Peranan Bioteknologi Dalam Perkembangan Ekonomi Kehutanan Di Indonesia

Paper Peranan Bioteknologi Dalam Perkembangan Ekonomi Kehutanan Di Indonesia - Dalam kurun waktu 20 tahun terakhir ini, bioteknologi telah mengalami perkembangan sangat pesat. Di beberapa negara maju, bioteknologi mendapatkan perhatian serius dan dikembangkan secara intensif dengan harapan dapat memberi solusi untuk mengatasi berbagai permasalahan yang dihadapi manusia pada saat ini maupun yang akan datang yang menyangkut; kebutuhan pangan, obat-obatan, penelitian, yang pada gilirannya semuanya bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan hidup umat manusia

Sebagai ilustrasi; penemuan-penemuan baru dibidang immunologi (ilmu yang mempelajari sistem kekebalan tubuh) telah berhasil diproduksi antibodi-monoklonal (MAb) secara massal. Penemuan MAb dengan metode klonasi (clone), memiliki kelebihan antara lain: peka (sensitivitas), khas (spesifitas), dan akurat. Selain itu, MAb dapat pula digunakan untuk memberikan jasa pelayanan dalam berbagai hal seperti: diagnosis suatu penyakit dengan akurat, pencegahan dan pengobatan penyakit. Kontribusi MAb telah dapat dirasakan manfaatnya khususnya dalam dunia riset (research) seperti: 

enzymeimmunoassay (EIA), radioimmunoassay (RIA), dan immunositokimia (immunocytochemistry). Istilah bioteknologi untuk pertama kalinya dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur Hongaria pada tahun 1917 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya (Suwanto, 1998). Beragam batasan dan pengertian dikemukakan oleh berbagai lembaga untuk menjelaskan tentang Bioteknologi. Beberapa diantaranya akan diulas singkat sebagai berikut:

1.    Menurut Bull et al. (1982), bioteknologi merupakan penerapan asas-asas sains (ilmu pengetahuan alam) dan rekayasa (teknologi) untuk pengolahan suatu bahan dengan melibatkan aktivitas jasad hidup untuk menghasilkan barang dan/atau jasa.

2.    Bioteknologi merupakan penerapan prinsip-prinsip ilmu pengetahuan dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menghasilkan bahan dan jasa (OECD,1982).

3.    Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme hidup atau bagian organisme untuk membuat atau memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/memperbaiki sifat tanaman atau hewan atau mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus (OTA-US, 1982).

4.    Menurut Primrose (1987), secara lebih sederhana bioteknologi merupakan eksploitasi komersial organisme hidup atau komponennya seperti; enzim.

5.    Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa.

6.    Atau secara tegas dinyatakan, Bioteknologi merupakan penggunaan terpadu biokimia, mikrobiologi, dan ilmu-ilmu keteknikan dengan bantuan mikroba, bagian-bagian mikroba atau sel dan jaringan organisme yang lebih tinggi dalam penerapannya secara teknologis dan industri (EFB., 1983)

Berdasarkan terminologinya, maka bioteknologi dapat diartikan sebagai berikut:

1.    �Bio� memiliki pengertian agen hayati (living things) yang meliputi; organisme (bakteri, jamur (ragi), kapang), jaringan/sel (kultur sel tumbuhan atau hewan), dan/atau komponen sub-selulernya (enzim).

2.    �Tekno� memiliki pengertian teknik atau rekayasa (engineering) yaitu segala sesuatu yang berkaitan dengan rancang-bangun, misalnya untuk rancang bangun suatu bioreaktor. Cakupan teknik disini sangat luas antara lain; teknik industri dan kimia.

3.    �Logi� memiliki pengertian ilmu pengetahuan alam (sains) yang mencakup; biologi, kimia, fisika, matematika dsb. Ditinjau dari sudut pandang biologi (biosain), maka bioteknologi merupakan penerapan (applied); biologi molekuler, mikrobiologi, biokimia, dan genetika. Dengan demikian, bioteknologi merupakan penerapan berbagai bidang (disiplin) ilmu (interdisipliner).

Oleh karena itu, tidak ada seorangpun yang dapat menguasai seluruh aspek bioteknologi.  Berdasarkan definisi dan pengertian di atas, maka bioteknologi tidak lain adalah suatu proses yang unsur-unsurnya sebagai berikut:

1.    Input yaitu bahan kasar (raw material) yang akan diolah seperti; beras, anggur, susu dsb.

2.    Proses yaitu mekanisme pengolahan yang meliputi; proses penguraian atau penyusunan oleh agen hayati. 

3.    Output yaitu produk baik berupa barang dan/atau jasa, seperti; alkohol, enzim, antibiotika, hormon, pengolahan limbah.      

Apapun batasan yang diberikan oleh para ahli yang pasti dalam proses bioteknologi  terkandung tiga hal pokok :

1.    Agen biologis (mikroba, enzim, sel tanaman, sel hewan)

2.    Pendayagunaan secara teknologis dan industrial

3.    Produk dan jasa yang diperoleh.

Dahulu bioteknologi dianalogikan dengan industri mikrobiologi (industri yang berbasis pada peran agen-agen mikrobia). Tetapi perkembangan selanjutnya, tanaman dan hewan juga dieksploitasi secara komersial seperti; hortikultura dan agrikultura. Dengan demikian, �payung�

bioteknologi sangatlah luas mencakup semua teknik untuk menghasilkan barang dan jasa dengan memanfaatkan sistem biologi.

Aplikasi bioteknologi dalam pengelolaan hutan berperan penting dalam meningkatkan produktivitas dan konservasi sumber daya hutan. Bioteknologi di bidang kehutanan meliputi 3 bidang utama, yaitu penggunaan metode pembiakan kultur jaringan, penggunaan penanda molekuler dan rekayasa genetik untuk memproduksi tanaman transgenik.

