Kecepatan Tertinggi Cheetah Kalahkan Kecepatan Kereta Indonesia

Cheetah diketahui sebagai mamalia dengan kecepatan lari paling tinggi. Fakta terbaru mengungkap bahwa cheetah berlari dengan mekanisme seperti mobil balap. Sementara, dengan kecepatan geraknya, cheetah sanggup mengalahkan kecepatan tertinggi kereta di Indonesia.

John Wilson dari Departemen Biologi, North Carolina State University, bersama rekannya, mengamati enam ekor cheetah liar di Kgalagadi Transfrintier Park, Afrika Selatan. Untuk membantu pengamatan, Wildon menggunakan GPS dan monitor pemantau gerak.

Dari pengamatan itu, Wilson menemukan bahwa cheetah sanggup berlari mencapai kecepatan 120 km/jam. Dengan kecepatan tersebut, kecepatan cheetah melebihi kecepatan maksimal commuter line Jabodetabek yang sebesar 90 km/jam dan kecepatan kereta antarkota yang rata-rata 100 km/jam.

Terungkap pula, lari cheetah terbagi menjadi dua fase. Pertama, cheetah berlari dengan kecepatan tinggi sehingga dapat mengejar mangsa. Kedua, perlambatan berlari cheetah juga tepat sehingga cheetah dapat menangkap mangsa. Sebab, dalam bergerak menangkap mangsa, cheetah tak selalu bergerak lurus.

Dengan taktik itu, cheetah berlari bak mobil balap. Seorang pebalap yang mengemudikan mobilnya akan berupaya bergerak cepat segera sehingga bisa mengejar kompetitornya, dan kemudian memperlambat pada saat yang tepat di sebuah sudut atau belokan agar tak tergelincir.

Peneliti juga membandingkan cheetah dengan kuda pelari dan greyhound. Peneliti menemukan bahwa kuda pelari dan greyhounds menaruh investasi yang lebih untuk meningkatkan kecepatan berlari pada awal gerakannya.

Wilson, seperti diberitakan Discovery, Rabu (4/9/2013), mengatakan bahwa memang cheetah tidak hanya terburu-buru berlari cepat, tetapi juga punya perhitungan sehingga tujuannya menangkap mangsa bisa tercapai.

Continue Reading

Gunung Api Terbesar Dunia Terendam di Samudra Pasifik

Ilustrasi gunung bawah laut

Tim peneliti di Amerika Serikat berhasil menemukan gunung api tunggal, yang diyakini terbesar di dunia. Letaknya terpendam jauh, 2 km di bawah laut Pasifik.

Menurut stasiun berita BBC, gunung bernama Tamu Massif itu seluas 310.000 km persegi. Hanya kalah dari gunung berapi Olympus Mons, yang ada di Planet Mars.

Gunung api di Mars itu merupakan yang terbesar di tata surya. Namun ukuran Tamu Massif mengalahkan gunung api yang sebelumnya dinobatkan terbesar di dunia, Mauna Loa, di Hawaii.

Tim peneliti mengatakan Tamu Massif terletak di dataran tinggi bawah air yang dikenal Shatsky Rise, sekitar 1600 km sebelah timur Jepang. Tamu Massif, jelas peneliti, terbentuk sekitar 145 juta tahun silam saat aliran lava masif meletus dari pusat gunung api, sampai kemudian membentuk sebuah fitur mirip perisai.

Peneliti juga meragukan puncak gunung api terendam itu pernah naik di atas permukaan laut. Namun, gunung api dinyatakan sudah mati, atau tidak mungkin meletus kembali.

"Inti yang kami pikirkan yaitu secara geologi, Tamu Massif terbangun dalam waktu singkat, sekitar satu sampai beberapa juta tahun dan telah punah," terang William Sager, anggota tim dari University of Houston, AS.

Sager menambahkan temuan ini sangat menarik, pasalnya diyakini ada banyak dataran tinggi laut yang meletus sepanjang periode Cretaceous, masa 145-65 juta tahun silam. Sayangnya sampai saat ini tidak dapat terlihat.

"Tapi kita tidak melihat dataran tinggi itu. Para ilmuwan ingin mengetahui kenapa ini terjadi," imbuh dia. Meski telah mempelajari struktur dataran tinggi selama dua dekade, Sager belum yakin apakah Tamu Massif merupakan salah satu gunung api tunggal atau kelompok.

Gunung Lain

Gunung api Olympus Mons memiliki akar yang relatif dangkal, sedangkan Tamu Massif memiliki akar yang cukup luas, sekitar 20 km dalam kerak bumi. "Kami tak punya data untuk melihat bagian dalam dan struktur gunung api, tapi tidak mengejutkan bahwa ada banyak gunung api lain seperti Tamu," kata Sager.

Sager menunjuk dataran tinggi raksasa lain, yaitu Ontong Java di dekat garis khatulistiwa wilayah Pasifik, sebelah timur Kepulauan Solomon. "Itu lebih besar dari Tamu, yang seukuran Prancis," ujarnya. 

