13 Juli 2018

PENTINGNYA SERANGGA

Serangga : Semut

Pentingnya serangga: Merupakan hewan dengan keanekaragaman yang tinggi diantara kelompok Arthropoda lain bahkan seluruh hewan di muka bumi ini. Serangga merupakan bagian penting dari ekologi dan lingkungan. Penjelasan dibawah ini mendeskripsikan sekelumit tentang tentang pentingnya serangga bagi lingkungan dan masyarakat sosialnya.

Peranan Serangga

Gambar 2 : kepik
kebanyakan orang menganggap serangga berbahaya karena mereka menyebarkan penyakit (nyamuk, lalat), merusak bangunan (rayap) atau menghancurkan tanaman (belalang, kumbang) dan para ilmuwan melakukan penelitian dalam upaya mencari cara memberantas mereka, yaitu dengan , menggunakan insektisida tetapi, semakin, menyelidiki metode biokontrol.

Meskipun banyak serangga yang mengganggu namun, sebagian besar spesies bermanfaat bagi manusia atau lingkungan.

Banyak serangga berperan sebagai polinator (penyerbuk) membantu menyerbuki tanaman (seperti lebah dan kupu-kupu). Penyerbukan tanaman oleh serangga merupakan bentuk  simbiosis yang memberi tanaman kemampuan untuk mereproduksi lebih efektif, sementara serangga mendapatkan madu dan serbuk sari. 

 Entomologi forensik: Ilmu terapan yang digunakan untuk menentukan waktu kematian seseorang, dan bila mungkin, penyebab kematian manusia melalui serangga yang menempel pada tubuh mayat.
Entomologi forensik adalah aplikasi dari ilmu entomolgi dan arthropoda dalam kasus pidana. Mereka digunakan dalam investigasi kematian, membantu menentukan lokasi dan waktu insiden menurut hewan yang ditemukan di jenazah dan tahap pembusukan jenazah.

 Jaringan Entomologi Forensik di Brasil telah berhasil mengungkap penyebab kematian Isabela Tainara, 14 tahun, berdasarkan jenis serangga yang terdapat di tubuh mayat (lalat dan kumbang) di laboratorium Biologi UnB.

Peranan serangga di lingkungan dan masyarakat sosialnya
Beberapa serangga menghasilkan zat yang berguna untuk manusia, seperti madu, lilin, pernis dan sutra.

Lebah dan ulat sutera telah dikembangbiakan oleh manusia selama ribuan tahun dan dapat dikatakan bahwa sutra mempengaruhi sejarah umat manusia.

Di beberapa bagian dunia, serangga digunakan dalam makanan manusia, seperti di jawa tengah dan timur, masyarakatnya banyak mengkonsumsi belalang. Sementara masyarakat lain menganggap menjijikkan.


Larva lalat rumah digunakan untuk mengobati luka gangren, karena makanan dari larva lalat adalah  daging busuk. Pemanfaatan larva banyak digunakan untuk perawatan luka ganggren pada penderita diabetes melitus. Luka gangren ditaburi larva lalat, kulit-kulit mati dan busuk akan dibersihkan oleh larva lalat tersebut, tanpa perlu mengelupaskan atau membersihkan.
 
Gambar 3 : Semut

Selain itu beberapa serangga seperti kumbang, serangga detritovor memakan hewan dan tumbuhan mati, sehingga serangga ini berperan penting dalam remineralisasi bahan organik. Kumbang yang memakan kotoran, sehingga mengurangi jumlah kotoran di lingkungan.

Keseimbangan Ekologi
Kotoran dipindahkan atau ditimbun oleh aktivitas kumbang ketika makan, secara tidak langsung mempercepat daur materi. Aktivitas kumbang juga  mengembalikan bahan organik ke dalam tanah sehingga proses aerasi tanah meningkat dan membuatnya menjadi lebih subur. 
Gambar 4 : Ragam jenis serangga

Peranan penting serangga lainnya adalah bersifat insektivora, yaitu, mereka memakan serangga lain, sehingga membantu menjaga keseimbangan jumlah mereka di alam. Untuk jenis serangga hama seperti tawon, parasitoid atau predatornya. Oleh sebab itu, penggunaan insektisida memberikan efek yang berlawanan dengan yang diharapkan, karena mereka membunuh, tidak hanya serangga yang hama tapijuga menghilangkan, serangga-serangga bermanfaat lainnya..



05 Maret 2018

B I O R E M E D I A S I

Selasa, 6 Maret 2018

Apa itu Bioremediasi
     Bioremediasi berasal dari dua kata yaitu Bio  atau organisme hidup, terutama mikroorganisme yang digunakan dalam pemanfaatan pemecahan atau degradasi bahan pencemar lingkungan menjadi bentuk yang lebih sederhana dan aman bagi lingkungan tersebut dan Remediasi yang berarti proses Biologi  dalam menyelesaikan masalah. Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran atau polutan (logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain). Bioremediasi mempunyai potensi menjadi salah satu teknologi lingkungan yang bersih, alami, dan paling murah untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.
     Menurut Ciroreksoko (1996), bioremediasi diartikan sebagai proses pendegradasian bahan organik berbahaya secara biologis menjadi senyawa lain seperti karbondioksida (CO2), metan, dan air. Sedangkan menurut Craword (1996), bioremediasi merujuk pada penggunaan secara produktif proses biodegradatif untuk menghilangkan atau mendetoksi polutan (biasanya kontaminan tanah, air dan sedimen) yang mencemari lingkungan dan mengancam kesehatan masyarakat. Jadi bioremediasi adalah salah satu teknologi alternatif untuk mengatasi masalah lingkungan dengan memanfaatkan bantuan mikroorganisme. Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi (mycoremediasi), yeast, alga dan bakteri yang berfungsi sebagai agen bioremediator. Selain dengan memanfaatkan mikroorganisme, bioremediasi juga dapat pula memanfaatkan tanaman air. Tanaman air memiliki kemampuan secara umum untuk menetralisir komponen-komponen tertentu di dalam perairan dan sangat bermanfaat dalam proses pengolahan limbah cair ( misalnya menyingkirkan kelebihan nutrien, logam dan bakteri patogen). Penggunaan tumbuhan ini biasa dikenal dengan istilah fitoremediasi. Jenis-jenis tanaman yang dapat melakukan remediasi disebut dengan tanaman hiperakumulator, contohnya adalah sebagai berikut.

 Proses fitoremediasi meliputi fitoakumulasi, rhizofiltrasi, fitostabilisasi, rizodegradasi, fitodegradasi, dan fitovolatisasi.
a. Fitoekstraksi atau fitoakumulasi yaitu proses tumbuhan menarik zat kontaminan dari media sehingga berakumulasi di sekitar akar tumbuhan.
b. Rhizofiltrasi yaitu proses adsorbs atau pengendapan zat-zat kontaminan pada akar (menempel pada akar).
c. Fitostabilisasi yaitu penempelan zat-zat kontaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap ke dalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut menempel erat (stabil) pada akar sehingga tidak akan dibawa oleh aliran air dalam media.
d. Rhizodegradasi atau fitostimulasi yaitu penguraian zat-zat kontaminan dengan aktivitas mikroba yang berada di sekitar akar tumbuhan. Misalnya ragi, fungi dan bakteri.
e. Fitodegradasi atau fitotransformasi yaitu proses yang dilakukan tumbuhan untuk menguraikan zat kontaminan yang mempunyai rantai molekul yang kompleks menjadi bahan yang tidak berbahaya dengan susunan molekul yang lebih sederhana yang dapat berguna bagi pertumbuhan tanaman itu sendiri. Proses ini dapat berlangsung pada daun, batang, akar atau di luar di sekitar perakaran dengan bantuan enzim berupa bahan kimia yang mempercepat proses degradasi.
f. Fitovolatilisasi yaitu proses menarik dan transp.irasi zat-zat kontaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah menjadi larutan terurai sebagai bahan yang tidak berbahaya lagi utnuk selanjutnya diuapkan ke atmosfer.
Tujuan Bioremediasi
     Tujuan dari bioremediasi adalah untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air) atau dengan kata lain mengontrol atau mereduksi bahan pencemar dari lingkungan. 
Manfaat Bioremediasi
Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada berbagai bidang, diantaranya adalah sebagai berikut.

1. Bidang Lingkungan
Pengolahan limbah yang ramah lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan. Contoh bioremediasi dalam lingkungan yakni telah membantu mengurangi pencemaran dari limbah pabrik, misalnya pencemaran limbah oli di laut Alaska berhasil diminimalisir dengan bantuan bakteri yang mampu mendegradasi oli tersebut.

2. Bidang Industri
Bioremediasi telah memberikan suatu inovasi baru yang membangkitkan semangat industri sehingga terbentuklah suatu perusahaan yang khusus bergerak dibidang bioremediasi, contohnya adalah Regenesis Bioremediation Products, Inc., di San Clemente, Calif.

3. Bidang Ekonomi
Karena bioremediasi menggunakan bahan-bahan alami yang hasilnya ramah lingkungan, sedangkan mesin-mesin yang digunakan dalam pengolahan limbah memerlukan modal dan biaya yang jauh lebih, sehingga bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang lebih baik.

4. Bidang Pendidikan
Penggunaan mikroorganisme dalam bioremediasi dapat membantu penelitian terhadap mikroorganisme yang masih belum diketahui secara jelas. Pengetahuan ini akan memberikan sumbangan yang besar bagi dunia pendidikan sains.
Proses Bioremediasi:
1. Biodegradasi
   Proses bioremediasi enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme, memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut. Enzim mempercepat proses tersebut dengan cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu reaksi.

2. Biotransformasi
    Biotransformasi disebut juga biodetoksifikasi, merupakan proses merubah senyawa toksik menjadi senyawa yang kurang toksik atau tidak toksik. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi. Degradasi senyawa kimia oleh mikroba di lingkungan merupakan proses yang sangat penting untuk mengurangi kadar bahan-bahan berbahaya di lingkungan, yang berlangsung melalui suatu seri reaksi kimia yang cukup kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Misalnya mengubah bahan kimia menjadi air dan gas yang tidak berbahaya misalnya CO2.

3. Biokatalis
   Dalam proses degradasinya, mikroba menggunakan senyawa kimia tersebut untuk pertumbuhan dan reproduksinya melalui berbagai proses oksidasi. Enzim yang dihasilkan juga berperan untuk mengkatalis reaksi degradasi, sehingga tidak membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai keseimbangan. Lintasan biodegradasi berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme umumnya berlangsung melalui proses yang sama.
      Supaya proses tersebut dapat berlangsung optimal, diperlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan kebutuhan pertumbuhan dan perkembangangbiakan mikroorganisme. Tidak terciptanya kondisi yang optimum akan mengakibatkan aktivitas degradasi biokimia mikroorganisme tidak dapat berlangsung dengan baik, sehingga senyawa-senyawa beracun menjadi persisten di lingkungan. Agar tujuan tersebut tercapai diperlukan pemahaman akan prinsip-prinsip biologis tentang degradasi senyawa-senyawa beracun, pengaruh kondisi lingkungan terhadap mikroorganisme yang terkait dan reaksi-reaksi yang dikatalisnya. 
      Salah satu cara untuk meningkatkan bioremediasi adalah melalui teknologi genetik. Teknologi genetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yang mengkode enzim yang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutan beracun menjadi tidak berbahaya.
Jenis-jenis Bioremediasi
     Jenis-jenis bioremediasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu bioremediasi yang melibatkan mikroba dan bioremediasi berdasarkan lokasinya:
1.  Bioremediasi yang melibatkan mikroba
Teknologi bioremediasi dalam menstimulasi pertumbuhan mikroba dilakukan dengan tiga cara yaitu :

a. Biostimulasi
Biostimulasi adalah suatu proses yang dilakukan melalui penambahan zat gizi tertentu yang dibutuhkan oleh mikroorganisme (misalnya nutrien dan oksigen) atau menstimulasi kondisi lingkungan sedemikian rupa (misalnya pemberian aerasi) agar mikroorganisma tumbuh dan beraktivitas lebih baik. Nutrien dan oksigen dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut. Namun sebaliknya,  jika kondisi yang dibutuhkan tidak terpenuhi, mikroba akan tumbuh dengan lambat atau mati. 

b. Bioaugmentasi
Bioaugmentasi merupakan penambahan atau introduksi satu jenis atau lebih mikroorganisme baik yang alami maupun yang sudah mengalami perbaikan sifat (improved/genetically engineered strains). Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu kemudian ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Tetapi proses ini mempunyai hambatan yaitu sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal, karena mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi. Dalam beberapa hal, teknik bioaugmentasi juga diikuti dengan penambahan nutrien tertentu.

c. Bioremediasi Intrinsik
Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami (tanpa campur tangan manusia) dalam air atau tanah yang tercemar.

2. Bioremediasi berdasarkan lokasi
Bioremediasi berdasarkan lokasi dapat dilakukan secara in-situ dan ex-situ. 

a. Bioremediasi in-situ, yaitu proses pengelolaan limbah di lokasi limbah itu berada dengan mengandalkan kemampuan mikroorganisme yang telah ada di lingkungan tercemar untuk mendegradasinya. 

b. Bioremediasi ex-situ, yaitu bioremediasi yang dilakukan dengan mengambil limbah di suatu lokasi lalu ditreatment di tempat lain, setelah itu baru dikembalikan ke tempat asal.  Kemudian diberi perlakuan khusus dengan memakai mikroba.  Bioremediasi ini bisa lebih cepat dan mudah dikontrol dibanding in-situ, ia pun mampu me-remediasi jenis kontaminan dan jenis tanah yang lebih beragam.

