Pentingnya mempelajari biologi

TANTANGAN BIOLOGIWAN ABAD INI

Biologi, Ilmu Hayati dan perkembangannya

Saya mengawali presentasi ini dengan menyinggung dua istilah yang sering kita pertukarkan (dan memang tidak ada salahnya) yaitu Ilmu Hayati (Life Science) dan Biologi, yang pernah disinggung oleh Prof Edi Guhardja[3] pada Rapat Kerja PSIH, Januari 2001. Kita telah memaklumi apa yang dimaksud dengan biologi, sedangkan cakupan Ilmu Hayati meliputi konteks biologi dan kaitan biologi dengan disiplin-disiplin ilmu lainnya seperti kimia, fisika dan matematika – dan dalam arti yang luas merupakan ilmu kehidupan termasuk lingkungan hidup sampai segi-segi etika, moral, legal dan social yang berhubungan dengan implikasi kemajuan penelitian biologi.

Salah satu contoh cakupan ilmu hayati tampak jika kita megunjungi situs The Human Genome Project [4] yang melakukan identifikasi pasangan-pasangan dari sekitar 3 milyar basis kimia yang telah diidentifikasi membentuk abjad genetika manusia, sebagai tindak lanjut hasil pemetaan kode informasi DNA. Proyek ini direncanakan selesai tahun 2005, dan kajian proyek ini juga menyentuh isu-isu etika, legal dan social (ELSI: Ethical, Legal and Social issues). Proyek genom seperti ini yang disponsori oleh US National Institute of Health, Department of Energy dan perusahaan-perusahaan farmasi, juga melakukan hal yang sama untuk genom-genom mahluk hidup lain terutama virus dan bacteria patogen. Dengan berkembangnya teknologi otomasi peralatan laboratorium bio-teknologi kini telah memungkinkan para peneliti secara cepat, efisien dan ekonomis melakukan pemetaan dan sequencing gen dalam skala besar [5].

Selanjutnya, berbagai visi penelitian ilmu hayati terlihat pada beberapa majalah, konteks pengajaran serta organisasi Kajian dan Penelitian Ilmu Hayati seperti contoh berikut:

Di University of California Los Angeles [6] terdapat Department of Organismic Biology, Ecology, and Evolution yang mencakup semua aras biologi: dari proses-proses regulasi dan fisiologi organisme, ekologi, evolusi dan perilaku mahluk hidup sampai.genetika dan dinamika multi-spesies.

Biologi Struktur Alami (Natural Sructural Biology) [7], sebagai kajian bentuk dan fungsi biomolekuler dengan menggunakan teknik-teknik X-ray crystallography, NMR spectroscopy dan electron cryomicroscopy, dan studi pelipatan protein (protein folding), sudah banyak dimiliki oleh perguruan-perguruan tinggi dan lembaga-lembaga penelitian di benua Amerika dan Eropah.. Modeling System Biology [8] mengkaji berbagai topik meditek seperti model-model sel dan metabolisme, biosimulasi, dan model-model pengobatan penyakit kanker.

Contoh-contoh yang dikemukakan di muka di samping diangkat untuk menunjukkan berbagai aspek ilmu hayati, juga sekaligus menunjukkan betapa majunya perkembangan ilmu hayati masa kini.

Dibandingkan 25-30 tahun lampau biologi masa kini memang telah mengalami banyak kemajuan dan berlangsung dengan laju yang tinggi. Pada awal 1970-an, bekerja dengan mikroskop electron transmisi (transmission electon microscope), memotong jaringan dengan ultra mikrotom, menyaksikan dan mendeskripsikan neuron, mitokondria dan badan-badan sel lainnya sudah merupakan “state of the art” pada waktu itu [9]. Pada saat itu belum terbayangkan akan dapat ditemukan genom berbagai mahluk hidup dengan sekuens protein dan kaitan-kaitan fungsi informasi yang dikandungnya. Istilah-istilah Genomika (Genomics) dan Biologi Struktur (Structural Biology) yang kini menjadi topik-topik yang hangat dalam studi Biologi saat itu bahkan belum lazim terdengar.

Keragaman hayati – tantangan terhadap pelestarian

Biologi adalah ilmu pengetahuan yang paling lekat dengan manusia dalam alam lingkungan kehidupannya. Pada akhir decade 1990-an Olson[10] mengangkat topik-topik genetika, keragaman hayati, ilmu syaraf (neuroscience), evolusi serta moral dan etika dalam bahasannya mengenai masa depan perkembangan ilmu hayati dan sekaligus merupakan strategi masa depan bagi pengembangannya.

Namun, dibalik kenyataan akan kemajuan-kemajuan yang dicapai ilmu hayati dan biologi, jika kita melihat jauh ke depan, seberapa siapkah umat manusia dengan pengetahuannya dalam ilmu hayati mengantisipasi kelestarian kehidupannya di bumi?. Dalam studi ekologi kita mengetahui jaring-jaring makanan (foodwebs), teori evolusi dan filogenetika, habitat dan ekosistem dan berbagai aspek yang berkaitan dengan ketergantungan antar spesies dalam kehidupan dan lingkungannya di bumi ini. Walaupun perkembangan pengetahuan termasuk biologi bertumbuh eksponensial, pengetahuan mengenai besarnya keragaman hayati masih juga belum memadai untuk perencanaan konservasi masa depan. Memang banyak faktor yang menentukan kepunahan spesies antara lain wabah penyakit, ekstraksi melebihi potensi reproduksi tapi faktor utama adalah perusakan habitat dan ekosistem [11]

Dalam konteks ini, mungkin akan muncul pertanyaan: berapa jumlah spesies mahluk hidup di bumi ini?

Sampai kini telah dideskripsikan dan diberi nama sekitar 1.7 juta spesies mahluk hidup, daripadanya kurang lebih 1 juta spesies adalah serangga. Diperkirakan, masih sekitar 10 juta spesies serangga yang belum dideskripsi[12] dan perkiraan jumlah spesies mahluk hidup adalah 12.5 juta (pendapat tentang jumlah spesies berkisar dari 5 – 100 juta [13]). Lebih jauh, hutan tropika basah yang menutupi 8 persen permukaan daratan bumi dihuni oleh 90 persen spesies yang ada di bumi[14] . Magnitud keragaman hayati demikian besar dan rumitnya karena setiap spesies menyimpan informasi genetiknya masing-masing, demikian pula setiap individu dari masing-masing spesies memiliki versi gen yang berbeda-beda. Mengenai banyaknya gen, bakteria memiliki sekitar 1000 gen, fungi sekitar 10.000 dan hewan tingkat tinggi memiliki sekitar 10.000 – 50.000, sedangkan gen pada Angiospermae mencapai 400.000. Gambaran tentang keragaman hayati ini memberikan sugesti kepada kita betapa besar ragam kehidupan ini dan betapa sulitnya tugas manusia untuk melestarikan kehidupan. Jika suatu spesies punah maka gen-nya juga punah untuk selama-lamanya.

Segi moral, etik dan legal

Tak dapat disangkal bahwa hasil-hasil penelitian genom manusia dan genom-genom lainnya dari segi ilmiah sangat bermanfaat bagi keselamatan manusia untuk mengatasi berbagai defisiensi genetik (pengobatan). Bahkan diramalkan bahwa 10 – 20 tahun mendatang pengobatan dengan gen akan merupakan teknik yang umum di rumah-rumah sakit. Namun kita sama-sama memaklumi akan dampak-dampak negatif yang diakibatkannya jika teknik manipulasi genom manusia ini digunakan secara amoral dan melanggar etik kehidupan masyarakat semisal pada cloning. Dalam hubungan ini perlu dikemukakan adanya Universal Declaration on the Human Genome and Human Rights [15], yang diadopsi secara aklamasi oleh General Conference UNESCO (1997), di mana dinyatakan akan perlunya setiap negara memperhatikan isu-isu etik dalam pengembangan sains dan teknologi berkaitan dengan genom manusia. Isu moral dan etik perlu didasarkan atas harkat manusia itu sendiri, menghormati kodrat manusia pada kedudukan yang sama tanpa memandang ciri-ciri genetik, menghormati keunikan dan keragaman, dan seterusnya. Masalah bio-etik dan aspek-aspek legal masih perlu dikembangkan oleh setiap negara dan perlu terus menerus dicermati sejalan dengan kemajuan ilmu hayati khususnya penerapan teknik genom manusia.

Presentasi singkat ini telah mengangkat beberapa butir strategis sebagai tantangan biologiwan abad ini. Pertama, memacu kemampuan kita untuk melaksanakan penelitian ilmu hayati seiring dengan kemajuan yang telah dicapai dunia; kedua, meningkatkan kemampuan untuk berperan dalam studi-studi keragaman hayati dalam upaya pelestarian alam kehidupan, dan ketiga ikut berperan dalam mengembangkan studi genom dan mencermati teknik-teknik penggunaan genom sesuai tuntutan nilai-nilai etik, moral, sosial dan agama yang dianut serta menggembangkan instrumen-instrumen legal demi keselamatan umat manusia.