Makalah Biologi Umum I

ORGANISME DAN LINGKUNGANNYA

DISUSUN OLEH :

KHAIRUN NISA 4113121031

KRISTIOVANI 4113121032

WINDA WIKURNI 4113121073

FISIKA DIK A 2011

JURUSAN FISIKA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2011

1

ORGANISME DAN LINGKUNGANNYA

1. Pengertian Ekologi

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme

dengan lingkungannya dan yang lainnya. Berasal dari kata Yunani oikos

("habitat") dan logos ("ilmu"). Ekologi diartikan sebagai ilmu yang

mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara

makhluk hidup dan lingkungannya. Istilah ekologi pertama kali dikemukakan

oleh Ernest Haeckel (1834 - 1914). Dalam ekologi, makhluk hidup dipelajari

sebagai suatu kesatuan atau sistem dengan lingkungannya.

Pembahasan ekologi tidak lepas dari pembahasan ekosistem dengan

berbagai komponen penyusunnya, yaitu faktor abiotik dan biotik. Faktor

abiotik antara lain suhu, air, kelembaban, cahaya, dan topografi, sedangkan

faktor biotik adalah makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan,

tumbuhan, dan mikroba. Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-

tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan

ekosistem yang saling memengaruhi dan merupakan suatu sistem yang

menunjukkan kesatuan.

Ekologi merupakan cabang ilmu yang masih relatif baru, yang baru

muncul pada tahun 70-an. Akan tetapi, ekologi mempunyai pengaruh yang

besar terhadap cabang biologinya. Ekologi mempelajari bagaimana makhluk

hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan mengadakan hubungan

antar makhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat hidupnya

atau lingkungannya. Ekologi, biologi dan ilmu kehidupan lainnya saling

melengkapi dengan zoologi dan botani yang menggambarkan hal bahwa

ekologi mencoba memperkirakan, dan ekonomi energi yang menggambarkan

kebanyakan rantai makanan manusia dan tingkat tropik.

2. Pembagian Ekologi

Berdasarkan tingkat bahasannya, ekologi dibedakan menjadi tiga

macam, yaitu:

2

a. Autekologi, mempelajari satu jenis organisme dan interaksinya dengan

lingkungan.

Pembahasan pada aspek siklus hidup, adaptasi, sifat parasitik dan lain-

lain.

b. Sinekologi, mengkaji berbagai kelompok organisme sebagai kesatuan yang

saling berinteraksi

dalam satu daerah tertentu. Sering dikenal dengan ekologi komunitas.

c. Demokologi, membahas interaksi populasi (beberapa individu sejenis)

dengan lingkungannya.

Berdasarkan habitat, kajian ekologi menurut habitat di mana

organisme hidup misalnya ekologi laut, ekologi padang rumput, ekologi

hutan tropika, dan lain-lain.

Berdasarkan taksonomi, kajian ekologi menurut tingkatan taksa

organisme, misalnya ekologi tumbuhan, ekologi hewan, ekologi

mikroorganisme, dan lain-lain.

3. Tingkatan Organisasi Organisme

Organisme memiliki tingkat organisasi dari sederhana (protoplasma)

sampai kompleks (sistem organ). Bila tingkatan tersebut dirunutkan akan

membentuk spektrum biologi dari tingkat seluler sampai biosfer

berdasarkan urutan: protoplasma, sel, jaringan, organ, sistem organ,

organisme, populasi, komunitas, ekosistem, dan biosfer.

Protoplasma, merupakan zat hidup dalam sel yang terdiri atas senyawa

organik kompleks seperti lemak, protein, dan lain-lain.

Sel, satuan dasar organisma yang terdiri atas protoplasma dan inti.

Jaringan, kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.

Organ, bagian organisma yang mempunyai fungsi tertentu.

Sistem organ, kerja sama antara struktur dan fungsional yang harmonis.

Organisme, mahluk hidup.

Populasi, kelompok organisme sejenis pada satu waktu dan tempat

tertentu.3

Komunitas, seluruh populasi pada daerah tertentu.

