EKOLOGI

DRA. SRI UTAMI, MS

POKOK BAHASANJenis dan individu dalam ekosistem Habitat dan relung ekologi, Padan ekologi, Pemindahan sifat: simpati dan alopatri, Seleksi alam, Seleksi buatan, Jam biologi, Perilaku dasar, perilaku mengatur, perilaku bermasyarakat.Perkembangan dan evolusi ekosistem.Strategi perkembangan ekosistem, Konsep klimak, Evolusi ekosistem, Ko-evolusi, seleksi kelompok.Ekologi Perairan TawarFaktor-faktor pembatas lingkungan perairan tawar, Klasifikasi ekologis organisme perairan tawar, Biota perairan tawar, Komunitas lentik (danau), Komunitas lotik (perairan mengalir).

4. Ekologi DaratLingkungan darat, Biota darat dan daerah-daerah biogeorafi, struktur umum komunitas darat, subsistem tanah, subsistem vegetasi, nisbah akar atau tajuk, penyebaran komunitas darat.

KONSEP JENISKata species : menjelaskan hubungan antar populasi

Jika dua populasi ada bersama-sama dan tidak kawin silang, mereka masuk dalam dua species berbeda

Konsep HabitatHabitat organisme ialah tempat di mana organisme hidup.atauTempat di mana manusia dapat menemukan organisme tersebut.atauTempat hidup komunitas (biotik dan abiotik)

Berdasarkan kondisi habitatnya dikenal 2 tipe habitat, yaitu habitat mikro dan habitat makro. Habitat makro merupakan habitat bersifat global dengan kondisi lingkungan yang bersifat umum dan luas, misalnya gurun pasir, pantai berbatu karang, hutan hujan tropika, dan sebagainya. Sebaliknya habitat mikro merupakan habitat lokal dengan kondisi lingkungan yang bersifat setempat yang tidak terlalu luas, misalnya, kolam, rawa payau berlumpur lembek dan dangkal, danau, dan sebagainya.

Relung Ekologi (Niche)1.Relung ekologi (ecological niche), merupakan terminologi yang lebih inklusif, yang tidak hanya meliputi ruang/tempat yang ditinggali organisme, tetapi juga peranannya dalam komunitas, misal kedudukan pada jenjang (trofik) makanan dan posisinya pada gradient lingkungan: temperatur, kelembaban, pH, tanah dan kondisi lain yang ada. 2. Relung ekologi menyangkut tempat tinggal, apa yang diperbuat dan bagaimana jenis lain menjadi kendala baginya.

3. Relung ekologi suatu organisme tidak hanya tergantung di mana organisme tadi hidup, tetapi juga pada apa yang dilakukan organisme (misal bagaimana organisme mengubah energi, bertingkah laku, bereaksi, mengubah lingkungan fisik maupun biologi) dan bagaimana organisme dihambat oleh spesies lain.Relung secara biologis merupakan profesi atau cara hidup makhluk hidupDua jenis makhluk hidup pada habitat yang sama dan mempunyai relung sama, maka akan terjadi kompetisi.

Ada beberapa organisme yang secara beruntun menduduki relung yang berbeda, contoh: jentik-jentik nyamuk hidup di habitat perairan, yang dewasa relung sangat berbeda.Relung burung : pemakan buah/biji, ulat, semut, ikan atau kodok.Niche ada yang bersifat:- umum : ayam bisa makan cacing, padi, sayuran dsb(polifag)- khusus : wereng hanya makan padi (monofag)

ALIRAN ENERGI DAN MATERI:Secara Fungsional:Energi:suatu bahan yang menyebabkan organisme mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja

Energi dari matahari tumbuhan, hewan dan manusia

Rantai makanan (food chain)

Piramida makanan :

RANTAI MAKANAN DIATAS PERMUKAAN TANAH DISEBUT RANTAI MAKANAN PENGGEMBALAAN (GRAZING FOOD CHAIN)

RANTAI MAKANAN DARI PERMUKAAN TANAH KE BAWAH DISEBUT RANTAI MAKANAN DETRITUS (DETRITUS FOOD CHAIN)

Relung ekologi:a. Relung ruang : mikrohabitat b. Relung trofik: menekankan pada hubungan energic. Relung multidimensional: lingkungan memungkinkan suatu individu atau jenis hidup tanpa batas

CONTOH : SERANGGA HAMA PADIHama walang sangit dan belalang: Mempunyai kepentingan yang berbeda dalam hal makanan : Walang sangit makan menghisap buah padi dalam keadaan masak susu. Mikrohabitat pada buah padi.Belalang makan daun padi yang masih muda umur 45 hari. Mikrohabitat pada daun.

