Bioteknologi Reproduksi

Bioteknologi adalah penggunaan Agen Biologi (biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika) secara terpadu, untuk menghasilkan barang/jasa atau lainnya untuk memenuhi kebutuhan manusia.

A.   PRODUK-PRODUK BIOTEKNOLOGI

1.       Bioteknologi konvensioonal

Biteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan barang/jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan.

Tabel produk-produk bioteknologi konvensional

Produk	Enzim	Bahan	Mikroorganisme
Tempe	Protease	Kedelai	Rhizopus oligosporus
Tauco	Protease	Kedelai	Aspergilus oryzae
Kecap	Protease	Kedelai	Aspergilus soyae
Oncom	Protease	Bungkil kacang	Monillia sitophila
Yoghurt	Laktase	Susu	Streptococcus thermophilus
Yoghurt	Laktase	Susu	Lactobacillus vulgaris
Keju	Lipase	Susu	Lactobacillus vulgaris
Keju	Lipase	Susu	Lactobacillus lactis
Mentega	Lipase	Susu	Streptococcus lactis
Asinan	Laktase	Kubis	Lactobacillum plantarum

Bioteknologi konvensional mempunyai beberapa manfaat, yaitu :

a.   Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman.

b.  Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat     diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco.

c.   Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan.

d.  Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi sederhana tidak banyakk membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari.

2.       Bioteknologi modern

Bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika untukmenghasilkan barang dan jasa, seperti DNA rekombinan (pemutusan, penyisipan dan penyambungan DNA), GMOs, kloning, dan fusi sel.

Tabel produk-prodk bioteknologi modern untuk pengobatan dan terapi.

No.	Nama produk	Kegunaan
1.	Interferon	Melawan infeksi, meningkatkan sistem kekebalan.
2.	Insulin	Mengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus).
3.	Vaksin	Meningkatkan kekebalan tubuh.
4.	Hormon pertumbuhan	Melawan kekerdilan, untuk penyembuhan.
5.	Betaendorfin	Mengurangi rasa sakit.
6.	Activator plasminogen	Melarutkan darh beku, mencegah stroke.
7.	Inferleukin 2	Mengaktifkan sistem kekebalan dan kanker otak.

1. Radiasi
Adalah penyinaran dengan menggunakan gelombang elektromagnetik untuk memperoleh bibit unggul dengan sifat unggul yang menetap.Radiasi dapat digunakan untuk :
a.    Makanan, menghambat pertunasan umbi dan menunda pematangan buah.
b.    Membuat mutan dengan menggunakan sinar gamma, dimanfaatkan untuk membuat bibit unggul, seperti: padi atomita I, II, III dan IV dan kedelai muria
c.    Mengendalikan jumlah serangga, caranya: serangga jantan di radiasi, menjadi jantan mandul, dilepas ke alam, terjadi perkawinan, telur tak menetas, jumlah sedikit.

2. Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam dengan menggunakan media air atau pasir / krikil tanpa menggunakan tanah. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman dialirkan melalui pipa air. Tanaman dapat juga ditempatkkan diatas bak penampung nutrien dimana akar tanaman dapat menyerap nutrien dari bak nutrien. Jadi, akar tanaman selalu terendam cairan nutrien.
Aeroponik adalah teknik bercocok tanam dengan akar menggantung di udara tanpa menempel pada media apapun. Nutrien yang dibutuhkan oleh tanaman diberikan dengan menyemprotkan air yang sudah bercampur nutrien ke akar yang menggantung, yang biasanya dilakukan secara otomatis menggunakan alat semprot yang sudah dilengkapi timer.
Keunggulan bercocok tanam secara hidroponik / aeroponik :
a.    Terhindar dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari tanah
b.    Hemat pupuk karena pemberiannya diatur sesuai kebutuhan
c.    Mutu sayuran atau buah yang dihasilkan lebih baik dari pada menggunakan media tanah.
d.    Tidak tergantung pada tempat dan musim, seperti luas tanah dan ketinggian tempat

3. Membuat Buah Tanpa Biji
Membuat buah tanpa biji yaitu dengan menyilangkan dua tananam sejenis yang berbeda ploidi (berbeda jumlah sel kromosom),   merangsang dengan bahan kimia kolkisin, asam sulfamilamid dan antibiotik streptomisin.

