Judul Skripsi Kedokteran: Diabetes Mellitus

Diabetes Mellitus adalah kelainan metabolisme yang ditandai terutama oleh hiperglikemia akibat defisiensi relatif atau absolut. Hiperglikemia timbul karena terhambatnya penyerapan glukosa  ke dalam sel serta gangguan metabolisme. Defisiensi ini disebabkan oleh berkurangnya produksi insulin oleh pankreas, penurunan respons tubuh terhadap insulin atau produksi hormon antagonis insulin. Hiperglikemia timbul karena penyerapan glukosa ke dalam sel terhambat serta metabolismenya terganggu.

Diabetes Mellitus menurut Ganong (1999) ditandai dengan poliuria, polidipsia dan berat badan yang kurang meskipun polifagia (nafsu makan bertambah), hiperglikemia, glukosuria, ketosis, dan koma. Terdapat kelainan biokimiawi yang amat luas namun efek pokok yang mendasari semua abnormalitas yang lain adalah berkurangnya glukosa yang masuk ke berbagai jaringan perifer dan bertambahnya jumlah glukosa yang dilepaskan dalam darah (glukoneogenesis hati yang meningkat). Dengan demikian timbul kelebihan glukosa ekstrasel dan defisiensi glukosa intrasel. Jumlah asam amino yang masuk ke dalam otot pun berkurang sedangkan pemecahan lemak meningkat.

Dalam keadaan normal kira-kira 50% glukosa yang dimakan mengalami metabolisme sempurna menjadi CO₂ dan air 5 %. Diubah menjadi glikogen dan kira-kira 30-40% diubah menjadi lemak. Pada Diabetes Mellitus semua proses tersebut terganggu sehingga sebagian besar glukosa tetap berada dalam sirkulasi darah dan energi terutama diperoleh dari metabolisme protein dan lemak (Ganong, 1999).

Diabetes Mellitus dapat dicegah dengan pengaturan diet karbohidrat yang baik dan dilakukannya gerak badan secara teratur dan cukup (Guyton, 1994).

Secara umum diabetes dapat dibagi atas dua jenis yaitu :

a. IDDM (Insulin Dibetes Mellitus), juga dikenal sebagai diabetes tipe 1.

Penderita diabetes ini yaitu diabetes yang tergantung insulin. Penyakit pada tipe I ini dikarenakan kurang menggetahkan hormon insulin atau hormon ini tidak aktif mengubah gula yang berkadar tingggi dalam darah menjadi glikogen di dalam hati dan otot. IDDM disebut juga Juvenile Diabetes.

Penyakit ini timbul pada masa remaja dan teori baru mengatakan penyakit ini erat berkaitan dengan sistem HLA (Human Leukocyte Antigen) atau sistem kecocokan jaringan. Pada golongan ini terbentuk reaksi auto anti bodi terhadap sel β pulau Langerhans pankreas, sehingga rusak dan hancur dan insulin tidak dapat diproduksi di dalam tubuh (Yatim, 1999).

Pada IDDM faktor lingkungan dan predisposisi genetika berperan. Penyakit ini timbul sebelum usia 40 tahun walaupun dapat timbul pada usia berapa saja dan ditandai oleh hilangnya insulin dari darah. Penyakit ini berkaitan dengan kegemukan dan sering dipersulit oleh ketosis dan asidosis (Ganong, 1999)

b.NIDDM (Non Insulin Dependent Dibetes Mellitus), dikenal diabetes tipe II.

NIDDM biasanya timbul setelah usia 40 tahun dan tidak berkaitan dengan hilangnya seluruh kemampuan mengsekresi insulin. Awalnya penyakit perlahan jarang berkaitan dengan ketosis dan biasanya memperlihatkan morfologi dan kandungan insulin sel β yang normal apabila sel β belum mengalami kelelahan. Satu tanda utama penyakit ini adalah gangguan sekresi insulin. Yang lain adalah resistansi insulin, terutama pada otot rangka dan ketiga ada peningkatan pengeluaran glukosa oleh hati.

Terdapat respon yang berlebihan, timbul lambat tapi berkepanjangan terhadap glukosa yang terjadi akibat ketidak kuatan respon sel β awal yang tidak menekankan pengeluaran glukosa oleh hati.

Disamping itu ada jenis Diabetes Mellitus yang digolongkan impared glucose tolerance yaitu golongan penderita dengan gangguan toleransi terhadap pemakaian karbohidrat. Mereka dianggap penderita dengan kasus yang ringan yaitu dalam keadaan mengambang antara sehat dan sakit (borderline) yang dapat berubah menjadi diabetes sejati.

Judul Skripsi Kedokteran: Glukosa Darah

Kandungan glukosa darah berasal dari karbohidrat yang terkandung dalam makanan yang kemudian mengalami proses glukoneogenesis dan glikogenolisis. Karbohidrat dalam makanan yang dicerna secara aktif menjadi residu glukosa, galaktosa dan fruktosa yang akan diserap dalam intestinum. Zat-zat gizi ini lalu diangkut menuju hepar lewat vena porta hepatis (Mayes et al, 1995).

Kadar glukosa darah pada saat tertentu ditentukan oleh keseimbangan glukosa yang masuk dalam darah dan jumlah yang meninggalkan darah. Faktor-faktor utamanya berupa asupan, kecepatan masuknya makanan ke dalam sel otot, jaringan lemak, dan organ-organ lain serta aktivitas glukostatik dalam hati. Setelah makan, glukosa akan diubah menjadi glikogen dalam hati sebesar 5% dan 30-40% diubah menjadi lemak. Sisanya akan dimetabolisir dalam otot dan jaringan lain (Ganong, 1999).

