KONSEP BIODIVERSITAS DALAM PEMBELAJARAN SAIN DENGAN PENDEKATAN KETRAMPILAN PROSES

KONSEP BIODIVERSITAS DALAM PEMBELAJARAN SAIN DENGAN
PENDEKATAN KETRAMPILAN PROSES

PENDAHULUAN
Topik materi pelatihan ini dipilih untuk memenuhi pembahasan standar
kompetensi yang dirumuskan: siswa mampu mengaplikasikan konsep keanekaragaman
makhluk hidup berdasarkan ciri-ciri yang sesuai pada tingkat organisasi kehidupan.
Dengan rumusan kompetensi dasar mendeskripsikan ciri-ciri makhluk hidup. Pencapaian
atas kompetensi dasar tersebut ditunjukkan dengan kemampuan siswa dalam
mengumpulkan informasi tentang ciri-ciri makhluk hidup dan menyimpulkan serta
membuat laporan ciri-ciri makhluk hidup pada tingkatan keanekaragaman organisasi
makhluk hidup yang diamati.
KEANEKARAGAMAN HAYATI
Keanekaragaman hayati dapat terjadi pada berbagai tingkat kehidupan, mulai dari
organisme tingkat rendah sampai organisme tingkat tinggi. Misalnya dari mahluk bersel
satu hingga mahluk bersel banyak; dan tingkat organisasi kehidupan individu sampai
tingkat interaksi kompleks, misalnya dari spesies sampai ekosistem.
KEANEKARAGAMAN HAYATI TINGKAT GEN
Apa yang dimaksud dengan keanekaragaman hayati tingkat gen? Jika dicoba
mengamati tanaman bunga mawar, maka tanaman ini memiliki bunga yang berwarnawarni,
dapat berwarna merah, putih atau kuning. Atau pada tanaman pisang,
keanekaragaman dapat ditemukan antara lain pada bentuk buahnya, rasa, dan warnanya.
Demikian juga pada hewan. dapat dibandingkan antara ayam kampung, ayam
hutan, ayam ras, dan ayam lainnya. Disini akan terlihat keanekaragaman sifat antara lain
pada bentuk dan ukuran tubuh, warna bulu dan bentuk pial (jengger).
Keanekaragaman warna bunga pada tanaman mawar. Bentuk, rasa, warna pada
buah mangga, serta keanekaragaman sifat, warna bulu dan bentuk pial pada ayam, ini
semua disebabkan oleh pengaruh perangkat pembawa sifat yang disebut dengan gen.
Semua makhluk hidup dalam satu spesies/jenis memiliki perangkat dasar penyusun gen
yang serupa. Gen merupakan bagian kromosom yang mengendalikan ciri atau sifat suatu
organisme yang bersifat diturunkan dari induk/orang tua kepada keturunannya.
Gen pada setiap individu, walaupun perangkat dasar penyusunnya sama, tetapi
susunannya berbeda-beda bergantung pada masing-masing induknya. Susunan perangkat
gen inilah yang menentukan ciri atau sifat suatu individu dalam satu spesies.
Apa yang menyebabkan terjadinya keanekaragaman gen? Perkawinan antara dua
individu makhluk hidup sejenis merupakan salah satu penyebabnya. Keturunan dari hasil
perkawinan memiliki susunan perangkat gen yang berasal dari kedua induk/orang tuanya.
Kombinasi susunan perangkat gen dari dua induk tersebut akan menyebabkan
keanekaragaman individu dalam satu spesies berupa varietas yang terjadi secara alami
atau secara buatan. Keanekaragaman yang terjadi secara alami adalah akibat adaptasi atau
penyesuaian diri setiap individu dengan lingkungan, seperti pada buah rambutan. Faktor
lingkungan juga turut mempengaruhi sifat yang tampak (fenotip) suatu individu di
samping ditentukan oleh faktor genetiknya (genotip). Sedangkan keanekaragaman buatan
dapat terjadi antara lain melalui perkawinan silang (hibridisasi).
Pada manusia juga terdapat keanekaragaman gen yang menunjukkan sifat-sifat
berbeda, antara lain ukuran tubuh (besar, kecil, sedang); warna kulit (hitam, putih, sawo
matang, kuning); warna mata (biru, hitam, coklat), serta bentuk rambut (ikal, lurus,
keriting).
