SIAPA sih di dunia ini yang tidak membutuhkan oksigen? Jawabanya, TIDAK ADA. Manusia, hewan, dan makhluk hidup yang melakukan proses respirasi atau pernapasan pasti membutuhkan oksigen. Baik orang yang sehat maupun yang sakit tetap memerlukan oksigen untuk melangsungkan kehidupannya. Bayangkan, jika di bumi ini tidak tersedia oksigen yang cukup, apa yang akan terjadi? Tentu saja kehidupan akan menjadi kacau, laju kematian meningkat, populasi makhluk hidup termasuk manusia akan menurun drastis, bahkan banyak sekali makhluk hidup yang akan mengalami kepunahan. Kita wajib bersyukur, hingga saat ini kita masih bisa bernapas dengan leluasa dan gratis. Lantas, siapa sebenarnya yang menghasilkan oksigen secara gratis tersebut? Mari kita bahas!
Oksigen merupakan unsur vital bagi kehidupan
Secara garis besar, makhluk hidup dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, yaitu aerobik dan anaerobik. Aerobik atau aerob merupakan kelompok makhluk hidup yang membutuhkan oksigen untuk melangsungkan proses respirasi di dalam tubuhnya. Contoh organisme aerobik yaitu manusia, hewan, dan berbagai macam makhluk hidup lainnya. Pada organisme aerob, oksigen berperan sebagai akseptor atau penerima elektron terakhir dalam reaksi transfer elektron pada respirasi seluler. Pada tahap akhir reaksi tersebut akan dihasilkan energi metabolik bagi sel-sel tubuh (dalam bentuk ATP, adenosin trifosfat), sehingga tubuh kita bisa bekerja dengan baik. Tanpa energi tersebut, otot-otot dalam tubuh kita tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
Adapun bahan makanan yang kita konsumsi seperti nasi yang mengandung karbohidrat, merupakan bahan yang akan diubah menjadi energi bagi tubuh. Nah, proses pengubahan nutrisi menjadi energi tubuh tersebut memerlukan oksigen. Jadi, kita bernapas tidak hanya sekedar mengambil oksigen dari lingkungan dan mengeluarkan karbon dioksida dari dalam tubuh, tetapi ada fungsinya tersendiri bagi tubuh.
Sementara itu, makhluk hidup kelompok anaerobik atau an aerob merupakan golongan yang tidak membutuhkan oksigen. Reaksi respirasi seluler mereka dapat terjadi dengan bantuan unsur lain yang bertindak sebagai akseptor elektron terakhirnya. Keberadaan oksigen bukanlah penentu keberhasilan sintesis energi bagi sel-sel mereka. Bahkan, bagi golongan mikroorganisme anaerobik obligat, oksigen dapat menjadi racun yang menghambat pertumbuhan mereka. Contoh makhluk hidup kelompok ini yaitu berbagai macam bakteri.
Berdasarkan kebutuhan oksigen tersebut, jelas manusia pasti membutuhkan oksigen dalam hidupnya. Bahkan, berdasarkan Sharecare, manusia dewasa dapat mengonsumsi sekitar 11.000 liter oksigen setiap harinya. Bayangkan jika volume oksigen yang dihirup tersebut tidak gratis atau berbayar, maka berapa Rupiah yang harus kita keluarkan setiap harinya hanya untuk biaya pernapasan? Mari kita ilustrasikan! Harga 1 liter oksigen murni (ONEMED) yaitu sekitar Rp. 17.000, jika daily oxygene consumption kita sekitar 11.000 liter, maka total biaya yang harus kita keluarkan setiap harinya yaitu sekitar Rp. 187 juta. Sungguh biaya yang sangat fantastis bukan? Ya tentu saja sangat mencekik, terutama bagi kita yang penghasilannya ngepas UMR. Oleh karena itu, kita wajib mensyukuri nikmat yang telah Tuhan berikan kepada kita, sehingga kita dapat bernapas secara gratis tanpa mengelurkan 1 perak pun. Lantas, siapa sih produser oksigen tersebut?