     Secara umum proses bioremidiasi memiliki beberapa kelebihan, namun kelebihan tersebut selalu diimbangi dengan kelemahan walaupun sedikit. Berikut ini merupakan perbandingan kelebihan dan kelemahan dalam bioremediasi.

Kelebihan bioremediasi
* Bioremediasi sangat aman digunakan karena menggunakan mikroba yang secara alamiah sudah ada dilingkungan.
* Bioremediasi tidak menggunakan atau menambahkan bahan kimia berbahaya (ramah lingkungan).
* Tidak melakukan proses pengangkatan polutan.
* Teknik pengolahannya mudah diterapkan dan murah biaya.
* Dapat dilaksanakan di lokasi atau di luar lokasi.
* Menghapus resiko jangka panjang

Kelemahan bioremediasi
* Tidak semua bahan kimia dapat diolah secara bioremediasi.
* Membutuhkan pemantauan yang intensif
* Berpotensi menghasilkan produk yang tidak dikenal
* Membutuhkan lokasi tertentu
 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Bioremediase
     Keberhasilan proses biodegradasi banyak ditentukan oleh aktivitas enzim. Dengan demikian mikroorganisme yang berpotensi menghasilkan enzim pendegradasi hidrokarbon perlu dioptimalkan aktivitasnya dengan pengaturan kondisi dan penambahan suplemen yang sesuai. Dalam hal ini perlu diperhatikan faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi proses bioremediasi, yang meliputi kondisi tanah, temperature, oksigen, dan nutrient yang tersedia.

1. Tanah
Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzim-enzim mikrobial dan air. Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil kasar sehingga disp.ersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di dalam tanah.

2. Temperatur
Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron adalah 30-40oC. Ladislao, et. al. (2007) mengatakan bahwa temperatur yang digunakan pada suhu 38oC bukan pilihan yang valid karena tidak sesuai dengan kondisi di Inggris untuk mengontrol mikroorganisme patogen. Pada temperatur yang rendah, viskositas minyak akan meningkat mengakibatkan volatilitas alkana rantai pendek yang bersifat toksik menurun dan kelarutannya di air akan meningkat sehingga proses biodegradasi akan terhambat. Suhu sangat berpengaruh terhadap lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi.

3. Oksigen
Langkah awal katabolisme senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan katalis enzim oksidase, dengan demikian tersedianya oksigen merupakan syarat keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon minyak.

4. Nutrien
Mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energy dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan pertumbuhannya meningkat.

5. Interaksi antar Polusi
Fenomena lain yang juga perlu mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikroorganisme untuk bioremediasi adalah interaksi antara beberapa galur mikroorganisme di lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kometabolisme. Kometabolisme merupakan proses transformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energi yang dihasilkan.
Jenis-Jenis Mikroorganisme yang berperan dalam bioremediasi
     Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bioremediasi adalah salah satu teknologi alternatif untuk mengatasi masalah lingkungan dengan memanfaatkan bantuan mikroorganisme. Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi (mycoremediasi), yeast, alga dan bakteri. Mikroorganisme akan mendegradasi zat pencemar atau polutan menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun. Polutan dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan pencemar organik dan sintetik (buatan). Bahan pencemar dapat dibedakan berdasarkan kemampuan terdegradasinya di lingkungan yaitu :

Jenis-jenis bahan Pencemar berdasarkan kemampuan terdegradasi
a. Bahan pencemar yang mudah terdegradasi (biodegradable pollutant), yaitu bahan yang mudah terdegradasi di lingkungan dan dapat diuraikan atau didekomposisi, baik secara alamiah yang dilakukan oleh dekomposer (bakteri dan jamur) ataupun yang disengaja oleh manusia, contohnya adalah limbah rumah tangga. Jenis polutan ini akan menimbulkan masalah lingkungan bila kecepatan produksinya lebih cepat dari kecepatan degradasinya.

b. Bahan pencemar yang sukar terdegradasi atau lambat sekali terdegradasi (nondegradable pollutant), dapat menimbulkan masalah lingkungan yang cukup serius. Contohnya adalah jenis logam berat seperti timbal (Pb) dan merkuri.

Jenis-jenis bahan pencemar berdasarkan keberadaannya

a. Senyawa-senyawa yang secara alami ditemukan di alam dan jumlahnya (konsentrasinya) sangat tinggi, contohnya antara lain minyak mentah (hasil penyulingan), fosfat dan logam berat.
b. Senyawa xenobiotik yaitu senyawa kimia hasil rekayasa manusia yang sebelumnya tidak pernah ditemukan di alam, contohnya adalah pestisida, herbisida, plastik dan serat sintesis.
      
     Dalam bioremediasi, lintasan biodegradasi berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme, umumnya berlangsung melalui proses yang sama. Polimer alami yang mendapat perhatian karena sukar terdegradasi di lingkungan adalah lignoselulosa (kayu) terutama bagian ligninnya.
       Berikut ini merupakan beberapa jenis-jenis mikroorganisme yang berperan dalam mendegradasi polutan minyak bumi dan logam berat menjadi bahan yang tidak beracun.

1. Pencemaran minyak bumi
Bahan utama yang terkandung di dalam minyak bumi adalah hidrokarbon alifatik dan aromatik. Minyak bumi menghasilkan fraksi  hidrokarbon dari proses destilasi bertingkat. Apabila keberadaan minyak bumi berlebihan di alam, masing-masing fraksi minyak bumi akan menyebabkan pencemaran yang akan mengganggu kestabilan ekosistem yang dicemarinya. Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi berdasarkan kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu komponen minyak bumi yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme dan komponen yang sulit didegradasi oleh mikroorganisme.

* Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau mendominasi, yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan terdifusi ke dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi komponen ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak bumi. Isolat bakteri pendegradasi komponen minyak bumi ini biasanya merupakan pengoksidasi alkana normal.

* Komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen yang mudah didegradasi. Hal ini menyebabkan bakteri pendegradasi komponen ini berjumlah lebih sedikit dan tumbuh lebih lambat karena kalah bersaing dengan pendegradasi alkana yang memiliki substrat lebih banyak. Isolasi bakteri ini biasanya memanfaatkan komponen minyak bumi yang masih ada setelah pertumbuhan lengkap bakteri pendegradasi komponen minyak bumi yang mudah didegradasi.

     Beberapa bakteri dan fungi diketahui dapat digunakan untuk mendegradasi minyak bumi. Beberapa contoh bakteri yang selanjutnya disebut bakteri hidrokarbonuklastik yaitu bakteri yang dapat menguraikan komponen minyak bumi karena kemampuannya mengoksidasi hidrokarbon dan menjadikan hidrokarbon sebagai donor elektronnya. Adapun contoh dari bakteri hidrokarbonuklastik yaitu bakteri dari genus Achromobacter, Arthrobacter, Acinetobacter, Actinomyces, Aeromonas, Brevibacterium, Flavobacterium, Moraxella, Klebsiella, Xanthomyces dan Pseudomonas, Bacillus. Beberapa contoh fungi yang digunakan dalam biodegradasi minyak bumi adalah fungi dari genus Phanerochaete, Cunninghamella, Penicillium, Candida, Sp.orobolomyce, Cladosp.orium, Debaromyces, Fusarium, Hansenula, Rhodosp.oridium, Rhodoturula, Torulopsis, Trichoderma,  Trichosp.oron.
       Sejumlah bakteri seperti Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Arthrobacter sp., Streptomyces viridans dan lain-lain menghasilkan senyawa biosurfaktan atau bioemulsi. Kemampuan bakteri dalam memproduksi biosurfaktan berkaitan dengan keberadaan enzim regulatori yang berperan dalam sintesis biosurfaktan. Biosurfaktan merupakan komponen mikroorganisme yang terdiri atas molekul hidrofobik dan hidrofilik, yang mampu mengikat molekul hidrokarbon tidak larut air dan mampu menurunkan tegangan permukaan. Selain itu biosurfaktan secara ekstraseluler menyebabkan emulsifikasi hidrokarbon sehingga mudah untuk didegradasi oleh bakteri. Biosurfaktan meningkatkan ketersediaan substrat yang tidak larut melalui beberapa mekanisme.
      Dengan adanya biosurfaktan, substrat yang berupa cairan akan teremulsi dibentuk menjadi misel-misel, dan menyebarkannya ke permukaan sel bakteri sehingga lebih mudah masuk ke dalam sel.

Umumnya ada dua macam biosurfaktan yang dihasilkan bakteri yaitu :
* Surfaktan dengan berat molekul rendah (seperti glikolipid, soforolipid, trehalosalipid, asam lemak dan fosfolipid) yang terdiri dari molekul hidrofobik dan hidrofilik. Kelompok ini bersifat aktif permukaan, ditandai dengan adanya penurunan tegangan permukaan medium cair.

* Polimer dengan berat molekul besar, yang dikenal dengan bioemulsifier polisakarida amfifatik. Dalam medium cair, bioemulsifier ini mempengaruhi pembentukan emulsi serta kestabilannya dan tidak selalu menunjukkan penurunan tegangan permukaan medium.

     Pelepasan biosurfaktan ini tergantung dari substrat hidrokarbon yang ada. Ada substrat (misalnya seperti pada pelumas) yang menyebabkan biosurfaktan hanya melekat pada permukaan membran sel, namun tidak diekskresikan ke dalam medium. Namun, ada beberapa substrat hidrokarbon (misal heksadekan) yang menyebabkan biosurfaktan juga dilepaskan ke dalam medium. Hal ini terjadi karena heksadekan menyebabkan sel bakteri lebih bersifat hidrofobik. Oleh karena itu, senyawa hidrokarbon pada komponen permukaan sel yang hidrofobik itu dapat menyebabkan sel tersebut kehilangan integritas struktural selnya sehingga melepaskan biosurfaktan untuk membran sel itu sendiri dan juga melepaskannya ke dalam medium.

     Secara umum terdapat tiga cara transpor hidrokarbon ke dalam sel bakteri yaitu sebagai berikut.
a. Interaksi sel dengan hidrokarbon yang terlarut dalam fase air. Pada kasus ini, umumnya rata-rata kelarutan hidrokarbon oleh proses fisika sangat rendah sehingga tidak dapat mendukung.

b. Kontak langsung (perlekatan) sel dengan permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar daripada sel mikroba. Pada kasus yang kedua ini, perlekatan dapat terjadi karena sel bakteri bersifat hidrofobik. Sel mikroba melekat pada permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar daripada sel dan pengambilan substrat dilakukan dengan difusi atau transpor aktif. Perlekatan ini terjadi karena adanya biosurfaktan pada membran sel bakteri Pseudomonas.

c. Interaksi sel dengan tetesan hidrokarbon yang telah teremulsi atau tersolubilisasi oleh bakteri. Pada kasus ini sel mikroba berinteraksi dengan partikel hidrokarbon yang lebih kecil daripada sel. Hidrokarbon dapat teremulsi dan tersolubilisasi dengan adanya biosurfaktan yang dilepaskan oleh bakteri Pseudomonas ke dalam medium.

     Berikut ini merupakan jenis-jenis bakteri pendegradasi hidrokarbon pada minyak bumi yaitu:
a) Pseudomonas sp.
     Pseudomonas berbentuk batang dengan diameter 0,5 – 1 x 1,5 – 5,0 mikrometer. Bakteri ini merupakan organisme gram negatif yang motilitasnya dibantu oleh satu atau beberapa flagella yang terdapat pada bagian polar. Akan tetapi ada juga yang hampir tidak mampu bergerak. Bersifat aerobik obligat yaitu oksigen berfungsi sebagai terminal elektron aseptor pada proses metabolismenya. Kebanyakan sp.esies ini tidak bisa hidup pada kondisi asam pada pH 4,5 dan tidak memerlukan bahan-bahan organik. Bersifat oksidasi negatif atau positif, katalase positif dan kemoorganotropik. Dapat menggunakan H2 dan CO sebagai sumber energi. Bakteri pseudomonas yang umum digunakan sebagai pendegradasi hidrokarbon antara lain Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri, dan Pseudomonas diminuta.
    
     Salah satu faktor yang sering membatasi kemampuan bakteri Pseudomonas dalam mendegradasi senyawa hidrokarbon adalah sifat kelarutannya yang rendah, sehingga sulit mencapai sel bakteri. Adapun mekanisme degradasi hidrokarbon di dalam sel bakteri Pseudomonas yaitu:
* Mekanisme degradasi hidrokarbon alifatik
Pseudomonas menggunakan hidrokarbon tersebut untuk pertumbuhannya. Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses aerobik (menggunakan oksigen). Tanpa adanya O2, hidrokarbon ini tidak didegradasi. Langkah pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh oleh Pseudomonas meliputi oksidasi molekuler (O2) sebagai sumber reaktan dan penggabungan satu atom oksigen ke dalam hidrokarbon teroksidasi.

