Pengertian teknologi,Sejarah Teknologi,Pengertian bioteknologi,Perkembangan bioteknologi,Sejarah bioteknologi,Contoh bioteknologi

Pengertian teknologi

Teknologi adalah metode ilmiah untuk mencapai tujuan praktis; ilmu pengetahuan terapan atau dapat pula diterjemahkan sebagai keseluruhan sarana untuk menyediakan barang-barang yg diperlukan bagi kelangsungan dan kenyamanan hidup manusia.

Dalam memasuki Era Industrialisasi, pencapaiannya sangat ditentukan oleh penguasaan teknologi karena teknologi adalah mesin penggerak pertumbuhan melalui industr

Sebagian beranggapan teknologi adalah barang atau sesuatu yang baru.naumn, teknologi itu telah berumur sangat panjang dan merupakan suatu gejala kontemporer.Setiap zaman memiliki teknologinya sendiri.

Sejarah Teknologi Informasi

 
Tahun 1957 = Planar transistor yang dikembangkan oleh Jean Hoerni. Dengan teknologi ini, sirkuit terpadu menjadi kenyataan. Dengan teknologi ini, papan sirkuit mikroskopik bisa diletakkan di permukaan silikon, sehingga memungkinkan pemadatan dari sirkuit ke sirkuit terpadu.

Tahun 1957 = sekelompok delapan insinyur elektronik dan fisikawan membentuk Fairchild Semiconductor. Tahun berikutnya, salah satu orangyg bernama Jack Kilby, menghasilkan sirkuit terpadu pertama untuk penggunaan komersial.

Tahun 1960 = ARPANET dikembangkan oleh Departemen Pertahanan AS. Awalnya dimaksudkan sebagai sebuah jaringan pemerintah, universitas, penelitian, dan komputer ilmiah, Advanced Research Projects Agency Network dirancang untuk memungkinkan para peneliti untuk berbagi informasi. Ini proyek pemerintah yang akhirnya tumbuh menjadi Internet seperti yang kita kenal sekarang. Teknologi jaringan dan topologi pada awalnya dirancang untuk bertahan dari serangan nuklir. Ini kembali selama era Perang Dingin, ketika kebanyakan ilmuwan diharapkan bahwa Amerika Serikat akan menjadi subjek serangan nuklir suatu hari nanti.

Tahun 1962 = Sebuah rekaman pertama dari interaksi sosial yang dapat diaktifkan melalui jaringan adalah serangkaian memo yang ditulis oleh JCR Licklider dari MIT pada Agustus 1962 yg dinamakan "Galactic Network" konsep. Dia memiliki visi sebuah global saling berhubungan set komputer dimana setiap orang bisa dengan cepat mengakses data dan program dari situs manapun. Dalam konsep itu sangat mirip dengan internet hari ini. Licklider adalah pimpinan pertama riset program komputer dari projek DARPA, yang dimulai bulan Oktober 1962. Sementara di DARPA dia meyakinkan penggantinya di DARPA, Ivan Sutherland, Bob Taylor, dan peneliti MIT Lawrence G. Roberts, tentang pentingnya konsep jaringan.

 

 

 

 

 PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.

Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

SEJARAH DAN PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI

1. SEJARAH BIOTEKNOLOGI
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

2. PERKEMBANGAN BIOTEKNOLOGI
Perkembangan bioteknologi dapat dibagi dalam beberapa era yang meliputi:
1. Era bioteknologi generasi pertama / bioteknologi sederhana.
Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.
Contoh:
pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.
2. Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.
Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos
3. Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.
Contoh :
produksi antibiotik dan hormon
4. Era bioteknologi generasi baru
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoclonal       

Contoh bioteknologi

BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

Pemanfaatan makhluk hidup untuk menghasilkan produk atau jasa sudah banyak dilakukan sejak dulu. Di Indonesia, orang telah lama mengenal proses pembuatan tape, tuak dan tempe dengan menggunakan mikroorganisme

KEJU

MIKROPROTEIN

Penggunaan jasa mikroorganisme untuk menghasilkan produk baru melalui fermentasi (peragian) yang dilakukan secara tradisional atau sederhana dikenal dengan istilah Bioteknologi Tradisional atau Bioteknologi Konvensional. Beberapa produk bioteknologi konvensional disajikan dalam tabel berikut:

