## RESPON STRES PADA SPONS DAN POTENSI APLIKASINYA SEBAGAI BIOMONITOR POLUTAN PADA EKOSISTEM TERUMBU KARANG
Ariyanti Suhita Dewi *)

## ABSTRAK
Spons  adalah  hewan  invertebrata  sesil  yang  termasuk  dalam  golongan  metazoan  primitif  dan sederhana.  Mobilitasnya  yang  rendah  menyebabkan  spons  mempunyai  kemampuan  beradaptasi yang  tinggi  terhadap  perubahan  lingkungan.  Sebagai  filter  feeder,  spons  mengakumulasi  polutan dari  lingkungannya.  Oleh  karena  itu,  spons  dapat  dimanfaatkan  sebagai  alat  untuk  mendeteksi polusi logam  berat dan  limbah  kimiawi yang  bersifat non-biodegradable.  Secara ekologis,  masing- masing  spesies  spons  menunjukkan  tingkat  ketahanan  yang  berbeda  terhadap  gangguan. Pengamatan  terhadap  struktur  komunitas  spons  yang  meliputi  diversitas  jenis  dan  kelimpahan dapat  memberikan  informasi  mengenai  integritas  biologis  pada  ekosistem  setempat.  Deteksi stres lingkungan  pada  tingkat molekuler juga  dapat dilakukan dengan mengamati  ekspresi protein indikator  stres  yaitu  Heat  Shock  Protein  (HSP)  70  sebagai  biomarker  pada  spons.  Respon spons  yang  sensitif  dan  beragam  terhadap  stres  lingkungan  menjadik an  spons  sebagai bioindikator  yang  potensial  untuk  diaplikasikan  dalam  program  biomonitoring  ekosistem  terumbu karang.

## ABSTRACT: Stress response  in sponges and their potential applications to biomonitor stressors in coral reef ecosystem. By: Ariyanti Suhita Dewi
Sponges are sessile invertebrates that belong to the class of primitive and simple metazoans. Slow mobility causing sponges  to  develop a  high adaptability toward  environmental changes. As filter  feeder,  sponges  bioaccumulate  pollutants  from  their  surroundings.  Therefore,  they  can  be used  as  tools  to  detect  heavy  metals  pollutions  and  non-biodegradable  chemical  wastes. Ecologically, every sponge species demonstrates different level of resiliency toward disturbances. Observation on their community  structures, including species  diversity, richness  and abundance, provides  information  on  the  biological  integrity  of  their  inhabited  ecosystem.  Detection  of environmental  stress  also  can  be  conducted  by  measuring  the  expression  of  stress  indicator protein  such  as  Heat  Shock  Protein  (HSP)  70  as  biomarker  in  sponges.  These  sensitive  and diverse  stress  responses  make  sponges  as  potential  bioindicators  for  biomonitoring  program  of coral  reef  ecosystem.
KEYWORDS: stress response, sponges, biomonitor, coral reefs

## PENDAHULUAN
Terumbu  karang  telah  dieksploitasi  manusia sebagai sumber makanan, pariwisata, produk farmasi, dan produk lainnya selama ribuan tahun. Dewasa ini, terumbu  karang  bahkan  mulai  banyak  digunakan untuk keperluan medis karena potensinya sebagai “ladang”  penghasil  m etabolit  sekunder  yang bermanfaat sebagai obat (Hodgson, 1999). Sayangnya, meskipun  telah  mendatangkan  banyak  kegunaan, terumbu karang justru terus didera tekanan (stres) lingkungan yang tidak hanya disebabkan oleh peristiwa alam, akan tetapi juga oleh aktivitas manusia (stresor antropogenik).
Terminologi  stres  secara  umum  didefinisikan sebagai  respon  suatu  kesatuan  biologis  (individu, populasi, komunitas, dan sebagainya) terhadap suatu gangguan/tekanan.  Stresor  secara  umum  dibagi menjadi dua, yaitu stresor akut dan stresor kronis. Stresor akut adalah stresor yang terjadi dalam jangka
waktu yang relatif pendek namun memberikan dampak jangka panjang yang signifikan, misalnya: tumpahan minyak, Harmful Algal Blooms (HAB), dan perubahan iklim. Sementara, stresor kronis adalah stresor yang terjadi dengan level rendah namun kontinyu dalam jangka panjang, misalnya polusi nutrien, logam berat, pestisida,  cat  antifouling,  aktivitas  perikanan,  dan eksplorasi (Crowe et al., 2000).
Sebagai bagian dari upaya penanganan kerusakan serta menjamin kesinambungan ekosistem terumbu karang dalam jangka panjang, maka perlu dilakukan monitoring  kualitas  lingkungan  perairan  secara kontinyu. Hal ini dapat dilakukan melalui pemanfaatan spons (laut dan air tawar) sebagai biomonitor polutan berdasarkan responsnya terhadap stres di lingkungan habitatnya.
Dalam  ulasan  ini,  penulis  akan  membahas sejumlah  literatur  yang  melaporkan  potensi  dan efektivitas spons sebagai biomonitor polutan pada ekosistem terumbu karang.
* Imposex: pembentukan  organ  seksual  yang  berbeda  dengan  aslinya,  umumnya  terjadi  pada siput. Sumber:  Crowe et al., 2000.