* Mekanisme degradasi hidrokarbon aromatik
Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara aerobik oleh bakteri Pseudomonas. Degradasi senyawa hidrokarbon aromatik disandikan dalam plasmid atau kromosom oleh gen xy/E. Gen ini berperan dalam produksi enzim katekol 2,3-dioksigenase. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi oleh enzim katekol 2,3-dioksigenase menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs (siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat.

b) Arthrobacter sp.
     Pada kultur yang masih muda Arthrobacter berbentuk batang yang tidak teratur 0,8 – 1,2 x 1 – 8  mikrometer. Pada proses pertumbuhan batang segmentasinya berbentuk cocus kecil dengan diameter 0,6 – 1 mikrometer. Gram positif, tidak berspora, tidak suka asam, aerobik, kemoorganotropik. Memproduksi sedikit atau tidak sama sekali asam dan gas yang berasal dari glukosa atau karbohidrat lainnya. Katalase positif, temperatur optimum 25 – 30oC.

c) Acinetobacter sp.
     Memiliki bentuk seperti batang dengan diameter 0,9 – 1,6 mikrometer dan panjang 1,5- 2,5 mikrometer. Berbentuk bulat panjang pada fase stasioner pertumbuhannya. Bakteri ini tidak dapat membentuk spora. Tipe selnya adalah gram negatif, tetapi sulit untuk diwarnai. Bakteri ini bersifat aerobik, sangat memerlukan oksigen sebagai terminal elektron pada metabolisme. Semua tipe bakteri ini tumbuh pada suhu 20-300 C, dan tumbuh optimum pada suhu 33-350 C. Bersifat oksidasi negatif dan katalase positif. Bakteri ini memiliki kemampuan untuk menggunakan rantai hidrokarbon sebagai sumber nutrisi, sehingga mampu meremidiasi tanah yang tercemar oleh minyak. Bakteri ini bisa menggunakan amonium dan garam nitrit sebagai sumber nitrogen, akan tetapi tidak memiliki pengaruh yang signifikan. D-glukosa adalah satu-satunya golongan heksosa yang bisa digunakan oleh bakteri ini, sedangkan pentosa D-ribosa, D-silosa, dan L-arabinosa juga bisa digunakan sebagai sumber karbon oleh beberapa strain.
  
d) Bacillus sp.
     Umumnya bakteri ini merupakan mikroorganisme sel tunggal, berbentuk batang pendek (biasanya rantai panjang). Mempunyai ukuran lebar 1,0-1,2 ?m dan panjang 3-5 ?m. Merupakan bakteri gram positif dan bersifat aerob. Adapun suhu pertumbuhan maksimumnya yaitu 30-50oC dan minimumnya 5-20oC dengan pH pertumbuhan 4,3-9,3. Bakteri ini mempunyai kemampuan dalam mendegradasi minyak bumi, dimana bakteri ini menggunakan minyak bumi sebagai satu-satunya sumber karbon untuk menghasilkan energi dan pertumbuhannya. Pada konsentrasi yang rendah, bakteri ini dapat merombak hidrokarbon minyak bumi dengan cepat.  Jenis Bacillus sp. yang umumnya digunakan seperti Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus laterospor.
     
     Selain dari golongan bakteri, mikroba pendegradasi hidrokarbon juga dapat dilakukan oleh fungi. Fungi pendegradasi hidrokarbon  umumnya  berasal dari genus Phanerochaete, Cunninghamella, Penicillium, Candida, Sporobolomyces, Cladosporium. Jamur dari genus ini mendegradasi hidrokarbon polisiklik aromatik. Jamur Phanerochaete chrysosporium mampu mendegradasi berbagai senyawa hidrofobik pencemar tanah yang persisten. Adapun oksidasi dan pelarutan hidrokarbon polisiklik aromatik oleh Phanerochaete chrysosporium menggunakan enzim lignin peroksidase.  Bila terdapat H2O2, enzim lignin peroksidase yang dihasilkan akan menarik satu elektron dari PAH yang selanjutnya membentuk senyawa kuinon yang merupakan hasil metabolisme. Cincin benzena yang sudah terlepas dari PAH selanjutnya dioksidasi menjadi molekul-molekul lain dan digunakan oleh sel mikroba sebagai sumber energi misalnya CO2.
     Jamur dari golongan Deuteromycota (Aspergillus niger, Penicillium glabrum, P. janthinellum, Zygomycete, Cunninghamella elegans ), Basidiomycetes (Crinipellis stipitaria) diketahui juga dapat mendegradasi hidrokarbon polisiklik aromatik. Sistem enzim monooksigenase Sitokrom P-450 pada jamur ini memiliki kemiripan dengan sistem yang dimiliki mamalia.  Adapun langkah-langkahnya yaitu pembentukan monofenol, difenol, dihidrodiol dan quinon dan terbentuk gugus tambahan yang larut air (misalnya sulfat, glukuronida, ksilosida, glukosida). Senyawa ini merupakan hasil detoksikasi pada jamur dan mamalia.

2. Pencemaran Logam Berat
     Secara umum diketahui bahwa logam berat merupakan unsur yang berbahaya di permukaan bumi, sehingga kontaminasi logam berat di lingkungan merupakan masalah yang besar. Persoalan spesifik logam berat di lingkungan terutama akumulasinya sampai pada rantai makanan dan keberadaannya di alam menyebabkan keracunan terhadap tanah, udara maupun air. Bahan pencemar senyawa anorganik/mineral misalnya logam-logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), Timah hitam (pb), tembaga (Cu), timbal (Pb), dan  garam-garam anorganik. Bahan pencemar berupa logam-logam berat yang masuk ke dalam tubuh biasanya melalui makanan dan dapat tertimbun dalam organ-organ tubuh.  Mikroba memerlukan logam sebagai fungsi struktural dan katalis serta sebagai donor atau reseptor elektron dalam metabolisme energi.

Kemampuan interaksi mikroba terhadap logam antara lain :
a. Mengikat ion logam yang ada di lingkungan eksternal pada permukaan sel serta membawanya ke dalam sel untuk berbagai fungsi sel. Contohnya bakteri Thiobaccilus sp. Mampu menggunakan Fe dalam aktivasi enzim format dehidrogenase pada sitokrom.
b. Menggunakan logam sebagai donor atau akseptor elektron dalam metabolisme energi.
c. Mengikat logam sebagai kation pada permukaan sel yang bermuatan negatif dalam proses yang disebut biosorpsi.

Cara Mikroba mengurangi bahaya pencemaran Logam berat
     Mikroba mengurangi bahaya pencemaran logam berat dapat dilakukan dengan cara detoksifikasi, biohidrometakurgi, bioleaching, dan bioakumulasi.
a. Detoksifikasi (biosopsi)
    Mengubah ion logam berat yang bersifat toksik menjadi senyawa yang bersifat tidak toksik. Proses ini umumnya berlangsung dalam kondisi anaerob dan memanfaatkan senyawa kimia sebagai akseptor elektron.
b. Biohidrometalurgi
    Mengubah ion logam yang terikat pada suatu senyawa yang tidak dapat larut dalam air menjadi senyawa yang dapat larut dalam air.
c. Bioleaching
    Mikroba yang melarutkan logam berat dari senyawa yang mengikatnya dalam bentuk ion bebas. Biasanya mikroba menghasilkan asam dan senyawa pelarut untuk membebaskan ion logam dari senyawa pengikatnya. Proses ini biasanya langsung diikuti dengan akumulasi ion logam.
d. Bioakumulasi
    Mikroba berinteraksi dengan ion-ion logam yang berhubungan dengan lintasan metabolism.
 
Interaksi mikroba dengan logam di alam adalah imobilisasi logam dari fase larut menjadi tidak  atau sedikit larut sehingga mudah dipisahkan.

 Adapun contoh mikroba  pendegradasi  logam yaitu :
a) Enterobacter cloacae dan Pseudomonas fluorescens mampu mengubah Cr (VI) menjadi Cr (III) dengan bantuan senyawa-senyawa hasil metabolisme, misalnya hidrogen sulfida, asam askorbat, glutathion, sistein, dll.
b) Desulfovibrio sp. membentuk senyawa sulfida dengan memanfaatkan hidrogen sulfida yang dibebaskan untuk mengatasi pencemaran logam Cu.
c) Desulfuromonas acetoxidans merupakan bakteri anerobik laut yang menggunakan sulfur dan besi sebagai penerima elektron untuk mengoksidasi molekul organik dalam endapan yang bisa menghasilkan energi.
d) Bakteri pereduksi sulfat contohnya Desulfotomaculum sp. Dalam melakukan reduksi sulfat, bakteri ini menggunakan sulfat sebagai sumber energi yaitu sebagai akseptor elektron dan menggunakan bahan organik sebagai sumber karbon. Karbon tersebut  selain berperan sebagai sumber donor elektron dalam metabolismenya juga merupakan bahan penyusun selnya.

Adapun reaksi reduksi sulfat oleh bakteri ini adalah sebagai berikut.

e) Bakteri belerang, khususnya Thiobacillus ferroxidans banyak berperan pada logam-logam dalam bentuk senyawa sulfida untuk menghasilkan senyawa sulfat. Secara umum reaksinya adalah:        
f) Mikroalga contohnya Spirulina sp., merupakan salah satu jenis alga dengan sel tunggal yang termasuk dalam kelas Cyanophyceae. Sel Spirulina sp. berbentuk silindris, memiliki dinding sel tipis. Alga ini mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mengikat ion-ion logam dari larutan dan mengadsorpsi logam berat karena di dalam alga terdapat gugus fungsi yang dapat melakukan pengikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut terutama gugus karboksil, hidroksil, amina, sulfudril imadazol, sulfat dan sulfonat yang terdapat dalam dinding sel dalam sitoplasma.
7g) Jamur Saccharomyces cerevisiae dan Candida sp. dapat mengakumulasikan Pb dari dalam perairan, Citrobacter dan Rhizopus arrhizus memiliki kemampuan menyerap uranium. Penggunaan jamur mikoriza juga telah diketahui dapat meningkatkan serapan logam dan menghindarkan tanaman dari keracunan logam berat.

Teknik-teknik yang berperan dalam bioremediasi di lingkungan terestrial dan akuatik
     Polutan dapat tersebar dengan mudah di lingkungan terestrial dan akuatik. Namun dengan bantuan beberapa mikroorganisme yang telah dijelaskan di atas, polutan tersebut dapat diremediasi.

Adapun teknik yang berperan dalam bioremediasi di lingkungan terestrial dan akuatik adalah sebagai berikut.
a. Teknik bioremediasi di lingkungan terestrial
     Lingkungan terestrial atau tanah apabila tercemar oleh polutan maka akan merusak lingkungan dan mempengaruhi kehidupan mahluk hidup. Secara umum untuk menghilangkan polutan pada tanah tersebut, ada beberapa teknik bioremediasi yang digunakan, yaitu :
a. Composting
Pada teknik ini, bahan-bahan yang tercemar dicampur dengan bahan organik padat yang relatif mudah terombak, dan diletakkan membentuk suatu tumpukan. Bahan organik yang dicampurkan dapat berupa limbah pertanian, sampah organik, atau limbah gergajian. Untuk mempercepat perombakan kadang-kadang diberi pupuk N, P, atau nutrient anorganik lain. Bahan yang telah dicampur sering ditumpuk membentuk barisan yang memanjang, yang disebut “windrow”. Selain itu dapat juga ditempatkan dalam wadah yang besar atau luas dan diberi aerasi, khusus untuk bahan yang tercemari bahan kimia berbahaya. Aerasi diberikan melalui pengadukan secara mekanis atau menggunakan alat khusus untuk memberikan aerasi. Kelembaban bahan campuran tetap dijaga. Setelah diinkubasikan terjadi pertumbuhan mikroba, dan suhu tumpukan meningkat mencapai 50-600C. Meningkatnya suhu dapat meningkatkan perombakan bahan oleh mikroba. Metode composting telah digunakan misalnya untuk mengatasi tanah yang terkontaminasi klorofenol. Pada skala lapangan menunjukkan bahwa dengan metode ini dapat menurunkan konsentrasi bahan peledak TNT, RDX, dan HMX dalam sedimen yang tercemar oleh bahan-bahan tersebut.

b. Biopile
Teknik biopile merupakan pengembangan dari teknik pengomposan. Biopile merupakan salah satu teknik bioremediasi ex-situ yang dilakukan di permukaan tanah. Teknik ini juga disebut sebagai aerated compost pile. Oleh karena aerasi pada pengomposan terjadi secara alami, sedangkan pada biopile menggunakan pompa untuk menginjeksikan oksigen ke dalam tumpukan tanah tercemar yang diolah. Proses biodegradasi dipercepat dengan optimasi pasokan oksigen, pemberian nutrien dan mikroba serta pengaturan kelembaban. Biopile merupakan teknik penanggulangan lahan tercemar yang mirip dengan landfarning. Pada teknik landfarming, aerasi diberikan dengan cara membolak-baliktanah dengan cara dibajak, sedangkan pada biopile aerasi diberikan menggunakan peralatan. Pada biopile ada dua cara pemberian aerasi. Pertama dengan pompa penghisap untuk memasukkan oksigen dari udara ke lapisan tanah, dan yang ke-dua menggunakan blower untuk menginjeksikan udara ke dalam tanah. Secara umum dilakukan pencampuran bahan terlebih dahulu, kemudian diproses biopile dan hasil proses biopile dilakukan revegetasi.

