Studi eDNA di Jepang Mendeteksi 126 Spesies Ikan Lebih ke Utara Seiring Menghangatnya Laut Pesisir

Survei DNA nasional memetakan laut yang berubah

Jejak DNA dalam air laut mengungkap 126 spesies ikan berada lebih jauh ke utara di sepanjang pesisir Jepang dibandingkan catatan sebelumnya, sehingga memberi peneliti gambaran terperinci tentang perubahan habitat laut. Studi ini menggabungkan 2.672 sampel yang dikumpulkan di 316 lokasi antara 2017 dan 2024, termasuk hampir 1.000 sampel baru dari para peneliti di Institut Sains dan Teknologi Okinawa (OIST).

Temuan yang diterbitkan pada 26 Oktober 2026 di Diversity and Distributions itu mencakup ikan layang Jepang dan kerapu sirip hitam yang penting secara komersial, serta baronang hitam, spesies yang diduga turut menyebabkan kerusakan padang rumput laut. Bagi masyarakat pesisir, perubahan ini berdampak lebih luas daripada spesies yang muncul di jaring nelayan: perubahan tersebut memengaruhi apa yang dapat dijual pelaku usaha, apa yang dimasak keluarga, serta habitat yang menopang hasil tangkapan pada masa mendatang.

Badan Perikanan Jepang memberikan gambaran suhu yang mencolok. Buku putih perikanan tahun fiskal 2024 menyebutkan bahwa suhu permukaan laut di sekitar pesisir Jepang naik dengan laju 1,33 derajat Celsius per abad selama sekitar 100 tahun hingga 2024. Pada tahun itu, suhu rata-rata tahunan permukaan laut pesisir mencapai tingkat tertinggi yang pernah tercatat.

Studi OIST berjudul Japan-wide eDNA Surveys Bridge Data Gaps and Reveal Novel Out-of-Range Fish Records Across Japan menggunakan DNA lingkungan, atau eDNA, untuk membantu mengisi kesenjangan pengetahuan tentang persebaran ikan. Temuan utamanya adalah bukti bahwa 126 spesies mungkin ditemukan di luar batas utara yang tercatat sebelumnya, sehingga memberi peneliti dan pengelola perikanan daftar spesies serta lokasi spesifik untuk diteliti lebih lanjut.

Bagaimana air laut mengungkap keberadaan ikan yang sulit terlihat

Ikan meninggalkan jejak kecil materi genetik di air sekitarnya. Peneliti dapat mengumpulkan air laut, mengekstrak DNA tersebut, lalu membaca bagian tertentu dari kode genetiknya. Setelah itu, mereka membandingkan sekuens tersebut dengan pustaka referensi untuk mengidentifikasi spesies yang terkait dengannya.

Salah satu perbandingan yang mudah dipahami adalah mencocokkan sidik jari dengan basis data. Air laut mengandung jejaknya, sedangkan pustaka referensi menyediakan identitas yang telah diketahui. Satu sampel dapat mengandung DNA dari banyak spesies, sehingga ilmuwan bisa menyurvei komunitas ikan tanpa menangkap atau melihat setiap hewan.

Primer MiFish yang dikembangkan di Jepang membantu memungkinkan proses ini. Primer adalah potongan pendek DNA yang digunakan untuk menargetkan wilayah genetik tertentu agar peralatan laboratorium dapat menggandakannya untuk dianalisis. Sekuens referensi merupakan catatan pembanding yang digunakan setelahnya untuk menentukan identitas. Keduanya diperlukan agar identifikasi dapat diandalkan.

Peneliti menyebut proyek ini sebagai penerapan eDNA pertama pada skala nasional untuk tujuan tersebut. Metode ini melengkapi cara-cara yang telah digunakan, termasuk pengamatan oleh relawan, survei lapangan, pengumpulan spesimen, dan prediksi habitat yang sesuai. Masing-masing memberikan informasi berbeda, dengan biaya, cakupan, dan tingkat ketidakpastian yang menentukan kegunaan tiap metode.

