Selasa, 26 April 2011

Biologi_UPAYA MANUSIA DALAM PENGEMBANGAN SUMBER DAYA ALAM HAYATI

UPAYA MANUSIA DALAM PENGEMBANGAN
SUMBER DAYA ALAM HAYATI

 Semakin meningkat laju pertumbuhan penduduk, semakin meningkat pula kebutuhan akan bahan pangan sebagai kebutuhan pokok. Dengan alasan tersebut manusia selalu berupaya dan berusaha untuk terus melakukan segala sesuatu guna tercapainya kebutuhan. Langkah-langkah yang ditempuh untuk itu adalah meningkatkan cara mengelola bidang-bidang kerja seperti pertanian, peternakan dan perikanan. Usaha peningkatan hasil pertanian dapat ditempuh dengan berbagai cara, antara lain dengan intensifikasi dan ekstensifikasi pertanian. Di berbagai negara usaha ekstensifikasi (perluasan) lahan sudah tidak memungkinkan, karena lahan sudah habis digunakan untuk keperluan lain. Oleh karena itu, maka perhatian mereka tertuju pada usaha intensifikasi pertanian. Kombinasi ekstensifikasi dengan intensifikasi (peningkatan cara bertani) adalah cara yang paling baik. Intensifikasi pada prinsipnya adalah usaha meningkatkan hasil proses fotosintesis oleh tumbuhan. Potensi ini belum begitu tergali, dan dari hasil penelitian fisiologi dikethui bahwa peluang bagi pemuliaan tanaman sangat dimungkinkan dan diperlukan. Pemuliaan tanaman dapat diartikan sebagai suatu cara yang sistematik dalam merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia. Sekarang ini pemuliaan organisme tidak terbatas pada tanaman namun juga pada hewan. Untuk pemuliaan tanaman dan hewan, tindakan seleksi merupakan hal yang terpenting, seperti :
a.        seleksi plasma nutfah yang dipergunakan sebagai tetua
b.        seleksi metode pemuliaan yang tepat
c.        seleksi genotip yang akan diuji
d.        seleksi cara pengujian yang akan dipakai
e.        seleksi varietas yang akan dilepas

