Biologi Laut

•       BIOLOGI LAUT

•       *Biologi Laut:

•       Ilmu pengetahuan tentang kehidupan biota laut.

•       *Laut di huni oleh biota; tumbuh-tumbuhan, hwn  & mikroorganisme hidup.

•       *Biota laut menghuni hampir semua bagian laut.

•       Laut adalah bagian dari bumi yang tertutup air asin

•       Dipermukaan bumi kita  terdapat 3 samudra

            1. Atlantik

            2. Pasifik

            3. Hindia

•       Indonesia sebagai negara kepulauan terletak diantara samudra pasifik dan hindia

•       Faktor-faktor lingkungan

•       Lingkungan laut selalu berubah atau dinamik, kadang berubah lamban dan kadang berubah cepat.

•       Cepat atau lambatnya perubahan ini sama-sama mempunyai pengaruh dimana akan mengubah intensitas faktor-faktor lingkungan

•       Faktor –faktor lingkungan yang banyak mempengaruhi kehidupan dilaut adalah

            1. Gerakan air

            2. Suhu

            3. Salinitas

            4. Cahaya

Gerakan Air.

Air laut selalu dalam keadaan bergerak, dan disebabkan oleh beberapa faktor :

1. Angin, yang menghembus di atas permukaan laut
2. pengadukan yang terjadi karena perbedaan suhu air.
3. Perbedaan tinggi permukaan laut
4. Pasang surut DLL

•       Gerakan air sangat penting bagi berbagai proses alam laut  baik itu biologik maupun non biologik.

•       Gerakan air dikenal sebagai 

            - Arus

            - Gelombang

            - Permukaan massa air (upwelling)

            - Tenggelaman massa air (dounwelling)

•       ARUS

•       Arus laut permukaan merupakan cermin langsung dari pola angin yang bertiup pada waktu itu. Jadi arus permukaan digerakkan oleh angin dan air di lapisan bawah ikut terbawa karena adanya gaya Coriolis (Coriolis force) yaitu gaya yang diakibatkan oleh perputaran bumi maka arus di permukaan laut akan berbelok mengikuti arus angin.

•       PASANG SURUT

•       Pasut merupakan salah satu gejala laut yg besar pengaruhnya terhadap kehidupan biota laut khususnya di wilayah pantai.

•       Pasut terjadi karena gaya tarik bulan (gaya grafitasi)

Fosfor terdapat dalam Kalsium Fosfat (CaPO4) dan besi fosfat (fePO4)  anorganik, dan sebagian terlarut sbg fosfat anorganik.

Ortofosfat : senyawa Fosfat anorganik yang teramat berlimpah dalam daur fosfor. Senyawa ini dihasilkan oleh pemecahan fosfat organic oleh bakteri dari jaringan yang sedang membusuk.

Mangrove

Berasal dari bahasa Melayu manggi-manggi, yaitu nama yang diberikan kepada mangrove merah. Nama mangrove dibrikan kepada Jenis2 Tumbuhan yang tumbuh dipantai atau goba-goba yang menyesuaikan diri pada keadaan asing.

Ekosistem mangrove didefinisikan  sbg mintakat pasut dan mintakat supra pasut dari pantai berlumpur dan teluk, goba dan estuary yang didominasi oleh Halofita, yakni tumbuhan2 yang hidup didaerah asin. Berpokok, dan beradaptasi tinggi, yag berkaitan dengan anak ssungai rawa, dan banjiran, bersama2 dengan populasi tumbuhan hewan.

Ekosistem mangrove t/d 2 bagian. Bag daratan dan bagian perairan. Bag perairan juga terdiri dr 2 bagian  yakni tawar dan laut.

Rantai Makanan dilaut

Rantai makanan ini mengikuti pola umum yakni Tumbuhan hijau dimakan oleh pemekan tumbuhan yaitu herbivore, Herbivor dimakan oleh pemakan daging yaitu karnivor , karnivor dimakan oleh karnivor yang lebih besar.

Menurut sifat sumbernya rantai makana dibahi mnjadi 2 yaitu : rantai makanan meramban atau merumput,dan rantai makanan detritus.

1. pada rantai makanan ini, semua kehidupan hewan tergantung tergantung pada kemampuan  tumbuh-tumbuhan hijau untuk berfotosintesis. Dilaut, fitoplankton merupakan produsen makanan yang utama, selanjtnya adalah pemindahan energy dari makanan tersebut kedaam rantai makanan.  Zooplankton berperan penting dalam proses pemindahan energy. Karena zooplankton adalah penghubung antara fitoplankton denga hewan-hewan yang lain,

2. Rantai makanan detritus 90% produksi tanaman  masuk kedlam rantai makanan detritus. Dimana Manusia berhubungan secara langsung dengan rantai makanan detritus.

Produksi primer. Produktivitas Primer

Produktivitas Primer adalah : kecepatan terjadinya fotosintesis atau pengikayan karbon.

Factor yang mempengaruhi produktivitas:

1. sinar matahari

2. Awan  dapat mengurangi penembusan cahaya ke permukaan laut dan mengurangi kecepatan produktivitas primer

3. angin dapat mengakibatkan gelombang laut yang menyebabkan permukaan laut tidak rata

4. suhu

Ekosistem Terumbu Karang

Manfaat: menyediakan makanan, obat2an, bahan bangunan dan bahan lain.

Terumbu karang dibangun oleh kegiatan biologi . merupakan timbunan dari kapur CaCO3

Proses produksi kapur :

 Kerangka at corallus  td CaCO3 terlarut dalam air

CaCo3+H2CO3<-> Ca(HCO3)2 <-> 2HCO3

Asam Karnonil hipotetikal (H2CO3) . mula2 kristal kapur terbentuk pada suatu  matrix kitin lepas2 yang dikeluarkan . Kristal ini kemudian memekat mjd kerangka. Terdapat pada laut bersuhu hangat

Terumbu karang terdapat dalam 3 bentuk : Ato, terumbu penghalang barrier,  terumbu pinggir.

Penghuni terumbukarang : Tumbuhan ( alga, Lamun), Avertebrata ( sepon, Filum Cnidaria at Coelenterata> 3 klpk Hidroid, ubur2 dan antazoa) Ikan KArang , Reptilia( Ulat laut dan penyu)

mikrobiologi Lingkungan

Pengolahan buangan secara mikrobiologis

1 bioremidasi : penggunaan agen2 biologi untuk menetralkan tanah, air tercemar menjadi zat2 yang tidak berbahaya bagi lingkungan atau kesehatan manusia.

-    Bio degradasi : proses dalam bioremidasi oleh xenobiotik menjadi substansi yang  tidak beracun atau bersifat toxic

-    Mineralisasi : dekomposisi suatu xenobiotik menjadi anorganik at CO2

Bio remidasi terdiri dari :

-       Metabolism, kometabolisme dan bioremidasi

-       Bioremidasi penc minyak tanah

-       Bioremidasi penc gas dan buangan

-       Bioremidasi limbah sub permukaan

-       Biotreatmen logam : bioremidasi menggunakan tumbuhan

-       Teknologi ensim

2. biodegradasi : penguraian/perombaka secara biologis

Yang berperan yi Faktor biotic dan abiotik

System simba polikultur: suatu system simbiosis kehidupan diantara 2 atau lebih jasad selama proses biologis atau mikrobiologis

System mono kultur : 1 agen mikroba yang digunakan.