Makhluk hidup memiliki tatanan stuktural dan fungsional yang sangat efisien dan efektif da1am melangsungkan tugas-tugas untuk menunjang dan memapankan preses hidup. Dalam skala kecil, sel sebagai unit stuktural dan fungsional terkecil kehidupan sudah mampu memperlihatkan ciri-ciri sebagai makhluk hidup. Dalam skala besar yaitu populasi, komunitas, dan bosfer. Masing -masing individu makhluk hidup menunjukkan kemampuan mandiri saling tergantung secara menguntungkan karena adanya perimbangan satu terhadap yang lain seperti yang telah diatur oleh alam.

Dalam hal ini makhluk hidup secara inheren memiliki sifat -sifat self regulation (mengatur diri sendiri), self perugulation (berkembang biak sendiri), self contained (memecahkan masalah sendiri ) dalam melangsungkan proses hidup bersama. Organisme hidup dalam lingkungan yang selalu berubah, mereka mampu mengimbangi perubahan lingkungan dengan menggunakan strategi variabilitas (keragaman) genetika. Charles Darwin menterjemahkan proses perimbangan tersebut sebagai perjuangan untuk hidup dan kelangsungan hidup makhluk yang paling sesuai. Dalam pengembangan ilmu pengetahuan pada tiga dasawarsa terakhir, landasan kemampuan proses dan kelangsungan hidup dipahami melalui pendekatan hirarki Organisasi Materi, yang menunjukan bahwa pada hirarki paling dasar terdapat lebih banyak kesamaan antara jenis makhluk hidup dan makin keatas menunjukkan lebih banyak keanekaragaman. Dengan pemahaman ini didapat peluang besar untuk memanfaatkan kesamaan guna mengembagkan rekayasa gen melalui teknik rekomendasi DNA. Dengan teknik ini, DNA suatu makhluk hidup dapat dipindahkan ke makhluk yang lain jenis, bahkan yang sangat jauh hubungan kekerabatannya. Makhluk rekombinan kemudian memiliki kemampuan baru dalam meiangsungkan proses hidup daD bersaing dengan makhluk hidup lain. Teknik rekombinasi DNA merupakan tulang punggung pengembangan bioteknologi baru. Dengan dernikian bioteknologi adalah teknologi yang memanfaatkan makhluk hidup (agen hayati) yang telah direkayasa untuk menghasilkan barang dan jasa  memenuhi kesejahteraan manusia. Pengembangan dan perkembangan bioteknologi telah amat jauh dewasa ini, dan manusia sebagai pelaku penerapan ilmu seakan akan tidak mempunyai batas dalam memanfaatkan makhluk hidup untuk memenuhi kebutuhannya. 

Penemuan DNA

Gen terdapat dalam kromosom sebuah sel, setiap kromosom mengandung sebuah molekul DNA yang sangat panjang dengan jutaan rantai basa yang mengkode banyak gen disepanjang rantainya. Struktur kimia DNA seperti sebuah rangkaian surat-surat yang berisi pesan-pesan genetika. Surat-surat itu hanya memiliki empat huruf menurut abjad genetik (Adenin/A, Guanin/G, Timin/T, Cytosin/C) yang disebut basa. DNA mudah diekstrasi dari gel-gel, dan kemajuan biologi molekuler sekarang memudahkan ilmuwan mengambil gen-gen individu DNA suatu spesies yang menyusun konstruksi molekuler mereka. DNA tersebut disebut

DNA rekombinan yang dapat disimpan dalam laboratorium. Gen-gen yang diiisolasikan dengan metode demikian disebut gen yang diklon. Pada pertengahan tahun 1940-an para peneliti menemukan bahwa gen bekerja mengarahkan sintesa protein. Hasil pengarnatan ini menimbulkan pertanyaan filosofis yang menarik : Jika gen mengarahkan sintesa protein, bisakah mereka itu adalah protein itu sendiri ? Jadi menjelang pertengahan tahun 1940-an arab penelitian tentang bahan genetis mulai beralih dari protein ke DNA.  Lalu pada awal tahun 1950-an Erwin Chargaff mencatat adanya beberapa keteraturan dalam komposisi dasar DNA pada berbagai spesies makhluk. Ini menjadi pendorong bagi para ilmuwan untuk merasakan betapa pentingnya mengamati stuktur bahan itu. Terutama terungkap bahwa persentase adenin selalu sama dengan timin, dan persentase guanin selalu sama dengan cytosin. Meskipun demikian perbandingan persentase guanin selalu sama dengan cytosin. Meskipun demikian perbandingan pasangan adenin-timin dengan pasangan guanin-cytosin bervariasi sekali antara berbagai spesies. Pengamatan belakangan membantah hipotesa bahwa DNA terdiri dari unit berulang empat macam nukleotida yang monoton. Jika benar demikian lalu keempat basa adenin, Cytosin, guanin dan timin haruslah hadir dalam jum1ah yang sama. Berarti ini jelas tidak seperti yang ditemukan oleh Chargaff. Peneliti ini memberi pandangan bahwa struktur DNA memiliki variasi yang dibutuhkan darinya sebagai simpanan infolmasi genetis. Pada awal 1950-an juga, James D Watson dan Francis Crick yan bekerjasama pada Medical Reserch Council's Laboratory of Molekul Biologi di Cambridge, Inggris, berusaha untuk memecahkan struktur tiga dimensi molekul DNA dengan metode kristalogi sinar X. Pada percobaan ini mula-mula mengalami kegagalan untuk menetapkan struktur DNA sebelum dibantu oleh foto pembiasan sinar X yang dibuat oleh Rosalind Franklin di Maurice Wilkin's Laboratory di Combridge. Dengan menggunakan informasi dati foro pembiasan itu dan juga dari rumus yang ditemukan Chargaff, Watson dan Crick menyimpulkan bahwa molekul DNA terdiri dari dua untaian nukleotida yang berpilin bersama membentuk ikatan ranggkap ( double helix) ( Gambar 1 ). Tiap untaian atau mata rantai adalah nukleoda, yang tulang punggungnya berupa deoksiribosa dan fosfat yang berselang seling. Biasanya menjulur dari tulang punggung itu. Tulang punggung dua untaian itu berada disebelah luar double helix yang diteorikan Watson-Crick, dan bahasanya berada disebelah dalam. Basa satu untaian membentuk ikatan hidrogen yang lemah dengan basa untaian pasangannya dengan cara yang sangat khusus. Sesuai dengan rumus Chargaff, adenin selalu berikatan dengan timin (A-T), sedang cytosin selalu berikatan dengan guanin (C-G). Rancang bangun molekuler DNA yang berpilin rangkap menjadi tempat untuk memelihara kelangsungan informasi genetis serta mampu mewariskannya kepada generasi berikutnya. Molekul besar menyimpan banyak infonnasi dalam urutan nukleotidanya. Selain itu urutan nukleotida dati satu untaian menentukan urutan nukleotida pasangannya.