Kadar glukosa darah normal untuk manusia selama sehari antara 80mg/dL sebelum makan. Menurut Mayes et al, 1995 sumber glukosa berasal dari :

a.       Glukosa dari karbohidrat dalam makanan.

Sebagian besar karbohidrat yang ada dalam makanan akan membentuk glukosa, galaktosa, ataupun fruktosa setelah dicerna. Senyawa ini diangkut ke hepar lewat vena porta hati. Galaktosa dan fruktosa segera diubah menjadi glukosa dalam hepar.

b.      Glukosa dari berbagai senyawa glukogenik yang mengalami glukoneogenesis.

Senyawa ini dapat digolongkan dalam kategori yaitu :

1). senyawa yang meliputi konversi netto langsung menjadi glukosa tanpa tanpa daur ulang yang berarti, seperti beberapa asam amino serta propionat.

2). Senyawa yang merupakan hasil metabolisme parsial glukosa dalam jaringan tertentu diangkut ke dalam hepar serta ginjal untuk disintetis kembali menjadi glukosa.

c. Glukosa dari glikogen hati melalui proses glikogenolisis.

Judul Skripsi Kedokteran: Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat merupakan salah satu zat makanan yang sangat diperlukan tubuh yang berfungsi sebagai bahan bakar utama untuk mendapatkan tenaga yang dibutuhkan bagi berbagai macam kegiatan fisiologi sel. Dalam hal ini karbohidrat dipakai sel terutama dalam bentuk glukosa (Mayes et al, 1995). Menurut Ganong (1999), karbohidrat yang terdapat dalam makanan adalah polimer heksosa dan yang paling penting adalah galaktosa, fruktosa dan glukosa. Kebanyakan monosakarida terdapat dalam bentuk disomer. Hasil utama pada pencernaan hidrat arang dan gula terdapat dalam darah adalah glukosa.

Glukosa setelah masuk ke dalam sel akan mengalami fosforilasi membentuk glukosa-6-fosfat yang dikatalisis dengan enzim heksokinase. Di dalam hati terdapat enzim lain yang disebut glukokinase yang bersifat lebih sensitif terhadap glukosa dan seperti heksokinase, glukokinase akan meningkat kadarnya oleh insulin dan berkurang pada waktu kelaparan dan diabetes. Glukosa-6-fosfat dapat berpolimerasi membentuk glikogen atau mengalami katabolisme (Ganong, 1999).

Menurut Mayes (1995) metabolisme karbohidrat pada mamalia dapat dibagi sebagai berikut :

1. Glikolisis : Oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan laktat oleh jalan Embden Meyerhoff (Gambar 2)
2. . Glikogenesis   : Sintetis glikogen dari glukosa.
3. Glikogenolisis : Pemecahan glikogen. Glukosa adalah hasil utama glikogenolisis dalam hati sedangkan piruvat serta laktat adalah hasil utama dalam otot. 
4. .Oksidasi piruvat menjadi asetil ko-A. Proses ini merupakan tingkat yang penting sebelum hasil glikolisis masuk ke dalam siklus asam sitrat dan merupakan hasil akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak dan protein.
5.  Heksose monofosfat shunt (jalan pentosa fosfat, jalan oksidasi fosfat glukonat) yaitu suatu jalan Embden Meyerhoff untuk oksidasi glukosa.
6.  Glukoneogenesis : pembentukan glukosa atau glikogen dari sumber selain karbohidrat. Jalan yang termasuk dalam glukoneogenesis adalah asam sitrat dan glikolisis. Substrat utama untuk glukoneogenesis adalah asam amino glukonat, laktat dan gliserol serta propionat pada hewan memamah biak

Langkah pertama katabolisme monosakarida glukosa, fruktosa dan galaktosa oleh enzim-enzim glikolisis. Lintasan glikolisis mengubah gula menjadi piruvat. Suatu enzim 3 karbon yang menggunakan energi yang dikeluarkan dalam proses untuk melakukan fosforilasi ADP menjadi ATP dan mereduksi NAD menjadi NADH. Piruvat dimetabolisis lebih lanjut menjadi asetil. KoA suatu fragmen 2 karbon yang aktif pada proses lebih lanjut menghasilkan lebih banyak NADH

Judul Skripsi Kedokteran: Karakteristik Tikus Putih Jantan (Rattus norvegicus L)

Tikus sering digunakan sebagai hewan uji untuk penelitian-penelitian di laboratorium. Ada 2 sifat yang membedakan tikus dengan hewan-hewan percobaan lain yaitu  tikus tidak dapat muntah karena struktur anatomi yang tidak lazim ditempat esofagus bermuara kelambung dan tikus tidak mempunyai kantung empedu. Selain 2 hal tersebut tikus juga mempunyai beberapa keunggulan, yaitu :

1). Siklus reproduksinya sangat singkat sehingga hasil uji cepat diketahui

2). Masa aktivasi reproduksi sangat panjang

3). Mudah diperlakukan dan harganya relatif murah

4). Reaksi-reaksi didalam tubuhnya lebih sesuai dengan manusia sehingga    hasilnya akan lebih cocok daripada menggunakan spesies lain

5). Ukuran seragam dan mudah ditangkarkan.