A.      Revolusi Hijau
Revolusi hijau atau green revolution adalah pengembangan teknologi pertanian untuk meningkatkan produksi bahan pangan, terutama biji-bijian (serelia) seperti gandum, jagung, padi, kacang-kacangan, dan sayur-sayuran. Revolusi hijau merupakan istilah yang digunakan untuk untuk meningkatkan hasil fitosintesis yang mempunyai nilai ekonomi dan keberhasilan dalam memperoleh jenis-jenis unggul. Usaha yang terbaik dan tercepat untuk meningkatkan pesediaan bahan makanan adalah neningkatkan hasil lahan pertanian. Hal ini dapat di capai dengan memperkenalkan tanaman-tanaman yang seluruhnya baru di suatu daerah atau dengan memeperbaiki hasil-hasil melalui penggunaan pupuk, peningkataan irigasi, perlindungan yang baik terhadap hama pernyakit tanaman atau dengan pengenalan varietas tanaman dengan jenis unggul, yang kesemuanya itu disebut panca usaha tani. Ternyata dengan panca usaha tani tersebut dapat menimbulkan hasil yang cukup tingi atas lahan yang relatif luas. Sejarah revolusi hijau :
-      Revolusi hijau pertama kali disponsori oleh  Ford dan  Rockefeller Foundation untuk mencari varietas tanaman pengahsil biji-bijian yang berproduksi tinggi
-      Revolusi hijau di mulai di Mexico pada tahun 1950, dan pada tanuh 1960-an berhasil menghsilkan varietas gandum unggul
-      DI Filipina, International Rice Research Institute (IRRI) berhasil mengembangkan varietas padi unggul
-      Perhatian dunis selanjutnya tidak hanya serealia (bahan makanan pokok), tetapi juga peningkatan produksi kacang-kacangan dan sayur-sayuran.
-      Tahun 1970, CGIAR (Consultative Group for International Agriculture Research) membantu berbagai pusat penelitian pertanian Internasional. Hal ini menunjukan perhatian dunia yang besar terhadap usaha peningkatan produksi pertanian.
       Gambar. Lahan penghasil pangan
Revolusi hijau dalam perkembangannya terbagi dalam 4 tahap, yaitu ;
-      Revolusi tahap pertama, terjadi antara tahun 1500 – 1800 ketika kebanyakan hasil petanian (gandum, padi, jagung dan kentang)disebar ke seluruh dunia
-      Revolusi hijau tahap kedua, terjadi di Eropa dan Amerka Utara antar tahun 1850 – 1950 dan terutama di dasarkan penerapan hukum ilmiah terhadap produksi hasil petanian dan hewan melalui penggunaan pupuk, irigasi dan pemberantasan hama dn penyakit secara luas dan terkendali
-      Revolusai tahap ketiga, terjadi di negara-negara maju sejak perang dunia II dan terutama melalui seleksi dan persilangan genetika atas varietas tenaman dan hewan unggul dan  lebih resisten terhadap penyakit dan serangga
-      Revolusi hijau tahap keempat, telah tersebar luas pada tahun-tahun ini. Tahap ini bukan hal yang baru, melainkan kombinasi dari revolusi hijau tahap kedua dan tahap ketiga, dan terutama ditujukan untuk negara-negara berkembang. Tahun 1967 arietas padi dan gandum jenis unggul dikembangkan di daerah-daearah tropis dan sub tropis, seperti India, Turki, Pakistan, Indonesia.
Sebagaian orang berpendapat bahwa istilah yang lebih tepat atas usaha diatas disebut dengan istilah “evolusi hijau” atau green evolution, karena usaha tersebut dilakukan selama bertahun-tahun. Program revolusi hijau diusahakan melalui pemuliaan tanaman untuk mendapatkan varietas baru yang melampaui daerah adaptasi dari varietas yang telah ada. Varietas unggul yang baru akan berhasil bila mempunyia adaptasi geografis yang luas, responsif pengairan dan pemupukan, resisten terhadap hama dan  penyakit. Sebagaimana telah disinggung sebelumnya bahwa sebenarnya produk tanaman yang dipanen manusia adalah hasil fotosintesis. Pada serealia, produk yang dimanfaatkan adalah  biji. Biji mengandung karbohidrat yang berasal dari proses fotosintesis. Dengan demikian untuk meningkatkan karbohidrat perlu ditingkatkan aktivitas fotosintesis. Aktivitas fotosintesis sangat dipengaruhi oleh cahaya matahari.
Oleh karena itu,daun sebagai pelaksana fotosintesis harus memiliki persyaratan. Persyaratan-persyaratan yang harus dimiliki daun untuk melakukan fotosintesis, adalah  :
