BIOLOGI DASAR TERINTEGRASI FIRMAN ILAHI

ada beberapa tahapan perkembangan mulai dari larva (ulat) kemudian menjadi pupa (kepompong). Setalah tubuh kupu-kupu dibentuk di dalam kepompong, ia akan berkembang menjadi pupa dan selanjutnya cairan hemolimpa akan dialirkan ke sayap-sayapnya hingga kupu-kupu dewasa mampu menarik diri untuk keluar dan terbang bebas. Beberapa serangga dikisahkan di dalam Al Qur‟an, diantaranya semut, lebah, nyamuk dan lalat. Semut Sebagian besar umat muslim telah mengetahui kisah nabi Sulaiman A.S dan bala tentaranya yang akan melewati lembah tempat semut-semut berada. Nabi mendengar semut itu berbicara; mereka merasa takut akan terinjak oleh pasukan yang akan lewat. Nabipun tersenyum mendengar pembicaraan semut tersebut. Maha Kuasa Allah yang telah memberi kelebihan kepada hambanya Nabi Sulaiman dengan mampu memahami bahasa hewan. \"Hingga ketika mereka sampai di lembah semut, berkatalah seekor semut, \"Wahai semut-semut! Masuklah ke dalam sarang-sarangmu agar kamu tidak diinjak oleh Sulaiman dan bala tentaranya, sedangkan mereka tidak menyadari”. (Q.S An-Naml 18). Menurut Thayyarah (2013) dalam ayat ini Allah menetapkan bahwa semut bisa berbicara dan mempunyai pengetahuan. Faktanya, semut memiliki otak yang berukuran kecil, sel-sel saraf, dan saraf-saraf yang berfungsi untuk mengatur informasi dan peta petunjuk jalan menuju lokasi makanan dan rumah mereka. Para ilmuwan mengungkapkan, ketika meninggalkan rumah, semut akan memberi tanda berupa zat kimiadi titik- titik tertentu pada rute yang dilaluinya. Zat kimia tersebut mengeluarkan bau khas sehingga dapat menjadi petunjuk jalan bagi semut ketika pulang. 89

Para ilmuan juga menemukan bahwa semut berkomunikasi dengan beberapa bahasa. Diantaranya dengan suara yang bisa didengar, dengan bahasa isyarat dan gerakan, serta bahasa kimiawi yang mengandalkan indera penciuman. Lebah \"Dan, Tuhanmu mewahyukan kepada lebah, Buatlah sarang-sarang di gunung-gunung, di pohon-pohon kayu, dan di tempat-tempat yang dibuat oleh manusia. Kemudian makanlah dari segala macam buah-buahan, lalu tempuhlah jalan Tuhan-mu yang telah dimudahkan bagimu. Dari perut lebah itulah dikeluarkan minuman (madu) yang bermacam-macam warnanya; didalamnya terdapat obat yang menyembuhkan bagi manusia.\" (Q.S An-Nahl: 68-69). Lebah merupakan salah satu diantara tanda-tanda kekuasaan Allah yang sangat memesona yang menunjukkan keagungannya. Di dalam Al- Quran terdapat satu surah bernama an-Nah, yang berarti lebah. Lebah merupakan serangga yang sangat istimewa. la mampu memproduksi makanan yang bergizi dan obat untuk berbagai macam penyakit. Lebah merupakan jenis serangga yang memiliki sistem sosial yang detail dan solid, yang takkan mampu ditiru oleh komunitas sosial manusia yang paling maju sekalipun (Thayyarah, 2013). Komunitas lebah terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu ratu, pejantan, dan pekerja. Reproduksi hanya dilakukan oleh seekor lebah ratu. Kelompok pekerja adalah lebah betina yang bertugas membuat sarang dengan lobang-lobang kecil berbentuk hexagonal untuk penyimpanan telur maupun madu. Lebah betina juga mengumpulkan sari-sari bunga sebagi bahan pembuatan madu. Thayyarah (2013) juga menjelaskan bahwa ketika lebah hinggap pada kelopak bunga, ia akan mengisap serbuk sari menggunakan lidah dan 90

memasukannya ke dalam kantong madu. Proses itu dilakukan berulang- ulang sampai kantong itu penuh. Selama perjalanan pulang, serbuk sari ini akan berubah menjadi madu karena diproses oleh kelenjar khusus didalam tubuh lebah. Lebah madu hanya mengambil satu jenis bunga tertentu setiap hari. Oleh sebab itu, jika ada lebah dari sarang lain datang, semua lebah pemilik sarang akan mengetahui bahwa lebah itu bukan anggota kelompok mereka. Sebab, bau bunga yang dibawa oleh lebah asing itu berbeda dengan bau bunga yang mereka ambil pada hari itu. Bunga yang mereka tetapkan untuk diambil sarinya merupakan rahasia yang hanya diketahui oleh lebah penghuni sarang.Subhanallah Nyamuk \"Sesungguhnya Allah tidak segan membuat perumpamaan seekor nyamuk atau yang lebih kecil dari itu. Adapun orang-orang yang beriman mengetahui bahwa itu kebenaran dari Tuhan. Sementara, mereka yang kafir mengatakan, 'Apa maksud Allah dengan perumpamaan ini?' Dengan (perumpamaan) itu banyak orang yang dibiarkan-Nya sesat, dan dengan itu banyak pula orang yang diberi- Nya petunjuk. Tetapi, tidak ada yang Dia sesatkan dengan (perumpamaan) itu selain orang-orang sesat.\" (Al-Baqarah: 26). \"Seandainya dunia ini bagi Allah seperti sayap seekor nyamuk, tentu Dia tidak akan memberikan minuman kepada orang kafir walau hanya setetes air.\" (HR. At-Tirmidzi). Dua dalil tersebut (Al-Quran dan hadis) menunjukkan betapa pentingnya seekor nyamuk sehingga dijadikan sebagai suatu perumpamaan. Nyamuk mempunyai radar yang dapat mendeteksi berbagai hal. Dengan radar itulah nyamuk mendeteksi suatu objek dengan cara merasakan suhu yang dipancarkan oleh objek tersebut. Ia dapat mendeteksi keberadaan manusia karena suhu manusia lebih tinggi daripada suhu benda-benda lain 91

di dalam ruangan yang ditempati manusia. Nyamuk dapat menularkan penyakit berbahaya seperti malaria, demam berdarah, demam berdarah dengue (DBD), dan kaki gajah. Manusia sering meremehkan nyamuk karena tubuhnya yang kecil. Al-Quran pun mencela manusia atas sikap yang demikian seraya menunjukkan akan bahayanya dan menjadikannya sebagai perumpamaan untuk memberikan tantangan kepada manusia. Hal itu dilakukan Al-Quran sebelum bentuk tubuh nyamuk diketahui manusia melalui mikroskop (Thayyarah:2012). Lalat \"Wahai manusia, telah dibuat suatu perumpamaan. Maka dengarkanlah! Sesungguhnya segala sesuatu yang kamu seru selain Allah tidak dapat menciptakan seekor lalat pun walaupun mereka bersatu untuk menciptakannya. Dan, jika lalat itu merampas sesuatu dari mereka, mereka tidak dapat merebutnya kembali dari lalat itu. Sama lemahnya yang menyembah dan yang disembahnya.\" (Q.S Al-Hajj: 73). \"Jika ada lalat jatuh ke dalam minuman salah seorang di antara kamu, maka benamkanlah lalat itu lalu buanglah. Sebab, pada salah satu sayapnya terdapat penyakit, dan pada satunya lagi terdapat obat.\" (HR. Bukhari). Sains modern telah membuktikan bahwa lalat memiliki kelenjar air liur yang sangat banyak. Hanya dengan menyentuh sedikit makanan saja, ia mengeluarkan sejumlah besar kelenjar air liur yg segera mengubah makanan itu menjadi \"sesuatu\" yang lain. Seekor lalat dapat menularkan lebih dari 30 jenis kuman penyakit. Ia membawa sekitar 5 juta kuman di tubuhnya dan hidup di atas kotoran. Jika di dalam tubuh lalat tidak terdapat antibiotik yang melindunginya dari kuman-kuman tersebut, niscaya ia telah musnah dan lenyap sejak dulu. Salah satu fenomena yang mengagumkan, jika Anda 92

menyemprotkan racun ke tempat yang dikerubungi lalat, dan racun itu kemudian membunuh semua lalat kecuali satu saja diantara mereka, lalat yang selamat ini nantinya akan melahirkan generasi baru yang mampu bertahan dari racun tersebut. Salah satu penyakit berbahaya yang ditularkan oleh lalat adalah penyakit tidur afrika yang disebabkan oleh lalat tse-tse. Dikutip dari Alodokter yang menjelaskan bahwa lalat tsetse banyak ditemukan di Afrika dan bisa menularkan penyakit tidur. Penyakit yang disebabkan oleh lalat ini disebut African trypanosomiasis. Lalat tsetse menyerang sistem saraf manusia dan menyebabkan penderitanya mengalami gangguan tidur, koma, bahkan kematian. Subfylum artropoda lainnya yang sebagian besar hidup di perairan laut dan beberapa di perairan tawar adalah krustasea. Hewan-hewan dalam kelompok ini biasanya memiliki tonjolan yang sangat terspesialisasi. Beberapa contoh hewan yang banyak dikonsumsi hingga memiliki nilai jual tinggi yaitu adalah lobster, udang karang dan kepiting. 8. Echinodermata (Hewan Berduri) Istilah echinodermata berasal dari kata echin yang artinya berduri dan derma yang artinya kulit. Oleh karena itu echinodermata merupakan hewan yang memiliki kulit berduri. Hewan pada filum ini terbagi atas beberapa kelas diantaranya bintang laut, bintang mengular, bulu babi, dolar pasir, lili laut, bintang bulu, teripang dan aster laut. a. Bintang Laut Hewan ini memiliki lima lengan menyerupai bintang dengan bagian bawah yang membentuk struktur khusus yang disebut dengan „kaki tabung” berfungsi sebagai alat gerak. Menurut campbell, dkk (2012) bintang laut melekat erat-erat kebebatuan atau merayap perlahan-lahan bersamaan 93