Mengapa Jepang dapat melakukan survei sebesar ini

Ayşe Haruka Oshima Açıkbaş, penulis pertama studi tersebut dan mantan mahasiswa doktoral OIST, menyebut investasi Jepang dalam riset DNA laut sebagai landasan penelitian ini. Pengurutan DNA secara ekstensif terhadap satwa laut setempat telah memperluas pustaka referensi yang tersedia untuk mengidentifikasi ikan.

Oshima Açıkbaş juga menjelaskan fasilitas dan kemitraan yang memungkinkan upaya pengambilan sampel ini:

Kami memiliki akses ke semua fasilitas pengurutan DNA yang diperlukan di OIST, dan, yang sama pentingnya, akses ke jaringan stasiun laut beserta stafnya di seluruh Jepang yang dapat bekerja sama dengan kami,

Perikanan lokal, lembaga lingkungan, dan ilmuwan membantu memperluas cakupan di sepanjang garis pantai. Penggabungan hampir 1.000 sampel baru tim dengan koleksi sebelumnya memperluas analisis hingga mencakup 2.672 sampel dari 316 lokasi berbeda.

Karena itu, proyek ini bergantung pada kapasitas laboratorium sekaligus orang-orang yang bekerja di kawasan pesisir. Mesin pengurutan hanya dapat mengidentifikasi materi genetik setelah seseorang mengumpulkan, menangani, dan mengirimkan sampel yang layak. Stasiun laut yang telah berdiri membantu menghubungkan tahapan-tahapan tersebut di wilayah geografis yang luas.

Makna temuan 126 spesies di wilayah utara

Ikan layang Jepang, yang diidentifikasi sebagai D. maruadsi, dan kerapu sirip hitam, E. fasciatus, termasuk di antara spesies penting secara komersial yang terdeteksi di luar batas utara yang tercatat sebelumnya. Keberadaan mereka membuat survei ini terkait langsung dengan ikan yang bisa dipasarkan dan menopang usaha perikanan.

Baronang hitam, S. fuscescens, menimbulkan kekhawatiran yang berbeda. Spesies ini diduga turut menyebabkan hilangnya padang rumput laut akibat kerusakan yang ditimbulkan saat makan. Istilah Jepang isoyake merujuk pada penurunan atau hilangnya padang bawah laut tersebut, yang menyediakan makanan dan habitat bagi biota laut lainnya.

Survei ini mengidentifikasi ribuan spesies ikan dalam keseluruhan kumpulan datanya. Angka 126 secara khusus merujuk pada spesies yang terdeteksi lebih jauh ke utara dibandingkan catatan sebelumnya, bukan seluruh keragaman yang ditemukan dalam sampel.

Jarak lokasi temuan dari batas sebelumnya dan apakah setiap spesies telah membentuk populasi lokal yang bertahan lama tidak dijelaskan dalam rincian studi yang dipaparkan kepada publik. Informasi tersebut penting bagi pengelola pesisir untuk menentukan lokasi yang paling perlu disurvei berulang kali atau diamati langsung.

Perairan yang menghangat dan arus yang bergeser menjadi latar perubahan

Buku putih perikanan Jepang menggambarkan perubahan lebih luas yang telah memengaruhi hasil tangkapan: ikan yang menyukai perairan hangat memperluas habitat dan jalur migrasinya ke utara, sementara jumlah ikan yang menyukai perairan dingin, termasuk salmon, yang bergerak ke selatan menuju perairan sekitar Jepang semakin sedikit.

Arus laut juga membantu menentukan lokasi berkembangnya kondisi hangat yang tidak biasa. Pemerintah menyatakan bahwa alur besar Kuroshio, yaitu kelokan besar pada jalur arus hangat Kuroshio, telah bertahan sejak 2017. Pergeseran Kuroshio Extension ke utara, yaitu kelanjutan arus tersebut ke Pasifik, turut menyebabkan suhu tertinggi yang pernah tercatat di lepas pantai Sanriku sejak musim gugur 2022.

Tanggal-tanggal utama menunjukkan bagaimana pengambilan sampel biologis berlangsung bersamaan dengan perubahan tersebut:

• 2017: Periode pengambilan sampel dimulai, dan alur besar Kuroshio memasuki fase berkepanjangan.
• Musim gugur 2022: Pergeseran Kuroshio Extension ke utara turut menyebabkan suhu tertinggi yang pernah tercatat di lepas pantai Sanriku.
• 2024: Periode pengambilan sampel berakhir, dan Jepang mencatat suhu rata-rata tahunan permukaan laut pesisir tertinggi.
• 26 Oktober 2026: Studi OIST diterbitkan di Diversity and Distributions.

