Dua studi lapangan baru—satu tentang larva karang dan yang lainnya tentang larva ikan—untuk pertama kalinya menguji bagaimana suara bawah air secara bersamaan memengaruhi larva ikan dan karang, dikombinasikan dengan teknologi restorasi lainnya seperti material hidup dan platform pemukiman yang dicetak 3D. Lokasi penelitian adalah Teluk Kōneōohe di Hawaiōi, di lepas pantai pulau Oōahu, dan beberapa peristiwa pemijahan diamati pada tahun 2023 dan 2024. “Kami telah menunjukkan dalam satu rangkaian studi lapangan bahwa suara meningkatkan keberadaan larva ikan dan larva karang pada struktur terumbu buatan,” kata Aaron Thode, seorang peneliti di Scripps Institution of Oceanography, kepala Scripps Environmental Acoustics Lab, dan penulis utama studi larva karang.
Para ilmuwan dari Scripps Oceanography memimpin studi ini bekerja sama dengan Universitas Hawai'i dan mitra lainnya dalam konsorsium Rapid Resilient Reefs for Coastal Defense (R3D), sebuah proyek yang berfokus pada strategi berbasis alam untuk mengurangi energi gelombang, melindungi garis pantai, dan meningkatkan ketahanan terumbu karang. Studi dan inisiatif R3D yang lebih luas didanai oleh Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
Studi terbaru, yang diterbitkan pada 8 Oktober di jurnal Communications Biology (bagian dari Nature Publishing Group), menyelidiki bagaimana pengayaan akustik memengaruhi penempelan larva karang—tahap kritis ketika larva yang hanyut bebas mencari tempat untuk menempel dan mulai membangun terumbu karang. Penelitian ini juga menunjukkan potensi material hidup dan permukaan penempelan yang dicetak 3D untuk mendorong penempelan karang dalam kondisi pemijahan alami. “Data kami menunjukkan bahwa ketika organisme yang hanyut ini merasakan banyak suara dari terumbu karang, mereka menafsirkan ini sebagai sinyal bahwa itu adalah tempat yang baik untuk menempel,” kata Thode. “Analisis kami juga memberikan bukti kuat bahwa sinyal kimia sintetis menarik organisme ini ke terumbu karang.”
Sebagai permulaan, tim mengumpulkan rekaman suara dari lingkungan terumbu karang yang sehat di lepas pantai Oahu, Hawai'i. Selama satu siklus bulan, perekam mereka menangkap suara ikan dan berbagai organisme lain, termasuk udang dan krustasea, yang menghasilkan suara jepretan khas. Para peneliti kemudian mengirimkan rekaman ini melalui pengeras suara bawah air di lokasi penelitian—area berpasir dangkal di lepas pantai pulau kecil Moku o Loe. Selama dua minggu, pengeras suara memutar rekaman terumbu karang dari matahari terbenam hingga matahari terbit.
Di sekitar pengeras suara, tim menempatkan 37 struktur buatan di dasar laut pada kedalaman 4,5 meter dan dengan interval 1 hingga 42 meter. Struktur-struktur tersebut bervariasi dalam desain dan sifat permukaan, dan termasuk mikrohabitat hasil rekayasa yang dikembangkan di Laboratorium Ekofisiologi dan Rekayasa Terumbu Karang oleh peneliti Scripps, Daniel Wangpraseurt. Mikrohabitat ini dibangun dengan dua cara: melalui arsitektur fisiknya, yang menciptakan ruang kolonisasi yang kompleks dan terlindungi, dan melalui lapisan permukaan hidup BRINK, "tinta terumbu karang" bioaktif yang mengandung bakteri hidup. BRINK dikembangkan oleh mantan peneliti pascadoktoral Scripps, Natalie Levy, dan rekan-rekannya di laboratorium Wangpraseurt.
Dalam tiga percobaan yang dilakukan selama dua tahun, penyelam ilmiah mengukur kolonisasi larva karang satu dan dua minggu setelah bulan baru, ketika pemijahan terjadi. Menggunakan sumber cahaya biru genggam dan filter kuning, mereka menghitung larva individu yang telah menempel pada setiap struktur. Percobaan menunjukkan bahwa struktur di dekat pengeras suara memiliki tingkat kolonisasi tertinggi. Di antara struktur tersebut, struktur yang diberi perlakuan BRINK menunjukkan kinerja terbaik. "Akustik membantu, dan dengan biofilm hidup, hasilnya jauh lebih baik," kata Thode. "Dikombinasikan dengan struktur yang memiliki celah, peningkatan akustik bekerja sangat baik untuk kolonisasi larva karang."