NO	PRODUK	BAHAN MENTAH	MICRO ORGANISME
1. 2.	Produk dari Susu Keju Susu Fermentasi (Yoghurt)	Susu Susu kental	Streptococcus sp. Lactobacillus sp.
3. 4.	Produk dari Limbah Protein Sel Tunggal (PST) Mikoprotein	Molase dan garam amonium Sampah Organik	Saccharomyces cerevisae Fusarium graminearum
5. 6. 7. 8. 9. 10.	Produk dari Tanaman Tempe Kecap Tape Anggur Nata de Coco Roti	Kedelai Kedelai Beras ketan atau singkong Buah anggur Air kelapa Tepung beras	Rhizopus sp. Aspergillus sp. Rhizopus, Aspergillus Saccharomyces sp. Acetobacter xylinum Saccharomyces cereviceae

TEMPE

PROTEIN SEL TUNGGAL

ROTI

BIOTEKNOLOGI MODERN

DOMBA DOLLY HASIL KLONING (kiri) DAN INDUKNYA (kanan)

Berbeda dengan bioteknologi konvensional, dalam bioteknologi modern terjadi proses pengubahan sifat makhluk hidup sehingga memiliki kemampuan seperti yang diinginkan. Teknik yang digunakan dalam pengubahan sifat makhluk hidup ini antara lain adalah dengan rekayasa genetika. Produk bioteknologi modern diantaranya adalah makhluk hidup transgenik (GEO = genetic engineering organism), yaitu makhluk hidup yang telah diubah sifatnya sehingga memiliki sifat unggul tertentu. Misalnya: domba Dolly, bakteri Escherechia coli dimanfaatkan dalam pembuatan hormon insulin untuk mengobati kencing manis, jagung yang memiliki kadar protein tinggi dan semangka tanpa biji.

Teknologi-teknologi yang Mendasari Bioteknologi

Beberapa teknologi yang mendasari Bioteknologi adalah:

1.      Teknologi Antibodi Monoklonal (TAM)
TAM menggunakan sel-sel sistem imunitas yang disebut antibodi. Dengan mengetahui cara kerja antibodi, maka kita dapat memanfaatkannya untuk keperluan deteksi, kuantitasi dan lokalisasi. TAM saat ini telah digunakan untuk deteksi kehamilan, alat diagnosis berbagai penyakit infeksi dan deteksi sel-sel kanker.

2.      Teknologi Bioproses
Teknologi bioproses menggunakan sel-sel hidup atau komponen mekanisme biokimia untuk mensintesis, menguraikan atau membebaskan energi. Termasuk teknologi bioproses adalah fermentasi dan biodegradasi.

3.      Teknologi Sel dan Kultur Jaringan
Teknologi sel dan kultur jaringan adalah teknologi yang memungkinkan kita menumbuhkan sel atau jaringan dalam nutrien yang sesuai di laboratorium. Teknologi ini dapat dilakukan pada tanaman maupun hewan.

4.      Teknologi Biosensor
Teknologi biosensor merupakan gabungan antara biologi molekuler dan mikroelektronika. Teknologi biosensor dapat digunakan dalam berbagai bidang seperti pengukuran derajat kesegaran suatu bahan pangan, memonitor suatu proses industri, atau mendeteksi senyawa yang terdapat dalam jumlah kecil di dalam darah.

5.      Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinan merupakan tulang punggung dan pemicu lahirnya bioteknologi molekuler. DNA rekombinan dikonstruksi dengan menggabungkan materi genetik dari dua atau lebih sumber yang berbeda atau melakukan perubahan secara terarah pada suatu materi genetik tertentu. Rekayasa genetik merupakan usaha manusia mencari varietas atau galur yang paling sesuai.

6.      Teknologi Rekayasa Protein
Teknologi rekayasa protein sering digunakan bersamaan dengan rekayasa genetika untuk meningkatkan profil atau kinerja suatu protein dan untuk mengkonstruksi protein baru yang secara alami tidak ada. Dengan teknologi rekayasa protein kita dapat meningkatkan daya katalisis suatu enzim, sehingga dapat lebih produktif pada kondisi proses-proses industri.

Manfaat bioteknologi bagi kehidupan manusia

Secara umum bioteknologi dikembangkan untuk kesejahteraan umat manusia. Meningkatnya populasi manusia dan menipisnya Sumber Daya Alam yang ada membuat manusia mau tidak mau harus menciptakan sesuatu yang baru yang dapat dengan cepat diperoleh dengan meminimalisir dampak negatif yang mungkin timbul. Pemanfaatan Bioteknologi bagi kehidupan manusia salah satunya digunakan dalam bidang kesehatan, baik bioteknologi konvensional maupun bioteknologi modern memiliki peranan yang sangat besar. Melalui bioteknologi, berbagai produk obat-obatan, vaksin, antibodi dan hormon ditemukan, misalnya penicilin dan hormon insulin. Beberapa penyakit menurun atau kelainan genetik dapat disembuhkan dengan cara menyisipkan gen yang kurang pada penderita, cara ini dikenal dengan istilah terapi gen.