3. Penguraian materi

Penguraian senyawa organic dari polisakarida, lemak, protein menjadi gula gliserol, asam lemak dan asam amino lewat proses aerobic dan anaerobic menjadi metana, co2, air dan amoniak

4. biogas : proses fermentasi dengan hasil akhir biogas

Bakteri metan : methanobacterium, methanobacillus, methanosarchina, metanococcus

5. biofilter :

6. tangki septic

Golongan utama penyusun populasi mikroba : Prokaryotik ( bakteri dan actynomicetes) Fungi, algae, mikrofauna (Protozoa , archezoa) Mesofauna (Nematoda) makrofauna (semut cacing tanah dan lainnya) microbiota (Microplasma, virus, viroid, dan prion)

Contoh bakteri :

-       Clostridium pasteurianum menitrifikasi Nitrogen dalam keadaan anaerob

-       Azotobacter croococum mengikat nitrogen dalam keadaan aerob

-       Nitrobacter bakteri yng mngubah ammonium mjd nitrat

-       Redicicolas

-       Bacillus : mengikat nitrogen, membentuk spora

-       Pseudomonas, bbrpa spe bersifat pathogen

Actinomycetes penghasil antibiotika :

Streptomisin : streptomycetes griseus,

Chlorampenicol : s Venezuela

Aureomycin, tetrasiklin : aureofaciens

Tipe2 fungi :

-          Myxomycetes : jamur lender

-          Oomycetes : jamur berflagela

-          Zygomycetes : jamur gula

-          Fungi tingkat tinggi ascomycetes

-          Fungi imperfecti deuteromycetes

-          Miselium steril

Peran fungi : agen utama pengurai bahan organic, mendegradasi molekul kompleks spt selulosa, hemiselulosa, pati, lignin, mendekomposisi senyawa2 yg resisten,

bioteknologi

Bioteknologi : Bios : hidup, teuchos : alat, Logos : ilmu.

Bioteknologi : Penggunaan organism atau system hidup untuk memecahkan masalah atau untuk menghasilkan produk yang berguna. Atau

Seperangkat teknikyang memanfaatkan organism hidup atau bagian dari organism hidup untuk menghasilkan atau memodifikasi produk, meningkatkan kemampuan tumbuhan dan hewan, mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus yang berguna bagi kehidupan manusia.

Sejarah

Tahun 1917 Karl Ereky memperkenalkan istilah bioteknologi.

Tahun 1943 Penisilin di produksi dalam skala industry

Tahun 1944 Avery, mcleod  Mccarty mendemonstrasikan adalah bahan genetic

Tahun 1955 watson n Crick menentukan struktur DNA

Teknik2 dalam bioteknologi :

1. fermentasi : Menggunakan mikroba untuk mengubah spt pati, atau gula mjd senyawa lain spt etanol. Digunakan pada : bioteknologi klasik, industry farmasi, biopulping, bahan bakar, bio plastic

2. Analisis Genetik :Mempelajari bgmn sifat atau karakter atau gen diwariskan dari generasi ke generasi dan bagaimana gen dan lingkungan berinteraksi untuk menghasilkan suatu sifat. Digunakan utk : diagnose perrtanian, bahan bakar

3. Seleksi dan pemuliaan manipulasi mikroba, tanaman, atau hewan da pemilihan individu atau populasi yang diinginkan sebagai stok genetic untuk perbaikan generasi baru. Dapat digunakan untuk bioteknologi klasik (fermentasi) Produksi bahan pangan, bioplastik

4. analisis DNA( polymerase Chain Reaction) dapat membuat segmen DNA, RLFP maping mendeteksi keberadaan suatu gen pada DNA. Dapat digunakan untuk Diagnosis suatu penyakit, Konseling genetic, terapi Gen.

5. kultur sel dan Jaringan menumbuhkan tanaman atau jaringan hewan atau sel secara steril didalam tabung reaksi atau tabung gelas lainnya. Digunakan untuk : perbanyakan tanaman, produksi tanaman genetic, produksi bahan kimia, penelitian kedokteran.

6. rekayasa genetika : transfer segmen DNA dari suatu organism ke DNA organism lain. Ke2 organisme tsb dapat tidak saling berkerabat 1 dgn yang lain.

Perbedaan antara pemulihan selektif dan rekayasa genetika:

Pemulihan selektif : Tingkat: organism utuh, ketepatan : sekumpulan gen, Kepastian : perubahan genetic sulit atau tidak mungkin dikarakteristik, batasan taksonomi : hanya dapat dipakai dalam 1 spe atau 1 genus.

Rekayasa Genetika : tingkat : Sel atau Molekul, ket : 1 gen tunggal.\, Kepas : perubhan bhn genetic dikarakteristik dengan baik, Bat tak : Tidak ada batasan taksonomi.

Bioteknologi molekuler ( biologi sel dan molekuler )

Memanipulasi suatu organism pada taraf molekuler dan seluler (rekayasa genetic dan biologi molekuler ) hasil Manipulasi dapat diprediksi dan diarahkan

Penggabungan antara teknologi DNA rekombinan denga bioteknologi melahirkan suatu bidang studi yang sangat dinamis dan kompetitif yang disebut bioteknologi molekuler

Kegunaan teknologi bagi kehidupan manusia :

1. pertanian

2. bioteknologi kelautan dan akuakultur

3. bioteknologi lingkungan

4. manufaktur dan bio proses

5. kedokteran : - industry obat2an, -terapi gen untuk penyakit genetic,- cloning ( human embryonic stem cells)

Pertanian “GM food”

Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam :

1. peningkatan kualitas biji2an

2. peningkatan kadar protein

3. pembentukan tanaman resisten hama, penyakit, dan herbisida

4. pembentukan tanaman toleran kekeringan, tanah masam, suhu ekstrem.

5. pembentukan tanaman yang lebih bernilai nutrisi tinggi spt vit c E dan beta karoten

Rekayasa genetika pada hewan

1. upaya perbanyakan bibit ternak pada saat ini dengan teknik cloning

2. dikenal 2 cara perkembangbiakan hewan aseksual dan seksual

- cloning aseksual:sel telur dikeluarkan kemudian dimsukan sel somatic,dan jaringan apa saja

-cloning seksual : dilakukan dengan membelah embryo pada saat tertentu.

Bioteknologi lingkungan

Dapat dimanfaatkan untuk mengatasi isu linhgkungan seperti:

1. restorasi ekologi

2. diagnosis, dan monitoring penyakit menular

3. control hama, gulma, dan penyakit pada pertanian

4. skrening toksisitas

5. konversi limbah ke energy.

Bioproses

Bioteknologi dapat dilakukan dengan bioproses melalui kegiatan2:

1. produksi bioenergi : etanol, methane, dan biodiesel

2. biokatalis ensim asam organic dan pelarut

3. produksi polimer

4. formasi flavor essence

5. rekayasa metabolic

Kedokteran :

Industry obat2an : humulin :- insulin rekayasa genetic, herceptic : antibody monoclonal untuk mengobati kanker payudara.

Terapi gen untuk mengobati penyakit genetic penyakit cystic fibrosis

Bbrpa isu penting dalam penerapan bioteknologi

1. bioetik

2. keamanan dan kekhawatiran

3. paten dari organism hasil rekayasa genetic

4. penggunaan untuk terapi gen dan jaringan pada mc

5. tangungjawab social dan sains dalam bisnis.

Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanaman pada medium bukan tanah, dan menggunakan larutan hara dan media lain pembawa campuran hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman secara optimal

Hidroponik : hidro : air, ponos : kerja ; agregat culture, soiless culture, nutri culture, chemi culture.

Keuntungan cara hidroponik : tidak perlu pengolahan tanah, tidak perlu rotasi tanaman, taanpa tanaman pengganggu, hasil seragam, bersih, hasil bisa dikontrol, tenaga kerja sedikit, lebih mudah dalam pengolaha, lebih muda mengganti tanaman baru, dpt merupakan tempat dan cara memperbaiki mutu tanaman.

2 tipe hidroponik

1. kultur air :  true hidroponik

2. kultur tanpa tanah/kultur agregat ; menggunakan medium padat untuk tempat tumbuh tanaman : kultur pasir/ kultur kerikil

3 sistem pemberian hara :

1 sistem hidroiponik, 2 sistem lapisan tipis larutan hara, 3 sistem aerophonic

Pencemaran laut

Setiap kegiatan manusia umumnya menghasilkan limbah (padat, cair  & gas)

Efek samping limbah:

•      Membahayakan kesehatan manusia

•      Merugikan segi ekonomi

•      Merusak dan membunuh kehidupan yang ada

Dalam suatu habitat (air)

•      Merusak keindahan

Berdasarkan hal tersebut maka setiap kegiatan manusia yang menghasilkan limbah  selalu memperhitungkan efek samping yang ditimbulkan (terutama industri dan pertambangan)

CARA  DALAM PENCEGAHAN BUANGAN LIMBAH:

1.teknologi bersih: proses produksi yang dihasilkan harus sebersih mungkin, dgn menerapkan teknologi dan cara yang ditetapkan sehingga menghasilkan limbah yang bersifat lunak. Ex. Konversi enzimatik.

2.produk bersih: setelah digunakan selama beberapa waktu semua hasil buangan tidak memberikan pengaruh nyata dalam lingkungan

3. Daur ulang : mengola limbah atau barang buangan menjadi produk yang berguna. Ex; pembuatan kompos, fermentasi gas metan.

4. Pembersihan: mengubah sisa-sisa pencemar yang tdk berguna menjadi bahan yang tdk membahayakan lingkungan.

•      Sistem pengolahan limbah

Sistem pengolahan limbah terdiri dari tiga bagian besar

1. Secara biologis
2. Secara kimia
3. Secara fisik

•      Cara biologi

•      Pengolahan limbah secara biologi dikenal dengan proses bioremediasi yaitu dengan memanfaatkan agen-agen biologi seperti mikroorganisme atau biota yang ada. Dikenaljuga dengan metode bioteknologi

•      Tujuannya : untuk menghilangkan bahan organik dan anorganik yang terlarut dalam air dan tidak bisa mengendap dan menjadikan tidak berbahaya dalam lingkungan (biodegradasi)

Bakteri mampu menyerap bahan terlarut dalam air maupun makromolekul. Ex; penguraian limbah kertas (selulosa) menjadi  gula sederhana.

Kebanyakan mikroba aktif pada kisaran ph 6,5 sampai 7,5 dengan batas rendah 4,0 paling tinggi 9,5. Namun ada beberapa mikroba aktif pada ph yg ekstrim. Mis,

Dalam menguraikan h₂s menjadi h₂s0₄ pada ph 1,0

•      Penguraian secara bioloigi (biodegradasi) digunakan dalam pengolahan limbah.  Sering disebut suatu proses mineralisasi sempurna suatu senyawa oleh mikroba menjadi karbondioksida, sulfat, nitrat dan air.

•      Biodegradasi dinyatakan sebagai suatu perubahan senyawa kimia yang telah kehilangan sifat khasnya.

•      Limbah dapat dikategorikan dari dua sumber:

1. Industri pangan, makanan dan minuman:  limbah yg mengandung bahan biologi

2. Industri kimia: limbah yang sangat kompleks dan biasanya sukar larut krn mengandung senyawa kimia berupa logam maupun non logam yang sifatnya akumulatif.

•      Biodegradasi dikualifikasikan sbb

•      Suatu proses yang menyebabkan hilangnya sifat khas senyawa asli dan tidak dapat dideteksi lagi dengan uji kimia spesifik.

•      Terjadi perubahan minimum pada senyawa induk  sehingga terjadi kehilangan sifat-sifatnya

•      Detoksifikasi dekontaminasi tumpahan

•      Perubahan limbah menjadi metan (biogas)

Pengolahan limbah secara biologis terdiri dari proses aerobik dan  anaerobik

  

  proses aerobik: menggunakan mikroba dalam menguraikan  limbah menggunakan oksigen

Bakteri yang berperan :

     nitromonas, e.coli, sphaerotilus natans, achromobacter, flavobacterium, pseudomonas, moraxella.

