ILMU ALAMIAH DASAR (13)

13.SUMBER DAYA MANUSIA & GENETIKA

Prinsip-prinsip dalam pelestarian sumber daya alam antara lain:
1. Daya toleransi
Setiap makhluk hidup punya rentang kisaran kondisi factor lingkungan yang memberikan kesempatan padanya untuk lulus hidup. Ada batas atas dan ada batas bawah, di antara kedua nilai ekstrem tersebut merupakan kisaran toleransi dan termasuk kondisi optimum. Faktor apa pun yang kurang atau melebihi batas toleransi dianggap sebagai faktor pembatas (Odum, 1997)
2. Prinsip Hukum Minimum Hukum minimum menyatakan bahwa nilai hasil, hasil atau kualitas suatu sistem ditentukan oleh faktor pendukungnya yang berada dalam keadaan minimum. Hukum minimum yang dikemukan oleh Liebiq ini dapat diterapkan dalam menentukan daya dukung. Kalau suatu daerah atau pulau mengalami keadaan keku-rangan air, maka tersedianya air dan besarnya kebutuhan air akan sangat menentukan daya dukung daerah atau pulau itu. Jadi dengan hukum minimum dapat ditentukan permasalahan lingkungan terpenting, sehingga dapat ditentukan pula prioritas pengelolaannya (Soerjani, dkk., 1987).
3. Prinsip Faktor Pengontrol
Sungguhpun semua sumberdaya alam hayati itu menerima secara menyeluruh terhadap berbagai faktor lingkungan yang mempengaruhinya, seringkali terdapat juga suatu faktor lingkungan tertentu yang mempunyai daya pengontrol. Faktor pengontrol ini beroperasi, baik melalui ukurannya yang terlalu sedikit atau terlalu banyak, tetapi kesannya dapat menentukan dinamika populasi dari suatu jenis sumberdaya alam hayati Jadi pencemaran udara, pestisida, pupuk dapat menjadi faktor pengontrol (Darmodjo & Kaligis, 1984/1985).
4. Prinsip Ketanpabalikan
Beberapa sumberdaya alam hayati tidak dapat memperbarui diri lagi karena proses fisis dan biologis dalam suatu habitat atau ekosistem memang sudah tidak berlangsung lagi, atau sudah tak berfungsi lagi. Akibatnya, sumberdaya hayati tersebut dapat menjadi sumberdaya alam yang tidak dapat memperbarui diri lagi bahkan punah sama sekali (Darmodjo & Kaligis, 1984/1985).
5. Prinsip Pembudidayaan
Sumberdaya alam hayati yang telah dibudidayakan oleh manusia untuk jangka waktu yang lama, jarang dapat berkembang terus menerus dipelihara dan dilindungi oleh manusia. Oleh karena itu, segala bentuk pembudidayaan sumberdaya alam hayati disamping membawa manfaat juga membawa tanggung jawab yang berat bagi manusia (Darmodjo & Kaligis, 1984/1985).
6. Prinsip Holisme
Prinsip holisme adalah pandangan yang utuh terhadap lingkungan hidup. Hal ini berdasarkan prinsip bahwa semua komponen kehidupan tentu saling berinteraksi satu sama lain, saling mempengaruhi dan saling terkait. Jadi perlu dilihat secara utuh atau sistematik menurut sistemnya (Soerjani, dkk., 1987).
7. Pendekatan Progresif
Konsep yang kita sebut pendekatan progresif ini berdasarkan gagasan Vayda (1982) tentang kontekstualisasi progresif yang melihat suatu permasalahan menurut konteks pokoknya dan dikembangkan menurut keperluannya dengan melihat konteks persoalan berikutnya. Jadi dalam pengelolaan sumberdaya alam dan lingkungan harus diutamakan faktor yang menjadi masalah pokok, karena faktor ini merupakan peluang terbesar dan terpenting untuk memperbaiki keadaan. Pendekatan ini sangat menunjang prinsip hukum minimum (Soerjani, dkk., 1987). Bukan suatu khayalan bahwa banyak di antara sumberdaya alam hayati telah menjadi langka akhir-akhir ini. Kelangkaan ini bukan saja terjadi pada jenis-jenis dan varietas-varietas yang telah dibudidayakan misalnya buah- buahan. Dengan kecenderungan orang untuk mengubah ekosistem alam menjadi ekosistem buatan seperti pekarangan tradisional, serta pemanenan sumberdaya alam hayati yang berlebihan menyebabkan jumlah jenis sumberdaya alam hayati langka semakin banyak. Di dunia internasional, Indonesia diakui sebagai salah satu pusat keanekaragaman berbagai jenis tanaman pangan (Reksosoedarmo, dkk., 1985). Khusus dalam keanekaragaman sumberdaya alam hayati ada beberapa hal yang menyebabkan kelangkaan sebagai berikut: (1) areaarea yang dapat dihuni langka atau sempit; (2) area-area yang dapat dihuni di luar jangkauan daya penyebaran atau terbatas waktunya; (3) akibat kehadiran dan aktivitas spesies lain sehingga menye-babkan area yang tidak dapat dihuni; (4) ketersediaan sumberdaya alam penting dalam area yang dapat dihuni sangat kurang; (5) Plastisitas fenotipe individu-individu populasi kurang, sehingga area yang dapat dihuni menjadi terbatas; (6) tekanan dari musuh-musuh misalnya predator, pesaing, parasitoid/parasit dan manusia sehingga tingkat populasi menjadi rendah; dan (7) Manusia sebagai kolektor hewan atau tumbuhan langka.1. Sumber daya alam yang dapat diperbaharui (Renewable Resource) Dikatakan demikian karena alam dapat mengadakan pembentukan kembali dalam jangka waktu yang relatif singkat. sumber daya alam ini terbentuk dengan 2 cara, yaitu a) Pembaharuan dengan reproduksi Terjadi pada sumber daya alam hayati. Akan tetapi walaupun dapat terus bertambah denganm cepat, jika pengelolaannya kurang tepat,

