BIOLOGI UNTUK KIMIA (MATERI SINGKAT UNTUK KEGIATAN PRAKTIKUM BIOLOGI UMUM)

OLEH: Dra. Hj. Hawa Tuarita, M.S

Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si Drs. H. M. Noviar Darkuni, M.Si

Drs. Ibrohim, M.Si

UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

BAB I MIKROBIOLOGI

A. Pendahuluan Mikrobiologi adalah suatu ilmu yang mempelajari kelompok makhluk hidup yang berukuran kecil. Makhluk hidup yang berukuran kecil ini lazimnya disebut dengan mikroorganisme. Substansi yang dipelajari terhadap mikroorganisme ini adalah struktur, pola kehidupan, habitat, dan peranan atau fungsi atau profesinya dalam ekologi. Mikroorganisme yang dikaji dalam mikrobiologi saat ini meluputi kelompok bakteri, virus, dan jamur. Walaupun beberapa jamur ada yang berukuran besar dalam kelompok ini (beberapa) jenisnya ada yang berukuran kecil. Golongan bakteri dan virus semuanya berukuran kecil (mikro). Oleh karena itu untuk mempelajarinya terutama bagian struktur diperlukan bantuan alat penglihat berupa mikroskop. Karena itu mikroorganisme ini juga dikelompokkan sebagai makhluk mikroskopis. Golongan bakteri merupakan golongan makhluk hidup yang dianggap primitive. Karena ia tidak mempunyai materi inti yang tersusun dalam membrane. Umumnya materi intinya tersebar dalam sitoplasma (cairan sel). Walaupun demikian kendali kehidupannya tetap terkendali dengan baik. Virus lebih sederhana lagi, ia malahan tidak mempunyai bentuk yang jelas. Kalaupun ada bentuk biasanya tidak begitu jelas. Karena itu pengenalan lebih detil lagi terhadap virus saat ini masih cukup sulit. Jamur merupakan mikroorganisme yang mempunyai bentuk mikro dan makro. Bentuk makro biasanya lebih dikenali, misalnya jamur yang terdapat pada tempe, oncom, jamur kuping, jamur merang, dan sebagainya. Sedang bentuk mikro tidak dapat dilihat dengan kasat mata. Walaupun bentuknya makro maupun mikro, untuk mengenali berbagai struktur yang ada pada dirinya tetap diperlukan alat Bantu mikroskop atau setidaknya kaca pembesar. Mikroorganisme dapat merugikan terhadap kepentingan manusia misalnya menyebabkan pembusukan pada makanan, menyebabkan penyakit atau menyebabkan kerugian lainnya. Beberapa mikroorganisme ada juga yang membawa keuntungan terhadap kehidupan manusia, misalnya adanya antibiotic yang dihasilkan oleh golongan jamur yang dapat membunuh mikroorganisme lainnya. Mikroorganisme (bakteri, jamur, dan virus) yang pathogen adalah mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit terhadap makhluk hidup lainnya. Mikroorganisme yang bersifat parasit juga tergolong mikroorganisme yang merugikan pada makhluk lainnya karena dapat menyebabkan gangguan terhadap metabolisme dari makhluk hidup yang ditumpanginya. Mikroorganisme saprofit adalah golongan mikroorganisme sedikit banyak menguntungkan pada manusia, misalnya terbentuknya kompos atau pupuk organic dari tumbuhan adalah berkat kerja dari golongan mikroorganisme saprofit. Mikroorganisme tertentu khususnya bakteri ada yang bersifat flora normal misalnya bakteri Coli yang terdapat pada rectum dari saluran pencernaan makanan atau bakteri gingivalis pada mulut atau gigi. Keberadaan bakteri ini dalam jumlah yang seimbang akan membawa keuntungan besar bagi manusia. Sisa-sisa makanan pada saluran pencernaan makanan atau sela-sela gigi dapat dihancurkan oleh golongan bakteri ini. Akan tetapi bila populasi dari bakteri ini berkembang dalam jumlah yang over maka kondisi ini akan menyebabkan gangguan terhadap organ yang ditempatinya. Beberapa mikroorganisme khususnya bakteri dan jamur ada yang dimanfatkan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia, dengan teknik pengolahan tertentu mikroorganisme dipaksa untuk mengolah berbagai bahan organic untuk kepentingan industri makanan maupun minuman, misalnya tape, roti, tempe, sake, bir, dan sebagainya. Bahkan golongan mikroba

tertentu dapat dipergunakan untuk menghasilkan PST (Protein Sel Tunggal), yaitu suatu protein yang dihasilkan dari golongan mikroba. Habitat dari golongan mikroorganisme ini sangat bervariasi. Bakteri misalnya keberadaan hamper pada semua tempat, di udara, di air, di tanah, bahkan pada makhluk hidup sekalipun (manusia, hewan, maupun tumbuhan). Golongan jamur habitatnya hampir sama dengan bakteri, virus hanya bisa djumpai pada golongan makhluk hidup, di luar ini virus tidak dapat hidup. Karena itu semua makhluk hidup cenderung akan “ditempati” oleh golongan mikroorganisme ini. Keberadaan mikroorganisme pada makhluk hidup ini tidak terlepas dari kebutuhan akan nutrisi yang diperlukannya. Hampir semua bakteri dan jamur memerlukan karbohidrat, protein, lemak, dan vitamin atau mineral lainnya yang umumnya terdeapat pada golongan makhluk hidup lainnya. Penyebaran mikroorganisme sangat berhubungan dengan ukurannya yang kecil. Ukuran kecil akan berdampak terhadap adanya penyebaran ekologis dan efisien. Karena bobotnya yang kecil mikroorganisme ini sangat mudah terbawa dan tersebar oleh aliran udara atau terikut dengan penyebaran hewan yang bergerak. Golongan bakteri misalnya terdapat dimana-mana. Mereka dapat ditemukan di kutub dalam air, dan di lapisan atas udara. B. Manfaat Mikroorganisme Perkembangan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan kajian terhadap mikroorganisme membawa banyak manfaat bagi kehidupan umat manusia, misalnya adanya beberapa penemuan-penemuan penting yang secara langsung berhubungan dengan kersejahteraan umat manusia, misalnya:

1. Dalam bidang penyakit, Fracatorius (1478-153) meyakinkan bahwa perpindahan dan penyebaran jasad renik (mikroba) menyebabkan penyakit. Pernyataan ini didasarkan pada penelitiannya yang mengamati penyakit menular seperti pest, cacar, dan tuberkulosis.

2. Pollender (1849) dan Davaine (1850) menemukan adanya mikroorganisme dalam darah ternak yang menderita penyakit anthrax, sedang darah tersebut dapat menjangkiti ternak sehat lainnya.

3. Dalam bidang mikrobiologi pangan Nicholas Appert (Perancis, 1810) merupakan orang yang pertama mengemukakan prinsip pengawetan dengan terlebih dahulu memanasi dan kemudian menutupnya rapat-rapat.

4. Dalam bidang kedokteran Robert Koch menemukan postulat yang disebut Postulat Koch. Metode biakan atau isolasi terhadap mikroorganisme yang ditemukan oleh Koch membawa perkembangan yang sangat maju terhadap proses isolasi terhadap bakteri, virus, dan jamur.

5. Louis Pasteur (1822-1985) menunjukkan bahwa perubahan kimia pada makanan disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme, misalnya alkoholisasi sel-sel ragi. Dari penemuan ini kemudian dikenal proses Pasteurisasi yang diterapkan pada minuman anggur, bir, dan minuman dari produk susu. Temuan dari Pasteur ini didukung oleh penelitian-penelitian yang dilakukan oleh Fuch, Lister, dan von Hessling.

6. Dalam bidang pertanian para ahli seperti Schlosing dan Muntz (Perancis) tahun 1873, Heelrieger dan Wilfrath (Jerman, 1887), Winogradsky (Rusia, 1889), dan Beyerinck (Belanda, 1890) menmukan bakteri yang dapat menyusun nitraty dari amoniak dan dari persenyawaan N yang organik. Penemuan ini sangat penting bagi kemajuan dalam bidang pertanian.

C. Peranan Mikroorganisme Bagi Kehidupan Banyak yang menduga bahwa mikroorganisme pada umumnya banyak merugikan terhadap kehidupan hewan dan tumbuhan serta manusia. Pada mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroba yang bersifat patogen yang dapat menyebabkan penyakit. Pada bidang industri dan di alam mikroorganisme pun banyak merugikan. Akan tetapi ternyata peran yang menguntungkan ternyata sangat dominan. Berikut ini dikemukakan beberapa bukti.

1. Digunakan dalam metode klasik terutama dalam proses pembuatan makanan tradisional, misalnya tape, bir, dan beberapa makanan hasil fermentasi lainnya. Pengolahan kacang kedelai di beberapa negara banyak mengunakan bantuan ragi, kapang, bahkan bakteri asam laktat sehingga dikenal makanan olahan berbahan baku kedelai.

2. Produk bahan antibiotika. Antibiotik seperti penisillin dibuat dari bantuan jamur. Antibiotik adalah merupakan obat yang sangat manjur untuk mengobati atau memerangi infeksi oleh bakteri. Beberapa antibiotik baru banyak yang sudah yang dihasilkan dengan bantuan bakteri.

3. Proses yang menggunakan mikroba. Fermentasi denganc ara baru ditemukan untuk menggantikan metode klasik yang sudah digunakan bertahun-tahun bahkan berabad-abad. Dari hasil penelitian diketahui bahwa Corynebacterium glutamicum ternyata dapat memproduksi glutamat dari gula dan garam amonium dalam jumlah besar. Maka sejak ini dikembangkanlah isolasi berbagai mutan dan proses yang memungkinkan pembuatan banyak jenis asam amino, nukleotida, dan senyawa biokimia lainnya dalam jumlah besar.

4. Dominasi mikroorganisme dalam alam. Beberapa bahan dasar di alam yang tersedia dalam jumlah sangat banyak di alam tersedia berkat peran mikroorganisme. Misalnya tersedianya minyak bumi dalam alam dalam jumlah yang sangat banyak terjadi karena adanya aktivitas mikroorganisme. Demikian juga dengan tersedianya gas bumi, batubara, dan beberapa mineral lainnya.

5. Teknik rekayasa modern. Kejelasan akan proses pemindahan ge akan lebih mudah diketahui dengan bantuan bakteri yang mempunyai struktur plasmid (suatu kromosom ekstraseluler) sebagai objek utama penelitian rekayasa genetika. Manipulasi genetik yang memungkinkan untuk memasukkan sepotong kecil pembawa sifat misalnya dari hewan lain dan menyuruhnya mensintesis senyawa protein yang bersangkutan akan sangat mudah diketahui dengan mengunakan bakteri.