2. Keanekaragaman Hayati Tingkat Jenis
Dapatkah Anda membedakan antara tumbuhan kelapa aren, nipah dan pinang?
Atau membedakan jenis kacang-kacangan, seperti kacang tanah, kacang buncis, kacang
kapri, dan kacang hijau? Atau membedakan kelompok hewan antara kucing,harimau,
singa dan citah? Jika hal ini dapat Anda bedakan dengan benar, maka paling tidak
sedikitnya anda telah mengetahui tentang keanekaragaman jenis.
Untuk mengetahui keanekaragaman hayati tingkat jenis pada tumbuhan atau
hewan, dapat diamati, antara lain ciri-ciri fisiknya. Misalnya bentuk dan ukuran
tubuh,warna, kebiasaan hidup dan lain-lain.
Contoh, dalam suku kacang-kacangan, antara lain; kacang tanah, kacang kapri,
kacang hijau dan kacang buncis. Di antara jenis kacang-kacangan tersebut dapat dengan
mudah dibedakan, karena diantara jenis tersebut ditemukan ciri-ciri yang berbeda antara
2
ciri satu dengan yang lainnya. Misalnya ukuran tubuh atau batang (ada yang tinggi dan
pendek); kebiasaan hidup (tumbuh tegak, ada yang merambat), bentuk buah dan biji,
warna biji, jumlah biji, serta rasanya yang berbeda.
Walaupun hewan-hewan tersebut termasuk dalam satu familia/suku Felidae, tetapi
diantara mereka terdapat perbedaan-perbedaan sifat yang mencolok. Misalnya, perbedaan
warna bulu, tipe lorengnya, ukuran tubuh, tingkah laku, serta lingkungan hidupnya.
3. Keanekaragaman Hayati Tingkat Ekosistem
Lingkungan hidup meliputi komponen biotik dan komponen abiotik. Komponen
biotik meliputi berbagai jenis makhluk hidup mulai yang bersel satu (uni seluler) sampai
makhluk hidup bersel banyak (multi seluler) yang dapat dilihat langsung oleh kita.
Komponen abiotik meliputi iklim, cahaya, batuan, air, tanah, dan kelembaban. Ini semua
disebut faktor fisik. Selain faktor fisik, ada faktor kimia, seperti salinitas (kadar garam),
tingkat keasaman, dan kandungan mineral.
Baik komponen biotik maupun komponen abiotik sangat beragam atau bervariasi.
Oleh karena itu, ekosistem yang merupakan interaksi antara komponen biotik dengan
komponen abiotik pun bervariasi pula.
Di dalam ekosistem, seluruh makhluk hidup yang terdapat di dalamnya selalu
melakukan hubungan timbal balik, baik antar makhluk hidup maupun makhluk hidup
dengan lingkungnnya atau komponen abiotiknya. Hubungan timbal balik ini
menimbulkan keserasian hidup di dalam suatu ekosistem. Apa yang menyebabkan
terjadinya keanekaragaman tingkat ekosistem? Perbedaan letak geografis antara lain
merupakan faktor yang menimbulkan berbagai bentuk ekosistem.
Perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan iklim. Perbedaan iklim
menyebabkan terjadinya perbedaan temperature, curah hujan, intensitas cahaya matahari,
dan lamanya penyinaran. Keadaan ini akan berpengaruh terhadap jenis-jenis flora
(tumbuhan) dan fauna (hewan) yang menempati suatu daerah.
Di daerah dingin terdapat bioma Tundra. Di tempat ini tidak ada pohon, yang
tumbuh hanya jenis lumut. Hewan yang dapat hidup, antara lain rusa kutub dan beruang
kutub. Di daerah beriklim sedang terdpat bioma Taiga. Jenis tumbuhan yang paling sesuai
untuk daerah ini adalah tumbuhan conifer, dan fauna/hewannya antara lain anjing hutan,
dan rusa kutub.
