HEWAN DAN LINGKUNGANNYA DARI ASPEK EKOLOGI DAN BIOSFER
MAKALAH
Untuk memenuhi tugas Mata Mata Kuliah Kuliah Ekolog Ekologii Hewan Hewan Yang Yang diampu diampu oleh oleh Bapak Bapak Dr. Agus Sutanto,M. Sutanto,M.Si Si dan Ibu Dr. Hening Hening Widowa Widowati, ti, M.Si.
Oleh Kelo Kelomp mpok ok 1 MUHAMMAD KHAYURIDLO
NPM. 13232025
SULIS ANJARWATI
NPM. 13232010
PROGRAM PROGRAM PASCASARJANA PASCASARJANA PENDIDIKAN PENDIDIKAN BIOLOGI BIOLOGI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH METRO SEPTEM SEPTEMBER BER 2014
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Segala puji hanya bagi Allah SWT, yang telah memberikan rahmat, nikmat dan hidayahnya sehingga kami penyusun dapat menyelesaikan tugas kelompok dalam bentuk makalah yang berjudul Hewan dan Lingkungannya dari Aspek Ekologi dan Biosfer.
Ucapan terimakasih kami kepada: 1)
Bapak Dr. Agus Agus Sutanto, M.Si. dan Ibu Dr. Hening Hening Widowati, Widowati, M.Si. selaku dosen pengampu mata kuliah Ekologi Hewan.
2)
Rekan-rekan mahasiwa yang telah banyak memberikan masukan.
3)
Semua pihak yang yang telah telah memberikan memberikan dukungan dan motivasi. motivasi. Akhir kata, penyusun menyadari dalam pembuatan makalah ini masih banyak
kekurangan. Oleh sebab itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun agar lebih baik dalam pembuatan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Metro,15 September 2014
Tim Penyus Penyusun un Kelompok 1
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Segala puji hanya bagi Allah SWT, yang telah memberikan rahmat, nikmat dan hidayahnya sehingga kami penyusun dapat menyelesaikan tugas kelompok dalam bentuk makalah yang berjudul Hewan dan Lingkungannya dari Aspek Ekologi dan Biosfer.
Ucapan terimakasih kami kepada: 1)
Bapak Dr. Agus Agus Sutanto, M.Si. dan Ibu Dr. Hening Hening Widowati, Widowati, M.Si. selaku dosen pengampu mata kuliah Ekologi Hewan.
2)
Rekan-rekan mahasiwa yang telah banyak memberikan masukan.
3)
Semua pihak yang yang telah telah memberikan memberikan dukungan dan motivasi. motivasi. Akhir kata, penyusun menyadari dalam pembuatan makalah ini masih banyak
kekurangan. Oleh sebab itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun agar lebih baik dalam pembuatan makalah selanjutnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Metro,15 September 2014
Tim Penyus Penyusun un Kelompok 1
ii
DAFTAR ISI
HALAMA HALAMAN N SAMPUL SAMPUL ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... ..
i
KATA PENGANTAR PENGANTAR .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ....
ii
DAFTAR DAFTAR ISI............ ISI................. ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........ ...
iii
BAB I PENDAHULU PENDAHULUAN AN .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ....... ..
1
A. Latar Latar Belaka Belakang ng Masala Masalah h ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... .....
1
B. Rumu Rumusa san n Masala Masalah h ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... .....
2
C. Tujua Tujuan n Penuli Penulisa san n ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...
2
BAB II PEMBAHASA PEMBAHASAN N .......... ............... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......
3
A. Ekolog Ekologii Biosfe Biosferr ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...
3
B. Faktor Faktor Abioti Abiotik k dalam dalam Biosfe Biosfer. r. ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... .....
5
C. Bioma Bioma Akuati Akuatik k dan Teres Terester terial ial ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... ..
8
D. Konse Konsep p Ekolog Ekologii Organ Organisme isme ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... ..
23
relevan dengan kajian Hewan E. Ayat Ayat Al-Qur’an Al-Qur’an yang relevan dengan Dan Lingkung Lingkunganny annyaa ......... .............. .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ....... ..
28
BAB III PENUTUP PENUTUP .......... ............... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........ ...
30
DAFTAR DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA .......... ............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ....