Tabel 1. Efek stresor antropogenik terhadap ekosistem terumbu karang
POT ENSI  APLIKASI  SPONS   SEBAGAI BIOMONITOR POLUTAN
Menurut  Roberts  et  al.  (2002),  58%  terumbu karang  di  dunia  terancam  rusak  akibat  aktivitas manusia. Polusi antropogenik umumnya berasal dari pengembangan wilayah pesisir, sedimentasi, buangan rumah  tangga,  nutrifikasi,  penambangan  koral, eutrofikasi, dan overfishing (Carpenter et al., 2008).
Dampak dari polusi ini sangat beragam dan disajikan secara ringkas dalam Tabel 1 (Crowe et al., 2000).
Fenomena degradasi terumbu karang akibat ulah manusia menuntut dilakukannya penanganan yang serius untuk memitigasi dampak destruktif dari polutan dan menghindari terjadinya kerusakan terumbu karang secara permanen. Untuk itu, diperlukan suatu program monitoring  terintegrasi  yang  dapat  mendeteksi
Jenis stres Dam pak Negara Buangan rum ah tangga Pergantian alga coklat dengan alga biru-hijau Penurunan divers itas  terum bu karang AS Buangan rum ah tangga Migras i kerang, digantikan oleh alga Penurunan dens itas  dan kecepatan tum buh Argentina Kilang m inyak Penurunan dens itas  dan kecepatan tum buh m olus ka Karibia Tam bang tem baga Kum pulan teritip digantikan oleh alga hijau yang tahan tem baga Chile Tributilin (TBT) Im pos ex* pada gas tropoda s tenoglos an Seluruh dunia Hilangnya s pes ies  s iput laut karnivora Eropa Pem bangkit tenaga lis trik Mortalitas  m akroalga AS Pergantian s pes ies  teritip Inggris Penurunan divers itas  alga coklat Inggris Kerang Tidak ada efek terhadap kelim pahan Afrika Selatan Penurunan ukuran dan kelim pahan Afrika Selatan Hilangnya kum pulan kerang atau digantikan oleh alga koral Gelidium   atau teritip Afrika Selatan Molus ka Penurunan ukuran dan kelim pahan Aus tralia Gas tropoda Pertum buhan m akroalga Chile dan AS Makroalga Penurunan ukuran dan kelim pahan Chile dan AS Peningkatan aks es  gas tropoda, rendahnya rekolonis as i alga, jika tidak ada gas tropoda, terjadi invas i alga oportunis tik; Chile dan Afs el Penurunan kelim pahan teritip dan kerang AS Penurunan kelim pahan m akroalga dan s pes ies  lainnya Inggris  dan Aus tralia Peningkatan area kos ong Aus tralia Peningkatan area kos ong; tum buhnya s pes ies  oportunis tik Inggris  dan Aus tralia Littorina littorea Perubahan s truktur kom unitas AS Undaria pinnatifida Pergantian dom inas i m akroalga; perubahan s truktur kom unitas Perancis , Aus tralia, AS
Aktivitas pariw isata Aklim atisasi spesies baru Polusi term al Pem anenan Polusi nutrien Hidrokarbon Logam  berat Cat antifouling

## A. S. Dewi
terjadinya degradasi kualitas dan integritas biologis ekosistem laut secara dini (Linton & Warner, 2003).
Suatu program monitoring memerlukan indikator lingkungan  yang  dapat  memberikan  informasi mengenai level atau kondisi suatu ekosistem. Secara umum,  indikator  lingkungan  didefinisikan  sebagai parameter  atau  nilai  yang  dihasilkan  dari  suatu pengukuran  yang  dapat  memberikan  informasi mengenai  kondisi  lingkungan.  Secara  khusus, bioindikator merupakan spesies biologis atau grup spesies yang fungsi, populasi, dan statusnya dapat memberikan informasi kualitatif untuk menentukan integritas  ekosistem/lingkungan.  Informasi  yang diperoleh  dari  suatu  bioindikator  dapat  berupa perubahan  fisiologis,  kimiawi  dan/atau  perilaku. Sedangkan biomonitor merupakan organisme yang dapat memberikan informasi kuantitatif berupa data intensitas dan jumlah yang mengindikasikan adanya gangguan kualitas  ekosistem/lingkungan (Smith  & Hughes, 2008). Kondisi lingkungan juga dapat diukur dengan menggunakan biomarker, yaitu indikator yang dapat memberikan informasi mengenai perubahan biokimia, fisiologi, dan histokimia pada organisme akibat  paparan  xenobiotik  (senyawa  beracun) (Schröder et al., 2006).
Justifikasi penggunaan bioindikator dalam program monitoring lingkungan didasarkan pada 3 hal, yaitu kemampuannya  untuk  m engkaji  polutan  yang bioavailable; mendeteksi adanya efek biologis pada level  kontaminan  di  bawah  batas  deteksi  kimia analisis; serta mengkaji hubungan antagonistik aditif dan sinergistik antar polutan yang dapat memberikan informasi mengenai tipe kombinasi dari dampak polusi yang mengancam keberlangsungan terumbu karang (Jameson et al., 1998).
Penggunaan karakteristik bioakumulan pada spons untuk mendeteksi polutan yang bersifat persisten
Spons merupakan invertebrata sesil yang telah hidup sejak jaman Precambrian 700 juta tahun yang lalu dan merupakan organisme pembentuk karang pada masa Palaeozoic dan Mesozoic. Spons dapat hidup pada habitat air tawar maupun air laut serta tersebar mulai dari habitat iklim dingin Antartika hingga iklim  tropis.  Meskipun  diklasifikasikan  sebagai metazoan primitif dan sederhana, spons mempunyai sistem seluler yang canggih, proses reproduksi dan perkembangan yang kompleks, perilaku feeding yang beragam,  kemampuan  memproduksi  metabolit sekunder dengan jalur biosintesis yang rumit, serta memiliki jaringan komunikasi seluler dan hubungan simbiosis yang erat dengan organisme lain (Webster, 2007).