Catatan suhu menggambarkan perubahan kondisi fisik, sedangkan deteksi ikan menunjukkan lokasi ditemukannya jejak genetik. Jika dipadukan, keduanya membantu peneliti mengkaji perubahan komunitas laut di sepanjang pesisir yang dipengaruhi oleh pemanasan jangka panjang maupun pergerakan arus utama.

Mengapa hasil tangkapan yang tidak dikenal bisa bernilai lebih rendah

Timothy Ravasi, kepala unit Perubahan Iklim Laut OIST sekaligus penulis senior studi tersebut, mengatakan masyarakat nelayan telah merasakan perubahan pada hasil tangkapan mereka:

Nelayan di seluruh Jepang sudah menemukan perubahan jenis ikan yang mereka tangkap dibandingkan beberapa dekade lalu.

Ravasi menjelaskan dampak yang dihadapi orang-orang yang mungkin belum terbiasa membeli, memasak, atau menyantap spesies pendatang baru. Pada saat yang sama, hilangnya ikan yang sudah dikenal dapat menyulitkan masyarakat untuk menyiapkan hidangan yang memiliki arti budaya atau sejarah setempat. Usaha perikanan mungkin juga membutuhkan peralatan, teknik, dan pengetahuan yang berbeda.

Badan Perikanan mencatat masalah komersial terkait. Beberapa spesies yang baru ditangkap dijual dengan harga rendah karena konsumen lokal tidak memiliki tradisi untuk memakannya dan saluran distribusi yang mapan belum tersedia. Ikan mungkin tersedia di laut, tetapi pembeli, pengolah, dan pengecer belum siap menanganinya.

Pemerintah menjelaskan upaya untuk memperbaiki pengolahan dan distribusi hasil tangkapan ini serta mendorong konsumsi lokal. Tantangan praktisnya membentang dari perahu hingga meja makan: menangkap spesies pengganti hanyalah satu langkah untuk memperoleh pendapatan yang dapat diandalkan darinya.

Hilangnya rumput laut menghubungkan pergerakan ikan dengan perikanan lain

Padang rumput laut membuat dampak ekologis perubahan ini sangat nyata. Badan Perikanan menyatakan bahwa suhu air yang tinggi dan kerusakan akibat aktivitas makan telah berkontribusi terhadap penurunannya, dengan dampak terhadap spesies yang bergantung pada padang tersebut sebagai habitat atau tempat mencari makan.

Lobster duri Jepang dan abalon termasuk biota laut yang hasil tangkapannya menurun seiring menyusutnya padang tersebut. Karena itu, perubahan pada ikan pemakan rumput laut dapat memengaruhi perikanan yang menyasar hewan yang sama sekali berbeda.

Deteksi baronang hitam di luar catatan persebaran utara sebelumnya memberi peneliti satu spesies untuk dipantau bersama kondisi padang rumput laut setempat. Memantau ikan dan habitat secara bersamaan dapat membantu otoritas pesisir mengenali lokasi yang mengalami tekanan pemangsaan dan suhu air lebih hangat secara bersamaan.

Bagi masyarakat nelayan, kaitannya jelas: perubahan pada satu bagian jaring makanan laut dapat memengaruhi beberapa jenis hasil tangkapan. Memantau hanya ikan yang dijual akan mengabaikan perubahan habitat yang membantu menopang keberadaan ikan tersebut.

Hasil DNA yang andal memerlukan pemeriksaan cermat

Kementerian Lingkungan Hidup Jepang menjelaskan keunggulan dan keterbatasan metode ini dalam panduan survei DNA lingkungan, yang berfokus pada ikan air tawar dan amfibi serta menggunakan pengetahuan yang tersedia pada tahun fiskal 2024. Panduan tersebut juga mengutip contoh dari laut yang menunjukkan banyaknya spesies yang dapat dideteksi dengan teknik ini.