Tikus lebih cepat dewasa, tidak memperlihatkan fertilisasi musiman dan lebih mudah berkembang biak. Berat badan pada umur 4 minggu dapat mencapai 35-40 gram dan setelah dewasa sampai 200-250 gram.

(Smith dan Mangkuwidjojo, 1988)

Judul Skripsi Kedokteran: Ikhtisar Gula Darah

Kandungan glukosa darah berasal dari karbohidrat yang terkandung dalam makanan yang kemudian mengalami proses glukoneogenesis dan glikogenolisis. Karbohidrat dalam makanan yang dicerna secara aktif menjadi residu glukosa, galaktosa dan fruktosa yang akan diserap dalam intestinum. Zat-zat gizi ini lalu diangkut menuju hepar lewat vena porta hepatis (Mayes et al, 1995).

Kadar glukosa darah pada saat tertentu ditentukan oleh keseimbangan glukosa yang masuk dalam darah dan jumlah yang meninggalkan darah. Faktor-faktor utamanya berupa asupan, kecepatan masuknya makanan ke dalam sel otot, jaringan lemak, dan organ-organ lain serta aktivitas glukostatik dalam hati. Setelah makan, glukosa akan diubah menjadi glikogen dalam hati sebesar 5% dan 30-40% diubah menjadi lemak. Sisanya akan dimetabolisir dalam otot dan jaringan lain (Ganong, 1999).

Kadar glukosa darah normal untuk manusia selama sehari antara 80mg/dL sebelum makan. Menurut Mayes et al, 1995 sumber glukosa berasal dari :

a.       Glukosa dari karbohidrat dalam makanan.

Sebagian besar karbohidrat yang ada dalam makanan akan membentuk glukosa, galaktosa, ataupun fruktosa setelah dicerna. Senyawa ini diangkut ke hepar lewat vena porta hati. Galaktosa dan fruktosa segera diubah menjadi glukosa dalam hepar.

b.      Glukosa dari berbagai senyawa glukogenik yang mengalami glukoneogenesis.

Senyawa ini dapat digolongkan dalam kategori yaitu :

1). senyawa yang meliputi konversi netto langsung menjadi glukosa tanpa tanpa daur ulang yang berarti, seperti beberapa asam amino serta propionat.

2). Senyawa yang merupakan hasil metabolisme parsial glukosa dalam jaringan tertentu diangkut ke dalam hepar serta ginjal untuk disintetis kembali menjadi glukosa.

c. Glukosa dari glikogen hati melalui proses glikogenolisis.

1. Diabetes Mellitus

Diabetes Mellitus adalah kelainan metabolisme yang ditandai terutama oleh hiperglikemia akibat defisiensi relatif atau absolut. Hiperglikemia timbul karena terhambatnya penyerapan glukosa  ke dalam sel serta gangguan metabolisme. Defisiensi ini disebabkan oleh berkurangnya produksi insulin oleh pankreas, penurunan respons tubuh terhadap insulin atau produksi hormon antagonis insulin. Hiperglikemia timbul karena penyerapan glukosa ke dalam sel terhambat serta metabolismenya terganggu.

Diabetes Mellitus menurut Ganong (1999) ditandai dengan poliuria, polidipsia dan berat badan yang kurang meskipun polifagia (nafsu makan bertambah), hiperglikemia, glukosuria, ketosis, dan koma. Terdapat kelainan biokimiawi yang amat luas namun efek pokok yang mendasari semua abnormalitas yang lain adalah berkurangnya glukosa yang masuk ke berbagai jaringan perifer dan bertambahnya jumlah glukosa yang dilepaskan dalam darah (glukoneogenesis hati yang meningkat). Dengan demikian timbul kelebihan glukosa ekstrasel dan defisiensi glukosa intrasel. Jumlah asam amino yang masuk ke dalam otot pun berkurang sedangkan pemecahan lemak meningkat.

Dalam keadaan normal kira-kira 50% glukosa yang dimakan mengalami metabolisme sempurna menjadi CO₂ dan air 5 %. Diubah menjadi glikogen dan kira-kira 30-40% diubah menjadi lemak. Pada Diabetes Mellitus semua proses tersebut terganggu sehingga sebagian besar glukosa tetap berada dalam sirkulasi darah dan energi terutama diperoleh dari metabolisme protein dan lemak (Ganong, 1999).

Judul Skripsi Biologi Lingkungan: Masalah Resistensi Pada Pemuliaan Tanaman

Resistensi terhadap Pestisida

Introduksi pestisida sintetik pada sistem pertanaman dapat menekan perkembangan hama sekaligus menyeleksi hama resisten terhadap pestisida tersebut. Kasus pertama yang melaporkan adanya resistensi terhadap herbisida adalah pada tahun 1960. Pada tahun 1990 telah dilaporkan 84 kasus resistensi gulma terhadap herbisida pada gulmagulma di pertanaman gandum di Australia (Green et al., 1990:54). Di samping resistensi terhadap herbisi-da, pada tahun 1960-an juga telah dilaporkan resistensi penyakit ta-naman (cendawan atau fungi) ter-hadap fungisida. Setelah 20 tahun digunakan, lebih dari 100 spesies fungi berkembang menjadi resisten terhadap sedikitnya satu jenis fungi-sida. Pada serangga hama, setelah 40-50 tahun pemakaian pestisida, 530 spesies serangga berkembang menjadi resisten (Georghiou dan Laguna Tejeda, 1991:121).