Telah  banyak  penelitian  yang  melaporkan penggunaan  respon  stres  dari  spons  sebagai bioindikator  dan  biomonitor  kualitas  perairan, beberapa di  antaranya  dapat  dilihat pada  Tabel 2. Berikut ini, akan diulas mengenai penggunaan spons sebagai  alat  deteksi  pencemaran  berdasarkan sifatnya sebagai bioakumulan, struktur komunitas, dan ekspresi protein pengindikasi stres.
Logam berat dan buangan kimia yang bersifat non- biodegradable seperti senyawa organoklorin (limbah pestisida),  organotin  (limbah  cat  antifouling),  dan hidrokarbon polisiklikaromatis (limbah minyak dan gas) merupakan  jenis-jenis  kontaminan  yang  bersifat persisten dalam lingkungan perairan (Smith & Hughes, 2008).  Keberadaan  kontaminan  tersebut  apabila melebihi ambang batas dapat bersifat toksik terhadap organisme laut dan berdampak buruk terhadap kualitas ekosistem (Goh, 2008).
Bioakumulasi polutan yang bersifat persisten dapat dikaji secara kuantitatif dengan menggunakan spons sebagai  biomonitor.  Hal  ini  didasarkan  pada kemampuan spons sebagai filter feeder yang dapat menyaring air sebanyak 100-1200 mL per jam setiap gramnya. Dilaporkan pula bahwa komunitas spons dapat  hidup  pada  tem pat  y ang  sam a  dan mengakumulasikan polutan dalam jangka waktu yang lama  (Rao  et  al.,  2008).    Karakter  ini  sangat bermanfaat  karena  spons  dapat  menyediakan informasi sinyal stres yang terpadu selama periode waktu  tertentu.   Oleh  karenanya,   spons  kini dikembangkan sebagai biomonitor pencemaran logam berat  melalui  “sponge  watch  program”  untuk menggantikan “mussel watch  program” (Olesen  & Weeks, 1994).
Penelitian terhadap spons  sebagai bioindikator pencemaran logam berat cukup beragam, di antaranya penelitian terhadap polutan timbal (Pb) dan tembaga (Cu)  pada  spons  Crambe  crambe  (Cebrian  et  al., 2003), Phorbas tenacior dan Dysidea avara (Cebrian et al., 2007); cadmium (Cd) pada Halichondria panicea (Olesen & Weeks, 1994); dan arsen (As), besi (Fe), mangan  (Mn)  serta  nikel  (Ni)  pada  Haliclona tenuiremosa (Rao et al., 2008). Penelitian lain juga melaporkan  pengamatan  spons  untuk  mendeteksi polychlorinated biphenyls (PCB) dari limbah industri (Perez et al., 2003) dan limbah polycyclic aromatic hydrocarbons  (PAH)  yang  berasal  dari  aerosol (Glyzina et al., 2002).
Jameson et al. (1998) menyatakan bahwa spesies koral  yang  berbeda  pada  lokasi  yang  sam a menunjukkan kecepatan penyerapan polutan yang ber beda  pula.  Hal   ini  m enunjukk an  bahwa metabolisme  koral  bekerja  secara  aktif  terhadap penyerapan polutan, dan bukan pasif seperti yang
Tabel 2.  Jenis-jenis spons yang potensial untuk dikembangkan sebagai bioindikator dan/atau biomonitor (dari berbagai sumber)
Jenis spons Jenis polutan antropogenik  Bioindikator/b io m arker Referensi Am phim edon viridis Buangan rum ah tangga Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Aplysina cauliform is Sedim entasi dan gelom bang Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Aplysina fistularis Polutan level rendah Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Aplysina fulva Gelom bang kuat Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 T idak spesifik Struktur kom unitas Diaz et al.,  2004 T idak spesifik Struktur kom unitas Gochfeld et al.,  2007 Axynella polipoides Perubahan suhu Ekspresi sinyal tem peratur (siklase Zocchi et al.,  2001 Baikalospongia interm edia Logam  berat Pb dan Z n heat shock protein (HSP) 70 Schröder et al.,  2006 Callyspongia californica Sedim entasi Struktur kom unitas Carballo, 2006 Chlatria venosa Organik Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 T idak spesifik Struktur kom unitas Diaz et al.,  2004 Chondrilla nucula T idak spesifik Struktur kom unitas Gochfeld et al.,  2007 T idak spesifik Struktur kom unitas Diaz et al.,  2004 Chondrosia reniformis Logam  berat Pb dan Cu heat shock protein (HSP) 70 Cebrian et al.,  2006; Cebrian et al. , 2007a Cliona caribbaea Polutan level rendah Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Cliona celata Buangan rum ah tangga Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Cliona delitrix Buangan rum ah tangga Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Cliona rhodensis Sedim entasi Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Cliona schm idti Sedim entasi Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Cliona  sp. Sedim entasi Struktur kom unitas Carballo, 2006 Cliona vastifica Sedim entasi Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Cliona verm ifera Sedim entasi Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Cliona vesparia Sedim entasi dan gelom bang Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Cliona viridis Buangan rum ah tangga Taksonom i dan distribusi Carballo et al.,  1994 Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Crambe cram be Logam  berat Pb dan Cu Bioakum