-      mampu mengabsorpsi sinar matahari yang berguna untuk fotosintesis secara optimal
-      kedudukan daun (filotaksis) tidak saling menaungi serta mempunyai posisi yang sesuai dengan arah datangnya sinar
-      penguapan yang sering terjadi pada daun haruis seimbang dengan yang tersedia
1.        Varietas unggul
Revolusi hijau diusahakan melalui pemuliaan tanaman untuk mendapatkan varietas unggul dan mampu beradaptasi. Kemampuan adaptasi yang diharapkan  adalah :
-      adaptasi geografis yang luas, artinya dapat tumbuh atau mempunyai penyebaran yang cukup luas
-      responsif terhadap pengairan dan pemupukan
-      resistensi terhadap hama dan penyakit
2.       Intensifikasi pertanian
Intensifikasi pertanian merupakan bentuk mekanisme revolusi hijau di Indonesia yang biasa di kenal dengan sebutan panca usaha tani, yaitu 5  (lima) usaha untuk meningkatkan hasil pertanian yang meliputi  :
-      pengolahan tanah yang baik
-      penggunaan bibit unggul
-      pemupukan dengan tepat
-      pengaturan irigasi
-      pemberantasan hama dengan pestisida
3.       Kendala dalam revolusi hijau
Dalam usaha meningkatkan hasil tanaman seperti yang diharapkan dalam revolusi hijau ternyata harus kerja keras dan terdapat kendala-kendala yang harus dihadapi, yaitu :
-      Varietas unggul umumnya hanya akan menghasilkan panen yang baik bila diberi pupuk dan pengairan yang tepat
-      Adanya lahan-lahan yang potensial untuk pertanian namun letajk geografisnya kurang menguntungkan, seperti jauh dari penduduk atau tidak/ belum mempunyai sistem irigasi sehingga lahan tersebut sulit untuk dimanfaatkan
-      Banyak lahan yang secara geografis menguntungkan namum keadaan tanahnya kritis dan kurang subur
-      Adanya serangga berbagai hama, misal serangga atau hewan yang dilindungi
Tujuan akhir dari pemuliaan tanaman adalah untuk mendapatkan hasil pertanian lebih dari hasil yang telah dicapai varietas yang telah ada. Namun peningkatan hasil saja masih kurang dan harus diikuti dengan beberapa tindakan penunjang, antara lain  :
-      peningkatan hasil pertanian tidak boleh menurun kualitasnya
-      perlu adanya diversifikasi  atau penganekaragaman menu
-      untuk jenis tanaman leguminoseae, perlu adanya daya hasil yang lebih menarik
-      peningkatan protein melalui peningkatan komposisi hasil
-      pengingkatan hasil yang mengandung energi lebih tinggi
-      ketahanan penyakit dalam penyimpanan
-      hasil tidak boleh mengandung racun
4.       Dampak revolusi hijau
Revolusi hijau selain menguntungkan dalam pemenuhan kebutuhan pangan dapat teratasi, tetapi ternyata revolusi hijau juga menimbulkan masalah bagi lingkungan dan sosial, antara lain berupa  :
-      Terbentuknya penyerdehanaan komunitas, karena umumnya petani hanya menanam serealia atau bahan pokok dan tidak menanam leguminosea (kacang-kacangan)
-      Penggunaan pupuk buatan dan pestisida akan menyebabkan hilangnya kemampuan mikroorganisme tanah yang membantu menyuburkan tanah. Akibatnya dalam waktu 20 – 30 tahun mendatang akan terjadi titik balik penurunan produtivitas tanaman.
-      Rusaknya keseimbangan lingkungan akibat penggunaan pupuk buatan dan tercemarnya lingkungan akibat penggunaan pestisida yang berlebiha dapat menyebabkan kepunahan berbagai organisme
-      Pembuatan lahan pertanian (sawah, ladang) baru dari hutan-hutan akan menurunkan keanekaragaman hayati dan keaneragaman genetika. Hal ini dapat menyebabkan hilangnya salah satu species tumbuhan atau hewan yang mungkin mengandung gen yang sangat dibutuhkan
-      Adanya mekanisasi pertanian menyebabkan petani buruh kehilangan pekerjaan, yang akibatnya terjadinya urbanisasi yang menyebabkan masalah di perkotaan besar
-      berkurangnya keanekaragaman genetik jenis tanaman tertentu akan sangat membahayakan , sebab bisa menurunkan plasma nutfah atau sumber gen.   