Nama gunung api laut, Tamu, berasal dari Texas  A&M University, sebagai tempat pengabdian Sager sebelum pindah ke University of Houston.  Temuan ini sudah dipublikaskan di jurnal Nature Geoscience. (sj).

Continue Reading

Fakta-Fakta Unik Tentang Nyamuk

            Apa yang umumnya mengganggu kamu sewaktu tidur? Yang suaranya berdengung di telinga kamu? Hewan kecil yang lincah dan pandai mengelak? Pandai mencari sasaran biarpun di dalam gelap. Dan kenapa kamu selalu gatal dibuatnya?
Nyamuk, demikian serangga yang mengganggu kita karena menghisap darah dan juga menyebarkan penyakit. Tapi mari kita cermati tentang nyamuk ini.

Sebenarnya nyamuk menghisap darah bukan untuk memuaskan nafsu makanannya, mereka lebih selera menghisap madu, nektar dari bunga-bunga, dan juice. Hanya nyamuk betina saja yang menghisap darah, itupun diperlukan karena untuk bertelur mereka membutuhkan banyak protein amino yang terdapat dalam darah.
Darah manusia mengandung sedikit asam amino, nyamuk lebih menyukai darah kerbau atau tikus, tapi kalau ada manusia yang jumlahnya lebih banyak, dan lebih mudah di “gigit”, ya kenapa enggak?

Nyamuk selalu dapat menemukan sasarannya dengan tepat karena mereka “melihat” dengan gerakan, panas tubuh, dan bau tubuh kita. Jadi di kegelapan kamar kamu, walau kamu menutup selimut seluruh tubuh kamu, ujung kaki kamu yang tersembul, atau dengus nafas kamu yang hangat, dapat memberi “tanda” bagi nyamuk tersebut bagwa disana ada sasaran yang siap diserang

Kamu tentu pernah melihat di film-film perang bagaimana seorang tentara mengintai musuhnya dengan “kacamata malam” yang menggunakan “panas” untuk melihat.

Sewaktu nyamuk hinggap di tubuh kamu, dia menempelkan mulutnya yang mirip sedotan (disebut juga PROBOSIS, ingat ini hanya ada di nyamuk betina ya), lalu terdapat “pisau” yang merobek kulit kamu maju mundur, hingga menemukan urat darah, setelah itu baru darah yang ada di hisap.

Oh ya dalam prosesnya, nyamuk juga mengeluarkan air liur yang dapat mencegah darah yang dia hisap membeku (karena kita tahu darah kita akan segera membeku jika terkena udara khan?)

Proses ini berlangsung cepat dan seolah-olah proses yang terjadi adalah nyamuk “menusuk” tubuh kita seperti halnya seorang dokter mnyuntikkan jarum suntik, padahal tidak begitu, nyamuk “membedah” kita seperti layaknya dokter bedah yang cepat dan akurat.
Proses penggigitan belum selesai. Setalah nyamuk “kenyang” dia akan mencabut “sedotannya” dan terbang. Air liur yang tertinggal di kulit kita akan merangsang tubuh layaknya ada benda asing yang mengganggu, terjadilah proses yang dikenal dengan ALERGI, dan yang terjadi adalah bentol-bentol dan gatal.
Nah kamu sudah tau khan proses panjang dari seekor nyamuk yang kebetulan beruntung menggigit kamu? Walaupun nyamuk itu “hanya” membutuhkan darah kamu untuk telur-telurnya, tapi hati-hati, nyamuk itu juga membawa ratusan virus dan parasit dalam tubuhnya dan moncongnya, yang akan masuk dalam tubuh kamu sewaktu dia menghisap darah kamu. Banyak penyakit yang ditularkan oleh nyamuk, yang tekenal antara lain MALARIA, DEMAM BERDARAH.

Continue Reading

evolusi

Kehidupan yang ada di bumi saat ini merupakan kelanjutan yang berkesinambungan dari mahluk hidup pertama di bumi. Evolusi berasal dari kata to evolve (bahasa inggris) yang berarti berkembang atau berubah secara perlahan-lahan. Asal katanya evolute (Latin) yang berarti menggulir.


Didalam EVOLUSI kita mempelajari bagaimana kejadian itu berlangsung, mengapa mereka punah, mengapa ada yang masih  bertahan. Mengapa mahluk dewasa ini ada yang berbeda dengan mahluk hidup yang telah lalu. Mengapa ada mahluk hidup yang tidak stabilmengalami perubahan selama kurun waktu tertentu.

Para ilmuwan berusaha mencoba mencari jawaban mengenai asal-usul kehidupan. Dari percobaan-percobaan yang mereka lakukan, dihasilkan beberapa teori.