Kasus hama berkembang menjadi resisten juga telah terjadi di Indonesia. Sebagai contoh adalah hama wereng hijau yang menyerang tanaman padi telah resisten 10-20 kali terhadap insektisida yang banyak beredar di Indonesia. Untuk mengatasi hal ini, pemerintah Indonesia mengeluarkan keputusan pada tahun 1986, yaitu Keputusan Presiden No. 3 tahun 1986, yang melarang pemakaian 87 jenis pestisida untuk hama tanaman padi (Oka, 1989:68) dan menerapkan program pengendalian hama terpadu (PHT) tanaman padi secara luas di Indonesia.

C.2. Resistensi terhadap Varietas Tahan (Biotipe)

Tanaman yang semula tahan terhadap suatu jenis serangga dapat menjadi peka terhadap serangga jenis yang sama. Painter (1951:133) melaporkan bahwa kasus resistensi hama terhadap varietas tahan telah terjadi pada hama anggur Phylloxe-ra, hama penggerek jagung, Hessian fly, pea aphid, greenbug, dan aphid pengisap daun jagung. Pada tahun 1970-an, biotipe serangga telah dilaporkan pada delapan spesies tanaman pertanian (Panda dan Khush, 1995:88)

Di Indonesia, kasus hama menjadi resisten terhadap varietas tahan pertama dilaporkan terjadi pada tanaman padi. Serangan hama wereng coklat pada padi mulai meluas pada awal tahun 1970-an. Untuk mengendalikan hama wereng ini, diintroduksi varietas padi tahan wereng (VUTW-1), misalnya varietas padi IR26. Namun setelah 4-5 musim tanam (12-15 generasi wereng) IR26 tidak tahan lagi terhadap wereng coklat karena populasi wereng coklat telah beradaptasi yang kemudian dikenal dengan populasi wereng coklat biotipe 2. Untuk mengatasi wereng coklat biotipe 2, dilepas VUTW2 di antaranya IR36 dan IR42 pada tahun 1978/79. Pada tahun 1981/82 terjadi lagi ledakan serangan wereng coklat di mana IR42 menjadi peka terhadap populasi wereng coklat yang disebut dengan biotipe SU (sejenis biotipe 3) (Oka dan Bahagiawati, 1984:15).

C.2. Resistensi terhadap Bt-endotoksin

Keuntungan pemakaian Bt jika dibandingkan dengan pestisida adalah Bt bersifat toksin terhadap hama dari spesies tertentu sehingga kecil kemungkinannya membunuh serangga dan hewan bukan sasar-an. Namun demikian, setelah pe-makaian pestisida mikrobial ini se-lama bertahun-tahun telah ada indi-kasi bahwa hama menjadi resisten terhadap Bt baik di laboratorium maupun di lapang (Bahagiawati 2001; 20).

Kasus resistensi hama terhadap Bt-toxin dilaporkan pertama kali pa-da tahun 1985. Berdasarkan peneli-tian yang dilaksanakan di laborato-rium. McGaughey (1985:233) melapor-kan kasus resistensi hama Indian mealmoth (Plodia interpunctella) yang resisten terhadap Dipel (Abbot Laboratory), Bt komersial yang me-ngandung Bacillus thuringiensis subspesies (subsp) kurstaki HD-1. Koloni dari P. interpunctella ini di-perbanyak pada makanan buatan yang mengandung Dipel pada dosis yang menghasilkan mortalitas larva sebesar 70-90%. Dalam waktu dua generasi, resistensi meningkat men-jadi 30 kali dan setelah 15 generasi, resistensi mencapai plateau di ma-na terjadi 100 kali peningkatan re-sistensi dibandingkan dengan kon-trol. Resistensi hama lain terhadap Bt juga telah dilaporkan misalnya pada almond moth (Cadra cautella) (McGaughey dan Beeman, 1988:142) dan Heliothis virescens (Stone et al., 1989:254). Kasus hama resisten terhadap Bt microbial spray tidak hanya dilaporkan terjadi di laboratorium, tetapi juga di lapang. Tabashnik (1994) melaporkan bah-wa hama Plutella xylostella telah resisten terhadap cry 1A di lapang di Philipina, Hawaii, Florida, dan nega-ra Asia lain. Secara umum, kasus resistensi hama tanaman terhadap Bt microbial spray. Di Indonesia, telah diketahui bahwa di beberapa daerah sentra kubis terdapat hama P. Xylostella yang resisten terhadap Bt spray (Sudarwohadi 2001:13).

Analisis genetik dari gen yang mengatur resistensi serangga hama terhadap Bt-toxin juga telah dipelajari. Inheritance dari resistensi P. interpunctella adalah autosomal dan bersifat resesif atau partially resesif, sedangkan pada H. Virescens yang resisten terhadap subsp kurstaki HD-1 adalah autosomal dan incompletely dominant dan dikontrol oleh beberapa faktor (Huang et al., 1999:91).

Resistensi hama terhadap Bttoksin dapat terjadi pada dua fase, yaitu proses aktivasi protoksin men-jadi toksin dan proses melekatnya (binding) Bt-toksin yang aktif di sel reseptor di epitelial pada dinding usus serangga. Hasil penelitian Johnson et al. (1990) pada hama P. Interpunctella menunjukkan bah-wa mekanisme kedua berperan di sini. Mereka menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan antara aktivi-tas di usus serangga pada proses aktivitas proteolisis yang mengubah protoksin menjadi toksin di usus serangga antara serangga peka dan tahan Bt. Hal ini juga dikemukakan oleh Van Rie et al. (1990:155) yang memperlihatkan bahwa resistensi P. interpunctella terhadap cry 1Ab berkorelasi dengan 50 kali reduksi dari afinitas toksin di reseptor pada sel-sel di epitelial dinding usus serangga ini.

