October 22, 2008

INDERA, PRODUKSI SUARA, CAHAYA DAN PERGERAKAN PADA SERANGGA

 

A . Sistem Syaraf

  • Sistem susunan syaraf pusat serangga terdiri dari satu rangkaian ganglia yang dihubungkan oleh sepasang syaraf netral yang terdapat di sepanjang tubuhnya. 

  • Ganglion merupakan suatu massa jaringan syaraf yang terdapat secara berpasangan pada setiap jaringan ruas.

  • Tiga pasang ganglion yang terdapat dibagian kepala disebut otak, yaitu :

1. protocerebrum yang terdapat pada segmen mata meliputi daerah inervasi, yaitu daerah yang memiliki pengaruh syaraf terhadap suatu alat mata majemuk dan ocelli,

2. deutecerebrum yang terdapat pada segmen antena meliputi daerah inervasi antena,  

3. tritocerebrum yang terdapat pada segmen labrum yang meliputi daerah inervasi labium dan stemodeum.

  • Pada prinsipnya otak merupakan pusat perpaduan dari semua jaringan syaraf yang berasal dari semua bagian tubuh, dan sebagai pengatur segala prilaku akibat adanya rangsangan yang datang dari luar dan rangsangan dari dalam tubuh lewat pancaindra.

  • Sel syaraf yang membentuk jaringan syaraf memiliki kemampuan meneruskan rangsangan yang berasal dari berbagai organ tubuh ke otak, serta menyampaikan pesan dari otak ke otot atau kelenjar tubuh.

 

B. Organ Perasa       

  • Organ perasa terletak di dalam dinding tubuh, dan kebanyakan ukurannya mikroskopis. 

  • Serangga mempunyai organ-organ perasa yang peka terhadap stimuli kimiawi, mekanis, pendengaran dan penglihatan, dan juga stimuli seperti kelembaban relatif dan suhu.

Resepsi Kimiawi

  • Kemoreseptor yang berhubungan dengan indra perasa dan indra pembau adalah bagian-bagian yang penting dalam sistem sensorik yang menyangkut tingkah laku serangga. 

  • Makan, kawin, pemilihan habitat dan hubungan parasit dengan inangnya seringkali diarahkan oleh perasa-perasa kimiawi serangga.

  • Zat-zat dapat menembus sampai sel-sek sensorik dan merangsang mereka secara langsung.

  • Banyak serangga dapat mendeteksi bau-bau khusus pada konsentrasi yang sangat rendah sampai beberapa mil dari sumber mereka.

  • Organ indra kimiawi tanggap terhadap kontak dengan bahan-bahan kimiawi, yang digunakan sebagai isyarat kimiawi dalam lingkungan bagi serangga dari banyak aspek, misalnya untuk :

-  mendapatkan makanan,

-  mediasi fungsi kasta di dalam kolom serangga  sosial,

-  menemukan pasangan,

-  identifikasi rangsangan berbahaya yang membahayakan hidup,

-  pemilihan tempat peletakan telur,

-  pemilihan habitat.

  • Secara umum pengindraan kimiawi dapat di bagi dalam tiga hal :

1. pengindraan kimiawi  jarak jauh, disebut  alpaksi  (alpaction),

2. pengindraan dengan kontak, disebut gustasi (gustation),

3. pengindraan "UMUM"

  • Pada alfaksi, organ indra tanggap terhadap molekul atau bahan kimia  dalam bentuk gas pada konsentrasi yang relatip  rendah, organ itu sangat peka dan mempunyai kespesifikan yang tinggi terhadap bahan kimia tertentu.

  • Gustasi terjadi karena kontak langsung dengan melekul atau lainnya dalam bentuk larutan, biasanya dengan kontraksi yang relatip tinggi di bandingkan dengan alpaksi umumnya, indra ini kurang peka dari pada indra alpaksi dan biasanya berhubungan dengan kegiatan makanan.

  • Pengindraan kimiawi “UMUM” melibatkan organ-organ indra yang kurang peka, kecuali terhadap konsentrasi yang tinggi  bahan kimia yang merangsang.

  • Organ-organ pengindraan kimiawi “UMUM” kurang dapat memisahkan jenis bahan perangsang di banding organ indra alpaksi dan gustasi.

  • Organ indra kimiawi berdasarkan struktur ultranya yaitu

1. berlubang tunggal (uniporous), dengan satu lubang dan

2. berlubang ganda (multiporous), berlubang lebih dari satu.

Resepsi Mekanik

  • Organ-organ perasa serangga peka terhadap reaksi stimuli mekanik seperti sentuhan, tekanan, atau getaran dan memberikan informasi kepada serangga tentang arah, gerakan-gerakan umum, makan, terbang, menjauhi musuh, reproduksi dan aktivitas-aktivitas lainnya.

  • Organ-organ perasa ini ada tiga kelompok yaitu,

1. sensila rambut,

2. sensila kampaniform,

3. organ-organ skolopoforus.

Resepsi suara (pendengaran)

  • Kemampuan untuk mendeteksi suara terbentuk pada banyak serangga, dan suara memainkan banyak peranan dalam tipe kelakuan.

  • Serangga mendeteksi suara- suara yang ada di udara dengan dua tipe organ sensorik, yaitu :

1. sensila rambut, dan 

2. organ-organ timpanum.

 Getaran-getaran didalam subtrat dideteksi oleh organ-organ subgenu.

  • Kisaran frekuensi dimana organ-organ ini peka bervariasi pada serangga-serangga yang berbeda. 

  • Seta sensorik hanya dapat mendeteksi  suara diudara pada frekunsi yang relatif rendah.

  • Organ timpanum peka terhadap getaran dengan frekuensi ultrasonik.

Resepsi Cahaya (Photoreception)

  • Resepsi cahaya diberi batasan bahwa organisme (serangga) mampu menanggapi cahaya di daerah opeletrum elektromagnetik yang terlihat dan ultraviolet dekat (near ultraviolet).

  • Untuk menanggapi cahaya, maka perlu ada pigmen yang mampu mengabsorspsi cahaya dengan gelombang tertentu dan alat yang membangkitkan mupulus darap sebagai  hasil dan absorpsi cahaya itu.

  • Berbagai informasi lingkungan sampai pada serangga dalam bentuk rangsangan cahaya, misalnya bentuk benda, gerakan, jarak, warna, kecerahan (brightness).

  • Organ penglihatan utama serangga biasanya ada dua tipe yaitu, mata tunggal dan mata majemuk. 

  • Reseptor-reseptor cahaya yang paling kompleks pada serangga adalah mata majemuk yang memiliki banyak omatidia.

  • Omatidia berfungsi untuk mengatur frekuensi cahaya yang masuk ke mata.

  • Serangga memiliki kemampuan menyatukan cahaya yang tidak sama gelombangnya sehingga dapat memandang bentuk, walaupun serangga sedang dalam penerbangan yang cepat dan karena itu serangga sangat peka terhadap gerakan.

  • Serangga menggunakan tanda atau isyarat penglihatan dalam menentukan tempat dan mengenal induknya.

Organ Perasa Suhu (Thermoreception)

  • Organ-organ perasa lainnya yang berkembang baik adalah perasa suhu.

  • Organ-organ perasa tersebar di seluruh tubuh tetapi umumnya terdapat di antena dan tungkai.

  • Berdasarkan perilakunya, telah dipastikan bahwa serangga peka terhadap perubahan suhu.

  • Pada beberapa serangga seluruh tubuhnya peka terhadap panas, sedang pada serangga lainnya hanya lokasi tertentu di tubuh yang peka.

  • Organ penginderaan panas serangga banyak terdapat di antena, palpus maksila dan tarsi.

  • Organ indra berdinding tebal yang terdapat di ruas-ruas antena diperkirakan terlihat dalam pendeteksian suhu itu pada serangga-serangga penghisap darah seperti nyamuk, kutu busuk, dan kutu.

  • Pendeteksian panas (warmth) penting juga dalam penemuan inang.

Organ Perasa Kelembaban  (Hygroreception)

  • Beberapa serangga juga memiliki perasa kelembaban yang berkembang baik.  

  • Collembola, seperti serangga kecil lainnya yang hidup di dalam tanah sangat peka tehadap lengas, baik di udara maupun di substratnya.

  • Indra yang peka terhadap lengas telah di ketahui hanya pada beberapa serangga, dan itu di temukan pada antena dari palpus maksila.

  • Pada kutu badan pediculus humanus, "alat rumbai'’ yang terdiri dari beberapa rambut pendek pada antena di ketahui sebagai indra untuk kelembaban.

  • Pada nyamuk aedes aegypti, indra tipe basikomik (Basicomic densilla) tanggap di bagian antena dan palpus maksilla terhadap uap api.

 

C. Produksi Suara, Cahaya, dan Pergerakan

Produksi cahaya

  • Produksi cahaya oleh organisme disebut bioluminesens (bioluminescence). 

  • Fenomena itu telah diketahui pada tumbuhan, organisme renik dan binatang. 

  • Serangga yang memproduksi cahaya dengan mekanisme khusus, terdapat dalam kelompok Collembola, Homoptera, Coleoptera dan Diptera. 