Teori Abiogenesis Klasik

Teori Abiogenesis klasik deisbut juga teori  generatio spontanea. Teori tersebut menerangkan bahwa mahluk hidup berasal dari benda mati. Orang-orang menyusun teori itu berdasarkan fakta-fakta yang tidak terlalu sulit ditemukan. Contohnya Lalat berasal dari belatung dan belatung berasal dari daging busuk.

Teori generatio spontanea  dianut oleh ilmuwan terdahulu (Klasik), yaitu antara lain Aristoteles (384 – 322 SM). Teori ini juga diteguhkan pula oleh Antony Van Leuwenhoek pada tahun 1677. Teori abiogenesis tersebut dianut selama 20 abad .

Teori Biogenesis

Dikemukakan oleh Louise Pasteur, Lazzaro Spallanzani, dan  Frasisco Redi. Pengamatan mereka yang lebih terencana, teliti, dan sabar dalam eksperimen membuktikan bahwa kuman yang tumbuh pada daging adalah karena induk kuman sudah ada  di daging busuk dan kalau belatung lalat tumbuh dari daging busuk itu disebabkan oleh induk lalat sudah bertelur pada daging tersebut. 

Percobaan Louise Pasteur

Pada dasarnya, percobaan Pasteur menyempurnakan percobaan Spallanzani. Ia menggunakan labu yang berhubungan denga pipa bentuk leher angsa, yaitu melengkung dua kali sehingga kalau ditegakkan akan menyebkan mikroorganisme dari udara tidak dapat mencapai kaldu meskipun udara tetap masuk, karena terperangkap di lengkungan pipa.

 Teori biogenesis menyatakan bahwa mahluk hidup berasal dari mahluk hidup. Teori ini memiliki tiga semboyan, yaoitu :

-          omne vivum ex ovo yang berarti semua mahluk hidup berasal dari telur :

-          omne ovum ex vivo yang berarti semua telur berasal dari mahluk hidup

-          omne vivum ex vivo yang berarti semua mahluk hidup berasal dari mahluk hidup

Teori Abiogenesis Modern : Evolusi Kimia

Proses pembentukan kehidupan di permukaan bumi tejadi secara perlahan-lahan menghasilkan adanya kehidupan yang diterangkan menurut abiogenesis modern oleh Oparin dan Haldane. Pada tahun 1920-an, dua orang ahli ( Oparin dari Russia dan Haldane dari Inggris ) membuat postulat bahwa atmosfer bumi psfs xsms purba memiliki kecenderungan menyintesis senyawa organik dari molekul anorganik purba, yaiut metana (CH4), ammonia (NH3), hidrogen (H2), dan air (H2O). Peristiwa pembentukan senyawa organik dari senyawa anoranikini bersifat tidak dapat kembali (irreversible) karena bumi modern sekarang sudah banyak mengandung oksigen dari fotosintesis.

Tahapan Evolusi Kimia :

Evolusi kimia berlangsung sebelum evolusi biologi. Tahapan yang diperkirakan terjadi adalah sebagai berikut :

1.                Pembentukan senyawa kimia organic sederhana dari zat-zat anorganik dengan bantuan energi kosmis di atmosfer purba : H2O+H2+NH3 -> HCN, Urea, formaldehid, asetat, dan sebagainya.

2.                Pembentukan senyawa kimia lebih kompleks : urea, formaldehid, asetet, dan sebagainya -> asam amino, glukosa, asam lemak, nukleotida.

3.                Pembentukan senyawa kompleks dengan cara polimerasi senyawa monomer organic : Asam amino > Polimer protein, glukosa > Polimer amilum, selulosa, asam lemak + gliserol > Lemak, nukleotida > RNA

4.                Beberapa molekul sederhana dan molekul poimer berinteraksi menjadi agragat seluler. Beberapa molekul berfungsi secara struktural dan menjadi substrat reaksi untuk menghasilkan energi bagi reaksi-reaksi sintesis

5.                Beberapa molekul (nukleotida) mengalami polimerasi menjadi RNA yang mampu bertindak sebagai enzim untuk sintesis, sekaligus mengarahkan jalannya reaksi-reaksi dalam kompartmen (koaservat atau protobio).

6.                RNA menjadi cukup stabil untuk bertindak sebagai molekul pembawa informasi genetik

7.                Reaksi-reaksi kimia agragat cikal bakal seluler tersebut tersekat atau terjebak dalam sekat hidrofobik (lemak) dan ini menjadi cikal bakal sel.

Pembentukan Senyawa Kimia Sederhana dan Pembuktianya di Laboratorium

Teori Panspermia

Teori ini menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik berasal dari meteorit dan komet yang masuk ke atmosfer bumi sambil membawa zat-zat organik yang diperlukan untuk evolusi mahluk hidup. Teori Panspermia dan teori evolusi kimia telah menerangkan bagaimana alam bumi pada awalnya menyediakan material organik.

