Sebagai negara agraris yang besar, Indonesia merupakan salah satu dari tiga negara pengguna pestisida terbesar di dunia pada 2021, setelah Brazil, dan Amerika Serikat. Penggunaan pestisida Indonesia tercatat mencapai 283 kiloton pada 2021.
Pestisida dipakai untuk membasmi atau mengendalikan hama seperti gulma, ulat, jamur, dan bakteri pada tanaman pertanian dan perkebunan.
Penggunaan pestisida dalam jumlah besar ini berisiko menjadi cemaran bahan kimia di lingkungan yang dapat berujung pada paparan residu bahan beracun pada produk makan.
Riset menunjukkan cemaran pestisida telah terdeteksi di beberapa daerah pertanian di Indonesia seperti di Indramayu dan Brebes. Riset juga menunjukkan pestisida jenis organoklorin mencemari perairan laut dan kerang hijau Perna viridis di pesisir Tambak Lorok Semarang. Riset sejenis sangat penting karena jumlah studi topik pencemaran oleh pestisida masih sedikit di Indonesia.
Dalam studi-studi tersebut, level cemaran dianggap bisa diabaikan dampaknya pada manusia, tapi berpotensi menimbulkan dampak pada ekosistem perairan dalam jangka panjang.
Jika tidak diawasi dan dikontrol dengan baik, penggunaan pestisida dapat berisiko menganggu ekosistem air dan pertanian. Bukan tidak mungkin akan muncul gangguan kesehatan yang disebabkan oleh akumulasi cemaran pestisida dalam bahan pangan atau air.
Risiko cemaran pestisida
Memperhatikan risiko ini, Indonesia seharusnya mempunyai urgensi untuk mengurangi cemaran pestisida dan efeknya.
Sebagian besar pestisida organik sintetis yang umum digunakan petani, seperti organoklorin, sangat stabil di lingkungan dan sulit terurai, menyebabkan akumulasi dan berpotensi menimbulkan gangguan metabolisme bagi makhluk hidup ke depan.
Bagi hewan, paparan pestisida bisa berdampak, antara lain, timbulnya gangguan ginjal dan hati, juga potensi obesitas. Sementara, pada manusia, walaupun jumlah studi masih terbatas, beberapa studi menunjukkan paparan pestisida meningkatkan risiko hipertensi, resistensi insulin, dan diabetes.
Kita perlu menguji potensi efek pestisida pada ekosistem dan organisme yang hidup di dalamnya. Kita membutuhkan sistem dan juga riset lebih banyak untuk mendeteksi efek cemaran pestisida di lingkungan, khususnya di ekosistem pertanian dan air tawar.
Uji toksisitas dengan hewan model merupakan salah satu metode mendasar untuk menganalisis efek pestisida pada makhluk hidup. Akan tetapi, organisme yang berbeda akan memberikan respons dan ambang batas yang berbeda.
Misalnya, penggunaan herbisida atrazine yang utamanya ditujukan untuk memberantas gulma tanaman, dapat memberikan dampak seperti gangguan endokrin yang mengganggu regulasi hormon pada hewan.
Contoh yang cukup terkenal adalah atrazine ditemukan memberi efek feminisasi atau timbulnya ciri-ciri khusus kelamin betina, seperti turunnya level testosterone dan spermatogenesis pada katak Afrika jantan (Xenopus laevis). Penurunan ini berdampak pada menurunnya perilaku kawin dan berkurangnya kesuburan.
Uji toksisitas biasanya dilakukan dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan sebenarnya cukup jarang ditemukan di lingkungan. Uji dengan konsentrasi tinggi dapat menunjukkan efek yang terlihat jelas, seperti pengurangan populasi hewan model (baik karena kematian generasi pertama atau generasi selanjutnya).
Sementara jika pencemaran terjadi dalam konsentrasi rendah, yang muncul adalah efek sublethal, atau efek yang tidak menimbulkan kematian.
Beberapa contoh efek sublethal adalah berkurangnya kemampuan reproduksi, berubahnya tingkah laku (misalnya kemampuan berenang pada ikan), dan juga berubahnya regulasi hormonal pada hewan model.
Efek-efek seperti ini dapat timbul setelah akumulasi yang cukup lama atau banyak, sehingga kita perlu mendeteksi efek ini dengan level yang lebih rendah, yaitu level molekular.
Uji paparan kimia ke gen
Salah satu cabang ilmu untuk mempelajari paparan kimia pada makhluk hidup adalah ecotoxicogenomics yang pertama kali diperkenalkan pada 2004. Ilmu ini menggabungkan konsep ecotoxicology and toxicogenomics.
Ecotoxicology mempelajari pengaruh bahan kimia pada makhluk hidup dari tingkat organisme hingga ekosistem. Sementara toxicogenomics mempelajari ekspresi gen pada kondisi paparan bahan kimia beracun atau berbahaya.
Jadi ecotoxicogenomics mempelajari bagaimana paparan bahan kimia akan mempengaruhi profil ekspresi gen dan protein pada organisme (khususnya organisme non-target, yaitu organisme yang bukan jadi sasaran), terutama yang berkaitan dengan penilaian risiko lingkungan.
Aplikasi ilmu ini membutuhkan beberapa hal seperti ketersediaan info genom dan protein dari organisme yang akan dipelajari. Sebagai contoh, kita ingin melihat bagaimana efek cemaran herbisida jenis atrazine pada ekspresi gen, maka kita dapat memberi paparan bahan kimia pada satu jenis organisme, mengisolasi messenger RNA (mRNA) dari organisme terpapar, dan mengurutkan RNA atau RNA sequencing (RNA-seq).
Hasil dari RNA-seq merupakan potongan-potongan bacaan sequence dengan jumlah data yang sangat besar. Potongan bacaan sequence ini lalu kita sejajarkan pada template informasi genom yang telah tersedia, sehingga kita bisa mengetahui gen apa yang terekspresi lebih banyak.
Kita memetakan, misalnya, apa fungsi umum dari protein yang merupakan produk dari gen tersebut. Selanjutnya, kita akan mempunyai gambaran dampak dari cemaran bahan kimia tersebut pada skala molekuler yang berisiko menimbulkan dampak pada skala yang lebih besar yaitu organisme.
Misalnya, uji paparan pestisida jenis organoklorin pada ikan zebra (Danio rerio) menunjukkan perubahan profil ekspresi gen dan protein di hipotalamus otak yang berkaitan dengan penyakit parkinson.
Perlu lebih banyak riset dan regulasi yang ketat
Untuk menerapkan studi ecotoxicogenomics kita membutuhkan informasi genom dan protein yang lengkap. Selain itu, kita juga memerlukan sampel dan bacaan sequence yang berkualitas tinggi untuk mengurangi kesalahan dan bias.
Di Indonesia, bidang ini belum banyak diaplikasikan. Akan tetapi, informasi genom dan protein hewan model tersedia secara luas di dunia maya dan sebagian besar dapat diakses dengan mudah dan gratis.
Layanan aplikasi biologi molekuler seperti RNA-seq pun sudah bisa diakses dan dilakukan di tanah air, sehingga Indonesia pun mulai dapat menerapkan bidang ilmu ecotoxicogenomics ini.
Bidang ini pun masih terus berkembang di dunia. Laboratorium yang mempelajari bidang ini pun semakin berkembang.
Untuk mencegah penggunaan pestisida berlebihan, kita dapat melakukan pendidikan dan penyuluhan kepada stakeholder pertanian, para petani, dan juga konsumen bahan pertanian. Sebuah riset di Pulau Jawa dan Sumatra menunjukkan kurangnya pengetahuan para petani dalam menggunakan pestisida secara aman.
Selain riset, pemerintah seharusnya mulai memperbaiki sistem pemakaian pestisida dengan memperbaiki regulasi dan memperketat standar pendaftaran pestisida komersial.