Mikroalgae, pahlawan yang terlupakan
Kita seringkali mendengar himbauan yang berbunyi “Jangan tebang pohon, nanti oksigen akan habis!”. Tidak salah, memang benar salah satu penghasil oksigen di bumi adalah tumbuh-tumbuhan termasuk pepohonan. Mereka melakukan proses fotosintesis setiap hari untuk menghasilkan oksigen bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, faktanya penghasil oksigen terbesar di bumi bukanlah tumbuhan ataupun pepohonan. Lalu siapa? Mereka adalah mikroalgae atau yang lebih populer dikenal sebagai fitoplankton. Sekitar 80% dari total oksigen di bumi dihasilkan oleh mikroalgae.
Algae adalah kelompok protista yang merupakan makhluk hidup mirip tumbuhan yang memiliki pigmen klorofil sehingga bisa melakukan fotosintesis. Algae dapat dibedakan menjadi makrolagae (berukuran besar, seperti rumput laut) dan mikrolagae (berukuran kecil, misalnya Spirullina dan Chlorella). Sesuai dengan namanya, mikroalgae berukuran miko atau kecil, sel-sel mereka tidak dapat dilihat secara langsung, melainkan harus menggunakan alat bantu seperti mikroskop. Ada ratusan ribu spesies mikroalgae di bumi. Mereka dapat dijumpai di berbagai macam habitat, baik di air tawar, air asin, daerah ekstrim seperti kutub dan kawah, hingga aerial bersimbiosis dengan jamur atau fungi membentuk lumut kerak / lichen. Bahkan, mereka sering kita jumpai di kolam-kolam retensi atau waduk yang berwarna kehijauan yang seringkali dikira sebagai lumut.
Keanekaragaman mikroalgae sangat tinggi, bahkan taksonomi mereka pun hingga kini masih menimbulkan perdebatan, apakah mereka seharusnya masuk kelompok bakteri atau masuk kelompok tumbuhan. Secara umum, berdasarkan warna dan morfologinya, mikroalgae dapat dibedakan menjadi Cyanobacteria (Algae hijau-biru), Chlorophyta (algae hijau), Diatom, Chrysophyta (Keemasan), Euglenophyta, Phaeophyta (Alga Coklat), hingga Rhodophyta (Algae merah). Dengan diversitas yang tinggi tersebut, potensi yang mereka miliki sangat besar, termasuk dalam menghasilkan oksigen.
Namun, sebagian besar dari masyarakat awam tentu tidak mengenal mereka. Sehingga pantas rasanya mereka diberi gelar sebagai pahlawan yang tak dikenali sekaligus terlupakan.
Mikroalgae sebagai penghasil oksigen terbesar di bumi
Sebagai makhluk hidup yang mampu berfotosintesis, mikroalgae mampu menyerap karbon dioksida dari lingkungan dan merubahnya menjadi sumber energi bagi sel-selnya dalam bentuk gula / glukosa. Pada siang hari, mereka akan menangkap energi matahari dalam bentuk foton yang kemudian digunakan untuk memecah molekul air melalui reaksi fotolisis yang akan menghasilkan produk berupa oksigen dan hidrogen. Oksigen akan mereka keluarkan ke lingkungan, sedangan ion hidrogen akan dikonversi membentuk sumber energi lain yang penting bagi proses fotosintesis mereka. Hal demikian akan selalu mereka lakukan selama sikluk hidup mereka.
Dengan jumlah lautan atau perairan yang sangat luas, bahkan lebih dari 70% permukaan bumi, mikroalgae dapat tumbuh dengan baik dan mendiami habitat akuatik yang luas tersebut. Artinya, banyak pula aktivitas fotosintesis yang mereka lakukan. Semakin tinggi jumlah mikroalgae yang berfotosintesis, maka semakin banyak oksigen yang akan dibebaskan ke bumi. Tak heran, dengan jumlah yang melimpah tersebut, mereka adalah pahlawan yang sangat berjasa bagi kehidupan makhluk hidup lainnya termasuk manusia.
