Ikan menelan air laut dan kemudian mengekskresikannya sebagai karbonat berbutir halus, yang sekarang dikenal sebagai bagian substansial dari sedimen dasar laut.
Pada bulan Februari 2011, tim ilmuwan dari AS dan AS mengumumkan bahwa komponen penting dari sedimen dasar laut tercipta di usus ikan.
Mereka mengatakan bahwa karbonat berbutir halus, diekskresikan oleh ikan pada tingkat yang sangat tinggi, diciptakan dari air laut yang dicerna oleh ikan dan bukan dari makanan mereka. Temuan ini dapat mengubah cara ahli geologi memahami kondisi selama masa geologis dan iklim Bumi, yang dicatat dalam endapan karbonat purba seperti batu kapur dan kapur.
Karya ini diterbitkan pada 21 Februari di Prosiding Akademi Sains Nasional. Penulis utama Chris Perry, geosains kelautan di Manchester Metropolitan University, mengatakan dalam siaran pers:
Pengakuan bahwa ikan dapat bertindak sebagai penghasil utama karbonat di lingkungan laut akan sepenuhnya tak terduga bagi sebagian besar komunitas ilmu kelautan. Mengingat seberapa banyak karbonat yang dihasilkan ikan ini, temuan ini juga jelas memiliki implikasi besar untuk pemahaman kita tentang berbagai sumber dan endapan karbonat di lautan, dan beberapa implikasi menarik untuk memahami dari mana banyak lumpur di batu kapur dan kapur dapat berasal.
Endapan kristal karbonat sferoid, seperti yang terlihat di bawah mikroskop, dari jenny perak (Eucinostomus gula). Kredit Gambar: Chris Perry, et. Al
Karbonat berbutir halus yang ditemukan dalam sedimen laut sebelumnya dianggap mengendap dari air laut atau hasil dari disintegrasi kerangka invertebrata laut seperti karang dan kerang. Tetapi para ilmuwan juga telah lama mengetahui bahwa limbah ikan laut termasuk karbonat berbutir halus. Seperti apa bentuknya, dan berapa banyak yang diproduksi? Para peneliti dari penelitian ini memutuskan untuk mencari karbonat yang disekresikan ikan mikroskopis di Bahama, sebuah daerah yang terkenal dengan pasir karbonat putihnya yang indah dan perairan tropis dangkal yang dipenuhi kehidupan.
Pertama, mereka perlu memeriksa karbonat berbutir halus yang ditemukan dalam pelet tinja sebelas spesies ikan yang berbeda. Anggota masing-masing spesies ikan dikumpulkan dan ditahan di dalam tangki selama periode waktu tertentu untuk menentukan jumlah pelet tinja yang mereka hasilkan. Kemudian para ilmuwan menganalisis kristal karbonat yang diekstrak dari pelet tinja yang baru diendapkan. Mereka menemukan bahwa spesies ikan yang berbeda menghasilkan berbagai jenis kristal karbonat; sebagian besar kristal individu tidak lebih besar dari 30 mikrometer (0,0011 inci, sekitar 1/3 ketebalan selembar kertas). Dalam variasi bentuk dan ukuran kristal karbonat, morfologi yang paling umum ditemukan adalah ellipsoid, bundel jerami, dumbel, dan kristal karbonat berbentuk bola.