dengan kaki tabungnya yang menjulur, mencengkeram, melepaskan, menjulur dan mencengkeram lagi. Bagian dasar kaki tabung memiliki cakram pipih yang menyerupai mangkok pengisap. Thayyarah (2013) menjelaskan bahwa bintang laut memangsa hewan- hewan moluska yang mempunyai dua cangkang atau yang dikenal dengan istilah bivalvia. Ia memakan mangsanya itu dengan cara yang aneh. Hal ini merupakan bukti akan adanya Allah dan rahmat-Nya yang meliputi semua makhluk. Kapan pun bintang laut menemukan bivalvia, ia akan mengurung bivalvia itu dengan lengan-lengannya dan memosisikan badannya di atas mangsanya. Lengan-lengannya itu kemudian menarik kedua cangkang bivalvia dengan keras secara berlawanan sehingga kedua cangkang itu terbuka. Jika cangkang mangsanya sudah terbuka, bintang laut akan menjulurkan sebagian ususnya keluar dari mulutnya, lalu melilitkannya disekeliling tubuh bivalvia kemudian menyedot isi cangkang. b. Bintang Mengular Bintang mengular memiliki lengan-lengan yang panjang dan fleksibel dan bergerak dengan cara mencambukkan lengan-lengan tersebut dalam gerakan yang mirip ular. Perbedaan bintang mengular dengan bintang laut adalah tidak adanya cakram pipih pada dasar kaki tabungnya namun menyekresikan zat kimia adesif atau zat kimia yang berfungsi sebagai perekat. c. Bulu Babi dan Dolar Pasir Bulu babi dan dolar pasir tidak memiliki lengan, namun mereka memiliki lima deret kaki tabung yang berfungsi dalam pergerakan yang lambat. Bulu babi juga memiliki otot-otot yang memutar duri-durinya yang panjang, membantu lokomosi dan memberikan perlindungan. Bulu babi kira-kira berbentuk bulat, sementara dolar pasir berbentuk cakram pipih 94

(Campbell,dkk 2012). d. Lili laut dan Bintang Bulu Lili laut hidup melekat ke substrat dengan tangkainya. Apabila dilihat sekilas maka hewan ini seperti tumbuhan yang memiliki daun yang memanjang atau yang umum dikenal tumbuhan lili maupun pakis. Hal inilah yang mendasari penamaan hewan ini. Hidup diperairan dangkal atau dikedalaman 6000 meter. Bintang bulu memiliki lengan-lengan yang panjang dan fleksibel. Sekilas hewan ini menyerupai lili laut namun jika diperhatikan lagi maka bagian ujung dari lengan-lengannya dapat menggulung. Lengan yang panjang dan fleksibel ini membantu bintang bulu untuk dapat bergerak. e. Teripang Hewan ini menunjukkan perbedaan dengan hewan-hewan echinodermata lainnya karena tidak memiliki duri. Hal yang mungkin mendasari hewan ini termasuk dalam filum echinodermata adalah karema memiliki lima deret kaki tabung yang terletak disekeliling mulut dan berkembang menjadi tentakel yang berfungsi untuk menangkap makanan. Teripang disebut juga dengan timun laut. Hewan ini umumnya memiliki tubuh dengan bentuk silindris memanjang. f. Aster laut Menurut Campbell,dkk (2012) aster laut ditemukan pada 1986, dan hanya tiga spesies yang dikenal saat ini (satu di Selandia Baru, spesies kedua di Bahama dan spesies yang ketiga di Pasifik Utara). Semuanya hidup pada kayu yang terendam air. Tubuh aster laut tidak berlengan dan biasanya berbentuk cakram. Ia memiliki organisasi tubuh bersisi-lima dan berdiameter kurang dari satu sentimeter. Bagian tepi tubuhnya dikelilingi oleh duri-duri kecil. Aster laut mengabsoprsi nutrien melalui membran 95

yang mengelilingi tubuhnya. Gambar 42. Beberapa jenis echinodermata; bintang laut, bintang mengular, bulu babi, teripang dan lili laut (sumber: biologitopibiru.blogspot.com) 96

BAB IX VERTEBRATA A. Defenisi Vertebrata Vertebrata (asal kata latin vertebrae; tulang belukang) atau disebut juga hewan tingkat tinggi merupakan kelompok hewan yang memiliki tulang belakang. Adanya tulang belakang ini tentunya menunjukkan perkembangan struktur tubuh yang lebih maju atau kompleks dibandingkan kelompok hewan yang dibahas sebelumnya yaitu hewan tingkat rendah atau invertebrata. Menurut Campbell,dkk (2012) terdapat sekitar 52.000 spesies vertebrata, jumlah yang relatif kecil jika dibandingkan dengan, katakanlah, 1 juta spesies serangga di Bumi. Vertebrata mencakup hewan-hewan terberat yang pernah berjalan di daratan, yaitu dinosaurus pemakan-tumbuhan yang berbobot sekitar 40.000 kg, hewan terbesar yang pernah ada di Bumi, yaitu paus biru, yang massanya lebih dari 100.000 kg. B. Klasifikasi Vertebrata Vertebrata dikelompokkan atas lima kelas yaitu pisces, amfibia, reptil, aves dan mamalia. Setiap kelas memiliki ciri khusus yang menunjukkan perbedaan struktur yang jelas dengan hewan-hewan pada kelas lainnya. 1. Pisces \"Dialah yang menundukkan lautan untukmu agar kamu dapat memakan daging yang segar (ikan) darinya.” (Q.S An-Nahl: 14). 97

Saat ini terdapat begitu banyak jenis pisces (ikan) yang telah diketahui dan mungkin masih banyak lagi yang belum diketahui atau dikenal namaya. Pisces memiliki ciri-ciri sebagai berikut: a. Bernapas dengan insang Insang berupa struktur pada sisi kepala ikan yang terdiri dari lapisan dengan empat atau lima pasang yang ditutupi oleh bagian yang disebut operkulum (tutup insang). Mekanisme ikan bernapas dengan insang dimulai dengan air masuk ke dalam mulut yang membawa kandungan oksigen dan kemudian keluar melalui celah-celah insang dengan membawa kandungan karbondioksida. Melalui mekanisme ini maka terjadi pertukaran gas di dalam tubuh. Salah satu ikan ternyata tidak bernapas dengan insang tetapi menggunakan paru-paru, yaitu ikan paus. Menurut Thayyarah (2013) diantara tanda-tanda yang menunjukkan kebesaran Allah adalah ikan paus, yang dapat menjelajahi lautan. Yang mengagumkan dari ikan ini, ada satu jenis ikan paus yang dinamakan ikan paus biru. Berat ikan paus biru sekitar 130 ton dan panjangnya mencapai sekitar 35 meter. Ikan paus termasuk hewan mamalia. Ikan paus dapat bertahan di dalam laut lebih dari 30 menit, sementara manusia tidak akan dapat bertahan di dalam air tanpa bernapas lebih dari 3 menit. Kemampuan ikan paus yang demikian ini disebabkan oleh struktur tubuhnya yang mampu menyimpan oksigen ke dalam otot- ototnya, darahnya, dan jaringan-jaringan tubuhnya. Sementara, paru- parunya hanya menyimpan 10 persen oksigen. b. Memiliki sisik Sebagian besar ikan memiliki tubuh yang ditutupi oleh sisik. Bagian ini dilapisi lendir yang berfungsi mengurangi gesekan ikan dengan air saat berenang. Namun demikian tidak semua ikan memiliki sisik. Beberapa ikan 98

lainnya memiliki lendir yang cukup banyak pada bagian kulit luar tubuh yang juga berfungsi sebagai pelindung. c. Memiliki sirip Sirip ikan merupakan organ tubuh yang berfungsi mendorong, menyeimbangkan dan mengarahkan atau mengendalikan gerak laju ikan saat berenang di air. Sirip adalah organ motorik bagi ikan. Ia berupa lipatan kulit yang diperkuat dengan duri-duri. Berdasarkan letaknya maka sirip ini dibedakan atas sirip dada dan sirip perut yang berfungsi layaknya dayung pada kapal, sirip punggung yang membantu keseimbangan dan sirip ekor yang berperan utama mendorong pergerakan ikan dalam berenang. d. Memiliki kantong renang Thayyarah (2013) menjelaskan bahwa ikan memiliki \"kantong renang\" yang dipenuhi udara. Di dinding kantong renang itu terdapat kelenjar yang menghasilkan gas. Kantong ini berguna untuk mengubah berat jenis ikan selama di dalam air. Maka, ketika ikan berenang turun ke bawah, berat jenisnya akan bertambah. Sementara jika ia berenang naik ke atas, berat jenisnya akan berkurang Berkurang dan bertambahnya berat jenis itu dilakukan dengan mengurangi dan menambah isi kantong renang. Dengan demikian, ikan bisa bergerak dengan mudah di dalam air, baik di saat naik maupun turun, tanpa memforsir otot-ototnya. e. Jantung terdiri atas dua ruang (atrium dan ventrikel) Struktur jantung pisces merupakan struktur yang sederhana jika dibandingkan dengan vertebrata lainnya. Namun demikian kita meyakini struktur ini telah disesuaikan oleh Sang Pencipta dengan ciri khusus bagi pisces yang hidupnya di perairan. 2. Amfibia 99