EVOLUSI BIOLOGI

Teori evolusi biologi menyatakan bahwa mahluk hidup pertama merupakan hasil dari evolusi molekul anogarnik (Evolusi Kimia) yang kemudian berkembang menjadi struktur kehidupan (sel).Berdasarkan hasil percobaan Opari, Haldane, dan Urey, asal-usul kehidupan berasal dari sitesis dan akumulasi monomer organik yang pada kondisi abiotik. Misalnya CH4,NH3,H2, dan H2O bergabung membentuk asam amino dan nuleotida. Molekul yang dihasilkan secara abiotik disebut protobion 

Ada beberapa tipe protobion, yaitu :

Koaservat merupakan tetesan stabil yang cenderung terbentuk pada suspensi mekromolekul (polimer), misalnya polipetida, asam nukleat, dan polisakarida yang dikocok. Setiap koaservat merupakan agregat makromelekul yang sangat hidrofobik (tidak suka air), dikelilingi dan distabilkan oleh molekul air.

Jika pada koaservat ditambahkan enzim, enzim tersebut akan diserap. Kemudian dapat menyerap substrat dari sekelilingnya dan membebaskan produk dari hasil katalis oleh enzim.

Mikrosfir merupakan protobion yang terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil saat didingikan. Mikrosfir tersusun dari beberapa proteinoid. Mikrosfir dikelilingi membrane dua lapis dan akan mengalami pembengkakan atau penciutan osmotic saat ditempatkan dalam laurtan garam dengan konsentrasi yang berbeda.

Liposom merupakan protobion yang langsung terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil apa bila komposisi organiknya mengandung lipid tertentu. Terdapatnya hipotesis mengenai RNA sebgai materi genetic pertama, yaitu rantai RNA berfungsi sebagai cetakan untuk mekanisme replikasi RNA sendiri dan pengarah serta pengikat asam amino yang membentuk polipetida. Transis dari dunia RNA ke dunia DNA terjadi karena DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetic yang lebih stabil dibandingkan RNA. DNA terbentuk dari rantai RNA yang berfungsi sebagai cetakan. Sesudah DNA disintesis, RNA kemudian berperan sebagai molekul intermediet pada tahap sintesis protein protein.

Spesiasi

Proses pembentukan spesies pada dasarnya dapat digunakan sebagai saksi hidup mengenai apa yang terjadi pada masa lalu. Dengan demikian, proses spesiasi dapat dianggap pula sebagai bukti otentik bahwa proses evolusi memang berlangsung

Syarat terjadinya spesiasi:

• ·         Adanya perubahan lingkungan
• ·         Adanya relung yang kosong
• ·         Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme

·         PROSES SPESIASI

•       Isolasi Geografi

Merupakan suatu batas alam. Apabila batas alam tidak dapat dilewati, suatu populasi tidak akan pernah bertemu dengan populasi lainnya. Oleh karena itu, perkawinan secara alamiah tidak dapat terjadi. Ditinjau dari segi geografi, proses spesiasi dapat dibagi 2:

*        Simpatri

*        Tidak simpatri

o   Alopatri

o   Parapatri

o   Peripatri

• ·         Isolasi Reproduksi

Proses spesiasi yang ditinjau dari isolasi reproduksi dibedakan menjadi 2 bagian besar. Pertama, menyangkut keberhasilan terjadinya pembuahan. Kemungkinan pertemuan antara dua jenis sel gamet manjadi faktor utama. Proses ini disebut proses pra-kawin. Kedua, keberhasilan suatu perkawinan atau yang disebut proses pasca kawin.

Spesiasi pra-kawin meliputi:

1. Kromosomal

2. Musim

3. Partenogenesis

4.Morfologi

5.Letalitas

6.Sterilitas

7.Semi letal

FAKTA EVOLUSI

Fakta Langsung : 

·         Adanya variasi makhluk hidup

Setiap makhluk hidup masing-masing memiliki perbedaan tetapi sekaligus persamaan. Antara makhluk hidup yang satu dengan yang lain memiliki hubungan kekerabatan. Hubungan kekerabatan tersebut dinyatakan dengan hubungan filogenetis.

Filogeni adalah sejarah asal usul suatu spesies atau kelompok organism yang berkerabat.

• ·         Adanya fosil

Fosil merupakan sisa makhluk hidup yang pernah hidup di zaman dahulu, dan sisanya ditemukan pada zaman sekarang. Jenis-jenis makhluk hidup yang dahulu pernah ada, tetapi sekarang ini tidak ada. Sebaliknya, jenis makhluk hidup yang sekarang ada tapi dahulu tidak ada.

Fakta tidak langsung :

·         Kajian Biogeografi

merupakan pengetahuan geografi makhluk hidup yang mencoba menerangkan mengapa suatu jenis organisme berada dan hidup di suatu tempat tetapi tidak di tempat lain. Biogeografi menjelaskan keberadaan setiap makhluk hidup dibatasi oleh pola distribusi yang dipengaruhi oleh daerah penyebarannya. Tiap lingkungan geografis  dengan iklim yang topografinya memberi tekanan seleksi terhadap makhluk hidup secara khas, sehingga tiap spesies yang hidup pada habitatnya memiliki survival yang berbeda disbanding spesies yang sama yang hidup di tempat lainnya.