Pemisahan Relung Serangga HamaRelung makanan:Walang sangit : makan buah masak susuBelalang : makan daun mudaRelung aktifitas: berdasarkan waktu aktif

Penggantian Sifat (Character Displacement)Allopatrik ialah spesies yang terdapat pada daerah geografis yang tidak sama atau terpisah oleh barier Sympatrik ialah spesies yang terdapat pada daerah yang sama tetapi relung ekologinya tidak sama.

Seleksi AlamJika isolasi terjadi karena pemisahan secara geografi,populasi turunan dari nenek moyang yang sama akan menghasilkan spesies baru yang allopatrik (allopatric speciation). Jika spesies terjadi karena halangan ekologi atau melalui faktor genetik pada daerah yang sama, maka akan dapat menghasilkan spesies baru yang simpatrik (sympatric speciation)

Seleksi Buatan (Artificial Selection)yaitu seleksi yang dilakukan manusia dengan tujuan adaptasi tanaman dan hewan untuk kepentingan riset dan pangan.Domestikasi tanaman dan hewan melibatkan domestikasi genetik dari spesies

PERKEMBANGAN EKOSISTEM ATAU SUKSESI EKOLOGI Komunitas yang terdiri dari berbagai populasi bersifat dinamis dalam interaksinya yang berarti dalam ekosistem mengalami perubahan sepanjang masa. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan dikenal sebagai suksesi ekologis atau suksesi.Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis). Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.

Suksesi Primer

Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru. Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru di muara sungai, dan endapan pasir di pantai. Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi.

Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Kalau tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai (dekomposer). Zat yang terbentuk karena aktivitas penguraian bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks susunannya. Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tapi sebaliknya.

Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat terus mengadakan pelapukan lahan.Bagian tumbuhan yang mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi lebih tebal. Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi rumput dan belukar maka terjadilah kompetisi. Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan. Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah ekosistem itu.

2. Suksesi Sekunder

Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, baik secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada. Contoh: gangguan alami misalnya banjir, gelombang laut, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja.

PROSES SUKSESITahapan proses suksesi:1. Nudasi : terbukanya substrat yang masih gundul2. Migrasi : datangnya biji/alat perkembangbiakan3. Execis : perkecambahan, tumbuh dan reproduksi4. Kompetisi : menghasilkan pergantian species5. Reaksi : perubahan habitat karena hadirnya species6. Stabilitas akhir : terbentuknya ekosistem kolmpleks

JENIS SUKSESIBertambah/berkurangnya jenis (species)Suksesi progresis : perubahan semakin kaya akan jenis (species)Suksesi regresif/retrogresif : perubahan semakin berkurangnya jenis (contoh: unsur hara berkurang)Menurut terjadinya:Suksesi primer : terbentuknya komunitas pada substrat yang belum pernah ditumbuhi vegetasiSuksesi sekunder : terbentuknya komunitas baru yang berasal dari ekosistem yang pernah terbentuk

Keseimbangan Lingkungan

Definisi lingkungan hidup adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya keadaan, dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya manusia dan perilakunya. Komponen lingkungan terdiri dari faktor abiotik (tanah, air, udara, cuaca, suhu) dan faktor biotik (tumbuhan dan hewan, termasuk manusia).

Lingkungan hidup, baik faktor biotik maupun abiotik berpengaruh dan dipengaruhi manusia. Segala yang ada pada lingkungan dapat dimanfaatkan oleh manusia untuk mencukupi kebutuhan hidup manusia, karena lingkungan memiliki daya dukung. Daya dukung lingkungan adalah kemampuan lingkungan untuk mendukung perikehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya.

