Mahmuddin

Belajar dan Berbagi

Cekaman pada Makhluk Hidup

Posted by Mahmuddin pada Oktober 16, 2009

Setiap makhluk hidup memerlukan kondisi lingkungan sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangannya dalam kehidupan. Pada kenyataanya, kondisi lingkungan di mana makhluk hidup berada selalu mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi mungkin saja masih berada dalam area toleransi makhluk hidup, namun seringkali perubahan lingkungan menyebabkan menurunnya produktivitas bahkan kematian pada makhluk hidup. Hal ini menguatkan bahwa setiap makhluk hidup memiliki faktor pembatas dan daya toleransi terhadap lingkungan.

Bila kondisi lingkungan sedemikian rupa sehingga makhluk hidup tanggap secara maksimal terhadap suatu faktor lingkungan maka makhluk hidup itu tidak tercekam oleh faktor tersebut. Segala perubahan kondisi lingkungan yang mengakibatkan tanggapan makhluk hidup menjadi lebih rendah dari pada tanggapan optimum dapat dikatakan sebagai cekaman. Penelitian Seyle tentang respon cekaman pada hewan sebagaimana dilaporkan oleh Salisbury (1995) menyatakan, bahwa ketika makhluk hidup mulai mendapatkan faktor cekaman kemungkinan reaksi yang terjadi terdiri atas empat tahapan, yaitu:

  • Tahap I, saat fungsi yang berkepentingan menyimpang dari biasanya maka terjadi reaksi tanda bahaya.
  • Tahap II : saat organisme beradaptasi pada faktor cekaman dan fungsi seringkali menuju keadaan normal (tapi mungkin tidak benar-benar mencapainya) maka akan terjadi resistensi atau fase pemulihan.
  • Tahap III : jika faktor cekaman meningkat atau terus berlangsung dalam waktu lama, maka akan terjadi kelelahan.
  • Tahap IV : saat fungsi sekali lagi sangat menyimpang dari normal, maka akan terjadi kematian.

Setiap makhluk hidup dapat saja mengalami faktor cekaman, baik dilingkungan aslinya maupun di lingkungan barunya. Menurut Salisbury (1995), tanaman pada lapang paling produktif pun mengalami cekaman. Namun kita dapat menciptakan lingkungan yang baik bagi tanaman agar hasilnya lebih banyak. Demikian halnya pada hewan, berbagai upaya intervensi terhadap lingkungan atau rekayasa genetic dapat dilakukan untuk meningkatkan ketahanannya terhadap berbagai faktor cekaman.

A.      Cekaman abiotik

Cekaman Cahaya

Cahaya merupakan salah satu kunci penentu dalam proses metabolisme dan fotosintesis tanaman. Cahaya dibutuhkan oleh tanaman mulai dari proses perkecambahan biji sampai tanaman dewasa. Respon tanaman terhadap cahaya berbeda-beda antara jenis satu dengan jenis lainnya. Ada tanaman yang tahan (mampu tumbuh) dalam kondisi cahaya yang terbatas atau sering disebut tanaman toleran dan ada tanaman yang tidak mampu tumbuh dalam kondisi cahaya terbatas atau tanaman intoleran.

Kedua kondisi cahaya tersebut memberikan respon yang berbeda-beda terhadap tanaman, baik secara anatomis maupun secara morfologis. Tanaman yang tahan dalam kondisi cahaya terbatas secara umum mempunyai ciri morfologis yaitu daun lebar dan tipis, sedangkan pada tanaman yang intoleran akan mempunyai ciri morfologis daun kecil dan tebal.

Kekurangan cahaya pada tumbuhan berakibat pada terganggunya proses metabolisme yang berimplikasi pada tereduksinya laju fotosintesis dan turunnya sintesis karbohidrat. Faktor  ini secara langsung mempengaruhi tingkat produktivitas tumbuhan dan ekosistem. Hale dan Orcutt (1987) dalam Supijatno (2003) berpendapat, bahwa adaptasi terhadap naungan dapat melalui 2 cara: (a) meningkatkan luas daun sebagai upaya mengurangi penggunaan metabolit; contohnya perluasan daun ini menggunakan metabolit yang dialokasikan untuk pertumbuhan akar, (b) mengurangi jumlah cahaya yang ditransmisikan dan direfleksikan. 