  • Bioluminesens pada serangga-serangga lain disebabkan oleh adanya bakteri bioluminesens.

  • Pada Collembola, misalnya Acharutes muscorum, bila terangsang bioluminesens terjadi di seluruh tubuhnya. 

  • Pada Fulgora lanternaria, luminesens pada kepala hanya terjadi apabila jantan dan betina berada bersama, sehingga jelas ada hubungannya dengan perilaku kawin.

  • Beberapa famili yang memproduksi cahaya adalah Lampyridae (kunang-kunang), Elateridae, Drilidae dan Phengodidae; yang terbanyak dipelajari adalah Lampyridae. 

  • Pada serangga ini organ yang memproduksi cahaya terdapat di abdomen dan mungkin terdapat pada jantan maupun betina, atau hanya pada betina, dan pada larva. 

  • Tidak semua spesies Lampyridae luminesens. Yang luminesis kedipan cahaya itu ada hubungannya dengan kegiatan perkawinan, yaitu menarik pasangannya (lain seks). Pola kedipan cahaya itu pun spesifik spesies.

  • Hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi cahaya itu melibatkan reaksi zat luciferin dan enzim luciferase dibantu oleh zat ATP atau adenosin-trifosfat. 

Produksi Suara

  • Produksi suara umumnya berkorelasi dengan organ pendengaran yang berkembang biak dan kerapkali berperan penting dalam berbagai pola perilaku.  Jadi suara adalah sarana untuk berkomunikasi.

Produksi suara dapat diklasifikasikan menurut mekanismenya, yaitu:  

1. suara adalah produksi sampingan dari kegiatan tertentu serangga,

2. suara adalah hasil dari pengenaan (impact) bagian tubuh pada substrat,

3. suara adalah hasil dari mekanisme khusus.

  • Pada kategori pertama tidak ada struktur khusus yang teradaptasi untuk produksi suara itu. Suara macam ini misalnya adalah hasil sampingan dari terbang, dari kepakan sayap-sayap, mungkin juga oleh vibrasi sklerit-sklerit toraks, atau sentuhan karas (striking) antar sayap. Dalam kategori ini termasuk juga suara-suara yang terjadi sewaktu melakukan gerakan-gerakan kopulasi, makan, membersihkan tubuh dan lain sebagainya.

  • Serangga-serangga tertentu diketahui memproduksi suara dengan cara mengetuk-ngetukan bagian tubuhnya pada substrat. 

  • Kumbang Anobium dan Xestobium (Anobiidae) mengetuk-ngetuk dinding liang gereknya (di dalam kayu) dengan kepalanya dan memproduksi suara yang khas.

  • Mekanisme khusus untuk produksi suara adalah mekanisme gesek (frictional mechanism), mekanisme getarani atau vibrasi (vibrating mechanisme) dan mekanisme yang melibatkan gerakan udara.

  • Meskipun secara struktural mekanisme itu beragam, tetapi suara dengan mekanisme gesekan disebut stridulasi. 

  • Mekanisme gesek berada di area sayap, tungkai dan sayap, dan lain sebagainya, dapat saling bergesek.

  • Satu permukaan mempunyai kikie (file) terdiri dari sebaris ridge yang teratur, dan permukaan lain mempunyai penggaruk (scraperi) yang terdiri dari banyak tonjolan halus berkepala (knoblike projection).

  • Apabila kikir kedua penggaruk saling digesekkan maka menimbulkan suara.

  • Kualitas suara tergantung dari laju gesekan, tatanan dari kikir dan penggaruk, dan sifat resonansi dari kutikula sekelilingnya.

  • Produksi suara orong-orong atau anjing tanah (Gryllotalpa spp., Gryllotalpidae, Orthoptera) menarik bagi pendengarannya karena intensitasnya. 

  • Serangga ini membuat liang di dalam tanah yang diduga berfungsi sebagai kamar resonansi suara.

  • Pada mekanisme getaran ada membran getar atau timbal (tymbal). 

  • Mekanisme ini terdapat pada ordo Hemiptera dan Lepidoptera. 

  • Yang telah diketahui paling banyak mengenai mekanisme itu adalah mekanisme yang terdapat pada tonggeret (Cicada, Cicadidae, Homoptera). Pada serangga ini ada sepasang timbal pada permukaan dorso-lateral abdomen. 

  • Pada Lepidoptera, pada spesies Arctiidae tertentu dan spesies lainnya, timbal terdapat di kedua sisi metatoraks.

  • Mekanisme timbal juga terdapat pada beberapa spesies kepik famili Pentatomidae.

  • Ngengat Sphingidae (Lepidoptera), Acherontia atropos, spesies asli Eropa ini memproduksi suara dengan cara menghirup dan menghembuskan udara melalui probosisnya yang dilakukan oleh otot-otot faring.

Gerakan

  • Kemampuan mengubah posisi di dalam lingkungan sangat penting untuk bertahan hidup, khususnya pada serangga yang tidak menetap di tempat (non-sessile). 

  • Jadi fungsi gerakan adalah untuk menghindari bahaya, mencari makan, menemukan pasangan, memencar, dan menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan.

  • Serangga adalah satu-satunya invertebrata yang mampu terbang.

Gerakan di permukaan tanah

Berjalan dan berlari

Berjalan dan berlari dilaksanakan oleh keenam tungkai toraks.  Jika tugkai-tungkai itu tidak dimodifikasi untuk fungsi lain, mereka melayani dua tugas yaitu mengangkat dan mendukung tubuh di atas permukaan tanah dan memberikan kekuatan yang diperlukan untuk menggerakan serangga.

Ada serangga yang meskipun mempunyai tungkai lengkap tetapi tidak bergerak, dan hanya bergerak kalau perlu atau ada gangguan, misalnya pada berbagai spesies kutu tanaman yang tergolong dalam ordo Homoptera (misalnya jenis-jenis Pseudocccidae). 

Serangga lain ada juga yang tungkainya tereduksi dan tidak bergerak sama sekali, misalnya kutu perisai (Diaspididae, Homoptera). 

Serangga yang dalam hidupnya menetap pada tempatnya disebut sedentary atau sessile.

Pengamatan dengan mata gaya berjalan serangga sangat sulit karena gerakannya yang cepat dan hal ini dapat di atasi dengan menggunakan teknologi sinematografi.

Deskripsi klasik gerakan maju serangga adalah sistem peyangga tripod bergantian, yaitu tungkai pertama dan ketiga pada satu sisi dan tungkai tengah pada sisi lain bergerak ke depan, sedang tiga tungkai lainnya tetap di tempatnya (stasioner) dan memberikan penyangga tripod. 

Pada tahap berikutnya ketiga tungkai yang stasioner bergerak ke depan dan tiga tungkai yang dulunya bergerak menjadi stasioner. Demikian seterusnya rangkaian tiga tungkai itu bergerak maju bergantian. 

Jika L1, L2, L3 adalah tungkai toraks kiri dan R1, R2, R3 tungkai toraks kanan, maka rumus gerakan tungkai waktu berjalan adalah sebagai berikut: L1, L3, R2 bergerak, L2, R1, R3 stasioner, diikuti L1, L3, R2 stasioner, L2, R1, R3 bergerak, dan seterusnya. 

Tidak semua serangga berjalan dengan ke-enam tungkainya; belalang sembah (Mantidae, Mantodea) misalnya, apabila berjalan lambat hanya menggunakan tungkai tengah dan belakang. 

Koordinasi gerakan tungkai ada di ganglion toraks, karena dekapitasi yaitu pembuangan otak dan ganglion subesofaga tidak mengganggu kemampuan serangga berjalan.

Untuk bergerak, antara tungkai serangga dan substrat harus ada sejumlah pergeseran (friction) untuk mendapatkan tenaga pendorongan. Meskipun kuku-kuku tarsus cukup untuk maksud itu pada permukaan yang kasar atau kotor, ada situasi yang kuku-kuku itu tidak mampu, misalnya permukaan kaca yang posisinya condong atau kaca jendela. Namun banyak serangga yang dengan mudahnya misalnya lalat rumah. 

Kemampuan itu karena adanya berbagai struktur likat, yaitu pulvilus dan bantalan tarsus (tarsal pads) atau bantalan pada ujung tibia. Struktur itu biasanya diliputi oleh rambut-rambut halus yang ujungnya melebar. Ujung-ujung rambut itu terlumuri sekresi dan kelenjar-kelenjar yang berada di pangkal rambut. 

Kekuatan molekuler antara ujung rambut yang melebar, cairan kelenjar dan permukaan gelas menyebabkan terjadinya adhesi.

Karena rambut-rambut halus itu yang bertanggung jawab terhadap kemampuan “melengket”, rambut itu disebut rambut tenent (tenent hairs) (tenere (latin) = memegang). 

Gerakan di permukaan dan di bawah air

 

Gerakan di udara

October 20, 2008

Ada Apa Sebenarnya di Otak Tikus?

Beijing (ANTARA News) - Beberapa ilmuwan mengatakan, mereka telah mendapati sel jaringan di dalam otak tikus menyediakan sejenis petunjuk bagi ingatan di dalam sistem penempatan global internal, demikian laporan media yang dikutip Kantor Berita China (Xinhua), Senin.

Satu tikus kecil berwarna putih berlari melintasi kotak terbuka, dan mengambil sedikit coklat, kata ilmuwan di Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, memperhatikan layar komputer penelitiannya.

Setiap kali tikus yang dipasangi elektroda tersebut bergerak ke tempat baru, beberapa syaraf di otaknya menyala dan suatu tanda dikirim ke komputer.

Di layar komputer, kekacauan jalur hitam menunjukkan di mana tikus itu berjalan, dan serangkaian titik merah menunjukkan kapan urat syaraf menyala.

Ketika teknisi yang mengerjakan komputer menerjemahkan jalur dan titik itu menjadi peta, semuanya membentuk persegi enam, jaringan segi-tiga sama kaki yang sempurna, kata Edvard Moser, Direktur Center for the Biology of Memory di universitas itu.

Sel jaringan tersebut yang diidentifikasi Moser dan timnya dari pola pencahayaan mengirim gelombang kejutan ke perhimpunan ahli syaraf. Mereka telah menemukan peta kognitif yang terus-menerus memperbarui informasi ruang mengenai lokasi tikus itu dan gerakan di dalam ruang.

Sel jaringan itu yang tergambar di layar komputer memberi sejenis indeks bagi daya ingat. Oleh karena semuanya berada di tempat yang sama dengan tempat penyakit Alzheimer berasal –jaringan otak entorthinal– semua itu juga memberi kunci bagi ditemukannya jalan kembali bagi ingatan yang hilang, kata para ilmuwan tersebut. (*)

Berkelit dari Hama & Penyakit

Tanaman yang terserang penyakit bulai bisa gagal panen.

Selama ini, yang paling dikhawatirkan petani jagung adalah penyakit bulai. Memang ada penyakit lain, seperti hawar daun dan bercak daun, tapi berbeda dengan bulai, mewabahnya kedua penyakit tersebut jarang. Demikian papar Nuz Ichwan, Marketing Manager PT BASF Indonesia, produsen pestisida di Jakarta.

Dahsyatnya serangan penyakit bulai dapat disaksikan di Kediri, Jawa Timur, yang dalam delapan bulan terakhir terus mengganas. Dinas Pertanian dan Tanaman Pangan setempat mencatat, hingga Juli 2008, luas tanaman yang terserang mencapai 708 hektar (ha), tersebar di 21 dari 25 kecamatan di sana. Dari 708 ha, 201 ha di antaranya gagal panen alias puso. Sisanya yang 304 ha mengalami serangan dengan kategori berat. Hanya 204 ha yang termasuk serangan sedang dan ringan.

Jauh sebelumnya, penyakit yang disebabkan cendawan Perenosclerospora maydis itu meluluhlantakkan kebun jagung di Lampung dan Langkat, Sumatera Utara. Pada 2004 dilaporkan, lebih dari 1.000 ha pertanaman di Lampung gagal panen. Pun di Langkat, pada Oktober 2005, sekitar 132 ha kebun jagung gagal panen akibat penyakit yang sama. “Di Lampung, penyakit bulai memang endemik,” tandas Muhamad Saifi, National Sales & Marketing Manager–Corn & Rice PT Syngenta Indonesia, produsen pestisida dan benih jagung di Jakarta.

Rotasi Tanaman

Biasanya, cendawan P. maydis menginfeksi jagung beberapa hari setelah tanam. Dan akan muncul gejala pada saat tanaman berumur dua minggu. Gejalanya, muncul garis-garis putih kekuningan (bulai) pada daun. Lama-lama warna daun berubah menjadi kecokelatan dan kering. Akhirnya tanaman akan mati karena daunnya tidak bisa melakukan fotosintesis. “Menurut data, kehilangan hasil pada tanaman yang terinfeksi bisa mencapai lebih dari 90%,”

Tahi Ayam Terangi 90.000 Rumah

Belanda berhasil mengembangkan pembangkit listrik bersumber biomassa kotoran ayam. Suatu keberhasilan gemilang karena energi listrik yang dibangkitkan tahi ayam itu menerangi 90.000 unit rumah. Kotoran ternak sapi, babi, kambing, domba, unggas bisa dikembangkan menjadi biogas memang bukan cerita baru. Namun pemanfaatan tahi ayam dalam skala masif untuk pembangkit energi adalah cerita yang cukup dahsyat. Bayangkan kalau pembangkit itu dibangun untuk menerangi wilayah Jakarta. Jakarta Pusat misalnya, jumlah bangunan rumahnya, menurut statistik DKI tahun 2000, ada 204.786 unit. Satu pembangkit, seukuran yang dibangun Belanda, bisa menerangi hampir 45% rumah. Sungguh lumayan! Sangat Efisien Pembangkit listrik tenaga biomassa kotoran ayam itu diresmikan pengoperasiannya pada 2 September 2008 oleh Gerda Verbug, Menteri Pertanian dan Lingkungan Belanda. Kapasitasnya 36,5 megawatt (MW), dan memproduksi listrik 270 juta kilowatt hours (KWh) setahun. Sebagai perbandingan, kapasitas terpasang PLTA Jatiluhur, salah satu pemasok listrik untuk jaringan Jawa-Bali, adalah 187,5 MW. Power station yang terletak di Moerdijk, dekat Rotterdam itu mengkonversikan 440.000 ton tahi ayam menjadi sumber energi terbarukan. Tahi ayam dipilih karena kering sehingga lebih mudah dan cepat diolah. Energi dari biomassa ini memberikan dua keuntungan sekaligus, pasokan listrik dan penampungan limbah. Masih ditambah satu keuntungan lagi, yakni abu sisa pembakarannya bisa dijual sebagai pupuk yang kaya akan fosfor dan kalium. Proyek listrik tahi ayam ini menelan investasi 150 juta Euro (US$225 juta), dan dioperasikan oleh NV Delta. Perusahaan ini turut dimiliki oleh 629 peternak ayam yang tergabung dalam koperasi Duurzame Energieproductie Pluimveehouderij (DEP) atau produksi energi berkelanjutan sektor Unggas. NV Delta menguasai 50% kepemilikan. Sisanya terbagi pada koperasi DEP, Austrian Energy & Environment AG, dan Zuidelijke Land- en Tuinbouworganisatie (ZLTO). Koperasi DEP yang 70% anggotanya terkonsentrasi di selatan Belanda, menjamin suplai kotoran ayam ke perusahaan. Mesin-mesin pembangkit listriknya dibangun oleh Austrian Energy & Environment AG.

October 18, 2008

Bakteri, Kapang, Nematoda dan Mikrosporidia Patogen


1. Serangga dapat diinfeksi oleh organisme penyebab penyakit (entomopatogen = patogen serangga) seperti bakteri, kapang, virus, mikrosporidia, dan nematoda. Pada kondisi tertentu patogen yang telah ada secara alami di dalam tubuh serangga akan mengakibatkan ledakan penyakit (epizootik) yang dapat membunuh sebagian besar populasi serangga dan sering kali bekerja sebagai agen pengendali alami.

2. Beberapa patogen sudah diproduksi secara massal dan tersedia dalam formulasi komersial. Produk tersebut sering kali dikenal dengan sebutan insektisida mikroba, biorasional, atau bio-insektisida.

3. Vallisnieri, pada abad ke-16, adalah orang pertama yang menyebutkan penyakit muscardine pada ulat sutera. Pada awal abad ke-18, untuk pertama kalinya De Reamur menggambarkan kapang cordycepps. Seabad kemudian Agustino Bassi menyarankan untuk menggunakan Beauveria bassiana sebagai pengendali hama serangga. Pada tahun 1874, Louis Pasteur juga menyarankan untuk menggunakan mikroorganisme untuk tujuan yang sama. Elie Metchnikoff menyarankan agar kapang Metarrhizium anisopliae diproduksi secara massal dan diterapkan di lapangan untuk mengendalikan hama. Metarrhizium diproduksi secara massal di Ukraina pada tahun 1884 dan diujikan pada Cleonus punctiventris (Curculionidae).

4. Dua kategori besar patogen bakteri adalah bakteri yang tidak membentuk spora dan yang membentuk spora. Bakteri yang diisolasi dari serangga berpenyakit sebagian besar adalah bakteri yang tidak membentuk spora.

5. Patogenitas bakteri yang tidak membentuk spora umumnya rendah di dalam saluran pencernaan serangga, tetapi ganas di dalam rongga tubuh. Penyakit oleh bakteri yang tidak membentuk spora muncul karena kondisi suhu tinggi, kualitas makanan buruk, berdesak-desakkan, luka, atau faktor lain penyebab stres. Rongga tubuh serangga yang sedang mengalami stres dan atau luka mudah dimasuki bakteri yang tidak membentuk spora. Di dalam rongga tubuh serangga, bakteri dapat mengakibatkan kematian karena septisemia (keracunan darah) dalam waktu satu atau dua hari.

6. Bakteri patogen yang digunakan untuk mengendalikan serangga adalah bakteri pembentuk spora, terutama dari marga Bacillus. Jenis bakteri pembentuk spora tanpa toksin di antaranya adalah B. popilliae dan B. larvae. Inang yang terinfeksi B. poplliae akan terserang milky disease. Sel vegetatif B. thuringiensis mengandung endospora dan kristal toksin protein (delta endotoksin) yang juga dikenal sebagai cry protein. Kebanyakan produk Bt komersial mengandung campuran spora dan toksin protein, namun beberapa hanya mengandung komponen toksinnya saja. Kristal toksin adalah protoksin yang harus diaktifkan sebelum mempunyai efek beracun.

7. Di dalam usus serangga, kristal protein larut pada kondisi pH tinggi (pH 10,5) dan dipecah oleh enzim protease sehingga menghasilkan toksin aktif. Toksin aktif akan terikat pada sel-sel epitel usus, menciptakan lubang-lubang di dalam sel membran dan mengakibatkan ketidakseimbangan ion. Selanjutnya terjadi kelumpuhan usus, sel-sel epitel mengalami lisis, dan isi usus masuk ke dalam rongga tubuh. Dalam waktu 10-15 menit setelah infeksi serangga berhenti makan. Serangga segera mati karena aktivitas racun atau kelaparan, atau dapat pula mati dalam 2-3 hari karena efek septisemia.

8. Insektisida Bt untuk mengendalikan larva kupu-kupu dan ngengat adalah formulasi dari strain (varitas atau subspesies) B. thuringiensis var. kurstaki (Btk). Produk Bt yang aktif terhadap larva nyamuk adalah B. thuringiensis var. israelensis (Bti). Kecuali itu, ada B. thuringiensis var. tenebrionis (Btte) yang efektif terhadap beberapa jenis kumbang Chrysomelidae dan B. thuringiensis var. japonensis (Btj) terhadap Scarabidae. Jenis bakteri lain yang juga bersifat patogenik terhadap nyamuk adalah Bacillus sphaericus yang efektif terhadap larva Culex.

9. Fungi Imperfecti mengandung paling banyak marga kapang entomopatogen, sedangkan Entomophthorales mempunyai jenis-jenis entomopatogen yang penting sebagai pengatur populasi serangga. Beberapa marga penting dari Entomophthorales adalah Entomophthora, Massospora, Coelomomyces, Lagenidium, dan marga penting dari Fungi Imperfecti adalah Beauveria, Metarhizium, Nomuraea, dan Paecilomyces.

10. Daur hidup Fungi Imperfecti dimulai dengan konidia yang menempel pada kutikula serangga. Konidia kemudian tumbuh dan menembus kutikula untuk mencapai rongga tubuh. Kapang lalu memperbanyak diri sehingga badan hifa memenuhi rongga tubuh dan serangga mati. Setelah serangga mati dan kapang memenuhi tubuh serangga, struktur buah muncul dari bangkai serangga dan menghasilkan spora pada permukaan tubuh serangga. Jika spora menempel pada serangga inang yang rentan, proses infeksi diulangi. Fungi Imperfecti sudah digunakan sebagai insektisida mikroba karena dapat ditumbuhkan pada media buatan dan bersifat patogenik.

11. Virus serangga dapat berupa DNA berantai ganda atau tunggal (dsDNA atau ssDNA) atau RNA berantai ganda atau tunggal (dsRNA atau ssRNA). Suku Baculoviridae yang merupakan virus DNA meliputi Nuclear polyhedrosis viruses (NPV) dan granuloviruses (GV). Partikel virus infektif Baculocirus atau virion dilindungi oleh mantel protein yang disebut polihedra (atau PIB = polyhedric inclusion body) atau granul. Ketika inang yang rentan memakan polihedra atau granul, mantel protein akan terlarut di dalam cairan saluran pencernaan. Virion dilepaskan ketika matriks protein terlarut. Virion memasuki inti sel-sel usus tengah, terjadi replikasi, dan akan menginfeksi berbagai jaringan dan organ dalam serangga. Serangga kemudian mati dalam beberapa hari. Secara alami NPV dan GV ada di dalam populasi serangga. Ketika populasi hama serangga tinggi, kadang-kadang terjadi epizootik yang dapat menghabiskan populasinya.

12. Cytoplasmic polyhedrosis viruses (CPV) adalah virus RNA yang menyerupai NPV. CPV hanya dibentuk di dalam sitoplasma sel inang. CPV bersifat kronis dan kurang mematikan jika dibandingkan dengan virus-virus lain. CPV akan mengakibatkan terjadinya defisiensi nutrisi dan konsekuensi fisiologi pada serangga.

Nematoda dan Mikrosporidia Patogen

1. Mickosporidia (Phylum Microspora) adalah parasit intraseluler obligat pada sebagian besar filum hewan, termasuk Arthropoda. Hampir semua bangsa serangga mempunyai jenis yang diinfeksi oleh mikrosporidia.

2. Serangga dapat terinfeksi mikrosporidia karena menelan sporanya. Spora kemudian tumbuh dan membentuk tabung kutub ke dalam sel epitel usus tengah serangga. Selanjutnya, spora menginjeksikan sporoplasma ke dalamnya untuk memulai reproduksi secara aseksual. Mikrosporidia lalu menyebar ke berbagai jaringan dan organ, memperbanyak diri, dan terkadang mengakibatkan kerusakan jaringan serta septisemia. Sebelum inang yang terinfeksi mati, spora biasanya dikeluarkan melalui muntahan atau fesesnya.

3. Infeksi spora pada serangga sehat dapat berasal dari muntahan dan feses inang atau disebarkan ketika inang mati. Mikrosporidia juga dapat ditransmisikan dari betina yang terinfeksi kepada keturunannya secara transovarium atau transovum. Mikro-sporidia juga dapat ditransmisikan dari individu yang terinfeksi kepada individu sehat melalui oviposisi serangga parasitoid.

4. Mikrosporidia adalah entomopatogen yang membutuhkan waktu harian atau mingguan untuk melemahkan inangnya. Serangga yang sedang dalam keadaan lemah karena terinfeksi mikrosporidia akan lebih rentan terhadap cuaca buruk dan faktor-faktor kematian lainnya. Jika tingkat infeksi tinggi, serangga akan mengalami kematian.

5. Nosema locustae adalah satu-satunya jenis mikrosporidium yang tersedia secara komersial untuk mengendalikan lebih dari 90 jenis belalang dan jangkrik.

6. Nematoda entomopatogen yang paling potensial sebagai agen pengendali hayati serangga adalah dari marga Steinernema dan Heterorhabditis. Nematoda tidak mempunyai pesaing dari agen hayati lain dalam mengendalikan hama serangga yang hidup di tanah. Lima jenis nematoda yang ada di pasaran adalah S. carpocapsae, S. riobravis, S. feltiae, H. bacteriophora, dan H. megidis

7. Siklus hidup Steinernema dan Heterorhabditis dimulai ketika juvenil infektif mencari inang. Nematoda menggunakan CO2 dan senyawa kimia lain dari produk sisa serangga sebagai pertanda untuk menemukan inangnya. Nematoda akan menembus rongga tubuh serangga yang ditemukannya melalui mulut, anus, dan spirakel. Heterorhabditis dapat masuk dengan menembus dinding tubuh inang. Di dalam rongga tubuh, bakteri yang bersimbiosis dengan nematoda akan dilepaskan. Bakteri segera memperbanyak diri, mengakibatkan septisemia, dan membunuh inang dalam waktu 24-48 jam. Nematoda berkembang dengan memakan bakteri dan jaringan inang hingga mencapai dewasa. Nematoda menyelesaikan dua atau tiga generasi di dalam setiap serangga. Juvenil infektif Steinernema akan menjadi jantan atau betina. Juvenil Heterorhabditis akan berkembang menjadi hermaprodit, meskipun generasi selanjutnya akan menghasilkan jantan dan betina juga. Daur hidup diselesaikan dalam beberapa hari, dan ribuan juvenil infektif baru akan muncul mencari inang yang segar.

8. Xenorhabdus nematophilus dan Photorhabdus luminescens adalah dua jenis bakteri patogen yang bersimbiosis dengan nematoda Steinernema dan Heterorhabditis. Interaksi antara bakteri Xenorhabdus dan nematoda inang bersifat spesifik. X. nematophilus hidup bersimbiosis dengan Steinernematidae, sedangkan P. luminescens dengan Heterorhabditidae. Pertumbuhan dan reproduksi nematoda sangat tergantung pada kondisi yang diciptakan bakteri pada inang. Sebaliknya, bakteri tergantung pada nematoda untuk menentukan lokasi inang dan menembusnya.

9. Proses pemilihan inang (host selection) pada nematoda entomopatogen terdiri atas empat tahap, yaitu penemuan habitat inang, penemuan inang, penerimaan inang, dan kesesuaian inang. Setiap tahap tindakan akan menjadi saringan biologis yang akan mempersempit kisaran hama nematoda.

10. Nematoda paling beradaptasi dengan lingkungan serangga tanah. Nematoda penjelajah seperti S. glaseri dan H. bacteriophora cenderung sangat aktif mencari inang, sedangkan jenis penyergap seperti carpocapsae dan S. scapterisici cenderung diam di tempat. S. riobravis dan S. feltiae adalah jenis-jenis antara. Nematoda harus mampu mengenali inangnya dengan baik sehingga tidak membuat suatu kesalahan. Hanya nematoda yang benar-benar beradaptasi saja yang dapat menginfeksi inang.

Setelah inang ditemukan, dikenali, dan diinfeksi, nematoda harus mampu mematahkan respons kekebalan inang dengan protein anti kekebalan yang dihasilkannya.

Struktur dan Klasifikasi Nematoda

Klas nematoda terdiri dari bebrapa spesies tidak hanya bersifat parasitik terhadap manusia, namun juga terhadap binatang, tumbuhan baik yang diusahakan maupun liar.

Nematoda merupakan organisme yang mempunyai struktur sederhana. Nematoda dewasa tersusun oleh ribuan sel-sel somatik, ratusan sel diantaranya membentuk sistem reproduksi.  Tubuh nematoda berupa tabung yang disebut sebagai pseudocoelomate.

Kutikula: Merupakan bagian dinding tubuh bagian luar yang berfungsi sebagai pelindung bagian di bawahnya.

Ciri morfologi nematoda:

  1. Tubuhnya tidak bersegmen.

  2. Bentuknya silindris memanjang, kecuali pada beberapa genera yang berjenis kelamin betina.

  3. Simetris bilateral.

  4. Merupakan binatang yang mempunyai tiga lapisan (triploblastik) atau terdiri dari tiga lapis blastula (lapisan ini terbentuk dan berkembang di dalam telur).

  5. Mempunyai rongga tubuh semu.

  6. Tubuhnya transparan (dan tidak berwarna).

  7. Memiliki sistem organ tubuh lengkap, yang berupa sistem pencernaan (memanjang dengan bentuk esofagus yang bervariasi)  sistem ekskresi, sistem syaraf, sistem pengeluaran, dan sistem reproduksi.  Tidak memiliki sistem peredaran darah.

  8. Nematoda parasit tanaman biasanya mempunyai stilet.

Dinding tubuh nematoda terdiri dari:

  1. Kutikula luar

  2. lapisan antara

  3. hipodermis ——> mensekresikan kutikula baru

  4. bagian dalam otot membujur

October 15, 2008

Serangan penyakit CVPD


Mekanisme Infeksi Penyakit CVPD pada Tanaman Jeruk

totonhpt o2 

Serangan penyakit CVPD pada tanaman jeruk sering dipungkiri dan 
dikatakan sebagai defisiensi unsur hara. Bagaimana itu terjadi? Bagian ini menjelaskannya.

Karena serangan penyakit CVPD menyebabkan tanaman kekurangan unsur-unsur Zn, Mn dan Ca , maka ada indikasi yang menunjukkan bahwa infeksi penyakit CVPD pada tanaman jeruk mengganggu mekanisme transport mineral atau ion-ion seperti Zn, Mn, dan Ca ke dalam sel-sel tanaman jeruk.

Tanaman yang di-serang CVPD memperlihatkan gejala daunnya menguning atau klorosis, warna tulang daunnya menjadi hijau tua, daunnya lebih tebal, kaku dan ukurannya menjadi lebih kecil. Hal yang sama juga dilaporkan oleh Sarwono (1995). Klorosis terjadi karena pembentukan klorofil berkurang, sehingga aktivitas fotosintesis tanaman menurun. Tanaman yang terinfeksi CVPD juga menunjukkan gejala nekrosis dan gugur daun (Marlina 1998). Proses terjadinya klorosis diawali dengan tertularnya jaringan tanaman oleh patogen melalui stilet serangga vektor pada saat mengisap cairan dari floem tanaman jeruk. Selanjutnya patogen yang terdapat dalam floem tersebar ke bagian-bagian tanaman bersama translokasi bahan organik. Kehadiran patogen dalam jumlah yang relatif banyak dapat menimbulkan gejala klorosis bahkan terjadinya nekrosis pada floem tulang daun (Diah, 2002).Proses penularan patogen persisten diawali dengan terjadinya mengambilan patogen bersamaan dengan cairan tanaman oleh serangga vektor pada waktu makan melalui stiletnya, kemudian masuk ke saluran pencernaan menembus dinding usus, sirkulasi dalam hemolimf dan mengkontaminasi air ludah. Bakteri mengalami periode laten dalam tubuh vektor, setelah itu vektor menjadi infektif (Carter 1973, Oka 1993).

 

Penelitian terakhir tahun 2003 menemukan bahwa serangga vector D. citri tidak menularkan patogen L. asiaticus kepada telur–telur yang dihasilkannya.  Nimfa D. citri mendapatkan atau terlular  patogen  ketika mulai bisa mengambil makanan pada tanaman jeruk, (Wirawan, dkk, 2003, Wijaya, 2003). Penularan patogen melalui rantai makanan disebutkan oleh Hurd (2003) sebagai “trophic transmission from host to host via the food chain”. Interaksi mutualisme tersebut berlangsung sangat lama.

Setelah masuk ke dalam sel-sel floem tanaman jeruk bakteri CVPD, L. asiaticus akan berkembang biak dengan mengambil sumber karbon dan nitrogen sebagai makanan dari metabolisme sel-sel floem tanaman jeruk.

Tanaman yang di-serang CVPD memperlihatkan gejala daunnya menguning atau klorosis, warna tulang daunnya menjadi hijau tua, daunnya lebih tebal, kaku dan ukurannya menjadi lebih kecil. Hal yang sama juga dilaporkan oleh Sarwono (1995). Klorosis terjadi karena pembentukan klorofil berkurang, sehingga aktivitas fotosintesis tanaman menurun. Tanaman yang terinfeksi CVPD juga menunjukkan gejala nekrosis dan gugur daun (Marlina 1998). Proses terjadinya klorosis diawali dengan tertularnya jaringan tanaman oleh patogen melalui stilet serangga vektor pada saat mengisap cairan dari floem tanaman jeruk.Selanjutnya patogen yang terdapat dalam floem tersebar ke bagian-bagian tanaman bersama translokasi bahan organik. Kehadiran patogen dalam jumlah yang relatif banyak dapat menimbulkan gejala klorosis bahkan terjadinya nekrosis pada floem tulang daun (Diah, 2002).

Proses penularan patogen persisten diawali dengan terjadinya mengambilan patogen bersamaan dengan cairan tanaman oleh serangga vektor pada waktu makan melalui stiletnya, kemudian masuk ke saluran pencernaan menembus dinding usus, sirkulasi dalam hemolimf dan mengkontaminasi air ludah. Bakteri mengalami periode laten dalam tubuh vektor, setelah itu vektor menjadi infektif (Carter 1973, Oka 1993).

Penelitian terakhir tahun 2003 menemukan bahwa serangga vector D. citri tidak menularkan patogen L. asiaticus kepada telur–telur yang dihasilkannya.  Nimfa D. citri mendapatkan atau terlular  patogen  ketika mulai bisa mengambil makanan pada tanaman jeruk, (Wirawan, dkk, 2003, Wijaya, 2003). Penularan patogen melalui rantai makanan disebutkan oleh Hurd (2003) sebagai “trophic transmission from host to host via the food chain”. Interaksi mutualisme tersebut berlangsung sangat lama.

Setelah masuk ke dalam sel-sel floem tanaman jeruk bakteri CVPD, L. asiaticus akan berkembang biak dengan mengambil sumber karbon dan nitrogen sebagai makanan dari metabolisme sel-sel floem tanaman jeruk. 

 

Masuknya patogen ke dalam sel floem menyebabkan terjadinya reaksi tingkat molekul antara patogen dan sel floem.  Diduga L. asiaticus menghasilkan molekul protein virulen (toksik) yang dapat mengganggu metabolisme sel-sel floem.  Sementara itu sel-sel floem menghasilkan protein khusus, misalnya protein reseptor, sebagai reaksi terhadap masuknya patogen dan molekul protein virulennya ke dalam sel floem. Karena serangan penyakit CVPD menyebabkan tanaman kekurangan unsur-unsur Zn, Mn dan Ca , maka ada indikasi yang menunjukkan bahwa infeksi penyakit CVPD pada tanaman jeruk mengganggu mekanisme transport mineral atau ion-ion seperti Zn, Mn, dan Ca ke dalam sel-sel floem tanaman jeruk.

Wirawan, dkk, 2003 dan Sri Marhaeni, 2003 menemukan dua molekul protein khas pada tanaman jeruk yang terserang penyakit CVPD sementara pada tanaman jeruk sehat (tidak terserang penyakit CVPD) kedua molekul tersebut tidak ditemukan.  Kedua molekul protein ini telah berhasil diisolasi dan dimurnikan (dipurifikasi) menggunakan teknik electro-blotting atau dengan teknik kolom khromatografi menggunakan fraction collector.  Belum diketahui apakah kedua molekul protein tersebut berasal dari bakteri CVPD, L. asiaticus, atau berasal dari sel tanaman jeruk yang terinfeksi atau masing-masing molekul protein dihasilkan oleh bakteri CVPD dan sel floem tanaman jeruk.  Diduga keberadaan kedua molekul protein inilah yang menyebabkan terganggunya transport ion kedalam sel tanaman jeruk. 