Alam pada dasarnya mempunyai sifat yang beraneka ragam, namun serasi dan seimbang. Oleh karena itu, perlindungan dan pengawetan alam harus terus dilakukan untuk mempertahankan keserasian dan keseimbangan itu.
Semua kekayaan bumi, baik biotik maupun abiotik, yang dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia merupakan sumber daya alam. Tumbuhan, hewan, manusia, dan mikroba merupakan sumber daya alam hayati, sedangkan faktor abiotik lainnya merupakan sumber daya alam nonhayati. Pemanfaatan sumber daya alam harus diikuti oleh pemeliharaan dan pelestarian karena sumber daya alam bersifat terbatas.
Sumber daya alam ialah semua kekayaan bumi, baik biotik maupun abiotik yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan manusia dan kesejahteraan manusia, misalnya: tumbuhan, hewan, udara, air, tanah, bahan tambang, angin, cahaya matahari, dan mikroba (jasad renik).

Menurut urutan kepentingan, kebutuhan hidup manusia, dibagi menjadi dua sebagai berikut.
1. Kebutuhan Dasar.
Kebutuhan ini bersifat mutlak diperlukan untuk hidup sehat dan aman.
Yang termasuk kebutuhan ini adalah sandang, pangan, papan, dan
udara bersih.

2. Kebutuhan sekunder.
Kebutuhan ini merupakan segala sesuatu yang diperlukan untuk lebih
menikmati hidup, yaitu rekreasi, transportasi, pendidikan, dan hiburan.
Mutu lingkungan
Pandangan orang dalam memenuhi kebutuhan hidupnya memang berbeda-beda karena antara lain dipengaruhi oleh faktor ekonomi, pertimbangan kebutuhan, sosial budaya, dan waktu.
Semakin meningkat pemenuhan kebutuhan untuk kelangsungan hidup, maka semakin baik pula mutu hidup. Derajat pemenuhan kebutuhan dasar manusia dalam kondisi lingkungan disebut mutu lingkungan.