Amfibia (berasal dari kata amphibious, berarti 'kedua cara hidup) mengacu pada tahap-tahap kehidupan dari banyak spesies katak yang awalnya hidup di air dan kemudian di daratan. Ciri-ciri amfibia dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Mengalami metamorfosis Amfibia merupakan satu-satunya vertebrata yang mengalami metamorfosis yaitu perubahan perkembangan yang ditunjukkan dengan perubahan struktur dari kelahiran hingga dewasa. b. Kulit mengandung kelenjar lendir dan kelenjar racun. Pada katak misalnya kelenjar kulit yang menyekresikan mukus yang tidak enak atau bahkan berbisa sebagai perlindungan diri dari predator. c. Bersifat poikiloterm (suhu tubuh dipengaruhi oleh suhu lingkungan) Menurut Sukiya dalam Aprilia (2021) amfibi adalah hewan berdarah dingin. Tidak seperti hewan berdarah panas yang mengatur suhu tubuh secara internal, amfibi mengatur suhu tubuh dari luar tubuh mereka. d. Jantung terdiri dari 3 ruang Struktur jantung pada amfibia lebih sempurna daripada pisces karena telah memiliki dua ruang atrium dan satu ventrikel. Namun demikian struktur ini masih sederhana jika dibandingkan struktur jantung vertebrata pada kelas lainnya. Hewan-hewan pada kelas amfibia ini dapat dikelompokkan atas tiga, yaitu: 1) Urodela Merupakan kelompok amfibia yang berekor dan memiliki kaki, contohnya salamander 2) Anura 100

Merupakan kelompok amfibia yang tak berekor namun memiliki kaki, contohnya katak 3) Apoda Merupakan kelompok amfibia yang tidak memiliki kaki dan bagian ekor juga tidak terlihat jelas, contohnya sesilia abc Gambar 43. Klasifikasi amfibia; (a) Urodela-salamander, (b) Anura- katak dan (c) apoda-cecilia (Sumber: Campbell, dkk. 2012) Menurut Campbell dan Reece (2012) katak menggunakan kaki belakangnya yang kuat untuk melompat. Katak menangkap serangga dan mangsa dengan cara menjulurkan lidahnya yang panjang dan lengket, yang melekat ke bagian depan mulut. Jenis amfibia yang mungkin tidak familiar bagi banyak orang adalah sesilia. Hewan ini tidak berkaki dan hampir buta. Sekilas hewan ini terlihat mirip cacing tanah namun struktur tubuhnya lebih berkembang dengan adanya tulang belakang sehingga hewan ini digolongkan pada hewan tingkat tinggi (vertebrata). 3. Reptil “Dan Allah telah menciptakan semua jenis hewan dari air, Maka sebagian dari hewan itu ada yang berjalan di atas perutnya dan sebagian berjalan dengan dua kaki sedang sebagian (yang lain) berjalan dengan empat kaki. Allah menciptakan apa yang dikehendaki-Nya, Sesungguhnya Allah Maha Kuasa atas segala sesuatu. (Q.S An-Nur:45) 101

Firman Allah di atas menjelaskan adanya “hewan yang berjalan di atas perut” dan ini menjadi ciri yang hanya dimiliki oleh hewan pada kelas reptilia. Ciri-ciri umum pada reptil dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Merupakan hewan berdarah dingin (poikiloterm) Sama halnya dengan pisce, suhu tubuh reptil juga dipengaruhi oleh suhu lingkungan, b. Ruang jantung terdiri atas tiga (dua atrium dan satu ventrikel) Struktur jantug pada reptil telah berkembangan dengan sempurna dengan adanya empat ruang jantung. c. Memiliki empat tungkai (tentrapoda), dan d. Menghasilkan telur yang embrionya diselubungi oleh membran amniotik (Kimball dalam Aprilia, 2021) Klasifikasi reptil dapat dibedakan atas tiga yaitu chelonia (reptil bercangkang), squamata (reptil bersisik) dan crocodilia (reptil berkulit tebal). (1) Chelonia (reptil bercangkang) Kelompok reptil ini memiliki pelindung tubuh berupa cangkang yang keras dan tebal.Cangkang atau bisa juga disebut dengan batok yang keras ini merupakan perlindungan tubuh yang kuat dari predator. Contoh reptil bercangkang adalah kura-kura, bulus dan penyu. Sebagian besar kura-kura menghabiskan waktunya diperairan seperti kolam dan sungai. Namun juga ada kura-kura hidup di laut yang biasa dikenal dengan penyu. Penyu memiliki struktur tubuh yang sedikit berbeda dengan kura-kura didaratan. Tungkai pada penyu berfungsi sebagai sirip. Salah satu jenis penyu yang masih hidup hingga saat ini dan terancam punah adalah penyu belimbing. Hewan ini yang memiliki bobot tubuh hingga 102

1.500 kg ini mampu menyelam jauh ke dalam laut dan memangsa ubur-ubur sebagai makanan utamanya. Gambar 44. Penyu belimbing; hewan yang telah terancam punah (Sumber: Kompasiana.com) (2) Squamata (reptil bersisik) Menurut Campbell dan Reece (2012) sebagian besar reptil memiliki pelindung tubuh berupa sisik-sisik yang mengandung protein keratin. Reptil seperti kadal dan ular terkadang disebut „berdarah dingin' karena mereka tidak menggunakan metabolismenya untuk mengendalikan suhu tubuh. Reptil ini mengatur suhu tubuh dengan adaptasi perilaku. Misalnya, banyak kadal yang berjemur di bawah sinar matahari ketika udara sejuk dan berteduh ketika udara terlalu hangat. Mereka menyerap panas eksternal (dari matahari) sebagai sumber utama panas tubuh. (3) Crocodilia (reptil berkulit tebal) Kelompok reptil berkulit tebal contohnya adalah aligator dan buaya. Menurut Siagian (2020) perbedaan crocodilia dengan alligator adalah bahwa gigi ke 4 pada hewan alligator pada setiap sisi pada rahang bawah akan masuk ke dalam suatu celah pada rahang atas, ini terjadi apabila mulut menutup sedangkan pada crocodilia gigi yang ke empat pada rahang bawah akan masuk ke dalam suatu takik atau sela-sela pada sisi keluar dari bagian rahang atas dan kelihatan agak menonjol apabila mulut dalam keadaan 103

tertutup. Di samping itu kebanyakan crocodilia mempunyai moncong yang lebih sempit dari alligator. Gambar 45. Perbedaan buaya dan alligator (Sumber:sisiterang.com) 4. Aves Burung memiliki ciri khusus yang berbeda dengan vertebrata lainnya yaitu kemampuan terbang. Adaptasi fisiologis tubuh yang membantunya untuk terbang dengan mudah terutama karena adanya sayap dan bulu. Bentuk dan susunan bulu menghasilkan gaya angkat di udara atau disebut juga airfoil. Konsep ini menjadi dasar prinsip aerodinamika pada rancangan sayap pesawat terbang. Berbagai burung memiliki perilaku terbang yang berbeda yang dipengaruhi oleh adaptasi pada struktur sayapnya, misalnya elang dan rajawali, memiliki sayap yang teradaptasi untuk melayang seiring aliran udara sehingga hanya perlu sesekali mengepakkan sayapnya sedangkan kolibri, harus terus-menerus mengepakkan sayapnya agar tetap mengambang di udara. Secara umum ciri-ciri aves dapat dituliskan sebagai berikut: a. Tubuh ditutupi oleh bulu b. Memiliki organ tubuh berupa sayap c. Jantung terdiri atas 4 ruang (2 atrium dan 2 ventrikel) d. Memiliki kantung udara yang membantu pernapasan ketika terbang 104

e. Bersifat homoiterm dengan suhu tubuh tetap f. Berkembangbiak secara ovipar dengan fertilisasi internal Aves merupakan kelas vertebrata yang memiliki keanekaragaman jenis cukup banyak. Mulai dari kelompok yang memiliki kemampuan terbang yang baik, kelompok yang lebih dominan berjalan di darat hingga yang memiliki adaptasi sayap menjadi alat gerak untuk berenang (pada penguin). Banyak jenis burung menunjukkan perilaku yang unik sebagai wujud ciptaan yang luar biasa. Keunikan perilaku ini biasanya tampak ketika masa kawin terutama pada burung pejantan yang berupaya menarik perhatian burung betina dengan ritual khusus, seperti menari, berkicau dengan suara yang tinggi dan indah, membangun sarang seperti menara hingga menggembungkan dada hinggaleher menyerupai bentuk hati yang berukuran besar dan berwarna merah. Keunikan perilaku burung juga terjadi dalam hal pengasuhan anak mulai dari pengasuhan yang dilakukan oleh salah satu induk; seperti burung puyuh jantan yang mengasuh anak, burung rangkong yang kedua induknya terlibat dalam pengasuhan hingga burung maleo yang tanpa pengasuhan kedua induknya. Gambar 46. Perilaku unik burung jantan pada masa kawin; (a) Burung cendrawasih vogelkop yang menari, (b) Burung namdur yang membangun sarang seperti menara, dan (c) burung cikalang yang menggembungkan dada dan leher menyerupai bentuk hati (Sumber: Intisari online, Wikimedia Commons dan IDN Times) 105