ulasi Cebrian et al. , 2003; Cebrian et al. , 2007a Crella elegans Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Dysidea avara Logam  berat Pb dan Cu Bioakum ulasi Cebrian et al. , 2007a Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Dysidea fragilis Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Geodia cydonium Perubahan suhu dan keasam an heat shock protein (HSP) 70 Koziol et al.,  1996 PCB (Polychlorinated biphenyls ) heat shock protein (HSP) 70 W iens et al.,  1998 Deterjen PLA2 (phospholipase A2) Ugarkovic et al.,  1991 T idak spesifik Ekspresi gen ras  dan PKC (protein kinase C) Ugarkovic et al.,  1990 Geodia papyracea T idak spesifik Struktur kom unitas Diaz et al.,  2004 Halichondria bowerbanki Organik dan anorganik Struktur kom unitas Carballo et al.,  1996 Halichondria panicea Logam  berat Cd Bioakum ulasi Olesen and W eeks, 1994 Haliclona caerulea Sedim entasi Struktur kom unitas Carballo, 2006 Haliclona curacaoensis T idak spesifik Kelim pahan dan diversitas Diaz et al.,  2004 Haliclona impexiform is T idak spesifik Kelim pahan dan diversitas Diaz et al.,  2004 Haliclona manglaris T idak spesifik Kelim pahan dan diversitas Diaz et al.,  2004 Haliclona  sp. T idak spesifik Salycilihalam ide A Abdo et al.,  2007 Logam  berat Cd dan Cu Agregasi Goh, 2008 Haliclona tenuirem osa Logam  berat As, Cd, Cu, F e, M n, Ni Bioakum ulasi Rao et al.,  2008
Tabel 2.  Jenis-jenis spons yang potensial untuk dikembangkan sebagai bioindikator dan/atau biomonitor (dari berbagai sumber) (lanjutan)
Jenis spons Jenis polutan antropogenik Bioindikator/biomarker Referensi Hymeniacidon  sp. Tidak spesifik Struktur komunitas Gochfeld et al.,  2007 Hyrtios proteus Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Iotochrota birotulata f. musciformis Organik Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Lubomirsk ia abietina Polychlorinated biphenyls (PCB) heat shock  protein (HSP) 70 Schröder et al.,  2006 Lubomirsk ia baik alensis Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) Bioakumulasi Glyzina et al.,  2002 Lubomirsk ia fusifera Polychlorinated biphenyls (PCB) heat shock  protein (HSP) 70 Schröder et al.,  2006 Microciona  sp. Sedimentasi Struktur komunitas Carballo, 2006 Mycale hentscheli Tidak spesifik Variabilitas spasial dan temporal Page et al.,  2005 Mycale magniraphidiphera Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Mycale micracanthoxea Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Mycale microsigmatosa Buangan rumah tangga Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Mycale  sp. Sedimentasi Struktur komunitas Carballo, 2006 Niphates erecta Tidak spesifik Struktur komunitas Gochfeld et al.,  2007 Oscarella lobularis Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Phorbas fictitius Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Phorbas tenacior Logam berat Pb dan Cu Bioakumulasi Cebrian et al.,  2007a Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Reniera fulva Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Reniera mucosa Organik dan anorganik Struktur komunitas Carballo et al.,  1996 Scopalina ruetzleri Organik Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Buangan rumah tangga Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Spirastrella decumbens Sedimentasi Struktur komunitas Carballo, 2006 Spongia officinalis Polychlorinated biphenyls (PCB) Bioakumulasi Perez et al.,  2003 Spongia tubulifera Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Suberites domuncula Tidak spesifik Mekanisme resistensi MXN (multixenobiotic ) Muller et al.,  1996 Tidak spesifik Asam okadiat Wiens et al.,  2003 Logam berat Cd dan bakteri Apoptosis Wagner et al.,  1998 Tectitethya crypta Sedimentasi Tidak spesifik disadur dari Alcolado, 2007 Tedania ignis Tidak spesifik Struktur komunitas Diaz et al.,  2004 Xestospongia muta Pemutihan dan stres heat shock  protein  (HSP)
Lopez-Legentil et al.,  2008

## A. S. Dewi
diduga  sebelumnya.  Di  masa  mendatang,  perlu dil akukan  peneliti an  lebih  m endal am   untuk menentukan apakah fenonema serupa juga berlaku untuk spons. Apabila hipotesis tersebut terbukti benar, maka perlu dilakukan validasi metode dan kalibrasi untuk memperoleh metode kuantisasi yang optimal.
Penentuan struktur komunitas spons sebagai parameter kualitas  air
Integritas  biologis  suatu  komunitas  akuatik ditentukan dengan mengukur struktur komunitasnya, yang meliputi diversitas jenis dan spesies indikator (Jameson  et  al.,  1998).  Gochfeld  et  al.  (2007) menambahkan bahwa kedua hal tersebut juga dapat digunakan sebagai parameter kualitas air. Keberadaan polutan dapat menginduksi perubahan struktur dan fungsi  komunitas  baik  secara  kualitatif  maupun kuantitatif.  Secara  umum,  stres  dipercaya  dapat mengakibatkan  penurunan  diversitas  spesies  dan meningkatkan dominasi spesies yang bersifat toleran (Linton & Warner, 2003).