Daya dukung lingkungan
Ketersediaan sumber daya alam untuk memenuhi kebutuhan dasar, dan tersedianya cukup ruang untuk hidup pada tingkat kestabilan sosial tertentu disebut daya dukung lingkungan. Singkatnya, daya dukung lingkungan ialah kemampuan lingkungan untuk mendukung perikehidupan semua makhluk hidup.
Di bumi ini, penyebaran sumber daya alam tidak merata letaknya. Ada bagianbagian bumi yang sangat kaya akan mineral, ada pula yang tidak. Ada yang baik untuk pertanian ada pula yang tidak. Oleh karena itu, agar pemanfaatannya dapat berkesinambungan, maka tindakan eksploitasi sumber daya alam harus disertai dengan tindakan perlindungan. Pemeliharaan dan pengembangan lingkungan hidup harus dilakukan dengan cara yang rasional antara lain sebagai berikut :
1. Memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbaharui dengan
hati-hati dan efisien, misalnya: air, tanah, dan udara.
2. Menggunakan bahan pengganti, misalnya hasil metalurgi (campuran).
3. Mengembangkan metoda menambang dan memproses yang efisien,
serta pendaurulangan (recycling).
4. Melaksanakan etika lingkungan berdasarkan falsafah hidup secara
damai dengan alam.
1. Macam-macam sumber Daya Alam
Sumber daya alam dapat dibedakan berdasarkan sifat, potensi, dan jenisnya.
a. Berdasarkan sifat
Menurut sifatnya, sumber daya alam dapat dibagi 3, yaitu sebagai berikut :
1. Sumber daya alam yang terbarukan (renewable), misalnya: hewan,
tumbuhan, mikroba, air, dan tanah. Disebut ter barukan karena dapat
melakukan reproduksi dan memiliki daya regenerasi (pulih kembali).
2. Sumber daya alam yang tidak terbarukan (nonrenewable), misalnya:
minyak tanah, gas bumf, batu tiara, dan bahan tambang lainnya.
3. Sumber daya alam yang tidak habis, misalnya, udara, matahari,
energi pasang surut, dan energi laut.
b. Berdasarkan potensi
Menurut potensi penggunaannya, sumber daya alam dibagi beberapa macam, antara lain sebagai berikut.
1. Sumber daya alam materi; merupakan sumber daya alam yang
dimanfaatkan dalam bentuk fisiknya. Misalnya, batu, besi, emas,
kayu, serat kapas, rosela, dan sebagainya.
2. Sumber daya alam energi; merupakan sumber daya alam yang
dimanfaatkan energinya. Misalnya batu bara, minyak bumi, gas bumi,
air terjun, sinar matahari, energi pasang surut laut, kincir angin, dan
lain-lain.
3. Sumber daya alam ruang; merupakan sumber daya alam yang berupa
ruang atau tempat hidup, misalnya area tanah (daratan) dan
angkasa.
c. Berdasarkan jenis
Menurut jenisnya, sumber daya alam dibagi dua sebagai berikut :
1. Sumber daya alam nonhayati (abiotik); disebut juga sumber daya
alam fisik, yaitu sumber daya alam yang berupa benda-benda mati.
Misalnya : bahan tambang, tanah, air, dan kincir angin.
2. Sumber daya alam hayati (biotik); merupakan sumber daya alam
yang berupa makhluk hidup. Misalnya: hewan, tumbuhan, mikroba,
dan manusia.

Genetika

Genetika (dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari katabahasa Yunani γέννω, genno, yang berarti "melahirkan") adalah cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. Istilah "genetika" diperkenalkan oleh William Batesonpada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan

§  material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),

§  bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan

§  bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).

Awal mula dan konsep dasar

Periode pra-Mendel

Meskipun orang biasanya menetapkan genetika dimulai dengan ditemukannya kembali naskah artikel yang ditulis Gregor Mendel pada tahun 1900, sebetulnya genetika sebagai "ilmu pewarisan" atau hereditas sudah dikenal sejak masa prasejarah, seperti domestikasi dan pengembangan berbagai ras ternak dan kultivar tanaman. Orang juga sudah mengenal efek persilangan danperkawinan sekerabat serta membuat sejumlah prosedur dan peraturan mengenai hal tersebut sejak sebelum genetika berdiri sebagai ilmu yang mandiri. Silsilah tentang penyakit pada keluarga, misalnya, sudah dikaji orang sebelum itu. Namun demikian, pengetahuan praktis ini tidak memberikan penjelasan penyebab dari gejala-gejala itu.

Teori populer mengenai pewarisan yang dianut pada masa itu adalah teori pewarisan campur: seseorang mewariskan campuran rata dari sifat-sifat yang dibawa tetuanya, terutama dari pejantan karena membawa sperma. Hasil penelitian Mendel menunjukkan bahwa teori ini tidak berlaku karena sifat-sifat dibawa dalam kombinasi yang dibawa alel-alel khas, bukannya campuran rata. Pendapat terkait lainnya adalah teori Lamarck: sifat yang diperoleh tetua dalam hidupnya diwariskan kepada anaknya. Teori ini juga patah dengan penjelasan Mendel bahwa sifat yang dibawa oleh gen tidak dipengaruhi pengalaman individu yang mewariskan sifat itu^[1]. Charles Darwin juga memberikan penjelasan dengan hipotesis pangenesis dan kemudian dimodifikasi oleh Francis Galton^[2]. Dalam pendapat ini, sel-sel tubuh menghasilkan partikel-partikel yang disebut gemmula yang akan dikumpulkan di organ reproduksi sebelum pembuahan terjadi. Jadi, setiap sel dalam tubuh memiliki sumbangan bagi sifat-sifat yang akan dibawa zuriat (keturunan).