Berkurangnya afinitas Bt-toxin pada reseptor di epitelial sel juga dilaporkan menjadi penyebab resis-tensi P. xylostella, H. virescens, dan Spodoptera exigua. Tetapi tidak se-mua kasus di mana terjadi reduksi afinitas Bt-toxin dan reseptor meng-akibatkan terjadinya resistensi ha-ma terhadap Bt-toxin (Oppert et al., 1997:167). Forcada et al. (1996:136) menunjuk-kan bahwa mekanisme resistensi serangga H. Virescens terhadap Bt-toxin bukan karena perubahan afi-nitas Bt-toxin dan reseptor di epi-telial sel di usus tengah serangga. Resistensi terjadi karena pada strain H. Virescens yang resisten dijumpai enzim proteinase yang memproses protoxin lebih lama un-tuk menjadi toxin dan setelah toxin terbentuk terjadi proses degradasi toxin lebih cepat daripada proses yang terjadi di usus tengah serangga yang masih peka Bt-toxin yang bersangkutan.

Oppert et al. (1997) menemukan bahwa resistensi P. Interpunctella terhadap Bt-toxin disebabkan karena kurangnya aktivitas proteinase yang dapat mengaktifkan Bt-protoxin menjadi Bt-toxin. Di samping itu, Pang dan Gringorten (1998:176) menunjukkan bahwa degradasi Bt-toxin menyebabkan hama Chroristoneura fumiferana resisten terhadap Bt ini.

Judul Skripsi Biologi Lingkungan: Status Tanaman Transgenik Tahan Hama

Perakitan tanaman transgenik berkembang pesat setelah adanya laporan pertama kali tentang perakitan tanaman transgenik pada tahun 1984 (Horsch et al. 1984:26). Perakitan tanaman transgenik tahan hama merupakan salah satu bidang yang mendapat perhatian besar dalam perbaikan tanaman. Perakitan tanaman transgenik tahan hama umumnya mempergunakan gen dari Bacillus thuringiensis (Bt). Pada tahun 1995, tanaman transgenik pertama mulai tersedia bagi petani di Amerika Serikat, yaitu jagung hibrida yang mengandung gen cry IA(b), Maximizer, yang dibuat oleh Novartis, tanaman kapas yang mengandung gen cry IA(c), Bollgard, dan kentang yang mengandung gen cry 3A, Newleaf, yang dibuat oleh Monsanto. Pada tahun 1996, luas area pertanaman jagung transgenik hanya 158 ha, namun pada tahun 1997 dan 1998 luas area ini meningkat masing-masing menjadi 1,20−1,60 juta hektar dan 6,70 juta hektar (Matten 1998:36). Sampai dengan tahun 1998, lebih dari 10 jenis tanaman telah berhasil ditransformasi untuk mendapatkan tanaman transgenik tahan hama. Tanaman tersebut meliputi tembakau, tomat, kentang, kapas, padi, jagung, popular, whitespruce, kacang garden pea, kacang hijau, stroberi, dan kanola (Schuler et al. 1998:102).

Penanaman tanaman transgenik tahan hama yang mengandung gen Bt dapat mengurangi penggunaan pestisida secara nyata. Di Amerika Serikat penggunaan insektisida mencapai US$8,11 miliar per tahun, 30% di antaranya diaplikasikan pada tanaman sayuran dan buah-buahan, 23% pada kapas, dan 15% pada padi. Dari US$8,11 miliar ini, sekitar US$2,69 miliar dapat dihemat dengan penggunaan tanaman transgenik Bt. Di Asia, biaya yang digunakan untuk pengendalian hama padi mencapai US$1 miliar, dan pada kapas sekitar US$1,90 miliar per tahun. Dengan aplikasi teknologi tanaman transgenik, biaya yang dapat dihemat mencapai US$1,20 miliar pada kapas. Pada tanaman padi diperkirakan sekitar US$400 juta biaya insektisida untuk penggerek batang dapat dihemat dengan penggunaan tanaman transgenik Bt (Krattiger 1997:155).

Meskipun ada pro dan kontra terhadap tanaman transgenik, area tanaman transgenik meningkat dari tahun ke tahun. Pada tahun 2000, area tanaman transgenik mencapai 8,30 juta hektar (James 2002a; 200). Tanaman transgenik tahan hama ini tidak hanya ditanam di negara-negara maju, namun juga di beberapa negara berkembang seperti Argentina, Cina, Meksiko, dan Indonesia. Untuk kapas Bt, luas pertanaman secaraglobal meningkat dari 3,70 juta hektar pada tahun 1999 menjadi 5,30 juta hektar pada tahun 2000 (James 2002a:205). Di Amerika Serikat, keuntungan yang diperoleh petani kapas dengan menanam kapas Bt mencapai US$70/ha pada tahun 1997 (Krattiger 1997:160). Di Indonesia, pada tahun 2000 telah dicoba menanam kapas transgenik Bollgard di Sulawesi Selatan seluas 5.000 ha. Menurut Makkarasang (2001:43), keuntungan yang diperoleh petani kapas di Sulawesi Selatan mencapai Rp3− 4 juta/ha/musim tanam.