Era Bioteknologi

Peranan mikrobiologi akan memberi warna, wawasan dan cakrawala barnubagi kehidupan bioteknologi modem. Bahan baku biomassa yang ada merupakan "renwable frontier" dapat diolah oleh bioteknologi tradisional maupun modem sehingga menjadi produk baru yang sangat berharga. Produk-produk bioteknologi sangat erat dengan perkembangan bioteknologi pada jamannya. Adapun era biteknologi tersebut adalah: 

1.    Era Pra Pasteur ( sebelum 1865 ) Perbaikan teknik fermentasi oleh mikroorganisme misalnya minuman beralkohol.

2.    Era Pasteur (1865-1940)     Pengembangan industri fermentasi pembuatan etanol, butanol dan asam organik,     perlakuan air buangan.

3.    Era Antibiotika ( 1940-1960)     Pembuatan penisilin yang mulai digunakan pada saat pendaratan tentara Amerika di Normandi selama perang dunia II, vaksin virus, teknologi kultur sel hewan.

4.    Era Pasca Antibiotika ( 1960-1975 )    Asam -asam amino elusidasi s1ruktur DNA, protein sel tunggal, enzim untuk deterjen, gasohol, biogas, teknologi rekombinan DNA.

5.    Era biteknologi modem ( 1975- sekarang ) Rekayasa genetika, zat antibodi monokronal, hormon insulin, hormon pertumbuhan ikan tuna.

Dengan munculnya teknologi DNA rekombinan dan teknik-teknik pembantu seperti penyusunan DNA, maka kita sekarang dapat memeriksa pada tingkatan molekuler rangkaian-rangkaian genetika yang terlibat dalam pengendalian ekspresi gen.

Cara pendekatan klasik dalam genetika adalah pembuatan mutasi in vivo secara acak pada seluruh genom, lalu mengisolasikan mereka dengan memperlihatkan fenitif�fenotif khusus. Kemudian muatan ini dianalisi untuk menentukan gen mana yang telah berubah. Suatu metode yang hampir terbentuk sesungguhnya adalah "metode genetika berubah". Suatu metode yang hampir terbentuk sesunggunya adalah "metode genetika mundur (reverse genetics)" yaitu untuk membuat mutasimutasi spesifik dalam suatu sigmen DNA in vitro, dan menganalisa pengaruh dari perubahan-perubahan ini pada organisme in vivo setelah mengintroduksi kembali gen muatannya.  Berekspresinya dengan gen yang dipindahkan kedalam gel atau jaringan yang sesuai adalah semacam prasarat untuk berbagai bentuk penerapan teknik DNA rekombinan dalam bioteknologi. Terutama berlaku sebagai usaha untuk mengobati penyakit genetis manusia dengan pengobatan gen dan juga untuk usaha yang bertujuan untuk meningkatkan mutu tanaman panen. Selama 15 tahun belakangan ini para pakar genetika mempelajari bagaimana mengeluarkan sebuah gen tunggal dari suatu species yang lain. Inilah yang disebut rekayasa genetika yang merupakan pelaksanaan dari bioteknologi modem. Organisme �organisme hasil rekayasa genetika yang pertama adalah bakteri bersel kembar yang telah disisipi gen-gen manusia yang dapat menghasilkan produkproduk benilai. Tumbuh-tumbuhan dan hewan -hewan hasil rekayasa genetika segera menyusul bakteri tersebut dan membuka pintu seluruh bidang pertanian lebar -lebar bagi penerapan bioteknologi modem. 

Teknik Rekayasa Genetika

Banyak percobaan membuktikan bahwa dengan rekayasa genetika frakmen DNA manapun dapat disambungkan atau disisipkan ke genom species lain, bahwa species yang jauh hubungan kekerabatannya. Rakayasa genetika merupakan teknik yang paling mutakhir dalam bioteknologi. Rekayasa Genetika atau teknik DNA rekombinan dapat didefenisikan sebagai : "Pembetukan rekombinan baru dari material yang dapat diturunkan dengan cara penyisipan DNA dari luar kedalam suatu wahana (vektor), sehingga memungkinkan penggabungan dan kelanjutan berkembang dalam host yang baru." Proses ini juga dikenal sebagai " Gen Kloning " atau klon gen, sebab organisme yang secara genetik terbentuk adalah identik dan membawa seluruh potongan DNA yang telah disisipkan, disamping itu memperbanyak molekul yang baru dibentuk. Salah satu contoh rekayasa genetika yang sudah berhasil adalah penyisipan/pemindahan DNA pembuat insulin pada manusia kedalarn plasmida bakteri Echerichia coli.

Ada empat prinsip pengkloningan gen yaitu :

1. Penyiapan gen.

Gen bakteri yang dikloning pada umumnya didapat dari penyiapan total DNA kromosom (kloning "penembakan") dengan cara membelah DNA dengan endonuklese yang terbatas sehingga menghasilkan bagian masing-masing 4 kilobase (kb) dengan ujung yang "lengket." 

2. Penyisipan kedalam vektor

Vektor adalah replika yang akan memungkinkan gen untuk ditempatkan disel induk (host cell) dan melibatkan plasmid pada bakteri induk. Plasmid adalah molekul DNA berbentuk lingkaran kecil yang terdapat didalam bakteri disamping kromosom utama plasmid mengandung unsur-unsur genetik yang tidak terikat pada kromosom utarna. Vekto plasmid harus memiliki tempat untuk endonuklease terbatas biasa dan faktor antibiotik sehingga memungkinkan untuk memilih perubahan yang diinginkan. Pemasangan DNA yang akan dikloning kedalam vektor plasmid disebut legasi dan enzim yang berperan dalam pemasangan ini adalah enzim yang dipakai dimurnikan dari E. Coli yang telah diinfeksi dengan T4. Didalam sel enzim ini berfungsi dalam perbaikan tiap skontinuitas yang mungkin timbul pada salah satu untai pada molekul untai ganda. Selain itu, dalam tabung percobaan, ligase DNA yang dimurnikan juga akan menyambungkan kedua ujung molekul yang sama. 

3. Perubahan sel induk (Host Cell)

Campuran plesmid yang diperkenalkan kepada sel bakteri diperlukan secara khusus sehingga sel mengambil DNA dalam proses perubahan sel induk. Setelah DNA disisipkan didalam sel bakteri maka,DNA yang sudah disisipkan tersebut akan dimasukkan lagi kedalam sel hidup misalnya kedalam sel bakteri kemudian ditumbuhkan kedalam media tertentu. Didalam media, sel bakteri ini akan tumbuh dan berkembang biak menghasilkan klon dan klon ini akan menghasilkan insulin. 

4. Mendeteksi gen yang sudah klon.

Ada tiga cara mendeteksi gen yang sudah diklon :

a. Pengujian berdasarkan informasi urutan asam amino protein yang di sandi.

b. Pengujian aktifitas biologis produk gen

c. Menggtmakan antibodi khusus terhadap produk gen.

Klon yang tepet dapat dideteksi dengan menggunakan "probe" untuk goo itu sendiri. Probe terdiri satu segmen pendek DNA yang diberi label radioaktif, dan memiliki urutan basa nukleotida yang sesuai dengan urutan asam amino yang diketahui dati satu segmen protein. Cara lain membuat klon ialah jika protein yan disandi gen dihasilkan dalam sel yang diklon, ia dapat dideteksi dengan menggunakan uji antibodi khusus bagi protein yang disandi atau dengan cara menguji aktifitas biologi protein dalam sel. 

Enzim-enzim yang memanipulasi DNA ada empat yaitu :

1. Enzjim Nuklease ( yang memotong asam nukleat )

2. Enzim Ligase ( yang menyambung asam nukleat menjadi satu )

3. Enzim Polimerase ( yang membuat copy dati molekul DNA)

4. Enzim Modifikasi ( yang menghilangkan gugus kimia ) 

Dengan ringkas rekayasa genetik dapat dibuat sebagai berikut :

1.    DNA yang diambil dari sel penkreas, dipotong dengan enzim endonuklease rastriksi

2.    Isolasi DNA plasmid, lalu DNA plasmid dipotong enzim endonuklease

3.    Kemudian DNA yang sudah dipotong, disisipkan kedalam DNA plasmid yang juga sudah dipotong. Penyisipan ini dibantu oleh enzim ligase DNA.

4.    Setelah disisipkan maka plasmid dimasukkan kedalam sel bakteri, dan ditumbuhkan dalam media tertentu, agar dapat tumbuh dan berkembang biak serta menghasikan klon yang menghasilkan insulin. 

Peranan Bioteknologi

1. Dalam masyarakat  

Menjelang akhir abad ke-20 sebagian besar masyarakat dunia menanti bioteknologi dengan penuh harapan untuk memecahkan berbagai masalah umat manusia dibumi. Namun sebagian masyarakat memandang bahwa memasuki era bioteknologi sama saja memasuki hutan belantara ketidak pastian tentang dampak yang akan terjadi kemudian hari. Perkembangan bioteknologi sekarang ini akan menimbulkan dampak serius pada demensi etika dan budaya. Rekayasa genetika menimbulkan masalah-masalah etika serius yang berhubungan dengan pengubahan, manipulasi, penetapan paten dan pemilikan bentuk-bentuk kehidupan. Berbagai perkembangan dibidang kesehatan juga akan membawa implikasi mendalam pada nilai-nilai budaya. Infrastruktur teknologi dan desakan ekonomi akibat bioteknologi membawa dampak besar pada struktur sosial ekonomi serta pada nilai-nilai budaya, sementara masyarakat luas tidak mendapat informasi dan diasingkan dari pengambilan keputusan tentang ara, batas-batas tujuan dan dampak bioteknologi. 

