Cari Blog Ini

Memuat...

Rabu, 04 Mei 2011

Lingkungan ekstrasel

LINGKUNGAN EKSTRASEL

I. PENDAHULUAN
Eksistensi dari keberhasilan suatu organisme atau kelompok organisme tergantung pada keadaan lingkungan yang sangat rumit. Suatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut keadaan yang membatasi atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai nilai ekstrim maksimum maupun minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas bervariasi dan berbeda untuk setiap tumbuhan maupun hewan dengan nilai ekstrim tertentu, sehingga terjadilah pengelompokan dan perkembangan serta penyebaran organisme tersebut.
Liebig menyatakan bahwa jumlah bahan utama yang dibutuhkan apabila mendekati keadaan minimum kritis cenderung menjadi pembatas. Ditambahkannya bahwa cahaya, suhu, zat makanan dan unsur-unsur utama meyebabkan hilangnya vegetasi pada ketinggian tertentu di pegunungan atau hilangnya beberapa tumbuhan dalam wilayah yang dinaungi. Jadi penyebaran tumbuhan ditentukan oleh cahaya, suhu dan unsur hara yang tidak memadai.
Bukan sekadar terlalu sedikitnya sesuatu yang menjadi faktor pembatas seperti yang dinyatakan Liebig, tetapi juga terlalu banyak faktor seperti panas, cahaya dan air. Oleh sebab itu organisme mempunyai sifat minimum dan maksimum lingkungannya. Jarak antara kedua batas nilai minimum dan maksimum lingkungan