Mikroalgae dan perubahan iklim global
Proses fotosintesis memerlukan bahan-bahan berupa air, karbon dioksida dan energi dari cahaya matahari. Air akan dikonversi menjadi oksigen pada reaksi terang (biasanya terjadi pada siang hari), sedangkan karbon dioksida akan dikonversi menjadi glukosa / gula pada reaksi gelap fotosintesis (malam hari). Sebagaimana yang kita ketahui, karbon dioksida merupakan salah satu polutan penyebab Efek Rumah Kaca yang telah menimbulkan perubahan iklim global. Akumulasi gas tersebut semakin hari semakin tinggi akibat masifnya kegiatan industri, transportasi, dan kegiatan lainnya yang membebaskan karbon dioksida di atmosfer. Bahkan, melalui proses pernapasan pun, kita ikut menyumbangkan karbon dioksida ke lingkungan.
Efek rumah kaca telah dilaporkan menimbulkan global warming dan global boiling yang makin lama makin parah. Hal ini terjadi akibat akumulasi gas-gas tersebut di atmosfer dapat memerangkap radiasi panas matahari di permukaan bumi, akibatnya temperatur global mengalami peningkatan. Permasalahan tersebut tentu akan berdampak negatif bagi manusia. Peningkatan suhu rata-rata permukaan bumi menyebabkan es di daerah kutub mencair, sehingga menaikkan permukaan air laut dan menurunkan permukaan daratan.
Ancaman tenggelamnya suatu pulau akibat peningkatan permukaan air laut tersebut bukanlah dongeng belaka, sudah banyak contoh kasus yang dapat dilihat seperti yang terjadi di daerah pesisir Jakarta dan Semarang. Selain itu, radiasi yang tinggi dapat menyebabkan permasalahan kesehatan seperti kanker kulit pada manusia. Juga, beberapa spesies amphibi terancam punah akibat peningkatan temperatur global yang mempengaruhi penentuan jenis kelamin mereka.
Berterimakasihlah kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah menciptakan mikroalgae yang telah berjasa dalam membantu menyerap akumulasi karbon dioksida tersebut melalui proses fotosintesis yang mereka lakukan. Bayangkan jika mereka mogok berfotosintesis? Maka akumulasi gas beracun tersebut akan meningkat dengan drastis dalam waktu yang singkat, manusia akan keracunan, kekurangan oksigen, hingga mengalami kematian yang mengerikan.
Bioprospek mikroalgae lainnya
Mikroalgae, meskipun kecil, tidak dikenali, dan terlupakan, mereka sebenarnya sumber cuan yang menjanjikan. Berbagai macam spesies mikroalgae telah banyak dilirik karena kandungan karbohidrat, protein, lipid, pigment, dan senyawa-senyawa metabolit sekunder mereka yang melimpah. Bahkan, telah banyak perusahaan yang mengultivasi atau mengembangkan mikroalgae tersebut untuk menghasilkan biomassa mereka yang dapat diransformasi menjadi valuable products. Mikroalgae yang telah umum dikembangkan yaitu Spirullina dan Chlorella sebagai sumber protein sel tunggal, obat-obatan, hingga kosmetik. Bahkan, Haematoccocus pluvialis dapat dijadikan sebagai sumber penghasil Astaxanthin (the strongest natural antioxidant) dengan harga jual yang sangat tinggi. Selain itu, sebagai makhluk hidup dengan akumulasi lipid lebih tinggi daripada kelapa sawit, mereka juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber penghasil biodiesel. Sehingga, mereka tak hanya sekedar menyerap karbon dioksida dan menghasilkan oksigen saja, tapi dapat memberikan sumber penghasilan potensial bagi manusia. Sangat keren bukan?
Penulis: Angga Puja Asiandu adalah Mahasiswa Program Doktoral Biologi Universitas Gadjah Mada/UGM
