TUGAS
1.
Jelaskan apa yang dimaksud dengan ekosistem
2.
Tuliskan satu contoh ekosistem , serta jelaskan mengapa contoh yang anda ajukan
merupakan suatu ekosistem
3.
Apa yang anda ketahui tentang produktivitas dan rantai makanan
JAWAB
1.Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak
terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem
bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara
segenap unsur lingkungan hidup yang saling mepengaruhi.Ekosistem merupakan
penggabungan dari setiap unit biosistem yang
melibatkan interaksi timbal balik antara organisme dan lingkungan fisik sehingga aliran energi menuju
kepada suatu struktur biotik tertentu dan terjadi suatu siklus materi antara
organisme dan anorganisme. Matahari
sebagai sumber dari semua energi yang ada.
a. Komponen pembentuk ekosistem :
1. Komponen Abiotik
hidup.
Sebagian besar komponen abiotik bervariasi dalam ruang dan waktunya.
Komponen abiotik dapat berupa bahan organik,
senyawa anorganik.
Faktor
yang memengaruhi distribusi organisme, yaitu:
meregulasi
temperatur dalam tubuhnya.
b) Air
Ketersediaan
air memengaruhi distribusi organisme. Organisme di gurun beradaptasi
terhadap
ketersediaan air di gurun.
c) Garam
Konsentrasi
garam memengaruhi kesetimbangan air dalam organisme melalui
kandungan
garam tinggi.
cahaya
sehingga pada lingkungan air, fotosintesis terjadi di sekitar permukaan yang
Beberapa
karakteristik tanah yang meliputi struktur fisik, pH, dan komposisi mineral
membatasi
penyebaran organisme berdasarkan pada kandungan sumber makanannya
di tanah.
f) Iklim
2. Komponen
Biotik
pokoknya makhluk hidup dapat
digolngkan berdasarkan jenis-jenis tertentu, misalnya
digolongkan menjadi mikroorganisme dan
makroorganisme. Manusia merupakan
faktor biotik yang mempunyai pengaruh
terkuat di bumi ini, baik dalam pengaruh
memusnahkan dan melipatkan, atau
mempercepat penyebaran hewan dan tumbuhan
Berdasarkan
peran dan fungsinya, makhluk hidup dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:
a. Produsen
Produsen yaitu organisme yang dapat menyusun
senyawa organic (mengandung
bahan kehidupan) dari bahan anorganik(tidak mengandung bahan kehidupa) menjadi
makananya sendiri.Di dalam
membentuk makananya sendiri,organisme ini dibantu
oleh cahaya matahari dan sering disebut organisme autotrop.Yang termasuk
kelompok ini meliputi tumbuhan hijau,beberapa
jenis bakteri dan ganggang biru.
b. Konsumen
Konsumen meliputi organisme yang tidak mampu membuat zat makanan
sendiri,dan
untuk memenuhi kebutuhan makanannya
bergantung pada organisme lain.Organisme
ini disebut juga organisem
heterotrp.Komponen yang tergolong heterotrof adalah :
manusia ,hewan,jamur,dan mikroba.Organisme konsumen dibedakan
berdasarkan
atas jenis makanya menjadi golongan herbivora (pemakan tumbuhan), karnivora
(pemakan daging),dan omnivora (pemakan segalanya).
Berdasarkan tingkatannya,
konsumen dibagi menjadi:
a) Konsumen primer, yaitu pemakan
langsung produsen
b) Konsumen sekunder, yaitu pemakan
konsumen primer
Contohnya
ialah sebagian karnivora dan omnivora seperti: ayam, katak, ular, trenggiling, harimau, cheetah, dll.
c) Konsumen tersier, yaitu pemakan
konsumen sekunder.
c. Dekomposer
Dekomposer disebut juga perombak(pengurai),yaitu organisem yang bertugas
Dekomposer disebut juga perombak(pengurai),yaitu organisem yang bertugas
merombak sisa-sisa organisme lain untuk
memperoleh makanannya.Adanya
perombak ini memungkinkan zat-zat organic
terurai dan mengalami daur ulang
kembali menjadi hara.Yang termasuk kelompok
perombak adalah bakteri dan jamur.