4. Pupuk Biologi

Pupuk biologi yaitu menggunakan mikroorganisme pengikat zat lemas (N2), seperti Rhizobium, Anabaena. Memanfaatkan mikoriza, simbiosis jamur dan akar tumbuhan biji.

5. Pengendalian Hama Hayati

a.    Menggunakan hewan pemangsa (predator), misal: burung hantu untuk memakan tikus.
b.    Menggunakan jamur, bakteri, virus yang merupakan parasit.

6. Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkomendasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat – sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Untuk mengubah DNA sel dapat dilakukan melalui banyak cara, misalnya melalui transplantasi inti, fusi sel, teknologi plasmid, dan rekombinasi DNA.
a.    Transplantasi Inti
Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama.
b.    Fusi Sel
Fusi sel adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang samamaupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru. Di dalam fusi sel diperlukan adanya:
-    Sel sumber gen (sumber sifat ideal);
-    Sel wadah (sel yang mampu membelah cepat);
-    Fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel).
c.    Teknologi Plasmid
Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya. Sifat-sifat plasmid, antara lain:
-    Merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu;
-    Dapat beraplikasi diri;
-    Dapat berpindah ke sel bakteri lain;
-    Sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk.
Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target.
d.     Rekombinasi Gen
Rekombinasi Gen adalah penggabungan gen (DNA) yang berasal dari organisme yang berbeda sehingga terbentuk gen (DNA) rekombinasi. Teknologi rekombinasi dapat dimanfaatkan untuk insilun dan oranisme transgenik.
-    Membuat insulin. Insulin digunakan untuk mengobati penyakit diabetes. Untuk mendapatkan insulin yang sama dengan insulin manusia, gen pembentuk insulin dari sel pankreas manusia dimasukkan ke dalam bakteri (Eschericiacoli) sehingga bakteri mampu menghasilkan insulin manusia.
-    Organisme transgenik, yaitu organisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain sehingga menjadi organisme baru yang sifatnya lebih baik.

7. Bidang Kedokteran
Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon.
a.    Pembuatan Antibodi Monoklonal
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain:
-    Untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil;
-    Mengikat racun dan menonaktifkannya;
-    Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.
b.    Pembuatan Vaksin
Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.
c.    Pembuatan Antibiotika
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.
d.    Pembuatan Hormon
Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.

B.   TEKNIK REKAYASA REPRODUKSI

Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan manusia dengan cara rekayasa tahapan-tahapan reproduksi yang berlangsung secara alami. Rekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada hewan dan tumbuhan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa tektik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain :

1.    Kultur jaringan

Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru.

Manfaat atau keuntungan kultur jaringan adalah sebagai berikut.

a. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yang singkat.

b.   Sifat identik dengan induk.

c.   Dapat diiperoleh sifat-sifat yang dikehendaki.

d. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa.

2.    Kloning

Kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Kloning ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa tersebut diberi nama Dolly.

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut.

a. Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil sel kelenjar mamae dari domba betina lain.

b.   Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.

c.   Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.

d.  Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).

e. Kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.
    Jadi, domba hasil klong merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi sel sperma.

3.    Makhluk hidup transgenik

Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms) yang merupaka hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan menyisipkan jalan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang mempunyai sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.

Teknologi ini dapat kamu pelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh manusia, antara lain sebagai berikut.

a.   Produksi insulin

Caraya adalah dengan menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebu akan terbentuk bakteri baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk pengobatan kencing manis.

b.   Menciptakan bibit unggul

Rekayasa genetika untuk memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu :

1) Pencangkokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan pestisida yang mematikan hama.