Ekosistem, satu kesatuan utuh antar organisme dan lingkungannya yang

saling mempengaruhi.

Biosfer, lapisan bumi di mana ada ekosistem.

4. Hubungan Ekologi dengan Ilmu Lainnya

Telah dikatakan bahwa ekologi merupakan bagian dari biologi.

Namun demikian, dalam penerapannya dibutuhkan berbagai disiplin ilmu

lainnya.

a. Ekologi dalam politik

Ekologi menimbulkan banyak filsafat yang amat kuat dan pergerakan

politik – termasuk gerakan konservasi, kesehatan, lingkungan,dan ekologi

yang kita kenal sekarang. Saat semuanya digabungkan dengan gerakan

perdamaian dan Enam Asas, disebut gerakan hijau. Umumnya, mengambil

kesehatan ekosistem yang pertama pada daftar moral manusia dan prioritas

politik, seperti jalan untuk mencapai kesehatan manusia dan keharmonisan

sosial dan ekonomi yang lebih baik.

Orang yang memiliki kepercayaan-kepercayaan itu disebut ekolog

politik. Beberapa telah mengatur ke dalam Kelompok Hijau, namun ada

benar-benar ekolog politik dalam kebanyakan partai politik. Sangat sering

mereka memakai argumen dari ekologi buat melanjutkan kebijakan,

khususnya kebijakan hutan dan energi. Sering kali argumen-argumen itu

bertentangan satu sama lain, seperti banyak yang dilakukan akademisi juga.

b. Ekologi dalam ekonomi

Banyak ekolog yang menghubungkan ekologi dengan ekonomi

manusia, diantaranya yaitu :

Lynn Margulis mengatakan bahwa studi ekonomi bagaimana manusia

membuat kehidupan. Studi ekologi bagaimana tiap binatang lainnya

membuat kehidupan.

4

Mike Nickerson mengatakan bahwa "ekonomi tiga perlima ekologi" sejak

ekosistem menciptakan sumber dan membuang sampah, yang mana

ekonomi menganggap dilakukan "untuk bebas".

Ekonomi ekologi dan teori perkembangan manusia mencoba

memisahkan pertanyaan ekonomi dengan lainnya, namun susah. Banyak

orang berpikir ekonomi baru saja menjadi bagian ekologi, dan ekonomi

mengabaikannya salah. "Modal alam" ialah satu contoh satu teori yang

menggabungkan dua hal itu.

c. Ekologi dalam Antropologi

Terkadang ekologi dibandingkan dengan antropologi, sebab keduanya

menggunakan banyak metode untuk mempelajari satu hal yang tidak bisa

tinggal tanpa itu. Antropologi ialah tentang bagaimana tubuh dan pikiran

seseorang dipengaruhi oleh lingkungan, ekologi ialah tentang bagaimana

lingkungan dipengaruhi oleh tubuh dan pikiran seseorang.

Beberapa orang berpikir mereka hanya seorang ilmuwan, namun

paradigma mekanistik bersikeras meletakkan subjek manusia dalam kontrol

objek ekologi — masalah subjek-objek. Namun dalam psikologi evolusioner

atau psikoneuroimunologi misalnya jelas jika kemampuan manusia dan

tantangan ekonomi berkembang bersama. Dengan baik ditetapkan Antoine

de Saint-Exupery: "Bumi mengajarkan kita lebih banyak tentang diri kita

daripada seluruh buku. Karena itu menolak kita. Manusia menemukan

dirinya sendiri saat ia membandingkan dirinya terhadap hambatan."

d. Ekologi dengan Ilmu Lainnya

Fisika, berperan dalam hal faktor fisik, seperti sinar matahari, suhu, dan

lain-lain.

Kimia, berperan dalam proses sintesis dan analisis kimiawi dalam tubuh

organisme.

5

Bumi antariksa, terutama berperan pada musim, perubahan siang malam,

erosi, sedimentasi, gravitasi, dan lain-lain.