Terkait dengan perilaku burung-burung di atas yang menunjukkan tanda kebesaran Allah maka dapat dipahami firman berikut: \"Dan tidak ada seekor binatang pun yang ada di bumi dan burung-burung yang terbang dengan kedua sayapnya, melainkan semuanya umat-umat juga seperti kamu. Tidak ada sesuatu yang kami lupakan di dalam Al-Kitab. Kemudian kepada Tuhan mereka dikumpulkan.\" (Q.S Al-An'am: 38). 5. Mamalia Mamalia merupakan kelas vertebrata yang paling tinggi yang didalamnya juga meliputi manusia. Menurut Campbell, dkk (2012) karakter khas yang menjadi sumber nama mamalia adalah kelenjar susu (mammary gland), yang menghasilkan susu untuk anak. Semua induk betina mamalia menyusui bayinya. Susu merupakan makanan seimbang yang kaya lemak, gula, protein, mineral, dan vitamin. Rambut, karakteristik mamalia yang lain, dan lapisan lemak di bawah kulit membantu tubuh mempertahankan panas. Seperti burung, mamalia bersifat endotermik. Sistem pernapasan dan sirkulasi yang efisien (termasuk jantung berbilik empat) mendukung metabolisme mamalia. Mamalia umumnya memiliki otak yang lebih besar daripada vertebrata lain dan gigi yang terdiferensiasi merupakan ciri penting mamalia yang lain. Secara umum ciri-ciri dari mamalia ini dapat dijabarkan sebagai berikut: 1. Memiliki kelenjar susu (glandula mamae) 2. Terdapat rambut-rambut pada bagian luar tubuh 3. Bersifat endotermik dengan kemampuan mempertahankan panas tubuh 4. Jantung terbagi atas empat ruang ( 2 atrium dan 2 ventrikel) 5. Struktur otak berkembang lebih sempurna dari vertebrata lain 106

6. Struktur gigi terbagi atas beberapa jenis 7. Sebagian besar mengalami reproduksi dengan cara melahirkan atau beranak kecuali platypus. Campbell, dkk (2012) menjelaskan klasifikasi mamalia yang terbagi atas monotremata, marsupialia dan euteria. a. Monotremata Monotremata (monotreme) hanya ditemukan di Australia dan Papua Nugini, dan direpresentasikan oleh satu spesies platipus dan empat spesies ekidna (pemakan-semut berduri). Monotremata bertelur dan seperti semua mamalia, monotremata memiliki rambut dan menghasilkan susu, namun mereka tidak memiliki puting. Susu disekresikan oleh kelenjar-kelenjar di perut induk betina. Setelah menetas, bayi mengisap susu dari rambut induknya. Gambar 47. (a) Platypus dan (b) Ekidna (Sumber:iNaturalist dan IDN Times) b. Marsupialia Oposum, kangguru, dan koala adalah contoh marsupialia (marsupial). Marsupialia maupun euteria memiliki karakter-karakter turunan yang tidak dimiliki oleh monotremata. Kedua kelompok tersebut memiliki laju metabolik yang lebih tinggi dan puting yang menyediakan susu, serta melahirkan anak. Marsupialia terlahir sangat dini dalam tahap perkembangannya dan menyelesaikan perkembangan embrioniknya sambil 107

menyusu. Pada kebanyakan spesies, anak yang menyusu ditampung di dalam kantong maternal yang disebut marsupium. Kangguru merah, misalnya, berukuran kira-kira sebesar lebah madu saat dilahirkan, sekitar 33 hari setelah fertilisasi. Kaki belakangnya masih berupa kuncup, namun kaki depannya cukup kuat untuk merangkak dari pintu keluar saluran reproduksi induknya ke dalam kantong yang membuka ke arah depan tubuh sang induk. Pada bandikot, marsupium membuka ke arah belakang. Hal ini melindungi anak ketika induknya menggali tanah. c. Euteria Euteria (eutherian) lazim disebut mamalia berplasenta karena plasentanya jauh lebih kompleks daripada marsupialia. Euteria memiliki masa kehamilan yang lebih lama daripada marsupialia. Anak euteria menyelesaikan perkembangan embrioniknya di dalam uterus, terhubung dengan induknya melalui plasenta. Plasenta euteria memberikan hubungan jangka-panjang yang intim antara induk betina dan anaknya yang sedang berkembang. Hal ini juga yang dapat kita yakini dan pahami bahwa manusia (homo sapiens) termasuk pada mamalia euteria. C. Keajaiban Ciptaan Allah pada Perilaku Vertebrata Jika kita merenungkan perilaku beberapa hewan di bawah ini, niscaya kita akan takjub. Siapakah yang menjalankannya? Siapakah yang mengendalikan perilakunya? Semua bentuk perilaku ini dapat menjadi renungan yang bermakna bagi kehidupan manusia. 108

1. Ikan Sidat atau Moa Ikan sidat hidup di sungai-sungai besar di benua Afrika, Eropa, dan Amerika. Ketika ikan ini berumur 5-7 tahun, ia akan meninggalkan sungai dan berpindah menuju laut. Ikan sidat menyelam hingga kedalaman 500 meter di bawah permukaan laut, di mana ikan betina bertelur, sementara ikan jantan meletakkan spermanya di dekat telur-telur ikan betina. Kemudian terjadi pembuahan pada telur-telur itu, dan pada saat yang sama induk jantan dan betina mati. Telur lalu pecah dan keluarlah anak-anak ikan yang ukurannya sangat kecil. Anak ikan sidat kemudian berenang menuju tempat asal induknya, melalui jalan yang sama yang dilalui oleh sang induk dan tidak tersesat. Jadi Ikan sidat dilahirkan dikedalaman samudra dan kemudian bermigrasi ke sungai guna menjalani hidupnya di sana. Menjelang ajalnya, ikan sidat akan bermigrasi kembali ke lautan dalam untuk bertelur dan mati di sana (Thayyarah, 2013) 2. Ikan Salmon Berbeda 180 derajat dengan ikan sidat atau moa, ikan salmon menghabiskan bertahun-tahun hidupnya di lautan, kemudian ia kembali ke sungai tempat ia dilahirkan untuk mati di sana. Ikan salmon dilahirkan di hulu beberapa sungai di Amerika, lalu bermigrasi ke bagian delta sungai. Dari delta sungai ia kemudian bermigrasi ke ujung Samudra Atlantik di kawasan pantai-pantai di Prancis. Kemudian, pada masa akhir hidupnya, ikan salmon kembali lagi ke delta sungai dan ke hulu sungai tempat ia dilahirkan. Dengan demikian, ikan salmon kembali lagi ke sungai tempat ia dilahirkan untuk mati. Namun sebelum mati, ikan salınon bertelur terlebih dahulu di sungai tersebut. Begitulah, generasi baru ikan salmon dilahirkan tanpa mengenal sedikitpun tentang induknya namun secara naluriah akan mengikuti apa yang telah dilalui induknya. Pada waktu bermigrasi dari laut 109

ke sungai anak ikan salmon ini melawan arus dari sungai utama. Apabila ia terbawa arus menuju sungai lain maka ia akan tau bahwa tempat itu bukan tempat kelahirannya. Karena itu, ia akan meretas jalan kembali menuju sungai kelahirannya yang sebenarnya (Thayyarah, 2013). 3. Burung Rangkong (Enggang) Salah satu jenis burung yang berukuran cukup besar merupakan fauna endemik di Indonesia adalah burung rangkong atau enggang. Burung rangkong memiliki paruh yang besar dan panjang namun ringan sehingga menjadi sasaran perburuan yang membuatnya terancam punah. Perilaku burung rangkong sangat unik dalam pengasuhan anak. Ketika rangkong betina akan bertelur maka burung ini akan membuat sarang dan mengurung diri didalamya. Sarang dibuat cukup rapat dengan hanya ada sedikit celah untuk melewatkan makanan dari rangkong jantan. Rangkong betina di dalam sarang akan menggugurkan bulunya untuk menghangatkan telur dan nantinya akan tumbuh kembali. Rangkong jantan berperan utama dalam mencari dan memenuhi makanan bagi rangkong betina selama bertelur. Hal yang sangat menakjubkan adalah rangkong betina tidak akan pernah berupaya keluar sendiri dari sarangnya meski rangkong jantan tidak kembali. Jadi dapat dibayangkan jika seorang pemburu menangkap rangkong jantan di hutan yang sedang mencari makanan bagi rangkong betina maka ia sama dengan membunuh satu keluarga rangkong karena induk betina serta anak-anaknya terkurung di dalam sarang tanpa makanan dan tanpa insting untuk keluar sendiri dari sarang. Biasanya apabila telur telah menetas dan anak-anak rangkong sudah siap keluar dari sarang, induk betina akan memberi tanda dari dalam sehinga bersama-sama dengan jantan akan membuka sarang tersebut. 4. Burung-Burung Bermigrasi 110