Sumber   :

www.wikipediaindonesia.com

Pengertian ekologi,Pembagian ekologi,Hubungan ekologi dengan ilmu lainnya

1.Pengertian Ekologi

Istilah ekologi pertama kali digunakan oleh Ernest Haeckel, seorang ahli biologi Jerman pada tahun 1869. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani “Oikos” (rumah tangga) dan “lolaigos” (ilmu), karena itu  secara harfiah ekologi berarti ilmu tentang rumah tangga makhluk hidup. Ekologi dan ekonomi mempunyai banyak persamaan. Hanya saja dalam ekologi mata uang yang dipakai dalam transaksi bukanlah uang rupiah atau dollar, melainkan materi, energi, dan informasi. Arus materi, energi, dan informasi dalam suatu komunitas atau antara beberapa komunitas mendapat perhatian utama dalam ekologi, seperti halnya arus uang dalam ekonomi. Oleh karena itu ekologi dapat juga dikatakan ekonomi alam, yang melakukan transaksi dalam bentuk materi, energi, dan informasi.

Dalam pengelolaan lingkungan pandangan kita bersifat antroposentris, yaitu melihat permasalahannya dari sudut kepentingan manusia. Walaupun tumbuhan, hewan dan unsur tak hidup diperhatikan, namun perhatian itu secara eksplisit atau implisit dihubungkan dengan kepentingan manusia. Kelangsungan hidup suatu jenis tumbuhan atau hewan, misalnya dikaitkan dengan peranan tumbuhan atau hewan itu dalam memenuhi kebutuhan hidup kita, baik materiil, misalnya sebagai bahan makanan, maupun non-materiil, misalnya nilai tambah dan estetisnya. Dapat juga tumbuhan dan hewan itu dianggap sebagai sumber daya gen yang merupakan bank simpanan gen untuk keperluan hari depan kita dan anak cucu kita. Oleh karena itu dalam pengelolaan lingkungan, ekologi yang kita butuhkan addalah ekologi manusia. Ia merupakan cabang khusus ekologi, di samping ekologi tumbuhan, ekologi hewan dan ekologi jasad renik. Ekologi manusia adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara manusia dengan lingkungan hidupnya.

Manusia di dalam kehidupannya tidaklah cukup memperhatikan materi, energi dan informasi. Dalam kehidupannya yang modern arus uanglah yang lebih penting. Oleh karena itu, walaupun ekologi penting, ia bukanlah satu-satunya masukan untuk mengambil keputusan dalam permasalahan lingkungan hidup, melainkan hanyalah salah satu masukan saja. Masukan lainnya ialah ekonomi dadn juga teknologi, politik dan sosial-budaya. Ekologi adalah salah satu komponen dalam sistem pengelolaan lingkungan hidup yang harus ditinjau bersama dengan komponen lain untuk mendapatkan keputusan yang seimbang.

2.  Ekologi Sebagai Sumber Ilmu

Sesungguhnya ekologi dalam arti proses alam telah dikenal sejak lama, sesuai dengan sejarah manusia. Umpamanya, tumbuhan memerlukan sinar matahari, tanah dan air. Tumbuhan menjadi makanan hewan. Ada pula hewan menjadi makanan hewan lain. Demikian pula proses kelahiran, kehidupan, pergantian generasi dan kematian; semuanya telah menjadi pengetahuan manusia. Proses itu berlangsung terus berkesinambungan mengikuti apa yang kita namakan “Hukum Alam”. Ekologi dalam pemahaman kuantitatif relatif masih baru. Umpamanya berapa jumlah sinar matahari, jumlah air dan luasnya tanah untuk satu pohon kelapa? Berapa luas tanah dan padang rumput untuk tiap kambing? Ekologi yang baru, bukan hanya mencari pola kehidupan secara kualitatif, tapi juga berusaha mencari jawaban atas masalah kuantitatif seperti masalah tersebut di atas.