5. Prinsip-Prinsip Ekologi

Pembahasan ekologi tidak lepas dari pembahasan ekosistem dengan

berbagai komponen penyusunnya, yaitu faktor abiotik dan biotik. Faktor

abiotik antara lain suhu, air, kelembapan, cahaya, dan topografi. Sedangkan

faktor biotik adalah makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan,

tumbuhan, dan mikroba.

Faktor Abiotik

Faktor abiotik adalah faktor tak hidup yang meliputi faktor fisika dan

kimia. Faktor abiotik yang mempengaruhi ekosistem adalah sebagai berikut.

1. Cahaya matahari

Cahaya matahari diperlukan oleh tumbuhan hijau untuk fotosintesis.

Tumbuhan hijau hanya mampu menggunakan sekitar 0,5%-1% jumlah

energi cahaya yang memancar kepadanya. Cahaya matahari juga berperan

sebagai perangsang (stimulus) sebagai aktivitas hewan dan tumbuhan

2. Suhu

Sebagian besar makhluk hidup tidak mempunyai sistem pengatur suhu

dalam tubuhnya sehingga suhu tubuhnya relatif sama dengan suhu

lingkungannya, hanya golongan aves dan mamalia saja yang mempunyai

sistem pengatur suhu tubuhnya sehingga disebut hewan berdarah panas

(homoloterm).

3. Air

Semua sel dan jaringan memerlukan air. Air ini perlu untuk kelangsungan

hidup ekosistem.

4. Tanah

Tanah merupakan tempat pertumbuhan akar tumbuhan yang secara terus

menerus menyediakan air dan garam-garam mineral yang diperlukan

tumbuhan.

5. Mineral dan Gas

6

N, P, K, Ca, S, dan Mg sangat penting bagi makhluk hidup. Memiliki

pengetahuan yang baik tentang nutrien yang diperlukan tumbuhan akan

dapat meningkatkan produksi pertanian. Penggunaan pupuk bisa

membantu memperbaiki kondisi tanah yang rusak dan miskin hara tetapi

penambahan dosis yang terlalu tinggi akan menyebabkan pencemaran

lingkungan.

6. Kelembaban udara

Kelembaban udara mempengaruhi laju penguapan atau transpirasi

tumbuhan dan laju evaporasi dari hewan.

7. Iklim mikro

Iklim mikro merujuk kepada iklim di suatu habitat kecil, misalnya iklim

dalam tanah, iklim di bawah sebuah pohon besaratau pada sebuah batu

besar.

8. Habitat dan Niche

Habitat adalah tempat hidup suatu organisme. Habitat dapat digunakan

untuk menunjukkan tempat hidup sekelompok organisme dari berbagai

jenis yang membentuk suatu komunitas. Habitat juga dapat digunakan

untuk menunjukkan tempat hidup organisme secara umum.

Niche (relung) adalah suatu posisi atau status oranisme dalam suatu

ekosistem yang merupakan akibat dari adaptasi struktural, fisiologi, dan

tingkah laku organisme tersebut. Niche tidak hanya ditentukan oleh

tempat hidup organisme tetapi juga ditentukan oleh berbagai fungsi yang

dikerjakannya (niche lebih mengacu pada profesi organisme dalam

lingkungan hidupnya).

Faktor Biotik

Faktor biotik adalah faktor hidup yang meliputi semua makhluk hidup

di bumi, baik tumbuhan maupun hewan. Dalam ekosistem, tumbuhan

berperan sebagai produsen, hewan berperan sebagai konsumen, dan

mikroorganisme berperan sebagai dekomposer.

Faktor biotik juga meliputi tingkatan-tingkatan organisme yang

meliputi individu, populasi, komunitas, ekosistem, dan biosfer. Tingkatan-7

tingkatan organisme makhluk hidup tersebut dalam ekosistem akan saling

berinteraksi, saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang

menunjukkan kesatuan.