Urutan proses biopile adalah : (1) Diberi aerasi menggunakan pipa-pipa, (2) Diberi mikroba pendegradasi bahan pencemar, (3) pH diatur dengan pemberian kapur, (4) Diberi tambahan nutrien NPK, (5) Diberi bulking agent untuk menggemburkan tanah (6) Diberi tanah pencampur untuk menurunkan kandungan bahan pencemar (7) Dari hasil uji dapat menurunkan TPH sampai dibawah 1% dalam waktu 1 bulan

c. Landfarming
Landfarming sering juga disebut dengan landtreatment atau landapplication. Cara ini merupakan salah satu teknik bioremediasi yang dilakukan di permukaan tanah. Prosesnya memerlukan kondisi aerob, dapat dilakukan secara in-situ maupun ex-situ. Landfarming merupakan teknik bioremediasi yang telah lama digunakan, dan banyak digunakan karena tekniknya sederhana. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam melakukan teknik ini, yaitu kondisi lingkungan, sarana, pelaksanaan, sasaran dan biaya. Kondisi lingkungan, kondisi tanah yang tercemar, pencemar, dan kemungkinan pelaksanaan teknik landfarming. Untuk tanah tercemar, tanah hendaknya memiliki konduktivitas hidrolik sedang seperti lanau (loam) atau lanau kelempungan (loamy clay). Apabila diterapkan pada tanah lempung dengan kandungan clay lebih dari 70% akan sulit dilaksanakan. Hal ini disebabkan sifat lempung yang mudah mengeras apabila terkena air. Kegiatan landfarming dapat dilakukan secara ex-situ maupun in-situ. Namun bila letak tanah tercemar jauh diatas muka air (water table) maka landfarming dapat dilakukan secara in-situ. pencemar yang tersusun atas bahan yang mempunyai penguapan rendah masih sesuai untuk ditangani secara labdfarming. Bahan pencemar yang mudah menguap tidak cocok menggunakan teknik ini karena dilakukan secara terbuka. Sebaiknya kandungan TPH dibawah 10%.
     Kemungkinan pelaksanaannya apabila tersedia lahan, alat berat untuk menggali dan meratakan tanah, serta kondisi lingkungan yang mendukung. Apabila ini dipenuhi, maka memungkinkan untuk diterapkan teknik landfarming secara ex-situ. Kondisi lingkungan; iklim di lingkungan tempat kegiatan landfarming sangat mempengaruhi proses. Panas yang terik dapat mengakibatkan tanah cepat mengering, maka kelembaban harus selalu dijaga dengan penyiraman. Sebaliknya pada musim hujan, tanah menjadi terlalu jenuh air, sehingga menghambat biodegradasi pencemar karena aerasi terhambat.

     Sarana yang harus disediakan adalah lahan pengolah, pengendali limpahan air, pengendali resapan, dan sarana pemantau. Lahan pengolah untuk menampung tanah tercemar dan tempat pengolahan landfarming dilaksanakan. Pengendali limpahan air, terutama berfungsi saat musim hujan, untuk menjaga kemungkinan terjadinya pencemaran baru akibat limpahan air tercampur polutan. Pengendali resapan terletak di dasar lahan pengolah, biasanya berupa lapisan clay yang dipadatkan sampai bersifat kedap air (liner). Pengendali yang lebih baik adalah lapisan plastik geomembran HDPE (High Density Polyethylene). Sarana pemantau berupa alat pemantau gas, udara, cuaca, air tanah dan sebagainya.

     Apabila dilaksanakan secara ex-situ, tanah tercemar yang diambil dari lokasi yang tercemar dibersihkan terlebih dahulu dari batu-batu dan bahan lain. Selanjutnya tanah dicampur dengan nutrien dan pHnya diatur. Penambahan nutrient juga disebut biostimulation. Pada jenis tanah tertentu, perlu ditambahkan bahan penyangga berupa serbuk gergaji, kompos, atau bahan organik lain untuk meningkatkan porositas dan konduktivitas hidrolik. Setelah tercampur, tanah ditebarkan di lahan pengolah. Hamparan tanah selalu dijaga kelembabannya agar kandungan air kurang lebih 15%. Secara periodik, lapisan tanah dibajak agar tanah mendapat aerasi yang cukup. Penambahan O2 juga disebut bioventing. Apabila diperlukan pada periode tertentu, juga diberi nutrisi agar proses biodegradasi cepat berlangsung. Selain penambahan nutrien dan O2, juga dapat ditambah inokulum mikroba. Nutrien umumnya adalah pupuk NPK/urea dan sumber karbon yang mudah didegradasi. Dari hasil uji dapat menurunkan TPH sampai 49% Selama kegiatan landfarming, secara periodik dilakukan monitoring untuk mengamati kandungan pencemar, aktivitas mikroba, dan pengaruhnya terhadap lingkungan. Dari data hasil monitoring dapat diketahui waktu penyelesaian proses landfarming.

     Salah satu pencemaran yang dapat terjadi pada tanah adalah pencemaran minyak bumi. Minyak yang merembes ke dalam tanah dapat menyebabkan tertutupnya suplai oksigen dan meracuni mikroorganisme tanah sehingga mengakibatkan kematian mikroorganisme tersebut. Tumpahan minyak di lingkungan dapat mencemari tanah hingga ke daerah sub-surface dan lapisan aquifer air tanah. Pengolahan limbah minyak bumi dapat dilakukan menggunakan teknik bioremediasi eks-situ. Pada teknik ini, lapisan dasar lahan harus disiapkan agar mencegah terjadinya infiltrasi. Penyiapan lapisan dasar harus menggunakan lapisan tanah liat dan geomembran serta dilengkapi sistem drainase. Limbah yang keluar dari tempat bioremediasi harus ditampung untuk kemudian diolah sebagai limbah cair.

Tahapan bioremediasi minyak bumi pada tanah adalah sebagai berikut.
a) Penyiapan lokasi
Lapisan tanah dipadatkan dengan ketebalan minimal 60 cm dan permeabilitas K< 10-7 m/detik atau jenis lapisan sintetis lain yang mempunyai karakteristik sama. Selanjutnya dilapisi dengan geomembran dengan ketebalan 1,5-2,0 mm, lapisan gravel 30 cm, dan penutup sementara.

b) Tahap bioremediasi
Limbah minyak bumi yang diolah, maksimal mengandung minyak 20% berat. Kemudian dicampur dengan tanah bulking agent sampai rata. Perbandingan antara materi pencampur (tanah dan bulking agent lain) dengan limbah sludge maksimal 3:1. Agar terjaga kelembabannya maka dicampur dengan air yang sudah diperkaya nutrien untuk pertumbuhan bakteri. Mikroba atau bakteri perombak minyak bumi dapat ditambahkan ke dalam air pencampur untuk mempercepat proses dan untuk menjamin terjadinya penurunan TPH (Total Petroleum Hydrocarbon). Penggunaan bakteri perombak minyak bumi sebaiknya menggunakan bakteri lokal yang diisolasi dari lokasi atau tempat lain di Indonesia. Penggunaan bakteri impor hanya diizinkan apabila bakteri tersebut termasuk GMO (genetically modified microorganism) dan harus mendapat persetujuan dari Departemen Pertanian. Melakukan pengamatan terhadap penurunan kandungan minyak atau dalam bentuk TPH untuk meyakinkan terjadinya proses biodegradasi dapat dilakukan dengan pengukuran terhadap pertumbuhan jumlah bakteri dalam tanah dan transformasi nitrogen. Proses bioremediasi limbah sludge lebih baik dilakukan pada kondisi aerob, sehingga perlu suplai oksigen. Kelembaban perlu dijaga agar tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering. Pengolahan secara bioremediasi dinyatakan layak apabila berhasil menurunkan kadar minyak sebesar 70% dari total kandungan minyak sebelum proses dalam waktu 4 bulan dan menurunkan kandungan petroleum hidrokarbon dengan C< 9 sebesar 80% dari total kandungan C< 9 sebelum proses dalam waktu 4 bulan. Limbah padat sisa bioremediasi dapat ditimbun ke dalam landfill dan atau dimanfaatkan. Landfilling harus sesuai tata cara landfill yang diatur pemerintah.

2. Teknik bioremediasi di lingkungan akuatik
     Lingkungan akuatik atau perairan apabila tercemar oleh polutan juga akan merusak lingkungan dan mempengaruhi kehidupan mahluk hidup. Oleh sebab itu, bioremediasi juga dilakukan di lingkungan akuatik atau perairan. Namun bioremediasi yang dilakukan di perairan cukup sulit karena terdapat beberapa faktor pembatas, antara lain :

* Jumlah bakteri (semakin lama waktu degradasi, maka semakin tinggi total bakteri sampai batas tertentu sebelum terjadi fase kematian).

* Suhu air laut yang rendah.

* Kurangnya sumber nitrogen dan garam fosfat yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri menyebabkan degradasi alami yang dilakukan bakteri terjadi dalam waktu lama.

     Pencemaran yang paling sering terjadi pada lingkungan akuatik adalah di laut, dengan jenis polutannya minyak bumi. Limbah minyak adalah buangan yang berasal dari hasil eksplorasi produksi minyak, pemeliharaan fasilitas produksi, fasilitas penyimpanan, pemrosesan, dan tangki penyimpanan minyak pada kapal laut. Pada umumnya, pengeboran minyak bumi di laut menyebabkan terjadinya peledakan (blow out) di sumur minyak. Ledakan ini mengakibatkan semburan minyak ke lokasi sekitar laut, sehingga menimbulkan pencemaran. Ketika minyak masuk ke lingkungan laut, maka minyak tersebut dengan segera akan mengalami perubahan secara fisik dan kimia. Diantara proses tersebut adalah membentuk lapisan (slick formation), menyebar (dissolution), menguap (evaporation), polimerasi (polymerization), emulsifikasi (emulsification), emulsi air dalam minyak ( water in oil emulsions ), emulsi minyak dalam air (oil in water emulsions), foto oksida, biodegradasi mikorba, sedimentasi, dicerna oleh plankton dan bentukan gumpalan.

     Beberapa teknik penanggulangan tumpahan minyak diantaranya adalah secara in-situ burning, penyisihan secara mekanis, bioremediasi, penggunaan sorbent, penggunaan bahan kimia dispersan, dan washing oil.
a. In-situ burning, adalah pembakaran minyak pada permukaan laut, sehingga mengatasi kesulitan pemompaan minyak dari permukaan laut, penyimpanan dan pewadahan minyak serta air laut yang terasosiasi. Teknik ini membutuhkan booms (pembatas untuk mencegah penyebaran minyak) atau barrier yang tahan api. Namun, pada peristiwa tumpahan minyak dalam jumlah besar sulit untuk mengumpulkan minyak yang dibakar. Selain itu, penyebaran api sering tidak terkontrol.

b. Penyisihan minyak, secara mekanis melalui dua tahap, yaitu melokalisir tumpahan dengan menggunakan booms dan melakukan pemindahan minyak ke dalam wadah dengan menggunakan peralatan mekanis yang disebut skimmer.

c. Bioremediasi yaitu proses pendaur ulangan seluruh material organik. Bakteri pengurai spesifik dapat diisolasi dengan menebarkannya pada daerah yang terkontaminasi. Selain itu, teknik bioremediasi dapat menambahkan nutrisi dan oksigen, sehingga mempercepat penurunan polutan.

Adapun bioremediasi yang bisa diterapkan pada tumpahan minyak yaitu :
* Nutrient Enrichment
Ketika minyak terlepas dalam jumlah besar, kemampuan mikroorganisme untuk mendegradasi petroleum dibatasi oleh kurang mencukupinya nutrien. Penambahan nitrogen,fosfor, dan nutrien lain dimaksudkan untuk mengatasi kurangnya nutrien dan memungkinkanuntuk proses biodegradasi petroleum pada laju yang optimal.

* Seeding with Naturally Occurring Microorganisms
Seeding (inokulasi) merupakan penambahan mikroorganisme pada suatu lingkungan untuk menaikkan laju biodegradasi. Nutrien juga selalu disertakan seed culture.

* Seeding with Genetically Engineered Microorganisms (GEM)
Alasan dibuatnya organisme ini adalah kemungkinan dapat didesain agar mampu mendegradasi fraksi petroleum lebih efektif daripada spesies alami atau mampumendegradasi fraksi petroleum yang tidak dapat didegradasi oleh spesies alami.

d. Penggunaan sorbent dilakukan dengan menyisihkan minyak melalui mekanisme adsorpsi (penempelan minyak pada permukaan sorbent) dan absorpsi (penyerapan minyak ke dalam sorbent). Sorbent ini berfungsi mengubah fasa minyak dari cair menjadi padat, sehingga mudah dikumpulkan dan disisihkan. Sorbent harus memiliki karakteristik hidrofobik, oleofobik, mudah disebarkan di permukaan minyak, dapat diambil kembali dan digunakan ulang. Ada tiga jenis sorbent yaitu organik alami (kapas, jerami, rumput kering, serbuk gergaji), anorganik alami (lempung, vermiculite, pasir) dan sintetis (busa poliuretan, polietilen, polipropilen dan serat nilon).

e. Dispersan kimiawi merupakan teknik memecah lapisan minyak menjadi tetesan kecil (droplet), sehingga mengurangi kemungkinan terperangkapnya hewan ke dalam tumpahan minyak. Dispersan kimiawi adalah bahan kimia dengan zat aktif yang disebut surfaktan.

f. Washing oil yaitu kegiatan membersihkan minyak dari pantai.

     Selain di laut, bioremediasi di lingkungan akuatik juga dapat dilakukan di tempat tambak. Dalam hal ini digunakan campuran bakteri nitrifikasi dan bakteri denitrifikasi diantaranya Bacillus sp. dan Saccharomyces sp., serta campuran dari Bacillus sp., Nitrosomonas sp. dan Nirrosobacter sp. pada sistem budidaya udang sebagai agen bioremediasi senyawa metabolit toksik arnonia dan nitrit di tambak udang. Penggunaan bakteri nitirifikasi dan denitrifikasi untuk berfungsi menjaga keseimbangan senyawa nitrogen anorganik (amonia, nitrit dan nitrat) di sistem tambak. Pendekatan bioremediasi ini diharapkan dapat menyeimbangkan kelebihan residu senyawa nitrogen yang berasal dari pakan dan berupa dilepaskan berupa gas N2 1 N20 ke atmosfer. Peran bakteri nitrifikasi adalah mengoksidasi amonia menjadi nitrit atau nitrat, sedangkan bakteri denitrifikasi akan mereduksi nitrat atau nitrit menjadi dinitrogen oksida (N20) atau gas nitrogen (N2). Pemberian bakteri nitrifkasi dan denitrifkasi sebagai agen bioremediasi ke dalam tambak udang diharapkan dapat meningkatkan kemampuan bakteri yang berperan dalam proses remineralisasi unsur nitrogen dan membantu proses purifsi alarniah (selfpurification) dalam siklus nitrogen.