d. Detrivora
Detrivora adalah organisme yang memakan partikel-partikel organic
Detrivora adalah organisme yang memakan partikel-partikel organic
(detritus).Detritus
merupakan hancuran jaringan hewan atau tumbuhan yang
melapuk.Yang termasuk golongan ini adlah
cacing tanah,siput ,lipan,keluwing dan
teripang.
b. Ketergantungan
Ketergantungan pada ekosistem dapat
terjadi antar komponen biotik atau antara komponen
biotik dan abiotik
1.
Antar komponen biotik
Ketergantungan antar komponen biotik
dapat terjadi melalui :
a) Rantai makanan, yaitu perpindahan materi dan
energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu. Tiap tingkat
dari rantai makanan disebut tingkat trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu
menghasilkan zat makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu
diduduki tumbuhan hijau sebagai produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat
trofi kedua, terdiri atas hewan pemakan tumbuhan yang biasa disebut konsumen primer. Hewan pemakan konsumen primer merupakan
tingkat trofi ketiga, terdiri atas hewan-hewan karnivora. Setiap pertukaran energi dari satu tingkat trofi ke
tingkat trofi lainnya, sebagian energi akan hilang.[2]
b) Jaring- jaring makanan, yaitu rantai-rantai makanan yang
saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa sehingga membentuk seperi
jaring-jaring. Jaring-jaring makanan terjadi karena setiap jenis makhluk hidup
tidak hanya memakan satu jenis makhluk hidup lainnya.
2.
Antar komponen biotik dan abiotik
Ketergantungan
antara komponen biotik dan abiotik dapat terjadi melalui siklus materi,
seperti:
b)
siklus air
a. Siklus Nitrogen
Pada
eukariota, siklus urea (bahasa Inggris: urea cycle, ornithine cycle) merupakan
bagian dari siklus nitrogen, yang meliputi reaksi konversi amonia menjadi urea.
Siklus ini ditemukan pertama kali oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit pada tahun
1932.
Pada
mamalia, siklus urea terjadi di dalam hati, produk urea kemudian dikirimkan ke
organ ginjal untuk diekskresi. Dua jenjang reaksi pada siklus urea terjadi di
dalam mitokondria. Ringkasan reaksi siklus urea adalah:
Amonia
Amonia
merupakan produk dari reaksi deaminasi oksidatif yang bersifat toksik. Pada
manusia, kegagalan salah satu jenjang pada siklus urea dapat berakibat fatal,
karena tidak terdapat lintasan alternatif untuk menghilangkan sifat toksik
tersebut selain mengubahnya menjadi urea. Defisiensi enzimatik pada siklus ini
dapat mengakibatkan simtoma hiperamonemia yang dapat berujung pada kelainan
mental, kerusakan hati dan kematian. Sirosis pada hati yang diakibatkan oleh
konsumsi alkohol berlebih terjadi akibat defisiensi enzim yang menghasilkan
Sarbamil fosfat pada jenjang reaksi pertama pada siklus ini.
Ikan
mempunyai rasio amonia yang rendah di dalam darah, karena amonia diekskresi
sebagai gugus amida dalam senyawa glutamina. Reaksi hidrolisis pada glutamina
akan menkonversinya menjadi asam glutamat dan melepaskan gugus amonia.
Sedangkan
manusia hanya mengekskresi sedikit sekali amonia, yang dikonversi oleh asam di
dalam urin menjadi ion NH4+, sebagai respon terhadap
asidosis karena amonia memiliki kapasitas seperti larutan penyangga yang
menjaga pH darah dengan menetralkan kadar asam yang berlebih.
Urea
Urea
merupakan zat diuretik higroskopik dengan menyerap air dari plasma darah
menjadi urin. Kadar urea dalam darah manusia disebut BUN (bahasa Inggris: Blood
Urea Nitrogen). Peningkatan nilai BUN terjadi pada simtoma uremia dalam kondisi
gagal ginjal akut dan kronis atau kondisi gagal jantung dengan konsekuensi
tekanan darah menjadi rendah dan penurunan laju filtrasi pada ginjal. Pada
kasus yang lebih buruk, hemodialisis ditempuh untuk menghilangkan larutan urea
dan produk akhir metabolisme dari dalam darah.