D. Perkembangan Mikrobiologi Sebagai Ilmu Pada masa sekarang mikrobiologi sebagai ilmu berkembang pesat. Berdasarkan sudut pandang dan bidang kajian, mikrobiologi dapat dikaji dalam berbagai habitat. Tentu dengan cuan yang juga lebih dalam dan fokus. Karena itu dikenal berbagai bidang ilmu seperti virologi, bakteriologi, mikologi, algaelogi, dan sebagainya. Dalam lingkup wawasan habitat dan terapan, mikrobiologi berkembang menjadi banyak bidang kajian, misalnya:

1. Mikrobiologi tanah, adalah ilmu yang mempelajari kehidupan dan peran mikroba di dalam tanah. Suatu pengetahuan yang sangat penting dalam bidang pertanian, pertambangan, dan geologi.

2. Mikrobiologim udara adalah ilmu yang mempelajari kehidupan dan peran mikroba di udara, biasanya berguna untuk bidang kedokteran atau kesehatan, industri ruang angkasa dan sebagainya.

3. Mikrobiologi ai adalah bidang kajian mikrobiologi yang khusus mempelajari kehidupan dan peran mikroba dalam air.

4. Mikrobiologi kesehatan yang mempelajari peranan mikroba pada bidang kesehatan terutama kesehatan manusia.

5. Mikrobiologi pangan adalah kajian mikrobiologi dalam bidang pangan baik yang bersifat menguntungkan maupun merugikan.

6. Mikrobiologi industri adalah bidang kajian mikrobiologi yang menekankan pada bentuk, sifat, peranan mikroba dalam bidang industri.

Berdasarkan banyaknya dan beragamnya disiplin yang dimilikinya maka mikrobiologi

dapat ditentukan sebagai ilmu dasar dan ilmu terapan. Sebagai ilmu dasar maka mikrobiologi akan bermuatan wawasan yang berhubungan dengan bentuk, sifat, perkembangbiakan, penyebaran, dan lingkungannya. Sebagai ilmu terapan, kajian akan mencakup hal-hal dalam pemanfaatan mikroba yang berhubungan dengan peningkatan kehidupan serta kesejahteraan umat manusia.

BAB II BAKTERI

A. Pendahuluan Bakteri adalah golongan mikroorganisme yang paling banyak dijumpai di semua tempat. Ukuran yang kecil (hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop) memungkinkan dia dapat tersebar dimana-mana, di udara, di darat, di air, bahkan pada hampir semua makluk hidup. Tempat yang dituju dan habitat yang optimum bagi kehidupannya adalah tempat yang mengandung banyak unsur nutrisi (makanan) yang diperlukannya. Bakteri tergolong sebagai prokariota, yaitu golongan makhluk hidup yang tergolong primitif. Konsekuensi dari golongan ini adalah tidak mempunyai struktur yang lengkap. Karena itu bakteri mempunyai metabolisme yang paling efisien. Artinya untuk menunjang kehidupannya (misalnya memperoleh energi yang diperlukan, mensistesis protein, membentuk enzim-enzim yang diperlukan dan kebutuhan hidup lainnya) bakteri tidak perlu membuat simpanan/cadangan bahan-bahan tertentu. Karena itu bakteri dapat merugikan inang/tempat yang ditumpanginya, sebab bakteri akan mengambil bahan-bahan yang dibutuhkan pada inangnya. Secara morfologi bakteri akan nampak dalam bentuk koloni, biasanya kondisi koloni ini berupa lendir. Satu titik koloni sebesar ujung jarum dapat engandung ribuan individu bakteri. Dalam kondisi yang menguntungkan individu-individu tersebut selalu memperbanyak diri, akibatnya bentuk koloni juga akan semakin besar. Jadi mekin besar koloni dapat diasumsikan banyak jumlah individu bakterinya. Bakteri dapat bergerak sesuai dengan rangsang atau kemampuan geraknya. Alat gerak bakteri adalah flagela yang bentuknya bermacam-macam, misalnya dalam bentuk cambuk atau rambut. Gerakan flagela ini akan berakibat bakteri dapat bergerak. Gerakan bakteri disebabkan oleh adanya rangsang berupa bahan kimia dan fisik. B. Morfologi Bakteri Morfologi bakteri dapat dikategorikan dalam dua penampakan, yaitu dalam bentuk koloni, dan dalam bentuk individu. Bentuk koloni merupakan manifestasi dari kumpulan individu. Sifat dan morfologi koloni sangat tergantung pada sifat dan karakter dari masing-masing individu bakterinya. Morfologi koloni bakteri dapat berbentuk bulat kecil seperti titik-titik terpencar atau berdekatan bahkan berdempet-dempetan, bulat seperti titik-titik dengan ukuran besar, dapat juga tidak beraturan (misalnya lonjong, seperti batang, pedang, seperti pohon, dan sebagainya). Bahkan tepi dari kolonipun dapat bervariasi, misalnya rata, berlekuk, bergerigi, dan sebagainya. Selain itu penampakan permukaan koloni bakteri bisa saja mengkilap, halus, mengkilap kasar, cekung, atau cembung. Dari segi warna koloni berwarna-warna sesuai dengan karakteristik individu bakterinya, misalnya berwarna kemerah-merahan, hijau kebiru-biruan, kuning, jingga, hitam, dan putih susu. Warna yang ada ini berkaitan erat dengan umur dari bakteri tersebut, umunya warna tua menunjukkan kondisi usia dari koloni itu sudah relatif tua. Pada beberapa bakteri peranan usia ini sangat berpengaruh terhadap tingkat patogenitas atau keganasan dalam hal menimbulkan/menyebabkan penyakit. Koloni umumnya berbentuk cair dengan kepekatan yang berbeda-beda tergantung pada susunan kimiawi yang dihasilkan/dimiliki untuk menggandeng dan merangkai individu-individu bakteri tersebut. Karena itu ada koloni pekat seperti mentega, cair kepekatan, cair seperti lendir, dan sebagainya. Morfologi individu bakteri adalah berupa bentuk individu itu sendiri. Bentuk ini tidak berkaitan atau tidak tercermin pada bentuk koloni. Bentuk individu bakteri dapat berbentuk basil

(batang), kokus (bulat), atau bentuk antara dan modifikasi dari keduanya, misalnya bentuk spiral atau lonjong. Karena individu bakteri umumnya tidak terpisah maka kebanyakan masing-masing individu ini bergandeng satu sam lainnya dengan jumlah dan bentuk berbeda-beda. Misalnya kalau bentuk basil bergandeng dua-dua maka dinamakan diplobasil (diplo artinya dua), triplobasil (tiga-tiga), tetrabasil (empat-empat), dan seterusnya. Demikian juga dengan bentuk kokus ada diplokokus, triplokokus, etrakokus, pentakokus, atau bentuk sarsina (yaitu kumpulan bnetuk kokus yang menyerupai anggur). Beberapa bentuk kokus dapat membentuk streptokokus (bentukan seperti tasbih) dan sebagainya. Morfologi koloni maupun morfologi individu dapat dipakai dalam pengklasifikasian atau pengolongan bakteri. Akan tetapi ciri ini tidak dapat menghasilkan klasifikasi yang mapan sebab dasar pengklasifikasian suatu bakteri mestinya menggunakan banyak ciri-ciri. Dengan demikian kekerabatan suatu bakteri dapat dipertanggungjawabkan. Salah satu kegunaan dari klasifikasi ini adalah untuk penanganan terhadap hal-hal yang merugikan atau menguntungkan yang ditimbulkan oleh bakteri/kelompok bakteri itu. C. Sitologi Bakteri Morfologi dan sitologi bakteri umumnya terdiri atas struktur organ dan kimiawi. Struktur organ terdiri dari antara lain (diurut berdasarkan skala kepentingan yang sangat urgen bagi kehidupan suatu bakteri):

1. Membran sel yang fungsi utamanya untuk respirasi sel. 2. Mesosom yang berkaitan dengan proses pembelahan sel pada waktu proses

pertumbuhan. 3. Dinding sel sebagai struktur perlindungan terhadap lingkungan luar yang langsung dapat

mempengaruhi kehidupan sel. 4. Flagella yang berfungsi sebagai alat gerak. 5. Asam Deoksiribonukleat (DNA) yang berperanan dalam pewarisan sifat. 6. Plasmid adalah kromosom ekstra yang ada dalam sitoplasma dan bukan merupakan

kromosom yang berkaitan dengan pewarisan sifat. 7. Kapsul atau lendir yang juga berfungsi sebagai perlindungan terhadap kekeringan.

Struktur kimiawi adalah bahan kimia yang dimiliki oleh bakteri untuk kelangsungan

kehidupannya. Bahan kimiawi yang ada pada bakteri adalah antara lain: 1. Lipida, terutama dalam bentuk fosfolipida. 2. Berbagai macam dan jenis protein dan/atau asam amino dengan berbagai konfigurasi. 3. Berbagai macam senyawa anorganik dan organik. 4. Mineral dan vitamin.

Struktur organ maupun mikiawi pada berbagai bakteri berbeda-beda jenis. Jumlah

maupun susunannya. Karen aitu kepekaan bakteri terhadap berbagai macam stimulus yang berhubungan dengan kehidupannya sangat beragam; dan karena suatu hal bakteri paling mudah mengalami mutasi oleh adanya mutagen (bahan penyebab mutasi). Akibatnya bakteri paling mudah berubah struktur maupun susunan kimiawinya. Mutasi inilah yang menjadi pangkal mengapa bakteri dengan mudah mengalami resistensi terhadap berbagai macam desinfektan atau bahan kimia yang bersifat toksin lainnya.