Perkembangan Teknologi Bioremediasi
     Kelebihan teknologi bioremediasi ditinjau dari aspek komersil adalah relatif lebih ramah lingkungan, biaya penanganan yang relatif lebih murah dan bersifat fleksibel. Teknik pengolahan limbah jenis B3 dengan bioremediasi umumnya menggunakan mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri) sebagai agen bioremediator.

Pendekatan umum yang dilakukan untuk meningkatkan kecepatan biotransformasi ataupun biodegradasi adalah dengan cara:
1. Seeding, atau mengoptimalkan populasi dan aktivitas mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik) dan/atau penambahan mikroorganisme exogenous (bioaugmentasi)

2. Feeding, atau dengan memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi (biostimulasi) dan aerasi (bioventing).    
Limbah cair dan air bawah tanah bisa tercemar melalui banyak cara tergantung pada materi yang dibutuhkan oleh bioremediasi untuk pindahkan.

Ada tiga teknologi bioremediasi air, yaitu  :
a. Wastewater treatment (Pengolahan limbah cair)
Langkah-langkahnya air dari rumah tangga yang masuk ke dalam saluran air dipompa menuju fasilitas pengolahan di mana feses dan produk kertas dibuang ke tanah dan disaring menjadi partikel yang lebih kecil sehingga dihasilkan material berlumpur yang disebut sludge. Sludge dialirkan ke dalam tangki pengolah anaerob yang mengandung bakteri anaerob yang akan mendegradasi sludge. Bakteri ini menghasilkan gas karbon dioksida dan metana. Gas metana yang dihasilkan ini sering dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan bakar untuk menjalankan peralatan pada pengolahan sampah dengan menggunakan tanaman. Cacing-cacing kecil yang sering muncul pada sludge, juga membantu menghancurkan sludge menjadi partikel-partikel kecil. Sludge ini kemudian dikeringkan dan dapat digunakan sebagai lahan pertanian atau pupuk. Ilmuwan telah menemukan bakteri yang disebut Candidatus, Brocadia, Anammoxidans yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi ammonium pada suasana anaerob (sebagian besar produk yang terdapat dalam urin). Penting sekali untuk menghilangkan amonium dalam limbah cair sebelum air dialirkan ke sungai atau laut karena kadar ammonium yang terlalu tinggi memberikan dampak negatif bagi lingkungan,

b. Groudwater clean-up
Kasus yang biasanya terjadi adalah tumpahan gasolin, dimana tumpahan tersebut mencemari air dalam tanah. Hal ini dapat ditangani dengan mengkombinasikan antara bioremediasi ex situ (bagian atas permukaan tanah) dan bioremediasi in-situ (di dalam tanah).

a) Bioremediasi ex situ. Minyak dan gas dipompa keluar ke permukaan tanah menggunakan bioreactor. Dalam bioreaktor terdapat bakteri yang tumbuh pada biofilm bakteri ini mendegradasi polutan pupuk/nutrien dan oksigen ditambahkan pada bioreaktor.

c) Bioremediasi in-situ. Air bersih hasil dari bioreaktor yang terdiri atas pupuk, bakteri dan oksigen à dikembalikan lagi di dalam tanah (sebagai air tanah).

d. Turning wastes into energi
Pada waktu proses bioremediasi, bakteri anaerobik menghasilkan soil nutrients dan metana. Gas metana yang dihasilkan ini sering dikumpulkan dan digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan soil nutrients digunakan sebagai pupuk. Contoh Bakteri anaerobik Desulfuromonas acetoxidans merupakan bakteri anerobik laut yang menggunakan sulfur dan besi sebagai penerima elektron untuk mengoksidasi molekul organik dalam endapan dimana bisa menghasilkan energi. Peluang tehnologi bioremediasi kedepan adalah pengembangan green business yang berbasis pada teknologi bioremediasi dengan system one top solution (close system) dan dengan pendekatan multiproses remediation technologies, artinya pemulihan (remediasi) kondisi lingkungan yang terdegradasi dapat diteruskan sampai kepada kondisi lingkungan seperti kondisi awal sebelum kontaminasi ataupun pencemaran terjadi.

         Usaha mencapai total grenning program ini dapat dilanjutkan dengan rehabilitasi lahan dengan melakukan kegiatan phytoremediasi dan penghijauan (vegetation establishement) untuk lebih efektif dalam mereduksi, mengkonrol atau bahkan mengeliminasi B3 hasil bioremediasi kepada tingkatan yang sangat aman lagi buat lingkungan. Dengan keseluruhan rangkaian proses dari mulai limbah dikeluarkan, bioremediasi, phytoremediasi dan pembentukan vegetasi adalah greening program yang merupakan bentuk pengelolaan limbah B3 secara terpadu (integrated waste management). Biasanya greening program juga merupakan salah satu bentuk aktifitas community development dari perusahaan-perusahan. Untuk wilayah pesisir dan pantai greening program dapat berupa penanaman kembali bibit mangrove dan vegetasi pantai lain ataupun program lain seperti artificial reef, fish shelter ataupun reef transplantation. Bentuk disseminasi publik juga dapat dikemas dalam bentuk pelatihan dan tranfer teknologi agar aplikasi bioremediasi kepada masyarakat sebagai share holder (pola kemitraan), bersama-sama pemerintah dapat mengontrol kegiatan monitoring dan evaluasi dari kegiatan bioremediasi dan rehabilitasi lahan.

     Bioremediasi dapat berperan dalam pemulihan dampak negatif penambangan batu bara. Sofyan (2009) mengemukakan bahwa beberapa dampak dari pertambangan batubara :

1. Lubang tambang: Pada kawasan pertambangan PT Adaro terdapat beberapa tandon raksasa atau kawah bekas tambang yang menyebabkan bumi menganga sehingga tak mungkin bisa direklamasi

2. Air Asam tambang: mengandung logam berat yang berpotensi menimbulkan dampak lingkungan jangka panjang

3. Tailing: teiling mengandung logam-logam berat dalam kadar yang mengkhawatirkan seperti tembaga, timbal, merkuri, seng, arsen yang berbahaya bagi makhluk hidup.

4. Sludge: limbah cucian batubara yang ditampung dalam bak penampung yang juga   mengandung logam berbahaya seperti boron, selenium dan nikel dll.

5. Polusi udara : akibat dari (debu) flying ashes yang berbahaya bagi kesehatan penduduk dan  menyebabkan infeksi saluran pernapasan. Menurut logika, udara kotor pasti mempengaruhi kerja paru-paru. Peranan polutan ikut andil dalam merangsang penyakit pernafasan seperti influensa, bronchitis dan pneumonia serta penyakit kronis seperti asma dan bronchitis kronis.

     Reaksi air asam tambang (Acid Mine Drainage/AMD) berdampak secara langsung terhadap kualitas tanah dan air karena pH menurun sangat tajam. Hasil penelitian Widyati (2006) menunjukkan bahwa kandungan sulfat pada tanah bekas tambang batubara PT. Bukit Asam di Sumatera Selatan mencapai 60.000 ppm, pH 2,8 dan kandungan logam-logam jauh di atas ambang batas untuk air bersih. Kualitas lingkungan perairan yang demikian dapat mengganggu kesehatan manusia dan kehidupan lainnya. Disamping itu, kondisi tanah yang demikian degraded. Pada lahan bekas tambang batubara PT. Bukit Asam Tbk. menunjukkan pH tanah mencapai 3,2 dan pH air berada pada kisaran 2,8. Menurunnya, pH tanah akan mengganggu keseimbangan unsur hara pada lahan tersebut, unsur hara makro menjadi tidak tersedia karena terikat oleh logam sedangkan unsur hara mikro kelarutannya meningkat (Tan, 1993 dalam Widyati, 2010). Menurut Hards and Higgins (2004) dalam Widyati (2010) turunnya pH secara drastis akan meningkatkan kelarutan logam-logam berat pada lingkungan tersebut.

     Batu-baru ini pakar bioremediasi Institut Teknologi Bandung (ITB) telah  menemukan bahwa penggunaan teknologi Bioremediasi telah terbukti sangat efektif untuk memulihkan tanah tercemar crude oil (Edwan Kardena, 2010). Teknologi bioremediasi dengan menggunakan mikroba sebagai pengurai bahan pencemar dari crude oil juga menjadi teknologi paling murah disamping ketersedian mikroba yang sangat banyak ditemukan di alam. Penggunaan bioremediasi sudah harus menjadi kewajiban bagi perusahaan minyak dan gas di Indonesia sebagaimana telah diimplementasikan pertama sekali oleh perusahaan minyak Chevron di Amerika Serikat. Kementerian Lingkungan Hidup telah mengeluarkan Peraturan Menteri Nomor 128/2003 yang sekarang menjadi payung hukum penggunaan bioremediasi di Indonesia. KLH sangat ketat mengatur dan memantau setiap proyek pemulihan lingkungan, termasuk dengan metode bioremediasi. Sebelum memberikan izin kepada suatu perusahaan, perusahan tersebut terlebih dahulu harus mempresentasikan rencana dan teknologi remediasinya.

     Air Asam Tambang (AAT) adalah istilah umum yang digunakan untuk menyebutkan lindian, rembesan atau aliran yang telah dipengaruhi oleh oksidasi alamiah mineral sulfida yang terkandung dalam batuan yang terpapar selama penambangan. Untuk menganggulangi air asam tambang ini biasanya menggunakan active dan passive treatment, yang masing-masing memiliki metode-metode sendiri. Secara teknis, limbah minyak bumi bisa dibersihkan menggunakan bakteri Bacillus sp. ICBB 7859. Sementara limbah merkuri bisa menggunakan Pseudomonas pseudomallei ICBB 1512. Sedangkan fenol menggunakan khamir Candida sp. ICBB 1167 dan Pseudomonas sp. Dalam bidang pertanian, teknologi ini pernah di uji cobakan di Lembang. Pada daerah persawahan yang tercemar oleh limbah pabrik tekstil yang mengandung kadmium. Unsur beracun terberat kedua setelah merkuri. Setelah dibioremediasi dalam hitungan minggu, persawahan pun kembali dapat ditanami padi.

     Contoh penggunaan teknologi bioremediasi yang dilakukan baru-baru ini adalah pembersihan lingkungan tercemar minyak bumi dengan penambahan nutrisi serta pengendalian kelembaban dan pengharaan yang dapat menurunkan 80-90% total pencemar minyak. Di lab mikrobiologi tanah dan lingkungan Fakultas Pertanian UGM telah ditemukan empat isolat bakteri pendegradasi minyak bumi yaitu isolat  GMY 1 (belum teridentifikasi), isolat Paenibacillus GMD 1 yang mendegradasi senyawa hidrokarbon poliaromatik serta Acetobacter calcoaticus dan Pseudomonas aeruginosa yang dapat mendegradasi alkana (C15-C16).

01 Maret 2018

SOAL OSK DAN KUNCI JAWABAN TAHUN 2018 SEMUA BIDANG LOMBA


 بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ

Dengan niat berbagi karena Allah, semoga  bedah kisi-kisi ini memberi banyak manfaat bagi Guru dan siswa khususnya.
بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ Dengan niat berbagi karena Allah, semoga bedah kisi-kisi ini memberi banyak manfaat bagi Guru dan siswa khususnya.

Invested $100 in Cryptocurrencies in 2017...You would now have $524,215: https://goo.gl/efW8Ef
بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ Dengan niat berbagi karena Allah, semoga bedah kisi-kisi ini memberi banyak manfaat bagi Guru dan siswa khususnya.

Invested $100 in Cryptocurrencies in 2017...You would now have $524,215: https://goo.gl/efW8Ef


Olimpiade Sains tingkat Kota (OSK) secara serentak sudah dilaksanakan diseluruh Indonesia tanggal 28 februari 2018 lalu.

Bagi siswa SMA yang telah mengikuti lomba OSK 2018, mungkin penasaran, dan ingin mengukur seberapa banyak soal OSK yang dapat kamu jawab benar. Silahkan cocokkan jawaban mu dengan kunci jawaban yang tersedia sesuai dengan pilihan bidang uji masing-masing.

Semoga perjuangan kalian berlanjut sampai ke jenjang provinsi, jika sesuai jadwal akan dilaksanakan pada tanggal 17 April 2018.

1. Astronomi (Soal)
2. Astronomi (kunci)
3. Biologi (soal)
4. Biologi (kunci)
5. Fisika (soal)
6. Fisika (kunci)
7. Kimia (soal)
8. Kimia (kunci)
9. geografi (soal)
10. geografi (kunci)
11. Kebumian (soal)
12. Kebumian (kunci)
13. komputer (soal)
14. Komputer (kunci)
15. Matematika (soal)
16. Matematika (kunci)
17. Ekonomi (soal)
18. Ekonomi (kunci)


22 Februari 2018

BEDAH KISI-KISI DAN MATERI UN BIOLOGI 2018


 بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ

Dengan niat berbagi karena Allah, semoga  bedah kisi-kisi ini memberi banyak manfaat bagi Guru dan siswa khususnya.

Bedah kisi-kisi UN Biologi ini dirancang untuk siswa SMA yang mengambil pilihan mata pelajaran Biologi pada Ujian Nasional Biologi 2018, agar dapat berlatih dan mempersiapkan diri menghadapi Unian nasional SMA/MA tahun ajaran 2017-2018.