Studi tersebut mencatat bahwa struktur cetak 3D khusus yang dikembangkan oleh rekan-rekan di Institut Biologi Kelautan Hawai'i juga memberikan hasil yang baik, tetapi diuji hanya dengan suara dan bukan dengan BRINK. Untuk eksperimen selanjutnya, tim merekomendasikan penggabungan pengayaan akustik dengan struktur berlapis BRINK yang lebih kompleks ini untuk memaksimalkan peluang keberhasilan kolonisasi karang. "Sekarang kami memiliki bukti bahwa beberapa teknologi ini berfungsi di lapangan, yang merupakan langkah maju yang sangat besar," kata Wangpraseurt, yang juga merupakan peneliti utama proyek R3D di UC San Diego dan salah satu penulis studi tersebut. "Ini membawa kita lebih dekat pada visi terumbu karang hibrida, kelas baru infrastruktur pesisir hidup yang menggabungkan teknik dan biologi untuk melindungi garis pantai kita sekaligus mendukung pertumbuhan dan pemulihan ekosistem terumbu karang."
Dalam sebuah studi terkait yang baru-baru ini diterbitkan di Scientific Reports, mahasiswa PhD Scripps, Océane Boulais dan rekan-rekannya menggunakan kamera otonom yang dirancang khusus untuk mendokumentasikan peningkatan larva ikan selama uji coba lapangan pengayaan akustik yang sama. “Ikan merupakan komponen penting dari terumbu karang yang sehat karena spesies tertentu mengonsumsi mikroalga yang jika tidak akan menyulitkan larva karang untuk menetap dan tumbuh,” kata Boulais, penulis pertama studi tersebut. Karena ikan mudah terganggu oleh manusia, memantau aktivitas mereka saat menyelam menghadirkan tantangan, yang oleh Thode disamakan dengan “Godzilla menginjak-injak kota dan mencoba menghitung secara akurat semua orang yang melarikan diri.” Sebagai solusinya, Boulais mengembangkan serangkaian kamera otonom berdaya rendah yang mampu terus menerus menangkap dan menghitung larva ikan hingga tiga minggu.
Boulais menempatkan kamera-kamera tersebut di dekat pintu masuk struktur kompleks yang dicetak 3D yang berfungsi sebagai "hotel ikan," mendokumentasikan ikan yang masuk dan keluar, serta keberadaan larva. "Dengan mengembangkan kamera non-invasif ini, kita pada dasarnya dapat memata-matai ikan dan mengamati sebagian besar perilaku alami mereka," kata Boulais. "Desain otonomi dan pemantauan jangka panjang dari kamera-kamera ini memungkinkan kita untuk mengamati hewan mana yang muncul dan berapa lama mereka tinggal." Kamera-kamera tersebut ditempatkan di dua lokasi: satu di dekat pengeras suara bawah air dengan peningkatan akustik, dan lokasi kontrol di mana pengeras suara identik tidak mengeluarkan suara.
Jumlah larva di kedua lokasi mencapai puncaknya sekitar bulan baru, tetapi lokasi dengan peningkatan akustik menarik empat hingga empat belas kali lebih banyak larva ikan secara keseluruhan—indikasi yang menjanjikan bahwa suara tambahan tersebut memikat ikan muda ke struktur tersebut. Hasil ini tetap bertahan bahkan ketika tim menukar posisi pengeras suara sebenarnya dan pengeras suara kontrol. “Kamera-kamera ini relatif baru, tetapi sudah membantu kami mempelajari banyak hal tentang tahap awal kehidupan ikan karang dan bagaimana suara dapat meningkatkan keberadaan mereka di terumbu karang,” kata Boulais.
DARPA berencana memasang struktur terumbu karang hibrida senilai $22 juta di lepas pantai Oahu pada musim gugur ini, dengan karang yang diperkirakan akan dipasang pada akhir tahun 2026 atau awal tahun 2027. Terumbu Karang Hibrida Kalaeloa akan memiliki panjang 50 meter dan akan menggabungkan teknologi yang diuji dalam program R3D, termasuk mikrostruktur yang dikembangkan oleh Scripps dan sistem pengayaan akustik. Setelah pemasangan, DARPA akan mentransfer kepemilikan prototipe penghalang ombak hidup tersebut kepada Departemen Transportasi Hawaiʻi, mitra transisi dalam program R3D. Lebih dari 50 peneliti dan anggota konsorsium R3D berkontribusi sebagai penulis bersama dalam studi tersebut.
publikasi asli:
https://www.nature.com/articles/s42003-026-10932-3