Tidak ada satu pun makhluk di muka bumi ini yang lebih kuat dalam hal perjalanan jauh melebihi burung. Di antara hal yang menakjubkan, burung-burung yang bersiap untuk menempuh perjalanan jauh di atas 20.000 kilometer akan menyimpan lemak ke dalam tubuhnya terlebih dahulu sebelum terbang. Lemak itu mereka pergunakan sebagai bekal selama perjalanan. Sebelumnya, para ilmuwan mengira tanda-tanda geografis, seperti sungai, laut, pantai, dan gunung, menjadi petunjuk jalan bagi burung-burung. Namun, teori ini terbukti tidak benar. Sebab, burung- burung terbang sepanjang malam, dalam kegelapan, tanpa bisa melihat apa pun. Meskipun begitu, mereka tidak pernah melenceng dari tujuan. Para ilmuwan menemukan adanya jaringan dikepala sebagian burung: ukurannya mencapai 0,5 milimeter persegi dan tersusun dari materi-materi yang terdampak oleh medan magnetik bumi. Namun, sebab-sebab sebenarnya yang membuat burung-burung dapat mengetahui rute perjalanan diangkasa masih belum terpecahkan hingga saat ini (Thayyarah, 2013). “Tidakkah mereka memperhatikan burung-burung yang dapat terbang diangkasa dengan mudah? Tidak ada yang menahannya selain Allah. Sungguh, pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda-tanda (kebesaran Allah) bagi orang-orang yang beriman”. (Q.S An-Nahl: 79) “Tidakkah mereka memperhatikan burung-burung yang mengembangkan dan mengatupkan sayapnya di atas mereka? Tidak ada yang menahannya (diudara) selain Yang Maha Pengasih. Sungguh, Dia Maha Melihat segala sesuatu”. (Q.S Al-Mulk: 19) Setelah mempelajari klasifikasi makhluk hidup mulai dari tumbuhan tingkat rendah, tumbuhan tingkat tinggi hingga hewan tingkat rendah dan hewan tingkat tinggi maka kita dapat merenungkan betapa begitu banyaknya ciptaan Yang Maha Kuasa. Masing-masing memiliki ciri yang spesifik, 111

bentuk yang menarik hingga perilaku yang unik yang rasanya sulit untuk dipercaya. Terkait hal ini kita dapat memahami firman Allah berikut ini. “Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan lautan (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh lautan (lagi) setelah (kering)nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat- kalimat Allah. Sesungguhnya Allah Maha Perkasa Maha Bijaksana”. (Q.S Lukman:27) 112

BAB X KEANEKARAGAMAN ORGANISME A. Defenisi Keanekaragaman Hayati Terdapat berbagai jenis makhluk hidup di bumi ini yang terbagi atas beberapa kelompok. Pengelompokan ini disebut dengan klasifikasi yang didasarkan atas persamaan dan perbedaan ciri antar makhluk hidup tersebut. Adanya klasifikasi tentunya memudahkan kita dalam mempelajari berbagai jenis makhluk hidup dan inilah yang kemudian dikenal dengan keanekaragaman hayati. Keanekaragaman hayati meliputi keanekaragaman makhluk hidup pada semua tingkatan organisasi kehidupan. Jadi keanekaragaman hayati tidak hanya terjadi antarjenis, tetapi dalam satu jenis pun terdapat keanekaragaman atau bervariasi. Variasi ini diakibatkan oleh keanekaragaman gen. Selain itu keanekaragaman lingkungan menyebabkan jenis makhluk hidup yang ditemukan disuatu ekosistem berbeda dengan jenis makhluk hidup di ekosistem yang lain. Hal ini menyebabkan terjadinya keanekaragaman ekosistem (Chaniago, 2016). Keanekaragaman hayati disebut juga “biodiversitas”. Keanekaragaman atau keberagaman dari makhluk hidup dapat terjadi karena akibat adanya perbedaan warna, ukuran, bentuk, jumlah, tekstur, penampilan dan sifat-sifat lainnya. Variasi organisme hidup terjadi pada tiga tingkatan, yaitu tingkat gen, spesies, dan ekosistem (Siagian, 2020). Menurut Mustaqim (2015) keanekaragaman hayati dapat diartikan sebagai variasi segala macam dan keanekaragaman seluruh ciptaan Allah Swt di muka bumi ini, baik yang terdiri dari alam binatang maupun alam tumbuhan. Keanekaragaman hayati yang digambarkan dalam al-Qur‟an 113

setidaknya meliputi dua macam, yaitu pertama, keanekaragaman hayati pada tanaman sebagaimana firman Allah Swt: Dan Dialah yang menjadikan tanaman-tanaman yang merambat dan yang tidak merambat, pohon kurma, tanaman yang beranekaragam rasanya, zaitun dan delima yang serupa (bentuk dan warnanya) dan tidak serupa (rasanya). Makanlah buahnya apabila ia berbuah dan berikanlah haknya (zakatnya) pada waktu memetik hasilnya, tapi janganlah berlebih-lebihan. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang yang berlebih-lebihan. (Q.S. al-An‟am: 141) Kedua, keanekaragaman hayati pada hewan atau binatang sebagaimana dijelaskan antara lain dalam firman Allah Swt pada ayat berikutnya yaitu: Dan di antara hewan-hewan ternak itu ada yang dijadikan pengangkut beban dan ada(pula) yang untuk disembelih. Makanlah rezki yang Diberikan Allah kepadamu, dan janganlah kamu mengikuti langkah- langkah setan. Sesungguhnya setan itu musuh yang nyata bagimu. (Q.S. al-An‟am: 142) “Dan demikian (pula) di antara manusia, makhluk bergerak yang bernyawa dan hewan-hewan ternak ada yang bermacam-macam warnanya (dan jenisnya)... (Q.S.al-Fathir: 28) B. Kenaekaragaman Hayati Tingkat Gen Keanekaragaman hayati tingkat gen adalah keanekaragaman gen dalam satu spesies. Gen menyebabkan perubahan sifat sehingga perbedaan gen menyebabkan terjadinya variasi dalam satu spesies. Gen terletak pada ADN yang berada pada tempat tertentu di dalam kromosom dan kromosom terletak di dalam sel. Makhluk hidup dalam satu spesies mempunyai jumlah kromosom yang sama. Meskipun perangkat dasarnya sama, tetapi susunan gen dapat berbeda-beda bergantung pada masing-masing induknya. Susunan perangkat gen inilah yang menentukan ciri atau sifat suatu individu dalam 114

satu spesies. Selain faktor genetik (disebut genotipe), ciri atau sifat yang muncul pada suatu makhluk hidup (disebut fenotipe) juga ditentukan oleh lingkungan. Jika salah satu atau keduanya berubah, maka akan menimbulkan perubahan sifat (Chaniago,2016). Menurut Siagian (2020) keanekaragaman tingkatan ini disebabkan karena adanya variasi gen atau struktur gen dalam suatu spesies makhluk hidup. Gen sendiri merupakan faktor pembawa sifat keturunan yang dapat dijumpai di dalam kromosom. Setiap susunan gen akan memberi penampakan, baik anatomi ataupun fisiologi, pada setiap organisme Contoh keanekaragaman hayati tingkat gen pada hewan: 1. Anjing (Canis familiaris) dengan ras: anjing golden retriever, anjing bulldog, anjing german shepherd dan lain-lain. 2. Kucing (Felis catus) dengan ras: kucing Anggora, kucing persia, kucing sphinx dan lain-lain. 3. Sapi (Bos taurus) dengan ras: sapi bali, sapi madura, sapi fries holland dan lain-lain. Keanekaragaman hayati tingkat gen pada tumbuhan salah satunya dapat diperhatikan dari bunga yang memiliki warna yang berbeda pada jenis yang sama. Misal bunga mawar; terdapat keanekaragaman diantaranya mawar putih, merah, pink, kuning, orange, dan sebagainya. Begitu juga dengan bunga kertas (bougainville) juga memiliki keanekaragaman dari segi warna. Khorin (2018) mengemukakan contoh keanekaragaman hayati tingkat gen pada tumbuhan diantaranya: 1. Padi (Oryza sativa) dengan varietas: padi rojolele, padi ciherang, padi ciliwung dan lain-lain. 2. Mangga (Mangifera indica) dengan varietas: mangga arumanis, mangga manalagi, mangga golek, mangga gadung dan lain-lain. 115

3. Durian (Durio zibethinus) dengan varietas: durian petruk, durian bawor, durian monthong dan lain-lain Chaniago (2016) menjelaskan bahwa variasi gen dapat terjadi karena adanya perkawinan dan mutasi. Keturunan dari hasil perkawinan memiliki susunan perangkat gen yang merupakan kombinasi dari perangkat gen kedua induk/orang tuanya. Kombinasi ini akan menyebabkan keanekaragaman individu dalam satu spesies berupa varietas-varietas (varitas). Sedangkan mutasi adalah perubahan susunan materi genetik. Karena susunan materi genetik berubah maka terjadi perubahan ciri atau sifat yang menimbulkan keanekaragaman fenotipe. C. Keanekaragaman Hayati Tingkat Spesies Siagian (2020) menyebutkan bahwa keanekaragaman ini dapat ditemukan pada komunitas atau kelompok berbagai spesies makhluk hidup dalam genus atau famili yang sama yang hidup disuatu tempat. Contoh keanekaragaman hayati tingkat spesies pada tumbuhan: 1. Tingkat genus a. Genus Citrus: jeruk bali (Citrus maxima), jeruk nipis (Citrus aurantifolia), dan jeruk manis (Citrus nobilis). b. Genus Musa: pisang buah (Musa paradisiaca) dan pisang serat (Musa textilis). 2. Tingkat famili a. Famili Poaceae: padi (Oryza sativa), jagung (Zea mays), dan alang- alang (Imperata cylindrical). b. Famili Zingiberaceae: kunyit (Curcuma domestica) dan jahe (Zingiber officinalis). Contoh keanekaragaman hayati tingkat spesies pada hewan: 116