II. RUMUSAN MASALAH
A. Faktor-faktor Lingkungan Yang Ekstrem
B. Udara Sebagai Lingkungan Ekstraseluler

III. PEMBAHASAN
A. Faktor-faktor Lingkungan Yang Ekstrem
Suatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut keadaan yang membatasi atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai nilai ekstrim maksimum maupun minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas bervariasi dan berbeda untuk setiap tumbuhan maupun hewan dengan nilai ekstrim tertentu.suatu sel hanya dapat hidup dan berkembang biak pada lingkungan yang sesuai yaitu pada batas-batas pada umumnya, dan suatu sel akan mengalami stres bahkan mati jika berada pada lingkungan yang ekstrem baik minimum maupun maksimum. Diantara faktor-faktor yang dapat menjadi ekstrem adalah sebagai berikut:
1. Air untuk aktivitas (Water bactivity)
Water activity adalah air yang tersedia atau air yang dimanfaatkan untuk keperluan hidup, yang meliputi air untuk metabolisme, air untuk pertumbuhan dan air untuk kepentingan reproduksi. Tidak semua air yang ada di likungan dapat dimanfaatkan untuk kepentingan hidup seperti diatas. Water activity merupakan salah satu faktor ekstrim bagi kehidupan sel ketika dalam kondisi yang tidak wajar baik minimum maupun maximum. Ada dua faktor yang mempengaruhi water activity, yaitu derajat air yang dapat diserap oleh permukaan sel dan derajat air yang dapat keluar sel. Kedua faktor ini harus dapat diatur sedemikian rupa oleh sel agar jumlah air yang tersedia selalu tetap dalam batas kewajaran. Bila water activity terganggu maka kehidupan sel akan terganggu pula.
Ada dua jenis lingkungan dibumi kita ini yang memiliki water activity rendah,. Pertama adalah lingkungan kering, dimana jumlah air sangat sedikit. Air hanya terikat pada partikel tanah/batuan, atau terikat hanya pada permukaannya. Kedua adalah lingkungan garama air mengandung garam, jadi water activity juga rendah, artinya air yang tersedia untuk keperluan hidup juga sedikit.
Umumnya organisme dapat tumbuh dengan baik pada water activity tinggi (>95%). Organisme osmotoleran dan osmofilik, yaitu organisme yang bisa tumbuh pada lingkuagan yang water activitynya rendah akan dapat tumbuh lebih baik bila dipelihara atau dipindahkan kelingkungan yang water activitynya tinggi. Banyak diantara tanaman anggrek atau kaktus yang umumnya tumbuh di lingkungan kering akan menunjukan pertumbuhan yang bagus bila dirawat atau pindahkan ke lingkungan dengan water activity yang yang lebih tinggi.
2. Salinitas
Bila kadar garam naik, berarti air yang tersedia menjadi berkurang. Pengaruhnya terhadap kehidupan biasanya dilihat sebagai fenomina yang berkenaan dengan takanan osmotik. Tetapi hal ini sebenarnya lebih cocok kalau dilihat sebagai fungsi dari water activity. Meningkatnya kadar garam dilingkungan air berarti menurunnya water activity. Hal ini akan memberi pekerjaan baru bagi sel untuk memisahkan garam yang meningkat tadi, sehingga air cocok untuk proses kehidupan.
Peningkatan kadar garam lingkungan mungkin akan mempunyai pengaruh lain terhadap sel. Ion-ion tertentu mungkin akan menjadi toksik, dan oleh karenanya dapat menjadi salah satu bentuk pembatas toleransi terhadap lingkungan. Sementara itu ada beberapa organisme yang justru cocok dengan meningkatkan kposentrasi ion-ion seperti yang dijumpai di lingkungan garam. Organisme ini adalah halobakterium, yang membutuhkan ion Na+ relative tinggi untuk prtumbuhannya. Halobakterium adalah salah satu contoh organisme yang halofil, yaitu organisme yang hidupnya di lingkungan garam.
3. pH
pH berpengaruh terhadap struktur dan aktivitas enzim. Perubahan ph sebesar apapun di lingkungan dapat berpengaruh tidak baik terhadap metabolisme. Di bumi ini habitat asam lebih umum dari pada habitat alkali/basa. Catatan menunjukan bahwa air laut sedikit basis dengan ph 8, sedangkan sungai dan danau memiliki ph yang kisarannya mendekati netral 5-6. kisaran inilah yang banyak disukai oleh organisme, artinya pada kisaran ph inilah banyak di jumpai berbagai jenis makhluk hidup. di beberapa tempat belahan bumi ini ph-nya sangat rendah. Di bawah gunung-gunung berapi, lingkungnanya sangat asam. Contoh ekstrem dari lingkungan yang sangat asam adalah solfatara, yaitu kawah gunung api yang kaya akan belerang.kawah-kawah seperti ini bayak ditemukan diberbagai tempat di bum ini. Tempat-tempat seperti ini biasanya mengandung endapan asam sulfat yang menjdikan lingkungan dangan ph kurang dari duayellowstone national park, suatu taman nasional merupakan suatu lingkungan dengan ph 0,05. lingkungan dengan ph serendah in ternyata masih ada kehidupan yaitu alga atau ganggang.