·       

  Kajian Paleontologi

merupakan ilmu tentang fosil (sisa tubuh makhluk hidup yang telah membatu karena proses-proses geologis yang membentuknya. Proses geologis tersebut yaitu:

  
Proses fisika

proses yang menyebabkan bangkai makhluk hidup mengalami pembekuan dan pengeringan. Bangkai mengalami pengawetan secara fisik.

  Proses kimia

adanya zat pengawet alami sehingga bangkai tidak dapat didekomposisi oleh mikroba.

·         Homologi Anatomi

Perbandingan struktur yang sama meskipun secara fungsional berbeda.

·         Homologi Molekul

Molekul DNA, RNA, dan protein. Molekul-molekul tersebut bersifat universal, tetapi beraneka ragam pada tiap-tiap kelompok makhluk hidup. Molekul pembawa informasi genetik ini dapat dianggap sebagai pembawa rekaman evolusi.

·         Homologi Embriologi

Membandingkan perkembangan embrio antara berbagai makhluk hidup yang berbeda. Makhluk hidup memiliki asal usul ontogeni yang sama.

        

Teori-teori Evolusi

Teori-teori evolusi pra-Darwin

·         Teori Kreasionisme

Teori tentang penciptaan yang terjadi dalam sekali waktu kehidupan sekaligus lengkap, kemudian selesai dan tak ada lagi evolusi atau perubahan. 
P

aham ini dianut berdasar keyakinan agama, juga berdasarkan keterangan Aristoteles. Dianggap tidak valid 

karena kenyataannya banyak spesies yang hidupnya tidak sekaligus ada pada satu zaman.

·         Teori Katastropisme

Paham tentang keanekaragaman makhluk hidup dihasilkan oleh nenek moyang yang umum, dan muncul atau punahnya makhluk hidup disebabkan oleh bencana alam. Teori ini dikenalkan oleh George Cuvier, seorang ahli Paleontologi.

·         Teori Gradualisme

Dikemukakan oleh James Hutton. Perubahan geologis berlangsung pelan-pelan tapi pasti. Teori ini tidak mampu dijelaskan dengan mekanisme yang meyakinkan.

·         Teori Uniformitarianisme

Dinyatakan oleh Charles Lyell. Proses-proses geologis ternyata menuruti pola yang seragam, sehingga kecepatan dan pengaruh perubahan selalu seimbang dalam kurun waktu. Tetapi teori ini tidak dapat menjelaskan kejadian terbentuknya spesies.

     

Teori Lamarck

Teori perolehan yang terwariskan secara genetik. Sifat fenotip perolehan lingkungan dapat diwariskan secara genetik. Bagian tubuh yang tidak digunakan akan mengalami retardasi, bagian tubuh yang dipergunakan akan berkembang lebih kuat dan lebih besar. Teori ini mengandung kesalahan, dan dapat dibuktikan dengan percobaan Weissman


.

Teori evolusi Darwin (teori seleksi alam)

Charles Darwin menyatakan bahwa evolusi disebabkan oleh proses seleksi alam. Darwin dipengaruhi oleh 2 buku:

·         Principles of Geology karangan Charles Lyell. Menguraikan bahwa perubahan geologis bersifat gradual, konsisten dan terus menerus.

·         Buku Malthus, tentang populasi penduduk dunia yang bertambah menurut deret ukur, sementara jumlah makanan bertambah menurut deret hitung.

Teori ini mengandung dua pemahaman bahwa:

·         spesies sekarang berasal dari spesies dahulu

·         terbentuknya spesies karena seleksi alam

Perkembangbiakan secara kawin menghasilkan variasi sifat-sifat yang menurun di dalam populasi. Hanya variasi yang cocok dengan lingkungan saja yang dapat hidup dan mewariskan sifat-sifat menurunnya yang cocok kepada anak keturunannya. Keturunan yang cocok hidup inilah ayng dapat berkembang biak dan menguasai habitatnya. Sedangkan yang tidak cocok akan mati dan punah.

Continue Reading

BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip dan kerekayasaan terhadap organisme, sistem, atau proses biologis untuk menghasilkan atau meningkatkan potensi organisme maupun menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.