3
Pada iklim tropis terdapat hutan hujan tropis. Hutan hujan tropis memiliki flora
(tumbuhan) dan fauna (hewan) yang sangat kaya dan beraneka ragam. Keanekaragaman
jenis-jenis flora dan fauna yang menempati suatu daerah akan membentuk ekosistem yang
berbeda. Maka terbentuklah keanekaragaman tingkat ekosistem.
Totalitas variasi gen, jenis dan ekosistem menunjukkan terdapat pelbagai variasi
bentuk, penampakan, frekwensi, ukuran dan sifat lainnya pada tingkat yang berbeda-beda
merupakan keanekaragaman hayati.
Keanekaragaman hayati berkembang dari keanekaragaman tingkat gen,
keanekaragaman tingkat jenis dan keanekaragaman tingkat ekosistem. Keanekaragaman
hayati perlu dilestarikan karena didalamnya terdapat sejumlah spesies asli sebagai bahan
mentah perakitan varietas-varietas unggul. Kelestarian keanekaragaman hayati pada suatu
ekosistem akan terganggu bila ada komponen-komponennya yang mengalami gangguan.
Gangguan-gangguan terhadap komponen-komponen ekosistem tersebut dapat
menimbulkan perubahan pada tatanan ekosistemnya. Besar atau kecilnya gangguan
terhadap ekosistem dapat merubah wujud ekosistem secara perlahan-lahan atau secara
cepat pula. Contoh-contoh gangguan ekosistem , antara lain penebangan pohon di hutanhutan
secara liar dan perburuan hewan secara liar dapat mengganggu keseimbangan
ekosistem. Gangguan tersebut secara perlahan-lahan dapat merubah ekosistem sekaligus
mempengaruhi keanekaragaman tingkat ekosistem. Bencana tanah longsor atau letusan
gunung berapi, bahkan dapat memusnahkan ekosistem. Tentu juga akan memusnahkan
keanekaragaman tingkat ekosistem
Ketiga macam keanekaragaman tersebut diatas tidak dapat dipisahkan satu dengan
yang lain. Ketiganya dipandang sebagai suatu keseluruhan atau totalitas yaitu sebagai
keanekaragaman hayati.
1. Dengan mengetahui adanya keanekaragamaan gen merupakan modal dasar untuk
melakukan rekayasa genetika dan hibridisasi (kawin silang) untuk mendapatkan
bibit unggul yang diharapkan.
2. Dengan mengetahui adanya kenaekaragaman jenis dapat menuntun kita untuk
mencari alternatif dari bahan makanan, bahan sandang, dan papan, juga dapat
menuntun kita memilih hewan-hewan unggul yang dapat dibudidayakan.
4
3. Dengan mengetahui adanya keanekaragaman ekosistem kita dapat
mengembangkan sumber daya hayati yang cocok dengan ekosistem tertentu
sehingga dapat meningkatkan hasil pertanian dan peternakan yang pada gilirannya
dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat.
NILAI BIODIVERSITAS
Pengajuan alasan yang jelas tentang konservasi biodiversitas salah satunya adalah
mengidentifikasi alasannya adalah dengan melihat apa yang diperoleh dari diversitas
biologi, dan apa yang hilang sebagai akibat kepunahan spesies.
Pasokan makanan
Hewan
Hanya beberapa dari spesies hewan telah didomestikasi untuk produksi makanan.
Pada dasarnya semua protein dari hewan hanya berasal dari domestikasi hewan liar yang
pernah dilakukan oleh manusia, termasuk proses pemuliaannya. Contoh Ikan menjadi
hewan yang didomestikasi melalui teknik akuakultur saat ini dikonsumsi hamper
menyamai hasil tangkapan laut.
Tanaman
Hanya sebagian kecil tanaman di dunia telah dimanfaatkan untuk bahan makanan
dalam skala besar. Kurang lebih 10.000-50.000 spesies diperkirakan dapat dimakan,
tetapi hanya sedikit sekali yang telah dipergunakan sebagai makanan manusia. Sementara
perkonomian menjadi semakin mengglobal, manusia cenderung mengkonsentrasikan
beberapa spesies saja, sehingga dewasa ini 90 % makanan di dunia berasal dari
sedikitjenis tanaman saja di antaranya: gandum, jagung, dan beras.