Berbagai organisme dapt hidup di berbagai tempat dengan batas ph terendah yang juga berbeda-beda. Jenis-jenis fungi, bakteri, dan alga tertentu dapat toleran terhadap ph ektrem redah, sedangkan tubuhan vaskuler ph rendah yang dapat ditolelir adalah pH3, dan ikan dapat hidup pada kisaran pH4.
Karena ada hubungan yang erat antara pH dengan struktur protein., maka organisme yang hidup dilingkungan asam harus memiliki satu diantara dua perlengkapan hidup berikut inbi untuk menjadikan dirinya survive atau lestari, pertama, organisme iu harus mempunyai enzim yang dapat bekerja dalam lingkungan tersebut. Kedua, organisme itu harus memiliki kemampuan untuk memelihara lingkungan internal sel tanpa dipengaruhi oleh kondisi lingkungan eksternalnya.
4. Tekanan Hidrostatik
Faktor yang juga dapat menjadi ekstrem adalah tekanan hidrostatik. Ini akan dialami oleh organisme yang hidup diair. Tiap kedalaman 10m, tekanan akan meningkat satu atmosfer. Beberapa organisme dinamakan barotolerant, kalau organisme itu dapat tumbuh, berkembang dan reproduksi dengan lingkungan dengan tekanan hidrostatik yang tinggi tersebut. Organisme macam ini adalah organisme yang memiliki enzim yang tetap dapat bekerja walaupun tekanan hidrostatik menjadi tinggi, dan mempunyai membran sel maupun sistem membran lain yang tidak terpengaruh sama sekali oleh adanya tekanan yang tinggi.
5. Temperatur
Temperatur juga dapat menjadi ekstrem. Ada diantara organisme itu terutama mikroorganisme dapat hidup pada kisaran temperatur yang sangat luas. Beberapa diantaranya dapat hidup, artinya dapat melakukan metabolisme dan reproduksi pada suhu dibawah 00C, sementara yang lain dapat tumbuh dan berkembang pada lingkungan air dengan suhu yang sangat tinggi.
Organisme yang hidup pada temperatur tinggi memiliki enzim termostabil, yang umumnya tidak dimemiliki oleh organisme lain. Walaupun lingkungan itu panas sehingga tdak ada organisme mampu bertahan hidup, tewtapi bagi organisme tertentu lingkungan itu justru sebagai lingkungan yang ideal untuk menyelenggarakan kehidupannya, atau sebagai habtat yang normal. Lingkngan menjadi ekstrem hanya karena organisme tersebut tidak adatif terhadapnya.
Umumnya organisme hanya dapat bertahan lagi apabila dikenai beberapa ekstrem. Sebagai contoh, kombinasi pH rendah dan temperatur tinggi akan menyebabkan kematian (lethal) bagi hampir semua bentuk kehidupan. Kematian itu terjadi sebagai akibat dari terhidrolisisnya molekul-molekul biologik pokok pada kedua keadaan ekstrem tadi. Organisme yang hidup di air pada umumnya mempunyai batas toleransi yang lebih sempit terhadap temperatur dari pada binatang yang hidup di darat, sehingga temperatur penting dan sering kali merupakan faktor pembatas.
6. Konsentrasi oksigen
Konsentrasi oksigen berpengaruh nyata terhadap aktivitas enzim bagi organisme yang melakukan metabolisme. Beberapa organisme menjadi toleran bila ada oksigen (aerobik), dan yang lain akan mengalami kematian bila ada oksigen (anaerobik). Jadi, kebutuhan oksigen tiap organisme berbeda-beda. Organisme bisa hidup pada lingkungan yang mengandung oksigen sesuai dengan kebutuhan dan akan mengalami stres atau kematian jika hidup pada lingkungan yang konsentrasi oksigenya tidak sesuai.
7. Nutrien
Lingkungan air dalam umumnya nutrien atau makanan terbatas jumlahnya, sehingga organisme yang membutuhkan diet komplek akan mengalami kesukaran untuk memenuhi makananya. Untungnya di laut dalam ada arus air, sehingga melalui arus ini juga makanan akan berputar. Dengan demikian kelangsungan kehidupan di air dalam tetap dapat dipertahankan. Namun demikian, tiap organisme tidak dapat disamaratakan dalam kebutuhan nutrien atau makanan, nutrien menjadi faktor lingkungan yang ekstrim jika dalam kondisi minimum atau maximum.
8. Radiasi
Radiasi dapat hadir dengan lingkungan yang sangat merugikan bagi organisme. Mikroorganisme dapat mengalami kerusakan yang hebat oleh adanya radiasi terutama bila berada di udara atau di dekat udara.