Menurut  Alcolado  (2007),  inv ertebrata  sesil merupakan organisme yang ideal sebagai bioindikator karena:  1)  kemampuan  beradaptasi  yang  tinggi terhadap  perubahan  lingkungan  akibat  rendahnya mobilitas, sehingga kelimpahannya atau absensinya memberikan gambaran mengenai kondisi ekologis sec ara  um um ,   2)  k om posisi  dan  struk tur komunitasnya tidak terpengaruh oleh adanya migrasi dan  perpindahan  lokal,   3)  dalam   upayanya mempertahankan  diri  terhadap  predasi,  spons menghasilkan  ‘senjata’  kimiawi  di  mana  proses biosintesisnya lebih banyak dipengaruhi kondisi fisik lingkungan dibandingkan interaksi  ekologis antara jenisnya sendiri.
Beberapa  penelitian  telah  dilakukan  melalui pengamatan  distribusi  spons  dan  menentukan struktur komunitasnya untuk keperluan biomonitoring lingkungan. Pada perairan tropis, peningkatan densitas spons dilaporkan berkorelasi dengan produktivitas dan eutrofikasi  (Linton  &  Warner,  2003).  Pengamatan Gochfeld et al. (2007) terhadap dominasi spons dari jenis Aplysina fulva, Chondrilla nucula, Hymeniacidon sp.,  dan  Niphates  erecta  di  perairan  Panama menunjukkan adanya suatu pola dominasi spesies yang berbeda di beberapa area lokasi. Lokasi dengan tingkat polusi tinggi umumnya didominasi oleh jumlah spesies spons yang lebih sedikit. Hal ini diduga terjadi karena masing-masing spesies spons menunjukkan respon yang berbeda terhadap pola stres tertentu.
Hipotesis ini didukung oleh penelitian Carballo et al. (2006) di perairan Pulau Venados, Mexico yang menyatakan bahwa terjadinya perubahan struktur dan komposisi himpunan spons disebabkan oleh adanya
peningkatan sedimentasi. Akan tetapi, kendati dapat memberikan  indikasi  adanya  stresor  lingkungan, metode  struktur  komunitas  spons  tidak  dapat dibandingkan antar ekosistem yang berbeda secara geografis (Diaz et al., 2004).
Biomarker  Heat  Shock  Proteins  (HSP)  pada spons  untuk  deteksi  stres  pada  tingkat molekuler
Proses  adaptasi  suatu  organisme  terhadap tekanan  lingkungan  memicu  terbentuknya  suatu mekanisme pertahanan diri. Salah satu mekanisme pertahanan  diri  yang  dibentuk  oleh  spons  adalah melalui ekspresi protein Heat Shock Protein (HSP). Secara  umum,  HSP  terdiri  atas  5  famili  yang dit em ukan  dal am   eukari ot,  4  di  antaranya dikelompokkan berdasarkan berat molekulnya, yaitu HSP90, HSP70, HSP58-60, dan HSP 20-30. HSP ke lima  dikenal  sebagai  ubiquitin.  HSP  merupakan komponen sel yang esensial karena terlibat dalam formasi kompleks protein transient. Diduga, HSP juga berperan  dalam  siklus  sel  dan  perkembangannya (Koziol et al., 1996). Dari beberapa HSP yang ada, protein HSP70 merupakan protein yang paling sering digunakan  sebagai  indikator  stres  pada  spons. Protein ini telah berhasil diisolasi dan dikarakterisasi dari kelas Demospongia, Calcarea, dan Hexactinellida. Dilaporkan bahwa gen HSP70 sangat terkonservasi. Famili Heat Shock Protein 70 (HSP70) terdiri atas sitoplasmik  yang  terinduksi  suhu  HSP70,  HSC70 yang terekspresi secara konstitutif dan Grp78 yaitu protein  yang  diregulasi  oleh  glukosa.  HSP70  dan HSC70 diaktivasi oleh protein DnaJ yang diinduksi oleh suhu. Grp78 terdapat pada lumen dari retikulum endoplasmik,  sedangkan  HSP70  terdapat  pada sitosol. HSP70 merupakan biomarker paparan yang tersebar pada organisme  akuatik (Schröder et  al., 2006).
Selama  di  bawah  tekanan  stres,  protein  HSP terlibat dalam pelipatan polipeptida proses translokasi protein dan denaturasi protein serta berperan dalam meminimalisasi terbentuknya agregasi protein (Lopez- Legentil et al., 2008). HSP dikenal sebagai protein indikator  stres  karena  ekspresi  transkripsi  dan translasinya diinduksi oleh responnya  terhadap stres yang disebabkan oleh perubahan suhu pada Geodia cydonium dan Xestospongia muta (Koziol et al., 1996; Lopez-Legentil et al., 2008), osmosis pada spons air tawar (Schröder et al., 2006), keasaman pada Geodia cydonium (Koziol et al., 1996), logam berat misalnya Pb, Zn, Cd, Cu pada Chondrosia reniforis dan spons air tawar (Cebrian et al., 2006; Cebrian et al., 2007; Schröder et al., 2006) serta bahan organokimia seperti polychlorinated  biphenyls  (PCB)  pada  Geodia cydonium (Wiens et al., 1998; Schröder et al., 2006).

## A. S. Dewi
Seperti halnya pada spons, gen HSP70 pada ikan juga diekspresikan pada kondisi stres. Namun, studi lebih lanjut menunjukkan bahwa ekspresi HSP pada spons merupakan biomarker stres yang  lebih baik daripada  ikan  karena  ekspresi  HSP  pada  ikan dipengaruhi oleh variasi fisiologis (Schröder et al., 2006).