D. Pembiakan Atau Pertumbuhan Bakteri Bakteri berkembangbiak dengan cara membelah diri secara geometrik. Ini artinya satu individu bakteri akan membelah menjadi dua dan seterusnya akan membelah lagi menjadi empat, empat menjadi delapan, delapan menjadi enam belas, dan seterusnya. Waktu proses membelah suatu bakteri adalah kurang lebih 30 menit. Artinya setiap lama waktu ini bakteri berkembang menjadi dua individu. Bisa dibayangkan berapa jumlah bakteri bila suatu koloni bakteri sebesar pentol korek api yang kira-kira mengandung jutaanindividu bakteri kemudian tiap 30 menit akan membelah menjadi dua. Dalam suatu penelitian diketahui bahwa proses perkembangbiakan (lazim disebut pertumbuhan) bakteri berlangsung dalam tahap-tahap yang berkesinambungan. Ada 6 tahap atau fase pertumbuhan suatu bakteri, yaitu: a. fase adaptasi, sebelum membelah bakteri beradaptasi dahulu terhadap lingkungan barunya

dan sekaligus persiapan untuk memasuki tahap berikutnya. b. Fase pertumbuhan awal, dalam fase beberapa bakteri sudah mulai ada yang membelah. c. Fase pertumbuhan logaritmik, pada fase ini terjadi pertumbuhan bakteri yang luar biasa

cepatnya dan banyak dimana jumlah individu yang dihasilkan hanya dapat dihitung dengan hitungan matematik memakai kaidah logaritma (karena itu disebut pertumbuhan logaritmik).

d. Fase pertumbuhan lambat, karena berbagai kendala misalnya makanan yang mulai berkurang maka pertumbuhan mulai melambat.

e. Fase pertumbuhan stabil, dalam fase ini jumlah individu bakteri yang dihasilkan relatif tidak begitu banyak pertambahannya.

f. Fase kematian, dalam fase ini bakteri mulai banyak yang mengalami kematian akibat lingkungan yang tidak lagi menunjang.

Walapun pertumbuhan bakteri boleh dikatakan tidak terbatas, namun ada beberapa faktor

yang membatasi pertumbuhan bakteri yang luar biasa ini. Faktor tersebut adalah: 1. faktor abiotik, yang terdiri dari lingkungan eksternal bakteri, misalnya suhu, bahan kimia,

makanan yang terbatas, cahaya, dan sebagainya. 2. faktor biotik, adalah berasal dari bakteri itu sendiri, misalnya karakteristik dan jenis bakteri,

kemampuan adaptasi, dan sebagainya. E. Metabolisme Bakteri

Untuk kelangsungan hidupnya bakteri melangsungkan proses metabolisme. Metabolisme sangat penting untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan dan beberapa bahan yang berguna untuk proses hidup. Energi berguna untuk melangsungkan proses hidup seperti bernapas, melaksanakan proses metabolisme, sirkulasi bahan protein, respon terhadap rangsang, dan proses hidup lainnya.

Proses metabolisme pada bakteri terjadi dalam 3 tahap, yaitu: katabolisme, amfibolisme, dan anabolisme. Dalam tahap katabolisme bahan makanan yang diperoleh akan dibongkar menjadi bahan dengan molekul-molekul besar. Sebagian besar molekul ini dimanfaatkan sebagai bahan untuk kebutuhan tertentu dan sebagian lagi diproses dalam tahap berikut, yaitu tahap amfibolisme (dimana molekul-molekul yang masih ada dan berukuran besar diproses menjadi molekul-molekul kecil dan berbentuk senyawa-senyawa organik). Dalam tahap anabolisme molekul-molekul kembali disintesis menjadi senyawa organik baru yang diperlukan oleh tubuh, misal protein-protein, asam amino, senyawa-senyawa lain yang berguna untuk bahan sel bakteri.

F. Nutrisi Bakteri Untuk proses metabolisme bakteri memerlukan nutrisi sebagai bahan baku. Nutrisi yang

diperlukan bakteri terdiri atas: a. berdasarkan peranannya berupa donor hidrogen, penerima hidrogen, sumber karbon,

sumber nitrogen, dan mineral lain. b. Berdasarkan kebutuhan nyata berupa unsur makro (yang dibutuhkan dalam jumlah

banyak), unsur mikro (dibutuhkan dalam jumlah sedikit), zat pelengkap (dibutuhkan sangat sedikit tetapi harus ada karena tidak dapat disintesis oleh bakteri itu sendiri).

G. Produk Metabolit

Proses metabolit akan menghasilkan suatu produk. Produk yang dihasilkan tetapi dipergunakan sendiri disebut produk metabolit primer (misalnya energi, asam nukleat, asam amino esensial, dan senyawa organik). Produk yang dihasilkan tetapi tidak begitu bermanfaat bagi tubuh disebut produk metabolit sekunder, misalnya berbagai macam toksin (endotoksin atau eksotoksin), antibiotik, asam-asam, gas, vitamin, dan senyawa-senyawa lain yang tidak diperlukan (organik maupun anorganik).

Produk metabolit sekunder ada yang dimanfatkan bagi kehidupan manusia (misalnya antibiotik) dan ada yang merugikan seperti toksin-toksin yang dikeluarkan ke lingkungan luar. Dalam tubuh makhluk hidup keberadaan produk metabolit sekunder yang dikeluarkan ke lingkungan luar justru dapat merupakan penyebab munculnya gangguan terhadap metabolisme tubuh. H. Mutasi Bakteri

Bakteri paling mudah mengalami mutasi oleh berbagai macam sebab atau mutagen. Misalnya berbagai macam bahan kimia tertentu dapat menjadi penyebab mutasi ini. Obat-obatan yang terlalu sering digunakan dapat menyebabkan terjadi resistensi bakteri terhadap obat tersebut. Akibatnya bakteri akan kebal terhadap obat tersebut. Mekanisme dari resistensi ini berpangkal pada plasmid. Selain bahan kimia mutagen (penyebab mutasi) dapat juga berupa sinar ultraviolet, bahan pengawet, dan juga suhu.

Mekanisme terjadinya mutasi pada dasarnya adalah terjadinya perubahan pada asam nukleat yang ada pada kromosom. Perubahan dapat berupa hilangnya pasangan basa, penambahan basa nukleat, atau terjadinya supresor basa pada tempat-tempat tertentu dari susunan pasangan basa. Perubahan ini akan menyebabkan terjadinya perubahan urutan asam amino pada protein yang dibentuk. Akibatnya protein yang dihasilkan tidak sesuai dengan fungsi yang diharapkan untuk kelangsungan hidup. I. Manfaat Bakteri

Keberadaan bakteri dapat membantu meningkatkan kesejahteraan umat manusia. Bakteri dapat digunakan hampir pada semua bidang yang berhubungan dengan kesejahteraan umat manusia. Pemanfaatan bakteri banyak digunakan untuk menghasilkan produk metabolit sekunder.

Pemanfaatan bakteri dapat ditemukan pada bidang pengelolaan lingkungan, bidang pengolahan pangan, kesehatan, industri farmasi, industri pertambangan, bidang pertanian, dan peternakan, bahkan sebagai produk untuk menghasilkan protein sel tungal yang kaya bahan nutrisi.

Selain menguntungkan banyak juga bakteri yang merugikan umat manusia bilamana bakteri ini menyebabkan penyakit. Bahkan penyakit ini dapat menyerang pada hewan dan tumbuhan yang pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Beberapa penyakit yang disebabkan

oleh bakteri misalnya penyakit infeksi saluran pernapasan (ISP) yaitu penyakit penyakit yang menyerang organ-organ pernapasan (seperti paru-paru dan tenggorokan), infeksi saluran kelamin (ISK) seperti penyakit kelamin (sipilis dan gonorrhea), infeksi saluran pencernaan, dan lain sebagainya. Penularan penyakit ini pada umumnya karena penyebaran bakteri yang semula terdapat pada lingkungan yang kurang bersih atau berasal dari sumbernya (misalnya penderita penyakit tersebut, hewan-hewan tertentu baik yang dipelihara maupun tidak dipelihara).

Pada tumbuhan bakteri dapat menyebabkan layu semai, layu akar, dan kerusakan pada batang dan akar. Semua kerusakan ini pada dasarnya disebabkan oleh bakteri yang memanfaatkan inangnya untuk kehidupannya. Pada hewan penyakit yang dapat ditimbulkan oleh bakteri misalnya diare, kejang, dan lain sebagainya.

BAB III FUNGI ATAU JAMUR

A. Pendahuluan

Fungi atau jamur termasuk dalam kelompok eukariotik dan memiliki sifat yang sama dengan tumbuhan. Karena itu golongan ini mempunyai struktur seperti inti, vakuola, dan dinding sel (seperti khitin, selulosa, khitosin, glukan, dan manan). Fungi dapat bersifat parasit yaitu memperoleh makanan dari benda hidup dan umumnya menyebabkan penyakit pada inang yang ditumpanginya dan bersifat saprofit yang memperoleh makanan dari benda mati. Banyak juga jamur atau fungi yang menguntungkan bagi kesejahteraan umat manusia dan sudah dikenal sejak dahulu kala. Misalnya jamur yang langsung dimakan seperti jamur barat, jamur kuping, atau jamur merang. Jamur juga dimanfaatkan untuk keperluan pembuatan makanan seperti roti atau minuman beralkohol seperti angur, bir, dan lainnya. Jamur juga berguna untuk kesehatan, misalnya dengan dihasilkannya antibiotik seperti penisilin. B. Morfologi dan Struktur Fungi Fungi dapat berupa kapang (yang mempunyai filamen/miselium) dan berupa khamir (yaitu fungi yang uniseluler tanpa filamen). Beberapa jamur ada yang berbentuk dimorfik, yaitu jamur yang dapat tumbuh dalam bentuk filamen seperti kapang atau berbentuk khamir dengan sel tunggal. Pada jamur bentuk kapang ditemukan adanya hifa dan miselium. Hifa adalah filamen vegetatif yang mengandung sejumlah sel yang saling berhubungan dan bentuknya dapat bercabang. Hifa dapat memiliki sekat yang disebut septum. Hifa yang tidak bersekat disebut konosit. Miselium adalah pertumbuhan atau diatas permukaan. Pada miselium yang tumbuh pada permukaan ditemukan adanya spora yang merupakan sel-sel reproduktif. C. Perkembangbiakan Fungi

Fungi atau jamur dapat berkembangbiak dengan cara aseksual dan seksual. Perkembangbiakan dengan aseksual disebut juga perkembangbiakan vegetatif atau reproduksi somatik. Perkembangbiakans seksual umumnya melibatkan fusi nukleus dan proses mitosis. Perkembangbiakan aseksual umumnya terjadi dengan cara:

1. pembelahan biner 2. fragmentasi 3. pembentukan tunas 4. menggunakan spora

Perkembangbiakan seksual terjadinya dengan adanya persatuan gamet jantan dan gamet betina atau gamet yang berbeda (+) dan (-). Perkembangbiakan seksual ini dapat juga dengan cara menghasilkan spora seksual, akan tetapi jumlah spora ini dihasilkan dengan sangat sedikit,misalnya zygospora, basidiospora, dan askospora.

BAB IV Pengamatan Morfologi Koloni Bakteri dan Pengamatan Bentuk Bakteri

A. Pendahuluan

Sel-sel bakteri tumbuh dan bertambah terus jumlah selnya sehingga membentuk koloni. Setiap spesies bakteri mempunyai koloni yang khas sehinga morfologi koloni bakteri ini dapapt digunakan sebagai salah satu ciri untuk identifikasi.