B.       Revolusi Biru
Keberhasilan manisia dalam usaha peningkatan hasil serealia ternyata cukup mengatasi kekurngan  pangan sebagaian  hasil serealia ternyata belum cukup mengatasi kekurangan pangan sebagaian besar penduduk dunia. Hal ini disebabkan makin sempitnya tanah pertanian yang subur, sebab terdesak oleh pemanfaatan tanah untuk kepentingan lainnya. Seperti talah kita ketahui bahwa 70% luas permukaan bumi ini berupa lautan, maka tidak ada salahnya kalau manusia mulai melirik dan mengusahan dalam mengatasi kekurangan pangan di ararhkan ke lautan. Untuk memanfatkan sumber daya hayati yang ada di laut, maka digiatkan revolusi biru, yaitu pengembangan teknologi pemanfaatan sumber daya hayati laut, terutama dalam  pemenuhan kebutuhan pangan.
Sumber daya laut terdiri atas sumber daya hayati dan sumber daya non hayati .  
                       
Gambar. Laut dan kekayaan di dalamnya                                            Gambar. Keaneragaman biota laut

1.            Sumber daya hayati laut
a.    Tumbuhan
      Jenis alga atau rumput laut merupakan tubuhan laut yang menghasilkan agar-agar, merupakan sumber penghasil karbonhidrat. Berbagai rumput laut juga mengandung asam amino dan mineral. Selain itu rumput laut dapat untuk antibiotika, kosmetik, bahan tekstil dan plastik.
        Alga hijau bersel satu seperti Chlorella mulai dibudidayakan sebagai sumber protein yang mengandung 50% protein dari berat kering.
b.   Hewan
      Ikan, udang dan cumi-cumi merupakan sumber protein heani yang sangat besar di hasilkan dari laut.
c.     Kerang laut
Kerang hujau, kerang mutiara dan kepiting merupakan sumber daya hayati laut yang cukup potensi untuk dikembangkan
Dalam meningkatkan sumber daya hayati laut, upaya yang dilakukan tidak hanya penagkapan ikan dan penambilan biota laut lainnya, tetapi juga perlu diikuti dengan pembudidayaan berbagai jenis hewan dan tumbuhan laut, seperti alaga atau rumpu tlaut, kerang mutiara dan lain-lain. Pembudidayaan rumput laut telah dikembangkan diberbagai tempat, dan hasilnya ternyata sangat memuaskan. Pemerintah telah mengusahakan berbagai upaya dalam meningkatkan pemanfaatan pengembangan sumber daya hayati laut, yaitu  :
-      Melaksanakan pola perusahaan inti rakyat (PIR) untuk perikanan laut, misal ikam tuna dan ika cakalang
-      Mengembangkan sistem rumpon, yaitu suatu alat yang dipasang didaerah laut sebagai tempat berkumpulnya ikan.
-      Melakukan zona ekonomi eksklusif (ZEE), dengan ZEE ini maka wilayah Indonesia akan bertambah luas. Hal ini akan memungkinkan pula meningkatnya hasil sumber daya hayati laut.
-      Mengadakan penelitian tentang potansis sumber daya laut, sehingga dapat diketahui wilayah-wilayah laut yang mana yang produktif dan wilayah mana yang kurang produktif.   
2.            Sumber daya non hayati laut
a.    Air laut
      Berbagai negara laut dapat diolah dengan teknologi osmosis balik, yaitu menghilangkan garam dapurnya sehingga dapat sebagai sumber air minum. Air laut banyak mengandung unsur kimia, seperti NaCl yang penting untuk pangan, Mg yang penting untuk industri pesawat terbang, roket dan peralatan laut udara.  
b.   Nodul di dasar laut
      Nodul yaitu endapan logam, seperti Mn, Ni, Co, Cu, Au, Zn dan Fe yang vital untuk pengembangan industri 
c.     Energi
Energi panas yang berasal dari panas matahari (OTEC atau Ocean Thermal Energy Converasion) penting untuk pembangkit tenaga listrik
Gambar. Jaring-jaring kehidupan 
d.     Arus dan gelombang laut
Arus laut dan gelombang laut di Jepang digunakan untuk pembangkit listrik dengan kincir listrio yang digerakan.
 
3.            Kendala revolusi biru
Dalam pengembagan revolusi biru terdapat kendala-kendala yang harus dihadapi, antara lain :
-      Adanya limbah minyak, industri danrumha tangga yang menyebabkan cahaya matahari yang menembus ke laut semakin berkurang. Limbah tersebut juga mengandung zat yang bersifat racun yang dapat membunuh biota laut
-      Pengangkapan ikan yang terus menerus dengan menggunakan kapal-kapal pukat harimau yang modern dalam penangkapan ikan akan mengakibatkan menurunnya populasi ikan secara dratis. Hal ini disebabkan ikan-ikan yang belum dewasa akan ikut terjaring pula.
-      Penggunaan bahan bergahaya, seprti bahan peledak atau portas (senyawa kimia beracun) menyebabkan biota laut mati. Pengambilan terumbu karang juga menyebabkan makin menurunnya produksi ikan, karena terumbu karang merupakan habitat berbagai jenis ikan yang merupakan sumber makanan bagi manusia. 
4.            Tindakan untuk mengatasi revolusi biru
-      Mencegah dan mengatasi pencemaran laut
-      Menghindari penangkapan ikan hanya terus menerus, misal tidak boleh menangkap ikan pada waktu musim kawin dan boleh menangkap ikan hanya pada musim-musim tertentu saat populasi sngat tinggi
-      Tidak menggunakan alat bantu atau bahan yang berbahaya
-      Menggalakan peternakan ikan,  misal dengan membuat pertambakan, jala apung, membudidayakan kerang dan kepiting.