Sekolah ikan kepala sekolah (Lutjanes apodus) di tangki lab. Pelet karbonat putih telah mengendap di lantai tangki. Kredit Gambar: Chris Perry, et. Al
Ikan kepala sekolah (Lutjanus apodus) mengeluarkan kristal ellipsoidal carbonate mikroskopis padat dikemas. Kredit Gambar: Chris Perry, et. Al
Pertanyaan selanjutnya adalah, berapa banyak karbonat dalam sedimen dasar laut dihasilkan oleh ikan? Para ilmuwan mengukur jumlah karbonat yang ditemukan dalam pelet tinja untuk spesies ikan dengan ukuran berbeda. Mereka menggunakan pengukuran dasar tersebut, bersama dengan perkiraan total populasi ikan berdasarkan survei yang dilakukan oleh ahli biologi kelautan lainnya, untuk menyimpulkan bahwa ikan dari kepulauan Bahama menyumbang sekitar 6 juta kilogram (lebih dari 13.000.000 pon) karbonat setiap tahun. Distribusi kristal karbonat yang diturunkan dari ikan ini bervariasi menurut habitat, dengan konsentrasi tertinggi ditemukan di rawa-rawa karang dan bakau di mana populasi ikan tertinggi.
Dalam hal total produksi lumpur karbonat - semua sumber karbonat termasuk ganggang berkapur dan pengendapan kalsium karbonat anorganik dari air asin - ikan rata-rata menyumbang sekitar 14 persen dari produksi lumpur karbonat tahunan di seluruh Bahama. Konsentrasi bervariasi dengan habitat, mulai dari kurang dari satu persen di lamun dan padang rumput alga hingga sekitar 70 persen di rawa-rawa bakau.
Sampel dari yellowfin mojarra (Gerrus cinereus), seperti yang terlihat di bawah mikroskop, menunjukkan kristal karbonat berbentuk tidak teratur. Kredit Gambar: Chris Perry, et. Al
Bukti bahwa ikan memainkan peran penting dalam mengisi kembali karbonat dalam sedimen laut memiliki implikasi menarik dalam memahami masa lalu Bumi. Rod Wilson, ahli biologi ikan di University of Exeter, mengatakan dalam siaran pers yang sama:
Suatu bidang studi masa depan yang jelas dalam bidang ini berkaitan dengan catatan geologis dan, khususnya, dengan peran proses ini dalam periode sejarah Bumi ketika kimia lautan sangat berbeda dan suhu jauh lebih hangat. Sebagai contoh, sebuah studi pendahuluan memperkirakan produksi karbonat ikan di bawah kondisi air laut Kapur, waktu (146-65 juta tahun yang lalu) ketika sejumlah besar kapur diendapkan (terkenal termasuk White Cliffs of Dover).
Studi-studi ini, meskipun pada tahap awal, menunjukkan peningkatan besar-besaran dalam produksi karbonat ini oleh ikan selama zaman kuno ini. Mungkin ikan telah menjadi kontributor utama pada endapan karbonat ikonik ini, di samping fosil mikro dari organisme bercangkang. Namun, kami belum mencari bukti langsung dari kontribusi ikan yang tidak biasa ini, dan kami sedang mencari dana penelitian untuk membantu menjawab pertanyaan yang menarik ini.
Tidak pasti sampai sejauh mana kristal karbonat yang berasal dari ikan ini akan memengaruhi kondisi iklim di masa depan. Naiknya suhu laut dapat meningkatkan populasi ikan, sehingga meningkatkan jumlah karbonat di sedimen laut. Tetapi peningkatan keasaman lautan dari karbon dioksida dapat menyebabkan lebih banyak karbonat larut, mempengaruhi hewan yang tergantung pada karbonat.
Penemuan bahwa ikan berkontribusi hingga 14 persen dari karbonat dalam sedimen laut di Bahama memberikan cahaya baru tentang bagaimana ekosistem laut bekerja. Kristal organik berbutir halus yang disekresikan oleh ikan memiliki bentuk dan ukuran yang bervariasi berdasarkan spesies. Sebagian besar endapan ditemukan di daerah dengan populasi ikan berkepadatan tinggi, seperti terumbu karang dan rawa-rawa bakau. Penemuan ini juga memiliki implikasi dalam memahami sejarah geologis dan iklim planet kita sebagaimana dicatat dalam endapan batu kapur dan kapur. Dan itu membuka pertanyaan baru tentang peran ikan dalam ekosistem laut dan pengaruhnya terhadap perubahan iklim.