1. Produsen

Produsen ialah semua jenis makhluk hidup yang berklorofil mulai dari

algae yang mikroskopis sampai dengan tumbuhan tingkat tinggi.

2. Konsumen

Konsumen adalah semua jenis organisme yang tidak berklorofil, sehingga

tidak dapat memenuhi kebutuhan hidup sendiri tetapi tergantung pada

organisme lain. Terdiri atas berbagai jenis hewan dan organisme pengurai.

Konsumer primer : Herbivora

Konsumer sekunder : Karnivora

Konsumer tersier : Omnivora

3. Dekomposer

Dekomposer terdiri atas bakteri dan jamur. Fungsinya adalah merombak

senyawa komplek yang terdapat pada tumbuhan dan hewan yang sudah

mati menjadi senyawa sederhana berupa nutrien yang sangat dibutuhkan

oleh tumbuhan.

Hubungan antar komponen ekosistem dapat dilihat pada skema berikut:

6. Ruang Lingkup Ekologi

Ruang lingkup ekologi berkisar pada tingkat populasi, komunitas, dan

ekosistem.

a. Populasi

8

KONSUMEN

PRODUSEN PENGURAI

LINGKUNGAN

Kumpulan individu sejenis yang hidup padasuatu daerah dan waktu

tertentu disebut populasi. Misalnya, populasi pohon kelapa di kelurahan

Tegakan pada tahun 1989 berjumlah 2552 batang.

Ukuran populasi berubah sepanjang waktu. Perubahan ukuran dalam

populasi ini disebut dinamika populasi. Perubahan ini dapat dihitung dengan

menggunakan rumus perubahan jumlah dibagi waktu. Hasilnya adalah

kecepatan perubahan dalam populasi.

Populasi mempunyai karakteristik yang khas untuk kelompoknya

yang tidak dimiliki oleh masing-masing individu anggotanya. Karakteristik ini

antara lain : kepadatan (densitas), laju kelahiran (natalitas), laju kematian

(mortalitas), potensi biotik, penyebaran umur, dan bentuk pertumbuhan.

Natalitas dan mortalitas merupakan penentu utama pertumbuhan populasi.

b. Komunitas

Komunitas ialah kumpulan dari berbagai populasi yang hidup pada

suatu waktu dan daerah tertentu yang saling berinteraksi dan mempengaruhi

satu sama lain. Komunitas memiliki derajat keterpaduan yang lebih kompleks

bila dibandingkan dengan individu dan populasi.

Dalam komunitas, semua organisme merupakan bagian dari

komunitas dan antara komponennya saling berhubungan melalui keragaman

interaksinya.

c. Ekosistem

Ekosistem adalah kesatuan interaksi antara makhluk hidup dengan

lingkungannya. Ekosistem juga dapat diartikan sebagai hubungan timbal

balik yang komplek antara organisme dengan lingkungannya. Ilmu yang

mempelajari ekosistem disebut ekologi. Kumpulan ekosistem yang terdapat

di permukaan bumi ini, yang meliputi atmosfer, daratan dan air disebut

biosfer.

Ekosistem pertama kali dikemukakan oleh Tansley pada tahun 1935.

Sistem ini mempunyai beberapa nama lain, Forbs tahun 1887 menyebut

ekosistem sebagai mikrokosm, Friederich tahun 1930 menyebut holocoen,

dan Thienemann tahun1939 menyebut biosistem.9

1. Satuan Dalam Ekosistem

Individu adalah makhluk hidup tunggal.

Populasi adalah semua individu sejenis yang menempati suatu daerah

tertentu.

Komunitas adalah seluruh populasi yang menempati daerah yang sama.

Ekosistem adalah hubungan timbal balik yang kompleks antara

organisme dengan Lingkungannya.

Biosfer adalah kumpulan dari ekosistem yang terdapat di permukaan

bumi ini.