Pada hewan
seperti burung dan reptil yang harus mencadangkan air di dalam tubuhnya,
nitrogen diekskresi sebagai asam urat yang bersenyawa dengan sedikit kandungan
air. Sedang pada manusia, asam urat tidak disintesis dari amonia, melainkan
dari adenina dan guanina yang terdapat pada berbagai nukleotida. Asam urat
biasanya diekskresi dalam jumlah sedikit, melalui urin. Kadar asam urat dalam
darah dapat meningkat pada penderita gangguan ginjal dan leukimia. Bentuk garam
dari asam urat dapat mengendap menjadi batu ginjal maupun batu kemih. Pada
artritis, endapan garam dari asam urat terjadi pada tulang rawan yang terdapat
pada persendian.
Jenjang
reaksi
Sarbamil fosfat
sintetase, sebuah enzim, merupakan katalis pada reaksi dengan substrat NH3,
CO2 dan ATP menjadi sarbamil fosfat,
yang
kemudian diaktivasi oleh asam N-asetilglutamat yang terbentuk dari asam
glutamat dan asetil-KoA dengan enzim N-asetilglutamat sintetase.
N-asetilglutamat merupakan regulator yang penting dalam ureagenesis selain
arginina, kortikosteroid dan protein yang lain.
Reaksi
kondensasi yang terjadi pada ornitina lantas memicu konversi sarbamil fosfat
menjadi sitrulina dengan bantuan enzim ornitina transarbamilase.
Kemudian
sitrulina dilepaskan dari dalam matriks menuju sitoplasma, dan kondensasi
terjadi dengan asam aspartat dan enzim argininosuksinat sintetase, membentuk
asam argininosuksinat, yang kemudian diiris oleh argininasuksinat liase menjadi
asam fumarat dan arginina. Asam fumarat akan dioksidasi dalam siklus sitrat di
dalam mitokondria, sedangkan arginina akan teriris menjadi urea dan ornitina
dengan enzim arginase hepatik. Baik argininosuksinat liase maupun arginase
diinduksi oleh rasa lapar, dibutiril cAMP dan kortikosteroid.
b. Siklus Air
Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.
Pemanasan
air laut oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut
dapat berjalan secara terus menerus. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai
presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan es dan salju (sleet),
hujan gerimis atau kabut.
Pada
perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas
atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai
tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu
dalam tiga cara yang berbeda:
- Evaporasi / transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es.
- Infiltrasi / Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
- Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.
Air
permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa), dan
sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan
berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam
komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai
(DAS).Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah
wujud dan tempatnya.Tempat terbesar tejadi di laut.
c. Siklus Karbon
Siklus karbon adalah
siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer,
hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki
siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui).
Dalam siklus
ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur
pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial
(biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati
organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon
anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk
bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar
reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi
yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat
permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami
pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Neraca
karbon global adalah
kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk dan keluar) antar reservoir
karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon (misalnya
atmosfer - biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir
dapat memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi
sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.
Karbon di
Atmosfer
Bagian
terbesar dari karbon yang berada di atmosfer Bumi adalah gas karbon dioksida
(CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil
dari seluruh gas yang ada di atmosfer (hanya sekitar 0,04% dalam basis molar,
meskipun sedang mengalami kenaikan), namun ia memiliki peran yang penting dalam
menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer adalah
metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial atau
buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer
telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam pemanasan global.
Karbon
diambil dari atmosfer dengan berbagai cara:
- Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.
- Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump).
- Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).
- Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).
Karbon dapat
kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu:
- Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
- Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen.
- Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
- Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
- Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
- Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun.