2) Rekayasa tuumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.

3) Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu meproduksi zat anti koagulan.

4.    Hibridisasi

Hibridissi adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

5.    Inseminasi buatan

Inseminasi buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak membutuhkan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja. Teknoligi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80℃ sampai -20℃ ).

Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina lokal tidak perlu membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.

6.    Bayi tabung

Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar tubuh, sedangkan inseminasi terjdi di dalam tubuh. Keduanya sama-sama merupakan perkembangbiakan generatif. 

Sumber: http://adindayuniarr.blogspot.com/2013/09/bioteknologi-dan-teknik-rekayasa_3396.html , http://deliarmahardikacandra.blogspot.com/2012/02/bioteknologi-modern.html

Penemuan Unsur atau Senyawa Terbaru yang Berguna Bagi Kehidupan

Selama ini penyakit HIV-AIDS adalah penyakit yang dianggap paling mengkhawatirkan dan mematikan yang ada di dunia ini, salah satu sebabnya ialah belum ada obat ampuh untuk mengatasi penyakit ini. Oleh sebab itu langkah-langkah sosialisasi pencegahan dan penelitian untuk meghadapi penyakit ini pun dilakukan dimana-dimana di seluruh penjuru dunia serta mendapat dukungan dari banyak pihak.

Beberapa waktu yang lalu dunia dikejutkan dengan penemuan sejenis senyawa untuk penangkalnya. Seperti penemuan besar lainnya dalam sejarah, pada banyak kasus ditemukan secara tidak sengaja, maka demikianlah juga adanya dengan penemuan senyawa anti HIV-AIDS ini. Ketidaksengajaan ini dilakukan oleh seorang asisten profesor yang sedang melakukan penelitian di dalam laboratoriumnya, sehingga menyita perhatian dunia.

HIV-AIDS (Human Imunodeficiency Virus-Acquired Immune Deficiency Sydrome) adalah sejenis penyakit yang menyebabkan hilangya kekebalan tubuh seseorang. Ketika kondisi kesehatan kita menurun ataupun ketika kita sedang dalam kadaaan lelah, dengan mudah kondisi tubuh kita terasa lemah dan jatuh sakit. Bisa dibayangkan bila kita hidup tanpa ada imun ataupun kekebalan tubuh terhadap penyakit. Penderita yang mengidap penyakit ini seakan-akan tidak memiliki harapan untuk hidup, karena sistem kekebalan tubuhnya sudah lemah ataupun sudah rusak sehingga sangat mudah terserang penyakit.

Informasi dari Wikipedia menyebutkan para ilmuwan berpendapat bahwa AIDS berasal dari Afrika-Sub-Sahara. Diperkirakan AIDS telah menyebabkan kematian lebih dari 25 juta orang sejak dilaporkan tanggal 5 Juni 1981 dan penularannya penyakit ini juga dapat terjadi melalui kontak langsung antara lapisan kulit dalam (membran glukosa) atau aliran darah, dengan cairan tubuh yang mengandung HIV, seperti darah, air mani, cairan vagina, cairan pereseminal, dan air susu ibu, hubungan intim (vagina, anal maupun oral), tranfusi darah, jarum suntik yang terkontaminasi, antara ibu dan bayi selama kehamilan, bersalin, atau menyusui serta kontak lainnya dengan cairan-cairan tubuh tersebut.

Penyakit ini disebabkan oleh sejenis virus. Zhilei Chen, seorang asisten profesor dari Universitas AM Texas, Amerika Serikat, secara tidak sengaja menemukan senyawa yang mampu menghancurkan virus Human Imunodeficiency Virus (HIV). Virus yang menyebabkan penyakit AIDS tersebut akan mengalami kehancuran material genetiknya ketika diberikan senyawa yang bernama Pd 404.182. Senyawa itu menghancurkan material genetik virus HIV dengan merusak RNA-nya, sehingga sulit berkembangbiak dan akhirnya tidak dapat menginfeksi manusia (metrotvnews.com).