Pada masa pra-Mendel, orang belum mengenal gen dan kromosom (meskipun DNA sudah diekstraksi namun pada abad ke-19 belum diketahui fungsinya). Saat itu orang masih beranggapan bahwa sifat diwariskan lewat sperma (tetua betina tidak menyumbang apa pun terhadap sifat anaknya).

Konsep dasar

Peletakan dasar ilmiah melalui percobaan sistematik baru dilakukan pada paruh akhir abad ke-19 oleh Gregor Johann Mendel. Ia adalah seorang biarawan dari Brno (Brünn dalam bahasa Jerman), Kekaisaran Austro-Hungaria (sekarang bagian dari Republik Ceko). Mendel disepakati umum sebagai 'pendiri genetika' setelah karyanya "Versuche über Pflanzenhybriden" atau Percobaan mengenai Persilangan Tanaman (dipublikasi cetak pada tahun 1866) ditemukan kembali secara terpisah oleh Hugo de Vries, Carl Correns, dan Erich von Tschermak pada tahun 1900. Dalam karyanya itu, Mendel pertama kali menemukan bahwa pewarisan sifat pada tanaman (ia menggunakan tujuh sifat pada tanaman kapri, Pisum sativum) mengikuti sejumlah nisbah matematika yang sederhana. Yang lebih penting, ia dapat menjelaskan bagaimana nisbah-nisbah ini terjadi, melalui apa yang dikenal sebagai 'Hukum Pewarisan Mendel'.

Dari karya ini, orang mulai mengenal konsep gen (Mendel menyebutnya 'faktor'). Gen adalah pembawa sifat. Alel adalah ekspresi alternatif dari gen dalam kaitan dengan suatu sifat. Setiap individu disomik selalu memiliki sepasang alel, yang berkaitan dengan suatu sifat yang khas, masing-masing berasal dari tetuanya. Status dari pasangan alel ini dinamakan genotipe. Apabila suatu individu memiliki pasangan alel sama, genotipe individu itu bergenotipe homozigot, apabila pasangannya berbeda, genotipe individu yang bersangkutan dalam keadaanheterozigot. Genotipe terkait dengan sifat yang teramati. Sifat yang terkait dengan suatu genotipe disebut fenotipe.

Kronologi perkembangan genetika

Setelah penemuan ulang karya Mendel, genetika berkembang sangat pesat. Perkembangan genetika sering kali menjadi contoh klasik mengenai penggunaan metode ilmiah dalam ilmu pengetahuan atau sains.

Berikut adalah tahapan-tahapan perkembangan genetika:

§  1859 Charles Darwin menerbitkan The Origin of Species, sebagai dasar variasi genetik.;

§  1865 Gregor Mendel menyerahkan naskah Percobaan mengenai Persilangan Tanaman;

§  1878 E. Strassburger memberikan penjelasan mengenai pembuahan berganda;

§  1900 Penemuan kembali hasil karya Mendel secara terpisah oleh Hugo de Vries (Belgia), Carl Correns (Jerman), dan Erich von Tschermak (Austro-Hungaria) ==> awal genetika klasik;

§  1903 Kromosom diketahui menjadi unit pewarisan genetik;

§  1905 Pakar biologi Inggris William Bateson mengkoinekan istilah 'genetika';

§  1908 dan 1909 Peletakan dasar teori genetika populasi oleh Weinberg (dokter dari Jerman) dan secara terpisah oleh James W. Hardy(ahli matematika Inggris) ==> awal genetika populasi;

§  1910 Thomas Hunt Morgan menunjukkan bahwa gen-gen berada pada kromosom, menggunakan lalat buah (Drosophila melanogaster) ==> awal sitogenetika;

§  1913 Alfred Sturtevant membuat peta genetik pertama dari suatu kromosom;

§  1918 Ronald Fisher (ahli biostatistika dari Inggris) menerbitkan On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance (secara bebas berarti "Keterkaitan antarkerabat berdasarkan pewarisan Mendel"), yang mengakhiri perseteruan antara teoribiometri (Pearson dkk.) dan teori Mendel sekaligus mengawali sintesis keduanya ==> awal genetika kuantitatif;

§  1927 Perubahan fisik pada gen disebut mutasi;

§  1928 Frederick Griffith menemukan suatu molekul pembawa sifat yang dapat dipindahkan antarbakteri (konjugasi);

§  1931 Pindah silang menyebabkan terjadinya rekombinasi;

§  1941 Edward Lawrie Tatum and George Wells Beadle menunjukkan bahwa gen-gen menyandi protein, ==> awal dogma pokok genetika;

§  1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod and Maclyn McCarty mengisolasi DNA sebagai bahan genetik (mereka menyebutnya prinsip transformasi);

§  1950 Erwin Chargaff menunjukkan adanya aturan umum yang berlaku untuk empat nukleotida pada asam nukleat, misalnya adenincenderung sama banyak dengan timin;

§  1950 Barbara McClintock menemukan transposon pada jagung;

§  1952 Hershey dan Chase membuktikan kalau informasi genetik bakteriofag (dan semua organisme lain) adalah DNA;

§  1953 Teka-teki struktur DNA dijawab oleh James D. Watson dan Francis Crick berupa pilin ganda (double helix), berdasarkan gambar-gambar difraksi sinar X DNA dari Rosalind Franklin ==> awal genetika molekular;

§  1956 Jo Hin Tjio dan Albert Levan memastikan bahwa kromosom manusia berjumlah 46;

§  1958 Eksperimen Meselson-Stahl menunjukkan bahwa DNA digandakan (direplikasi) secara semikonservatif;

§  1961 Kode genetik tersusun secara triplet;

§  1964 Howard Temin menunjukkan dengan virusRNA bahwa dogma pokok dari tidak selalu berlaku;

§  1970 Enzim restriksi ditemukan pada bakteri Haemophilus influenzae, memungkinan dilakukannya pemotongan dan penyambungan DNA oleh peneliti (lihat juga RFLP) ==> awal bioteknologi modern;

§  1977 Sekuensing DNA pertama kali oleh Fred Sanger, Walter Gilbert, dan Allan Maxam yang bekerja secara terpisah. Tim Sanger berhasil melakukan sekuensing seluruh genom Bakteriofag Φ-X174;, suatu virus ==> awal genomika;

§  1983 Perbanyakan (amplifikasi) DNA dapat dilakukan dengan mudah setelah Kary Banks Mullis menemukan Reaksi Berantai Polymerase(PCR);

§  1985 Alec Jeffreys menemukan teknik sidik jari genetik.

§  1989 Sekuensing pertama kali terhadap gen manusia pengkode protein CFTR penyebab cystic fibrosis;

§  1989 Peletakan landasan statistika yang kuat bagi analisis lokus sifat kuantitatif (analisis QTL) ;

§  1995 Sekuensing genom Haemophilus influenzae, yang menjadi sekuensing genom pertama terhadap organisme yang hidup bebas;

§  1996 Sekuensing pertama terhadap eukariota: khamir Saccharomyces cerevisiae;

§  1998 Hasil sekuensing pertama terhadap eukariota multiselular, nematoda Caenorhabditis elegans, diumumkan;

§  2001 Draf awal urutan genom manusia dirilis bersamaan dengan mulainya Human Genome Project;

§  2003 Proyek Genom Manusia (Human Genome Project) menyelesaikan 99% pekerjaannya pada tanggal (14 April) dengan akurasi 99.99% [1]

Cabang-cabang Genetika

Genetika berkembang baik sebagai ilmu murni maupun ilmu terapan. Cabang-cabang ilmu ini terbentuk terutama sebagai akibat pendalaman terhadap suatu aspek tertentu dari objek kajiannya.

Cabang-cabang murni genetika :

§  genetika molekular

§  genetika sel (sitogenetika)

§  genetika populasi

§  genetika kuantitatif

§  genetika perkembangan

Cabang-cabang terapan genetika :

§  genetika kedokteran

§  ilmu pemuliaan

§  rekayasa genetika atau rekayasa gen

Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang tidak secara langsung merupakan cabang genetika tetapi sangat terkait dengan perkembangan di bidang genetika.

Genetika arah-balik (reverse genetics)

Kajian genetika klasik dimulai dari gejala fenotipe (yang tampak oleh pengamatan manusia) lalu dicarikan penjelasan genotipiknya hingga ke aras gen. Berkembangnya teknik-teknik dalam genetika molekular secara cepat dan efisien memunculkan filosofi baru dalam metodologigenetika, dengan membalik arah kajian. Karena banyak gen yang sudah diidentifikasi sekuensnya, orang memasukkan atau mengubah suatu gen dalam kromosom lalu melihat implikasi fenotipik yang terjadi. Teknik-teknik analisis yang menggunakan filosofi ini dikelompokkan dalam kajian genetika arah-balik atau reverse genetics, sementara teknik kajian genetika klasik dijuluki genetika arah-maju atau forward genetics.

SUMBER: www.wukipedia.org