Pengguna:Hysocc/Buku/Ekosistem

Ekosistem adalah komunitas yang terdiri dari benda hidup (organisme) dan benda tak hidup (abiotik, misal cahaya, air, bebatuan). Di dalam ekosistem, organisme dan komponen abiotik berinteraksi dalam hal transfer nutrisi dan energi.

Energi, baik energi kimia dan cahaya, air, dan mineral tanah merupakan komponen yang penting yang menghidupi ekosistem. Sumber energi utama dalam ekosistem adalah cahaya matahari yang menumbuhkan organisme fotosintetik yang menjadi makanan bagi herbivora. Herbivora kemudian dimangsa oleh karnivora, dan karnivora dimangsa oleh karnivora level tinggi, dan seterusnya. Kotoran dan bangkai herbivora dan karnivora yang mati dan tidak termangsa akan terdekomposisi, terurai menjadi senyawa kimia yang diserap tanah dan dibutuhkan oleh tumbuhan. Siklus materi dan energi sederhana tersebut senantiasa terjadi dalam ekosistem yang sehat.

Laju dan perubahan ekosistem dipengaruhi oleh faktor internal maupun faktor eksternal. Perubahan yang terjadi misalnya perubahan populasi dan siklus energi. Faktor internal misalnya terjadi penurunan jumlah produsen fotosintetik yang menyebabkan penurunan di tingkat herbivora dan karnivora. Faktor eksternal misalnya terjadi invasi karnivora baru yang menyebabkan jumlah herbivora menurun secara drastis.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Istilah ekosistem pertama kali disebut oleh Sir Arthur George Tansley pada tahun 1935. Pembuktian secara matematis konsep transfer materi dalam ekosistem pertama kali dilakukan oleh George Evelyn Hutchinson dalam studinya di perairan air tawar Amerika Serikat pada tahun 1930an. Reaksi kimia, difusi oksigen-karbon dioksida, hingga ketersediaan nutrisi di perairan mempengaruhi populasi alga yang kemudian menjadi penggerak utama dan penentu jumlah populasi makhluk hidup di perairan. Hutchinson pula yang pertama kali mengemukakan istilah "pemanasan global" dalam hipotesisnya yang mengemukakan bahwa peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer dapat menyebabkan peningkatan temperatur secara global dan kepunahan sistemik.

Anak didik Hutchinson, kakak beradik Howard Thomas Odum dan Eugene Pleasants Odum kemudian mengembangkan metode pendekatan sistem untuk mempelajari ekosistem untuk mempelajari aliran energi dan materi melalui sistem ekologi.

Arthur Tansley

Tingkatan kehidupan[sunting | sunting sumber]

Tingkat kehidupan di alam diklasifikasikan dari yang terkecil hingga yang terbesar:

Individu, yaitu organisme tunggal
Populasi, yaitu sekumpulan individu yang sama mendiami satu tempat
Komunitas, yaitu sekumpulan populasi makhluk hidup yang berbeda mendiami tempat yang sama dan saling berinteraksi
Ekosistem, yaitu komunitas makhluk hidup yang berinteraksi dengan benda tak hidup di sekitarnya.
Bioma, yaitu sekumpulan ekosistem di dalam wilayah iklim yang sama.

Di dalam ekosistem, komunitas merupakan komponen hidup (komponen biotik). Sedangkan komponen atau benda tak hidup di dalam ekosistem disebut dengan komponen abiotik.

Komponen abiotik[sunting | sunting sumber]

Danau Vyrnwy di Wales, Inggris terbentuk sebagai hasil dari pembangunan dam

Sampah yang terakumulasi di muara sungai menyebabkan ekosistem muara tercemar

Komponen abiotik dibagi menjadi dua, yaitu benda berwujud dan benda tak berwujud. Benda berwujud misalnya, air, udara, bebatuan, dan tanah. Benda tak berwujud merupakan energi yang dapat dinyatakan keberadaannya menggunakan alat ukur. Misal untuk mengetahui perpindahan energi panas di dalam ekosistem, ilmuwan atau peneliti menggunakan alat ukur berupa termometer yang dipasang di berbagai tempat.