Cekaman air

Air merupakan komponen fisik yang sangat vital makhluk hidup. Lebih dari 70% bobot segar tubuh makhluk hidup adalah air. Air memiliki fungsi penting bagi tubuh organisme sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma, senyawa pelarut mineral dan nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain, media terjadinya reaksi-reaksi metabolik, rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat, penghasil hidrogen pada proses fotosintesis tumbuhan, menjaga turgiditas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel, mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu, berperan dalam pembelahan dan pemanjangan sel, bahan metabolisme dan produk akhir respirasi, serta digunakan dalam proses respirasi (Noggle dan frizt, 1983 dalam Sinaga, 2007).

Menurut Sasli (2004), cekaman kekeringan pada tumbuhan dapat disebabkan oleh 2 (dua) faktor, yaitu kekurangan suplai air di daerah perakaran atau laju kehilangan air (evapotranspirasi) lebih besar dari absorbsi air meskipun kadar air tanahnya cukup. Namun, cekaman air dapat saja terjadi dalam kondisi air yang berlebihan sehingga dapat merugikan tumbuhan. Munns (2002) dalam Sasli (2004) mengklasifikasikan, bahwa respon tumbuhan terhadap cekaman kekeringan dalam menit terjadi penyusustan seketika laju pemanjangan daun dan akar, dalam jam laju pemanjangan kembali normal tapi lebih rendah, dalam hari laju mekarnya daun berkurang, dalam minggu jumlah pucuk lateral berkurang, dalam bulan mengubah saat pembungaan dan penyusutan produksi biji. Dan ketika air dalam kondisi berlebihan, sel akan mengalami turgor berlebihan yang pada akhirnya akan menyebabkan sel pecah dan organ tumbuhan menjadi rusak/mati.

Sedangkan cekaman air pada hewan dapat mengakibatkan terjadinya dehidrasi pada sel, sehingga metabolisme terhambat dan berujung pada kematian. Proses adaptasi dapat dilakukan dengan memperbanyak konsumsi makanan yang berair, mengurangi aktivitas yang membutuhkan metabolisme tinggi.

Cekaman suhu

Cekaman suhu terhadap makhluk hidup bersifat spesifik. Menurut Salisbury (1995), tidak ada batas suhu terendah bagi kelangsungan hidup spora, biji dan bahkan lumut kerak dan lumut daun tertentu pada kondisi kering. Batas suhu terendah untuk bertahan hidup pada keadaan yang lebih normal sangat tergantung pada spesies  dan sejauh mana jaringan telah diadaptasikan terhadap embun es. Tumbuhan yang sedang tumbuh aktif sering dapat bertahan hidup hanya pada beberapa derajat di bawah 0oC, sedangkan banyak yang dapat bertahan pada sekita -. 40oC. Beberapa tumbuhan tinggi dapat tumbuh dan berbunga di bawah  salju.

Parker (1963) dalam Salisbury (1995) mengemukakan, bahwa walaupun produktivitas ekosistem dunia mungkin lebih dibatasi oleh air ketimbang oleh faktor lain, suhu rendah mungkin faktor pembatas  terpenting bagi persebaran tumbuhan. Tumbuhan mengalami penciutan pada saat pembekuan karena Kristal es memasuki ruang udara di luar sel dan di dalam sel hidup dapat terjadi pembekuan es secara alami. Selain itu, aktivitas enzim pada suhu rendah terganggu sehingga terjadi ketidakseimbangan metabolisme dalam sel. Problem yang sama dihadapi oleh hewan, sehingga pada suhu rendah banyak hewan yang melakukan hibernasi.

Pada kondisi suhu tinggi yang ekstrem, enzim dapat mengalami denaturasi dan pemutusan asam nukleat pada sebagian besar organisme. Sifat merusak pada tumbuhan terutama pada fungsi fotosintesis yang tidak terjadi karena fotosistem yang peka terhadap panas. Dengan demikian, faktor suhu sangat menentukan penyebaran tumbuhan dan hewan dalam biosfer.

Cekaman Zat Hara dalam Tanah

Di dalam ekosistem, hubungan tanah, tumbuhan, hara dan air merupakan bagian yang paling dinamis. Tanaman menyerap hara dan air dari dalam tanah untuk dipengaruhi dalam proses-proses metabolisme dalam tubuhnya. Sebaliknya tanaman memberikan masukan bahan organik melalui seresah yang tertimbun di permukaan tanah berupa daun, ranting serta cabang yang rontok. Bagian akar tanaman memberikan masukan bahan organik melalui akar-akar dan tudung akar yang mati serta dari eksudasi akar.