1. Tingkat genus a. Genus Felis: kucing leopard (Felis bengalensis), kucing rumahan (Felis silvestris), dan kucing hutan (Felis chaus). b. Genus Bos: sapi berpunuk (Bos indicus), sapi potong dan perah di Eropa (Bos Taurus), dan sapi asli Indonesia (Bos sondaicus). 2. Tingkat famili a. Famili Bovidae: sapi (Bos) dan kerbau (Bubalus). b. Famili Canidae: serigala (Canis) dan rubah (Lycalopex). D. Keanekaragaman Hayati Tingkat Ekosistem Menurut Siagian (2020) keanekaragaman ini terjadi akibat perbedaan letak geografis yang menyebabkan perbedaan iklim dan berpengaruh terhadap perbedaan suhu, curah hujan, intensitas cahaya matahari, dan lamanya penyinaran matahari. Dengan sekian banyak perbedaan tersebut, flora dan fauna yang menempati suatu daerah akan bervariasi pula. Contoh keanekaragaman hayati tingkat ekosistem diantaranya adalah: 1. Ekosistem lumut Terletak di wilayah sekitar puncak gunung atau di daerah dingin sekitar kutub dan didominasi oleh tumbuhan lumut. Hewan yang dapat dijumpai di dalamnya ialah hewan-hewan berbulu tebal seperti beruang kutub. 2. Ekosistem hutan konifer 117

Ekosistem ini didominasi oleh tumbuhan yang berdaun seperti jarum, misalnya pinus atau cemara. Didalamnya, terdapat hewan juga, salah satunya yaitu beruang. 3. Ekosistem hutan hujan tropis Ekosistem ini ditumbuhi beragam pohon, liana dan epifit. Hewan yang hidup di dalamnya misalnya kera. 4. Ekosistem padang rumput yang terdapat di wilayah kering di ketinggian sekitar 4000 mdpl dan didominasi oleh rumput-rumputan. Pada ekosistem ini, hidup mamalia besar, karnivora, dan herbivora. 5. Ekosistem gurun Ekosistem ini memiliki perbedaan suhu mencolok antara siang dan malam, angin kencang, iklim panas, dan hujan yang sangat sedikit serta didominasi oleh kelompok tumbuhan xerofit seperti kaktus. Hewan yang dapat dijumpai didalamnya adalah reptil dan mamalia kecil. 6. Ekosistem pantai yang didominasi oleh formasi pescaprae dan barringtonia berbentuk perdu atau pohon. Didalamnya, terdapat serangga, burung pantai, dan lain-lain. E. Prinsip Etika Pemanfaatan Keanekaragaman Hayati Menurut Mustaqim (2015) Al-Qur‟an memandang keanekaragaman hayati sebagai anugerah buat manusia dalam rangka menjalankan misi khilafah dan ibadah di muka bumi ini. Dalam saat yang sama, kenekaragman hayati merupakan ayat-ayat Allah, tanda kekuasaan Allah Swt yang mestinya mendorong manusia untuk mengakui keagunganNya. Disisi lain, keanekaragaman hayati juga merupakan (mata‟) atau kesenangan dan buat manusia untuk dimanfaatkan dalam menopang 118

kehidupannya sebagai khalifatullah dimuka bumi ini. Diantara manfaatnya biodiversity pada tumbuhan adalah sebagai bahan pokok makanan, sebagai obat-obatan, sebagai bumbu rempah. Sedang biodiversity pada hewan antara lain sebagai makanan yang bergisi, sebagai kendaraaan, sebagai alat berburu dan lain sebagainya. Pemanfaatan keanekaragaman hayati juga memiliki prinsip-prinsip etika/etis yaitu: 1. Al- adalah (justice) yakni berlaku adil. Adil dalam konteks pemanfaatan diversity berarti manusia berbuat secara seimbang, tidak berlaku aniaya terhadap alam dan lingkungan. 2. At-tawazun (keseimbangan) Pengelolaan dan pemanfaat keanekaragaman hayati harus selalu memperhatikan aspek keseimbangan alam. Manusia tidak boleh boros atau berlebihan. 3. Al-intifa‟dun al-fasad, mengambil manfaat tanpa merusak. Alam dan segala isinya diciptakan memang untuk manusia, sejauh hal-hal yang bermanfaat bagi manusia dan tidak boleh menguras semua sumber daya alam hingga menimbulkan kerusakan. 4. Al-ri‟ayah dun al-israf, yakni memelihara dan merawat dan tidak berlebihan secara eksploitatif, hingga tidak merusak keberlanjutan ekologi. Dengan memegangi prinsip-prinsip etika yang ditawarkan al-Qur‟an maka, relasi manusia dengan alam sekitar akan tetap terjaga harmoni dan keseimbangnnya. 119

BAB XI STRUKTUR ORGAN TUMBUHAN Tumbuhan sangat berperan penting bagi kehidupan manusia dan hewan. Melalui kemampuannya melakukan fotosinteis, tidak hanya menghasilkan makanan namun juga menjaga atmosfer dengan menyerap kabondioksida yang ada di lingkungan. Tumbuhan sebagai salah satu organisme hidup memiliki organ-organ yang menjalankan fungsi tubuhnya. Organ utama pada tumbuhan adalah akar, batang dan daun. Campbell, dkk (2012) mengelompokkan organ ini atas sistem perakaran (akar) dan system pertunasan (batang dan daun). Tumbuhan melakukan absorpsi atau penyerapan air dan mineral dari dalam tanah serta CO2 dari lingkungan. A. Akar “Tidakkah kamu perhatikan bagaimana Allah telah membuat perumpamaan kalimat yang baik seperti pohon yang baik, akarnya teguh dan cabangnya (menjulang) ke langit”. (Q.S Ibrahim: 24) Ayat Al-quran tersebut menjelaskan pentingnya akar bagi tumbuh- tumbuhan karena akar merupakan struktur pokok tumbuhan yang pertama. Kokohnya tumbuhan sangat berpengaruh pada akar. Fungsi akar adalah untuk menegakkan berdirinya tumbuhan, menyerap air serta garam-garam mineral dalam jumlah yang cukup untuk mempertahankan kehidupannya. Agar air dan mineral dapat terserap dalam jumlah yang cukup, maka akar memerlukan permukaan yang sangat luas. Akar juga berfungsi menyalurkan air dan garam-garam mineral ini ke batang dan daun (Sari, Muamar dan Nur,2020). 120

Akar pada tumbuhan dibedakan atas akar tunggang atau disebut juga akar pokok dan akar lateral atau akar cabang. Beberapa jenis tumbuhan menyimpan gula atau pati pada akar yg dibutuhkan ketika tumbuhan tersebut mulai berbunga dan akan berbuah. Oleh karena itu tumbuhan seperti wortel, lobak dan bit dipanen sebelum tanaman itu berbunga. Jenis akar lainnya yaitu akar serabut. Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2004) akar serabut merupakan kumpulan akar yang umumnya tipis yang menyebar di bawah permukaan tanah. Sistem akar serabut tidak menembus tanah terlalu dalam sehingga teradaptasi dengan baik untuk tanah dangkal. Sebagian besar rumput memiliki akar yang dangkal dan akar ini menahan humus agar tetap berada ditempatnya, rumput menjadi penutup tanah yang sangat baik untuk mencegah erosi. Bagian akar yang berfungsi utama dalam menyokong tumbuhan adalah akar tunggang sedangkan bagian yang berfungsi untuk penyerapan air dan mineral adalah ujung akar berupa rambut akar. Menurut Gembong (2000) rambut akar merupakan bagian yang sifatnya sementara, artinya umurnya pendek dan hanya terdapat pada bagian ujung akar saja. Jika akar bertambah panjang, rambut-rambut akar yang paling jauh dengan ujung lalu mati, tetapi dekat dengan ujungnya diganti dengan yang baru. Tudung akar sebagai pelindung ujung akar dalam menembus tanah merupakan bagian yang dipinggirnya selalu aus, dan dari dalam bagian yang aus itu diganti pula dengan yang baru. Akar tunggang hanya dijumpai pada tumbuhan berbiji. Meskipun termasuk tumbuhan berbiji tetapi apabila dikembangkan dengan teknik vegetatif buatan seperti mencangkok, okulasi dan sebagainya maka tumbuhan tersebut akan memiliki akar serabut. 121

Akar pada tumbuhan dapat termodifikasi dan memiliki fungsi tertentu. Beberapa contoh akar termodifikasi dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gambar 48. (a) Akar prop (gantung) pada jagung, (b) akar penyimpanan pada ubi, (c) akar gantung atau „pencekik‟ pada beringin, (d) akar udara pada tanaman mangrove dan (e) akar banir (Sumber:www.google.com) B. Batang Batang pada tumbuhan memiliki ruas-ruas sebagai tempat melekatnya daun. Batang berfungsi utama sebagai jalan pengangkutan air dan zat makanan dari akar menuju ke daun dan pengangkutan hasil fotosintesis (asimilasi) dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Batang tumbuhan dapat dibedakan seperti berikut: 1. Batang basah (herbaceus), yaitu batang yang lunak dan berair, misalnya pada bayam (Amaranthus spinosus L.) 122