Air[sunting | sunting sumber]

Air merupakan komponen abiotik paling penting di dalam ekosistem. Kualitas dan kuantitas air sangat menentukan kesehatan ekosistem. Jika jumlahnya tidak sesuai dengan apa yang dibutuhkan, ekosistem akan mengalami perubahan atau mati. Misal ekosistem di Danau Aral di Asia Tengah yang menjadi gurun karena hilangnya suplai air akibat pembangunan irigasi.

Kebalikannya, ekosistem sungai dapat berubah menjadi ekosistem danau ketika laju alirannya tertahan oleh berbagai sebab sehingga jumlah air yang keluar lebih sedikit dibandingkan jumlah air yang masuk. Contohnya adalah pembandungan bendungan yang dapat mengubah sungai menjadi danau.

Kualitas air juga menentukan apakah makhluk hidup dapat hidup di dalamnya atau tidak. Berbicara kualitas tidak selalu menyangkut keberadaan polutan di dalamnya, namun juga temperatur, kadar oksigen, dan garam di dalamnya. Kadar garam lah yang menentukan mengapa ikan laut tidak bisa hidup di sungai dan sebaliknya.

Kadar oksigen juga menentukan jenis ikan dan makhluk hidup yang dapat hidup di dalamnya. Misal ikan lele dapat hidup di dalam air yang minim oksigen, namun ikan mas tidak. Danau yang tercemar bangkai, kotoran, dan darah hewan dapat mengalami penurunan kadar oksigen yang sangat cepat karena mikroorganisme yang mengurai bangkai dan darah menghabiskan banyak sekali oksigen di perairan. Sehingga pencemaran seperti itu biasanya diikuti dengan matinya ikan setempat secara massal.

Temperatur air secara langsung mempengaruhi metabolisme makhluk hidup didalamnya. Ikan yang biasa hidup di perairan dingin akan mengalami stress ketika temperaturnya meningkat. Ikan koi misalnya, hanya dapat tumbuh secara optimal pada temperatur di bawah 20 derajat celcius (ikan air dingin). Sehingga memelihara ikan koi di negara tropis merupakan sebuah kesalahan kecuali di kolam tersebut diberikan pendingin. Perubahan temperatur juga secara tidak langsung mempengaruhi kadar oksigen di perairan karena temperatur air mempengaruhi laju difusi oksigen dari udara ke air.

Pencemaran air oleh pemukiman manusia dan industri merupakan isu penting di abad ke 20 dan 21. Pencemaran air akibat aktivitas manusia dapat menurukan kualitas air secara drastis yang pada akhirnya dapat merembes ke air tanah yang dikonsumsi manusia. Sungai yang tercemar juga berarti laut yang tercemar, sehingga ikan yang dikonsumsi manusia dapat mengandung racun limbah. Sebagian petani juga, secara terpaksa, harus mengairi lahan mereka dengan air sungai yang tercemar sehingga hasil tani juga dapat mengandung racun limbah. Dibutuhkan kebijakan terkait penempatan kawasan industri, rumah tangga maupun besar, dan pengolahan limbah serta pengawasannya, sehingga kualitas air dapat kembali jernih.

Tanah[sunting | sunting sumber]

Penggembalaan yang tidak terkendali dapat mengubah padang rumput menjadi gurun

Tanah adalah campuran mineral dan bahan organik, dengan pori-pori yang terisi udara, air, dan organisme. Tanah memiliki empat fungsi, yaitu:

media hidup tumbuhan
habitat berbagai organisme
penyedia, penyimpanan, dan pemurnian air
penyeimbang atmosfer bumi

Bagi makhluk hidup, air, dan atmosfer, tanah adalah komponen yang saling terkait dan saling memberikan pengaruh. Sehingga perubahan di antara ketiganya juga akan mempengaruhi tanah. Begitu juga sebaliknya.