Judul Skripsi Biologi Lingkungan: Perkembangan Organisme Transgenik

Teknologi rekayasa genetika, yang juga disebut bioteknologi modern merupakan suatu jenis teknologi yang baru dan tentu saja sangat berbeda dengan teknologi bioteknologi konvensional atau pemuliaan tanaman tradisional yang diterapkan sebelumnya. Pemuliaan tanaman tradisional hanya mampu melakukan penyilangan antar organisme sejenisnya, yaitu yang memiliki faktor genetis yang serupa.

Dalam melakukan tugas itu, para pemulia tanaman tradisional dengan sengaja atau tidak sengaja telah mentransfer bukan hanya satu atau dua gen tetapi beberapa puluh ribu gen. Hal itu merupakan perbandingan yang sangat kontras, bila dibanding dengan teknologi rekayasa genetika atau rDNA yang mampu mentransfer secara lebih cermat, yaitu hanya dengan beberapa gen terpilih, yang ditransfer antarspesies sama sampai antarspesies yang sangat berbeda..

Hasil organisme yang telah mengalami rekayasa, yang dilakukan melalui teknologi pemindahan atau transfer sebuah atau lebih gen antara spesies yang sama atau yang berbeda itu, disebut transgenik. Beberapa puluh pangan transgenik saat ini telah berada di pasaran, di antaranya adalah jagung, jeruk, kedelai dan kapas (kapas sebetulnya bukan pangan, tetapi dari bijinya dapat diekstraksi menjadi minyak makan nabati yang bermutu tinggi).

Para pakar rDNA mampu memotong suatu gen yang dikehendaki, dari organisme, kemudian memindahkan dan menyisipkannya ke dalam setiap organisme lain. Sebagai contoh, kini dengan cara yang relatif mudah manusia dapat memindahkan sebuah gen yang terdapat dalam sel seekor tikus ke dalam DNA dari sel tanaman selada, sehingga jenis tanaman itu lebih kaya vitamin C-nya, atau memindahkan gen dari sebuah sel binatang cecropia dan moth ke dalam tanaman apel, sehingga menjadi apel yang tahan terhadap penyakit yang disebut fire blight yang disebabkan sejenis bakteri yang merusak tanaman buah apel serta pir di seluruh Amerika. (Winarno, 2002:39)

Apa yang ingin dilakukan oleh para ahli genetika ialah memasukkan gen-gen spesifik tunggal ke dalam varietas-varietas tanaman yang bermanfaat. Hal ini akan meliputi dua langkah pokok. Pertama, memperoleh gen-gen tertentu dalam bentuk murni dan dalam jumlah yang berguna. Kedua, menciptakan cara-cara untuk memasukkan gen-gen tersebut ke kromosom-kromosom tanaman, sehingga mereka dapat berfungsi. Langkah yang pertama bukan lagi menjadi masalah. Dengan teknik DNA rekombinan sekarang, ada kemungkinan untuk menumbuhkan setiap segmen dari setiap DNA pada bakteri. Tidak mudah untuk mengidentifikasi segmen khusus yang bersangkutan di antara koleksi klon. Khususnya untuk mengidentifikasi segmen tertentu yang bersangkutan di antara koleksi klon, apalagi untuk mengidentifikasi gen-gen yang berpengaruh pada sifat-sifat seperti hasil produksi tanaman. Langkah kedua, memasukkan kembali gen-gen klon ke dalam tanaman juga bukan sesuatu yang mudah. Peneliti menggunakan bakteri Agrobacterium yang dapat menginfeksi tumbuhan dengan lengkungan kecil DNA yang disebut plasmid Ti yang kemudian menempatkan diri sendiri ke dalam kromosom tumbuhan. Agrobacterium merupakan vektor yang siap pakai. Tambahkan saja beberapa gen ke plasmid, oleskan pada sehelai daun, tunggu sampai infeksi terjadi, setelah itu tumbuhkan sebuah tumbuhan baru dari sel-sel daun tadi. Selanjutnya tumbuhan itu akan mewariskan gen baru kepada benih-benihnya. (Gusyana, Pikiran Rakyat 31 Agustus 2006)

Tujuan utama dari teknik pengembangan tanaman tradisional maupun bioteknologi modern adalah menemukan metode menyisipkan sebuah gen atau beberapa gen dari sebuah organisme donor yang membawa atau memiliki sifat-sifat baik yang dikehendaki ke dalam suatu organisme yang tidak memiliki sifat-sifat tersebut.Tanaman hasil rekayasa genetika atau sering kita sebut sebagai tanaman transgenik melangkah dari eksperimen laboratorium ke uji lapangan dan akhirnya komersialisasi hampir tanpa hambatan yang berarti. Memang, terkadang ada eksperimen yang gagal, tetapi tidak sampai menimbulkan hal yang membahayakan jiwa

Tahun 1989 untuk pertama kalinya uji lapangan dilakukan pada kapas transgenik yang tahan terhadap serangga dan pada tahun yang sama dimulai proses pemetaan gen pada tanaman.

Perkembangan bioteknologi dalam memperoleh produk pangan baru, berpotensi dapat mengganti proses-proses fermentasi dengan tanaman yang mampu memproduksi berbagai jenis obat-obatan, vitamin dan bahkan vaksin secara alami. Kalau impian itu terwujud, bioteknologi mampu memindahkan proses yang terjadi dalam pabrik-pabrik fermentasi tersebut ke arah perkebunan tanaman yang memproduksi berbagai jenis komponen bio aktif dengan proses alami.