Bakteri sebagai mikroorganisme bersel satu mempunyai bentuk sel yang khas. Bentuk-bentuk sel bakteri ini adalah: coccus (bola), basil (batang), dan vibrio (koma). Ukurannya yang kecil dan tubuhnya yang tidak berpigmen menyebabkan pengamatan sel bakteri harus menggunakan mikroskop dan dibantu dengan pewarnaan. Pewarnaan yang biasa digunakan untuk pengamatan bentuk da ukuran bakteri adalah pewarnaan Gram. Dengan pewarnaan ini bakteri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. B. Tujuan:

1. Untuk mempelajari morfologi koloni bakteri. 2. Untuk mempelajari bentuk-bentuk sel bakteri.

C. Alat:

1. Mikroskop. D. Bahan:

1. Biakan bakteri dalam medium lempeng. 2. Sediaan bakteri dengan pewarnaan Gram.

E. Cara Kerja 1. Pengamatan Morfologi Koloni Bakteri

Mengamati biakan bakteri dalam medium lempeng dengan memilih 3 koloni yang berbeda. Pengamatan meliputi:

• Warna koloni

• Bentuk koloni

• Tepi koloni

• Kenaikan permukaan koloni (elevasi)

• Kepekatan koloni

• Mengkilat atau suram

• Diameter koloni 2. Pengamatan Bentuk Bakteri Sediaan bakteri yang telah diwarnai dengan pewarnaan Gram diamati di bawah mikroskop. Gambar bentuk sel bakteri yang saudara amati.

BAB V Pengamatan Morfologi Koloni Kapang dan Pengamatan Kapang secara Mikroskopis

A. Pendahuluan

Kapang merupakan mikroorganisme yang tersebar luas di alam, bersifat saprofit, dan mendapatkan nutrien dari penguraian bahan organik sisa jasad hidup. Ciri khas kapang adalah membentuk filamen yang disebut hifa (yang terdiri dari sel tunggal dan panjang). Selain untuk absorbsi nutrien, hifa juga berperan dalam reproduksi yang mengandung spora. Hifa kapang membentuk koloni dengan sifat yang khas yaitu seperti beludru, sabuk, atau seperti kapas. Koloni yang dibentuk juga mempunyai warna yang bermacam-macam. B. Tujuan:

1. Mengamati ciri morfologi koloni kapang. 2. Mengamati ciri morfologi kapang secara mikroskopis.

C. Alat:

1. Mikroskop, jarum, kaca benda, kaca penutup. D. Bahan:

1. Biakan jamur dalam cawan petri 2. Alkohol 70% 3. Larutan lactophenol cotton blue

E. Cara Kerja 1. Pengamatan Morfologi Koloni Kapang

• Memilih 3 koloni kapang dalam cawan petri yang berbeda sifatnya.

• Mengamati morfologi koloni kapang meliputi: warna koloni, sifat koloni, dan diameter koloni.

2. Pengamatan morfologi kapang secara mikroskopis

• Mengambil sedikit koloni kapang dari biakan dengan menggunakan jarum inokulum.

• Letakkan kapang tadi pada kaca benda yang telah diberi 1 tetes alkohol 70%.

• Agar sediaan mudah diamati uraikan kapang dengan menggunakan dua jarum.

• Teteskan lactophenol cotton blue (sebelum alkohol habis menguap kemudian tutup dengan kaca penutup).

• Amati dengan mikroskop dengan perbesaran lemah terlebih dahulu kemudian dengan perbesaran kuat.

• Amati dan gambar morfologi kapang yang diperiksa meliputi: � Ada tidaknya sekat/septum. � Sporangiofor/konidiofor. � Bentuk dan jenis spora. � Metula (ada/tidak). � Fialida (ada/tidak).

BAB VI Pengamatan Kapang Kontaminan pada Bahan Makanan dan

Pengamatan Mikroba pada Bahan Makanan

A. Pendahuluan Kapang mempunyai peran yang sangat luas dalam kehidupan manusia. Beberapa kapang

dapat merugikan manusia tapi tidak sedikit yang menguntungkan. Kapang yang mengkontaminasi makanan kita dapat menyebabkan makanan mengalami perubahan rasa, aroma, dan tekstur. Sedangkan makanan hasil fermentasi (misalnya tape) memerlukan mikroba (ragi) dalam proses pembuatannya. Komposisi ragi yang sesuai membuat tape mempunyai rasa, aroma, dan tekstur yang khas. B. Tujuan:

1. Untuk mengenal kapang yang mengkontaminasi makanan. 2. Mengenal mikroba yang terdapat pada makanan hasil fermentasi.

C. Alat:

1. Mikroskop, kaca benda, kaca penutup, dan jarum. D. Bahan:

1. Makanan yang telah terkontaminasi kapang 2. Alkohol 70% 3. Larutan lactophenol cotton blue 4. Tape ketan 5. Tape singkong

E. Cara Kerja 1. Pengamatan Kapang Kontaminan pada Bahan Makanan

1. Kaca benda bersihkan dan lewatkan di atas nyala lampu spiritus. 2. Teteskan alkohol 70% di atas kaca benda tersebut. 3. Ambil sedikit koloni kapang dari bahan makanan yang berkapang. Letakkan di atas kaca

benda yang telah ditetesi alkohol 70%. 4. Teteskan larutan lactophenol cotton blue di atas sediaan dan tutup dengan kaca penutup. 5. Amati seidaan ini dibawah mikroskop. Pengamatan meliputi: ada tidaknya sekat hifa, jenis

alat perkembangbiakan, warna hifa, dan warna alat perkembangbiakan. 6. Amati juga ciri koloni jamur yang diambil dari bahan makanan tadi.

2. Pengamatan Mikroba pada Makanan Hasil Fermentasi

1. Ambil tape secukupnya dengan sendok steril, campur dengan aquades steril. 2. Buatlah sediaan suspensi tape di atas kaca benda yang sudah dibersihkan, lalu tutup

dengan kaca penutup. 3. Amati di bawah mikroskop dengan pembesaran lemah kemudian pembesaran kuat. 4. Gambar mikroba yang ditemukan, cocokkan dengan yang ada di pustaka.

BAB VII EKOSISTEM DAN KOMPONEN PENYUSUNNYA

A. RASIONAL Pengertian Ekologi dan Ekosistem Sejak manusia mengenal lingkungan tempat tinggalnya dalam rangka memenuhi kebutuhannya untuk hidup (mulai dari makanan, mencari sandang, membuat rumah tempat berlindung), berarti manusia sebenarnya sudah mulai mengenal dan menerapkan konsep ekologi. Karena untuk memenuhi kebutuhan tersebut manusia harus berhubungan dengan alam lingkungannya. Hanya usaha yang dilakukan manusia pada awalnya hanya sebatas mengambil bahan-bahan kebutuhannya langsung dari alam sekitarnya. Karena itulah kata ekologi dipakai untuk mengistilahkan hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Berikut dikemukakan beberapa definisi atau pengertian dari kata ekologi. Kata ekologi berasal dari bahasa Yunani oikos (berati rumah) dan logos (berarti ilmu). Jadi kata ekologi secara harfiah dapat diartikan sebagai pengkajian makhluk hidup di rumahnya (Odum, 1973). Dalam kamus Webster’s Unabridged Dictionary ekologi diartikan sebagai totalitas atau pola hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ada juga yang emndefinisikan ekologi sebagai suatu ilmua yang mempelajari hal ihwal dinamika kehidupan atau sebagai ilmu mengenal hal struktur dan fungsi alam kehidupan (Odum, 1973). Yang lebih umum lagi ekologi dikenal sebagai salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari perihal antar hubungan pengeruh-mempengaruhi dan saling ketergantungan antara organisme dengan lingkungannya. Kendeigh (1980) memberikan takrif atau definisi ekologi sebagai kajian tentang hewan dan tumbuhan dalam hubungannya antara satu makhluk hidup dengan makhluk hidup yang lain; dan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Krebs (1972) mengetengahkan definisi yang lebih informatif, terarah, dan operasional. Menurut Krebs ekologi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi yang menentukans ebaran (distribusi) dan kelimpahanorganisme. Dalam definisnya itu faktor lingkungan telah secara implisit tercakup dalam kata interaksi. Terlepas dari bagaimanapun definisinya, yang dihadapi ekologi sebagai ilmu adalah organisme, kehadirannya, dan tingkat kelimpahannya di suatu tempat serta faktor dan proses apa yang menyebabkannya. Ekosistem merupakan suatu unit atau kesatuan yang dibangun oleh adanya interaksi antara komponen biotik dan abiotik. Batasan suatu ekosistem bukan merupakan ruang atau tempat semata, tetapi yang menjadi sangat penting adalah adanya interaksi antar komponen tersebut. Suatu ekosistem dapat berupa ekosistem hutan tropis di Kalimantan yang sangat luas, ekosistem lautan, ekosistem savana di Taman Nasional Baluran, ekosistem Ranu Lamongan, ekosistem kolam air tawar, bakan sampai berupa ekosistem akuarium yang sangat kecil. Di dalam suatu ekosistem terdapat komponen biotik dan abiotik. Komponen biotik berupa tumbuhan, hewan, termasuk manusia, dan mikroorganisme. Mikroorganisme dapat berupa bakteri, jamur mikro, dan protozoa. Komponen abiotik berupa substrat (tanah/mineral); air; udara; cahaya; dan kondisi fisiko-kimia tanah, air, dan udara (seperti suhu, keasaman/pH, kelembaban, kadar gas tertentu. Antara komponen ekosistem tersebut terjadi interaksi yang amat penting bagi kehidupan makhluk hidup. Antara berbagai komponen ekosistem selalau terjadi hubungan yang saling mempengaruhi, baik antara makhluk hidup dengan faktor abiotik lingkungannya maupun antara makhluk hidup dengan makhluk hidup yang lain. Jika kita perhatikan berbagai macam lahan atau habitat kita bisa memperhatikan perbedaan jenis makhluk hidup yang menghuninya. Hal ini berarti menunjukkan bahwa kondisi faktor lingkungan abiotik mempengaruhi kehadiran jenis makhluk hidup di tempat tersebut. Bagitu juga sebaliknya kehadiran suatu makhluk hidup di suatu tempat