31
iii
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Perkataan ekologi berasal dari bahasa Yunani yaitu oikos, yang berarti rumah atau tempat tinggal, dan logos yang berarti ilmu yang mempelajari. Secara harfiah maka ekologi mempunyai pengertian yaitu ilmu yang mempelajari ketata rumah tanggaan organisme hidup (Muhartini, 2003). Ekologi juga dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme dengan sesamanya dan dengan benda-benda mati di sekitarnya (lingkungannya). Ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Ernest Haeckel, seorang ahli biologi Jerman pada tahun 1869. Dalam pengertian proses alamiah, ekologi telah diketahui dan diaplikasikan sejak dulu dan terus berkembang sejalan dengan perkembangan akal dan budaya manusia. Pada saat ini dengan berbagai keperluan dan kepentingan, ekologi
berkembang sebagai ilmu yang tidak hanya
mempelajari apa yang ada dan apa yang terjadi di alam. Ekologi berkembang menjadi ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem (alam), sehingga dapat menganalisis dan memberi jawaban terhadap berbagai kejadian alam. Sebagai
contoh
ekologi
dapat
memberi
jawaban
terhadap
terjadinya
permasalahan-permasalahan yang terkait ekologi hewan, seperti ledakan populasi belalang di Lampung, ledakan populasi hama wereng, kutu loncat, tikus, DBD, Flu burung dan lain-lain yang merupakan salah satu bentuk terjadinya ketidak seimbangan dalam ekosistem dan komponen-komponen alam yang terlibat dalam system sedang mengatur strateginya masing-masing untuk menuju kearah keseimbangan baru. Odum (1983) menjelaskan bahwa Ekologi diartikan sebagai totalitas atau pola hubungan antara makhluk dengan lingkungannya. Secara umum Ekologi sebagai salah satu cabang ilmu biologi yang mempelajari interaksi atau hubungan pengaruh mempengaruhi dan saling ketergantungan antara organisme dengan lingkungannya baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan makhluk hidup itu. Lingkungan tersebut artinya segala sesuatu yang ada di sekitar makhluk hidup yaitu lingkungan biotik maupun abiotik.
1
2
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. Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan ekosistem yang saling mempengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan (Campbell, 2002). Belajar ekologi tidak hanya mempelajari ekosistem tetapi juga otomatis mempelajari organisme pada tingkatan organisasi yang lebih kecil. Ekologi hewan berhubungan dengan cara-cara berprilaku, fisiologis, dan morfologis yang digunakan hewan dalam menghadapi tantangan yang ditimbulkan oleh lingkungan abiotiknya. Dalam makalah ini akan dikaji terkait hewan dan lingkungannya dari aspek ekologi dan biosfer.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka rumusan masalah yang dapat kami susun adalah sebagai berikut: 1. Apakah yang dimaksud dengan ekologi biosfer? 2. Apa saja faktor abiotik dalam biosfer? 3. Bagaimanakah bioma akuatik dan teresterial? 4. Bagaimanakah konsep ekologi organisme? 5. Manakah
ayat
Al-Qur’an
yang
relevan
dengan
kajian
Hewan
dan
Lingkunganya dari aspek ekologi dan biosfer? C. Tujuan Penulisan
Dalam rumusan masalah di atas terdapat beberapa tujuan antara lain: 1. Untuk memahami yang dimaksud dengan ekologi biosfer. 2. Untuk memahami faktor abiotik dalam biosfer. 3. Untuk memahami bioma akuatik dan teresterial. 4. Untuk memahami konsep ekologi organisme. 5. Untuk mengkaji ayat Al-Qur’an yang relevan dengan kajian Hewan dan Lingkungannya dari aspek ekologi dan biosfer.
3
BAB II PEMBAHASAN
A. Ekologi Biosfer
Ekologi dapat dikatakan sebagai ilmu yang mempelajari seluruh pola hubungan timbal balik antar mahluk hidup dan juga antara mahluk hidup dengan lingkungannya. Lebih lanjut Wardhana (1999) menjelaskan bahwa pembagian ekologi yakni sebagai berikut: 1. Autekologi, mempelajari satu jenis organisme dan interaksinya dengan
lingkungan. Pembahasan pada aspek siklus hidup, adaptasi, sifat parasitik dan lain-lain. Contoh: untuk mengetahui hubungan jenis serangga dengan lingkungannya 2. Sinekologi, mengkaji berbagai kelompok organisme sebagai kesatuan yang
saling berinteraksi dalam satu daerah tertentu. Sering dikenal dengan ekologi komunitas. Contoh: untuk mengetahui karakteristik lingkungan dimana serangga itu hidup. 3. Pembagian ekologi berdasarkan habitat, kajian ekologi menurut habitat di
mana organisma hidup misalnya ekologi laut, ekologi padang rumput, ekologi hutan tropika dan lain-lain. 4.