Protein memegang peran kunci dalam semua proses biologis. Hampir semua katalis dalam sistim biologis adalah protein (enzim). Berarti protein menentukan pola transformasi kimia dalam sel.  Protein memperantarai cakupan sangat luas fungsi-fungsi lain seperti transport dan penyimpanan, proteksi imun, rangsangan, integrasi metabolisme, kontrol pertumbuhan dan diferensiasi (Stryer, 2000).

Menurut Alberts et al. (1991), protein transport pertama kali diketahui tahun 1950-an, dengan mempelajari bagaimana bakteri mempunyai kemampuan untuk memasukkan  gula spesifik melalui membran plasma.  Berbagai macam penyakit keturunan pada manusia, contohnya penyakit cystinuria disebabkan oleh ketidak mampuan sel untuk mentranspot asam amino tertentu dari urine atau intestine ke dalam sel darah.  Terdapat dua macam protein transpot yang berlokasi pada membran sel, yaitu protein pembawa (carrier protein) dan protein saluran (channel protein).  Protein pembawa mengikat senyawa (zat terlarut) spesifik untuk memindahkan senyawa melewati membran sel, sedangkan protein saluran tidak memerlukan ikatan dengan senyawa tersebut.  Transpot ion oleh protein pembawa dapat dilakukan secara aktif atau pasif, sedangkan transpot ion oleh protein saluran dilakukan secara pasif.  Transport aktif yang diperantarai oleh protein pembawa akan memompa secara langsung ion tertentu melewati membran.

Proses protein pembawa untuk menyalurkan sebuah molekul larutan melalui lapisan lemak menyerupai reaksi enzim-substrat. Setiap jenis protein pembawa mempunyai satu atau lebih tempat pengikatan untuk larutan atau substratnya.  Pada saat semua tempat pengikatan telah terisi penuh maka nilai pengangkuatannya akan maksimal. Seperti pada enzim, pengikatan larutan dapat dihalangi secara khusus oleh penghalang yang kompetitif (competitive inhibitor) untuk mencegah adanya pengikatan atau adanya penghalang yang non kompetitif (noncompetitive inhibitor). Mekanisme kerja  protein pembawa dan protein saluran serta kemungkinan peran kedua protein khas yang ditemukan pada tanaman jeruk terserang penyakit CVPD.

Mekanisme molekuler bagaimana masuknya larutan melewati lapisan lemak (lipid bilayer) pada membran sel belum diketahui dengan jelas, tetapi DNA pengkode protein transpot  telah berhasil diklon dan disekuen.  Sekuen DNA pengkode bagian spesifik protein dapat diubah dengan mutasi lokus terarah (site directed mutagenesis) dan mRNA mutan dapat diinjeksikan pada sel mamalia atau oocytesXenophus, dimana akan diketahui secara langsung sintesa protein mutan yang berfungsi sebagai protein transpot (Alberts et al., 1991). Penelitian yang dilakukan oleh Kato et al. (2001), menemukan bahwa protein AtHKT1 pada Arabidopsis thaliana yang merupakan pengangkut Na+ / K+ memiliki kemampuan dalam memperantarai masuknya Na+ pada oocytes Xenophus laevis dan pengambilan K+ pada E. coli.  Protein HKT1 merupakan kelompok dari superfamili pentranspot K+.

Mekanisme transport mineral inilah yang diduga terganggu akibat serangan penyakit CVPD. Sehingga model hipotetik yang dapat diajukan saat ini adalah interaksi antara protein virulen yang dihasilkan oleh bakteri CVPD, L. asiaticus, dan protein reseptor yang dihasilkan oleh sel tanaman jeruk berikatan secara kimia pada domain membran dari molekul protein saluran (channel protein) yang berfungsi menyalurkan ion-ion inorganik ke dalam sel floem tanaman jeruk.  Akibatnya protein saluran ini tidak dapat berfungsi menyalurkan ion-ion inorganik seperti Zn, Mn dan Ca ke dalam sel tanaman jeruk.

Mekanisme Infeksi Penyakit CVPD pada Tanaman Jeruk 

Serangga Vektor Diaphorina citri infektif

(Membawa bakteri patogen CVPD, L. asiaticum)

Ê

Tanaman Jeruk

Ê

Tanaman Jeruk tertular bakteri patogen CVPD, L. asiaticum

Ê

Bakteri CVPD, L. asiaticus masuk ke dalam sel-sel floem dan

menyebar melalui pembuluh floem bersama

translokasi nutrisi/fotosintat

Ê

Sel-sel bakteri CVPD menghasilkan protein virulen (toksik) yang

kemudian berinteksi dengan protein reseptor  yang dihasilkan oleh

sel-sel tanaman jeruk

Ê

Interaksi kedua molekul protein berikatan secara kimia dengan

domain membran protein saluran (channel protein) sehingga

mengganggu mekanisme transport ion ke dalam sel tanaman jeruk

Ê

Tanaman jeruk sakit :

Tanaman kekurangan unsur-unsur seperti Zn, Mn, dan Ca,

sehingga muncul gejala serangan penyakit CVPD

Deteksi PCR distribusi L. asiaticum pada ranting tanaman jeruk.

 


A

B

A. Ranting tanaman jeruk dengan rangkaian daun yang menunjukkan gejala serangan penyakit CVPD.  Walaupun semua menunjukkan gejala, tidak semua daun ini positif mengandung L. asiaticus, dan keberadaan bakteri patogen  tidak berurutan dari bawah ke atas atau sebaliknya. 

 

B. Sampel DNA dari ranting dan daun-daun tanaman jeruk.  M. DNA marker, 1- 7  sampel DNA dari daun tanaman jeruk berurutan dari bawah, 8-10 sampel daun di bagian tengah dan  11 -12 sampel daun diatas, sedangkan 13 sampel daun di pucuk.

 


 Deteksi patogen CVPD pada serangga vektor D. citri.  Sampel DNA dari; 1. daun jeruk bergejala di lapangan, 2. daun jeruk bergejala di laboratorium, 3. ujung ranting jeruk terinfeksi CVPD di lapangan, 4. ujung ranting jeruk terinfeksi CVPD di laborarium, 5. D. citri dewasa di pertanaman terinfeksi CVPD, 6. D. citri dewasa di laboratorium terinfeksi CVPD, 7. nimfa D. citri di pertanaman terinfeksi CVPD, 8. nimfa D. citri di laboratorium terinfeksi CVPD, 9. imago A. tavaresi, 10. imago M. dentipes, 11. daun bibit jeruk terinfeksi CVPD,  12. daun kemuning terinfeksi CVPD, 13. telur D. citri pada tanaman terinfeksi CVPD, M. DNA marker.

 

Purifikasi molekul protein khas (16 kDa dan 66 kDa) yang ditemukan pada tanaman jeruk terserang penyakit CVPD.  Protein ini tidak titemukan pada tanaman jeruk sehat.

Kemungkinan peran kedua molekul protein spesifik dengan besar molekul kurang lebih 16 kDa dan 66 kDa dalam mekanisme  infeksi penyakit CVPD pada tanaman jeruk .  A & B molekul protein spesifik. Kedua molekul protein berikatan pada protein transport sehingga menghambat masuknya ion-ion ke dalam sel yang menyebabkan tanaman kekurangan mineral tertentu (Zn, Mn, Mg, atau Ca) dan menimbulkan gejala khas serangan penyakit CVPD.

 

Pengendalian Penyakit CVPD….

Serangga vektor penyakit


Serangga vektor penyakit CVPD, kutu loncat jeruk, 

oleh toton
Diaphorina citri Kuwayama. 
    
                A                              B                                C                                D                                E

Serangga vektor penyakit CVPD, kutu loncat jeruk, Diaphorina citri Kuwayama.  A, serangga D. citri dewasa (imago) sedang mengisap makanan pada daun jeruk (ukuran tubuh pada gambar mendekati ukuran aslinya).  Pada saat mengisap makanan inilah serangga D. citri menularkan bakteri L. asiaticus, penyebab penyakit CVPD, melalui alat mulutnya (stilet) ke dalam sel-sel floem tanaman jeruk. 
B dan C, serangga D. citri dewasa.  
D, telur D. citri yang menempel pada daun tanaman jeruk.  
E, adalah serangga muda (nimfa) D. citri. (Su, 2001, Wijaya, 2003).
 

Deteksi keberadaan  patogen dalam tubuh serangga penular menggunakan teknik immunofluorecence.  Warna terang menunjukkan keberadaan  patogen pada bagian tubuh serangga penular. Gambar kiri adalah potongan melintang pada bagian thorak serangga dan menunjukkan bahwa pathogen berada dalam kelenjar ludah (salivary gland). Gambar kanan, adalah potongan membujur tubuh nimfa serangga penular dan keberadaan  patogen terlihat pada bagian midgut serangga penular.

 

 
A                                            B

 

A, serangga D. citri jantan dan B, serangga D. citri betina. Perhatikan perbedaan pada bagian pantatnya. (Wijaya, 2003).