pada gilirannya akan menentukan sifat dan karakteristik lingkungan ditempat tersebut. Perhatikan kondisi suatu lereng/lembah di sekitar gunung berapi yang tampak gersang setelah terjadinya lahar lava panas. Kemudian setelah beberapa tahun dengan ditumbuhinya beberapa jenis tanaman pionir akhirnya akan kembali menjadi hutan semak, dan bahkan akan terus terjadi suksesi sampai menghasilkan hutan belantara yang merupakan ekosistem klimaks setelah beberapa puluh tahun. Samakah kondisi lingkungan abiotik pada ketiga tahap suksesi tersebut? Hubungan saling ketergantungan ini tampak lebih jelas lagi antara makhluk hidup yang satu dengan jenis makhluk hidup yang lain dalam suatu ekosistem. Pada suatu danau atau kolam air tawar dengan dasar yang berlumpur dapat ditemukan berbagai komponen ekosistem seperti tumbuhan air (Hydrilla sp.), alga air tawar (fitoplankton), hewan kecil yang melayang di air (zooplankton, Rotifera sp, dan Cyclops sp.), hewan kecil yang hidup di dasar perairan (bentos, cacing), hewan kecil yang menempel di dedaunan dan ranting tumbuhan air (perifiton, siput Lymnea sp.), jenis ikan air tawar (nekton), dan juga hewan yang berenang di permukaan air (neuston), serta dapat ditemukan berbagai macam mikroba (bakteri) sebagai dekomposer pada dasar maupun badan perairan. Jika kita perhatikan secara sekilas seolah antara berbagai komponen tersebut tidak saling berhubungan. Padahal sebenarnya antara komponen biotik dalam kolam tersebut terdapat saling ketergantungan yang sangat erat, salah satunya dalam bentuk hubungan makan dan dimakan. Lingkungan sebagai Kondisi dan Sumberdaya Bagi Makhluk Hidup Lingkungan adalah segala sesuatu yang ada di sekitar makhluk hidup dan dapat mempengaruhinya. Lingkungan bagi organisme atau makhluk hidup adalah semua faktor biotik dan abiotik yang ada di sekitar organisme. Setiap organisme hanya dapat lulus hidup, tumbuh, dan berkembang biak dalam suatu lingkungan yang menyediakan kondisi yang cocok baginya dan cukup sumberdaya yang diperlukannya, serta terhindar dari faktor abiotik maupun biotik lingkungan yang membahayakan kelulusan hidupnya. Lingkungan abiotik organisme meliputi faktor medium atau substratum (suhu, kelembaban, perairan) tempat hidup, serta faktor cuaca dan iklim (suhu, kelembaban, udara/angin, intensitas cahaya). Lingkungan biotik bagi hewan misalnya, meliputi hewan lain sesama spesies maupun yang berlainan spesies, tumbuh-tumbuhan, dan juga mikroba. Hubungan antara hewan dengan lingkungannya bersifat timbla balik. Sebagai contoh, kehadiran rusa di suatu padang rumput atau hutan menunjuk ketersediaan sumber daya makanan yang cukup dan kondisi lingkungan yang sesuai bagi kehidupan rusa. Demikian sebaliknya kehadiran rusa di habitat tersebut sebagai herbivor yang melakukan perumputan (grazing), sebagai organisme yang menukarkan gas pernapasan (O2 dan CO2), sebagai hewan yang membuang kotorannya ke tanah, akan menentukan corak dan kondisi lingkungan padang rumput atau hutan tersebut. Faktor lingkungan hewan, baik yang bersifat abiotik maupun biotik, dapat ditinjau sebagai dua aspek fungsional yang berbeda. Meskipun dalam hal tertentu perbedaan kedua aspek itu tidak begitu tegas. Kedua aspek itu ialah lingkungan sebagai kondisi dan sebagai sumber daya (Ibkar-Kramadibrata, 1992). Istilah kondisi lingkungan terutama digunakan untuk menunjukkan suatu besaran, kadar ataupun intensitas faktor abiotik lingkungan itu. Faktor abiotik sebagai kondisi ketersediaannya tidak berkurang karena kehadiran individu atau spesies lain. Sebagai contoh, suhu lingkungan dan cahaya bagi hewan. Kehadiran suatu jenis hewan di suatu lingkungan tidak akan memakan dan mengurangi suhu di lingkungan tersebut. Istilah sumberdaya digunakan untuk menunjukkan sesuatu faktor abiotik maupun biotik yang diperlukan oleh hewan, yang kuantitas ketersediaannya di lingkungan akan menjadi berkurang apabila telah dimanfaatkan oleh hewan itu.

Sebagai contoh, rerumputan di suatu padang rumput yang dihuni oleh populasi rusa yang beranggotakan seratus ekor. Jika suatu saat ditambah lima puluh ekor rusa lagi, maka kehadiran rusa baru tersebut akan mengurangi jumlah rumput sebagai sumberdaya makanan rusa. Bagaimana menurutmu, termasuk kondisi atau kah sumberdaya, perairan danau bagi ikan yang hidup di dalamnya? Sepanjang ontogeninya suatu hewan akan terdedah pada kondisi dan sumberdaya lingkungan yang tidak konstan, yang bervariasi menurut ruang (tempat) dan waktu. Lingkungan yang relatif konstan mungkin hanya dijumpai di bagian dalam samudera, di dalam tanah, dan di gua-gua. Oleh karena itu setiap hewan harus berusaha untuk selalu dapat mengadaptasikan diri terhadap perubahan lingkungan tersebut. Hanya hewan yang dapat menyesuaikan diri yang dapat meneruskan kehidupannya di lingkungan tersebut, sementara yang tidak mampu beradaptasi aka mati dan pada gilirannya akan punah jenisnya. Karena ketersediaan sumberdaya merupakan fungsi dari ruang dan waktu, yang berbeda coraknya, maka makhluk hidup khususnya hewan yang memerlukan sesuatu sumberdaya tertentu memerlukan strategi tertentu pula untuk mendapatkan sumberdaya itu. Strategi dari hewan dalam mendapatkan sumberdaya yang dibutuhkan merupakan hasil dari adaptasi dan evoluasi hewan yang telah berlangsung lama dan terus menerus, baik adaptasi morfologi, fisiologi, maupun perilaku. Salah satu sumberdaya yang penting bagi hewan adalah tersedianya makanan. Gambaran Umum Faktor Lingkungan Abiotik a. Suhu Suhu merupakan faktor lingkungan yang sangat penting bagi hampir semua makhluk hidup. Suhu merupakan faktor yang sangat menentukan aktivitas enzim di dalam tubuh organisme. Peningkatan suhu tubuh pada rentang kisaran toleransi hewan akan menyebabkan kenaikan aktivitas enzim dalam membantu reaksi metabolisme. Suhu yang esktrim tinggi menyebabkan protein (sebagai komponen utama penyusun enzim) akan rusak atau denaturasi, dan menyebabkan enzim tidak mampu lagi melakukan fungsinya sebagai biokatalisator. Demikian juga hal kalau suhu tubuh turun sangat ekstrim, bahkan mungkin di bawah batas kisaran toleransinya akan menyebabkan aktivitas enzim sangat rendah. b. Air dan Kelembaban Air bagi makhluk hidup bisa menjadi sumberdaya dan juga menjadi kondisi. Di lingkungan daratan air seringkali dapat beroperasi sebagai faktor pembatas bagi kelimpahan dan penyebaran hewan terestrial. Demikian pula bagi hewan yang biasa hidup di tempat yang lembab, kandungan iar yang rendah atau kekeringan juga merupakan faktor pembatas yang menentukan keberhasilan hidupnya. Untuk daerah tropika kedudukan air dan kelembaban sama pentingnya dengan peranan cahaya, fotoperiodisme, dan ritme suhu di daerah temperata dan yang beriklim dingin. Masalah air dan kelembaban itu erat kaitannya dengan pola curah hujan, bagi kehidupan flora dan fauna di suatu daerah. Yang penting artinya itu bukan hanya aspek banyaknya (mm, cm) curah hujan saja namun juga aspek sebaran curah hujan itu sepanjang tahun. Dengan terpusatnya curah hujan pada bulan-bulan tertentu saja maka organisme dihadapkan pada adanya musim hujan dan musim kering. Di daerah tropika air pun merupakan suatu faktor pengendali untuk terjadinya aktivitas musiman. Uap air yang terkandung dalam udara yang biasa dikenal sebagai kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai mmHg tekanan uap air atau mmHg defisit tekanan uap, yang diartikan sebagai tekanan perbedaan parsial uap air jenuh dengan tekanan parsial uap air sebenarnya.

Banyaknya uap air dalam udara yang dinyatakan dalam g uap air/kg udara atau ppm, disebut kelembaban absolut. Kadar jenuh uap air dalam udara bervariasi menurut suhu udara; makin tinggi suhu udara makin banyak pula uap air maksimum yang dapat dikandungnya. Dalam studi-studi ekologi yang paling umum diukur adalah kelembaban nisbi (relatif). Kelembaban relatif adalah perbandingan antara banyaknya uap air dalam udara dengan banyaknya uap air dalam udara bila jenuh pada suhu dan tekanan barometrik yang sama, dinyatakan dalam persen. Masalah yang dihadapi oleh hewan daratan pada kelembaban rendah terutama sekali bila suhu tinggi ialah bagaimana mengurangi penguapan atau kehilangan air dari tubuhnya. Cara untuk mengatasi masalah ini bermacam-macam, salah satu di antaranya ialah dengan estivasi (tidur musim kering). Dalam kondisi demikian laju metabolisme hewan sangta tereduksi dan tubuhnya inaktif itu mendapat tambahan perlindungan berupa struktur khusus. Dalam suatu habitat berupa padang pasir yang keadaan panas dan kering, praktis semua jenis hewan penghuni padang pasir mendapatkan air dari hasil metabolisme hidrat arang dalam tubuhnya, serta urine dan fesesnya padat dan kering. Kelembaban mempunyai peranan penting dalam mengubah efek dari suhu. Dalam lingkungan daratan terjadi interaksi antara suhu dan kelembaban yang sangat erat, sehingga suhu kelembaban dianggap sebagai bagian yang sangat penting dari kondisi cuaca dan iklim. Karena itu kedua faktor lingkungan itu hampir selalu diukur. Efek membatasi dari faktor suhu biasanya mencolok bila kondisi kelembaban ekstrim tinggi atau ekstrim rendah. Demikian pula sebaliknya efek dari faktor kelembaban akan mencolok bila kondisi suhu ekstrim tinggi atau ekstrim rendah. Kondisi dari dua faktor iklim, seperti halnya suhu dan kelembaban dapat dinyatakan dalam bentuk klimograf. Grafik yang menyatakan hubungan antara dua faktor iklim tersebut acapkali digunakan sebagai bahan pembanding dari kondisi kedua faktor iklim tersebut pada tempat yang berbeda. Melalui klimograf kita juga dapat emngetahui peranan kedua faktor itu sebagai faktor pembatas untuk bahan menganalisa atau membuat peramalan mengenai kinerja suatu populasi organisme. c. Cahaya Matahari Pada umumnya kehidupan tumbuhan sangat tergantung pada cahaya matahari karena energi cahaya atau foton sangat mutlak untuk fotosintesis. Tidak demikian halnya dengan hewan yang seolah tidak selalu membutuhkan cahaya secara langsung. Namun sebenarnya cahaya matahari mempunyai peranan penting khususnya bagi hewan diurnal yang mencari makan dan melakukan interaksi biotik lainnya secara visual atau mempergunakan rangsang cahaya untuk melihat benda. Untuk mengetahui efek ekologis dari cahaya matahari yang perlu diperhatikan adalah aspek intensitasnya, kualitasnya, serta lamanya penyinaran. Tampaknya diantar intensitas dan kualitas cahaya dengan warna tubuh hewan terdapat semacam korelasi. Hewan pelagis cenderung berwarna transparan, berwarna biru dengan punggung kehijau-hijauan atau berwarna coklat dengan bagian abdomen putih perak. d. Gas-Gas Atmosfer Atmosfer merupakan lapisan permukaan planet bumi yang berisi campuran berbagai gas. Atmosfir di samping sebagai medium hidup berbagai jenis hewan, atmosfer sangat penting peranannya bagi kehidupan di bumi karena dapat menapis energi panas yang tinggi atau berbagai sinar dengan gelombang yang membahayakan tubuh mekhluk hidup, seperti sinar ultraviolet. Kandungan gas-gas atmoefer dalam lingkungan daratan adalah relatif konstan, karena itu jarang sekali beroperasi sebagai faktor pembatas. Meskipun kandungan gas karbondioksida (0,03%) dan ozon (0,00006%) rendah sekali, namun peranan kedua gas atmosfer itu vital bagi