B. Udara Sebagai Lingkungan Ekstraseluler
Udara bukan merupakan habitat bagi kebanyakan sel scra individual, tetapi lebih merupakan habitat bagi kebanyakan organisme multisel yang benar-benar terestrial. Organisme uniseluler, terutama yang tergabung dalam prokariotik seperti bakteri, menggunakan udara sebagai alat transport. Akan tetapi umumnya pengaruh udara terhadap sel, bila hanya dilihat dari sisi lingkungan ekstra sel, udara banyak mendatangkan kerugian dan bersifat destruktif/merusak. Oleh karenanya udara di anggap sebagai lingkungan yang ekstrem. Kerugian dan kerusakan yang ditimbulakan udara bila dilihat hanya dari sisi lingkungan, karena udara akan menyebabkan desikasi dan karena adanya radiasi.
1. Desikasi
Dasikasi atau kekeringan dapat terjadi bila dehidrasi terjadi secara berlebihan. Arang kali pengaruh yang paling membahayakan dari udara terhadap sel adalah karena udara dapat menyebabkan sel kehilangan air sampai tahap dimana metabolisme berhenti. Beberapa kiat organisme untuk mengatasi adanya desikasi adalah sebagai berikut:
a) Adanya konstruksi dinding sel
Adanya konstruksi dinding sel untuk mengurangi terjadinya evaporasi Sebagai contoh bakteri penyebab penyakit TBC yakni Mycobakterium tuberculosis, selnya dilindungi oleh dinding sel yang kaya akan lemak atau llin, sehingga mereka tahan pada sputum (dahag) kering atau debu berbulan-bulan. Dinding sel dihasilkan oleh Mycobakterium tuberculosis ini dapat dianggap sebagai struktur adaptasi yang menyebabkan ia survive dalam waktu yang lama hingga ia dapat berpindah dari orang yang satu kepada orag yang lain.
b) Dormansi
Pada keadaan yang tidak menguntungkan , diantara organisme menyikapinya dengan jalan memasuki fase yang dinamakan fase istirahat. Pada bakteri fase ini dilalui dengan cara membentuk endospora. Endospora dihasilkan memiliki dinding yang tebal dan komposisinya dibuat demikian rupa yang menyebabkan DNA dan enzim-enzim tertentu tetap dalam status darman hingga saat tertentu.
c) Dengan membentuk kiste
Pada protozoa, dalam menyikapi desikasi ini dengan cara membentuk kiste. Kiste yag terbentuk berdinding tebal, yang melindunginya dari pengaruh tidak menguntungkan pada keadaan kering dalam waktu yang lama. Bila keadaan telah kembali normal kiste akan kembali ke bentuk vegetativnya, yaitu tropozoid.
Sekresi meterial protektif anti desikasi. Pada organisme tingkat tinggi, utamanya adalah organisme multiselural darat menyikapi desikasi ini dengan membentuk bangunan khusus di permukaan tubuh yang bertugas untuk sintesis meterial protektif dan mensekresikan haslnya sebagai senyawa anti desikasi. Tidak seperti pad organisme tingkat rendah dalam mengtasi deskasi itu langsung bertujuan untuk menjaga kelangsungan hidup, sedangkan kiat yang dilakukan pada organisme tingkat tinggi lebih mengarah pada tujuan tidak langsung yaitu dengan hanya menghasilkjan senyawa protektif anti desikasi.
2. Radiasi
Mycobakterium tuberculosis yang selamat dari ancaman desikasi atau kekeringan berbulan-bulan ternyata akan segera mati jika terkwena cahaya matahari tidak lebih dari dua jam. Cahata matahari mengandung faktor sterilan berupa sinar violet. Celakanya materi sel yang peka terhadap sinar ultra violet adalah asam inti. Tergantung banyaknya sinar ultra violet yang mendedah sel, pengaruh sinar ultra violet dapat bersifat mutagenik atau lethal. Efek merusak dari sinar ultra violet adalah fotodimerisasi basa nitrogen timin menjadi dimersiklobutan. Dengan terbemtuknya dimersiklobutan, maka asa nitrogen timin tidak lagi tersedia, sedagkan untuk replikasi DNA dibutuhkan timin bebas. Akibatnya sudah jelas, replikasi DNA tidak dapat berlangsung alias terhenti. Tampilan yang dapat diamati seperti telah disebut sebelumya yaitumutagenik (menyebabkan mutasi) atau lethal (menyebabkan kematian) sel.
Bakteri memiliki enzim dalam jumlah yang sangat kecil yaitu enzimfotoliase. Dengan adanya sinar dengan panjang gelombang maksimal 380 nm, fotoliase akan menjadi aktif dan mengadakan reaksi balik yaitu dimerisasi dengan menghasilkan timin bebas. Proses reaksi balik dari dimersiklobutan menjadi timin bebas yang dipacu oleh enzim fotolise ini dinamakan fotoreaktivasi. Bakteri yang memiliki enzim fotolisasi akan tetap survive meskipun tertedah oleh sinar ultra violet yang memiliki efek merusak tadi.


Daftar Pustaka

Susi Winarni, M.Pd. Biologi Sel Semarang 2010 hal
http://wepedia.mobile/id/lingkungan
www.pdf.queen.com/pdf/de/definisi-suhu
jlcome.blogspot.com/suhu-laut.html
sylvaindonesia.webs.com/suhu udara
Id.wikipedia.org/wiki/lingkungan darat

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar