya tidak berwarna karena tidak memiliki kloroplas, sehingga bersifat heterotrof.

Phacus mirip juga dengan Euglena, tetapi selnya lebih kaku karena memiliki keel, kloroplast discoid, tanpa pirenoid, paramylum bodi besar berbentuk seperti donat dan terletak di tengah sel. Partamylum bodi Lepocinclis berbentu cincin tetapi di kedua sisi anterior.

Peranema

Tubuhnya yang memanjang dengan suatu evaginasi (reservoir) di bagian ujung anterior. Vakuola kontraktil berupa suatu kantung, dan dua flagella muncul dari dinding tersebut. Sebuah pigmen berupa suatu bintik atau berupa stigma dan bertempat di area dasar flagella yang panjang yang berfungsi untuk fotoreseptif. Pada Peranema yang tidak berwarna, kedua flagella panjang yang muncul dari suatu alur berupa jalan kecil ke arah belakang. Tubuh tertutup oleh pelicle dan bersifat fleksibel dan punggung yang longitudinal akan tampak dengan mikroskop elektron.

Peranema bersifat holozoik. Cara ingesti Peranema telah dipelajari secara detail. Bagian akhir anterior tubuhnya terdapat dua organ rod paralel dinamakan organ rod yang letaknya berdekatan dengan reservoir. Bagian anterior organ rod yang disebut cytostoma yang berhubungan dengan reservoir. Pada proses makannya, organ rod ditonjolkan keluar untuk berlabuh dengan menyentakkan tubuhnya menangkap mangsanya untuk kemudian ditelan secara keseluruhan atau organ rod tersebut dapat digunakan untuk memotong makanan baru kemudian ditelan dan dihancurkan di dalam vacuola makanan.

Colacium

Colacium calvum bersifat epizoik pada copepoda, rotifera dan zooplankton air tawar lainnya.

Sel-sel dari Colacium dibungkus oleh selaput lendir yang melekat dengan suatu tangkai pada inangnya, ujung anterior sel menghadap ke bawah. Tangkai lendir terbentuk karena bagian anterior sel manghasilkan lebih banyak lendir. Mempunyai banyak khloroplast berbentuk cakram, dengan atau tanpa pirenoid.

Inti tunggal, besar terletak pada bagian posterior (atas) dari sel. Bagian anterior (bawah) sel/protoplast mengandung gullet yang jelas dan juga ada bintik mata. Pada koloni bentuk pohon, protoplastnya tidak mempunyai flagella.

Protoplast dari Colacium juga dapat berkembang membentuk stadium telanjang yang amoeboid, dan berkembang secara vegetatif. Dapat pula berbentuk stadium telanjang yang amoeboid dengan 4 inti. Pada stadium ini reproduksi dengan membentuk tunas dengan satu inti dan kemudian mengalami metamorfose menjadi sel kembar dengan satu flagella.

Bila pembelahan sel berlangsung, sel anakan masing-masing akan membentuk tangkai yang tetap melekat pada tangkai induknya. Pembelahan sel yang berulang-ulang akan menghasilkan koloni yang berbentuk pohon (dendroid). Sel-sel dari koloni membentuk pohon berbentuk bulat telur atau lonjong.

Sel dari stadium/bentuk dendroid atau palmelloid, protoplastnya dapat menghasilkan satu flagellum dan keluar berupa suatu zooid yang berenang bebas. Zooid ini berenang beberapa saat sebelum menanggalkan flagellanya dan menghasilkan dinding.

Gambar 7.2. Yang membedakan Euglena dan Phacus adalah adanya keel pada Phacus. Trachelomonas tubuhnya ada dalam lorika (Entwisle et al., 1999).

CHLOROPHYTA

Chlorophyta merupakan kelompok besar (lebih dari 7000 spesies) yang anggotanya terdiri dari algae hijau yang hidup sebagai plankton di air tawar dan sebagian kecil di air laut. berbentuk filamen nonmotil atau thaloid, dan mempunyai flagella. Sel-selnya dikelilingi oleh dinding selulosa yang sama dengan tanaman hijau multiseluler seperti halnya kloroplasnya. Hal ini mendukung argumentasi bahwa Chlorophyta termasuk dalam kingdom tumbuhan. Diduga ancestornya merupakan autotrof fotosintetik yang merupakan penyatuan endosimbiotik antara eukariotik heterotrofik dan Cyanobacteria.

Diantara spesies Chlorophyta, yang paling sederhana yaitu uniseluler adalah Chlamydomonas, sedangkan yang lebih kompleks umumnya hidup berkoloni. Kelompok multiseluler dan berkoloni berevolusi dari uniseluler berflagella.

Chlamydomonas banyak dijumpai di kolam dan danau. Jika populasinya sangat banyak bisa menyebabkan danau berwarna merah. Haematococcus merupakan spesies yang sangat mirip dengan Chlamydomonas, sama-sama memp[unyai dua flagella, namun isi selnya ada di dalam tubuh sentral yang dihubungkan dengan bagian luarnya dengan suatu pelebaran protoplas. Chlamydomonas memiliki kloroplast tunggal dengan beberapa pirenoid dan satu atau beberapa vakuola kontraktil.

Sel-sel Gonium, Pandorina, dan Eudorina menyusun sejumlah koloni dari 4 sampai 64 sel yang saling berpegangan pada materil mucoid. Koloni yang sangat besar berbentuk speris cekung seperti pada Volvox dan Pleodorina yang mengandung ratusan sel yang bagian dalamnya dihubungkan oleh untaian protoplasmik yang ditambahkan dengan material mucoid. Semua koloni mengorientasikan dengan gerakan flagella dan berenang ke arah depan.

Volvox merupakan Chlorophyta berkoloni yang banyak dijumpai di perairan tawar. Koloni berbentuk bola sferis yang dindingnya terdiri atas ribuan sel biflagella yang saling bergandengan di dalam suatu matriks bergelatin. Sel dihubungkan dengan sitoplasma. Koloni besar akan melepaskan koloni anakan berukuran kecil yang berada di dalamnya (Gambar 6.1).