Selain HSP70, stres lingkungan yang disebabkan oleh suhu juga dapat dideteksi melalui mekanisme induksi resistensi multixenobiotic (MXN) (Muller et al., 1996), ekspresi protein 14-3-3 (Wiens et al., 1998), apoptosis  sel  spons  (Schröder  et  al.,  2002)  serta aktivasi  ADP-ribosa  siklase  yang  diinduksi  asam absisat  melalui  mekanisme yang  tergantung pada protein kinase A. Fenomena ini diamati pada spons laut Axynella polipoides (Zocchi et al., 2001).

## POT ENSI   PENE RAPAN  SPO NGE  WATCH PROGRAM DI INDONESIA
Sebagai negara kepulauan yang sebagian besar terdiri atas perairan dangkal, Indonesia merupakan salah satu negara dengan terumbu karang terbesar dan terpenting di dunia. Diperkirakan terdapat 850 jenis spons telah diidentifikasi dari perairan Indonesia (Dewi, 2009). Tingginya kelimpahan dan penyebaran jenis  spons  tersebut  sangat  potensial  untuk dimanfaatkan  sebagai  alat  pendeteksi  penurunan kualitas  ekosistem  terumbu  karang  pada  habitat setempat.
Sebagai contoh, Kepulauan Seribu yang terletak di  bagian  utara  Jakarta,  merupakan  salah  satu gugusan terumbu karang yang mengalami tekanan lingkungan  secara  terus  menerus  akibat  aktivitas manusia yang destruktif seperti penangkapan ikan, penambangan koral, penjangkaran, tumpahan minyak, pariwisata serta limbah industri dan rumah tangga. De Voogd et al. (2008) mengamati korelasi antara data diversitas  dan  distribusi  spons  dengan  pengaruh aktiv itas  manusia  terhadap  himpunan  karang. Dilaporkan bahwa peningkatan diversitas spons seiring dengan  peningkatan  kualitas  lingkungan perairan. Pengamatan lebih lanjut menunjukkan bahwa zona paling tercemar dihuni oleh koral yang toleran terhadap stres dan spesies beracun.
Selain struktur himpunannya, spons yang hidup di  perairan  tersebut  dapat  digunakan  sebagai bioindikator degradasi lingkungan bergantung pada peruntukannya.  Menurut  De  Voogd  et  al.  (2008), terdapat 11 genus spons yang dominan ditemukan di per airan  Pulau  Ser ibu  yaitu  genus  Aapt os, Amphimedon, Axynissa, Callyspongia, Cinachyrella, Clathria, Dysidea, Lamellodysidea, Petrosia, Stylissa, dan Xestospongia. Berdasarkan Tabel 2, spons dari genus Dysidea, misalnya, dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator logam berat berdasarkan kemampuan
bioakumulasinya,  sedangkan  spons  dari  genus Xestospongia dapat digunakan sebagai bioindikator peningkatan temperatur air laut akibat efek perubahan iklim  berdasarkan  overekspresi  protein  HSP70. Penggunaan spons multi-taxa sebagai bioindikator juga dapat dimanfaatkan secara terintegrasi untuk memberikan informasi yang komprehensif mengenai jenis polutan dan sumber pencemarannya.
Seleksi  terhadap  metode  biomonitoring  yang paling efektif sangat tergantung pada tujuan program yang  ingin  dicapai,  termasuk  di  dalamnya  status ekosistem, struktur manajemen, serta kondisi politis dan sosial ekonomi suatu negara. Pemilihan metode biomonitoring  yang  ideal  perlu  didasarkan  pada pertimbangan  biaya,  waktu,  pertanggungjawaban ilmiah, tingkat keahlian, serta metode yang mudah diadaptasi dan reproducible (Linton & Warner, 2003). Oleh  karena  itu,  protokol  bioassessment  harus merefleksikan tujuan manajemen dan perlu didesain secara spesifik agar dapat memenuhi kebutuhan dan kemampuan dari program biomonitoring (Jameson et al., 1998).

## PENUTUP
Terumbu  karang  dan  ekosistem  laut  terus m engalam i  degradasi  pada  lev el  y ang mengkhawatirkan  akibat  paparan  gangguan  dari aktivitas manusia. Untuk memitigasi dampak destruktif dar i  str esor  antropogenik,  suatu  program biomonitoring polutan untuk mendeteksi pencemaran lingkungan  laut  mutlak  diperlukan.  Program  ini memerlukan  bioindikator  yang  dapat  memberikan informasi  secara kualitatif dan kuantitatif mengenai kondisi ekologis perairan dan deteksi dini terhadap gangguan. Invertebrata sesil seperti spons merupakan bioindikator  yang  ideal  untuk  digunakan  dalam program biomonitoring karena organisme tersebut secara  kontinyu  terpapar  perubahan  lingkungan. Rendahnya  m obili tas  m enyebabkan  spons mempunyai kapasitas adaptasi yang tinggi terhadap habitatnya  dan  memberikan  respon  yang  sensitif terhadap stres.  Dampak polutan terhadap spons dapat dideteksi melalui sifat kumulatif biologisnya, struktur komunitasnya,  dan  respon  biologisnya  secara molekuler.  Penggunaan  spons  multi-taxa  sebagai bioindikator dapat dimanfaatkan secara terintegrasi untuk  memberikan  informasi  yang  komprehensif mengenai jenis polutan dan sumber pencemarannya.
Oleh  karena  hasil  biomonitoring  merefleksikan aktivitas sosial dan ekonomi di wilayah pesisir, data dan  informasi  yang diperoleh  dapat  dipergunakan sebagai  dasar  untuk  menyusun  rekomendasi  dan strategi kebijakan bagi para manajer dalam manajemen pengembangan  wilayah  pesisir  dan  konservasi terumbu karang.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdo, D.A., Motti, C.A., Battershill, C.N., and Harvey, E.S. 2007.  Temperature  and  spatiotemporal  variability  of Salicylihalamide A in the Sponge Haliclona sp. Journal of Chemical  Ecology,  3:  1635–1645.