kehidupan. Karbondioksida penting bagi berlangsungnya proses fotosintesis, dan ozon untuk menyaring radiasi sinar ultraviolet. Dalam lingkungan akuatik, berbeda dengan lingkungan daratan, kandungan gas atmosfer itu sifatnya lebih variabel, sehingga penting peranannya sebagai faktor pembatas. Hal ini terutama menyangkut gas oksigen yang vital bagi sekalian organisme aerob yang berperan membatasi pada kadar rendah. Sementara itu kandungan karbondioksida yang penting bagi fotosintesis organisme autotrof, peranan membatasinya itu terjadi pada kadar tinggi. e. Garam dan Salinitas Pengaruh garam mineral yang terdapat di lingkungan tempat hidup terhadap tumbuhan dan hewan pada umumnya bersifat fisiologis. Kadar garam di tanah atau di air dapat mempengaruhi proses osmosis di dalam sel organisme. Beberapa macam mineral merupakan komponen nutrien yang penting bagi tumbuhan, terutama sebagai kofaktor enzim atau penyusun senyawa kompleks seperti Fe dan Mg untuk klorofil. Untuk hewan perairan garam terlarut berpengaruh secara langsung sebagai faktor salinitas, karena itu bagi hewan yang bersifat stenohalin tingkat salinitas lingkungan dapat beroperasi sebagai faktor pembatas, baik pada konsentrasi tinggi atau rendah. Di samping faktor utama di atas masih banyak faktor lingkungan abiotik yang juga mempengaruhi kehidupan organisme hidup, seperti keasaman medium/substrat, arus dan tekanan, dan kadar senyawa kimia penting (seperti nitrat, fosfat, dan lain-lain). B. TUJUAN Tujuan dari kegiatan praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat:

1. Mengidentifikasi komponen biotik dan abiotik ekosistem. 2. Mengukur kondisi beberapa faktor fisiko-kimia di suatu ekosistem. 3. Menghitung/memperkirakan jumlah atau besar populasi komponen biotik di suatu

ekosistem. 4. Memperkirakan/menginterpretasikan interaksi antara komponen biotik di suatu ekosistem. 5. Menjelaskan secara tepat pengertian ekosistem.

C. ALAT DAN BAHAN Beberapa alat dan bahan yang diperlukan dalam kegiatan ini antara lain:

• Roll meter

• Soil tester

• Kompas geologis

• Termometer tanah

• Termohigrometer

• Patok bambu

• Kantong plastik

• Lux meter

• DO meter

• Termometer batang

• Loupe

• Salinometer/SCT meter

• Tali rafia

• Kertas label

D. TATA KERJA 1. Pilih atau tentukan suatu lokasi yang akan Saudara jadikan tempat untuk mengamati,

menghitung, dan mengukur beberapa komponen ekosistem. Tempat tersebut dapat berupa sebidang tanah kebun, sawah, hutan, padang rumput, atau kolam, sungai dan sebagainya.

2. Ambillah sebidang lokasi sebagai contoh dari suatu ekosistem yang akan dijadikan bahan amatan, misalnya 10x10 m2, kalau sungai ambillah panjang secukupnya, misal 100 m, kalau kolam ambillah luas daerah pengamatan yang sekiranya Saudara mampu.

3. Amati dan identifikasi semua komponen ekosistem yang ada. Untuk komponen biotik cukup identifikasi jenisnya dan perkirakan jumlahnya. Jika belum diketahui nama hewan dan tumbuhan yang pasti dapat menggunakan kode, atau diambil contohnya, diberi label/kode untuk identifikasi di lab. Untuk komponen abiotik jika memungkinkan atau tersedia alat ukurnya, usahakan dapat diukur besar atau kondisinya.

4. Untuk alat ukur yang belum dimengerti petunjuk penggunannya bacalah petunjuk penggunaan alat atau mintalah penjelasan dari pembimbing/asisten praktikum.

5. Lakukan pengamatan secermat mungkin. 6. Perlu diingat bahwa obyek pengamatan yang pertama ini akan dijadikan untuk obyek

amatan pada kegiatan kedua tentang Populasi, Komunitas, dan Interaksi Makhluk Hidup. E. DATA DAN ANALISIS DATA Buatlah daftar atau tabel dari semua komponen ekosistem. Tabel disesuaikan dengan kebutuhan. Analisis data dilakukan secara deskriptif, misal berupa angka rerata pengukuran atau penghitungan, grafik, dan sebagainya. F. PEMBAHASAN Buatlah uraian pembahasan tentang data hasil pengamatan sejelas mungkin dengan mengacu pada konsep ekosistem pada dasar teori atau rujukan lain yang lebih lengkap. G. KESIMPULAN Rumuskan poin-poin kesimpulan dengan tujuan kegiatan di atas. H. PUSTAKA RUJUKAN Tulislah rujukan yang Saudara gunakan dalam pembahasan, dengan tata cara penulisan seperti pada PPKI.

BAB VIII PEMANTAUAN KUALITAS AIR SUNGAI DENGAN MENGGUNAKAN

INDIKATOR MAKROZOOBENTOS

Sudah menjadi isu yang umum baik di negara berkembang ataupun negara maju tentang terjadinya pencemaran air sungai, terutama pada sungai yang melewati perkotaan. Jika kita menelaah secara jujur manusialah yang merupakan penyebab terjadinya pencemaran air sungai, termasuk kerusaka fisiknya. Kerusakan fisik akan menyebabkan perubahan struktur aliran air. Selain kerusakan fisik sungai, pembuangan limbah dari berbagai aktivitas manusia telah menyebabkan air sungai tercemar. Pencemaran air sungai akan mempengaruhi perubahan kimia lingkungan dan perubahan kehidupan organisme di dalamnya. Bahan pencemar yang masuk ke dalam air sungai dapat mengubah komposisi komunitas biota air sungai. Perubahan komposisi komunitas biota air akibat bahan pencemar karena kemampuan organisme mentolelir perubahan kondisi lingkungan berbeda-beda. Organisme yang mempu mentolelir perubahan lingkungan akan mampu bertahan hidup, sedang organisme yang tidak mampu akan melakukan migrasi (berpindah tempat) atau meti. Dengan demikian keberadaan dan keanekaragaman biota air pada dasarnya dapat digunakan sebagai petunjuk (indikator) tentang kondisi dari perairan tersebut. Karena indikator tersebut berupa biota air atau makhluk hidup sehingga disebut dengan indikator biologis. Banyak organisme yang dapat dipergunakan sebagai indikator biologis pencemaran air, misalnya berbagai macam bakteri, algae, protozoa, fitoplankton, cacing, mollusca, serangga, dan bahkan ikan untuk mendeteksi pencemar kimia pada permukaan dan badan air. Serangga dan burung sering dipakai unuk mendeteksi efek sekunder pencemar yang disebabkan insektisida. Lichen dan beberapa jenis tanaman tingi dipakai untuk mendeteksi pencemar udara (CO2, ethana, dan ozon). Golongan mollusca, vermes, mammalia, dan beberapa jenis tanaman tinggi dipakai untuk mendeteksi polutan logam berat. Beberapa tumbuhan air, vermes, dan arthropoda dapat dipakai untuk mendeteksi terjadinya eutrofikasi (Verheyen, 1990). Dalam bab ini dikupas tentang pemanfatan komunitas makroinvertebrata bentik sebagai indikator biologis pencemaran air sungai. Hewan Makrobentos (Makroinvertebrata-Bentik) Istilah makrozoobentos atau sering disebut makrobentos digunakan untuk menyebut golongan hewan-hewan kecil (ukuran tubuh lebih dari 1 mm) yang sebagian besar atau seluruh hidupnya berada pada dasar perairan, yang bergerak lambat/merayap, menggali lubang, atau menempel (sesil) (Welch, 1952; Cummins, 1975; Kendeigh, 1980 dalam Fathurrahman, 1992). Menurut Rosenberg dan Resh (1993) istilah makroinvertebrata bentik mengacu pada hewan yang hidup di substrat dasar, seperti sedimen, serasah, batang atau ranting yang terendam, makrofita, alga filamen, dan sebagainya di perairan. Hewan makrobentos umumnya dari golongan invertebrata. Makrobentos ini mampu hidup di berbagai habitat seperti danau, kolam, selokan, dan sungai, bahkan di laut. Makrobentos yang hidup di dalam ekosistem akuatik pada umumnya berupa larva insekta, mollusca, oligochaeta, crustacea-amphipoda, isopoda, decapoda, dan nematoda (Cummins, 1975, dalam Fathurahman, 1992). Menurut Odum (1971) makrobentos memegang peranan penting dalam ekosistem perairan dan menduduki beberapa tingkatan trofik pada rantai makanan. Peranan penting makrobentos tersebut dalam ekosistem perairan adalah karena makrobentos mampu mengubah materi autokhton dan alokhton sehinga memudahkan mikroba untuk menguraikan materi organik menjadi materi anorganik yang merupakan nutrien bagi produsen di perairan. Dalam ekosistem sungai, peranan makrobentos terutama menguraikan materi alokhton. Materi alokhton merupakan