Karbon
di Biosfer
Sekitar 1900
gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang penting dalam
kehidupan di Bumi. Ia memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia, dan
nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Dan kehidupan memiliki peranan yang
penting dalam siklus karbon:
- Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa organiknya sendiri dengan menggunakan karbon dioksida yang berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka hidup. Untuk menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan sumber energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph menggunakan radiasi matahari untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, dan proses produksi ini disebut sebagai fotosintesis. Sebagian kecil autotroph memanfaatkan sumber energi kimia, dan disebut kemosintesis. Autotroph yang terpenting dalam siklus karbon adalah pohon-pohonan di hutan dan daratan dan fitoplankton di laut. Fotosintesis memiliki reaksi 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
- Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan). Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian.
- Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernafasan atau respirasi. Ketika tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi, yang melepaskan karbon dioksida ke udara atau air di sekitarnya dengan reaksi C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O. Pada keadaan tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang melepaskan metan ke lingkungan sekitarnya yang akhirnya berpindah ke atmosfer atau hidrosfer.
- Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang digunakan untuk tungku penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam jumlah yang banyak.
- Karbon juga dapat berpindah dari bisofer ketika bahan organik yang mati menyatu dengan geosfer (seperti gambut). Cangkang binatang dari kalsium karbonat yang menjadi batu gamping melalui proses sedimentasi.
- Sisanya, yaitu siklus karbon di laut dalam, masih dipelajari. Sebagai contoh, penemuan terbaru bahwa rumah larvacean mucus (biasa dikenal sebagai "sinkers") dibuat dalam jumlah besar yang mana mampu membawa banyak karbon ke laut dalam seperti yang terdeteksi oleh perangkap sedimen . Karena ukuran dan kompisisinya, rumah ini jarang terbawa dalam perangkap sedimen, sehingga sebagian besar analisis biokimia melakukan kesalahan dengan mengabaikannya.
Penyimpanan
karbon di biosfer dipengaruhi oleh sejumlah proses dalam skala waktu yang
berbeda: sementara produktivitas primer netto mengikuti siklus harian dan
musiman, karbon dapat disimpan hingga beberapa ratus tahun dalam pohon dan
hingga ribuan tahun dalam tanah. Perubahan jangka panjang pada kolam karbon
(misalnya melalui de- atau afforestation) atau melalui perubahan
temperatur yang berhubungan dengan respirasi tanah) akan secara langsung
memengaruhi pemanasan global.
Karbon di
Laut
Laut
mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk
ion bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan
karbon-karbon atau karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di dalam
air. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan juga
dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon.
Karbon siap untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerah upwelling,
karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah downwelling
karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke lautan. Pada saat CO2
memasuki lautan, asam karbonat terbentuk:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Reaksi ini
memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia. Reaksi lainnya
yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen dan
bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH:
H2CO3 ⇌ H+
+ HCO3−
Model Siklus
Karbon
Model siklus
karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global, sehingga reaksi
interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO2 di masa depan
dapat dimodelkan. Ada ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub
model fisika maupun biokimia (khususnya pada sub model terakhir). Model-model
seperti itu biasanya menunjukkan bahwa ada timbal balik yang positif antara
temperatur dan CO2. Sebagai contoh, Zeng dkk. (GRL, 2004 )
menemukan dalam model mereka bahwa terdapat pemanasan ekstra sebesar
0,6 °C (yang sebaliknya dapat menambah jumlah CO2 atmosferik
yang lebih besar).
c.
Energi dalam Ekosistem
Setiap
kegiatan memerlukan energi. Dari mana makhluk hidup memperoleh energi? Sumber
energi untuk organisme adalah energi kimia yang terdapat di dalam makanan.
Makhluk hidup tidak mampu menciptakan energi, melainkan hanya memindahkan dan
memanfaatkannya untuk beraktivitas.
Perpindahan energi berlangsung dari matahari ke tumbuhan hijau melalui proses fotosintesis. Di sini energi cahaya diubah menjadi energi kimia. Sewaktu tumbuhan hijau dimakan herbivora, energi kimia yang tersimpan dalam tumbuhan berpindah ke dalam tubuh herbivora dan sebagian energi hilang berupa panas. Demikian juga sewaktu herbivora dimakan karnivora. Oleh karena itu, aliran energi pada rantai makanan jumlahnya semakin berkurang. Pergerakan energi di dalam ekosistem hanya satu jalur, berupa aliran energi.
d.Pola Interaksi
a. Komensalisme
Komensalisme adalah interaksi yang saling menguntungkan satu organisme tetapi tidak berpengaruh pada yang lain. Contoh Epifit yang tumbuh pada tumbuhan inang. Tumbuhan anggrek yang hidup menempel pada pohon (inang), memanfaatkan inang hanya sebagai tempat fisik untuk hidup. Tumbuhan inang tidak mendapat tekanan (dirugikan) dengan adanya tumbuhan anggrek.
b. Mutualisme
Bentuk interaksi dimana kedua pasangan yang berinteraksi saling menguntungkan. Contoh umum mutualisme adalah penyerbukan yang dilakukan oleh serangga.
c. Parasitisme
Hubungan di antara dua organisme, yang satu sebagai parasit dan yang lain sebagai inang. Parasit memperoleh keuntungan dari kehidupan bersama ini dengan mendapatkan bahan makanan, sedangkan inang tertekan (dirugikan). Contoh hubungan antara tumbuhan Beluntas (Plucea indica) dengan Tali putri (Cuscuta).
e. Jenis Ekosistem
Secara umum
ada tiga tipe ekosistem, yaitu ekositem air, ekosisten darat, dan ekosistem
buatan :
1. Akuatik (air)
Ciri-ciri
ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya
kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam
tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum
hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya
telah beradaptasi.
Habitat laut
(oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan
ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya
tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25 °C.
Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi, sehingga terdapat batas antara
lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah
yang disebut daerah termoklin.
Estuari
(muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari
oleh lempengan lumpur intertidal yang luas
atau rawa garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang
tinggi dan kaya akan nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain
rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan.
Dinamakan
demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah
tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin. Tumbuhan
yang hidup di ekosistem ini menjalar dan berdaun tebal.
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah.
Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan
memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan
garis lintang. Ekosistem sungai dihuni oleh hewan seperti ikan
kucing, gurame, kura-kura, ular, buaya, dan lumba-lumba.
Ekosistem
ini terdiri dari coral yang berada dekat pantai. Efisiensi ekosistem ini sangat
tinggi. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa
organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara
karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi
gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Kehadiran terumbu karang di
dekat pantai membuat pantai memiliki pasir putih.
Kedalamannya
lebih dari 6.000 m. Biasanya terdapat lele laut dan ikan laut yang dapat
mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen terdapat bakteri yang bersimbiosis dengan
karang tertentu.
Lamun atau seagrass
adalah satu‑satunya kelompok tumbuh-tumbuhan berbunga yang hidup di lingkungan
laut. Tumbuh‑tumbuhan ini hidup di habitat perairan pantai yang dangkal.
Seperti halnya rumput di darat, mereka mempunyai tunas berdaun
yang tegak dan tangkai‑tangkai yang merayap yang efektif untuk berbiak. Berbeda
dengan tumbuh‑tumbuhan laut lainnya (alga dan rumput laut), lamun berbunga,
berbuah dan menghasilkan biji. Mereka juga mempunyai akar dan sistem internal
untuk mengangkut gas dan zat‑zat hara. Sebagai sumber daya hayati, lamun
banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
2.Terestrial (darat)
Hutan hujan
tropis terdapat di daerah tropik dan subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan
200-225 cm per tahun. Spesies pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara
satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun
lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam
hutan basah terjadi perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat
di sekitar organisme. Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu
dan kelembapan tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C. Dalam
hutan hujan tropis sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit. Hewannya
antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.
Sabana dari
daerah tropik terdapat di wilayah dengan curah hujan 40 – 60 inci per
tahun, tetapi temepratur dan kelembaban masih tergantung musim. Sabana yang
terluas di dunia terdapat di Afrika; namun di Australia juga terdapat sabana
yang luas. Hewan yang hidup di sabana antara lain serangga dan mamalia seperti zebra, singa, dan hyena.
Padang
rumput terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-ciri
padang rumput adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun, hujan turun
tidak teratur, porositas (peresapan air) tinggi, dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas
tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan.
Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing
liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular.
Gurun
terdapat di daerah tropik yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat
besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di
gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak
berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara
lain rodentia, semut, ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nokturnal lain.
Hutan gugur
terdapat di daerah beriklim sedang yang memiliki emapt musim, ciri-cirinya
adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan
tidak terlalu rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luwak).
Taiga
terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di
pegunungan daerah tropik, ciri-cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang
tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dan sejenisnya. Semak dan
tumbuhan basah sedikit sekali, sedangkan hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.
Tundra
terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak
gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan
yang dominan adalah sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan perdu, dan rumput
alang-alang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.
- Karst (batu gamping /gua).
Karst
berawal dari nama kawasan batu gamping di wilayah Yugoslavia. Kawasan karst di Indonesia rata-rata mempunyai ciri-ciri yang hampir sama yaitu,
tanahnya kurang subur untuk pertanian, sensitif terhadap erosi, mudah
longsor, bersifat rentan dengan pori-pori aerasi yang
rendah, gaya permeabilitas yang lamban
dan didominasi oleh pori-pori mikro. Ekosistem karst mengalami keunikan
tersendiri, dengan keragaman aspek biotis yang tidak dijumpai di ekosistem
lain.
3.Buatan
Ekosistem buatan adalah ekosistem
yang diciptakan manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Ekosistem buatan
mendapatkan subsidi energi dari luar, tanaman atau hewan peliharaan didominasi
pengaruh manusia, dan memiliki keanekaragaman rendah. Contoh ekosistem buatan
adalah
- bendungan
- hutan tanaman produksi seperti jati dan pinus
- agroekosistem berupa sawah tadah hujan
- sawah irigasi
- perkebunan sawit
- ekosistem pemukiman seperti kota dan desa
- ekosistem ruang angkasa.
Ekosistem
kota memiliki metabolisme tinggi sehingga butuh energi yang banyak. Kebutuhan
materi juga tinggi dan tergantung dari luar, serta memiliki pengeluaran yang
eksesif seperti polusi dan panas.
Ekosistem
ruang angkasa bukan merupakan suatu sistem tertutup yang dapat memenuhi sendiri
kebutuhannya tanpa tergantung input dari luar. Semua ekosistem dan kehidupan
selalu bergantung pada bumi.
2. Contoh Ekosistem
Gurun
terdapat di daerah tropik yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat
besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di
gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak
berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara
lain rodentia, semut, ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nokturnal lain.
Kenapa gurun
dapat dikatakan sebagai suatu ekosistem karena didalam gurun terjadi hubungan
timbal balik antara komponen abiotik dengan biotik didalamnya, atau terjadi
hubungan antara mahluk hidup yang ada di gurun dengan lingkungan di gurun.
3.Produktivitas dan Rantai makanan
a. Produktivitas
Produktivitas
ekosistem yaitu keseluruhan sistem yang dinyatakan dengan biomassa atau
bioenergi dalam kurun waktu tertentu. Produktivitas ekosistem merupakan
parameter pengukuran yang penting dalam penentuan aliran energi total melalui
semua tingkat trofi dari suatu ekosistem.
Energi matahari
memasuki seluruh tingkat trofi dalam suatu ekosistem melalui produsen,
tersimpan dalam bentuk senyawa-senyawa organik (hasil fotosintesis). Seluruh
senyawa organik yang dikandung dalam produsen dari suatu ekosistem, disebut
produktivitas primer kasar (PPK). PPK digunakan oleh produsen untuk respirasi
(sekitar 35%), sisanya sebagai produktivitas primer bersih (PPB). PPB dari
produsen inilah yang digunakan oleh konsumen I dan konsumen berikutnya dengan
nilai PPB yang semakin mengecil.
Sumber energi
utama bagi kehidupan adalah cahaya Matahari. Energi cahaya Matahari masuk ke
dalam komponen biotik
melalui produsen (organisme fotoautotropik) yang
diubah menjadi energi kimia tersimpan di dalam senyawa organik. Energi kimia
mengalir dari produsen ke konsumen dari berbagai tingkat tropik melalui jalur
rantai makanan. Energi kimia tersebut digunakan organisme untuk pertumbuhan dan
perkembangan. Kemampuan organisme-organisme dalam ekosistem untuk menerima dan
menyimpan energi dinamakan produktivitas
ekosistem.
Produktivitas
ekosistem terdiri dari produktivitas
primer dan produktivitas
sekunder :
a.Produktivitas primer
Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrof sebagai produsen mengubah energi cahaya Matahari
menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Hanya sebagian kecil energi
cahaya yang dapat diserap oleh produsen. Produktivitas primer berbeda
pada setiap ekosistem, yang terbesar ada pada ekosistem hutan hujan tropis dan ekosistem hutan bakau. Produktifitas primer dibagi menjadi dua yaitu produktivitas primer kotor (PPk)
dan produktivitas primer bersih (PPB). [3]
- Produktivitas primer kotor (PPk) adalah seluruh bahan organik yang dihasilkan dari proses fotosintesis pada organisme fotoautotrof. Lebih kurang 20% dari PPK
- Produktivitas primer bersih (PPB) adalah sisa energi produktifitas primer kotor yang baru disimpan. Biomassa organisme autotrof (produsen) diperkirakan mencapai 50%-90% dari seluruh bahan organik hasil fotosintesis. Hal ini menunjukkan simpanan energi kimia yang dapat ditransfer ke trofik selanjutnya melalui hubungan makan dimakan dalam ekosistem. [3]
b.Produktivitas sekunder & Efisiensi ekologi
Produktivitas sekunder (PS) adalah kecepatan organisme heterotrof mengubah energi kimia dari
bahan organik yang dimakan menjadi simpanan energi kimia baru di dalam
tubuhnya. Energi kimia dalam bahan organik yang berpindah dari produsen ke
organisme heterotrof (konsumen primer) dipergunakan untuk aktivitas hidup dan
hanya sebagian yang dapat diubah menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam
tubuhnya sebagai produktivitas bersih.
Demikian
juga perpindahan energi ke konsumen sekunder dan tersier akan selalu menjadi
berkurang. Perbandingan produktivitas bersih antara trofik dengan trofik-trofik
di atasnya dinamakan efisiensi ekologi.
Diperkirakan hanya sekitar 10% energi yang dapat ditransfer sebagai biomassa
dari trofik sebelumnya ke trofik berikutnya.
b.Rantai Makanan
Rantai makanan adalah
perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui
seri organisme atau melalui jenjang makan (tumbuhan - herbivora - carnivora - omnivora). Pada setiap tahap pemindahan energi, 80%–90% energi
potensial hilang sebagai panas, karena itu langkah-langkah dalam rantai makanan
terbatas 4-5 langkah saja. Dengan perkataan lain, semakin pendek rantai makanan
semakin besar pula energi yang tersedia.
Rantai Makanan dan Jaring-Jaring Makanan- Di dalam rantai makanan, tumbuhan disebut sebagai produsen karena memasok oksigen ke
lingkungan dan sumber makanan bagi organisme heterotof. Oleh karena itu
tumbuhan memegang peranan penting dalam menjaga kelangsungan kehidupan di bumi
karena rantai makanan diawali oleh tumbuhan hijau sebagai produsen. Sedangkan
pada ekosistem perairan anggota Crustacea yang berupa zooplankton merupakan salah satu bagian penting dalam mata rantai
makanan. Pada ekosistem air sungai, air sungai yang mengalir deras tidak
mendukung keberadaan komunitas plankton, karena akan terbawa arus. Sebagai
gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat
mendukung rantai makanan.
Ada dua tipe
dasar rantai makanan:
- Rantai makanan rerumputan (grazing food chain). Misalnya: tumbuhan - herbivora - carnivora - omnivora.
- Rantai makanan sisa (detritus food chain). Bahan mati mikroorganisme (detritivora = organisme pemakan sisa) predator dan bangkai.
Para ilmuwan
ekologi mengenal tiga macam rantai pokok, yaitu rantai pemangsa, rantai
parasit, dan rantai saprofit.
1. Rantai pemangsa, landasan utamanya
adalah tumbuhan hijau sebagai produsen. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang
bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang
memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa
karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.
2. Rantai parasit, dimulai dari
organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme
parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.
3. Rantai saprofit, dimulai dari
organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri.
Tingkatan dalam rantai makanan disebut juga trofik.
Tingkat trofik yang secara mendasar mendukung
tingkatan lainnya dalam suatu ekosistem terdiri dari organisme autotrof yang
berperan sebagai produsen primer. Berdasarkan komponen tingkat trofik
nya, rantai makanan dibedakan menjadi dua, yaitu rantai makanan perumput dan
rantai makanan detritus. Rantai makanan perumput merupakan rantai
makanan yang diawali dari tumbuhan pada trofik awalnya. Contohnya tumbuhan
dimakan belalang, belalang dimakan burung, burung dimakan ular, dan ular
dimakan burung elang. Sedangkan rantai makanan detritus tidak dimulai
dari tumbuhan, tetapi dimulai dari detritus sebagai trofik awalnya. Contoh
rantai makanan detritus adalah seresah atau dedaunan dimakan cacing tanah,
cacing tanah dimakan ikan, dan ikan dimakan manusia.
Pada gilirannya, herbivora akan menyediakan makanan
untuk karnivora. Belalang tadi dapat dimakan oleh katak. Proses pemindahan
energi dari makhluk ke makhluk dapat berlanjut. Katak dapat dimakan oleh ular,
yang pada gilirannya ular dimakan oleh burung elang. Proses makan dan dimakan
pada serangkaian organisme disebut sebagai disebut Rantai Makanan, atau
“food chains”. Semua rantai makanan berasal dari organisme autotrofik. Lihat
bagan di bawah ini. Organisme yang langsung memakan tumbuhan disebut herbivor
(konsumen primer), yang memakan herbivor disebut karnivor (konsumen sekunder),
dan yang memakan konsumen sekunder disebut konsumen tersier. Setiap tingkatan organisme
dalam satu rantai makanan disebut tingkatan tropik. Dalam ekosistem
rantai makanan-rantai makanan itu saling bertalian. Kebanyakan sejenis hewan
memakan yang beragam, dan makhluk tersebut pada gilirannya juga menyediakan
makanan berbagai makhluk yang memakannya, maka terjadi yang dinamakan jaring-jaring
makanan (food web), dengan kata lain Proses rantai makanan yang
saling menjalin dan kompleks tersebut dinamakan jaring makanan.
Dalam rantai makanan, organisme pada tingkatan trofik
rendah memiliki jumlah individu lebih banyak. Makin tinggi tingkat trofik,
makin sedikit jumlah individunya dalam ekosistem. Dalam rantai makanan,
konsumen pada tingkat trofik tertentu tidak hanya memakan satu jenis organisme
yang ada di tingkat trofi k bawahnya. Akan tetapi, setiap organisme dapat
memakan dua atau lebih organisme lain. Ini menyebabkan terjadinya beberapa
rantai makanan di dalam ekosistem saling berhubungan satu sama lain. Hubungan
antar-rantai makanan tersebut membentuk susunan yang lebih kompleks, disebut jaring-jaring
makanan (food web). dengan kata lain Proses rantai makanan yang
saling menjalin dan kompleks tersebut dinamakan jaring makanan. Sehingga rantai
makanan dari produsen → konsumen primer → konsumen sekunder → dan seterusnya,
sebenarnya hanyalah penyederhanaan dari beberapa permutasi yang dapat dimiliki
oleh interaksi makan dan dimakan. Contoh jaring-jaring makanan yang terjadi
pada suatu ekosistem
Tidak ada komentar:
Posting Komentar