2. Batang berkayu (lignosus), yaitu batang yang biasa keras dan kuat, karena sebagian besar terdiri atas kayu, yang ter dapat pada pohon- pohon dan semak-semak. Contoh pohon: mangga (Mangifera iindica L.), semak: sidaguri (Sida rhombifolia L.), 3. Batang rumput (calmus), yaitu batang yang tidak keras, mempunyai ruas-ruas yang nyata dan seringkali berongga, misalnya pada padi (Oryza sativa L.) dan rumput (Gramineae) pada umumnya, 4. Batang mendong (calamus), seperti batang rumput, tetapi mempunyai ruas-ruas yang lebih panjang, misalnya pada mendong (Fimbristylis globulosa Kunth.), dan tumbuhan sebangsa teki (Cyperaceae) C. Daun Bentuk daun yang pada umumnya tipis dan lebar, berwarna hijau, dan terbuka ke arah atas menunjukkan keselarasannya dengan peran utama melakukan fotosintesis dengan bantuan zat hijau daun (klorofil) dan cahaya matahari. Fungsi daun menurut Gembong (200) dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Pengambilan zat-zat makanan (resorbsi), terutama yang berupa zat gas (CO), 2. Pengolahan zat-zat makanan (asimilasi). 3. Penguapan air (transpirasi), dan 4. Pernapasan (respirasi). Daun pada tumbuhan dapat dibedakan atas daun lengkap dan tidak lengkap. Struktur daun lengkap terdiri dari pelepah daun, tangkai daun dan helaian daun. Apabila suatu tumbuhan tidak memiliki salah satu dari bagian ini maka disebut sebagai tumbuhan dengan daun tidak lengkap. Berdasarkan susunan tulang-tulang daun pada tumbuhan maka dapat juga dibedakan atas 123

tulang daun menyirip, tulang daun menjari, tulang daun melengkung dan tulang daun sejajar. Gambar 49. Berbagai bentuk tulang daun; melengkung, menjari, sejajar dan menyirip (Sumber: www.google.com) 124

BAB XII FOTOSINTESIS A. Konsep Umum Fotosintesis Fotosintesis berasal dari gabungan kata „fotos‟ yang berarti cahaya dan „sintesis‟ yang berarti penyusunan. Oleh karena itu fotosintesis diartikan juga sebagai penyusunan zat organik (karbohidrat) dan oksigen dari unsur anorganik (uap air dan zat hara) serta karbondioksia dengan bantuan cahaya matahari. Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan hijau atau yang memiliki zat hijau daun yang disebut dengan klorofil. Klorofil-satu-satunya \"pabrik\" makanan dimuka bumi-adalah material hijau yang mampu mengubah energi matahari, karbondioksida, dan air menjadi makanan bagi manusia dan hewan. Sesungguhnya, material ini jika terkena sinar matahari pada siang hari akan berubah menjadi semacam \"reaktor\" besar bagi panas/energi matahari dengan cara mengolah kandungan air dalam daun hingga berubah menjadi oksigen dan hidrogen yang dilepaskan ke udara (Thayyarah, 2013). Manusia dan hewan sangat bergantung atas keberadaan tumbuhan dimuka bumi. Hal ini terkait dengan makanan serta gas yang dihasilkan dari fotosintesis tumbuhan yang tidak mampu diproduksi sendiri oleh manusia dan hewan. Tumbuhan mampu mensintesa zat makanan sendiri sehingga disebut dengan organisme “autotrof” sedangkan manusia dan hewan disebut organisme “heterotrof” karena tidak mampu memproduksi makanan sendiri. Manusia hanya melakukan pengolahan makanan dengan menggunakan 125

bahan baku yang sudah tersedia. Reaksi fotosintesis dapat dilihat pada bagan di bawah ini: CO2 + H2O klorofil C6H12O6 + O2 karbondioksida uap air karbohidrat oksigen Tumbuhan memanfaatkan karbondioksida dan uap air yang dihasilkan dari respirasi manusia dan hewan sebagai bahan baku fotosintesis. Melalui bantuan cahaya matahari dan keberadaan zat hijau daun (klorofil) pada tumbuhan maka bahan baku ini diproses menjadi karbohidrat (gula kompleks) dan oksigen. Manusia dan hewan sangat membutuhkan karbohidrat dan oksigen ini untuk keberlangsungan hidup. Tanpa keberadaan tumbuhan dimuka bumi maka manusia dan hewan tidak akan bisa bertahan hidup. Oleh karena itu tumbuhan atau hutan dimuka bumi disebut juga sebagai paru-paru dunia. Thayyarah (2013) menjelaskan bahwa fotosintesis itulah pangkal kehidupan karena ia menghasilkan makanan bagi seluruh makhluk hidup. Produksi makanan itu berubah pada malam hari menjadi produksi gula untuk dikonsumsi oleh tumbuhan itu sendiri atau disimpan menjadi makanan cadangan di batangnya. Dedaunan hijau mengeluarkan oksigen ke udara untuk keperluan manusia dan hewan bernapas. Setelah matahari terbenam, dedaunan itu sebaliknya mengeluarkan karbondioksida dan menghirup oksigen dari udara. Atas dasar proses itu, tumbuhan dapat memproduksi makanan dari berbagai ragam bahan dan bahkan bisa menyimpannya dibeberapa tempat, seperti pada buah yang ada di atas pohon. Misalnya buah jeruk dan apel, atau pada buah yang bergerombol, misalnya pisang dan kurma, atau pada buah yang ada di atas tanah, seperti 126

semangka, atau pada buah yang diproduksi di dalam tanah seperti kentang. \"Dan Dia-lah yang menurunkan air dari langit, lalu Kami tumbuhkan dengan air itu segala macam tumbuh-tumbuhan, maka Kami keluarkan dari tumbuh-tumbuhan itu tanaman yang menghijau. Kami keluarkan dari tanaman yang menghijau itu butir yang banyak, dan dari mayang kurma mengurai tangkai-tangkai yang menjulai, dan kebun-kebun anggur, dan (kami keluarkan pula) zaitun dan delima yang serupa dan yang tidak serupa. Perhatikanlah buahnya pada waktu berbuah dan menjadi masak. Sungguh, pada yang demikian itu ada tanda-tanda (kekuasaaan Allah) bagi orang-orang yang beriman\" (Q.S Al-An'am: 99). Ayat diatas menunjukkan bahwa zat hijau daun dalam tumbuhan (klorofil) dapat mengeluarkan biji-bijian, buah, dan hasil-hasil lainnya. Material hijau itu juga mampu mengubah tanah yang tandus menjadi \"hidup\" kembali. Dan karena itulah material yang semula tak hidup dapat berubah menjadi material yang berguna bagi para makhluk hidup lainnya (Thayyarah,2013). B. Organel Sel Fotosintesis Pada kajian awal mengenai sel kita telah membahas organel-organel sel. Salah satu organel sel yang hanya dimiliki oleh tumbuhan yaitu kloroplas atau plastida; organel yang menjadi tempat berlangsungnya fotosintesis. Menurut Campbell, dkk (2012) semua bagian yang berwarna hijau pada tumbuhan, termasuk batang hijau dan buah yang belum matang, memiliki kloroplas, tetapi daun merupakan tempat utama berlangsungnya fotosintesis pada sebagian besar tumbuhan. 127

Gambar 50. Plastida atau kloroplas pada daun sebagai organel sel fotosintesis (Sumber: Campbell dkk, 2012) Menurut Khairuna (2019) tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Fotosintesis berlangsung pada jaringan palisade dan jaringan bunga karang, terutama pada jaringan palisade. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya 128

penyerapan sinar Matahari ataupun penguapan air yang berlebihan. Kloroplas adalah plastida berwama hijau, umumnya berbentuk lensa, terdapat di dalam sel tumbuhan lumut, paku-pakuan dan tumbuhan berbiji. Garis tengah dari lensa tersebut 2-6 mm, sedangkan tebalnya 0,5-1,0 mm. jika dilihat dengan mikroskop cahaya dengan perbesaran yang paling kuat, kloroplas sering kelihatan berbentuk butir (Harahap, 2012 dalam Khairuna, 2019). Pada kloroplas terdapat sistem membran yang berbentuk kantung pipih yang disebut tilakoid. Organel ini berperan utama menangkap cahaya matahari untuk fotosintesis. Tilakoid tersusun berlapis-lapis atau bertumpuk-tumpuk yang kemudian dikenal dengan grana atau granum. Bagian yang menjadi pemisah antar lapisan disebut dengan lamella. Di luar tilakoid terdapat cairan yang mengisi ruang kloroplas yang disebut stroma. Reaksi fotosintesis dapat terjadi pada grana maupun stroma. Gambar 51. Struktur kloroplas tumbuhan (Sumber: Kompas.com) C. Reaksi Fotosintesis Menurut Campbell, Reece dan Mitchell (2002) fotosintesis bukanlah merupakan proses tunggal, tetapi dua proses, yang masing-masing terdiri dari banyak langkah. Kedua tahap fotosintesis ini dikenal sebagai reaksi terang, (bagian foto dari fotosintesis) dan siklus Calvin (bagian sintesis). 129