masukan energi utama dalam ekosistem sungai (Orth dan maughan, 1983, dalam Fathurrahman, 1992). Proses penguraian materi oranik oleh makrobentos dalam ekosistem sungai dilakukan oleh kelompok ”shredder”, ”collector”, ”scrapper”, dan predator. Kelompom shredder adalah detritifor pemakan partikel organik kasar, misalnya Tipula sp (Diptera) dan Nemoura sp (Plecoptera). Kelompo collector adalah detritifor pemakan partikel organik halus, misalnya Baetis sp (Ephemeroptera), Simulium sp (Diptera), Hidropsyche sp (Trichoptera) dan seluruh Oligochaeta akuatik. Kelompok scrapper adalah herbivor pemakan tumbuhan air dan perifiton, misalnya Ecdyonurus sp (Ephemeroptra), Gastropoda, Elmis sp, dan Latelmis sp (Coleoptera). Kelompok predator adalah hewan karnivor pemakan hewan makrobentos lain yang hidup di dasar sungai seperti Tanypodidae (Diptera), Perla sp (Plecoptera), dan Hirudinea. Struktur komunitas makrozoobentos dalam ekosistem sungai dipengaruhi oleh faktor lingkungan abiotik yang bekerja secara simultan dan saling berinteraksi. Faktor lingkungan abiotik tersebut antara lain adalah kecepatan arus, komposisi substrat dasar sungai, suhu, O2 terlarut, dan kelarutan nutrien di perairan (Hawkes, 1975, dalam Fathurrahman, 1992). Perubahan faktor lingkungan abiotik sepanjang sungai dari hulu ke arah muara akan mempengaruhi komposisi dan kelimpahan makrozoobentos di dasar sungai. Pengaruh faktor lingkungan abiotik tersebut berbeda-beda terhadap masing-masing spesies makrozoobentos. Perbedaan tersebut disebabkan adanya variasi adaptasi dan daya toleransi masing-masing spesies terhadap perubahan faktor lingkungan abiotik. Makrozoobentos yang mempunyai daya toleransi tingi terhadap perubahan faktor lingkungan abioti akan terdistribusi luas di sepanjang sungai, sedangkan yang mempunyai daya toleransi sempit akan terdistribusi pada lokasi tertentu di dalam sungai. Hal tersebut menyebabkan terjadinya distribusi longitudinal fauna makrozoobentos di sepanjang sungai. Menurut Odum (1971) pada sungai alami keanekaragaman makrozoobentos cenderung meningkat dari hulu ke arah muara sungai. Kecenderungan ini disebabkan karena makin ke arah hilir endapan dan nutrien yang berasal dari materi alokhton yang masuk ke makin banyak. Bersaaan dengan itu makin ke arah hilir sungai bertambah lebar dan kecepatan arus semakin berkurang sehingga heterogenitas habitat berangsur-angsur makin bervariasi (Hawkes, 1975; Vannote et al., 1980, dalam fathurahman, 1992). Berdasarkan pada variasi adaptasi dan kisaran toleransi makrozoobentos terhadap perubahan lingkungan abiotik maka makrozoobentos dapat digunakan sebagai indikator biologis di suatu perairan. Hal ini karena makrozoobentos lebih mampu memberikan gambaran kondisi lingkungan jika dibandingkan dengan pengujian secara fisiko-kimia (Hynes, 1963; Wilhm, 1975; Hawkes, 1979, dalam Fathurrahman, 1992). Menurut ey et al. (1978) makrozoobenos dapat dianggap lebih mencerminkan adanya perubahan faktor lingkungan abiotik dalam ruang dan waktu di suatu perairan. Karena sebagai hewan akuatik yang hidup di dasar sungai terus menerus terdedah dalam air dan tidak dapat menghindar dari bahan pencemar yang larut dalam air. Hynes (1963), Brinkhurst (1966), dan Hawkes (1979) dalam Fathurrahman (1992) mengemukakan bahwa makrozoobenos lebih tepat digunakan sebagai indikator pencemaran organik di suatu perairan, karen apencemaran organik memberikan pengaruh spesifik terhadap masing-masing spesies makrozoobentos itu. Hal tersebut berkaitan dengan kisaran toleransi masing-masing spesies terhadap konsentrasi O2 terlarut. Bahan organik yang umumnya berasal dari buangan domestik masuk ke dalam sungai, diuraikan oleh mikroba dengan bantuan O2. makin banyak buangan organik yang masuk ke dalam sungai makin banyak pula O2 terlarut yang diperlukan oleh mikroba untuk menguraikan bahan organik tersebut. Akibatnya suplai O2 di perairan makin berkurang dan akhirnya mempengaruhi struktur komunitas makrozoobentos di dasar sungai.

Pada sungai yang tercemar oleh buangan organik umumnya makrozoobentos dasar sungai dari golongan insekta akan tereduksi oleh populasi yang toleran seperti Chironomidae, Tubificidae, dan Hirudinae (Birnkhurst, 1966; Whitting & Clifford, 1983, dalam Fathurrahman, 1992). Dengan demikian pencemaran organik tersebut akan menyebabkan perubahan distribusi longitudinal makrozoobentos di sepanjang sungai. Konsekuensi perubahan distribusi longitudinal fauna makrozoobentos tersebut direfleksikan ke arah muara sungai sehingga berbeda dengan distribusi longitudinal pada sungai yang alami (Bun et al., 1986). Indikator Biologis Makhluk hidup dan lingkungannya merupakan suatu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan karena saling berinteraksi antara satu dengan yang lain (sistem ekologi/ekosistem). Setiap jenis makhluk hidup memiliki kisaran toleransi tertentu terhadap berbagai kondisi faktor lingkungan. Hal tersebut sesuai dengan kemampuan adaptasi makhluk hidup (morfologi, fisiologi, dan perilaku) terhadap kondisi dan perubahan faktor lingkungan. Sebaliknya setiap kondisi dan perubahan makhluk hidup akan mempengaruhi kehidupan organisme. Oleh karena itu kehadiran suatu jenis makhluk hidup dapat mencerminkan kondisi faktor lingkungan di habitat tersebut atau sebaliknya. Logka inilah yang digunakan sebagai dasar pengembangan indikator biologis. Dalam ekosistem terjadi arus energi yang memungkinkan terjadinya atau terbentuknya struktur trofik, diversitas biotik, dan siklus materi. Berfungsinya masing-masing komponen suatu sistem akan membentuk sistem ekologi yang seimbang. Jika terdapat masukan energi baru ke dalam sistem tersebut maka akan terjadi perubahan lingkungan yang dengan sendirinya berpengaruh terhadap komponen biotik dari sistem tersebut baik secara langsung maupun tidak langsung. Perubahan tersebut dapat berupa penurunan diversitas atau perubahan fisiologis maupun tingkah lakunya. Organisme yang mampu mentolelir perubahan lingkungan tersebut akan hidup, sedangkan organisme yang tidak mampu mentolelir lingkungan baru akan mati atau melakukan migrasi (Odum, 1993). Kisaran toleransi suatu spesies terhadap perubahan atau tekanan lingkungan, baik fisik, kimiawi, maupun kondisi-kondisi yang merupakan hasil interaksi antar komponen adalah hasil adaptasi faktor inheren. Jika batas toleransi suatu spesies diketahui maka spesies tersebut dapat dipergunakan sebagaia cuan untuk mendapatkan informasi mengenai kondisi lingkungannya. Dengan demikian konsep toleransi yang dalam aplikasinya dengan mengetahui ada tidaknya spesies dalam habitatnya dapat dipakai sebagai indikator kondisi lingkungannya. Organisme yang dipergunakan sebagai indikator lingkungannya disebut sebagai bio-indikator (Verheyen, 1990). Selain bio-indikator dikenal pula istilah bio-akumulator, yaitu organisme yang dipergunakan untuk mendeteksi kualitas air dengan cara menganalisis secara kimiawi terhadap substansi kimia yang terakumulasi dalam jaringan tubuhnya. Bio-akumulator dapat memberikan informasi mengenai substansi kimia tertentu yang terakumulasi dalam lingkungan (De Pauw, 1990). Tidak semua organisme dapat dipakai sebagai bio-indikator. Seleksi terhadap organisme yang dapat dipakai sebagai bio-indikator harus memenuhi beberapa kriteria antara lain:

1. Mempunyai kedudukan dalam kategori taksonomi yang pasti sehingga tidak menimbulkan kesalahan dalam interpretasi serta mudah diidentifikasi.

2. Pengembilan sampel dapat dilakukan dengan mudah. 3. Distribusinya kosmopolitan. 4. Didukung data autekologi yang mantap. 5. Mudah dikultur secara laboratoris. 6. Dapat mengakumulasi substansi polutan.

7. Variabilitasnya rendah. 8. Mempunyai kepekaan terhadap perubahan kondisi lingkungan. (Verheyen, 1990; De Pauw, 1990)

Terdapat empat kelompok utama biota yang mudah ditemui di lingkungan perairan air tawar, yakni cacing (termasuk lintah), mollusca (siput, bivalvia, dan limpet), crustacea (udang, kepiting, dan kerabatanya), dan serangga. Banyak sekali macam (tipe) serangga yang hidup di air, namun sebagian besar adalah nimfa atau anakan yang sedang dalam tahap pertumbuhan awal (masih muda). Biota ini penting karena dalam hidupnya memerlukan udara, makanan, dan tempat untuk hidup (habitat), maka dengan mempelajari biota ini kita akan mengetahui banyak tentang kualitas air dimana mereka hidup. Faktor yang mempengaruhi kehidupan biota ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Oksigen. Semua binatang perlu oksigen. Ada yang langsung menyerapnya melalui kulit, menggunakan insang khusus, atau menghirupnya dari permukaan, baik dengan cara berenang ke permukaan maupun melalui tabung yang panjang. Kekurangan oksigen dapat menyebabkan kematian biota air.

2. Temperatur. Invertebrata kecil yang dapat hidup di tempat dingin, ada pula yang menyukai tempat lebih hangat. Namun sebagian besar menyukai suhu dengan kisaran tertentu. Suhu lingkungan menentukan laju metabolisme di dalam tubuh organisme, karena suhu mempengaruhi aktivitas enzim. Bila suhu air berubah, misalnya dengan bertambahnya air hangat dari pabrik, bendungan, atau pengerukan sungai, akan mempengaruhi biota yang hidup di dalamnya. Di samping itu suhu juga mempengaruhi jumlah oksigen terlarut di dalam air. Semakin tinggi suhu, semakin sedikit oksigen terlarut.