Salah satu survei nasional ikan pesisir yang dikutip dalam panduan itu mendeteksi 1.220 spesies dari 521 genus dan 136 famili. Dalam uji validasi di akuarium, terdeteksi 168 spesies ikan laut, mewakili lebih dari 90 persen spesies yang dipelihara di dalam tangki. Keduanya merupakan contoh terpisah tentang kinerja metode tersebut, dengan kondisi survei dan jumlah masing-masing.

Panduan itu meminta daftar spesies diperiksa dengan cermat. Kontaminasi saat penanganan atau pekerjaan laboratorium dapat menghasilkan positif palsu, yakni ketika DNA dikaitkan dengan spesies yang sebenarnya tidak ada di lokasi survei. Negatif palsu terjadi ketika spesies yang ada di lokasi tidak terdeteksi, termasuk saat primernya tidak cocok dengan baik untuk DNA spesies tersebut.

Kondisi setempat juga memengaruhi hasil. Aliran air, arah arus, kedalaman, suhu, kualitas air, serta kepadatan spesies target dapat memengaruhi deteksi. Zat dalam sampel dapat mengganggu PCR, proses laboratorium yang digunakan untuk memperbanyak DNA terpilih hingga jumlahnya cukup untuk dianalisis.

Untuk survei luas yang mengidentifikasi banyak spesies sekaligus, panduan itu menyebut peneliti tidak dapat menghitung biomassa masing-masing spesies berdasarkan hasilnya. Biomassa berarti total massa organisme hidup. Karena itu, pengelola perikanan memerlukan pengukuran lain untuk menilai jumlah ikan yang ada, di samping bukti DNA mengenai persebaran spesies.

Dari peta yang lebih luas menuju keputusan yang lebih baik

Oshima Açıkbaş dan rekan-rekannya bertujuan mengembangkan model prediktif yang menjelaskan bagaimana dan mengapa DNA muncul di lokasi tertentu. Model semacam itu dapat membantu peneliti menghubungkan proses deteksi dengan kondisi laut yang memengaruhinya.

Pustaka referensi yang lebih besar dan pengambilan sampel berulang dapat membuat perbandingan pada masa mendatang lebih bermanfaat. Kumpulan catatan yang terus bertambah memberi ilmuwan lebih banyak peluang untuk mengikuti perubahan di lokasi yang sama, memeriksa temuan yang tidak biasa, dan mengidentifikasi kawasan yang memerlukan penelitian lapangan lebih mendalam.

Kementerian Lingkungan Hidup merekomendasikan agar eDNA dipadukan dengan survei konvensional melalui penangkapan dan pengamatan visual untuk memperoleh lebih banyak informasi. Pendekatan tersebut sesuai dengan keputusan yang dihadapi kawasan pesisir Jepang: menentukan lokasi pemantauan ikan pendatang baru, cara menanggapi hilangnya rumput laut, dan cara membantu usaha perikanan beradaptasi dengan perubahan hasil tangkapan.

Penelitian OIST menyediakan peta awal yang luas. Nilainya bagi kebijakan terletak pada pengaitan peta tersebut dengan catatan suhu, survei habitat, dan pengalaman masyarakat nelayan, agar langkah yang diambil mempertimbangkan perubahan ekologis sekaligus kebutuhan praktis orang-orang yang bekerja di laut.

Poin Utama

• Peneliti OIST menemukan bukti DNA dari 126 spesies ikan yang berada lebih jauh ke utara dibandingkan catatan sebelumnya.
• Analisis ini menggabungkan 2.672 sampel yang dikumpulkan di 316 lokasi antara 2017 dan 2024.
• Ikan layang Jepang, kerapu sirip hitam, dan baronang hitam termasuk spesies yang teridentifikasi di luar batas utara sebelumnya.
• Jepang mencatat suhu rata-rata tahunan permukaan laut pesisir tertinggi pada 2024.
• Hasil tangkapan yang tidak dikenal dapat dijual dengan harga lebih rendah jika permintaan konsumen dan jaringan distribusi belum tersedia.
• Pemeriksaan laboratorium yang cermat dan survei konvensional membantu mengubah deteksi DNA menjadi informasi yang berguna untuk pengelolaan perikanan dan habitat.