2. Macam-Macam Ekosistem

Berdasarkan tempat terjadinya interaksi antara komunitas dengan

lingkungan abiotiknya, ekosistem dibedakan menjadi :

Ekosistem darat, meliputi gurun, padang rumput, hutan basah, hutan

gugur, taiga, dan tundra.

Ekosistem air tawar, dibedakan menjadi ekosistem airnya mengalir

ataupun yang berganti-ganti (lotik) dan yang airnya tenang (lentik).

Ekosistem air laut. Secara fisik,habitat laut dibagi menjadi daerah (zona)

litoral, neritik, batial, dan abisal.

Ekosistem pantai, mencakup hutan pantai yang terdiri atas beberapa

formasi. Secara berurutan, formasi yang terdapat pada ekosistem hutan

10

INDIVIDU POPULASI EKOSISTEM BIOSFERKOMUNITAS

pantai dari daerah pasang surut kearah darat adalah hutan bakau

(mangrove), pescaprae, dan formasi barringtonia.

Contoh Ekosistem Laut

Berdasarkan cara pembentukannya, ekosistem dibagi menjadi :

Ekosistem alami, yaitu ekosistem yang terbentuk secara alami tanpa

adanya pengaruh atau campur tangan manusia. Contoh: ekosistem

gurun pasir, ekosistem hutan tropis dan ekosistem hutan gugur.

Ekosistem buatan, yaitu ekosistem yang sengaja dibuat oleh manusia.

Contoh: kolam, waduk, sawah, ladang dan taman.

Ekosistem suksesi, yaitu ekosistem yang merupakan hasil suksesi

lingkungan yang didahului oleh kerusakan. Contoh: suatu daerah

tertimpa bencana gunung meletus sehingga seluruh kehidupan yang

menghuninya punah. Setelah beberapa lama lingkungan itu akan menjadi

ekosistem baru.

Berdasarkan makanan, ekosistem terdiri dari :

Komponen autotrofik, merupakan organisme yang mampu

menyediakan makanannya sendiri (fotosintesis).

Komponen heterotrofik, merupakan organisme yang hanya

memanfaatkan hanya bahan organik.

Berdasarkan fungsional, ekosistem terbagi menjadi :

Aliran energi

11

Rantai makanan

Pola keaneaka ragaman dalam waktu dan ruang

Daur makanan (biogeokimia)

Perkembangan dan evolusi

Pengendalian

Berdasarkan unsur penyusun, ekosistem terbagi menjadi :

Senyawa anorganik (C, N, P, H2O dll yang terlibat dalam daur materi)

Senyawa organik (protein, karbohidrat, lemak, dll)

Resim iklim, berupa faktor fisik

Produsen (organisme autotrofik)

Konsumen (organisme heterotrofik)

Pengurai (saprotrof dan osmotrof)

7. Pola Interaksi Antar Makhluk Hidup

Di alam ekosistem terdapat pola interaksi antar makhluk hidup, yakni

sebagai berikut.

1. Kompetisi, terjadi karena memperebutkan makanan yang sama,

memperebutkan habitat yang sama atau memperebutkan pasangan untuk

berkembang biak.

Kompetisi pada tumbuhan: perebutan air, mineral, oksigen antara rumput,

semak dan alang-alang.

Kompetisi pada hewan: perebutan

rumput antara kambing, sapi dan kerbau.

Kompetisi pada hewan sejenis: perebutan betina oleh hewan jantan.

2. Predasi, terjadi antara konsumen tingkat II dan konsumen tingkat I,

misalnya harimau dan kijang (harimau sebagai pemangsa dan kijang

sebagai yang dimangsa).

12

3. Simbiosis, yaitu hidup bersama antara dua jenis makhluk hidup yang

berbeda dalam hubungan yang erat. Simbiosis adalah interaksi antara dua

organism yang berbeda spesies yang hidup bersama. Pada simbiosis ini,

satu organisme akan hidup pada atau bersama organisme lain yang

dinamakan inang. Organisme yang berinteraksi dengan inang akan

memperoleh keuntungan dari interaksi tersebut. Simbiosis ini lebih lanjut

dikelompokkan menjadi tiga tipe, yakni: komensalisme, parasitisme, dan

mutualisme.