 

 

Metode "MUSHI" yang digunakan untuk mendeteksi pergerakan bakteri CVPD dalam floem tanaman jeruk swetelah ditularkan oleh serangga vektor Diaphorina citri

Kemuning (Murraya paniculata) merupakan tanaman yang lebih disenangi oleh serangga penular Diaphorina citri.  Tanaman ini dengan mudah dapat terinfeksi penyakit CVPD, sehingga potensial sebagai tanaman sumber penularan penyakit CVPD.  Tanaman ini sangat baik digunakan untuk memelihara D. citri untuk tujuan-tujuan penelitian.

   

Musuh alami serangga vektor D. citri yaitu Tamarixia radiata Wat. (Hymenoptera : Eulophidae).  Serangga betina (atas) dan serangga jantan (bawah).  Serangga jantan antenanya berbulu/berambut sedangkan antena serangga betina tidak berbulu/berambut. Serangga ini ukuran tubuhnya kecil dan hidup di tubuh serangga penular D. citri. Difoto dengan pembesaran. (Wijaya, 2003).
 

Curinus coeruleus serangga predator yang rakus yang sanggup memakan 100 ekor D. citri per hari.  Pelepasan serangga ini dipertanaman jeruk memerlukan teknik yang baik, yang hingga saat ini belum terformulasikan dengan baik.



 Serangga Vektor

Serangga vektor adalah Diaphorina citri, serangga sejenis kutu loncat,

sehingga ada yang menyebut kutu locat jeruk

 filum :  Arthropoda,

klas :  Insekta,

ordo :  Homoptera,

famili :  Psyllidae

(oleh totonhpt02unsri) 

Patogen bakteri penyebab penyakit CVPD, Liberobacter asiaticum diketahui disebarkan oleh serangga sejenis kutu loncat atau juga disebut kutu loncat jeruk yang bernama Diaphorina citri Kuw. Bakteri CVPD, L. asiaticum, dapat berada pada bagian mulut (stilet) dari serangga ini dan menular ke tanaman ketika serangga vektor mencucuk dan mengisap makanan dari tunas atau daun tanaman jeruk.

 

Klasifikasi dan Penyebaran D. citri

 

          Serangga Diaphorina citri termasuk filum  Arthropoda, klas  Insekta, ordo Homoptera, famili Psyllidae, genus Diaphorina dan spesies: Diaphorina citri KUW. (Kalshoven 1981). Serangga D. citri ditemukan di beberapa negeri seperti China, Taiwan, Jepang, India, Saudi Arabia, Asia Tenggara, Brasilia, Kepulauan Rounion, Mauritius, Pakistan dan  Filipina (Chen 1998, Ditlin 1994). Di Indonesia D. citri telah tersebar di Sumatra, Kalimantan,  Jawa, Madura, Bali dan Sulawesi.  (Nurhadi & Djatmiadi 2002).

 

Biologi dan Morfologi  D. citri

          Serangga D. citri mengalami metamorfosis paurometabola yaitu perkembangan dimulai dari  telur, nimfa dan imago, tanpa ada pupa.

 

Telur

         Telur berbentuk lonjong menyerupai buah apokat mempunyai panjang  0,4 mm, diameter pada bagian yang membesar 0,2 mm dan berwarna kuning muda (Nurhadi et al. 1986, Trisnawati 1998).Bersamaan dengan perkembangan embrio warnanya berubah menjadi kuning terang atau oranye. Pada bagian pangkal telur terdapat semacam tangkai yang berfungsi untuk menancapkan telur pada jaringan tanaman (Ditlin 1994).  Telur diletakkan dalam tunas daun yang masih melipat dan pada ketiak  daun. Waktu yang diperlukan telur untuk menetas kurang lebih 3 – 5 hari (Chen 1998).

Nimfa

         Nimfa yang baru menetas tetap tinggal di tempat telur diletakkan. Instar selanjutnya aktif berpindah dari satu bagian tanaman muda ke bagian tanaman muda lainnya. Stadium nimfa terdiri dari 5 instar, masing-masing instar berturut-turut selama 3, 2, 3, 3  dan 3 hari, sehingga lamanya stadium nimfa berkisar 14 hari (Nurhadi et al. 1986). Menurut Mofit et al. (2000) bahwa nimfa D. citri yang hidup pada tanaman jeruk ‘Siam’ sehat dan terinfeksi penyakit CVPD  umurnya  tidak berbeda yaitu berturut-turut 15, 38 hari dan 15,57 hari. Bentuk nimfa pipih, panjang abdomennya berkisar antara 0,2 – 1 mm dan berwarna kuning sampai coklat (Soelarso 1996).

        

Imago

            Stadium imago ditandai dengan terbentuknya sayap dan dapat terbang atau meloncat. Imago berwarna abu-abu kecoklatan, sisi atas dan samping caput  berwarna coklat muda sampai coklat tua. Mata berwarna merah tua.  Sayap depan berwarna abu-abu dengan bercak coklat. Abdomen berwarna hijau kebiru-biruan dan oranye (Nurhadi et al. 1986). Tungkai berwarna coklat keabuan. Panjang tubuhnya 2 – 3 mm. Pada saat makan, serangga ini posisinya menungging atau membentuk sudut (Ditlin 1994).

Kopulasi berlangsung setiap saat dan terjadi setelah serangga dewasa berumur 3 – 7 hari.  Kopulasi dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Pada kisaran suhu 19,5 – 31,5 0C dengan kelembaban 41,8 – 96,2% persentasenya cenderung meningkat.  Imago betina bertelur 650 butir selama hidupnya (Nurhadi et al. 1986), tetapi menurut Kalshoven (1981) telur yang dihasilkan mencapai 800 butir.

 

Kerusakan Yang Diakibatkan D. citri

        Nimfa dan serangga dewasa D. citri mengisap cairan daun sehingga menyebabkan daun jeruk menjadi layu kemudian mengering. Kerusakan yang berat dapat menyebabkan kematian tanaman. Di samping mengisap cairan daun, nimfa mengeluarkan sekresi berwarna putih berlilin berbentuk benang spiral. Sekresi tersebut sering jatuh pada permukaan daun dan merupakan media tumbuhnya cendawan jelaga yang menyebabkan proses fotosintesa terganggu.   D. citri telah terbukti mengakibatkan penurunan produksi jeruk di berbagai daerah di Indonesia dan mempunyai daya rusak yang tinggi serta penyebarannya sangat cepat (Ditlin 1994 ). Populasi psyllid tertinggi terjadi pada tanaman selama masa pertunasan waktu hujan (Chen 1998,  Nurhadi & Djatmiadi 2002).

 

Tanaman Inang D. citri

Tanaman inang adalah tanaman yang dapat memenuhi kebutuhan gizi serangga. Pemilihan tanaman inang oleh serangga untuk makanan, tempat bertelur ataupun berlindung sangat diperlukan oleh faktor fisik seperti warna, bentuk dan kekerasan jaringan tanaman serta faktor kimia yang terkandung dalam tanaman seperti aroma dan citarasa (Bernays 2001).

Sampai saat ini diketahui bahwa D. citri hanya mampu berkembang pada anggota famili jeruk-jerukan (Rutaceae) seperti tanaman kemuning [Murraya paniculata (L) Jack., jeruk Kingkit (Triphasia aurantiola), jeruk Manis (Citrus sinensis), jeruk Asam (Citrus lemon) dan jeruk Besar (Citrus maxima) (Waterhouse 1998, Chen 1998). Preferensi D. citri terhadap tanaman kemuning lebih kuat daripada terhadap jenis Rutaceae lain (Waterhouse 1998). Kemuning merupakan tanaman semak, ditanam sebagai pagar atau perdu hias yang tahan pangkas (Sarwono, 1995).

 

Musuh Alami D. citri

            Di alam D. citri dapat diparasit oleh parasitoid nimfa yaitu Tamarixia radiata Wat. (Hymenoptera : Eulophidae), dan Diaphorencyrtus alligarhensis Shaffe (Hymenoptera : Encyrtidae) (Chien & Chu 1996, Chen 1998, Nurhadi & Djatmiadi 2002).

Beberapa predator dari famili Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae, Eumolpidae dan Lycosidae juga berperan dalam pengendalian populasi D. citri di lapangan (Nurhadi & Whittle 1989). Selanjutnya Nurhadi et al. (1986) mendapatkan tingkat pemangsaaan oleh Lycosidae sebanyak 49,8% dan Syrphidae 67,10%. Hasil penelitian Wijaya et al. (1997) menunjukkan bahwa Curinus coeruleus Mulsant(Coleptera : Coccinellidae) yang efektif mengendalikan kutu loncat lamtoro (Heteropsylla cubana Crawford) (Siswanto & Soehardjan 1988, Sudartha 1989) juga mampu memangsa D. citri. Uji laboratorium menunjukkan imago C. coeruleus mampu memangsa 118 ekor nimfa instar-2 dan 3 D. citri per hari.

            Parasitoid nimfa T. radiata dan D. alligharensis merupakan spesies musuh alami yang terbukti memberikan kontribusi yang lebih dominan dibandingkan spesies-spesies predator dan entomopatogen dalam pengendalian hama secara alami (Nurhadi & Wittle, 1989). Kedua jenis parasitoid tersebut merupakan parasitoid nimfa yaitu Tamarixia radiata Wat. (Hymenoptera : Eulophidae) dan Diaphorencyrius alligharensis Shaffe (Hymenoptera : Encyrtidae), sedangkan predator yang ditemukan dua jenis dari famili Coccinelidae yaitu Menochilus sexmaculatus Fabricius dan Curinus coeruleus Mulsant serta 2 jenis laba-laba yaitu Phidippus sp. dari famili Salticidae dan Oxyopes javanus Thorel dari famili Oxyopidae. (Wijaya, 2003).