Dalam kondisi alami, lingkungan dengan segala keragaman interaksi yang ada mampu untuk menyeimbangkan keadaannya. Namun tidak tertutup kemungkinan, kondisi demikian dapat berubah oleh campur tangan manusia dengan segala aktivitas pemenuhan kebutuhan yang terkadang melampaui Batas.

Keseimbangan lingkungan secara alami dapat berlangsung karena beberapa hal, yaitu komponen-komponen yang ada terlibat dalam aksi-reaksi dan berperan sesuai kondisi keseimbangan, pemindahan energi (arus energi), dan siklus biogeokimia dapat berlangsung. Keseimbangan lingkungan dapat terganggu bila terjadi perubahan berupa pengurangan fungsi dari komponen atau hilangnya sebagian komponen yang dapat menyebabkan putusnya mata rantai dalam ekosistem. Salah satu faktor penyebab gangguan adalah polusi di samping faktor-faktor yang lain.

KOEVOLUSI

Koevolusi adalah proses dua atau lebih spesies mempengaruhi proses evolusi satu sama lainnya. Semua organisme dipengaruhi oleh makhluk hidup disekitarnya, namun pada koevolusi, terdapat bukti bahwa sifat-sifat yang ditentukan oleh genetika pada tiap spesies secara langsung disebabkan oleh interaksi antara dua organisme

Contoh kasus koevolusi yang terdokumentasikan dengan baik adalah hubungan antara Pseudomyrmex (sejenis semut) dengan tumbuhan akasia. Semut menggunakan tumbuhan ini sebagai tempat berlindung dan sumber makanan. Hubungan antar dua organisme ini sangat dekat sedemikiannya telah menyebabkan evolusi struktur dan perilaku khusus pada kedua organisme. Semut melindungi pohon akasia dari hewan herbivora dan membersihkan tanah hutan dari benih tumbuhan saingan. Sebagai gantinya, tumbuhan mempunyai struktur duri yang membesar yang dapat digunakan oleh semut sebagai tempat perlindungan dan sumber makanan ketika tumbuhan tersebut berbunga

BIOMAGNIFIKASIFenomena bioakumulasi (penimbunan biologi) dan biomagnifikasi (pelipatgandaan timbunan mengikuti tingkatan dalam rantai makanan) senyawa pencemar dalam jaringan mahluk hidup adalah kenyataan yang telah diterima secara umum di kalangan para peneliti toksikologi lingkungan. Namun belakangan, topik ini semakin menarik perhatian dan memunculkan bidang kajian baru yaitu Pollution and Food Safety (Pencemaran dan Keamanan Pangan).

Salah satu konsekuensi dari pelepasan dan penyebaran substansi pencemar di lingkungan adalah penangkapan (uptake) dan penimbunan (accumulation) oleh makhluk hidup mengikuti alur rantai makanan (food chain). Umumnya relasi antara konsentrasi substansi pencemar di lingkungan dan di dalam jaringan mahluk hidup dinyatakan dalam parameter faktor biokonsentrasi (BCF = bioconcentration factor). Parameter ini merupakan nisbah antara konsentrasi suatu senyawa di lingkungan dan konsentrasi senyawa yang sama dalam jaringan makhlukhidup.

Jika nilai BCF cenderung berlipat ganda - seiring dengan peningkatkan setiap aras rantai makanan (trophic level) - maka dalam ekosistem telah berlangsung fenomena biomagnifikasi (biomagnification) dari senyawa pencemar itu. Salah satu contoh klasik untuk fenomena ini adalah biomagnifikasi senyawa-senyawa PCB (polychlorobiphenyl) di danau Ontario, Kanada. Di danau itu, konsentrasi PCB dalam jaringan burung herring gull - sebagai puncak rantai makanan di sana - besarnya dua puluh lima juta (25.000.000) kali lipat konsentrasi PCB dalam air. Fenomena biomagnifikasi ini tentu berimplikasi kepada manusia, karena pada hampir semua rantai makanan dalam ekosistem manusia adalah pemegang posisi puncak trophic level. Sehingga manusia adalah mahluk hidup yang menanggung risiko biomagnifikasi paling tinggi.

CONTOH JARING-JARING MAKANAN YANG BERDAMPAK PADA MANUSIA JIKA ADA ZAT PENCEMAR DIAIR

*