Ilmu-ilmu yang digunakan dalam bioteknologi:

1.      Mikrobiologi : mempelajari mikroba atau jasad renik.

2.      Biologi sel : mempelajari sel.

3.      Genetika : mempelajari pewarisan sifat-sifat genetic makhluk hidup dari satu generasi ke generasi berikutnya.

4.      Biokimia : mempelajari makhluk hidup dari aspek kimia.

PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi sesungguhnya bukan hal baru, tapi telah digunakan ribuan tahun yang lalu, walaupun dalam bentuk yang sederhana. Mereka telah mengenal cara pembuatan makanan dan minuman dengan proses fermentasi atau peragian, seperti yoghurt, cuka, dll. Orang Sumeria dan Babilon telah minum bir sejak tahun 6000 SM. Orang Mesir juga sudah membuat adonan kue asam sejak tahun 4000 SM. Namun, bukti pasti bahwa mikroorganisme melakukan fermentasi muncul dari hasil penelitian Louis Pasteur antara tahun 1857-1876. Hal tersebut menyebabkan Louis Pasteur dianggap sebagai bapak bioteknologi.

Bioteknologi Tradisional (Konvensional)

Bioteknologi Tradisional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroba, proses biokimia dan proses genetik alami seperti mutasi dan rekombinasi genetik. Penangkaran ternak dan tanaman panen, pembuatan alkohol, minuman keras dan minuman anggur telah dikenal di masyarakat tradisional. Pada abad ke-18 baru disadari bahwa pembuatan minuman beralkohol tersebut melibatkan mikroba melalui proses peragian yang merubah fruktosa dan glukosa menjadi alcohol dan gula.

Aplikasinya dalam berbagai bidang:

«         Pangan

§  Tempe, menggunakan jamur Rhizopus;

§  Oncom, menggunakan jamur Neurospora stophila;

§  Tapai ketan, menggunakan khamir Saccharomyces cerevicae;

§  Kecap, menggunakan jamur Aspergillus.

«                     Pertanian

§  Tanaman hidroponik, merupakan cara bercocok tanam tanpa  menggunakan tanah sebagai tempat menanam tanaman;

§  Suatu tanaman jenis mustard alami yang diseleksi oleh manusia menghasilkan tanaman brokoli, kubis, kembang kol, dll.

 

«                            Peternakan

§  Domba ankon, merupakan domba berkaki pendek dan bengkok;

§  Sapi “Jersey” yang diseleksi oleh manusia agar menghasilkan sisi dengan kandungan krim lebih banyak.

«

               Kesehatan dan Pengobatan

§  Antibiotic, diisolasi dari bakteri dan jamur;

§  Vaksin, merupakan mikroorganisme atau bagian mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan, bermanfaat untuk meningkatkan imunitas.

Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. Bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi DNA dilakukan dengan memodifikasi gen-gen spesifik dan memindahkannya pada organisme yang berbeda seperti bakteri, hewan dan tumbuhan.

Aplikasinya dalam berbagai bidang:

«      Pangan

§  Buah tomat hasil manipulasi genetic sehingga tahan lama, tidak cepat matang serta membusuk;

§  Kentang yang telah mengalami mutasi genetic sehingga kadar pati kentang meningkat 20% dari kentang biasa.

«         Pertanian

§  Tanaman kedelai Tengger dan kedelai hijau Camar yang berumur pendek dengan produktivitas tinggi, diperoleh dari radiasi seleksi biji-biji kedelai;

§  Tanaman jagung dan kapas yang resisten terhadap serangan penyakit gen tertentu.

«     Peternakan

§  Pembelahan embrio secara fisik (splitting) mampu menghasilkan kembar identic pada domba, sapi, babi dan kuda;

§  Ternak unggul hasil manipulasi genetic.

«       Kesehatan dan pengobatan

§  Hormon pertumbuhan somatotropin yang dihasilkan oleh Escerichia coli;

§  Manipulasi produksi vaksin dengan menggunakan E. coli agar lebih efisien.

BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN MIKROORGANISME

Bioteknologi tradisional maupun modern telah menggunakan mikroorganisme sebagai bagian suatu proses untuk menghasilkan produk dan jasa. Bioteknologi umumnya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri, khamir dan kapang, dengan alasan:

«  Pertumbuhannya cepat;

«  Sel-selnya memiliki kandungan protein yang tinggi;

«  Dapat menggunakan produk-produk sisa sebagai substratnya;

«  Menghasilkan produk yang tidak toksik;

«  Sebagai organisme hidup, reaksi biokimianya dikontrol oleh enzim organisme itu sendiri sehingga tidak memerlukan tambahan reaktan dari luar.

Bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme antara lain penemuan dan penyelesaian masalah pangan, obat-obatan, pembasmian hama tanaman, pencemaran dan pemisahan logan dari bijih logam.

Mikroorganisme Pengubah dan Penghasil Makanan atau Minuman

Mikroorganisme dapat mengubah nilai gizi makanan atau minuman dalam proses fermentasi. Proses fermentasi merupakan perubahan enzimatik secara anaerob dari senyawa organic menjadi produk organic yang lebih sederhana. Mikroorganisme pada proses fermentasi menyebabkan perubahan senyawa-senyawa kompleks pada makanan atau minuman menjadi senyawa yang lebih sederhana dan peningkatan cita rasa dan aroma makanan atau minuman. Misalnya, oncom dapat dibuat dari ampas tahu, singkong, kelapa, atau kacang tanah, dengan penambahan mikroorganisme berupa Neurospora. Nerurospora mengeluarkan enzim amilase, lipase, dan protease yang aktif selama proses fermentasi, juga menguraikan bahan-bahan dinding sel ampas kacang kedelai, singkong, atau kelapa. Fermentasi pada pembuatan oncom juga menyebabkan terbentuknya sedikit alcohol dan berbagai ester yang beraroma sedap.