Reaksi terang terjadi pada bagian kloroplas yang disebut grana sedangkan rekasi gelap (siklus Calvin). 1. Reaksi Terang Reaksi terang merupakan langkah-langkah fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimiawi. Cahaya yang diserap oleh klorofil menggerakkan transfer elektron dan hidrogen dari air ke penerima (akseptor) yang disebut NADP+ (Nikotinamida Adenin Dinukletioda Fosfat), yang menyimpan elektron berenergi ini untuk sementara. Air terurai dalam proses ini, sehingga reaksi terang fotosintesislah yang melepas O₂ sebagai produk-samping. Reaksi terang menggunakan tenaga matahari untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH. Reaksi terang juga menghasilkan ATP dengan memberi tenaga bagi penambahan gugus fosfat pada ADP, suatu proses yang disebut fotofosforilasi. Perhatikan bahwa reaksi terang tidak menghasilkan gula; gula itu terjadi pada tahap kedua fotosintesis (reaksi gelap) yang disebut dengan siklus Calvin. 2. Reaksi Gelap (Siklus Calvin) Siklus ini berawal dengan pemasukan CO₂ dari udara ke dalam molekul organik yang telah disiapkan dalam kloroplas. Pemasukan awal karbon ini ke dalam senyawa organik dikenal sebagai fiksasi karbon. Siklus Calvin kemudian mereduksi karbon terfiksasi ini menjadi karbohidrat melalui penambahan elektron. Tenaga pereduksian ini berasal dari NADPH, yang memperoleh elektron berenergi dalam reaksi terang. Untuk mengubah CO, menjadi karbohidrat, siklus Calvin juga membutuhkan energi kimiawi dalam bentuk ATP. yang juga dihasilkan oleh reaksi terang. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa siklus Calvin atau reaksi gelap fotosintesis yang menghasilkan gula (karbohidrat). Namun proses ini dapat 130

dilakukan dengan bantuan energi berupa NADPH dan ATP yang dihasilkan dari reaksi terang. Gambar 52. Gambaran umum fotosintesis:kerja sama reaksi terang dan siklus Calvin (Sumber: Campbell, dkk 2012) D. Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis Dikutip dari CNN Indonesia (2021) faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis diantaranya: 1. Kadar CO2 di udara Fotosintesis bisa berjalan meningkat seiring dengan naiknya kadar CO2 udara. Namun, CO2 yang terlalu tinggi dapat meracuni atau menyebabkan stomata tertutup dan fotosintesis terganggu. 2. Suhu Peningkatan suhu pada titik tertentu bisa saja meningkatkan laju fotosintesis. Tapi, jika suhunya terlalu tinggi maka proses metabolisme sel tumbuhan bisa terhambat. 3. Cahaya Energi cahaya yang mampu diserap tumbuhan ketika fotosintesis bergantung pada intensitas dan panjang gelombang cahaya. 131

a. Intensitas Cahaya Semakin rendah intensitas cahayanya, maka semakin lambat proses fotosintesisnya karena energi yang diserap tidak cukup. b. Panjang Gelombang Cahaya Spektrum warna memiliki panjang gelombang berbeda-beda, tapi klorofil akan lebih banyak menyerap warna merah dan biru karena panjang gelombang cahayanya sangat efektif. 4. Lama penyinaran Apabila tumbuhan selalu mendapat penyinaran, maka proses fotosintesis akan berlangsung terus-menerus. Proses fotosintesis juga membutuhkan komponen pendukung, seperti: a) Air Air sangat diperlukan tumbuhan saat fotosintesis karena berguna dalam pembentukan karbohidrat. Apabila kekurangan air, proses fotosintesis menjadi terganggu. b) Kadar O2 Semakin tinggi kadar oksigen, laju fotosintesis secara signifikan akan menjadi rendah. Hal ini merupakan efek interaksi antara konsentrasi CO2 dan O2 terhadap fotosintesis. c) Kandungan hara dalam tumbuhan Unsur Mg (magnesium) dan N (nitrogen) sangat dibutuhkan klorofil. Apabila kedua kandungan tersebut kurang, dampaknya bisa menurunkan laju fotosintesis. 132

BAB XIII METABOLISME A. Defenisi Metabolisme Sel hidup adalah suatu miniatur industri kimiawi, dimana ribuan reaksi terjadi di dalam suatu ruangan mikroskopik. Keseluruhan proses kimiawi suatu organisme disebut metabolisme (dari bahasa Yunani metabole, yang artinya \"berubah\") (Campbell, Reece dan Mitchell (2002). Makhluk multiseluler, baik manusia, hewan, maupun tumbuhan tersusun atas jutaan sel. Tiap sel memiliki fungsi tertentu untuk kelangsungan hidup suatu organisme. Untuk menjalankan fungsinya, sel melakukan proses metabolisme. Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi kimia ini akan mengubah suatu zat menjadi zat lain. Metabolisme sel dapat dibagi menjadi dua, yaitu katabolisme dan anabolisme (Chaniago,2016). Beberapa jalur metabolisme membebaskan energi dengan cara merombak molekul-molekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses perombakan ini disebut jalur katabolik. Sebuah proses utama katabolisme adalah respirasi seluler, dimana gula glukosa dan bahan organik lainnya dirombak menjadi karbondioksida dan air. Setelah perombakan tersebut, energi yang tersimpan dalam molekul organik dapat digunakan untuk melaksanakan kerja sel. Jalur anabolik, sebaliknya, memakai energi untuk membangun molekul kompleks dari molekul- 133

molekul yang lebih sederhana. Suatu contoh anabolisme adalah sintesis protein dari asam amino (Campbell, Reece dan Mitchell,2002). B. Reaksi-Reaksi Metabolisme Susilawati dan Bachtiar (2018) mengemukakan bahwa metabolisme adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup (reaksi biokimia). Pengertian ini mencakup dua hal yaitu katabolisme dan anabolisme. Untuk berlangsungnya dua reaksi tersebut diperlukan suatu aktivator yaitu enzim. 1. Katabolisme Chaniago (2016) menjelaskan bahwa katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraian senyawa ini menghasilkan atau melepaskan energi berupa ATP yang biasa digunakan organisme untuk beraktivititas. Menurut Susilawati dan Bachtiar (2018) tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Salah satu contoh reaksi katabolisme adalah respirasi yang merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan. Respirasi dapat dibedakan atas respirasi aerob dan anaerob. a. Respirasi aerob Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan oksigen untuk menghasilkan energi. Susilawati dan Bachtiar (2018) mengemukakan empat tahapan dalam reaksi ini yaitu sebagai berikut: 1) Glikolisis 134

Glikolisis adalah serangkaian reaksi enzimatis yang memecah glukosa (terdiri dari 6 atom C) menjadi asam piruvat (terdiri dari 3 atom C). Reaksi yang berlangsung di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP. 2) Dekarboksilasi Asam Piruvat Piruvat akan diubah menjadi asetil KoA. Asetil KoA adalah ikatan yang terdiri atas dua ikatan C (asetat) yang terkait pada satu molekul KoA. Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria dan menghasilkan 2 NADH. 3) Siklus Krebs Siklus krebs atau siklus TCA engubah asetil koA yang direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam sitrat (6C). Daur Krebs berlangsung di matriks mitokondria dan pada akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP. 4) Transpor Elektron Transpor elektron adalah suatu seri reaksi yang menggunakan oksigen untuk mengubah molekul- molekul NADH dan FADH2 menjadi NAD dan FAD, air dan ATP yang berada di membran mitokondria. Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. b. Respirasi anaerob Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak membutuhkan oksigen untuk menghasilkan energi. Susilawati dan Bachtiar (2018) mengemukakan Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi. Fermentasi dibedakan menjadi 2, yaitu: 1) Fermentasi Alkohol 135

Fermentasi alkohol terjadi pada proses pembuatan tapai dan anggur. Fermentasi alkohol dilakukan oleh jamur ragi. Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP. 2) Fermentasi Asam Laktat Fermentasi asam laktat terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dan persediaan oksigen kurang mencukupi. Asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir. Akibatnya asam piruvat direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP untuk setiap mol glukosa yang direspirasi 2. Anabolisme Susilawati dan Bachtiar (2018) menjelaskan bahwa anabolisme merupakan reaksi yang bersifat menyusun suatu ikatan kimia yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk. Anabolisme disebut juga sintesis, merupakan proses penyusunan bahan anorganik menjadi bahan organik. Dalam peristiwa ini diperlukan masukan energi (reaksi endergonik). 136

Contoh reaksi anabolisme salah satunya adalah peristiwa fotosintesis pada tumbuhan yang memanfaatkan energi matahari dalam mensintesa makanan (karbohidrat) dan juga „kemosintesis‟ yang merupakan proses sintesa makanan dengan bantuan energi kimia. Kajian mengenai reaksi fotosintesis ini dapat dipelajari dari bab sebelumnya. C. Peran Enzim dalam Metabolisme Proses metabolisme melibatkan aktifitas katalis biologik yang disebut enzim dengan melibatkan ATP. Enzim adalah senyawa organik atau katalis protein yang dihasilkan sel dalam suatu reaksi. Enzim bekerja sebagai katalis dalam tubuh makhluk hidup, oleh karena itu disebut biokatalisator. Enzim bertindak sebagai katalis, artinya enzim dapat meningkatkan laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi atau dipengaruhi oleh reaksi kimia tersebut. Enzim ini memiliki sifat yang khas, artinya hanya mempengaruhi zat tertentu yang disebut substrat. Substrat adalah molekul yang bereaksi dalan suatu reaksi kimia dan molekul yang dihasilkan disebut produk. Misalnya, enzim protease, substratnya adalah protein dan bentuk reaksinya mengubah protein menjadi asam amino. Jadi, asam amino disebut produk (Chaniago, 2016). Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain. Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul 137

dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer (Chaniago, 2016). Secara umum hubungan antara enzim, substrat dan tempat atau sisi aktif dapat dituliskan; - Reaktan dimana enzim akan bekerja disebut dengan SUBSRAT - Bagian molekul enzim yang berikatan dengan subsrat disebut dengan TEMPAT AKTIF substrat berikatan dengan enzim substrat tempat aktif enzim substrat diubah menjadi produk Gambar 53. Contoh mekanisme katalis enzim (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Chaniago (2016) menjelaskan cara kerja enzim dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi. 1. Teori gembok dan anak kunci (lock and key theory) Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks seperti kunci yang masuk dalam gembok. 2. Teori kecocokan yang terinduksi (induced fit theory) merupakan teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif 138