3.  Pembagian Ekologi

Ekologi pada masa kini menjadi luas cakupannya, namun dapat digolongkan menurut bidang kajiannya :

1. Auteknologi adalah ekologi yang mempelajari suatu jenis (spesies) organisme yang berinteraksi dengan lingkungannya. Biaasanya ditekankan pada aspek siklus hidup, adptasi terhadap lingkungan, sifat parasitis atau non parasitis, dan lain-lain. Misalnya seorang ahli ekologi hanya mengkaji seluk beluk ekologi orang (Pongo pygmeaus) di alam asli, dan sebagainya. 
2. Sinekologi adalah ekologi yang mengkaji berbagai kelompok organisme sebagai suatu kesatuan yang saling berinteraksi dalam suatu daerah tertentu. Sering pula kita dengar dengan istilah lain seperti : ekologi jenis, ekologi populasi, ekologi komunitas, dan ekologi ekosistem. 
3. Pembagian menurut habitat.

Ada di antara para pengamat lingkungan yang membuat kajian ekologi menurut habitat atau tempat suatu jenis atau kelompok jenis tertentu. Oleh karena itu ada istilah :

-          Ekologi bahari atau kelautan

-          Ekologi perairan tawar

-          Ekologi darat atau terestrial

-          Ekologi estuaria (muara sungai ke laut)

-          Ekologi padang rumput

d.      Pembagian menurut taksonomi, yaitu sesuai dengan sistematika makhluk hidup, misalnya :

-          Ekologi tumbuhan

-          Ekologi hewan, seperti ekologi serangga dan ekologi burung.

-          Ekologi mikroba, jasad renik dan sebagainya.

4.  Hubungan Ekologi Dengan Ilmu Lainnya

Di atas telah disebutkan bahwa ekologi adalah bagian dari biologi, namun ekologi tidak dapat dipisahkan dari ilmu-ilmu lainnya.

1.    Hubungan Ekologi dengan Ilmu Alam Lainnya

a.    Ilmu Fisika berperan karena dalam ekologi faktor fisik seperti sinar matahari, perubahan suhu, daya serap tanah, hujan.

b.    Ilmu Kimia berperan karena dalam ekologi proses kimia seperti dalam unsur-unsur C, N, CO₂  yang  merupakan bagian penting dalam beberapa reaksi kimia.

c.    Ilmu Bumi dan Antariksa juga berperan karena ekologi berkaitan dengan berbagai proses yang dipengaruhi peristiwa-peristiwa siang dan malam, musim kemarau dan musim hujan, gravitasi, endapan aluvial, vulkanik, erosi dan lain-lain.

2.    Hubungan Ekologi dengan Ilmu Sosial-Budaya dan Ekonomi

Ilmu sosial-budaya sangat penting bila komponen manusia dimasukkan dalam cakupan ekosistem, atau bila kita mempelajari peran ekosistem dalam kehidupan manusia. Lingkungan sosial-budaya dan ekonomi sangatlah penting bagi kesinambungan pembangunan berkelanjutan. Sebab pembangunan dilakukan oleh dan untuk manusia yang hidup di dalam kondisi sosial-budaya dan ekonomi tertentu. Dalam pembangunan faktor ekonomi mendapat perhatian yang seperlunya, karena semua orang sadar bahwa pembangunan tak akan dapat berkelanjutan, apabila ekonomi tidak mendukungnya. Akan tetapi faktor sosial-budaya sering diabaikan. Namun sejarah menunjukkan, faktor sosial-budaya telah menyebabkan tak berkelanjutannya pembangunan dibanyak negara. Misalnya, pembangunan oleh Shah Iran tidak berkelanjutan, karena faktor sosial-budaya tidak dapat mendukungnya. Dan ambruklah kemaharajaan itu.

Demikian pula pembangunan di Srilanka, yang semula dianggap sebagai contoh pembangunan yang baik, kini terancam oleh keambrukan, karena tidak didukung oleh faktor sosial-budaya, yaitu ketidakserasian antara suku Tamil dan suku Singalese. Mengingat hal tersebut faktor sosial-budaya tidak kalah pentingya dari faktor ekonomi dalam menentukan berkelanjutannya pembangunan dan karena itu harus benar-benar diperhatikan dalam pembangunan. Beberapa hal yang dianggap penting diuraikan di bawah ini.

 Gambar 1: Pembangunan Berkelanjutan segitiga - elemen kunci dan interkoneksi (sudut, sisi, tengah). (Sumber: diadaptasi dari Munasinghe 1992a, 1994a).