C.       Revolusi Putih
Revolusi putih adalah usaha pemerintah untuk memperoleh makanan danrekayasa genetika dengan menggunakan mikroba tertentu. Misalnya pembuatanprotein sel tunggal yang berasal dari bactreri, ragi dan algae yang dibiakan dengan substrat tertentu, seperti  :
-          BBM (bahan bakar minyak)
-          Limbah
-          Berbagai industri makanan, minuman
-          Obat-obatan
Pembahasan lebih lanjut tentang revolusi putih akan diurai pada bab XII.

D.       Pemuliaan Tanaman dan Hewan
Pemuliaan adalah suatu cara yang sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang bermanfaat bagi manusia. Dalam proses ini diperlukan bahan baku berupa keanekaragaman genetik (plasma nutfah) yang tesedia di alam. Untuk pemuliaan tanaman dan hewan, peranan penelitian untuk mendapatkan bibit unggul adalah sangat penting. Untuk itu diperlukan  :
-      adanya keragaman genetik
-      sistem-sistem logis dalam pemindahan dan fiksasi gen
-      konsepsi dan tujuan atau sasaran yang jelas
-      mekanisme penyebarluasan hasilnya kepada masyarakat   
Yang dimaksud dengan bibit unggul adalah hewan atau tanaman yang mempunyai sifat unggul, seperti :
-      masa pertumbuhan pendek dan berumur pendek
-      cepat menghasilkan buah
-      tahan terhadap hama dan penyakit
-      produksi tinggi atau banyak
-      enak rasanya
Penggunaan bibit unggul untuk meningkatkan hasil pertanian dan peternakan merupakan cara yang terbaik, karena cara ini tidak akan menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan, tidak akan mengganggu keseimbangan lingkungan dan juga tidak menimbulkan pencemaran. Cara-cara pemuliaan tanaman dan hewan :
1.            Seleksi
Seleksi adalah pemilihan sifat suatu makhluk hidup sesuai dengan lingkungannya. Sifat yang diinginkan manusia berbeda-beda susuai dengan tujuannya. Untuk tujuan bahan pangan, maka sifat yang diharapkan adalah tanaman yang produksinya tinggi, tahan hama dan enak rasanya. Untuk tanaman hias, dipilih yang berbentuk indah atau berbunga dan berdaun dengan  warna menarik. Untuk hewan yang diharapkan menghasilkan daging, susu, telur yang banyak. Selain itu juga diharapkan hewan yang kuat seperti kuda , sapi, kerbau dan sebagainya. Untuk buah yang diharapkan buah yang besar dan manis rasanya. Seleksi telah lama dilakukan manusia sebelum muncul ilmu genetika, bahkan hampir seluruh hewan dan tumbuhan yang dibudidayakan manusia saat ini sebenarnya merupakan hasil dari seleksi. Bila seleksi dilakukan secara terus menerus terhadap berbagai makhluk hidup, maka akibtnya hanya varietas yang dipilih manusia saja yang akan mendapat kesempatan untuk hidup lebih besar, sedang varietas yang tidak diingini manusia secara lambat laut akan punah. Dampak positif adanya seleksi adalah dihasilkannya sifat-sifat unggul yang diperlukan manusia. Dampak negatif adanya seleksi adalah dihasilkannya sifat yang tidak diingkan akan hilang sehingga mengurangi keanekaragaman genetik atau plasma nutfah.   
2.            Hibridisasi
Hibridisasi atau pembastaran adalah mengawinkan (menyilangkan) antara dua individu yang berbeda sifatnya tetapi masih termasuk ke dalam satu species, sehingga diharapkan akan muncul sifat unggul yang homozogot. Dalam rangka meningkatkan hasil tanaman padi maka kita harus berusaha mendapatkan varietas yang mempunyai sifat berproduksi tinggi dan tahan terhadap hama. Artinya kedua yang kita inginkan tersebut terdapat pada dua individu yang berbeda . maka untuk mendapatkan individu yang mengandung kedua sifat yang kita inginkan tersebut, kita harus mengadakan hibridisasi. Untuk mendapatkan varietas yang benar-benar galur murni, turunan kedua tadi harus dipilih lagi, dan dilanjutkan penyilangan lagi. Dengan mengadakan penyilangan yang berulang-ulang diharapkan akan dihasilkan varietas yang memiliki gabungan yang bergalur murni.