             T. radiata merupakan parasitoid nimfa yang lebih berperan dibandingkan dengan D. alligarhensis dalam menekan perkembangan populasi D. citri  di pertanaman jeruk. Penggunaan T. radiata dalam pengendalian D. citri, masih perlu dikaji secara mendalam, karena penelitian menggunakan teknik long PCR  di California menemukan T. radiata juga membawa bakteri L. asiaticum yang mungkin didapatnya dari tubuh D. citri.

Serangga D. citri sebagaimana telah dipaparkan sebelumnya tidak sebagai hama di pertanaman jeruk Siam, tetapi berperan sebagai vektor penyakit CVPD. Oleh karena itu apabila ditemukan serangga vektor walaupun dalam populasi yang rendah perlu segera dikendalikan.  Serangga D. citri di pertanaman jeruk Siam tidak berstatus sebagai hama, tetapi berperan penting sebagai vektor penyakit CVPD. Dinamika populasinya dipengaruhi oleh masa pertumbuhan tunas dan suhu lingkungan. Dalam satu tahun terjadi lima puncak populasi D. citri dan puncak populasi tersebut berkaitan dengan masa pertunasan tanaman jeruk Siam.

Genetically Modified Organism (GMO)


AWAS PANGAN GMO !!!

(toton02hpt) 

GMO (Genetically Modified Organism) merupakan makhluk hidup yang direkayasa secara genetika. GMO merupakan makhluk hidup yang materi genetiknya telah dibuat atau dimodifikasi, dirancang ulang atau dibangun kembali sehingga sifat-sifatnya bisa berubah atau makhluk hidup tersebut dapat memiliki kemampuan baru.

Makhluk hidup yang direkayasa dapat berupa tumbuhan, hewan, jamur, virus, bahkan manusia. Rekayasa genetika juga sering disebut teknologi rekombinasi DNA dan berkembang sejak sekitar 20-30 tahun yang lalu, merupakan teknik yang menggabungkan gen satu makhluk hidup dengan makhluk hidup lainnya melalui perantara tangan manusia
Produk GMO meliputi: obat-obatan (alat diagnosis dan obat-obatan seperti insulin), tanaman (tumbuhan yang tahan hama dan herbisida), enzim untuk produksi makanan, bahan bakar dan pelarut.
Contoh proses pembuatan GMO :

 

Sebelum GMO
Proses GMO
Hasil

Tomat tidak tahan terhadap dingin, dan jika disimpan dalam pendingin akan cepat busuk

Tomat secara genetik disilangkan dengan gen yang diambil dari jenis ikan kutub yang tahan dingin, ditambah virus

Tomat GMO baru yang tahan terhadap dingin, bisa disimpan dalam pendingin dan tahan lama

Jagung biasa tidak tahan hama

Jagung direkayasa genetika dengan jenis bakteri tertentu yang membunuh hama ditambah dengan virus

Jagung GMO tahan hama

Kacang kedelai diancam oleh rumput tertentu, tapi tidak tahan terhadap herbisida

Kedelai direkayasa genetika dengan jenis bakteri tertentu yang membuat tanaman tahan terhadap herbisida ditambah virus

Kedelai GMO yang tahan terhadap semprotan herbisida

 

Bahaya GMO bagi pertanian

- Hasil panen lebih sedikit
- Biaya produksi lebih mahal
- Peningkatan penggunaan bahan kimia
- Kontrak untuk hak paten GMO
- Kehilangan varietas tanaman lokal
- Membuat pertanian monokultur tidak berkesinambungan
- Kehilangan bakteri Bt (Bacillus Thuringiensis) untuk pertanian organik
- Tidak cukupnya tanah untuk menghindari kekebalan hama
- Hama menjadi resisten karena terus disemprot, selanjutnya hama menjadi kebal

Bahaya GMO bagi lingkungan

  1. Polusi genetika
    Angin, hujan, burung, lebah dan serangga yang mengantarkan perkawinan antara bunga jantan dan bunga betina tanaman sangat berperan dalam polusi genetika. Namun hal ini hanya bisa terjadi bila tanaman GMO ada di sekitar tanaman lain yang bukan GMO. Medium-medium inilah yang membawa persilangan-persilangan baru tanaman dan menambah pencemaran GMO.
  2. Pengaruh buruk bagi ekologi tanah
    Penelitian membuktikan bahwa tanaman GMO yang disilangkan dengan bakteri Bt dapat mempengaruhi mikroorganisme yang berguna bagi tanah. Hal ini dapat terjadi karena tanaman GMO dapat mentransfer gen pada mikroorganisme yang hidup di tanah sekitarnya, lalu hal ini mengubah dan dapat mempengaruhi kesuburan tanah, juga ekologinya.
  3. Rumput super
    Tanaman GMO tahan herbisida dapat mentransfer gen mereka dan dapat mempengaruhi tanaman rumput sekitar sehingga rumput-rumput sekitar dapat tahan terhadap herbisida pula. Kemudian karena sifat tahan herbisida ini adalah silangan dari tanaman GMO dan rumput baru, maka rumput ini akan tahan pula terhadap herbisida yang sudah ada.
  4. Hama super
    Karena siklus hidup mereka yang pendek, hama serangga dapat kebal terhadap pestisida/insektisida tertentu. Dalam jangka waktu yang pendek pula.
  5. Tanaman virus baru dan lebih banyak lagi tanaman sejenis
    Ada studi yang mempelajari bahwa tanaman GMO tahan virus dapat menyebabkan virus-virus bermutasi menjadi jenis virus yang lebih mematikan lagi.
  6. Berpengaruh buruk terhadap serangga dan binatang yang bukan target GMO
  7. Kehilangan keanekaragaman hayati
  8. Peggusuran varietas lokal

Bahaya GMO bagi kesehatan

  1. Bahan berbahaya dan racun
    Pada tahun 1989 sebuah merk pangan GMO yang merupakan suplemen diet membunuh 37 orang penduduk Amerika Serikat dan melukai lebih dari 5000 lainnya. Pada tahun 1999, penelitian yang dipimpin oleh Dr. Arpad Pusztai menemukan bahwa kentang GMO yang disilang dari gen tanaman snowdrop dan virus mosaik yang biasa ditemukan pada kol ternyata sangat mematikan jika dimakan manusia.
  2. Resiko penyakit kanker yang meningkat
    Di Amerika Serikat MONSANTO manjual pangan GMO yang bernama Recombinant Bovine Growth Hormone (rGBH). rGBH ini merupakan sebuah hormon yang disuntikkan pada sapi peternakan yang bertujuan untuk meningkatkan produksi susu. Pada akhirnya, susu dan produk industri yang dihasilkan dari sapi yang sudah disuntik hormon GMO ini dapat meningkatkan resiko kemungkinan terserang kanker payudara bagi wanita, kanker prostat bagi pria dan juga kanker usus.
  3. Alergi terhadap makanan
    Memakan makanan yang mengandung protein asing, terutama protein yang berasal dari persilangan gen (terkandung dalam pangan GMO) dapat mengakibatkan alergi makanan pada orang yang mengkonsumsinya.
  4. Kerusakan pada kualitas makanan dan nutrisinya
    Pangan GMO memiliki kualitas dan nutrisi yang lebih rendah daripada produk pangan biasa, terutama organik. Kekalahan GMO ini telah diteliti oleh Dr. Pusztai. Konsentrasi zat-zat yang berguna untuk melindungi tubuh manusia dari kanker tidak ditemukan dalam produk pangan GMO.
  5. Kekebalan terhadap antibiotik
    Saat produk pangan GMO dibuat, seringkali ada proses dimana ada rantai yang menghubungkannya pada gen-gen tertentu yang disebut Gen Penanda Kebal Antibiotik. Gen ini membantu menentukan jika gen telah sukses disilangkan dengan tanaman inang yang akan dikembangkan. Beberapa peneliti memperingatkan bahwa gen-gen ini dapat terkombinasi tidak seperti yang kita harapkan. Gen-gen ini lalu bergabung dengan bakteri atau mikroba yang merupakan penyebab penyakit di lingkungan atau dalam tubuh konsumen pangan GMO.
  6. Peningkatan residu pestisida
    Hal ini dapat dipahami dengan keberadaan varietas tanaman GMO yang semakin tahan terhadap herbisida dan pestisida, bermunculan penyakit tanaman yang disebabkan oleh virus-virus baru atau bakteri-bakteri baru yang lebih ganas lagi. Sehingga diciptakan herbisida dan pestisida yang lebih ampuh tentu saja dengan bahan-bahan yang sangat berbahaya. Di kalangan petani sendiri, penggunaan herbisida dan pestisida sendiri menjadi berlebihan.

Sumber : Buku ”Bahaya GMO” Penerbit Federasi Serikat Petani Indonesia, Jakarta