Gambaran tersebut secara jelas disampaikan oleh Dean Della Penna (2002:76) pakar Biokimia tanaman, Amerika Serikat. Bioteknologi modern berpeluang besar dalam memproduksi senyawa farmasi, gizi dan bioaktif. Bahwa tomat, brokoli dapat dimodifikasi gennya untuk menghasilkan ba-han atau senyawa kimia antikanker, demikian halnya dengan peningkatan kadar vitamin dalam padi, ubi jalar dan singkong yang dapat membantu pemerintah dalam usaha mengikis kekurangan gizi masyarakat.

Perakitan tanaman transgenik yang dapat mengekspresikan gen penyandi protein yang bersifat insektisidal memberikan beberapa keuntungan dalam usaha peningkatan produksi pertanian. Walaupun demikian, seperti halnya dengan pestisida, tanaman hasil perakitan dengan teknologi baru ini secara teori berpotensi mengubah ekosistem tanaman-serangga hama dan serangga pengendali hayati. Di lapang, tanaman tidak hanya mendukung populasi serangga hama, tetapi juga memberikan ruang bagi populasi serangga yang makan serangga hama tanaman tersebut. Interaksi antara tanaman, serangga hama, dan musuh alami berperan dalam mengontrol populasi hama itu sendiri yang dalam istilah ekologi dikenal dengan sistem tri-tropik. Dalam sistem ini, tanaman merupakan tingkat (level) pertama dari tropik, serangga hama merupakan tingkat kedua, dan musuh alami merupakan tingkat ketiga 

Pentingnya tanaman bagi perkembangan populasi predator dan parasit dan potensinya untuk mengatur keberhasilan pengendalian hayati telah lama diketahui (Schuler et al. 1999:63). Karena kekhawatiran bahwa tanaman transgenik akan merusak kestabilan populasi serangga pengendali hayati, maka produk rekayasa genetik perlu dikaji keamanannya terhadap lingkungan sebelum dilepas di alam. Di beberapa negara telah ditetapkan persyaratan untuk pengkajian pengaruh tanaman transgenik baik terhadap hama sasaran maupun serangga pengendali hayati yang hidup dan berkembang dari serangga hama sasaran.

Judul Skripsi Biologi Lingkungan: Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Adaptasi Perkembangbiakan Pada Burung Liar

Kemampuan bertahan hidup banyak tergantung kepada kondisi penyesuaian hewan terhadap lingkungannya dan pada banyak kasus merupakan hasil seleksi alam seperti terbentuknya struktur fisik. Setiap hewan akan belajar untuk merubah tingkah lakunya untuk beradaptasi dengan lingkungan tertentu. Satwa liar yang di domestikasi akan mengalami perubahan tingkah laku berupa berkurangnya sifat liar, sifat mengeram. Sifat terbang dan sifat agresif, musim kawin yang lebih panjang dan kehilangan sifat berpasangan (Newton, 1992).

Keberhasilan tingkat adaptasi ditentukan oleh kemampuan belajar hewan dalm menyesuaikan tingkah lakunya terhadap suatu lingkungan yang baru. Tingkah laku dan kemmpuan belajar hewan ditentuykan oleh gen sehingga terdapat variasi tingkah laku individu dalam satu spesies meskipun secara umum relative sama dan tingkah laku tersebut dapat diwariskan pada turunannya yaitu tingkah laklu dasar (Bollen, 1995) Tingkah laku dasar hewan merupakan kemampuan yang dibawa sejak lahir (innate behaviour) antara lain gerakan menjauh atau mendekat dari stimulus, perubahan tingkah laku dengan adanya kondisi lingkungan yang berubah dan tingkah laku akibat mekanisme fisiologis seperti tingkah laku jantan dan betina saat estrus ( Newton, 1992).. 

Judul Skripsi Biologi Perikanan; Kualitas Air Untuk Pemeliharaan Ikan Pangan (Usni, 2000)

1.      Warna Perairan

Warna perairan yang paling baik untuk ikan adalah hijau cerah karena mengandung banyak plankton. Selain dapat dimanfaatkan sebagai makanan ikan, keberadaan plankton tidak mengganggu penetrasi sinar matahari. Akibatnya proses fotosintesis dapat berjalan dengan baik dan oksigen dalam air tetap tinggi. Namun, kalau populasi planktonnya terlalu tinggi, penetrasi sinar matahari dapat terganggu.

2.      Kekeruhan Air

Kekeruhan air merupakan suatu ukuran biasan cahaya dalam perairan. Kekeruhan dapat disebabkan karena partikel terkoloid dan tersuspensi. Partikel tersebut dapat berasala dari bahan organik maupun anorganik seperti polutan, lumpur, hasil dekomposisi bahan organik, sampah dan plankton. Kekeruhan yang paling baik untuk budidaya ikanadalah yang disebabkan oleh plankton.

Kekeruhan air dapat diukur dengan seechi disk. Alat ini dibuat dari lempengan besi berbentuk bulat yang dicat warna hitam dan putih secara menyilang. Pada alat ini diberi tali berskala untuk mengukur kedalaman air.