Bedah kisi-kisi ini disusun berdasarkan kisi-kisi Ujian Nasional tahun 2018, yang dibuat persatuan indikator dalam kisi-kisi dan dibuat dalam format PowerPoin (PPT) untuk memudahkan dalam mempelajarinya, dan penekanan pada konsep-konsep yang dianggap penting.

Struktur bedah kisi-kisi ini terdiri atas:
1. Bedah kisi-kisi UN Biologi : merupakan gambaran tentang materi yang diujikan pada UN 2018
2. Bedah materi UN Biologi : merupakan ringkasan materi yang disesuaikan dengan kisi-kisi
3. Contoh soal dan pembahasan : Contoh soal berdasarkan level kognitif dalam kisi-kisi meliputi pemahaman dan pengetahuan, aplikasi dan penalasan, disertai dengan pembahasan dan kunci jawaban.
4. Soal dan kunci jawaban : Berupa uji kompetensi, untuk mengetahui kemajuan belajar siswa. Soal berupa kumpulan soal Ujian nasional tahun-tahun sebelumnya yang dilengkapi dengan kunci jawaban.
5. prediksi UN 2018 : berupa soal-soal yang diprediksi menjadi soal UN 2018 sesuai indikator dalam kisi-kisi ujian nasional.

Semoga bedah kisi-kisi ini bermanfaat bagi peningkatan pemahaman siswa kelas XII IPA yang mengambil matapelajaran pilihan Biologi. Tidak ada gading yang tidak retak, kesempurnaan hanyalah milik Allah azza wa jalla

1. Metode ilmiah
2.Ciri Makhluk hidup dan peranannya
3.Keanekaragaman Hayati
4. Dasar-dasar pengelompokkan Makhluk Hidup
5. Daur hidup avertebrata dan tumbuhan tingkat rendah
6. Daur Biogeokimia
7. Struktur, Fungsi, dan Susunan Kimia Sel
8. Struktur dan Fungsi Jaringan Hewan
9.Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan
10. Penyakit Pada Sistem organ
11. Reproduksi Sel
12. Penyimpangan Semu Hukum Mendel
13. Hukum Mendel dan persilangannya
14. Peta Silsilah
15. Mekanisme Evolusi
16. Petunjuk Evolusi
17.

17 Februari 2018

TANAMAN TRANSGENIK


PENDAHULUAN
Tanaman transgenik pertama kalinya dibuat tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen. Pada tahun 1988 telah ada sekitar 23 tanaman transgenik, pada tahun 1989 terdapat 30 tanaman, pada tahun 1990 lebih dari 40 tanaman.
Secara sederhana tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman, penyisipan gen ini melalui suatu vektor (perantara) yang biasanya menggunakan bakteri Agrobacterium tumefeciens untuk tanaman dikotil atau partikel gen untuk tanaman monokotil, lalu diinokulasikan pada tanaman target untuk menghasilkan tanaman yang dikehendaki (Muladno, 2002). .
Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah :
1.       menghambat pelunakan buah (pada tomat).
2.       tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus.
3.       meningkatkan nilai gizi tanaman. Dan
4.       meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem seperti lahan kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.
Apakah rekayasa genetik? Rekayasa adalah rancang bangun (otak atik) sedangkan genetik dari kata gen yang berarti materi pembawa sifat dari makhluk hidup. Sebagai contoh ada mangga yang rasanya manis ada juga yang rasanya kurang manis, meskipun sama-sama buah mangganya dan tumbuh pada tanah yang sama tapi mempunyai rasa yang berbeda.
Sifat-sifat itu dikendalikan oleh suatu zat yang disebut gen. Gen inilah yang memegang kendali mengapa angrek berbunga dan tomat berbuah. Sederhananya apabila kita dapat mengisolasi potongan gen yang menyebabkan tomat berbuah lalu potongan gen itu disisipkan pada gen angrek, maka angrek yang tidak berbunga tetapi berbuah tomat, seperti yang terjadi di Jepang.
  
SEJARAH
Seleksi genetik untuk pemuliaan tanaman (perbaikan kualitas/sifat tanaman) telah dilakukan sejak tahun 8000 SM ketika praktik pertanian dimulai diMesopotamia. Secara konvensional, pemuliaan tanaman dilakukan dengan memanfaatkan proses seleksi dan persilangan tanaman. Kedua proses tersebut memakan waktu yang cukup lama dan hasil yang didapat tidak menentu karena bergantung dari mutasi alamiah secara acak. Contoh hasil pemuliaan tanaman konvensional adalah durian montong yang memiliki perbedaan sifat dengan tetuanya, yaitu durian liar. Hal ini dikarenakan manusia telah menyilangkan atau mengawinkan durian liar dengan varietas lain untuk mendapatkan durian dengan sifat unggul seperti durian montong.
Sejarah penemuan tanaman transgenik dimulai pada tahun 1977 ketika bakteri Agrobacterium tumefaciens diketahui dapat mentransfer DNA atau gen yang dimilikinya ke dalam tanaman. Pada tahun 1983, tanaman transgenik pertama, yaitu bunga matahari yang disisipi gen dari buncis (Phaseolus vulgaris) telah berhasil dikembangkan oleh manusia. Sejak saat itu, pengembangan tanaman transgenik untuk kebutuhan komersial dan peningkatan tanaman terus dilakukan manusia. Tanaman transgenik pertama yang berhasil diproduksi dan dipasarkan adalah jagung dan kedelai. Keduanya diluncurkan pertama kali di Amerika Serikat pada tahun 1996. Pada tahun 2004, lebih dari 80 juta hektar tanah pertanian di dunia telah ditanami dengan tanaman transgenik dan 56% kedelai di dunia merupakan kedelai transgenik.
TANAMAN TRANSGENIK
Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu tanaman ketanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman.
Transgenik secara definisi adalah the use of gene manipulation to permanently modify the cell or germ cells of organism (penggunaan manipulasi gen untuk mengadakan perubahan yang tetap pada sel makhluk hidup).
Teknologi Transgenik atau kloning juga sering dilakukan pada dunia peternakan, separti domba dolly yang diambil dari gen sel ambing susu domba yang ditransplantasikan ke sel telurnya sendiri. Pada ikan-ikan teleostei, menghasilkan ikan yang resisten terhadap pembusukan dan penyakit.
Rekayasa Genetika (RG), merupakan salah satu teknologi baru dalam bidang biologi. Salah satu produk RG yang dikenal saat ini adalah tanaman transgenik. Tanaman ini dihasilkan dengan cara mengintroduksi gen tertentu ke dalam tubuh tanaman sehingga diperoleh sifat yang diinginkan. Jenis-jenis tanaman transgenik yang telah dikenal diantaranya tanaman tahan hama, toleran herbisida, tahan antibiotik, tanaman dengan kualitas nutrisi lebih baik,serta dengan produktifitas lebih tinggi (anonymous, 2010).
PEMBUATAN TANAMAN TRANSGENIK
Untuk membuat suatu tanaman transgenik, pertama-tama dilakukan identifikasi atau pencarian gen yang akan menghasilkan sifat tertentu (sifat yang diinginkan).]Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain, hewancendawan, atau bakteri. Setelah gen yang diinginkan didapat maka dilakukan perbanyakan gen yang disebut dengan istilah kloning gen. Pada tahapan kloning gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor kloning(agen pembawa DNA), contohnya plasmid (DNA yang digunakan untuk transfer gen). Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehingga DNA dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri tersebut. Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang cukup maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel tumbuhan yang berasal dari bagian tertentu, salah satunya adalah bagian daun. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan listrik).
  • Metode senjata gen atau penembakan mikro-proyektil. Metode ini sering digunakan pada spesies jagung dan padi. Untuk melakukannya, digunakan senjata yang dapat menembakkan mikro-proyektil berkecepatan tinggi ke dalam sel tanaman. Mikro-proyektil tersebut akan mengantarkan DNA untuk masuk ke dalam sel tanaman. Penggunaan senjata gen memberikan hasil yang bersih dan aman, meskipun ada kemungkinan terjadi kerusakan sel selama penembakan berlangsung.
  • Metode transformasi yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens. Bakteri Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tanaman secara alami karena memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing. Di dalam plasmid Ti terdapat gen yang menyandikan sifat virulensi untuk menyebabkan penyakit tanaman tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke dalam tanaman dapat disisipkan di dalam plasmid Ti. Selanjutnya, A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmid tersebut ke dalam genom (DNA) tanaman. Setelah DNA asing menyatu dengan DNA tanaman maka sifat-sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan.
  • Metode elektroporasi. Pada metode elektroporasi ini, sel tanaman yang akan menerima gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas (sel yang kehilangandinding sel). Selanjutnya sel diberi kejutan listrik dengan voltase tinggi untuk membuka pori-pori membran sel tanaman sehingga DNA asing dapat masuk ke dalam sel dan bersatu (terintegrasi) dengan DNA kromosom tanaman. Kemudian, dilakukan proses pengembalian dinding sel tanaman.
Setelah proses transfer DNA selesai, dilakukan seleksi sel daun untuk mendapatkan sel yang berhasil disisipi gen asing. Hasil seleksi ditumbuhkan menjadi kalus (sekumpulan sel yang belum terdiferensiasi) hingga nantinya terbentuk akar dan tunas. Apabila telah terbentuk tanaman muda (plantlet), maka dapat dilakukan pemindahan ke tanah dan sifat baru tanaman dapat diamati.
Contoh-contoh
Beberapa contoh tanaman transgenik yang dikembangkan di dunia tertera pada tabel di bawah ini.
Jenis tanaman
Sifat yang telah dimodifikasi
Modifikasi
Foto
Padi
Mengandung provitamin A (beta-karotena) dalam jumlah tinggi.
Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteri Erwinia disisipkan pada kromosom padi.
Jagung, kapas, kentang
Tahan (resisten) terhadap hama.
Gen toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis ditransfer ke dalam tanaman.
Tembakau
Tahan terhadap cuaca dingin.
Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tanaman Arabidopsis thaliana atau dari sianobakteri (Anacyctis nidulans) dimasukkan ke tembakau.
Tomat
Proses pelunakan tomat diperlambat sehingga tomat dapat disimpan lebih lama dan tidak cepat busuk.
Gen khusus yang disebut antisenescens ditransfer ke dalam tomat untuk menghambatenzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Selain menggunakan gen dari bakteri E. coli, tomat transgenik juga dibuat dengan memodifikasi gen yang telah dimiliknya secara alami.
Kedelai
Mengandung asam oleat tinggi dan tahan terhadap herbisidaglifosat. Dengan demikian, ketika disemprot dengan herbisida tersebut, hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati.
Gen resisten herbisida dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dimasukkan ke kedelai dan juga digunakan teknologi molekular untuk meningkatkan pembentukan asam oleat
Ubi jalar
Tahan terhadap penyakit tanaman yang disebabkan virus.
Gen dari selubung virus tertentu ditransfer ke dalam ubi jalar dan dibantu dengan teknologiperedaman gen.
Kanola
Menghasilkan minyak kanola yang mengandung asam laurat tinggi sehingga lebih menguntungkan untuk kesehatan dan secara ekonomi. Selain itu, kanola transgenik yang disisipi gen penyandi vitamin E juga telah ditemukan.
Gen FatB dari Umbellularia californica ditransfer ke dalam tanaman kanola untuk meningkatkan kandungan asam laurat.
Pepaya
Resisten terhadap virus tertentu, contohnya Papaya ringspot virus(PRSV).
Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tanaman pepaya.
Melon
Buah tidak cepat busuk.
Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah) di melon.
Bit gula
Tahan terhadap herbisida glifosat dan glufosinat.
Gen dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dan cendawan Streptomyces viridochromogenesditransfer ke dalam tanaman bit gula.
Prem (plum)
Resisten terhadap infeksi virus cacar prem (plum pox virus).
Gen selubung virus cacar prem ditransfer ke tanaman prem.
Gandum
Resisten terhadap penyakit hawar yang disebabkan cendawanFusarium.[25]
Gen penyandi enzim kitinase (pemecah dinding sel cendawan) dari jelai (barley) ditransfer ke tanaman gandum.
APLIKASI YANG TELAH DIKEMBANGKAN
Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk menghasilkan tiga macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan herbisida, dan buah yang dihasilkan tidak mudah busuk. Tanaman jagung dan kapas transgenik dengan sifat tahan hama telah diproduksi secara massal dan dipasarkan di dunia. Gen asing yang banyak digunakan untuk sifat resistensi hama ini adalah gen penyandi toksin Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis. Sejak tahun 1996, Monsanto, salah satu perusahaan multinasional di bidang bioteknologi, telah menjual benih kapas transgenik dengan merek dagang "Bollgard". Selain itu, tanaman kedelai dan kanola tahan herbisida juga telah dijual ke berbagai negara, termasuk Indonesia, dengan merek "Roundup Ready".
Tanaman tomat transgenik dengan sifat pematangan buah diperlambat pernah diproduksi oleh Calgene pada tahun 1994 dan dipasarkan di Amerika Serikat dengan merek "Flavr Savr".Biasanya, tanaman tomat alami dipanen dalam keadaan masih hijau dan belum matang kemudian disemprot dengan gas etilen untuk membuat buah matang dan berwarna merah. Namun, rasa tomat yang dihasilkan umumnya kurang terasa. Tujuan pembuatan tomat transgenik tersebut adalah untuk memperpanjang masa simpan dan menghindari pembusukan buah selamatransportasi dari lahan penanaman ke tempat penjualan. Namun, penjualan Flavr Savr ditarik dalam waktu kurang dari setahun karena alasan kesehatan dan penjualannya mengalami kerugian. Produk tersebut tidak banyak terjual karena harganya dua kali lipat dari tomat biasa namun rasa yang dihasilkan sama.
APLIKASI YANG SEDANG DIKEMBANGKAN
Dalam tahap penelitian, tanaman transgenik sedang diaplikasikan untuk menghasilkan senyawa yang bermanfaat bagi kesehatan manusia, seperti vitamin A dan vaksin. Untuk produksi vaksinyang dapat dimakan (edible vaccine), contoh tanaman yang sedang dikembangkan adalah pisangkentang, dan tomat. Salah satu tanaman transgenik yang sudah diteliti sejak tahun 1980 untuk mengurangi jumlah penderita defisiensi (kekurangan) vitamin A adalah padi emas. Aplikasi lain yang sedang dikembangkan adalah penggunaan tanaman untuk membersihkan polusi tanah dari senyawa beracun (seperti arsen) dan logam berat (contohnya merkuri). Gen asing dari bakteri ditransfer ke dalam tembakau dan Arabidopsis sehingga kedua tanaman tersebut dapat menarik merkuri dalam tanah dan mengubahnya menjadi senyawa yang mudah menguap serta tidak berbahaya.
Tanaman Arabidopsis juga dikembangkan untuk memproduksi poli(3-hidroksibutirat) atau PHB, suatu bahan pembentuk plastik yang mudah diurai (biodegradable). Sebagian besar plastik yang ada dibuat dari sumber daya yang tidak dapat diperbaharui, salah satunya adalah minyak bumi. Untuk mengurangi penggunaan sumber daya tersebut, digunakan PHB yang dihasilkan oleh bakteri, seperti Alcaligenes eutrophus. Empat pen pembentuk PHB dari bakteri tersebut telah ditransfer ke Arabidopsis sehingga tanaman tersebut dapat menghasilkan PHB. Penelitian tentang PHB dari tumbuhan masih dalam tahap pengembangan sebelum diproduksi massal.
DAMPAK TANAMAN TRANSGENIK TERHADAP LINGKUNGAN
Perkembangan teknologi tanaman transgenik mengalami peningkatan cukup pesat. Pada awal tahun 1988, baru ada sekitar 23 jenis tanaman transgenik yang diproduksi. Namun pada tahun 1989, terjadi peningkatan menjadi 30 tanaman dan tahun 1990 terdapat 40 tanaman. Akan tetapi meskipun perkembangannya cukup pesat, terdapat berbagai kekhawatiran masyarakat terhadap tanaman transgenik. Seperti kita ketahui bahwa, ”tidak ada teknologi tanpa resiko”, dan memang masih banyak kelemahan yang harus diperbaiki dan dikontrol dalam pengembangan tanaman transgenik ini.
 