Ganggang: ganggang biru cyanophyceae,

Ganggang hijau : chlorophyceae

Pengolaham limbah dgs sistem anaerobik

•      Proses dengan anaerobik tanpa oksigen dikenal dgn proses fermentasi metan

•      Keuntungan dgn sistem ini:

1. Zat padat yang dihasilkan sangat rendah
2. Lumpur yg dihasilkan sangat stabilsehingga muda dipisahkan

Pengolahan limbah secara anaerobik

•      Hidrolisis (pencairan)

•      Pengasaman

•      Fermentasi metan

•      Hidrolisis: dilakukan pada suhu rendah dan ph 6,0. Proses ini relatif lambat

•      Keasaman : tdk terlalu berpengaruh

•      Fermentasi metan: melibatkan berbagai mikrob. Proses yang paling berpengaruh dalam pengolahan limbah

•      Proses pengolahan limbah secara   anaerobik dilakukan pada tangki reaktor

    proses penguraian limbah secara biologis umumnya bod dan cod tinggi

Tujuan utama dalam pengolahan limbah secara biologis yaitu untuk mengurangi bod, partikel tercampur serta membunuh mikroba patogen

•      Tahapan pengolahan limbah secara umum

Penyaringan : untuk menhilangkan zat padat

Perajangan : memotong benda yang ada di air limbah

Bak penangkap pasir : menghilangkan pasir

Bak penangkap lemak : memisahkan benda terapung

Tengki ekualisasi melunakan air limbah

Netralisasi : menetralkan asam dan basa

Aeerasi : menghilangkan bahan organic

Karbon aktiv  : menghilangkan bau benda yang tidak dapat diuraikan

Pengendapan kimiawi : mengendapkan fosfat

Nitrifikasi ; menghilangkan nitrat

Osmosis : menghilangkan zat terlarut

Desinfeksi : mmbunuh mikroba patogen

•      Secara garis besar pengolahan limbah digolongkan dalam 6 klas

1. Pengolahan pendahuluan (pre treatment
2. Pengolahan pertama (primary treatment)
3. Pengolahan kedua (secondaery treatment)
4. Pengolahan ketiga (tertiary treatment)
5. Pembunuhan kuman (desinfektion)
6. Pembuangan lanjutan (ultimate disposal)

•      Konsep ipal di kota manado
dr.  Setyo morsidik (psl ui) tgl. 21 des.2010

•      Efek ipal dalam keberadaan pantai

•      Keberadaan limbah menyebabkan harus ada ipal.

•      Posisi ipa harus diatas spy bisa dikontrol

•      Jika penduduk di atas ipalnya dibgn hilir dekat pantai

•      Ipa suatu keharusan tapi dpt diterapkan sesuai aturan

Dampak kota tanpa sanitasi

   dampak ekonomi

   penduduk yg tidak memiliki jamban

  kasus diare

  biaya kesehatan

   air limbah yang tdk diolal menghasilkan 6 jt ton kotoran manusia yg mencemari

•      Ipaa nilai  sistem aerated lagoon 10 ha dgn nilai lahan 100 m kapasitas 51.000 m3/hari dengan efluent bod 30 mg/l

•      Tuj. Pengelolaan air limbah

-          Memenuhi persyratan kualitas effluent

-          Mencegah gangguan bau, estika dilokasi  pen golahaan

Penelitian mikrobiologi pada system lumpur meliputi :

1 identifikasi mikroorganisme dan perhitunga jlhnya

2 penafsiran aktivitas mikroba

3 Gabungan antara 1 dan 2

Metode baku untuk menilai degradasi

1 degradasi primer : menghulangkan sifat khas senyawa asli

2 biodegradasi yag dapat diterima dr suatu lingkunga dimana terjadi perubahan maksimum pada senyawa induk yg diperlukan untuk menghilangkas sifat2nya.

3 Biodegradasi akhir yang melibatkan perubahan senyawa induk mjd produk akhir yag berupa senyawa anorganik yang berkaitan dengan proses metabolism mikroorganisme.