3. Kecepatan aliran air (arus). Biota air tawar ada yang menyukai aliran air sungai yang tenang, dan ada yang lainnya lebih menyukai aliran air yang deras. Di bagian air yang deras lebih banyak oksigen karena peristiwa difusi oksigen dari udara lebih lancar. Kegiatan manusia yang mempengaruhi aliran air dapat mempengaruhi kehidupan biota di dalamnya.

4. Mineral. Sebagian besar biota memerlukan mineral tertentu untuk hidup. Biota mendapatkan mineral dari makanannya dan dari air sekitarnya.

5. Cahaya. Tanpa cahaya tumbuhan tidak akan tumbuh walaupun diberi cukup air. Jika tidak ada tumbuhan banyak binatang yang tidak dapat hidup terutama yang hidupnya tergantung baik secara langsung maupun tidak langsung pada tumbuhan tersebut. Selain sebagai makanan bagi hewan herbivor tumbuhan menghasilkan oksigen yang sangat penting bagi pernapasan hewan air.

6. Makanan. Beberapa invertebrata memakan tumbuhan, lainnya memakan binatang lain, dan akhirnya akan memebentuk suatu hubungan dalam bentuk jaring makan yang besar atau kompleks. Apapun yang mempengaruhi salah satu kelompok binatang (seperti pencemaran) dapat membawa perubahan bagi kelompok lain.

Beberapa Jenis Bentos yang Umum Digunakan sebagai Indikator Pencemaran Perairan Tawar Kelompok biota disusun berdasarkan toleransi terhadap pencemaran, mulai dari yang hanya dapat hidup di air yang sangat bersih, hingga yang tahan di air paling kotor.

1. Nimfa plecoptera (serangga bangsa Plecoptera). Hidupnya memerlukan lingkungan air yang sangat baik (sangat bersih). Binatang ini banyak memerlukan oksigen.

2. Nimfa lalat sehari (serangga bangsa Ephemeroptera). Serangga ini dapat hidup di lingkungan yang sangat baik sampai dengan lingkungan yang buruk.

3. Larva ulat kantung air (serangga bangsa Trichoptera). Serangga yang membutuhkan lingkungan yang baik dan sangat baik.

4. Udang (Crustacea dari bangsa Decapoda). Biota yang membutuhkan lingkungan yang sangta baik.

5. Nimfa capung (serangga bangsa Odonata). Serangga yang membutuhkan lingkungan hidup yang baik.

6. Binatang lunak atau Molllusca. Hidup di lingkungan yang kondisinya sedang sampai buruk. 7. Kepik air (serangga Hemiptera). Hidup di lingkungan yang sangat baik sampai dengan

lingkungan yang sedang. 8. Kumbang (serangga Coleoptera). Umumnya hidup di lingkungan yang kondisinya sedang. 9. Larva nyamuk atau lalat. Hidup di lingkungan yang sedang sampai dengan lingkungan

yang buruk. 10. Cacing. Biasanya hidup d lingkungan yang sangat buruk.

Penutup Pemantauan kualitas air sungai dengan menggunakan indikator biologis dari golongan makrozoobentos di Indonesia masih relatif baru. Oleh karena membutuhkan berbagai tahap adaptasi dan ujicoba pengunaan metode tersebut agar dapat memberikan hasil yang akurat. Pada umumnya kunci pengenalan (identifikasi) hewan makrobentos yang digunakan mengacu pada buku dari negara Amerika atau Eropa, oleh karena memerlukan beberapa penyesuaian dengan jenis makrobentos yang ada di Indonesia atau kawasan Asia Tenggara. Dalam kegiatan ini digunakan kunci pengenala hewan makroinvertebrata air kolam dan air tawar yang telah dikembangkan dan diujicoba di beberapa negara Asia Tenggara, khususnya Thailand. Petunjuk tersebut dikembangkan oleh Wetland International.

Petunjuk Teknis di Lapangan Pemantauan Kualitas Air Sungai dengan Menggunakan

Makrozoobentos

Untuk menggunakan metode pemantauan kualitas air sungai dengan menggunakan indikator makrozoobentos seperti yang dikembangkan Wetland International, maka perhatikan garis besar langkah berikut ini.

1. Jika tujuan studi adalah untuk membandingkan kondisi perairan suatu sungai pada beberapa lokasi yang berbeda maka penentuan lokasi sampling harus secara representatif atau mewakili kondisi yang ada. Pertimbangan yang harus diutamakan dalam menentukan lokasi amatan/sampling adalah ada tidaknya faktor luar yang diduga mempengaruhi kondisi air sungai. Misal, saudara ingin membandingkan kualitas air sungai Brantas di kota Malang, maka stasiun-stasiun amatan yang dapat digunakan adalah stasiun hulu di sekitar atau di atas kampus UMM, yakni saat sungai Brantas awal memasuki kota Malang. Stasiun kedua, ketiga, dan seterusnya dapat ditentukan di wilayah tengah kota, misal di sekitar pasar Dinoyo, di sekitar jalan Mayjen Panjaitan atau di Oro Oro Dowo, di sekitar jembatan Brantas, di sekitar Mergosono atau Gadang. Stasiun terakhir dapat ditentukan di Kendalpayak, yakni akhir sungai Brantas melewati kawasan kota Malang. Hal ini dilakukan untuk melihat ada tidaknya pengaruh pemukiman padat dan aktivitas perkotaan.

2. Jika tujuan studi adalah untuk membandingkan kualitas air di beberapa sungai, maka stasiun-stasiun amatan dapat ditentukan di beberapa tempat di setiap sungai yang dapat mewakili kondisi masing-masing sungai, yakni dari bagian hulu sampai bagian hilir.

3. Pemantauan kualitas air sungai dengan menggunakan indikator makrobentos hendaknya dilakukan pada saat sungai tidak sedang banjir (hujan). Karena biasanya hewan bentos akan terbasuh bersama air hujan/banjir. Di samping itu dalam kondisi sungai banjir akan membahayakan bagi peserta.

4. Di lokasi atau stasiun amatan yang telah ditentukan pilihlah bagian sungai sepanjang 50-100 meter sebagai tempat melakukan sampling.

5. Lakukan pengamilan bentos atau pengukuran kondisi faktor fisiko-kimia air (jika mungkin) sebanyak 3-5 kali. Jika ulangan dilakukan tiga kali maka harus dilakukan pada sisi tepi kiri, tengah, dan tepi kanan dari sungai. Jika ulangan dilakukan lebih dari 3 kali, maka aturlah sehingga pengambilan sampel dapat mewakili kondisi daerah yang ada.

6. Jaring bentos yang digunakan sebaiknya bertangkai untuk dapat mengambil atau meraih sampel bentos pada lokasi yang jauh, sulit, atau dalam.

7. Jika kondisi sungai berarus atau air terlihat mengalir maka jaring bentos bertngkai diletakkan pada dasar perairan dengan mulut jaring menghadap ke arah datangnya arus, sementara posisi orang yang melakukan sampling menghadap mulut jaring atau searah arus air. Kemudian sambil mundur telapak kaki diaduk-adukkan pada dasar sungai agar serasah, lumpur, dan bentos yang biasanya ada di dalamnya atau menempel di bawah batu akan terbasuh masuk ke dalam jaring.

8. Jika kondisi bagian sungai berupa ceruk yang tidak berarus maka pengambilan sampel bentos dapat dilakukan dengan mengerukkan secara perlahan mulut jaring pada samping batu atau di bawah vegetasi tumbuhan di tepi sungai.

9. Jika jaring sudah berisi serasah/lumpur basuhlah dengan air sungai berulang-ulang sehingga lumpur/pasir halus akan lepas, sedangkan bentos dan serasah akan tetap tinggal di dalam jaring. Setelah itu baliklah jaring dengan ujung jaring yang berisi serasah dipegang kemudian dituangkan isinya ke dalam nampan. Sisa serasah yang tertinggal di dalam jaring dibasuh dengan air agar ikut masuk ke dalam nampan.

10. Pengamatan, pemilahan, dan identifikasi bentos dapat dilakukan langsung saat itu melalui sampel yang ada dalam nampan dengan menggunakan lup dan pinset. Sampel bentos yang telah dipilah dimasukkan ke dalam botol film untuk identifikasi lebih lanjut di lab. Jika pemilahan bentos akan dilakukan di laboratorium maka sampel tersebut dimasukkan ke dalam kantung plastik dengan menambahkan sedikit air dan jangan lupa memberi kode/label sesuai nomor kelompok, stasiun, dan ulangannya. Jika waktu pengamatannya akan dilakukan lebih dari satu hari setelah pengambilan, sebaiknya ke dalam sampel ditambahkanformalin sebagai pengawet sampai berkadar kira-kira 5%. Hal ini dilakukan agar sampel bentos tidak membusuk.

11. Identifikasi jenis menggunakan gambar yang ditata dalam bentuk bagan alur seperti yang ada pada panduan pengenalan invertebrata kolam dan air sungai di Asia Tenggara (Wetland International).

12. Pada metode penggunaan makrobentos sebagai indikator kualitas air sungai yang mengacu pada panduan yang dikembangkan oleh Wetland International, untuk setiap jenis bentos cukup dilihat ada tidaknya saja, bukan hitungan jumlah individu tiap jenis (kuantitatif). Dengan metode yang lain mungkin juga harus dihitung anggota tiap jenis untuk menentukan indeks keanekaragamannya.

13. Data hasil identifikasi dan pemilahan bentos dimasukkan dalam tabel untuk menentukan indeks kualitas air. Setelah indeks kualitas air dihitung/diketahui maka dapat dicocokkan dengan angka patokan penentuan kualitas air.

14. Yang perlu diketahui bahwa penentuan kualitas air dengan makrobentos ini lebih bersifat kualitatif dengan kategori pembedaan kualitas air yang sederhana.

Rujukan De Pauw. 1990. Microinvertebrates in Assesment of Water Quality by Belgian Biotic Index.

University of Antwerp UIA. Fathurrahman. 1992. Komunitas Makrozoobentos di Sepanjang Sungai Cimahi Kabupaten

Bandung. Thesis. Bandung: PPS Biologi ITB. Odum, E.P. 1993. Basic Ecology. Philadelphia: Saunders College Publishings. Rosenberg, D.M. dan Resh, V.H. tanpa tahun. Fresh Water Biomonitoring and Benthic

Macroinvertebrates. New York: Chapman and Hall. Verheyen. 1990. Applied Ecology. University of Antwerp UIA.