Desertifikasi, atau proses pengubahan suatu lahan menjadi gurun adalah contoh interaksi makhluk hidup dengan tanah yang menyebabkan perubahan di dalam ekosistem. Dengan begitu banyaknya hewan yang merumput menjadikan populasi rumput turun drastis sehingga tanah tidak lagi tertutup vegetasi, panas cahaya matahari dapat masuk ke dalam tanah dengan mudah dan menguapkan air yang ada di dalam tanah. Dengan minimnya kadar air di dalam tanah menyebabkan rumput tidak dapat tumbuh kembali dengan cepat.

Contoh interaksi air dengan tanah adalah salinisasi tanah, atau proses penumpukan garam mineral di pori-pori tanah. Secara alami, air tanah dan air permukaan memiliki kadar garam tertentu meski dalam jumlah yang jauh lebih sedikit dari air laut. Dengan menguapnya air dalam jumlah besar, akan meninggalkan garam tersebut di dalam tanah yang menjadikan tanah terlalu asin dan tidak dapat dihuni organisme tanah.

Tanah yang baik bagi pertumbuhan tumbuhan adalah yang memiliki kadar air, mineral, bahan organik, dan rongga udara yang cukup, tergantung jenis tumbuhannya. Setiap tumbuhan memiliki kebutuhan dan ketahanannya masing-masing. Contoh, kelapa dapat hidup di tanah dengan kadar garam tinggi seperti pantai namun pohon mangga dan nangka tidak bisa. Padi dapat hidup di tanah yang banjir, namun kaktus tidak bisa. Dan sebagainya. Sedangkan keberadaan rongga udara diperlukan bagi akar untuk bernafas, karena sel-sel akar juga bermetabolisme untuk menghasilkan energi guna memompa nutrisi dari akar ke batang dan daun.

Udara[sunting | sunting sumber]

Udara merupakan komponen kehidupan yang sangat penting, karena tanpa udara, makhluk hidup tidak dapat bernafas. Selain untuk bernafas, udara juga memiliki fungsi lain bagi kehidupan yaitu sebagai pengatur temperatur dan kelembaban yang secara langsung mempengaruhi bagaimana cara adaptasi makhluk hidup. Contoh beruang kutub dapat bertahan di lingkungan udara sedingin kutub, namun panda tidak bisa. Ekosistem gurun merupakan contoh ekosistem yang memiliki kelembaban udara yang sangat rendah sehingga berakibat temperatur di siang hari sangat panas dan temperatur di malam hari sangat dingin sehingga hanya makhluk tertentu saja yang dapat hidup.

Tidak seperti air, udara selalu menyelimuti tumbuhan, hewan darat, dan manusia. Dan udara senantiasa bergerak dipengaruhi oleh perbedaan temperatur dan tekanan udara. Sehingga pencemaran udara, walau sedikit, dapat menyebar ke berbagai tempat dan mempengaruhi makhluk hidup, bahkan yang lokasinya jauh dari sumber polusi.

Sumber pencemaran udara diantaranya adalah:

Aktivitas pencemaran udara oleh manusia, hingga menyebabkan mengendapnya bahan pencemar di udara menyebabkan fenomena kabut asap. Disebut kabut asap karena menyerupai fenomena kabut di kawasan yang dingin. Namun kabut yang normal terjadi akibat mengendapnya air di udara. Sedangkan kabut asap akibat mengendapnya polutan asap di udara.

Energi termal[sunting | sunting sumber]

Hewan bermigrasi mengikuti temperatur tumbuhnya tumbuhan

Energi termal atau panas merupakan energi yang mengendalikan temperatur suatu benda, termasuk makhluk hidup. Bagi makhluk hidup, panas dinginnya lingkungan mempengaruhi tingkat metabolisme. Setiap makhluk memiliki kebutuhan dan ketahanan masing-masing terhadap temperatur lingkungan; hewan yang sudah beradaptasi dengan lingkungan dingin tentu tidak akan mampu hidup di lingkungan panas; begitu pula sebaliknya.