Meskipun terdapat lebih dari 10.000 spesies padi-padian, tidak ada spesies baru
yang dibudidayakan sejak 2000 tahun yang lalu. Bahayanya tergantung hanya pada
beberapa jenis tanaman adalah diilustrasikan oleh kelaparan di Irlandia (potato famine)
yang terjadi tahun 1845-1847. Irlandia hanya menggantungkan satu jenis tanaman sebagai
sumber karbohidrat, yaitu kentang. Penyakit hawar daun (leaf blight) menghancurkan
tanaman kentang di negara ini dan menyebabkan kelaparan, kurang lebih 1 juta orang
meninggal.
5
Gen dari tumbuhan liar merupakan sumber gen dengan karakteristik yang berguna
untuk tanaman yang dibudidayakan. Tanaman kentang liar diketemukan di Peru dan
ketika disilangkan dengan kentang yang telah dibudidayakan, varietas yang dihasilkan
resisten terhadap penyakit hawar daun.
Tanaman padi dilindungi dari empat macam penyakit oleh gen yang diambil dari
spesies padi liar di India. Di Asia dan Afrika produksi ketela pohon meningkat berlipatlipat
karena adanya varietas yang tahan penyakit yang berasal dari ketela pohon liar dari
Brazil. Industri gula di Amerika Serikat diselamatkan dari kehancuran dengan
mengintroduksi spesies liar dari Asia. Tomat liar dari Pegunungan Andes telah
dipergunakan untuk meningkatkan kandungan gula pada varietas tomat yang telah
dibudidayakan.
Spesies tumbuhan liar biasanya memiliki variabiltas genetik yang besar, sehingga
strain yang berbeda dapat dikembangkan melalui pemuliaan. Ini merupakan alasan
penting untuk mengonservasi tidak hanya spesies, tetapi sampel dari variabilitas genetik
di dalam spesies: sampel dari lokasi berbeda, subspesies berbeda dsb.
Produk pestisida alami
Banyak tumbuhan tropis menghasilkan bahan kimia. Masyarakat lokal telah
menemukan banyak tumbuhan berguna sebagai racun atau obat-obatan.
Chrysanthemum.- Pertama kali digunakan seabad lalu di Timur Tengah untuk obat
kutu. Bijinya mengandung purethrin. Telah dipergunakan untuk sampo obat kutu, dan
obat semprot serangga di rumah dan obat nyamuk bakar.
Tuba.(Deris)- Dipergunakan untuk meracun ikan, mengandung rotenone.
Pohon mamba (Azadirachta indica).- Sebagai sumber insektisida (azadirachtin),
fungisida dan spermasida dan berharga untuk pengendalian kelahiran.
Obat-obatan
Potensi untuk menemukan senyawa obat-obatan pada organisme liar sangat besar
dan memberikan salah satu alasan untuk konservasi biodiversitas. Ini terutama di hutan
tropis. Sesungguhnya industri farmasi lebih tergantung pada produk alami. Kurang lebih
seperempat obat-obatan yang beredar diambil secara langsung dari tumbuhan atau versi
bahan kimia yang dimodifikasi dari senyawa tumbuhan. Kurang lebih 121 obat-obtan
berasal dari tumbuhan tingkat tinggi, termasuk morfin, codeine, quinine, atropine, dan
6
digitalis. Namun, kurang dari 1 % tumbuhan hutan tropis telah diuji sebagai sumber obatobatan.
Tumbuhan liar telah mengembangkan mekanisme pertahanan kimiawi selama
jutaan tahun. Bahan kimia yang dikembangkan adalah racun yang sangat spesifik yang
menyerang herbivora. Meskipun bahan kimia ini sering beracun, kadang-kadang bila
diberikan dengan dosis dan cara yang tepat, atau diubah sifat kimiawinya, dapat
dipergunakan untuk obat.
Pupuk
Penelitian yang dilakukan baru-baru ini telah berhasil mengidentifikasi spesies
bakteria dari lautan dalam yang mampu menambat nitrogen, mengonversinya menjadi
bentuk yang dapat dipergunakan sebagai pupuk.
Bahan Baku Rumah Tangga/ Industri
Serat.- misal ulat sutera,
Pelapis (coating).- misal lak
Adesif.- Casein, protein dan tanin telah dipergunakan secara intensif sebagai lem untuk
industri.
Biopolimer.- Terutama polimer seperti plastik telah dihasilkan dari bakteri dan secara
teoritis dapat dihasilkan oleh tanaman. Sehingga senyawa kimia ini dapat diproduksi
dengan menumbuhan tanaman tertentu.
Minyak.- Minyak dari fosil dapat juga disintesis dari produk tanaman.
Enzim.- Beberapa bakteri yang hidup pada sumber air panas dapat hidup pada suhu
setinggi 113oC dan mungkin berguna dalam produksi enzim yang stabil pada suhu tinggi
(misal untuk cuci mesin).
Manfaat lingkungan
7
Organisme liar melakukan fungsi-fungsi lingkungan yang vital dan kita
mengalami kesulitan untuk melakukannya sendiri. Kelalawar menyerbuki sukun, jambu
biji, durian, kaliandra dsb. Mikroorganisme mendekomposisi sampah dan serasah. Cacing
tanah membalik tanah dan menjaga aerasi. Bakteri tanah merubah nitrogen menjadi
pupuk nitrat. Tumbuhan menyerap karbon dioksida dan menghasilkan oksigen, sehingga
mengurangi pemanasan global karena CO2. Semua manfaat ini adalah gratis dan biasanya
diterima apa adanya (taken for granted) dan baru disadari kalau tidak memberikan
manfaat lagi.
Bioremediasi (fitoremediasi) mengacu kepada penggunaan organisme untuk
membersihkan limbah beracun. Beberapa spesies tumbuhan yang hidup alami dalam
tanah dengan kandungan metal berat yang tinggi telah mengembangkan mekanisme
biokimiawi untuk mengekstraksi metal ini dari tanah dan mengakumulasinya dalam
konsentrasi tinggi dalam jaringan tumbuhan.
Pilihan di masa depan
Kita tidak mengetahui sistem nilai apa yang berlaku di masa depan atau sistem
nilai apa yang akan dianut keturunan kita. Mungkin mereka akan memerlukan jumlah
spesies yang besar yang sekarang ini dipandang tidak signifikan atau merugikan. Banyak
sumber alami dari obat-obatan kenyataannya beracun. Tidak ada yang bisa memprediksi
bahwa kapang roti akan menjadi sumber salah satu antibiotik yang paling berguna.
Mikrobia yang hidup di sumber air panas memberikan resep kunci dalam pekerjaan sidik
jari DNA yang sangat penting dalam pelacakan kriminal.
Alasan utama untuk preservasi tidak hanya spesies tetapi juga variabilitas genetik
(tidak hanya spesies liar tetapi juga yang didomestikasi, dan juga manusia), adalah agar
kita dan binatang dan tumbuhan dapat beradaptasi terhadap perubahan lingkungan yang
tidak dapat diramalkan.
Nilai ekonomi biodiversitas
Pemanfaatan biodiversitas untuk pertanian dan obat-obatan masih kontroversial.
Isu legal dan etis di sekitar pemanfaatan bersama sumber genetik dan keuntungan yang
diperolehnya masih belum terpecahkan. Konvensi PBB mengenai biodiversitas (the
United Nations Convenstion on Biodiversity) mengemukakan mengenai isu-isu ini dan
telah diratifikasi oleh 170 negara. Beberapa negara, termasuk Amerika Serikat masih
8
menolak menanda tangani perjanjian ini, terutama karena perjanjian ini mengandung
klausul yang mensyaratkan bahwa keuntungan dari pemanfaatan biodiversitas dapat pula
dinikmati oleh negara dari mana spesies tersebut berasal.
Menurut WHO perdagangan global bernilai kurang lebih $ 500 juta per tahun
pada tahun 1980. Suatu studi yang dilakukan tahun 1998 mengenai program pemantauan
perdagangan wildlife oleh World Wildlife Fund and the World Concervation Union,
mengidentifikasi 102 spesies tanaman obat-obatan dan 29 spesies binatang obat-obatan
(termasuk penyu hijau, ular piton batu dan badak hitam) sebagai prioritas untuk
konservasi segera dan tindakan pengelolaannya