Pembangunan mempengaruhi dan dipengaruhi oleh lingkungan hidup. Interaksi antara pembangunan dan lingkungan hidup membentuk sistem ekologi yang disebut ekosistem. Ilmu yang mempelajari interaksi antara pembangunan dan lingkungan hidup disebut ekologi pembangunan. Manusia, baik sebagai subyek maupun obyek pembangunan merupakan bagian ekosistem. Pandangan holistis inilah yang dipakai dalam ekologi pembangunan.

Pembangunan bertujuan untuk menaikkan tingkat hidup dan kesejahteraan rakyat. Pembangunan tidak saja mengahasilkan manfaat, melainkan juga membawa resiko. Kita dapat melihatnya disekitar kita. Contohnya sungai kita bendung, dengan bendungan itu kita dapatkan manfaat listrik, bertambahnya air pengairan dan terkendalinya banjir. Resikonya ialah tergenangnya kampung, sawah, tergusurnya penduduk dan kepunahan jenis tumbuhan dan hewan. Faktor lingkungan yang diperlukan untuk mendukung pembangunan yang berkelanjutan ialah terpeliharanya proses ekologi yang esensial, tersedianya sumber daya yang cukup, dan lingkungan sosial-budaya dan ekonomi yang sesuai. Ketiga faktor itu tidak saja mengalami dampak dari pembangunan, melainkan juga mempunyai dampak terhadap pembangunan.

5.  Ekologi, Ekosistem dan Ekosfer

Dengan pengertian yang lebih luas, ekologi adalah ilmu yang mempelajari biosfer dan komponen-komponennya. Biosfer adalah lapisan semu yang membalut bumi yang mencakup bagian bumi yang disebut hidrosfer (perairan), litosfer (daratan), dan atmosfer (udara). Seperti diketahui, lingkungan fisik biasa disebut lingkungan abiotik dan organisme lain yang berhubungan langsung maupun tak langsung disebut lingkungan biotik. Jadi, lingkungan abiotik mencakup segala sesuatu yang tak hidup dalam lingkungan organisme, seperti tanah, air, cahaya matahari, cuaca dan sebagainya; sedangkan lingkungan biotic adalah segala makhluk hidup di sekitar dan di dalam tubuh organisme. Istilah lain adalah populasi. Populasi adalah kumpulan atau sekelompok individu-individu sejenis (yang spesiesnya sama) dengan habitat yang sama. 

Kepadatan populasi dapat berubah oleh adanya kematian individu (angka kematian = mortalitas), kelahiran individu (angka kelahiran = natalitas), kedatangan individu baru dari luar (imigrasi), dan kepergian individu keluar kelompoknya (emigrasi). Keempat bentuk perubahan populasi tersebut disebut penentu kepadatan populasi.

Kumpulan dari populasi akan menjadi sebuah komunitas. Jadi, sebuah komunitas terdiri dari populasi-populasi semua spesies organisme yang hidup dan berinteraksi dalam suatu wilayah, sehingga menjadi suatu unit fungsional yang mempunyai struktur yang pasti.

Organisme, baik tumbuhan maupun hewan dari berbagai spesies yang hidup secara alami di suatu tempat membentuk suatu kumpulan sehingga individu yang terdapat di dalamnya menemukan lingkungan yang dapat memenuhi kebutuhan hidupnya. Dalam kumpulan ini terdapat kerukunan, toleransi dan hubungan timbal balik yang menguntungkan sehingga dalam kumpulan ini terdapat suatu keterpaduan. Kumpulan inilah yang disebut komunitas.

Komunitas juga berinteraksi dengan lingkungan fisiknya sehingga terbentuk sebuah sistem yang khas, dan inilah yang disebut dengan ekosistem. Jadi, sebuah ekosistem bukan hanya mempelajari interaksi organisme dengan lingkungan biotiknya dalam sebuah komunitas, tetapi juga hubungan timbal balik dengan lingkungan abiotiknya seperti suhu, cahaya, dan faktor-faktor tanah yang berpengaruh terhadap keberadaan organisme. Istilah lain adalah ekosfer. Istilah ini meliputi biosfer dan interaksinya dengan atmosfer, hidrosfer dan litosfer.

A.  Suksesi

Suksesi merupakan proses perubahan dalam komunitas yang berlangsung menuju ke satu arah secara teratur. Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Dalam suksesi, terdapat suksesi primer dan suksesi sekunder. Perbedaan antara kedua suksesi ini terletak pada kondisi habitat awal proses suksesi terjadi.