Alcolado,  P.M.  2007.  Reading  the  code  of  coral  reef sponge  community  composition  and  structure  for environmental  bio-monitoring:  some  experiences from Cuba. Porifera Research: Biodiversity, Innovation and  Sustainability:  3–10.
Carballo, J.L., Sanchez-Moyano, J.E., and Garcia-Gomez, J.C.  1994.  Taxonomic  and  ecological  remarks  on boring sponges Clionidae from the straits of  Gibraltar from  (southern  Spain)  tentative  bioindic ators? Zoological Journal of the Linnean Society 112: 407– 424.
Carballo,  J.L.,  Naranjo,  S.A.,  and  García-Gómez,  J.C. 1996.  The  use  of  marine  sponges  as  stress indicators  in  marine  ecosistems  at  Algeciras  bay (southern  Iberian  Peninsula).  Marine  Ec ology Progress Series 135:  109–122.
Carballo,  J.L.  2006.  Effect  of  natural  sedimentation  on the  structure  of  tropical  rocky  sponge  assemblages. Ecoscience  13  (1):  119–130.
Carpenter,  K.E.  2008.  One-third  of  reef-building  corals.
Science  321:  560–563.
Cebrian,  E.,  Mart,  R.,  Uriz,  M.J.,  and  Turon,  X.    2003.
Sublethal  effec ts  of  c ontamination  on  the Mediterranean  sponge  Crambe  c rambe:  Metal ac cumulation  and  biological  responses.  Marine Pollution  Bulletin  46:  10.
Cebrian,  E., Agell,  G.,  Martý,  R.,  and  Uriz,  M.  J.  2006.
Response  of  the  Mediterranean  sponge  Chondrosia reniformis Nardo to copper pollution. Marine Ecology Progress Series 141:  452–458.
Cebrian,  E.,  Uriz,  M.,  and  Turon,  X.  2007.  Sponges  as biomonitors  of  heavy  metals  in  spatial  and  temporal surveys  in  Northwestern  Mediterranian:  Multispecies Comparison.  Environmental  Toxicology  26  (11): 2430–2439.
Crowe, T.P., Thompson, R.C., Bray, S., and Hawkins, S.J. 2000.  Impacts  of  anthropogenic  stress  on  rocky intertidal  communities.  Journal  of  Aquatic  Ecosistem Stress and Recovery 7: 273–297.
De  Voogd, N.J.  and  Cleary, D.F.R. 2008. An analysis  on sponge  diversity  and  distribution  at  three  taxonomic levels  in  the  Thousand  Islands/J akarta  bay  reef complex, West Java, Indonesia. Marine Ecology 209: 205–215.
Dewi,  A.S.  2009.  Biologic ally   Ac tiv e  Sec ondary
Metabolites From Tropical Marine Organisms. Thesis: The  University  of  British  Columbia,  Canada.
Diaz,  M.C.,  Smith,  K.P.,  and  Rutzler,  K.  2004.  Sponge species  richness  and  abundance  as  indicators  of mangrove  epibenthic   c ommunity  health.  Atoll Research  Bulletin  518:  1–17.
Glyzina, O. Y., Belykh, L. I., Latyshev, N. A. and Glyzin, A. V. 2002. Study of mutual influence of polycyclic aromatic hydrocarbons  (Anthracene,  Pyrene)  and  Baikalian
sponges  in  model  experiments.  Chemis try  for Sustainable  Development  10:  409–412.
Gochfeld,  D.J.,  Schlöder,  C.,  and  Thacker,  R.W.  2007.
Sponge community structure and disease prevalence on  coral  reefs  in  Bocas  del  Toro,  Panama.  Porifera Research: Biodiversity, Innovation and Sustainability: 335–343.
Goh,  B.  2008.  Research  on  ec otoxic ology  and applications  in  Singapore:  description  of  the  sponge aggregation  assay.  Interdisciplinary  Studies  on Environmental  Chemistry-Biological  Response  to Chemical  Pollutants:  17–29.
Hodgson, G. 1999. A global assessment of human effects on coral reefs. Marine Pollution Bulletin 38 (5): 345– 355.
Jameson, S.C., Erdmann, M.V., Gibson, G.R., and Potts, K.W. 1998. Development of biological criteria for coral reef  ecosystem  assessment.  Atoll  Research  Bulletin 450:  1–102.
Koziol, C.,  Wagner-Hulsman, C.,  Mikoc, A.,  Gamulin, V., Kruse, M., Pancer, Z., Schacke, H., and Muller, W.E.G. 1996.  Cloning  of  a  heat-inducible  biomarker,  the cDNA encoding the 70 kDa heat shock protein , from the  marine  sponge  Geodia  cydonium:  response  to natural  stresors.  Marine  Ecology  Progress  Series 136:  153–161.
Linton, L.M. and Warner, F. 2003. Biological indicators in the  Caribbean  c oastal  zone  and  their  role  in integrated  coastal  management.  Ocean  &  Coastal Management  46:  261–276.
Lopez-Legentil, S., Song, B., McMurray, S.E., and Pawlik, J .R.  2008.  Bleac hing  and  stres  in  coral  reef ecosystems:  HSP70  expression  by  the  giant  barrel sponge  Xestospongia  muta.  Molecular  Ecology  17: 1840–1849.