            Adapun beberapa pengaruh negatif  dari produk tanaman transgenik yang dapat mengancam lingkungan sebagai berikut:
1.     Potensi erosi plasma nutfah
Penggunaan tembakau transgenik telah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli yang telah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma nutfah tanaman, plasma nutfah hewan pun mengalami ancaman erosi serupa. Sebagai contoh, dikembangkannya tanaman transgenik yang mempunyai gen dengan efek pestisida, misalnya jagung Bt, ternyata dapat menyebabkan kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan menimbulkan gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kupu tersebut (anonymous, 2010).
Hal ini terjadi karena gen resisten pestisida yang terdapat di dalam jagung Bt dapat dipindahkan kepada gulma milkweed (Asclepia curassavica) yang berada pada jarak hingga 60 m darinya. Daun gulma ini merupakan pakan bagi larva kupu-kupu raja sehingga larva kupu-kupu raja yang memakan daun gulma milkweed yang telah kemasukan gen resisten pestisida tersebut akan mengalami kematian. Dengan demikian, telah terjadi kematian organisme nontarget, yang cepat atau lambat dapat memberikan ancaman bagi eksistensi plasma nutfahnya.
 
2.     Potensi pergeseran gen
Daun tanaman tomat transgenik yang resisten terhadap serangga Lepidoptera setelah 10 tahun ternyata mempunyai akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, misalnya cacing tanah.
Tanaman tomat transgenik ini dikatakan telah mengalami pergeseran gen karena semula hanya mematikan Lepidoptera tetapi kemudian dapat juga mematikan organisme lainnya. Pergeseran gen pada tanaman tomat transgenik semacam ini dapat mengakibatkan perubahan struktur dan tekstur tanah di areal pertanamannya.
 
3.     Potensi pergeseran ekologi
Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, serta tidak dapat memecah selulosa atau lignin, setelah direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor-faktor lingkungan tersebut. Pergeseran ekologi organisme transgenik dapat menimbulkan gangguan lingkungan yang dikenal sebagai gangguan adaptasi.
 
4.     Potensi terbentuknya barrier species
Adanya mutasi pada mikroorganisme transgenik menyebabkan terbentuknya barrier species yang memiliki kekhususan tersendiri. Salah satu akibat yang dapat ditimbulkan adalah terbentuknya superpatogenitas pada mikroorganisme.
 
5.     Potensi mudah diserang penyakit
Tanaman transgenik di alam pada umumnya mengalami kekalahan kompetisi dengan gulma liar yang memang telah lama beradaptasi terhadap berbagai kondisi lingkungan yang buruk. Hal ini mengakibatkan tanaman transgenik berpotensi mudah diserang penyakit dan lebih disukai oleh serangga. Penggunaan tanaman transgenik yang resisten terhadap herbisida akan mengakibatkan peningkatan kadar gula di dalam akar. Akibatnya, akan makin banyak cendawan dan bakteri yang datang menyerang akar tanaman tersebut. Dengan perkataan lain, terjadi peningkatan jumlah dan jenis mikroorganisme yang menyerang tanaman transgenik tahan herbisida. Jadi, tanaman transgenik tahan herbisida justru memerlukan penggunaan pestisida yang lebih banyak, yang dengan sendirinya akan menimbulkan masalah tersendiri bagi lingkungan.
 
Kekhawatiran bahwa tanaman transgenik menimbulkan keracunan
Masyarakat mengkhawatirkan bahwa produk transgenik berupa tanaman tahan serangga yang mengandung gen Bt (Bacillus thuringiensis) yang berfungsi sebagai racun terhadap serangga, juga akan berakibat racun pada manusia. Kehawatiran ini disanggah dengan pendapat bahwa gen Bt hanya dapat bekerja aktif dan bersifat racun jika bertemu dengan reseptor dalam usus serangga dari golongan yang sesuai virulensinya. Sebagai contoh gen Cry I pada Bt hanya kompatibel terhadap serangga golongan Lepidoptera, sedangkan gen Cry III kompatibel terhadap serangga golongan Coleoptera.
Selain itu, gen-gen tersebut hanya dapat berfungsi pada usus serangga yang berpH basa. Sedangkan pada usus manusia, tidak terdapat reseptor gen Bt dan memiliki pH usus yang bersifat asam. Dengan demikian, tanaman yang mengandung Bt Toxin merupakan pestisida alami yang aman bagi serangga, hewan dan manusia. Percobaan memberi makan tikus dengan kentang transgenik Bt var. Kurstaki Cry 1. Hasil yang diperoleh ternyata memperlihatkan gejala villus ephitelial cell hypertrophy, multinucleation, disrupted microvili, degenerasi mitokondrial, peningkatan jumlah lisosom, autofagic vacuoles, serta pengaktifan crypt paneth cell.
Timbul pula kekhawatiran masyarakat terhadap kemungkinan alergi
Sekitar 1-2% orang dewasa dan 4-6% anak-anak mengalami alergi terhadap makanan. Penyebab alergi (allergen) tersebut diantaranya brazil nut, crustacean, gandum, ikan, kacang-kacangan, dan padi (anonymous, 2010).  Konsumsi produk makanan dari kedelai yang diintroduksi dengan gen penghasil protein metionin dari tanaman brazil nut, diduga menimbulkan alergi terhadap manusia. Hal ini diketahui lewat pengujian skin prick test yang menunjukkan bahwa kedelai transgenik tersebut memberikan hasil positif sebagai allergen.
Alergi tersebut belum tentu disebabkan karena konsumsi tanaman transgenik. Hal ini dikarenakan semua allergen merupakan protein sedangkan semua protein belum tentu allergen. Allergen memiliki sifat stabil dan membutuhkan waktu yang lama untuk terurai dalam sistem pencernaan, sedangkan protein bersifat tidak stabil dan mudah terurai oleh panas pada suhu >65 C sehingga jika dipanaskan tidak berfungsi lagi.
Dalam hal ini, lagi-lagi pendapat tersebut masih berupa asumsi. Akan tetapi, memang saat ini belum ada cara yang dapat diandalkan untuk menguji makanan RG yang bersifat allergen, sehingga kasus ini masih berupa prediksi yang belum jelas kesimpulannyaKekhawatiran terhadap kemungkinan menyebabkan bakteri pada tubuh manusia dan tahan antibiotik. Kekhawatiran lain muncul pada tanaman yang diintroduksi antibiotik Kanamicyn R (Kan R) ke tanaman, diduga menyebabkan bakteri dalam tubuh menjadi resisten  terhadap antibiotik.
Sampai saat ini belum ada laporan ilmiah di Indonesia yang membuktikan mengenai bahaya produk transgenik, selain reaksi alergis (produk ini telah ditarik dari pasaran). Sehingga,sampai saat ini, tanaman transgenik masih layak untuk dikonsumsi. Akan tetapi, memang diakui bahwa publikasi mengenai resiko makanan produk RG terhadap hewan dan manusia, masih sangat sedikit.
Padahal mungkin sebenarnya dampak negatif konsumsi tanaman transgenik sudah banyak terjadi di masyarakat hanya saja tidak banyak data yang membuktikannya. Di negara maju seperti Amerika, urusan mengenai produk RG ditangani oleh FDA (Badan Makanan dan Obat-Obatan Amerika).  Pihak FDA ini membuat pedoman keamanan pangan melalui telaah ulang produk transgenik, dengan didasarkan uji reaksi sifat alergen-non alergen, analisis nutrisi, sifat potensial toksisitas-non toksisitas, sifat fenotip dan reaksi molekuler. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa tanaman transgenik yang diproduksi saat ini masih dalam tahap uji coba, sehingga untuk mengkonsumsinya, dibutuhkan sikap kritis dan ketelitian masyarakat dalam mencari informasi dan penggunaannya.
Indonesia perlu mewaspadai masuknya produksi tanaman yang sudah dimodifikasi secara genetik (transgenik), karena sekarang di Amerika 27 % produksi kedelai dan 24 % produksi jagungnya berasal dari hasil rekaysa genetika . demikian juga dengan hasil tanaman lain seperti tomat dan kanola. Kewaspadaan itu perlu mengingat indonesia mengimpor kedelai dan jagung dari Amerika dengan jumlah yang cukup besar, umumnya ada tiga gen yang diintroduksi ke tanaman, yaitu ketahanan herbisida, ketahanan tehadap penyakit, memperbaiki mutu panen. namu dampaknya tehadap lingkungan dan ketergantungan ekonomi perlu dikaji lebih lanjut.
Terhadap lingkungan tanaman transgenik dengan modifikasi tahan terhadap virus dapat memunculkan strain virus dulu yang lebih ganas dan dapat memunculkan gulma super yang tahan herbisida. Tipe kubis-kubisan yang diberi gen ketahanan terhadap herbisida serbuk sarinya membuahi tanaman yang merupakan gulma, dikhawatirkan biji yang dihasilkan berkembang menjadi gulma yang tahan terhadap herbisida. Burung yang makan dari tanaman transgenik akan menurun kemampuan reproduksinya. Tanaman jagung yang telah ditambahkan gen tahan serangga bakteri baccilus serangga disekitar kebun akan menurun daya hidupnya, gen pada bakteri bacillus berfungsi merusak pencernaan pada serangga, sehingga berfungsi sebagai insectisida.
Insectisida yang terkandung pada jagung dapat mengendap ditubuh manusia, dan dapat menimbulkan berbagai penyakit. Secara garis besar,  yang  dikhawatirkan dari  tanaman transgenik adalah:
1.       Terjadinya silang luar
2.       Adanya efek kompensasi
3.       Munculnya  hama target  yang tahan terhadap insektisida
4.       Munculnya efek samping  terhadap hama non target (Muladno, 2002)
KONTROVERSI
 