1.    Suksesi Primer

Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal tersebut terbentuk habitat baru. Pada habitat baru ini tidak terdapat lagi organisme yang membentuk komunitas asal yang tertinggal. Gangguan yang terjadi dapat secara alami (tanah longsor, letusan gunung berapi, atau endapan pasir di pantai), dapat pula berupa buatan manusia (penambangan batu bara, tepi jalan yang ditebas bersih, dan sebagainya). Pada habitat baru akan berkembang suatu komunitas yang baru pula. Organisme yang mampu menghuni habitat pertama kali hanyalah spesies-spesies yang tergolong dalam spesies pelopor yang mempunyai toleransi besar terhadap berbagai faktor lingkungan.

Kecepatan proses suksesi dipengaruhi oleh beberapa factor, antara lain :

a.                   Luasnya komunitas asal yang rusak karena gangguan.

b.                  Spesies tumbuhan yang terdapat di sekitar komunitas yang terganggu.

c.                   Kehadiran pemencar benih.

d.                  Iklim, terutama arah dan kecepatan angin.

e.                   Macam substrat baru yang terbentuk.

f.                   Sifat-sifat spesies tumbuhan yang ada di sekitar tempat terjadinya suksesi. 

2.    Suksesi Sekunder

Merupakan suksesi yang terjadi akibat gangguan baik alami maupun buatan yang tidak merusak secara total tempat tumbuh organisme. Dalam komunitas tersebut masih terdapat habitat lama dengan masih terdapatnya kehidupan. Contoh suksesi ini adalah banjir, angin kencang dan gelombang laut untuk gangguan secara alami, dan pembakaran padang rumput secara sengaja yang merupakan gangguan secara buatan.

            Proses dan faktor yang berperan dalam suksesi sekunder sama dengan yang berlaku pada suksesi primer. Perbedaannya hanya terdapat pada kondisi habitat awal. Pada suksesi primer, habitat awal tumbuh pada tahap awal yang berasal dari luar, sedangkan pada suksesi sekunder, benih yang tumbuh berasal dari dalam.

B.  Struktur Ekosistem

Berbagai hewan dan tumbuhan yang hidup dalam suatu ekosistem dipengaruhi dan dibentuk melalui proses evolusi, sesuai dengan kondisi yang terdapat di sana. Contohnya beruang kutub hanya ditemukan di Kutub Utara dan bukan di daerah hutan hujan tropik. Tipe hewan dan tumbuhan yang hidup pada suatu ekosistem tergantung pada parameter fisik alam yang terdapat pada habitatnya, selain tanah, dan juga iklim. Struktur ekosistem dipengaruhi antara lain oleh curah hujan, ketinggian terhadap permukaan laut, kelembaban udara, dan sebagainya. Strukturnya ekosistem dibagi atas : ekosistem terrestrial dan ekosistem akuatik.

C.  Aliran Energi pada Ekosistem

Setiap pergerakan dalam ekosistem membutuhkan energi. Dibandingkan dengan berbagai faktor yang mempengaruhi berbagai tipe organisme yang hidup dalam suatu ekosistem dan berapa banyaknya aliran energi dalam ekosistem adalah faktor yang paling penting.

Ahli ekologi menggolongkan setiap organisme dalam suatu ekosistem pada tingkat trofiknya tergantung pada sumber energinya. Suatu tingkat trofik terdiri dari organisme-organisme dalam ekosistem yang sumber energinya sama tingkatannya bila dilihat dari pemanfaatan sumber energi cahaya mataharinya.

D.  Siklus Biogeokimia

Tidak seperti energi yang mengalir memasuki ekosistem dalam satu arah, yaitu dari matahari menuju produsen dan konsumen, komponen fisik ekosistem bergerak dalam suatu siklus atau daur. Siklus biogeokimia adalah daur ulang / berputar dari materi yang secara tetap melalui lingkungan abiotik dan lingkungan biotik.

Macam-macam Daur Biogeokimia

• Daur Nitrogen
• Daur Karbon dan Oksigen
• Daur Air
• Daur Belerang
• Daur Fosfor

Daur Air

 

Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah membentuk air permukaan tanah dan air tanah.

Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.

Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.

Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus Pendek.

Daur Karbon dan Oksigen

 

Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesis.

Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya.

Daur Nitrogen 

 

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.

a.        Tahap pertama

Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.

b.        Tahap kedua

Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein. Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.

Daur Belerang (Sulfur)

 

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.
Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).

Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.

Daur Fosfor

 

Fosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan fosfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.

Fosfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah

Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.

Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan fospor kemudian diambil oleh tumbuhan.

Sumber   : www.mateik.blogspot.com