Mikroorganisme dapat dijadikan langsung sebagai sumber makanan. Hal ini dikarenakan (1) massa microorganism dapat tumbuh menjadi dua kali lipat dalam waktu satu jam, sedangkan massa tumbuhan atau hewan memerlukan waktu berminggu-minggu dan (2) massa mikroba minimal mengandung 40% protein serta memiliki kandungan bitamin dan mineral yang tinggi.

Makanan yang berasal dari mikroorganisme disebut protein sel tunggal (PST) atau disebut juga single-cell protein (SCP). Protein sel tunggal merupakan makanan kaya protein yang berasal dari mikroorganisme. Contohnya yaitu jamur Fusarium graminearum yang mengandung protein 45% dan lemak 13%.

Mikroorganisme Penghasil Obat

Mikroorganisme dapat membantu bidang pengobatan. Mikroorganisme tersebut misalnya digunakan untuk membuat antibiotic dan vaksin.

«  Antibiotik

Merupakan senyawa yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain. Antibiotic terbagi dalam empat kelompok, yaitu:

§  Penisilin;

§  Sefalosporin : dihasilkan oleh jamur Cephalosporium;

§  Tetrasiklin : dihasilkan oleh bakteri Streptomycin aureofaciens;

§  Eritromisin.

«  Vaksin

Merupakan mikroorganisme atau bagian mikroorganisme yang relah dilemahkan. Vaksin dimasukan (dengan suntikan atau oral) ke dalam tubuh manusia agar system kekebalan tubuh manusia aktig melawan mikroorganisme tersebut. Vaksin berasal dari sumber-sumber berikut ini:

§  Mikroorganisme yang telah mati;

§  Mikroorganisme yang telah dilemahkan;

Vaksin yang dihasilkan dari mikroorganisme yang telah dilemahkan disebut vaksin atenuasi.

§  Suatu substansi mikroorganisme yang tidak menyebabkan penyakit.

Mikroorganisme Pembasmi Hama Tanaman

Mikroorganisme di alam dapat dijadikan sebagai agen pengendali hayati, yaitu pengendalian terhadap hama ddengan menggunakan musuh alami. Misalnya pengendali hama serangga pada tanaman pertanian dengan menggunakan bakteri pathogen serangga, yaitu Bacillus thuringiensis (Bt).

Bakteri Bt dapat ditemukan di tanah dan tanaman. Bacillus thuringiensis merupakan spesies bakteri yang dikembangkan menjadi insektisida mikrobal. Bakteri Bt menghasilkan protein Kristal yang dapat membunuh serangga maupun larva atau ulat serangga. Beberapa Bt yang tersedia secara komersial dengan hama targetnya adalah sebagai berikut:

§  Bacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang kumbang kentang Colorado dan larva kumbang daun;

§  Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang berbagai jenis ulat tanaman pertanian;

§  Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang nyamuk dan lalat hitam;

§  Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva ngengat dan berbagai ilat, terutama ulat ngengat diamondback.

Protein Kristal Bt akan berpengaruh efektif terhadap larva, ulat serangga dan serangga bila Bt yang dikonsumsi dalam jumlah yang mencukupi dan pH usus serangga berada pada kondisi alkali (basa).

Mikroorganisme Pengolah Limbah

Mikroorganisme membantu pengolahan berbagai jenis limbah, terutama dalam penguraian limbah organic. Limbah organik dari rumah tangga, pasar, atau industri sering dibuang langsung ke sungai, yang mengakibatkan pencemaran di sungai atau timbulnya limbah cair. Mikroorganisme mengolah limbah cair melalui proses penguraian secara aerob dan anaerob. Pada pemrosesan aerob terdapat mikroorganisme yang menguraikan materi organic dari limbah menjadi mineral-mineral, gas-gas dan air. Aktivitas ini membutuhkan banyak oksigen. Reaksi-reaksi penguraian yang terjadi adalah:

«  Pengolahan dengan Lumpur Aktif

Sistem ini adalah pengolahan limbah cair dengan membiakkan bakteri aerobic dalam suatu tangki limbah yang diberi aerasi dengan tujuan untuk menurunkan bahan organic yang mengandunhg karbon atau nitrogen dalam limbah. Bakteri yang berperan adalah bakteri heterotrof. Sumber energinya berasal dari oksidasi senyawa organic dari bahan organic karbon yang menghasilkan karbon diokasidam ammonia, bahan untuk sel baru, dan lumpur.