            Kampanye penolakan jagung Bt di Kenya, Afrika.
Perkembangan tanaman transgenik dapat diterima dengan baik oleh Amerika SerikatArgentinaCina, dan Kanada. Namun, banyak negara Eropa yang menolak tanaman transgenik karena kekhawatiran terhadap potensi gangguan kesehatan konsumen dan kerusakan lingkungan.
PENGARUH PADA KESEHATAN MANUSIA
Sikap kontra terhadap produk tanaman transgenik umumnya berasal dari organisasi non-pemerintah/LSM, seperti Greenpeace dan Friends of the Earth Internasional. Dari segi kesehatan, tanaman ini dianggap dapat menjadi alergen (senyawa yang menimbulkan alergi) baru bagi manusia. Untuk menanggapi hal tersebut, para peneliti menyatakan bahwa sebelum suatu tanaman transgenik diproduksi secara massal, akan melakukan berbagai pengujian potensi alergi dan toksisitas untuk menjamin agar produk tanaman tersebut aman untuk dikonsumsi. Apabila berpotensi menyebabkan alergi, maka tanaman transgenik tersebut tidak akan dikembangkan lebih lanjut. Kekhawatiran lain yang timbul di masyarakat adalah kemungkinan gen asing pada tanaman transgenik dapat berpindah ke tubuh manusia apabila dikonsumsi. Pendapat tersebut dinilai berlebihan oleh para ilmuwan karena makanan yang berasal dari tanaman transgenik akan terurai menjadi unsur-unsur yang dapat diserap tubuh sehingga tidak akan ada gen aktif. Untuk memberikan kebebasan kepada masyarakat dalam memilih produk transgenik atau produk alami, berbagai negara, khususnya negara-negara Eropa, telah melakukan pemberian label terhadap produk transgenik. Pelabelan tersebut juga bertujuan untuk memberikan informasi kepada konsumen sebelum mengonsumsi hasil tanaman transgenik.
PENGARUH PADA LINGKUNGAN (EKOLOGIS)
Peta penerimaan produk transgenik di dunia.
Penolakan terhadap budidaya tanaman transgenik muncul karena dianggap berpotensi mengganggu keseimbangan ekosistem. Salah satunya adalah terbentuknya hama atau gulma super (yang lebih kuat atau resisten) di lingkungan. Kekhawatiran ini terlihat jelas pada perdebatan mengenai jagung Bt yang memiliki racun Bt untuk membunuh hama lepidoptera berupa ngengat dan kupu-kupu tertentu. Ada kemungkinan hama yang ingin dibunuh dapat beradaptasi dengan tanaman tersebut dan menjadi hama yang lebih tahan atau resisten terhadap racun Bt. Selain itu, kupu-kupu Monarch, yang bukan merupakan hama jagung, ikut terkena dampak berupa peningkatan kematian akibat memakan daun tumbuhan perdu (Asclepias) yang terkena serbuk sari dari jagung Bt. Penelitian mengenai kupu-kupu Monarch tersebut dapat disanggah oleh studi lainnya yang menyatakan bahwa kupu-kupu tersebut mati karena habitatnya dirusak dan hal ini tidak berhubungan sama sekali dengan jagung Bt. Di sisi lain, penggunaan tanaman transgenik seperti jagung Bt telah menurunkan penggunaan pestisida secara signifikan sehingga mengurangi pencemaran kimia ke lingkungan. Selain itu, petani juga merasakan dampak ekonomis dengan penghematan biaya pembelian pestisida.
Kontroversi lain yang berkaitan dengan isu ekologi adalah timbulnya perpindahan gen secara tidak terkendali dari tanaman transgenik ke tanaman lain di alam melalui penyerbukan (polinasi). Serbuk sari dari tanaman transgenik dapat terbawa angin dan hewan hingga menyerbuki tanaman lain. Akibatnya, dapat terbentuk tumbuhan baru dengan sifat yang tidak diharapkan dan berpotensi merugikan lingkungan. Sebagai tindakan pencegahan, beberapa tanaman yang disisipi gen untuk mempercepat pertumbuhan dan reproduksi tanaman, seperti: alfalfa (Medicago sativa), kanolabunga matahari, dan padi, disarankan untuk dibudidayakan pada daerah tertutup (terisolasi) atau dibatasi dengan daerah penghalang. Hal itu dilakukan untuk menekan perpindahan serbuk sari ke tanaman lain, terlebih gulma. Apabila gulma memiliki gen tersebut maka pertumbuhannya akan semakin tidak terkendali dan dengan cepat dapat merusak berbagai daerah pertanian di sekitarnya. Hingga sekarang belum terdapat petunjuk bahwa transfer horizontal ini telah menyebabkan munculnya "gulma super", meskipun telah diketahui terjadi transfer horizontal.


PENGARUH ETIKA DAN AGAMA
Dari segi etika, pihak yang kontra dengan tanaman transgenik menganggap bahwa rekayasa atau manipulasi genetik tanaman merupakan tindakan yang tidak menghormati penciptaan Tuhan. Perubahan sifat tanaman dengan penambahan gen asing juga dianggap sebagai tindakan "bermain sebagai Tuhan" karena mengubah makhluk yang telah diciptakan-Nya. Pemikiran teologis Katolik memandang bahwa manipulasi atau rekayasa genetik merupakan suatu kemungkinan yang disediakan oleh Tuhan karena tanaman diberikan kepada manusia untuk dipelihara dan dimanfaatkan. Dalam sudut pandang agama tersebut, modifikasi genetika tanaman tidak berlawanan dengan ajaran Gereja Katolik, namun kelestarian alam juga harus diperhatikan karena merupakan tanggung jawab manusia. Dalam menanggapi isu tentang tanaman transgenik, Dewan Yuriprudensi Islam dan Badan Sertifikasi Makanan Islam di Amerika (IFANCA) menyatakan bahwa makanan dari tanaman transgenik yang ada telah dikembangkan bersifat halal dan dapat dikonsumsi oleh umatIslam. Untuk tanaman yang disisipi gen dari binatang haram, produk tanaman transgenik tersebut akan disebut Masbuh, yang berarti masih diragukan (belum diketahui) status halal atau haramnya. Sertifikasi makanan yang telah dikeluarkan oleh IFANCA juga diakui dan diterima oleh Majelis Ulama Indonesia (MUI), Majelis Ulama Islam Singapura (MUIS), Liga Muslim DuniaArab Saudi, dan pemerintah Malaysia.
Pihak yang mendukung tanaman transgenik menganggap bahwa transfer gen dari suatu makhluk hidup ke makhluk lainnya merupakan hal yang alamiah dan biasa terjadi di alam sejak pertama kali berlangsungnya kehidupan. Mereka juga berargumen bahwa persilangan berbagai jenis padi yang dilakukan untuk mendapatkan padi dengan sifat unggul telah dilakukan para petani sejak dahulu. Perkawinan berbagai varietas padi tanpa disadari telah mencampur gen-gen yang ada di tanaman tersebut. Para ilmuwan hanya mempercepat proses transfer gen tersebut secara sengaja dan sistematis.
PENGARUH TERHADAP EKONOMI GLOBAL
Riset dan pengembangan tanaman transgenik membutuhkan biaya yang besar dan umumnya dilakukan oleh perusahaan perusahaan swasta maupun pemerintah di negara maju.Untuk mengembalikan biaya investasi perusahaan dan melindungi produk hasil investasinya, tanaman transgenik yang telah diproduksi akan dipatenkan. Di dalam salah satu laporan kerja Komisi Eropa, disebutkan bahwa pemberlakuan paten pada produk transgenik dapat mengakibatkan petani kehilangan kemampuan memproduksi benih secara mandiri dan harus membeli pada produsen dari negara maju. Ketergantungan para petani terhadap produsen juga semakin meningkat dengan ditemukannya teknologi "gen bunuh diri".Sebagian tanaman transgenik disisipi "gen bunuh diri" yang menyebabkan tanaman hanya bisa ditanam satu kali dan biji keturunan selanjutnya bersifat mandul (tidak dapat berkembang biak). Hal ini akan menyebabkan terjadinya arus modal dari negara berkembang ke negara maju untuk pembelian bibit transgenik setiap kali akan melakukan penanaman Para petani di negara-negara dunia ketiga khawatir bila harga benih akan menjadi mahal karena pemberlakuan paten dan mekanisme "gen bunuh diri" yang dilakukan oleh produsen benih. Jika petani tersebut tidak mampu membeli benih transgenik maka kesenjangan ekonomi antara negara penghasil tanaman transgenik dan negara berkembang sebagai konsumen akan semakin melebar. Salah satu usaha mencegah terjadinya kesenjangan tersebut pernah dilakukan oleh Yayasan Rockefeller. Yayasan yang berpusat di Amerika Serikat tersebut telah menjual benih transgenik dengan harga yang lebih murah kepada negara-negara miskin.
Di beberapa negara bagian Brasil, pelarangan tanaman transgenik telah mengakibatkan terjadinya penyelundupan benih transgenik oleh para petani di negara tersebut. Mereka takut akan menderita kerugian ekonomi apabila tidak mampu bersaing di pasar global dengan negara pengekspor serealia lainnya.
TANAMAN TRANSGENIK DI INDONESIA
Pertanian di Indonesia belum menghasilkan tanaman transgenik sendiri.
Pada tahun 1999, Indonesia pernah melakukan uji coba penanaman kapas transgenik di Sulawesi Selatan. Uji coba itu dilakukan oleh PT Monagro Kimia dengan memanfaatkan benih kapas transgenik Bt dari Monsanto. Hal itu mendatangkan banyak protes dari berbagai LSM sehingga pada bulan September 2000, areal kebun kapas transgenik seluas 10.000 ha gagal dibuka. Pada tahun yang sama, kampanye penerimaan kapas transgenik diluncurkan dengan melibatkan petani kapas dan ahli dalam dan luar negeri. Kasus tersebut berlangsung dengan pelik hingga pada Desember 2003, pemerintah Indonesia menghentikan komersialisasi kapas transgenik. Suatu studi kelayakan finansial terhadap kapas transgenik sempat dilakukan pada tahun 2001 di tiga kabupaten di Sulawesi Selatan, yaitu BulukumbaBantaeng, dan Gowa Hasil studi tersebut menunjukkan bahwa budidaya kapas transgenik lebih menguntungkan secara finansial dibandingkan kapas nontransgenik.
Pada tahun 2007, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian (Badan Litbang) telah menargetkan Indonesia untuk memiliki padi dan jagung transgenik di tahun 2010 sehingga tidak perlu lagi melakukan impor beras dan jagung. Menurut Dr. Ir. Sutrisno, Kepala Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB-Biogen), Indonesia telah melakukan penelitian di bidang rekayasa genetika tanaman yang seimbang bila dibandingkan dengan negara-negara ASEAN lainnya. Namun, dalam hal komersialisasi produk transgenik tersebut, Indonesia dinilai agak tertinggal. Melalui BB-Biogen, berbagai riset tanaman transgenik yang meliputi padikedelaipepayakentangubi jalar, dan tomat, masih terus dilakukan oleh Indonesia. Pada tahun 2010, sebanyak 50% dari kedelai impor yang digunakan di Indonesia merupakan produk transgenik yang di antaranya didatangkan dari Amerika Serikat. Hal ini menyebabkan sebagian besar produk olahan kedelai, seperi tahu,tempe, dan susu kedelai telah terbuat dari tanaman transgenik.
Untuk mengatur keamanan pangan dan hayati produk rekayasa genetika seperti tanaman transgenik, Menteri PertanianMenteri Kehutanan dan PerkebunanMenteri Kesehatan, dan Menteri Negara Pangan dan Hortikultura telah mengeluarkan keputusan bersama pada tahun 1999. Keputusan tentang "Keamanan Hayati dan Keamanan Pangan Produk Pertanian Hasil Rekayasa Genetika Tanaman" No.998.I/Kpts/OT.210/9/99; 790.a/Kptrs-IX/1999; 1145A/MENKES/SKB/IX/199; 015A/Nmeneg PHOR/09/1999 tersebut mengatur dan mengawasi keamanan hayati dan pangan. Di dalamnya juga diatur pemanfaatan produk tanaman transgenik agar tidak merugikan, mengganggu, dan membahayakan kesehatan manusia, keanekaragaman hayati, dan lingkungan.
DETEKSI TANAMAN TRANSGENIK
Strip untuk mendeteksi jagung transgenik.
Mesin untuk reaksi berantai polimerase (PCR).
Untuk mendeteksi dan membedakan tanaman transgenik dengan tanaman alamiah lainnya, telah dikembangkan beberapa teknik dan perangkat uji. Salah satu uji kualitatif yang cepat dan sederhana adalah strip aliran-lateral (semacam tongkat ukur). Benih tanaman yang akan diuji dihancurkan terlebih dahulu kemudian strip tersebut dicelupkan ke dalamnya. Apabila dalam waktu 5-10 menit muncul dua garis pada strip maka sampel tersebut positif merupakan tanaman transgenik, sedangkan bila hanya satu pita yang didapat maka hasil yang diperoleh adalah negatif. Teknik ini berdasarkan pada deteksi keberadaan protein atau antibodi spesifik dari tanaman transgenik
Uji lain yang dapat digunakan untuk mendeteksi tanaman transgenik adalah reaksi berantai polimerase (PCR) dan ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay). Uji PCR merupakan salah satu metode diagnostik molekular yang mendeteksi DNA atau genpada tanaman transgenik secara langsung. Sementara itu, ELISA dan strip aliran-lateral merupakan metode imunodiagnostik (metode diagnostik menggunakan prinsip reaksi antigen-antibodi) yang mendeteksi protein hasil ekspresi gen pada tanaman transgenik.
KESIMPULAN
1.       Tanaman transgenik adalah tanaman transgenik dibuat dengan cara mengambil gen-gen tertentu yang baik pada makhluk hidup lain untuk disisipkan pada tanaman.
2.       Tujuan dari pengembangan tanaman transgenik ini diantaranya adalah :
a)      menghambat pelunakan buah (pada tomat)
b)      tahan terhadap serangan insektisida, herbisida, virus
c)       meningkatkan nilai gizi tanaman
d)      meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada lahan yang ektrem seperti lahan   kering, lahan keasaman tinggi dan lahan dengan kadar garam yang tinggi.
3.       Dampak tanaman transgenik terhadap lingkungan, dapat memunculkan strain virus yang lebih ganasgulma super yang tahan herbisida.
4.       Kekhawatiran terhadap tanaman transgenik yang dapat menimbulkan keracunan, alergi, dan bakteri pada tubuh manusia akan tahan terhadap antibiotik.
5.       Perlu dilakukan pengujian secara lanjut terhadap produk tanaman transgenik yang beredar dipasaran agar tidak berdampak negatif bagi manusia dan lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik
http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/1626834-amankah-mengkonsumsi-tanaman-transgenik/
http://makalahbiologiku.blogspot.com/2010/04/tanaman-transgenik.html
Muladno,  MSA.  2002.    Seputar  Teknologi  Rekayasa  Genetika.   Bogor.   Pustaka Wirausaha Muda.