Simbiosis mutualisme adalah hidup bersama yang saling menguntungkan

antara dua jenis makhluk hidup yang berbeda. Contoh: Lebah madu atau

kupu-kupu dengan tanaman bunga (lebah mendapat madu sedangkan

tanaman dapat mengalami penyerbukan), kerbau dan burung jalak

(burung jalak mendapat makanan berupa kutu dari tubuh kerbau).

Simbiosis komensalisme adalah hidup bersama antara dua jenis makhluk

hidup yang berbeda, salah satunya mendapat keuntungan sementara yang

lainnya tidak mendapat keuntungan ataupun kerugian. Contoh: Epifit dan

pohon-pohon tinggi, misalnya anggrek mendapat cahaya matahari karena

berada di pohon yang tinggi, ikan remora dan ikan hiu, remora

mendapatkan sisa-sisa makanan ikan hiu yang tercecer dan sekaligus

mendapat perlindungan.

Simbiosis parasitisme adalah hidup bersama antara dua jenis makhluk

hidup yang berbeda, salah satu makhluk hidup mendapat keuntungan

sedangkan makhluk hidup lainnya dirugikan. Contoh: benalu dan tanaman

inang (benalu mengambil air dan zat- zat makanan dari tanaman

inangnya), tali putri dan tanaman pagar (tali putri mengambil air dan zat-

zat makanan dari tanaman pagar), kutu kepala dan manusia (kutu

mengisap darah dari kepala manusia).

4. Antibiosis, yaitu pola interaksi antara dua makhluk hidup yang berbeda,

dimana salah satu makhluk hidup menghambat pertumbuhan makhluk

hidup lainnya. Penicellium notatum dan bakteri, dimana Penicellium

13

notatum menghasilkan antibiotik penisilin yang dapat menghambat

pertumbuhan bakteri.

8. Saling Ketergantungan Antar Makhluk Hidup

1. Hubungan Antara Komponen Boitik Dan Abiotik

Komponen biotik bergantung pada komponen abiotik.

Contoh:

1) manusia, hewan dan tumbuhan memerlukan oksigen untuk bernapas,

2) tumbuhan hijau memerlukan karbondioksida, air dan cahaya matahari

untuk proses fotosintesis,

3) ikan hiu memerlukan air laut sebagai habitatnya.

Komponen biotik mempengaruhi komponen abiotik.

Contoh:

1) cacing tanah dapat menggemburkan tanah,

2) akar pepohonan dapat menyerap dan menahan air hujan.

2. Saling Ketergantungan Antar Komponen Biotik

Rantai makanan, adalah peristiwa makan dan dimakan dalam urutan

tertentu yang membentuk rangkaian lurus sederhana dan tidak

bercabang-cabang.

Perhatikan skema berikut :

Contoh rantai makanan:

1) Fitoplakton→ zooplakton→ ikan kecil→ penyu pemakan daging→

pengurai

14

Konsumen II Produsen Konsumen I

Pengurai

Konsumen Konsumen IKonsumen I

2) Padi→ tikus→ ular sawah→ elang→ pengurai

3) Daun→ ulat→ burung→ elang→ pengurai

Jaring - jaring makanan, adalah kumpulan beberapa rantai makanan yang

saling berhubungan.

Piramida makanan, adalah komposisi rantai makanan yang makin ke atas

jumlahnya makin kecil.

Arus energi, adalah perpindahan energi dari satu makhluk hidup ke

makhluk hidup yang lain dalam rantai makanan. Dalam ekosistem, energi

mengalami perpindahan dari cahaya matahari→produsen→ konsumen

pertama→ konsumen kedua→ konsumen ketiga.

Daur zat, adalah perpindahan zat dari satu tempat ke tempat lain dan

kembali ke tempat semula. Controh: daur oksigen, daur nitrogen dan daur

karbon.

15