Mikroorganisme

                      

«  Pengolahan dengan Saringan tetes

Sistem ini adalah dengan memanfaatkan teknologi biofilm. Biofilm merupakan lapisan mikroorganisme yang menutupi hamparan saringan atau filter pada dasar tangki limbah.

«  Penguraian Lumpur

Penguraian lumpur yaitu proses penguraian bahan padat yang terakumulasi dari pemrosesan aerob atau dari endapan perlakuan fisik sebelumnya.

Mikroorganisme Pemisah Logam dari Bijih Logam

            Mikroorganisme berperan dalam usaga mendapatkan logam dari biji logam. Peranan mikroorganisme di dalam proses ekstraksi logam dari bijihnya sangat penting karena:

«  Deposit-deposit mineral yang lebih kaya sudah banyak berkurang. Kini, bijih bermutu rendah banyak diolah dan membutuhkan pengembangan teknik-teknik yang dapat mengekstasi logam dengan lebih sempurna.

«  Metode pengolahan bijih secara tradisional yaitu dengan peleburan, merupakan penyebab utama polusi udara dan kini banyak ditentang oleh kelompok pecinta lingkungan.

            Mikroorganisme mampu memperbaiki kedua keadaan ini. Misalnya, beberapa bakteri aerobik autotrofik, Thiobacillus oxidans dan T. ferrooxidans bila ditumbuhkan dalam lingkungan yang mengandung bijih tembaga akan menghasilkan asam dan mengoksidasi bijih tersebut disertai pemisahan logam tembaganya. Proses ini disebut pencucian mikrobal.

BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

• Kultur jaringan merukapan salah satu teknik kloning tumbuhan.
• Disebut juga mikropropagasi, yaitu bentuk perbanyakan tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik (jaringan tubuh) tumbuhan di dalam kultur aseptik (bebas kuman) dengan lingkungan terkontrol.
• Potongan akar, batang, atau daun yang dapat membentuk tumbuhan utuh dinamakan eksplan.
• Eksplan memiliki sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi tumbuhan yang utuh. Sifat ini dimiliki oleh bagian-bagian tumbuhan yang masih tumbuh.
• Kalus adalah potongan jaringan tumbuhan yang terdiri dari sejumlah kecil sel-sel pada medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum terdeferensiasi.
• Medium kultur: gula, garam anorganik, nitrogen organik, hormon pertumbuhan.

BIOTEKNOLOGI DENGAN MENGGUNAKAN REKAYASA GENETIK

• Rekayasa genetik (juga disebut DNA rekombinan dan pencangkokan gen) adalah teknik eksperimental yang memungkinkan peneliti untuk mengisolaso, mengidentifikasi, dan melipatgandakan suatu fragmen DNA dalam bentuk murninya (secara in vitro).
• 50 tahun yang lalu, Dr. Paul Berg, Dr. Stanley Cohen, Dr. Annie Chang dari Stanford University, serta Dr. Herbert Boyer dan Dr. Robert Helling dari University of California menemukan bahwa bahan kimia tertentu yaitu enzim restriksi endonuklease dapat berfungsi sebagai ”gunting molekuler” yang dapat mengenal dan memotong secara kimiawi tempat-tempat khusu di sepanjang sebuah molekuk DNA.
• Penemuan enzim ligase: dapat menggabungkan potongan DNA yang digunting dari suatu gen dengan potongan DNA gen lain dari makhluk yang tidak berkaitan. Hibrid yang terbentuk dengan cara ini desebut DNA rekombinan.
• Sebuah gen harus diangkut oleh suatu materi genetik khusus yang disebut vektor, salah satu yang bermanfaat adalah plasmid yaitu molekul DNA sirkuler kecil yang terdapat di luar kromosom bakteri.
• Plasmid berasal dari bakteri. DNA dipotong oleh enzim restriksi, fragmen DNA baru disisipkan, kemudian plasmid dikembalikan. Saat bakteri membelah diri, rekombinan juga.
• Manfaat di bd. kedokteran yaitu pembuatan insulin manusia oleh bakteri, terapi gen (kelainan gen dapat diganti dengan klon nya), dan antibodi monoklonal.
• Manfaat di bd. Peternakan dan pertanian yaitu organisme transgenik (pada hewan, embrio, dan inti).
• Agrobacterium tumefaciens adalah bakteri tanah yang menyebabkan infeksi tumor pada tanaman. Bakteri ini digunakan untuk menunda pematangan buah, ketahanan terhadap pestisida, dan resistensi terhadap lingkungan.

PENANGGULANGAN DAMPAK NEGATIF BIOTEKNOLOGI

• Alergi: dengan melakukan pengujian jangka lama pada konsumen, produk diberi label
• Hilangnya plasma nutfah: pemeliharan jenis hewan dan tumbuhan di situs konservasi
• Rusaknya ekosistem: go green!

Continue Reading