Temperatur juga mempengaruhi laju perpindahan air dan udara. Di ruang terbuka, zat yang bertemperatur rendah akan menyusut, menjadikan jarak antar molekul-molekulnya menyempit, menyebabkan tekanan menjadi lebih tinggi. Dan sebaliknya, pada temperatur tinggi akan menyebabkan zat memuai, menjadikan jarak antar molekul-molekulnya melebar sehingga tekanannya lebih rendah. Kondisi inilah yang memunculkan pergerakan air dan udara dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Arus air laut dan pergerakan angin terjadi akibat perubahan tekanan dan temperatur tersebut.

Temperatur pula yang menyebabkan migrasi musiman hewan liar. Migrasi hewan laut terjadi karena alga, tumbuhan mikroskopik yang menjadi tulang punggung ekosistem laut, lebih menyukai temperatur tertentu sehingga hewan, herbivora maupun karnivora pun akan mengikuti ke mana mereka tumbuh. Kondisi yang sama juga terjadi pada hewan darat. Ketika tumbuhan tidak lagi produktif karena dinginnya temperatur udara, maka hewan akan bermigrasi menuju ke lingkungan yang lebih hangat di mana tumbuhan masih dapat hidup.

Energi cahaya[sunting | sunting sumber]

Energi cahaya terkait erat dengan energi panas, namun adaptasi hewan terhadap cahaya tidak sama dengan adaptasinya terhadap temperatur. Beberapa hewan lebih menyukai kehidupan di malam hari dan menghindari cahaya. Adaptasi demikian disebut dengan nokturnal. Beberapa jenis hewan juga tidak mempermasalahkan keberadaan cahaya karena tidak memiliki organ yang mendeteksi cahaya (mata), seperti ubur-ubur. Beberapa jenis hewan telah beradaptasi di tempat gelap dan menanggalkan matanya, karena selain tidak memiliki fungsi di tempat gelap, juga untuk menghemat energi. Misal ikan gua dan ikan laut dalam. Mereka mendeteksi kondisi sekitar melalui perubahan tekanan air dan gelombang suara.

Tumbuhan juga berinteraksi dengan cahaya. Selain untuk berfotosintesis, tumbuhan juga memiliki kecenderungan tumbuh menuju ke arah cahaya serta mengorientasikan permukaan daunnya ke arah cahaya. Fenomena ini disebut dengan fototropisme.

Interaksi antar makhluk hidup[sunting | sunting sumber]

Dampak pihak 1	Dampak pihak 2	Jenis interaksi
-	-	Kompetisi
-	0	Amensalisme
-	+	Eksploitasi
0	0	Neutralisme
0	+	Komensalisme
+	+	Mutualisme

'0' berarti tanpa efek, '-' berarti merugikan, dan '+' berarti menguntungkan.

Interaksi antar makhluk hidup adalah suatu keharusan di dalam komunitas. Tidak ada makhluk hidup yang tidak berinteraksi dengan makhluk lain, secara langsung maupun tidak langsung. Interaksi antar makhluk hidup merupakan ciri dari ekosistem yang berfungsi.

Interaksi pada dasarnya terjadi karena kesengajaan maupun ketidaksengajaan yang menimbulkan dampak pada salah satu makhluk hidup. Sehingga interaksi antar makhluk hidup secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga, yaitu saling menguntungkan, salah satu dirugikan, dan salah satu tidak merasakan apapun. Sedangkan secara lebih detail dibagi menjadi:

Amensalisme,
Komensalisme,
Kompetisi,
Neutralisme,
Predasi,
Mutualisme,

Dalam ranah jangka waktu, interaksi antar makhluk hidup dibagi menjadi dua, yaitu interaksi jangka panjang dan interaksi jangka pendek (singkat). Contoh interaksi jangka pendek yaitu penyerbukan yang hanya terjadi ketika bunga membutuhkan serangga. Sedangkan contoh interaksi jangka panjang yaitu simbiosis antara bakteri nitrifikasi dan akar tumbuhan, yang dapat berlangsung sejak tumbuhan masih berusia muda sampai tumbuhan mati.