Pembagian ekologi menurut taksonomi, kajian ekologi menurut tingkatan torganisme,
misanya
ekologi
tumbuhan,
ekologi
hewan,
ekologi
mikroorganisma dan lain-lain. Menurut Haeckel (dalam Venaris Vane, 2013) bahwa ekologi adalah studi tentang hubungan menyeluruh antara hewan dengan lingkungan anorganik dan organiknya. Sedangkan secara etimologi biosfer merupakan gabungan dari dua kata, yaitu “bio” yang berarti hidup dan “sphere” yang berarti lapisan. Jadi, biosfer adalah lapisan tempat hidup (habitat) makhluk hidup. Biosfer meliputi lapisan litosfer, hidrosfer, dan atmosfer. Ketiga lapisan tersebut saling berinteraksi dan membentuk lapisan biosfer tempat ditemukannya kehidupan di bumi. Setiap jenis makhluk hidup mempunyai tempat masing-masing di biosfer untuk tetap hidup sesuai dengan caranya. Tempat hidup itu disebut habitat yang berarti tempat hidup suatu organisme. Tempat hidup dengan unsur-unsurnya beserta 3
4
makhluk hidup yang tinggal disuatu kawasan secara keseluruhan akan membentuk sistem
kehidupan
yang
disebut ekosistem.
Sistem
kehidupan
di
biosfer
yang sebesar bumi secara umum dibagi menjadi ekosistem daratan (terrestrial ecosystem), ekosistem laut (marine ecosystem), dan ekosistem air tawar (fresh water ecosystem).
Gambar 1. Komponen biosfer
Berdasarkan gambar di atas biosfer terdiri dari beberapa komponen yaitu : 1. Atmosphere berasal dari kata atmo yang berarti udara dan sphere yang artinya lapisan. Jadi atmosphere adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Atmosphere terdiri dari empat lapisan yaitu : a. Lapisan troposfer yaitu merupakan lapisan atmosphere yang paling bawah dan dekat dengan permukaan bumi.Dengan ketinggian 0 sampai 12 km dari permukaan air laut. b. Lapisan stratosfer yaitu lapisan kedua dari permukaan bumi yang memiliki ketinggian dari 12 sampai 50 km dari atas permukaan laut. c. Lapisan mesosfer yaitu lapisan ketiga atmosphere yang memiliki kettinggian 50 sampai 80 km dari atas permukaan laut. d. Lapisan termosfer/ionosfer yaitu lapisan yang panas dengan ketinggian antara 80 sampai 700 km dari atas permukaan laut. 2. Lithosphere berasal dari kata lithos yang berarti batuan, dan sphere yang artinya lapisan.Jadi lithosphere adalah lapisan kulit bumi yang paling luar dengan ketebalan 1200 km dan memiliki berat jenis rata-rata 2,8 gram/cm3. Lithosphere tersusun dari bebrapa lapisan yaitu :
5
a. Lapisan sial (silisium dan aluminium) yaitu lapisan yang terdapat batuan sedimen, granit, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. b. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan yang bersifat elastis dan mempunyai ketebalan rata-rata 65 km. 3. Hydrosphere berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hydrosphere di permukaan bumi meliputi danau, sungai, laut, samudera, air tanah dan uap air yang terdapat dilapisan udara.
B. Faktor Abiotik dalam Biosfer
Biosfer sebagai sistem kehidupan yang besar karena terdiri atas gabungan ekosistem yang ada di bumi disusun oleh komponen abiotik dan biotik. Rentang variasi dari faktor-faktor abiotik dimana suatu organisme mampu hidup merupakan faktor utama yang menentukan distribusi suatu spesies. Faktor abiotik yang penting pengaruhnya terhadap keberadaan suatu organisme antara lain sebagai berikut: 1. Suhu Suhu lingkungan merupakan faktor penting dalam persebaran organisme karena pengaruhnya pada proses biologis dan ketidakmampuan sebagian besar organisme untuk mengatur suhu tubuhnya secara tepat. Sel bisa 0
pecah jika air yang terdapat di dalamnya membeku pada suhu dibawah 0 C, dan protein pada sebagian besar organisme akan mengalami denaturasi pada 0
suhu di atas 45 C. Selain itu, sejumlah organisme dapat mempertahankan suatu metabolisme yang cukup aktif pada suhu yang sangat tinggi. Adaptasi yang luar biasa memungkinkan beberapa organisme hidup di luar kisaran suhu tersebut. Suhu internal suatu organisme sesungguhnya dipengaruhi oleh pertukaran panas dengan lingkungannya, dan sebagian besar organisme tidak dapat mempertahankan suhu tubuhnya lebih tinggi beberapa derajat di atas atau di bawah suhu lingkungan sekitarnya. Sebagai makhluk endotermis, mamalia dan burung merupakan pengecualian utama, tetapi fungsi-fungsi endotermis sekalipun akan bekerja paling baik di dalam kisaran suhu lingkungan tertentu yang bervariasi menurut spesies.