Dan juga penemuan yang lainnya, yaitu tanaman geranium (Pelargonium sp.) umumnya dimanfaatkan sebagai anti nyamuk. Namun sebuah studi baru dari German Research Centre for Environmental Health di Munich mengindikasikan, tanaman ini juga dapat menjadi kunci pengobatan generasi baru HIV.

Studi tersebut menemukan, ekstrak dari tanaman geranium memiliki kemampuan untuk menginaktivasi HIV-1 dan mencegah virus untuk masuk ke sel manusia. Seperti yang diketahui, HIV dibagi menjadi dua tipe, yaitu HIV-1 dan HIV-2. HIV-1 merupakan tipe yang paling bertanggung jawab atas kasus AIDS.

Para peneliti mengatakan, ekstrak dari tanaman geranium berpotensi menjadi pengobatan baru AIDS karena mengandung senyawa anti-HIV-1 kelas baru. Khususnya pada bagian akar, tanaman geranium mengandung senyawa yang menyerang HIV-1 dan mencegah virus untuk berreplikasi dalam tubuh manusia.

Mereka juga menemukan, senyawa tersebut dapat melindungi darah dan sel imun dari infeksi virus. Caranya yaitu dengan menahan partikel HIV pada sel manusia, sehingga secara efisien mencegah virus tersebut masuk ke dalam sel.

Sejumlah uji klinis telah menunjukkan bahwa tanaman tersebut aman digunakan pada manusia. Bahkan di Jerman, tanaman tersebut sudah mendapatkan izin penggunaan sebagai obat herbal.

Ketua studi Profesor Ruth Brack-Werner mengatakan, ekstrak geranium sangat menjanjikan sebagai pengembangan pengobatan yang berasal dari tumbuhan, khususnya untuk melawan HIV-1. "Ekstrak melawan HIV-1 dengan cara yang berbeda dengan obat-obat HIV-1 sebelumnya dalam penggunaan klinis, sehingga ekstrak pun bisa dikatakan sebagai jenis terapi yang bernilai," jelas Brack-Werner.

Menurut dia, ekstrak geranium merupakan kandidat yang menjanjikan untuk perbaikan pilihan pengobatan anti-HIV-1. Bahkan ekstrak memiliki beberapa keunggulan, antara lain menggunakan sumber daya terbatas, mudah diproduksi, dan tidak butuh pendinginan.

"Selanjutnya, kami harus menguji keamanannya sebagai pengobatan HIV-1 pada manusia," ujarnya.

Menurut WHO, lebih dari 35 juta orang di dunia terinfeksi HIV, khususnya HIV-1. Tanpa terapi, HIV dapat merusak sistem imun yang kelamaan menjadi AIDS. Kondisi tersebut diketahui mematikan karena pasien sangat mudah terkena penyakit lainnya.

Bagi penderita HIV-AIDS jangan bergembira dahulu, karena butuh waktu agar obat anti HIV-AIDS yang sebenarnya diciptakan. Hal ini tentunya harus menunggu pengembangan-pengembangan dari penemuan senyawa tersebut agar bisa diberikan kepada manusia, terutama bagi para penderitanya yang tersebar di seluruh dunia. Setidaknya ada tiga tahap yang harus dilalui sebelum senyawa (obat) tersebut digunakan masyarakat luas, yaitu 3 hingga 4 tahun harus diujicobakan pada hewan. Kemudian pada 4 hingga 5 tahun harus diujicobakan pada relawan manusia, lalu 2 tahun hingga 3 tahun untuk proses registrasi, sebelum akhirnya diproduksi dalam jumlah banyak (metrotvnews.com).

Harapan kita semua, terutama bagi penderita HIV-AIDS agar dapat sembuh dan dapat hidup normal lagi, dengan kabar ini mungkin akan memberikan sedikit angin segar bagi mereka para psakitan dan kita masyarakat pada umumnya. Tapi penulis mengkhawatirkan pola prilaku sosial manusia akan “menjadi-jadi” jika penemuan itu berhasil menciptakan obat anti HIV-AIDS. Kita semua tahu bahwasanya salah satu penularan penyakit tersebut adalah melalui hubungan kelamin, terutama hubungan kelamin yang sering bertukar pasangan ataupun melalui “sex bebas“. Tentunya hal tersebut tidak lain karena terciptanya gaya hidup bebas dalam segala hal, termasuk dalam hubungan sex. Nah jika sekarang masih banyak yang mengkhawatirkan ataupun takut jika menjalankan gaya hidup bebas tersebut, konon lagi jika obat tersebut berhasil diciptakan, maka mungkin tidak akan ada lagi kekhawatiran akan penyakit tersebut. Hal ini akan membawa kepada dekadensi moral dan kekacauan kemanusiaan. Dimana sekarang kita melihat saat obat penangkal untuk penyakit tersebut belum berhasil ditemukan, dimana masih banyak kekhawatiran akan terjangkitnya penyakit tersebut, tetapi masih banyak pergaulan sex bebas dan hubungan diluar nikah terjadi, baik di dunia barat, atau di daerah kita sendiri.

Sumber: http://kesehatan.kompasiana.com/medis/2012/09/29/senyawa-anti-hiv-aids-491416.html ,

http://health.kompas.com/read/2014/02/02/0934016/Tanaman.Geranium.Obat.AIDS.Masa.Depan

Efek Rumah Kaca

Efek rumah kaca, yang pertama kali diusulkan oleh Joseph Fourierpada 1824, merupakan proses pemanasan permukaan suatu benda langit (terutama planet atau satelit) yang disebabkan oleh komposisi dan keadaan atmosfernya.

Mars, Venus, dan benda langit beratmosfer lainnya (seperti satelit alamiSaturnus, Titan) memiliki efek rumah kaca, tapi artikel ini hanya membahas pengaruh di Bumi. Efek rumah kaca untuk masing-masing benda langit tadi akan dibahas di masing-masing artikel.

Efek rumah kaca dapat digunakan untuk menunjuk dua hal berbeda: efek rumah kaca alami yang terjadi secara alami di bumi, dan efek rumah kaca ditingkatkan yang terjadi akibat aktivitas manusia (lihat jugapemanasan global). Yang belakang diterima oleh semua; yang pertama diterima kebanyakan oleh ilmuwan, meskipun ada beberapa perbedaan pendapat.

Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbon dioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak, batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk menyerapnya.

Penyebab Efek Rumah Kaca

Energi yang masuk ke Bumi:

· 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer

· 25% diserap awan

· 45% diserap permukaan bumi

· 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi

Energi yang diserap dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi inframerah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar inframerah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda.

Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah belerang dioksida, nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana dan klorofluorokarbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca.

Akibat dari Efek Rumah Kaca

Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

Menurut perhitungan simulasi, efek rumah kaca telah meningkatkan suhu rata-rata bumi 1-5 °C. Bila kecenderungan peningkatan gas rumah kaca tetap seperti sekarang akan menyebabkan peningkatan pemanasan global antara 1,5-4,5 °C sekitar tahun 2030. Dengan meningkatnya konsentrasi gas CO2 di atmosfer, maka akan semakin banyak gelombang panas yang dipantulkan dari permukaan bumi diserap atmosfer. Hal ini akan mengakibatkan suhu permukaan bumi menjadi meningkat.

Gas Rumah Kaca

Gas rumah kaca adalah gas-gas yang ada di atmosfer yang menyebabkan efek rumah kaca. Gas-gas tersebut sebenarnya muncul secara alami di lingkungan, tetapi dapat juga timbul akibat aktivitas manusia.
Gas rumah kaca yang paling banyak adalah uap air yang mencapai atmosfer akibat penguapan air dari laut, danau dan sungai. Karbondioksida adalah gas terbanyak kedua. Ia timbul dari berbagai proses alami seperti: letusan vulkanik; pernapasan hewan dan manusia (yang menghirup oksigen dan menghembuskan karbondioksida); dan pembakaran material organik (seperti tumbuhan).
Karbondioksida dapat berkurang karena terserap oleh lautan dan diserap tanaman untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis memecah karbondioksida dan melepaskan oksigen ke atmosfer serta mengambil atom karbonnya.
Meningkatnya suhu permukaan bumi akan mengakibatkan adanya perubahan iklim yang sangat ekstrem di bumi. Hal ini dapat mengakibatkan terganggunya hutan dan ekosistem lainnya, sehingga mengurangi kemampuannya untuk menyerap karbon dioksida di atmosfer. Pemanasan global mengakibatkan mencairnya gunung-gunung es di daerah kutub yang dapat menimbulkan naiknya permukaan air laut. Efek rumah kaca juga akan mengakibatkan meningkatnya suhu air laut sehingga air laut mengembang dan terjadi kenaikan permukaan laut yang mengakibatkan negara kepulauan akan mendapatkan pengaruh yang sangat besar.

Uap air adalah gas rumah kaca yang timbul secara alami dan bertanggungjawab terhadap sebagian besar dari efek rumah kaca. Konsentrasi uap air berfluktuasi secara regional, dan aktivitas manusia tidak secara langsung memengaruhi konsentrasi uap air kecuali pada skala lokal. Dalam model iklim, meningkatnya temperatur atmosfer yang disebabkan efek rumah kaca akibat gas-gas antropogenik akan menyebabkan meningkatnya kandungan uap air di troposfer, dengan kelembapan relatif yang agak konstan. Meningkatnya konsentrasi uap air mengakibatkan meningkatnya efek rumah kaca; yang mengakibatkan meningkatnya temperatur; dan kembali semakin meningkatkan jumlah uap air di atmosfer. Keadaan ini terus berkelanjutan sampai mencapai titik ekuilibrium (kesetimbangan). Oleh karena itu, uap air berperan sebagai umpan balik positif terhadap aksi yang dilakukan manusia yang melepaskan gas-gas rumah kaca seperti CO2[1]. Perubahan dalam jumlah uap air di udara juga berakibat secara tidak langsung melalui terbentuknya awan.

Karbondioksida Manusia telah meningkatkan jumlah karbondioksida yang dilepas ke atmosfer ketika mereka membakar bahan bakar fosil, limbah padat, dan kayu untuk menghangatkan bangunan, menggerakkan kendaraan dan menghasilkan listrik. Pada saat yang sama, jumlah pepohonan yang mampu menyerap karbondioksida semakin berkurang akibat perambahan hutan untuk diambil kayunya maupun untuk perluasan lahan pertanian. Walaupun lautan dan proses alam lainnya mampu mengurangi karbondioksida di atmosfer, aktivitas manusia yang melepaskan karbondioksida ke udara jauh lebih cepat dari kemampuan alam untuk menguranginya. Pada tahun 1750, terdapat 281 molekul karbondioksida pada satu juta molekul udara (281 ppm). Pada Januari 2007, konsentrasi karbondioksida telah mencapai 383 ppm (peningkatan 36 persen). Jika prediksi saat ini benar, pada tahun 2100, karbondioksida akan mencapai konsentrasi 540 hingga 970 ppm. Estimasi yang lebih tinggi malah memperkirakan bahwa konsentrasinya akan meningkat tiga kali lipat bila dibandingkan masa sebelum revolusi industri.

Metana yang merupakan komponen utama gas alam juga termasuk gas rumah kaca. Ia merupakan insulator yang efektif, mampu menangkap panas 20 kali lebih banyak bila dibandingkan karbondioksida. Metana dilepaskan selama produksi dan transportasi batu bara, gas alam, dan minyak bumi. Metana juga dihasilkan dari pembusukan limbah organik di tempat pembuangan sampah (landfill), bahkan dapat keluarkan oleh hewan-hewan tertentu, terutama sapi, sebagai produk samping dari pencernaan. Sejak permulaan revolusi industri pada pertengahan 1700-an, jumlah metana di atmosfer telah meningkat satu setengah kali lipat. Metan berasal dari gas alamiah, pertambangan batubara, kotoran hewan dan tumbuhan yang telah membusuk. Hal yang paling dikhawatirkan para ilmuwan adalah tumbuhan yang membusuk. Beberapa ribu tahun yang lalu, miliaran ton metan terbentuk dari pembusukan tumbuh-tumbuhan Arktik di Kutub Utara. Tumbuhan itu membusuk dan membeku di dasar laut. Saat kutub utara mulai menghangat, metan yang tersimpan di dasar laut itu dapat mempercepat pemanasan di kawasan itu.

Nitrogen Oksida adalah gas insulator panas yang sangat kuat. Ia dihasilkan terutama dari pembakaran bahan bakar fosil dan oleh lahan pertanian. Nitrogen oksida dapat menangkap panas 300 kali lebih besar dari karbondioksida. Konsentrasi gas ini telah meningkat 16 persen bila dibandingkan masa pre-industri.

Gas rumah kaca lainnya dihasilkan dari berbagai proses manufaktur. Campuran berflourinasi dihasilkan dari peleburan alumunium. Hidrofluorokarbon (HCFC-22) terbentuk selama manufaktur berbagai produk, termasuk busa untuk insulasi, perabotan (furniture), dan tempat duduk di kendaraan. Lemari pendingin di beberapa negara berkembang masih menggunakan klorofluorokarbon (CFC) sebagai media pendingin yang selain mampu menahan panas atmosfer juga mengurangi lapisan ozon (lapisan yang melindungi Bumi dari radiasi ultraviolet). Selama masa abad ke-20, gas-gas ini telah terakumulasi di atmosfer, tetapi sejak 1995, untuk mengikuti peraturan yang ditetapkan dalam Protokol Montreal tentang Substansi-substansi yang Menipiskan Lapisan Ozon, konsentrasi gas-gas ini mulai makin sedikit dilepas ke udara. Para ilmuan telah lama mengkhawatirkan tentang gas-gas yang dihasilkan dari proses manufaktur akan dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Pada tahun 2000, para ilmuan mengidentifikasi bahan baru yang meningkat secara substansial di atmosfer. Bahan tersebut adalah trifluorometil sulfur pentafluorida. Konsentrasi gas ini di atmosfer meningkat dengan sangat cepat, yang walaupun masih tergolong langka di atmosfer tetapi gas ini mampu menangkap panas jauh lebih besar dari gas-gas rumah kaca yang telah dikenal sebelumnya. Hingga saat ini sumber industri penghasil gas ini masih belum teridentifikasi.

Mengapa saat mendung atau akan turun hujan udara terasa panas? Karena, ketika awan terlihat hitam (mendung), terjadi proses perubahan uap air (gas) berubah menjadi air (cair). Pada proses ini dilepaskan sejumlah panas (kalor) ke udara. Awan yang berwarna hitam gelap (mendung) biasanya tidak terlalu tinggi dibandingkan awan yang putih, sehingga semakin dekat jaraknya ke permukaan bumi, efek panas yang dilepaskan semakin terasa. Kondisi ini akan lebih panas jika sebelumnya matahari bersinar terik, sehingga panas yang kita rasakan adalah akumulasi dari pelepasan energi dari perubahan fase uap air menjadi air dan energi panas sisa yang dipancarkan bumi.

Sumber: Wikipedia, http://latip.sdmuhcc.net/mengapa-saat-mendung-udara-terasa-panas.html