Neutralisme, yang merupakan interaksi di mana tidak ada ada yang diuntungkan maupun dirugikan, secara teori tidak mungkin terjadi. Interaksi di dalam ekosistem harus memiliki dampak, positif maupun negatif kepada satu pihak, sekecil apapun itu. Dampak tersebut lah yang menjadikan ekosistem berfungsi.

Mutualisme[sunting | sunting sumber]

Adalah interaksi antar makhluk hidup yang menimbulkan keuntungan di antara keduanya. Hubungan dapat bersifat obligat (dalam arti tidak bisa hidup tanpanya) atau fakultatif (hanya sementara). Contoh mutualisme adalah penyerbukan yang dilakukan oleh serangga terhadap bunga, bersifat mutualisme fakultatif karena hanya berlangsung pada musim pembungaan saja. Di luar kondisi tersebut, bunga dan serangga menjalani kehidupan masing-masing. Misal bunga setelah penyerbukan mulai membentuk buah dan biji. Sedangkan serangga setelah penyerbukan memulai aktivitas berkembang biak.

Contoh lainnya mutualisme adalah interaksi tumbuhan dengan bakteri nitrifikasi (bakteri pengikat nitrogen). Simbiosis ini disebut fakultatif satu sisi karena tumbuhan diuntungkan dengan keberadaan bakteri nitrifikasi, namun masih bisa hidup tanpa bakteri nitrifikasi. Kebalikannya bakteri nitrifikasi tidak bisa hidup tanpa menempel pada akar tumbuhan. Sehingga hubungan ini bersifat fakultatif bagi tumbuhan, namun bersifat obligat bagi bakteri nitrifikasi.

Contoh lain mutualisme adalah herbivora yang bersimbiosis dengan mikroorganisme di dalam organ pencernaannya, yang bertugas mencerna selulosa dari tumbuhan yang dimakan oleh herbivora. Simbiosis ini bersifat obligat, karena tanpa mikroorganisme di dalam perut, hewan herbivora tidak bisa mencerna dinding sel tumbuhan yang keras. Dan kebalikannya, tanpa herbivora, mikroorganisme tersebut tidak akan mendapatkan sumber makanan dan tempat berlindung. Simbiosis mutualisme ini merupakan simbiosis jangka panjang.

Predasi[sunting | sunting sumber]

Predasi adalah interaksi antar makhluk hidup di mana salah satu makhluk memangsa makhluk lainnya. Predasi merupakan bentuk interaksi di mana salah satu merasa untung dan yang lain dirugikan. Predasi dapat dikembangkan menjadi predasi konvensional, predasi sosial, dan parasitisme.

Predasi konvensional: adalah aktivitas suatu makhluk, secara individu memakan makhluk lainnya. Misal beruang kutub memangsa singa laut, kuda memangsa rumput, dan sebagainya.

Predasi sosial: menyerupai predasi konvensional namun dilakukan secara berkelompok. Seperti koloni semut yang bekerja sama memangsa serangga yang lebih besar, koloni srigala yang memangsa bison, dan sebagainya.

Parasitisme: merupakan predasi di mana pemangsa hanya memakan sebagian kecil dari mangsanya. Yang dimangsa tetap hidup dan mampu meregenerasi atau mendapatkan kembali apa yang diambil oleh predatornya. Contoh parasitisme adalah nyamuk dengan manusia dan benalu dengan tumbuhan inangnya.

Komensalisme[sunting | sunting sumber]

Komensalisme adalah bentuk interaksi di mana salah satu membutuhkan atau diuntungkan namun pihak lain tidak merasa dampak apapun (tidak rugi, tidak juga untung). Contoh komensalisme adalah anggrek yang hidup di pohon yang lebih besar. Anggrek mendapatkan tempat hidup dan berteduh dari cahaya matahari berlebih, namun pohon yang ditumpanginya tidak dirugikan.

Contoh lainnya adalah ikan remora yang menempel pada hiu. Ikan remora mendapatkan sisa makanan hiu, rasa aman, dan kemudahan dalam bergerak (hidrodinamis) karena arus yang diakibatkan oleh pergerakan ikan hiu menghasilkan arus bertekanan rendah di sekitar hiu. Sedangkan hiu tidak merasa terganggu dengan keberadaan ikan remora di sekitar. Kerang yang menempel pada cangkang penyu memiliki hubungan yang kurang lebih menyerupai remora dan hiu. Namun bedanya, remora dapat lepas dan berpindah ke hiu lain. Kerang dapat menempel secara permanen pada permukaan cangkang penyu.