Jika ketersediaan unsur hara esensial kurang dari jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman, maka tanaman akan terganggu metabolismenya yang secara visual dapat dilihat dari penyimpangan-penyimpangan pada pertumbuhannya. Gejala kekurangan unsur hara ini dapat berupa pertumbuhan akar, batang atau daun yang terhambat (kerdil) dan khlorosis atau nekrosis pada berbagai organ tumbuhan. Gejala yang ditampakkan tanaman karena kurang suatu unsur hara dapat menjadi petunjuk kasar dari fungsi unsur hara yang bersangkutan. Suatu tumbuhan dikatakan kekurangan (defisiensi) unsur hara tertentu apabila pertumbuhan terhambat yakni hanya mencapai 80% dari pertumbuhan maksimum walaupun semua unsur hara esensial lainnya tersedia berkecukupan. Defisiensi unsur hara terjadi jika unsur hara ada tapi yang diperlukan tanaman tidak cukup untuk kebutuhan. Fenomene lain yang akhir-akhir ini menjadi faktor pembatas pertumbuhan pada tapak rusa yaitu kekurangan hara karena dalam areal tumbuhnya unsur hara yang diperlukan tidak ada (malnutrisi). Permasalahan hara yang lebih komplek lagi adalah adanya kekacauan unsur hara (nutrient disorder). Menurut Supijatno (2003), penyerapan hara yang efisien sangat ditentukan oleh morfologi akar dan genotipe yang efisien umumnya mempunyai nisbah akar tajuk yang besar.

B.      Cekaman biotik

Komponen biotik yang dapat menjadi cemakan bagi kehidupan makhluk hidup dapat berupa herbivor, parasit/patogen, dan predator. McNaughton dan Wolf (1998) mengemukakan, bahwa akibat yang ditimbulkan oleh herbivore pada produktivitas primer sangat sedikit sekali diketahui. Bahkan hubungan antar herbivore dan produktivitas primer bersih kemungkinan bersifat kompleks, di mana konsumsi sering menstimulasi produktivitas tumbuhan sehingga meningkat mencapai tingkat tertentu yang kemudian dapat menurun jika intensitasnya optimum.  Namun demikian, herbivore yang berupa hewan-hewan kecil yang bersifat hama seperti serangga dapat menjadi masalah besar bagi tumbuhan. Aktivitas hama yang menyerang titik tumbuh terminal dapat menyebabkan kematian tumbuhan. Banyak pohon mengembangkan alat pelindung terhadap herbivora melalui produksi bahan kimia tertentu yang jika dikonsumsi oleh herbivora memberi efek yang kurang baik bagi herbivora.

Organisme yang bersifat parasit dapat menjadi cekaman bagi tumbuhan maupun hewan, oleh karena keberadaannya dapat mengambil alih secara dominan hasil metabolisme tubuh yang dibutuhkan oleh inang. Tumbuhan atau hewan dapat mengalami kekurangan nutrisi yang dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan. Pada kondisi yang lain, banyak parasit yang dapat menyebabkan terjadinya penyakit pada organisme inang sehingga pada tahap tertentu dapat menyebabkan kematian.

Tuntutan kebutuhan makanan sebagai sumber energi bagi kehidupan menjadikan interaksi organisme menjadi sangat bervariasi. Bagi hewan yang notabene bersifat heterotrof, mutlak memerlukan makanan dengan memakan organisme lain sebagai predator. Populasi predator yang berada di atas daya reproduksi mangsa menyebabkan terjadinya penurunan populasi mangsa. Pada tahap kritis, populasi organisme mangsa yang tidak dapat menghindar atau melindungi diri pada akhirnya akan mati dan habis dalam ekosistem. Namun demikian, interaksi predasi secara alami dalam ekosistem bersifat terkontrol, di mana populasi predator dikontrol oleh propulasi mangsa dan sebaliknya populasi mangsa dikontrol oleh populasi predator.

Guna meningkatkan ketahanan tumbuhan dan hewan terhadap faktor cekaman lingkungan tertentu, saat ini telah banyak dikembangkan metode melalui teknologi rekayasa genetik. Rekayasa genetik memungkinkan dilakukannya pemilahan kebutuhan gen yang dapat mentolerir cekaman tertentu. Selain itu, pada hewan juga telah dikembangkan melalui teknik vaksinasi untuk meningkatkan kekebalan terhadap penyakit tertentu.

Satu Tanggapan to “Cekaman pada Makhluk Hidup”

  1. bowo said

    thnkz…..

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: