TUGAS
ILMU HAMA TANAMAN
PENGARUH PROTEIN BAGI PERTUMBUHAN DAN
PERKEMBANGAN SERANGGA
Oleh:
KELOMPOK 2
BAYU WIDHAYASA
(0910480026)
DIAN WULANDARI
(0910480046)
EVANA NUZULIA P
(0910480060)
FADHILA HERDATIARNI
(0910480061)
MINAT HAMA DAN PENYAKIT TUMBUHAN
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2012
PENDAHULUAN
Dasar-dasar dari kebutuhan nutrisi penting serangga untuk pertumbuhan dan reproduksi telah ada sejak 1940-an melalui penelitian pada anggota dari kelompok serangga mayor. Walaupun begitu masih sedikit penelitian yang mempelajari tentang kebutuhan nutrisi untuk serangga. Meskipun sedikit, tidak jarang ditemukan kebutuhan nutrisi pada sebagian kecil serangga. Perbedaan kebutuhan nutrisi menggambarkan kebutuhan makan serangga secara alami. Nutrisi dideskripsikan sebagai bahan kimiawi yang dibutuhkan oleh organisme untuk pertumbuhannya, perawatan jaringan, reproduksi dan energi.
Serangga menempati lebih dari separuh kehidupan makrokosmis organisme, dan setengahnya adalah serangga herbivora. Serangga herbivora ditemukan ada 8 dari 30 ordo serangga-Coleoptera, Diptera, Hemiptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Orthoptera, Phasmida, dan Thysanoptera. Seperti binatang lainnya, serangga herbivora makan untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya untuk pertumbuhan, reproduksi, dan bertahan hidup.
Pada umumnya serangga memiliki kebutuhan nutrisi sama seperti binatang lain. Keseimbangan nutrisi sangat penting pada semua penelitian serangga. Serangga merespon ketidakseimbangan nutrisi dalam tiga cara: 1) serangga dapat merubah jumlah total makanan yang dicerna, 2) serangga dapat pindah dari satu makanan ke makanan lain dengan keseimbangan nutrisi yang berbeda, dan 3) serangga dapat mengatur efektifitas nutrisi. Dibutuhkannya keseimbangan nutrisi seperti karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan asam amino, berhubungan dengan makanan alami dari serangga. Serangga predator memiliki kebutuhan asam amino yang tinggi sama seperti dengan karbohidrat, yang dibutuhkan adalah kandungan protein dari jaringan binatang mangsa. Serangga herbivora secara umum membutuhkan jumlah yang hampir setara antara protein, asam amino dan karbohidrat seperti Orthoptera, Coleoptera, dan Lepidoptera. Serangga pengorok atau serangga gudang memiliki kebutuhan yang tinggi terhadap karbohidrat. Kebutuhan nutrisi serangga dapat berubaha sewaktu-waktu, tergantung pada pertumbuhan, reproduksi, diapauses atau perpindahan. Biasanya serangga pada fase larva awal membutuhkan kandungan nitrogen yang tinggi dibandingkan pada fase akhir.
Asam amino merupakan unit pembangun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Protein tersusun dari atom C, H, O, dan N, serta kadang-kadang P dan S. Dari keseluruhan asam amino yang terdapat di alam hanya 20 asam amino yang yang biasa dijumpai pada protein.
Tulisan ini akan membahas bagaimana peran nutrisi dalam pertumbuhan dan perkembangan serangga, terutama adalah kebutuhan serangga terhadap protein, serta akan disebutkan contoh-contoh protein dan perannya bagi serangga tertentu.
PROTEIN BAGI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN SERANGGA
Serangga herbivora, seperti serangga dan binatang lainnya, memiliki kemampuan untuk biosintesis beberapa nutrisi, hampir seluruh nutrisi yang dibutuhkan serangga tersebut diperoleh dari tanaman inang. Nutrisi yang tidak bisa disintesis secara endogenous (di dalam tubuh serangga) dikelompokkan menjadi nutrisi esensial. Sementara yang dapat diproduksi sendiri dikelompokkan dalam nutrisi non-esensial. Banyak pengetahuan tentang nutrisi serangga herbivora diperoleh dari penelitian rearing menggunakan pakan buatan. Hal yang paling umum adalah untuk mengetahui nutrisi khusus dari kebutuhan serangga dan kemudian diukur pengaruh dari ketiadaan nutrisi tersebut pada pertumbuhan dan atau reproduksi serangga. Saat nutrisi esensial tersebut telah teridentifikasi, pengaruh dari penggantian nutrisi tersebut dapat diukur secara analog.
a. Fungsi asam amino dan protein
Asam amino, adalah penyusun protein, sering dinyatakan sebagai nutrisi yang paling membatasi pada serangga herbivora. Terdapat 20 asam amino yang dapat ditemukan pada protein tanaman, dan ada 10 yang dianggap penting. Serangga herbivora menggunakan asam amino untuk menyusun protein, yang digunakan untuk kebutuhan struktural, sebagai enzim, untuk transport dan penyimpanan, atau sebagai reseptor molekul. Asam amino tunggal juga penting untuk fungsi fisiologis. Sebagai contoh, tirosin penting untuk pembentukkan kultikula, triptopan digunakan untuk pembentukkan pigment, glutamate berguna sebagai neurotransmitter, dan untuk beberapa serangga herbivora prolin penting sebagai sumber energi (Behmer, 2006).
Protein tanaman adalah sumber dominan dari asam amino, meskipun tanaman sangat kecil kandungan asam amino bebasnya (biasanya sekitar 5% dari total). Setiap individu tanaman mengandung kisaran protein yang berbeda, tapi nilai dari partikel protein berbeda tergantung pada kemampuan pencernaan dari serangga herbivora dan kandungan asam amino, jumlah partikel dan keseimbangan asam amino esensial.
Ribulose bisphosphate carboxylase merupakan partikel penting dari protein karena
Komposisi protein dan kualitas protein berbeda diantara spesies tanaman sebagai hasil dari pengaruh faktor genetik dan lingkungan, sebagai contoh adalah perbedaan hasil pada umur daun (kandungan protein bisaanya tinggi pada daun muda tapi menurun pada daun tua) atau bagian tanaman ( konsentrasi nitrogen terendah terdapat pada xylem dan phloem tapi konsentrasi tertinggi pada pucuk tanaman dan benih). Secara umum ketiadaan salah satu asam amino esensial akan menghambat pertumbuhan, dan beberapa asam amino non-esensial (prolin untuk ulat sutera,
Bombyx) juga dibutuhkan. Walaupun terdapat beberapa asam amino non-esensial,
pertumbuhan optimal bisaanya hanya terjadi saat ada campuran yang baik antara asam amino esensial (Behmer, 2006).
Serangga membutuhkan sumber arginin, histidin, leusin, isoleusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptopan, dan valin (semua dalam bentuk L), asam amino esensial yang sama juga dibutuhkan oleh binatang yang lebih besar. Jika salah satu saja dari asam amino esensial tersebut tidak ada, pertumbuhan dan perkembangan pada Pectinophora gossypiella, Helicoverpa zea, Myzuz persicae, Tribolium confusum dan Apis mellifera akan terhambat. Terkadang, asam amino non-esensial juga memacu pertumbuhan, karena optimalisasi dari keseimbangan nutrisi dan proses biokimia yang terjadi dipusatkan pada sintesis asam amino non-esensial. Sebagai contoh, alanin dan glisin atau sering dibutuhkan untuk pertumbuhan optimal pada Bombyx mori. Beberapa asam amino penting dalam morfogenesis. Hal tersebut dibuktikan bahwa tirosin penting untuk sklerotisasi kulit ari dan triptopan untuk pembentukkan pigmen. Asam amino lain diketahui sebagai neutrotransmitter seperti asam γ-aminobutyric dan glutamate. Proline penting untuk perkembangan dan sebagai sumber energi untuk
Culex spp. dan beberapa spesies Diptera. Asam aspartat dan asam glutamik penting
untuk Phormia sp. dan B. mori (Genc, 2006).
Hampir semua serangga membutuhkan tingkat protein yang optimum untuk pertumbuhannya, tapi kebutuhan untuk masing-masing spesies berbeda. Serangga membutuhkan protein untuk kebutuhan strukturalnya, sebagai enzim, reseptor, untuk kebutuhan transport dan penyimpanan (Chapman, 1998). Beberapa serangga mencerna protein dari makanan untuk mendapatkan asam amino. Haydak (1953)
dalam Genc (2006) menjelaskan bahwa pada kecoa saat kebutuhan protein terbatas,
pertumbuhannya terbatas, tapi hanya mengalami pemanjangan tubuh. Kecoa amerika tumbuh cepat pada saat protein berada pada kisaran 49-78%, tapi hanya dapat
bertahan hidup pada saat protein berada pada kisaran 22-24%. Protein dibutuhkan serangga betina dewasa agar ovari dan telur matang. Protein sangat penting untuk menghasilkan ‘Juvenile Hormon’ yang dibutuhkan untuk perkembangan ovari dan telur. Serangga jantan biasanya tidak membutuhkan protein untuk mematangkan sperma saat tumbuh dewasa.
b. Asam amino esensial dan non-esensial
Tabel asam amino esensian dan non-esensial
Esensial Non-esensial Arginin alanin Histidin Asparagin Isoleusin Aspartat Leusin Sistin Lisin Glutamate Metionin Glisin Fenilalanin Histidin Treonin Prolin Triptopan Serin valin Tirosin
c. Contoh serangga yang membutuhkan asam amino esensial untuk pertumbuhan dan perkembangannya
- Helicoverpa zea - Myzuz persicae - Tribolium confusum - Apis mellifera
d. Contoh serangga yang membutuhkan asam amino non-esensial untuk pertumbuhan dan perkembangannya
- Bombyx mori
B. mory membutuhkan asam amino non-esensial alanin dan glisin dalam
pertumbuhan dan perkembangannya. Apabila salah satu dari asam amino non-esensial tersebut tidak tersedia, maka pertumbuhan B.mori dapat terhambat (Genc, 2006).
- Phormia sp
Phormia sp membutuhkan asam amino non-esensial asam aspartat dan glutamate
dalam pertumbuhannya. Apabila salah satu asam amino tersebut tidak tersedia, pertumbuhan Phormia sp dapat terhambat (Genc, 2006).
KESIMPULAN
Nutrisi adalah bahan kimiawi yang dibutuhkan oleh organisme untuk pertumbuhannya, perawatan jaringan, reproduksi dan energi. Kebutuhan nutrisi serangga dapat berubaha sewaktu-waktu, tergantung pada pertumbuhan, reproduksi, diapauses atau perpindahan. Asam amino, adalah penyusun protein, sering dinyatakan sebagai nutrisi yang paling membatasi pada serangga herbivora.
Hampir semua serangga membutuhkan tingkat protein yang optimum untuk pertumbuhannya, tapi kebutuhan untuk masing-masing spesies berbeda. Serangga membutuhkan protein untuk kebutuhan strukturalnya, sebagai enzim, reseptor, untuk kebutuhan transport dan penyimpanan.
Serangga membutuhkan sumber arginin, histidin, leusin, isoleusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptopan, dan valin. Jika salah satu saja dari asam amino esensial tersebut tidak ada, pertumbuhan dan perkembangan pada Pectinophora gossypiella,
Helicoverpa zea, Myzuz persicae, Tribolium confusum dan Apis mellifera akan terhambat.
Protein dibutuhkan serangga betina dewasa agar ovari dan telur matang. Protein sangat penting untuk menghasilkan ‘Juvenile Hormon’ yang dibutuhkan untuk perkembangan ovari dan telur.
DAFTAR PUSTAKA
Behmer, ST. 2006. Insect Dietary Needs: Plants as Food for Insect. Department of Entomology. Texas A&M University, College Station. Texas
Chapman, R. F. 1998. The Insects: Structure and Function 4th editions. Cambridge University Press. Australia. p 69-72.
Genc, Hanife. 2006. General Principles of Insect Nutritional Ecology. Trakya Univ J Sci. 7 (1) : 53-57