Amensalisme[sunting | sunting sumber]

Amensalisme adalah interaksi yang cenderung tidak disengaja, di mana satu makhluk merasa dirugikan dan makhluk lainnya tidak merasakan apapun. Contohnya adalah koloni kuda yang menginjak-injak rumput. Rumput tidak akan merusak kuku kuda, namun kuku kuda pasti merusak rumput.

Kompetisi[sunting | sunting sumber]

Kompetisi merupakan persaingan antar makhluk hidup, sejenis maupun tidak sejenis, terhadap satu sumber daya yang sama. Kompetisi antar makhluk sejenis misalnya dua ekor kucing memperebutkan satu ekor tikus. Kompetisi antar makhluk tidak sejenis misalnya srigala dan beruang di ekosistem hutan yang memperebutkan kelinci. Sumber daya yang diperebutkan tidak selalu makanan, tapi juga tempat hidup, pasangan kawin, dan kekuasaan di dalam koloni.

Jenis-jenis ekosistem[sunting | sunting sumber]

Ekosistem, dengan berbagai komponen biotik dan abiotiknya, dapat memiliki beragam variasi. Misal ekosistem gurun yang dicirikan dengan kelembaban yang ekstrim rendah dan tumbuhan dan hewan tertentu yang mampu beradaptasi dengan iklim tersebut, sedangkan ekosistem laut dicirikan dengan melimpahnya air asin yang melingkupi makhluk hidup.

Berbagai ekosistem yang terdapat pada iklim yang sama disebut dengan bioma. Dua ekosistem yang sama dapat berada di bioma yang berbeda, misal ekosistem sungai dapat berada di bioma iklim tropis dan bioma iklim sedang. Sedangkan definisi ekosistem gurun yang merupakan ekosistem dengan kelembaban udara yang ekstrim rendah dapat memiliki arti yang luas, karena padang es di kutub selatan dapat disebut sebagai gurun. Yang membedakan padang es dan padang pasir adalah tingkat evapotranspirasinya, di mana padang pasir memiliki nilai sangat tinggi.

EKosistem secara posisinya terhadap permukaan air dibagi menjadi dua, yaitu ekosistem darat dan ekosistem air. Ekosistem yang terdapat di dalam tanah yang tidak terendam air diklasifikasikan sebagai ekosistem darat. Dengan definisi tersebut, berarti ada ekosistem yang secara periodik berada di bawah permukaan air dan kemudian berada di atas permukaan air, tergantung musim. Misal ekosistem sawah dan ekosistem pasang surut pantai.

Sedangkan secara asal muasalnya, ekosistem dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. Ekosistem alami adalah yang terbentuk tanpa campur tangan manusia. Misal ekosistem padang pasir dan ekosistem laut dalam. Sedangkan ekosistem buatan adalah ekosistem yang terbentuk sebagai hasil atau dampak dari campur tangan manusia. Misalnya adalah ekosistem sawah dan ekosistem terumbu karang pada bangkai kapal karam.

Latihan[sunting | sunting sumber]

Definisi ekosistem adalah...
Contoh interaksi antar makhluk hidup adalah...
Contoh interaksi makhluk hidup dengan benda mati adalah...
Sekumpulan individu sejenis yang hidup di tempat yang sama disebut dengan...
Tumbuhan membutuhkan tanah untuk...
Dan tanah membutuhkan tumbuhan untuk...
Hewan yang hanya aktif di malam hari disebut dengan...
Kawanan singa memangsa bison merupakan bentuk interaksi antar makhluk hidup jenis...
Burung membuat sarang di lubang yang terdapat pada pohon. Hubungan antara burung dengan pohon tersebut adalah interaksi berupa...
Salah satu ciri sungai yang tercemar adalah...