2. Dalam sistem ekologi

Semua organisme yang ada dibumi telah melampaui proses evolusi selama jutaan tahun akibat keberadaan mereka kini telah mencapai suatu posisi keseimbangan yang optimal. interaksi antara suatu organisme dengan lingkungannya baik lingkungan biotik maupun abiotik telah mempunyai bentuk khas masing-masing keanekaragaman jenis hubungan ini mempengaruhi bentuk ekosistem kita dibumi. Jadi jelaslah terlihat adanya keterkaitan antara masingmasing organisme musnah, keseimbangan sistem akan terganggu dampak yang akan ditimbulkan bioteknologi dalam sistem ekologi antara lain terjadinya pencemaran lingkungan akibat penggunaan pestisida yang berlebihan sehingga penambahan atau pengurangan komponen-komponen ekositem bukan merupakan hal yang dianggap ringan. Contoh dampak pemasukan organisme baru kelingkungan alami adalah pemanfaatan gen anti beku yang terdapat pada suatu jenis ikan yang dapat ditransfer keikan yang tidak tahan suhu dingin. Akibatnya yang biasa tidak didapati pada musim dingan sekarang dapat sangat leluasa berkembang biak dan menempati perairan yang dingin. Jadi akibat adanya kejadian ini dapat menimbulkan pemusnahan suatu species ikan tertentu, sehingga keseimbangan ekosistem akan terganggu.

Pada hakekatnya hutan merupakan perwujudan dari lima unsur pokok yang terdiri dari bumi, air, alam hayati, udara dan sinar matahari Kelima unsur pokok inilah yang dinamakan PANCA DAYA. Sehingga menurut rimbawan Indonesia memanfaatkan hutan sebenarnya mengarahkan Panca Daya ini kepada suatu bentuk tertentu pada tempat dan waktu yang diperlukan untuk kesejahteraan dan kebahagiaan manusia lahir dan bathin sebesar mungkin tanpa mengabaikan aspek kelestarian.

Hutan jadinya dapat disebut suatu areal diatas permukaan bumi yang ditumbuhi pohon-pohon agak rapat dan luas sehingga pohon-pohon dan tumbuhan lainnya serta binatang-binatang yang hidup dalam areal tersebut memiliki hubungan antara satu dan lainnya das membentuk perseketuan hidup alam hayati dan lingkungannya.

Secara ringkas batasan hutan ialah komunitas tumbuh-tumbuhan dan binatang yang terutama terdiri dari pohon-pohon dan vegetasi berkayu lainnya yang tumbuh berdekatan satu dengan lainnya. Sedangkan menurut undang-undang pokok kehutanan Indonesia yang diundangkan pada tahun 1967 batasan hutan (definisi) ialah �suatu lapangan bertumbuhan pohon-pohon yang secara keseluruhan merupakan persekutuan hidup alam hayati beserta alam lingkungannya dan yang ditetapkan oleh pemerintah sebagai hutan�. Undang-undang Kehutanan yang baru yaitu UU No 41 tahun 1999, yang dimaksud hutan adalah �suatu ekosistem berupa hamparan lahan berisi sumber daya alam hayati yang didominasi pepohonan dalam persekutuan alam lingkungannya, yang satu dengan lainnya tidak dapat dipisahkan�. Untuk lebih mengetahui lebih dalam tentang pengertian hutan, berikut ini akan dikutip dari Ensiklopedi Indonesia (1982) :

a)    Hutan adalah sebuah masyarakat yang tumbuh rapat bersama,terutama terdiri atas pohon-pohon dan vegetasi berkayu lainnya.

b)    Hutan adalah sebuah ekosistem dengan ciri-ciri, pada penutup berupa pohon-pohon yang rapat dan luas.

c)    Hutan adalah sebuah areal yang dikelola untuk produksi kayu dan hasil hutan lainnya atau dipelihara bagi tujuan keuntungan tidak langsung, misalnya untuk perlindungan aliran sungai atau rekreasi.

d)    suatu wilayah yang dinyatakan sebagai hutan melalui undang-undang.

B. Manfaat Hutan Bagi Manusia

Membicarakan manfaat hutan bagi manusia maka dapat dikatakan bahwa hutan memberikan manfaat langsung dan manfaat tidak langsung. Manfaat langsung ialah manfaat dari hutan yang dapat langsung dinikmati oleh masyarakat seperti kayu, rotan, obat-obatan, buah-buahan, binatang buruan, damar, kulit kayu. Sedangkan manfaat tidak langsung merupakan manfaat dari fungsi hutan sebagai pengatur tata air dan pemelihara kesuburan tanah atau manfaat hidro-orologis dari hutan. Manfaat estetika, rekreasi, ilmu pengetahuan dan pengaruh hutan terhadap iklim. Secara lebih rinci Hadipurnomo (1989) menguraikan manfaat kehadiran hutan di dunia bagi manusia yang berupa produksi hasil hutan dan jasa sebagai berikut:

Produksi hasil hutan meliputi antara lain :

1.    Kayu : meliputi kayu bakar, pertukangan, industri.

2.    Kulit kayu

3.    Rotan

4.    Getah, yang dapat diolah menjadi : Gondorukem, Terpentin, Kopal, Kemenyan, balsem

5.    Minyak atsiri, antara lain : minyak kayu putih, minyak eukaliptus.

6.    Daun, antara lain : daun murbei untuk makanan ulat sutera, daun lamtoro, kaliandra untuk makanan ternak, daun jati untuk pembungkus.

7.    Buah, misalnya tengkawang untuk bahan kosmetika.

Jasa yang berupa :

1.    Pengendali lingkungan seperti pengendali bahaya banjir dan erosi, reservoir alam, perlindungan terhadap angin, pembersih polusi udara, paru-paru tempat �pemukiman.

2.    Meningkatkan kesejaheraan dan kenyamanan hidup : membuat iklim mikro menjadi nyaman, keindahan alam Taman nasional dan wisata,  mengurangi kebisingan suara ( kota, pabrik dsb),  mengurangi silau cahaya matahari, lampu mobil dsb.

Didalam memanfaatkan sumber daya alam yang berupa hutan dimana manfaatnya tidak terbatas maka yang menjadi kendalanya ialah pengetahuan manusia itu sendiri. Di Indonesia misalnya diketahui ada sebanyak 4000 jenis kayu, 3593 jenis diantaranya belum dikenal, 407 jenis punya potensi ekonomis, hanya 120 jenis saja yang merupakan jenis perdagangan. Ini merupakan tantangan bagi rimbawan Indonesia untuk lebih giat meneliti dan mempromosikan kayu-kayu untuk dapat diperdagangkan. Contoh diatas baru dari jenis kayu yang ada didalam hutan Indonesia, belum lagi potensi hutan Indonesia sebagai sumber gen atau plasma nutfah dan juga bagi kelangsungan hidup manusia di bumi ini.

Menurut Soerjani (1992) yang meramu dari pemikiran Myers (1985) mengemukakan bahwa hutan memberi makna yang sangat mendalam dari fungsi dan potensi manfaat hutan sebagai sumber keanekaragaman alam hayati sbb:

Manfaat ekologi

1.Penyangga keseimbangan (kelentingan ekosistem: suhu, iklim, hayati)

2.Perlindungan kehidupan

3.Proteksi daerah aliran sungai

4. Pengendali erosi

5. Penyimpanan cadangan

6. Penyerap CO2 dan lain-lain gas/zarah

7. Penghasil 02 dan kesegaran umumnya

8. Kesuburan tanah

b. Manfaat langsung

1. Makanan: buah, buruan, sagu

2. Bahan obat dan penyegar

3. Kayu bakar 4. Bahan arang

5. Kayu bangunan

6. Bahan tenunan (serat, ulat sutera)

7. Pemeliharaan lebah

c. Manfaat industri

1. Industri kayu

2. Industri farmasi (obat penyegar, kosmetik, dll)

3. Industri kertas

4. Getah (karet)

5. Residu (mentol, terpentin)

6. Minyak (kayu putih, cengkeh, adas)

d. Manfaat Lain

1. Estetika, rekreasi, spiritual

2. Olah raga, Cinta Alam, Sejarah, Sosial budaya, Tannas.

Manfaat hutan juga dapat dijabarkan berdasarkan huruf yang ada pada kata Inggris dari hutan yaitu FOREST yang menurut seorang penulis diartikan sbb: F Forage = makanan ternak O Oksigen R Recreation E Environment S Soil T Timber Jadi terlihat bahwa manfaat hutan bukan saja kayu tetapi juga manfaat lainnya seperti sumber makanan ternak, penghasil udara bersih melalui proses photosintesa, tempat rekreasi, memberikan perlindungan terhadap lingkungan seperti pengaturan tata air dan pemelihara kesuburan tanah dan pencegahan erosi dan bahaya banjir. Inilah yang sering disebut sebagai manfaat serba guna dari hutan.

Klasifikasi Hutan

Dalam rangka memanfaatkan hutan bagi umat manusia maka para ahli kehutanan mengklasifikasikan hutan dalam berbagai macam hutan. Mengklasifikasi sesuatu merupakan bagian penting suatu proses berpikir.

Dalam hal ini maka hutan dapat diklasifikasikan berdasar jenis pohon yang dominan, berdasarkan fungsi hutan, berdasar pemiliknya, berdasar permudaan,berdasar asal hutan, berdasar tinggi tempat, berdasarkan iklim

a)    Hutan berdasarkan jenis pohon yang dominan Maka dikenal ada Hutan Jati, Hutan Pinus, Hutan Eucaliptus, yang menurut Sagala tidak dapat disebut sebagai hutan tetapi Kebun Kayu (Sagala, 1994).Ada yang menarik dalam Istilah kehutanan di Indonesia yaitu dikenal adanya Hutan Jati dan Hutan Rimba yaitu hutan selain hutan Jati., sehingga kayu selain kayu Jati disebut sebagai kayu Rimba.

b)    Fungsi hutan Menurut fungsi hutan maka hutan negara diklasifikasikan oleh Menteri menjadi empat jenis yaitu Hutan Lindung, Hutan Produksi, Hutan Suaka Alam dan Hutan Wisata (UUPK:5/1967).

Sedangkan dalam undang-undang Kehutanan yang baru yaitu UUK No 41 tahun 1999, hutan mempunyai tiga fungsi, yaitu : fungsi konservasi, fungsi lindung, dan fungsi produksi. Yang dimaksud dengan hutan konservasi meliputi hutan suaka alam, hutan pelestarian alam dan taman buru.

Dewasa ini, program-program peningkatan kualitas produksi hutan lebih didasarkan pada managemen sumber genetik yang meliputi seleksi, propagasi dan pemulian klasik (clasical breeding) dari jenis-jenis terpilih. Sentuhan bidang bioteknologi pada jenis-jenis tumbuhan hutan dirasakan masih sangat kurang. Walaupun pada bidang agrikultur teknik-teknik pemuliaan molekular (molecular breeding) telah banyak dikembangkan, terutama pada jenis-jenis tanaman budidaya seperti sayuran dan tanaman hias, penggunaannya untuk tumbuhan hutan masih sangat jauh tertinggal.

Penggunaan bioteknologi dalam bidang kehutanan perlu ditingkatkan sampai pada aspek molekular. Hal ini sangat penting diperhatikan mengingat tumbuhan-tumbuhan hutan akan menjadi target utama dalam rekayasa genetik dan pemuliaan molekuler (molecular breeding) di abad 21. Potensi bioteknologi untuk menunjang program-program pemuliaan tumbuhan hutan dapat dilaksanakan dalam berbagai tingkatan, mulai dari 1) propagasi klon dari genotip terpilih melalui teknik kultur jaringan (in vitro technique), 2) teknik sel somatik (somatic-cell technique) seperti hibridisasi somatik dengan menggunakan protoplas, 3) teknik mutasi terinduksi, sampai pada 4) teknik rekayasa genetik, terutama melalui transformasi genetik untuk memperoleh varietas tanaman yang lebih unggul.

Beberapa teknik propagasi tumbuhan hutan melalui system in vitro dewasa ini telah banyak dan bahkan sudah lazim digunakan. Namun sebagian besar masih di dasarkan pada teknik perbanyakan tunas dan organogenesis. Propagasi melalui teknik embriogenesis somatik masih belum banyak dilakukan. Propagasi melalui teknik embriogenesis somatik memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan teknik perbanyakan tunas atau organogenesis. Selain mempunyai sifat genetik yang sama, tumbuhan-tumbuhan yang dihasilkan melalui teknik ini mempunyai sistem perakaran yang sama dengan tumbuhan-tumbuhan yang dihasilkan melalui reproduksi generatif karena secara struktur embrio somatik memiliki kesamaan dengan embrio zigotik yang dihasilkan melalui reproduksi generatif. Selain itu, embrio somatik yang dihasilkan dapat disimpan dalam jangka waktu lama sebagaimana layaknya biji yang dijadikan benih serta memungkinkan untuk diproduksinya biji buatan (synthetic seed; synseed). Teknik embriogenesis somatik yang digunakan untuk menunjang hutan produksi telah dengan mapan digunakan antara lain di New Zealand dengan Pinus radiata sebagai tumbuhan utama penghasil kayu.

Teknologi biji buatan memang tidak bisa menggantikan strategi pemuliaan konvensional yang selama ini digunakan dalam mencapai peningkatan kualitas maupun kuantitas yang progresiv. Akan tetapi, teknologi biji buatan dapat digunakan dalam menunjang produksi biji yang selama ini dilakukan secara konvensional, terutama untuk mengatasi terjadinya penyilangan alami antara dua induk pembawa sifat yang tidak dikehendaki. Aplikasi teknologi biji buatan ini dapat digunakan dalam usaha antara lain mengklon pohon-pohon yang dapat menghasilkan kayu dalam jumlah besar, mengklon tumbuhan yang resisten terhadap stress lingkungan dan atau hama, memperbanyak tumbuhan yang secara alami (secara generatif) hanya memproduksi biji dalam jumlah yang relatif sedikit, mengkonservasi jenis-jenis tumbuhan langka dan mempropagasi varietas tumbuhan dengan ornamen yang langka. Jadi, antara teknologi biji buatan dan strategi pemuliaan konvensional satu sama lain akan saling melengkapi.

Transformasi genetik pada tumbuhan dewasa ini telah menjadi teknik umum baik dalam penelitian maupun dalam memasukan sifat-sifat baru yang positif ke dalam jenis-jenis tumbuhan yang secara komersial sangat penting. Banyak alat dan cara yang saat ini telah tersedia untuk mentransformasikan gen ke dalam sel tumbuhan. Dua diantaranya yang paling sering digunakan adalah teknik transformasi gen yang dibantu Agrobakterium (Agrobacterium mediated transformation) dan teknik yang dikenal sebagai �particle bombardment�. Pada teknik yang kedua, gen yang akan ditransformasikan ditembakan secara langsung ke dalam sel target. Ada dua jenis sel target yang berdasarkan penelitian merupakan sel-sel yang cocok untuk teknik transformasi yang kedua ini, yakni sel-sel embriogenik dan serbuk sari. Dari segi keberhasilan, penggunaan teknik �particle bombardment� jauh lebih baik dibandingkan dengan menggunakan Agrobacterium. Namun dalam segi efisiensi transformasi, teknik dengan menggunakan Agrobakterium tampaknya lebih baik dari pada �particle bombardment�. Hal ini dikarena transformasi dengan Agrobacterium umumnya menghasilkan tumbuhan transforman yang lebih stabil. Selain itu, cara yang digunakan jauh lebih mudah dan biaya yang diperlukan relatif lebih murah. 

Dalam bidang kehutanan, terutama bagi hutan-hutan produksi, penggunaan teknik transformasi genetik dalam program-program pemuliaan terutama ditujukan secara langsung pada peningkatan performa batang dan kualitas kayu meliputi modifikasi biokimia karakteristik kayu dan struktur batang, serta peningkatan laju pertumbuhan dan perubahan bentuk batang. Disamping itu, transformasi genetik juga dapat ditujukan dalam usaha memperoleh tumbuhan-tumbuhan yang memiliki performa sistem perakaran dan kanopi pohon yang lebih baik, tumbuhan-tumbuhan yang resisten terhadap hama, dan tumbuhan-tumbuhan yang toleran terhadap stress abiotik.

Peningkatan kualitas kayu yang menyangkut modifikasi biokimia kayu sangat berkaitan erat dengan usaha-usaha dalam memodifikasi kandungan lignin dalam kayu. Lignin bersama-sama dengan selulosa merupakan suatu komponen penting pada tumbuhan-tumbuhan berpembuluh dan dapat ditemukan dalam jumlah yang besar pada dinding sel sekunder, serat dan pembuluh angkut xilem. Fungsi lignin dalam tumbuhan selain sebagai penunjang mekanik (mecanical support) juga sangat penting dalam membantu pertahanan tumbuhan terhadap patogen. Untuk kepentingan industri ada dua kemungkinan berlawanan yang menyangkut modifikasi kandungan lignin dalam kayu. Pertama, bila kayu yang diproduksi diperlukan untuk penghasil energi, maka kandungan lignin perlu ditingkatkan karena secara kimia lignin mengandung energi yang banyak bila dibandingkan dengan komponen-komponen kayu lainnya. Kedua, bila kayu yang diproduksi diperlukan sebagai bahan baku kertas dan pulp, maka kandungan lignin di dalam kayu perlu dikurangi karena dalam pembuatan kertas dan pulp yang diperlukan hanyalah selulosa. Jadi untuk keperluan ini bioteknologi dapat digunakan dalam usaha meningkatkan kandungan selulosa dan mengurangi kandungan lignin dalam kayu tanpa melewati batas-batas fungsi kedua senyawa tersebut. Pengurangan kandungan lignin dalam kayu juga dapat memberikan dampak positif terhadap lingkungan, yakni dapat mengurangi kadar polutan kimia yang dihasilkan dari proses pembuangan lignin selama proses pembuatan kertas dan pulp. Modifikasi kandungan lignin dalam kayu dapat dilakukan melalui pengontrolan enzim-enzim yang terlibat dalam jalur biosintesis lignin. Karena enzim merupakan produk dari gen, maka modifikasi kandungan lignin ini dapat dilakukan melalui modifikasi gen secara rekayasa genetik. Modifikasi gen ini tidak hanya berpengaruh terhadap kuantitas lignin saja, melainkan juga terhadap komposisi dan lokalisasi lignin di dalam kayu.