3.      Suhu Air

Suhu air merupakan faktor penting yang harus diperhatikan karena dapat mempengaruhi derajat metabolisme dalam tubuh ikan. Bila suhu air tinggi, derajat metabolisme ikan akan tinggi. Sebaliknya kalau suhu air rendah, derajat metabolisme ikan akan rendah. Derajat metabolisme ikan berpengaruhterhadap kebutuhan oksigen dan sebanding dengan kenaikan suhu air.

Toleransi ikan terhadap suhu sangat bervariasi tergantung jenis ikan. Perubahan suhu secara tiba-tiba dapat menyebabkan ikan stres dan menimbulkan kematian. Ikan mujair merupakan jenis sikan yang tinggi toleransinya terhadap perubahan suhu. Kisaran suhu yang dapat ditolerir berada pada kisaran 14-38ºC. Secara alami mujair dapat memijar pada suhu 23-37ºC. Namun, suhu optimal untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan berada pada kisaran 25-30ºC. Sementara suhu mematikan dibawah 6ºC atau diatas 42ºC.

4.      Kandungan Oksigen dan Karbondioksida Air

Ikan memerlukan oksigen (O2) untuk bernapas. Sumber oksigen dalam air berasal dari proses fotosintesis. Proses fotosintesis itu sendiri dipengaruhi oleh sinar matahari dan kandungan karbondioksida. Bila sinar matahari dan kandungan karbondioksida cukup, proses fotosintesis akan berjalan baik dan kandungan oksigen dalam air akan tinggi.

Sumber oksigen lain berasal dari difusi udara. Udara merupakan cadangan oksigen paling besar. Namun, hanya sedikit yang larut dalam air. Proses difusi udara akan berjalan baik kalau air selalu bergerak. Adanya gerakan air menyebabkan molekul-molekul air akan terbuka sehingga oksigen dapat masuk kedalam air. Oleh karena itu, dalam pemeliharaan mujair secara intensif diperlukan debit air yang tinggi.

Pada suatu sistim pemeliharaan ikan, oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis harus lebih banyak daripada oksigen yang digunakan. Kandungan oksigen yang baik untuk budidaya ikan minimal 4 mg/l air.

Biasanya ikan dapat merasakan setiap perubahan kandungan karbondioksida dalam air walaupun kecil. Biasanya ikan akan menghindari daerah yang kandungan karbondioksida tinggi. Pada pemeliharaan ikan secara intensif, kandungan karbondioksida yang aman harus 5 mg/ l air. Namun, mujair masih mampu hidup pada kandungan karbondioksida sampai 25 mg/ l ain.

5.      Derajat Keasaman (pH) Air

Derajat keasaman atau sering dilambangkan dengan pH (puisanche of the H) merupakan ukuran konsentrasi ion hidrogen yang menunjukan suasana asam suatu perairan. Ukuran nilai pH adalah 1-14 dengan angka 7 merupakan pH normal.

Secara normal, pH perairan dipengaruhi oleh konsentrasi karbondioksida dan senyawa yang bersifat asam. Pada siang hari, fitoplankton dan tanaman air mengkonsumsi karbondioksida dalam proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen dalam air. Suasana ini menyebabkan pH air meningkat. Sementara pada malam hari, fitoplankton dan tanaman air mengkonsumsi oksigen dalam proses respirasi yang menghasilkan karbondioksida. Suasana ini menyebabkan kandungan air menurun.

Nilai pH perairan yang baik untuk budidaya ikan pada siang hari berkisar antara 6,5-9. Pada pH 11, ikan dapat mati, tetapi terkadang kondisi ini masih dapat ditolerir oleh mujair. Sementara pH ideal untuk budidaya ikan berada pada kisaran 7-8.

6.      Amoniak Air

Amoniak dalam air berasal dari proses metabolisme ikan dan proses pembusukan bahan organik oleh bakteri. Amoniak mempunyai dua bentuk, yaitu amoniak bukan ion (NH3) dan amoniak berupa ion yang disebut amonium (NH4). NH3 merupakan racun bagi ikan, sedangkan NH4 tidak bersifat racun, kecuali konsentrasinya sangat tinggi. Sementara NH3 akan lebih beracun kalau konsentrasi oksigen sangat rendah. Konsentrasi NH3 tertinggi biasanya terjadi setelah fitoplankton mati yang diikuti penurunan pH karena CO2 meningkat. Batas konsentrasi NH3 yang mematikan ikan berada pada 0,1-0,3 mg/ l.

7.      Alkalinitas Air

Alkalinitas adalah konsentrasi basa total yang terkandung dalam air. Alkalinitas dinyatakan dalam mg/ l yang setara dengan kalsium karbonat (CO3) dan bikarbonat (HCO3). Jadi, alkalinitas suatu perairan diartikan sebagai derajat keasaman yang dapat menentukan kesuburan air. Dengan mengetahui nilai alkalinitas dapat diketahui produktivitas suatu kolam. Total alkalinitas yang dibutuhkan dalam pembudidayaan ikan berada pada kisaran 50-300 mg/ l.

8.      Keragaman dan Jumlah Plankton Air

Plankton merupakan binatang air yang dapat dimanfaatkan sebagai makanan ikan. Ada dua golongan plankton, yaitu zooplankton (berasal dari hewan) dan phitoplankton (berasal dari tumbuhan). Keduanya sangat dibutuhkan ikan, terutama saat masih benih. Untuk itu, keragaman dan jumlah plankton perlu diketahui untuk mengukur kesuburan perairan. Keragaman dan jumlah plankton suatu perairan hanya dapat diketahui melalui pemeriksaan laboratorium.