Berbagai cara untuk memperbaiki keturunan pada ternak, yang dilakukan dengan penyilangan,
 di antaranya  :
-      Silang murni (purebreeding), yaitu mengawinkan ternak jantan dan betina yang sama bangsanya, misal : perkawinan antara sapi madura dengan sapi madura.
-      Silang dalam (inbreeding), yaitu mengawinkan antara ternak jantan dan ternak betina yang masih ada hubungan kekeluargaan. Bila hubungan kekeluargaaan ini sangat dekat disebut closebreeding) 
-      Silang kuar (crossbreeding), yaitu mengawinkan silang antara dua bangsa yang berdarah murni, yang bertujuan untuk mendapatkan ras baru yang memiliki sifat-sifat yang menonjol, misal : penyilangan antara sapi Fries Holland dengan sapi madura. 
-      Upgrading, yaitu penyilangan antara pejantan yang telah diketahui kualitasnya dengan betina setempat. Pejantan tersebut didatangkan dari luar negeri.  
3.            Mutasi buatan
Mutasi adalah pengubahan struktur kimia molekul gen (DNA) dari sel kelamin induk yang dapat menyebabkan perubahan sifat pada anaknya.  Mutasi dapat dilakukan dengan memanipulsi gen menggunakan radioisotop, misalnya sinar alfa, beta, gama dan zat kolkisin. Mutasi buatan pada tanaman umumnya memperoleh keturunan yang bersifat poliploid. Turunan yang bersifat poliploid ini dapat memberikan hasil yang lebih tinggi, seperti buah besar dan tidak berbiji. Mutasi tanaman dapat dilakukan terhadap tanaman tomat, anggur, jambu, semangka, dan lain-lain.
Kerugian  dari poliploid adalah tidak dapat membentuk alat perkembangbiakan sendiri.
a.    Hewan  unggul
      Hewan jenis unggul, di antaranya :
Domba jenis unggul    :    Dorsit Down Clum Forest, Dorset Horn, Suffolk, Romney Marsh, texel dan Deron Long Wool.
Sapi jenis unggul          :    Aberdeen,  Hereford, Dairy Shorthorn, Red Fool Angus
Ayam jenis unggul      :    White Lighorn, Rhode Island Red, Black Leghorn Anconam Light Sussex dan Black Minora
b.   Tanaman unggul
Tanaman jenis unggul, di antaranya :
Padi jenis unggul hasil seleksi dan hibridisasi  :  padi bengawan, PB5, PB8, Cisadanem si gadis, gajah mungkur. Padi hasil mutasi buiatan contohnya Atomita I (berasal dari padi Pelita I yang tahan terhadap wereng coklat dan wereng hijau) dan Atomita II (berasal dari Pelita II yang tahan terhadap wereng coklat dan wereng hijau, tahan terhadap bacteri pucuk, dan sesuai dengan lingkungan asin). Sayuran dan buah-buahan  : tomat tanpa biji, semangka tanpa biji dan jambu tanpa biji   
4.     Transplantasi buatan
        Transplantasi gen dikenal juga dengan nama pencangkokan gen. Dengan memanfaatkan teknologi mutakhir, para ahli telah berhasil menetukan kedudukan gen di dalam kromosom. Bahkan dengan perantaraan mikroorganisme bersel satu mereka telah mampu meniadakan gen dari suatu species ke kromosom species lainnya.   
5.     Kultur jaringan
        Kultur jaringan adalah suatu cara memperoleh bibit unggul dengan cara yang cepat dan hanya terjadi pada tumbuhan yang telah diketahui kualitasnya. Memperbanyak bibit unggul dapat dilakukan dengan memotong-motong organ tanaman dengan syarat- sayarat :
-          sel dan organ tidak rusak
-          sebaiknya sebelum memotong, harus menyediakan media pertumbuhan lalu hasil potongan tadi di letakan satu-persatu pada media yang tersedia dengan diberi hormon pertumbuhan  

0 comment :

Reactions:  

Poskan Komentar

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | Blogger Templates