Pergeseran ketergantungan dari hutan alami ke hutan buatan dalam memenuhi kebutuhan akan kayu memang akan membawa dampak pada perubahan bentuk, kualitas dan performa. Hal ini sebagai akibat tuntutan waktu, dimana hutan buatan dituntut untuk dapat dengan cepat berproduksi. Akan tetapi bila hal ini tidak dilakukan maka penyusutan luas hutan akan terus berlangsung. Oleh karena itu, definisi kualitas untuk kayu perlu kita tinjau kembali, karena sebenarnya definisi kualitas kayu itu sangat bervariasi sesuai dengan penggunaannya. Walaupun demikian, para ahli kehutanan biasanya mendefinisikan kualitas kayu dalam konteks densiti (kepadatan), banyak sedikitnya mata kayu dan keseragaman. Untuk memenuhi standar kualitas ini, tranformasi gen dengan melibatkan gen-gen dari Agrobacterium dalam skala laboratorium secara signifikan dapat memberikan hasil yang positif.

Permasalahan lain dalam mewujudkan suatu hutan buatan yang produktiv adalah pada tahap persiapan dan awal plantasi. Jenis tumbuhan pepohonan yang masih kecil harus berkompetisi dengan tumbuhan-tumbuhan perdu pengganggu (gulma). Sementara itu, penggunaan herbisida yang berlebih bisa memberikan dampak negatif yang lebih jauh. Penggunaan pepohonan transgenik yang membawa gen-gen resisten herbisida dalam plantasi dan reforestrasi adalah salah satu pemecahan yang perlu dipertimbangkan. Kemampuan overekspresi dari gen-gen transgenik menyebabkan tumbuhan mampu mendetoksifikasi herbisida.

Hewan-hewan yang termasuk ke dalam kelompok serangga (insekta) merupakan salah satu yang menjadikan faktor pembatas bagi pertumbuhan tumbuhan dan juga dapat menyebabkan hilangnya daya survival (survival force) pada tumbuhan. Karenanya insekta bisa menurunkan keberhasilan dalam plantasi dan reforestrasi yang telah dipersiapkan dengan biaya yang besar. Penggunaan insektisida dalam jumlah yang besar akan berdampak sama seperti pada penggunaan herbisida. Selain memicu terjadinya seleksi insekta yang resisten, insektisida juga merupakan sumber polutan bagi lingkungan. Bioteknologi melalui rekayasa genetik bisa diaplikasikan untuk menghasilkan jenis-jenis pepohonan yang resisten terhadap insekta. Dalam hal ini transformasi gen-gen yang dapat menghasilkan inhibitor sistem pencernaan insekta ke dalam sel tumbuhan dapat mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh insekta.

Selain hal-hal tersebut di atas, reforestrasi dengan melibatkan tumbuhan-tumbuhan dari jenis terpilih biasanya juga akan mendatangkan kendala yang berkaitan dengan sensitivitas tumbuhan terhadap faktor lingkungan. Tumbuhan-tumbuhan yang sensitif terhadap faktor lingkungan seperti suhu, kandungan logam berat dalam tanah dan keasaman tanah tidak akan mudah tumbuh bila kondisi lingkungan tidak mendukung. Melalui rekayasa genetik kita bisa menciptakan tumbuhan-tumbuhan yang memiliki toleransi tinggi terhadap faktor lingkungan tersebut. Terciptanya tumbuhan yang toleran terhadap faktor abiotik lingkungan juga memungkinkan terjadinya apa yang disebut dengan fitoremediasi (perbaikan kondisi tanah atau air yang terkontaminasi dengan bahan-bahan beracun, seperti logam berat dengan bantuan tumbuhan). Penggunaan tumbuhan dalam membersihkan lingkungan terpolusi saat ini sangat dianjurkan, baik dalam menstabilkan bahan-bahan polutan, maupun dalam mengeliminasi bahan-bahan tersebut dari tanah.

Aplikasi bioteknologi dalam bidang kehutanan seperti yang telah diuraikan di atas, bukanlah hanya sekedar teori. Usaha-usaha melalui uji coba dari skala laboratorium hingga penerapannya di lapangan, bahkan perhitungan secara ekonomi untuk skala hutan indistri telah dilakukan di beberapa negara seperti Canada dan New Zealand. Dengan melihat laju deforestrasi di negara kita yang saat ini masih terus berlangsung, aplikasi bioteknologi akan sangat bermanfaat dalam menciptakan hutan industri yang cukup berkualitas, dimana kebutuhan akan kayu baik untuk bahan kontruksi maupun untuk bahan baku kertas dan pulp ataupun sebagai sumber energi tidak lagi tergantung pada hutan-hutan alami yang ada. Secara tidak langsung terciptanya hutan sebagai produk bioteknologi juga dapat menjaga lestarinya keanekaragaman hayati yang ada. Disamping itu, sumber daya hutan akan mampu secara berkelanjutan menunjang kehidupan manusia dari satu generasi ke generasi berikutnya. Bukankah hal yang demikian yang kita inginkan dalam pembangunan negara kita?