Muller,  W.E.G.,  Steffen,  R.,  Rinkevich,  B.,  Matranga,  V., and Kurelec, B.  1996.  The  multixenobiotic resistance mechanism  in  the  marine  sponge:  Suberites domunc ula  :  its  potential  applic ability  for  the evaluation  of  environmental  pollution  by  toxic compounds.  Marine  Biologiy  125:  165–170.
Olesen, T.M.E.  and  Weeks,  J.M.  1994. Accumulation  of Cd  by  the  marine  sponge  Halic hondria  panicea Pallas:  effects  upon  filtration  rate  and  its  relevance for  biomonitoring.  Bulletin  of  Env ironmental Contamination  and  Toxicology  52:  722–728.
Page, M., West, L., Northcote, P., Battershill, C., and Kelly,
M.  2005.  Spatial  and  temporal  variability  of  cytotoxic metabolites  in  populations  of  the  New  Zealand sponge  Mycale  hentscheli.  Journal  of  Chemical Ecology  31  (5):  1161–1174.
Perez, T., Wafo, E., Fourt, M., and Vacelet, J. 2003. Marine sponges  as  biomonitor  of  polyc hlorobiphenyl c ontamination:  Conc entration  and  fate  of  24 congeners. Environmental Science & Technology 37 (10):  2152–2158.
Roberts,  C.M.,  McClean,  C.J.,  Veron,  J.E.N.,  Hawkins, J.P.,  Allen,  G.R.,  McAllister,  D.E.,  Mittermeier,  C.G., Schueler,  F.W.,  Spalding,  M.,  Wells,  F.,  Vynne,  C., Werner,  T.B.  2002.  Marine  biodiversity  hotspots  and

## A. S. Dewi
conservation  priorities  for  tropical  reefs.  Science 295:1280–1284.
Rao,  J.V., Srikanth,  K.,  Pallela,  R.,  and  Rao, T.G.  2008. The  use  of  marine  sponge,  Haliclona  tenuiramosa as  bioindicator  to  monitor  heavy  metal  pollution  in the  coasts  of  Gulf  of  Mannar,  India.  Environmental Monitoring and  Assessment:  1–9.
Schröder, H.C., Efremova, S.M., Margulis, B.A., Guzhova, I.V.,  Itskovich,  V.B.,  and  Muller,  W.E.G.  2006.  Stress response  in  Baik alian  sponges  exposed  to pollutants.  Hydrobiologia  568:  277–287.
Schröder,  H.C.  and  Müller,  W.E.G.  2002.  Molecular approaches to  study  stres  adaptation,  bioactivity  and phylogenetic   relationships  within  the  Porifera. Fundamental  Genetic  Processes  and  Mechanisms: 67–69.
Smith,  T.  and  Hughes,  J.A.  2008. A  review  of  indicators and  identification  of  gaps:  Deep-sea  habitats. Research  &  Consultancy  Report  No.  45.  National Oceanography  Centre,  Southampton,  pp.  1–72.
Ugarkovic, D., Kurelec, B., Krca, S., Batel, R., Robitzki, A.,
Muller, W.E.G., and Schroder, H.C. 1990. Alteration in ras-gene  expression  and  intracellular  distribution  of protein  kinase  C  in  the  sponge  Geodium  cydonium in  response  to  marine  pollution.  Marine  Biology  107: 191–197.
Ugarkovic, D., Kurelec, B., Muller, W. E.G., and Schröder,
H.C.  1991.  Inhibition  of  release  of  phospholipase A2
from  sponge  cells  (Geodia  cydonium)  by  detergent- polluted  sea  water.  A  sensitive  method  to  monitor marine  pollution.  Bulletin  of  Env ironmental Contamination  and  Toxicology  47:  751–757.
Wagner, C., Steffen, R., Koziol, C., Betal, R., Lacorn, M., Steinhart,  H.,  Simat,  T.,  and  Muller,  W.E.G.  1998. Apoptosis  in  marine  sponges:  a  biomark er  for environmental  stres  (cadmium  and  bacteria).  Marine Biology  131:  411–421.
Webster,  N.S.  2007.  Sponge  disease:  a  global  threat? Environmental  Microbiology  9  (6):  1363–1375.
W iens,  M.,  Koziol,  C.,  Hassanein,  H.M.A.,  Batel,  R., Schroder, H.C., and Muller, W. 1998. Induction of gene expression  of the  chaperones  14-3-3  and  HSP70  by PCB  118  (2,  3’,  4  4’,  5-pentachlorobiphenyl)  in  the marine  sponge  Geodia  cydonium:  novel  biomarker for  polyc hlorinated  biphenyls.  Marine  Ec ology Progress  Series  165:  247–257.
Wiens, M., Luckas, B., Brümmer, F., Shokry, M., Ammar, A.,  Steffen,  R.,  Batel,  R.,  Diehl-seifert,  B.,  Schröder, H.C., and Müller, W.E.G. 2003. Okadaic acid: a potential defense  molec ule  for  the  sponge  Suberites domuncula.  Marine  Biology  142:  213–223.
Zocchi,  E.,  Carpaneto,  A.,  Cerrano,  C.,  Bavestrello,  G., Giovine, M., Bruzzone, S., Guida, L.,  Franco, L., and Usai,  C.  2001.  The  temperature-signaling  cascade in  sponges  involves  a  heat-gated  cation  channel, abscisic  acid,  and  cyclic  ADP-ribose.  PNAS  98  (26): 14859–14864.