6
Kondisi suhu udara sangat berpengaruh terhadap kehidupan hewan, karena berbagai jenis spesies memiliki persyaratan suhu lingkungan hidup ideal atau optimal, serta tingkat toleransi yang berbedabeda di antara satu dan lainnya. Misalnya, fauna yang hidup di kawasan kutub memiliki tingkat ketahanan dan toleransi yang lebih tinggi terhadap perbedaan suhu yang tajam antara siang dan malam jika dibandingkan dengan fauna tropis. 2. Air Aie mempunyai peranan sangat penting karena organisme harus mengatur osmolaritasnya dilingkungan air dan memelihara kandungan air serta mengurangi hilangnya air jika dihabitat teresterial. Sifat-sifat air berpengaruh pada organisme dan lingkungannya. Air sangat penting bagi kehidupan, tetapi ketersediaannya bervariasi secara dramatis di berbagai habitat. Organisme air tawar dan air laut hidup terendam di dalam suatu lingkungan akuatik, tetapi organisme tersebut menghadapi permasalahan keseimbangan air jika tekanan osmosis intraselulernya tidak sesuai dengan tekanan osmosis air disekitarnya. Organisme di lingkungan darat menghadapi ancaman kekeringan yang hampir konstan, dan evolusinya dibentuk oleh kebutuhannya untuk mendapatkan dan menyimpan air dalam jumlah yang mencukupi.
3. Cahaya Matahari Matahari memberikan energi yang menggerakkan hampir seluruh ekosistem, meskipun hanya tumbuhan dan organisme fotosintetik lain yang menggunakan sumber energi ini secara langsung. Intensitas cahaya bukan merupakan faktor terpenting yang membatasi pertumbuhan tumbuhan di lingkungan darat, tetapi penaungan oleh kanopi hutan membuat persaingan untuk mendapatkan cahaya matahari di bawah kanopi tersebut menjadi sangat ketat. Dalam lingkungan akuatik, intensitas dan kualitas cahaya membatasi persebaran organisme fotosintetik. Setiap meter kedalaman air secara selektif menyerap sekitar 45% cahaya merah dan sekitar 2% cahaya biru yang melaluinya. Sebagai hasilnya, sebagian besar fotosintesis dalam lingkungan akuatik terjadi relatif di dakat permukaan air. Akan tetapi, organisme
7
fotosintetik itu sendiri menyerap banyak cahaya yang menembus air, yang selanjutnya akan mengurangi intensitas dan cahaya pada air di bawahnya. Cahaya juga penting bagi perkembangan dan perilaku banyak tumbuhan dan hewan yang sensitif terhadap fotoperiode, yaitu panjang relatif siang dan malam hari. Fotoperiode merupakan suatu indikator yang lebih dapat dipercaya dibndingkan dengan suhu, dalam memberi petunjuk mengenai kejadian musiman, seperti perbungaan atau perpindahan (migrasi). 4. Angin Angin memperkuat pengaruh suhu lingkungan pada organisme dengan cara meningkankan hilangnya panas melalui penguapan (evaporasi) dan konveksi (faktor wind-chill atau pendinginan oleh angin). Angin juga menyebabkan hilangnya air di organisme dengan cara meningkatkan laju penguapan pada hewan. Angin juga dapat dimanfaatkan hewan untuk terbang. Contohnya burung memanfaatkan aliran udara/angin untuk terbang beberapa burung yang terbang secara berkelompok (dalam formasi huruf v), sehingga burung dapat dibantu angin dalam bermigrasi. Di dalam siklus hidrologi, angin berfungsi sebagai alat transportasi yang dapat memindahkan uap air atau awan dari suatu tempat ke tempat lain. Gejala alam ini menguntungkan bagi kehidupan makhluk di bumi, karena terjadi distribusi uap air di atmosfer ke berbagai wilayah. Akibatnya, secara alamiah kebutuhan organisme akan air dapat terpenuhi.
5. Batu dan Tanah Struktur fisik, pH dan komposisi mineral batuan serta tanah akan membatasi persebaran tumbuhan dan hewan yang memakannya, sehingga menjdai salah satu penyebab timbulnya pola mengelompok pada area tertentu yang acak (patchiness) pada ekosistem terestrial yang sering kita lihat. Pada aliran sungai, komposisi sub pada ekosistem terestrial yang sering kita lihat. Pada aliran sungai, komposisi substrat dapat mempengaruhi tumbuhan dan hewan penghuni ekosistem akuatik. Pada lingkungan laut struktur substrat dalam zona pasang surut (intertidal zone) dan dasar laut menentukan jenis organisme yang dapat menempel atau meliang dalam habitat seperti itu.
8
Faktor fisik dan kimiawi tanah yang mempengaruhi keberadaan kehidupan hewan antara lain tekstur, struktur, dan keasaman tanah serta topografi tanah. Biasanya tanah yang miring setiap unitnya mempunyai jumlah fauna lebih sedikit dari pada tanah yang relatif rata. Hewan yang khas juga akan ditemukan untuk daerah-daerah dengan ketinggian tertentu. 6. Gangguan Periodik Gangguan yang sangat merusak seperti kebakaran, badai, tornado, dan letusan gunung berapi dapat menghancurkan komunitas biologis. Setelah adanya ganguan yang
merusak, daerah akan dikolonisasi ulang oleh
organisme yang selamat dari bencana, akan tetapi struktur komunitas akan mengalami suatu suksesi perubahan selama proses pemulihan. Beberapa gangguan yang jarang terjadi dan tidak dapat diprediksi menurut waktu dan ruang, sehingga organisme tidak memiliki adaptasi evolusioner untuk menghadapinya. C. Bioma Akuatik dan Teresterial
Pembagian bioma dilakukan berdasarkan faktor abiotik dan iklim yang ada di dunia. Bioma yang ada di seluruh dunia, secara garis besar terbagi menjadi 2 (dua), yaitu bioma akuatik (air) dan bioma terestrial (darat). 1. Bioma Akuatik Menempati Bagian Terbesar Biosfer
Kehidupan berasal pada air dan berevolusi disana selama hampir 3 miliar tahun sebelum tumbuhan dan hewan mulai berpindah ke daratan. Bioma akuatik masih mewakili bagian terbesar dalam biosfer.
Gambar 2. Persebaran bioma akuatik
9
Para ahli ekologi membedakan antara bioma air tawar dan bioma air laut berdasarkan perbedaan fisik dan kimiawi. Sebagai contoh, bioma marina tau laut umumnya memiliki konsentrasi garam rata-rata 3%, sementara bioma air tawar umumnya memiliki ciri konsentrasi garam yang lebih rendah dari 1%. Lautan menutupi sekitar 75% permukaan Bumi, dan memiliki dampak yang sangat besar pada biosfer. Penguapan air laut akan menyediakan uap air yang akan menjadi sebagian besar curah hujan di planet ini, dan suhu lautan berpengaruh pada pola iklim dan angin di dunia. Selain itu, alga laut dan bakteri fotosintetik menyediakan sebagian besar oksigen (O 2)
dunia dan
mengkonsumsi sebagian besar karbon dioksida. Bioma air tawar sangat erat hubungannya dengan tanah dan komponen biotic bioma terrestrial yang dilalui bioma air tawar tersebut atau tempat bioma air tawar berada. Ciri khusus suatu bioma air tawar juga dipengaruhi oleh pola dan kecepatan aliran air dan iklim yang memberikan paparan terhadap bioma tersebut. 2. Stratifikasi Vertikal Bioma Akuatik
Banyak bioma akuatik memperlihatkan stratifikasi vertikal yang jelas pada beberapa variabel fisik dan kimiawi. Cahaya diserap oleh air itu sendiri dan oleh mikroorganisme yang ada di dalamnya, sedemikian rupa sehingga intensitasnya menurun secara cepat dengan bertambahnya kedalaman. Para ahli ekologi membedakan antara zona fotik di bagian atas, yaitu daerah yang cahayanya mencukupi untuk fotosintesis, dan zona afotik di bagian bawah, yaitu daerah dengan sedikit sekali cahaya yang menembus sampai ke daerah itu.suhu air juga cenderung terstratifikasi, khususnya selama musim panas dan musim dingin. Energi panas dari cahaya matahari akan menghangatkan permukaan air hingga ke bagian air yang dapatditembus oleh cahaya matahari, tetapi air di tempat yang lebih dalam tetap sangat dingin. Dalam lautan dan pada banyak danau di daerah beriklim sedang, suatu lapisan tipis yang perubahan suhunya sangat cepat, yang disebut termoklin (thermocline), memisahkan lapisan air bagian atas yang lebih hangat dari lapisan air yang lebih dingin di bagian dalam. Pada bagian dasar semua bioma akuatik, substratnya disebut zona bentik (bhentic zone). Terbuat dari pasir dan sedimen organik dan anorganik (ooze), zona bentik ditempati oleh komunitas
10
organisme yang secara kolektif disebut bentos. Salah satu sumber utama makanan untuk lautan dan danau, detritus turun ke bawah permukaan air yang produktif pada zona fotik. a. Bioma Air Tawar
Kategori umum bioma air tawar, badan air yang tetap diam (kolam dan danau) dan jenis badan air yang bergerak (sungai dan aliran). Badan air yang diam berkisar mulai dari kolam kecil yang hanya beberapa meter persegi luasnya hingga ke danau besar yang luasnya mencapai ribuan kilometer persegi. Di sebagian besar danau, komunitas tumbuhan dan hewan tersebar berdasarkan kedalaman air dan jaraknya dari tepian. Tumbuhan akuatik yang berakar dan mengambang berkembang biak pada zona litoral (daerah pesisir), yaitu daerah perairan di dekat tepian yang cukup banyak mendapatkan banyak cahaya dan kedalamannya dangkal. Pada suatu danau, perairan dengan permukaan terbuka dan mendapatkan cahaya yang baik di daerah yang semakin jauh dari tepian.
b. Lahan Basah
Pada tingkatan paling sederhana, lahan basah (wetland) adalah suatu daerah yang digenangi oleh air yang menyokong kehidupan tumbuhan akuatik. Pada kenyataannya, daerah lahan basah meliputi mulai dari daerah yang secara periodik banjir hingga ke tanah yang secara permanen menjadi jenuh selama musim pertumbuhan. Keberagaman jenis daerah lahan basah yang sangat luas telah diketahui, mulai dari rawa yang airnya tak mengalir (marsh), rawa lumpur (swamp) hingga ke tanah gambut (bog). Akan tetapi, semua keragaman ini umumnya membentuk satu dari tiga situasi topografik yang berbeda.lahan basah cekungan (basin wetland) terbentuk di cekungan dangkal, mulai dari perlekukan daratan tinggi hingga ke kolam dan danau yang terisi. Lahan basah sungai (riverine wetland) berkembang di sepanjang pinggir sungai atau aliran yang dangkal dan secara periodik banjir. Lahan basah tepian (fringe wetland) terdapat di sepanjang tepi danau bedar atau laut, dimana air mengalir maju mundur karena peningkatan permukaan air
11
atau akibat pasang. Dengan demikian, lahan basah tepian meliputi bioma air tawar maupun bioma laut. Lahan basah pesisir laut sangat dekat hubungannya dengan muara. Aliran air melalui suatu lahan basah, lamanya, frekuensi, kedalamannya dan musim banjir menentukan jenis tumbuhan yang tumbuh di lahan basah tersebut. Secara ekologi, lahan basah merupakan bioma yang paling kaya. Lahan basah memiliki komunitas invertebrate yang beraneka ragam, yang menyokong kehidupan beraneka ragam burung. Herbivora mulai dari krustase hingga ke tikus air mengkonsumsi alga, detritus, dan tumbuhan. Lingkungan muara juga mendukung kehidupan berbagai ragam cacing, tiram, kepiting dan banyak spesies ikan yang dikonsumsi oleh manusia. Banyak invertebrate laut dan ikan menggunakan muara sebagai tempat berkembang biak atau berpindah melalui muara ke habitat air tawar di daerah hulu. Muara juga merupakan daerah pencarian makan yang penting bagi banyak vertebrata semiakuatik, khususnya burung air. Meskipun muara mendukung kehidupan berbagai ragam spesies yang secara komersial sangat berharga, daerah di sekitar muara juga merupakan lokasi utama untuk pengembangan komersial dan tempat tinggal. c. Penentuan Zona pada Komunitas Laut
Mirip dengan komunitas di danau air tawar, komunitas air laut tersebar menurut kedalaman air, derajat penetrasi cahaya, jarak dari pantai, dan perairan terbuka versus bagian dasar. Terdapat suatu zona fotik di mana fitoplankton, zoonplankton dan banyak spesies ikan ditemukan, dan suatu zona afotik di bawahnya. Karena air menyerap cahaya sedemikian baiknya dan lautan sangan dalam, sebagian besar volume lautan hamper tidak menerima cahaya, kecuali sejumlah kecil yang dihasilkan oleh beberapa ikan dan invertebrate penghasil cahaya (luminesen). Zona di mana daratan bertemu dengan air disebut zona intertidal (zona pasang surut), lebih jauh dari zona pasang surut adalah zona netirik, yaitu daerah dangkal di atas dasar continental, dan melewati dasar selat adalah zona aseanik, yaitu daerah yang mencapai kedalaman yang sangat dalam.
12
Akhirnya, perairan terbuka dengan berbagai kedalaman adalah zona pelagik, yang pada dasarnya adalah dasar laut atau zona bentik.
d. Zona Pasang Surut
Suatu zona pasang surut terendam dan muncul secara bergantian karena siklus pasang yang terjadi dua kali dalam sehari. Komunitas yang terdapat pada zona pasang surut ini terpapar pada variasi harian yang sangat tinggi dalam hal ketersedian air laut (dan nutrien yang dibawanya) dan dalam hal suhu. Barang kali yang paling penting dari semuanya, organism zona pasang surut terpapar pada gaya mekanis terpaan gelombang, yang dapat melepaskan organisme tersebut dari habitatnya. Zona pasang surut berbatu terstratifikasi secara vertikal. Sebagian besar organisme memiliki adaptasi struktural yang memungkinkan organisme tersebut menempel pada substrata tau permukaan yang keras dalam lingkungan yang hiruk pikuk secara fisik. Pada substrat berpasir (pantai) atau hamparan lumpur, zona pasang surut tidak terstratifikasi begitu jelas. Terpaan gelombang dan ombak secara konstan menindahkan partikel lumpur dan pasir, dan beberapa alga besar atau tumbuhan menempati tumbuhan ini. Banyak hewan, seperti cacing dan remis pemakan suspense serta krustase pemangsa, membenamkan dirinya di dalam pasir atau lumpur, dan mengambil sumber makanan ketika air pasang. Organisme lain yang tinggal di permukaan, seperti kepiting dan burung pantai, adalah pemakan bangkai atau pemangsa organisme tersebut.
e. Terumbu Karang
Di perairan tropis yang hangat pada zona neritik, terumbu karang (coral reef) membentuk suatu bioma yang jelas dan mencolok mata. Arus dan ombak secara konstan memperbaharui persediaan nutrien bagi terumbu, dan cahaya matahari mnembus samapai kedasar laut, yang memungkinkan terjadinya fotositesis. Terumbu karang didominasi oleh struktur karang itu sendiri, yang dibentuk oleh suatu kelompok Cnidaria
13
yang beraneka ragam, yang mensekresikan kerangka luar yang keras yang terbuat dari kalsium karbonat. Kerangka ini bervariasi bentuknya, yang membentuk suatu substrat tempat-tempat tumbuhnya karang, spons dan alga lainnya. Alga multiseluler yang terkubur dalam kerak kalsium karbonat juga menambah jumlah batu kapur pada sebagian besar terumbu, begitu pula halnya dengan briozoa. Hewan karang itu sendiri memakan organisme mikroskopis dan partikel serpihan-serpihan organic. Hewan karang juga mendapatkan molekul organic dari fotosintesis alga dinoflagelata simbiotik yang hidup didalam jaringan mereka. Hewan karang dapat bertahan hidup tanpa dinoflagelata, tetapi laju pengendapan kalsium karbonatnya jauh lebih lambat tanpa dinoflagelata, dengan demikian pembentukan terumbu oleh karang bergantung pada asosiasi simbiotik. Beberapa terumbu karang yang menutupi lautan dangkal yang sangat luas, akan tetapi bioma yang sangat rumit dan rapuh ini sangat mudah rusak oleh polusi dan pembangunan dan juga oleh pemburu souvenir yang mengumpulkan kerangka karang. Karang juga rentan terhadap kerusakan yang berasal dari pemangsa asli atau pemangsa pendatang seperti binatang laut mahkota duri, yang telah mengalami ledakan populasi di banyak wilayah dan sesungguhnya merusak terumbu karang pada bagian barat laut pasifik. Kamunitas terumbu berusia sangat tua dan tumbuh sangat lambat, dan komunitas terumbu tersebut mungkin tidak mampu menahan gangguan manusia terus menerus. f.
Bioma Pelagik Oseanik
Sebagian besar air laut terletak jauh dari pantai dan bioma pelagik oseanik, yang secara konstan tercampur oleh arus laut. Konsentrasi nutrient umumnya lebih rendah di lautan terbuka dibandingkan dengan daerah pesisir, karena sisa-sisa plankton dan organisme lain tenggelam di bawah wilayah fotik ke dalam zona bentik yang lebih dalam dan gelap. Pada beberapa daerah tropis, air permukaan memiliki kandungan nutrient yang lebih rendah dibandingkan dengan air permukaan lautan beriklim sedang karena adanya suatu stratifikasi termal sepanjang tahun yang
14
mencegah terjadinya pertukaran nutrien antara permukaan dan bagian dalam. Laut di daerah yang beriklim sedang umumnya lebih produktif, karena seperti danau di daerah beriklim sedang yang mengalami pergantian nutrien pada musim semi dan sampai keadaan terbatas, selama musim gugur. Pada musim semi sirkulasi ulang nutrien dari kedalaman merangsang suatu lonjakan pertumbuhan plankton fotosintetik. Plankton fotosintetik tumbuh dan bereproduksi secra cepat pada daerah fotik bioma laut. Zoonplankton meliputi protozoa, cacing, copepod, krill yang miring udang, ubur-ubur dan larfa kecil invertebrate dab ikan, pemakan plankton fotosintetik. Sebagian besar plankton memperlihatkan struktur morfologis, seperti duri yang menjerat gelembung, butiran lemak, kapsul bergelatin dan kantung air yang membantu mereka tetap mengambang di dalam zona fotik. Bioma pelagik oseanik juga meliputi hewan yang berenang bebas yang disebut nekton, yang dapat bergerak melawan arus untuk mencari makanan. Cumi-cumi besar, ikan, kura-kura laut dan mamalia laut yang memakan plankton atau memakan satu sama lain. Meskipun banyak di antara hewan ini mencari makan di wilayah fotik zona pelagik, yang lain hidup pada kedalaman yang sangat dalam di mana ikan mungkin memiliki mata yang berukuran besar, yang memungkinkan mereka dapat melihat dalam cahaya yang sangat redup, atau memiliki organ luminesen (penghasil cahaya) yang menarik paangan kawin dan mangsanya. Banyak burung laut, seperti petrel, tern, albatross dan booby menangkap ikan di permukaan air.
g. Bentos
Dasar lautan yang terletak di bawah zona neritik dan pelagik adalah bentik, seperti pada bioma akuatik lain. Nutrien mencapai dasar laut dari air bagian atas melalui curahan ke bawah (raining down) dalam bentuk detritus. Meskipun xona benti di perairan dangkal dan dekat pantai bisa menerima cahaya matahari yang mamadai, cahaya dan suhu menurun
15
secara dramatis dengan bertambahnya kedalaman. Komunitas bentuk neritik sangat luar biasa produksinya, dan terdiri dari bakteri, fungi, rumput laut dan alga berfilamen, banyak invertebrate serta ikan. Komposisi spesies komunitas ini bervariasi menurut perubahan jarak dari pantai, kedalaman air dan komposisi bagian dasarnya. Banyak organisme hidup terkubur dalam substrat yang lembut. Organisme yang hidup pada komunitas bentik yang dalam pada zona abisal telah 0
beradaptasi terhadap suhu dingin yang terus menerus (sekitar 3 C), tekanan air yang sangat tinggi, cahaya yang hamper atau sama sekali tidak ada,dan konsentrasi nutrien yang rendah. Akan tetapi, oksigen umumnya terdapat di dalam perairan di dasar laut, dan suatu komunitas invetebrata dan ikan yang cukup beraneka ragam menempati wilayah ini. Para ahli kelautan juga telah menemukan suatu kumpulan organisme yang unik yang berasosiasi dengan celah (lubang) hidrotermal laut dalam yang merupakan asal-usul vulkanik (gunung berapi) pada bukit di tengah laut. Dalam lingkungan yang gelap, panas dan kurang oksigen ini, penghasil makanan bukanlah organisme fotosintetik,
akan tetapi
prokariota
kemoautotrof. Molekul organic yang mereka sintesis akan membentuk dasar dari suatu rantai makanan yang meliputi cacing polikaeta raksasa, artropoda, ekidodermata dan ikan. 3. Persebaran Geografis Bioma Terestrial
Penyebaran bioma dipengaruhi oleh iklim, letak geografis, garis lintang dan ketinggian letak dari permukaan laut. Pengaruh pemanasan matahari pada atmosfer, tanah, dan air akan membentuk variasi suhu, siklus pergerakan udara, dan penguapan air yang bertanggung jawab atas variasi iklim pada daerah-daerah dengan lintang yang berbeda. Bioma darat (terrestrial) seringkali dinamai sesuai ciri fisik atau iklim utama dan jenis vegetasi dominannya. Sebagai contoh, padang rumput temperat didominasi oleh berbagai spesies rumput dan umumnya ditemukan pada garis lintang pertengahan, dimana iklim lebih sedang dibandingkan dengan daerah tropis dan daerah kutub. Berdasarkan posisi geografis, iklim, garis lintang dan
16
ketinggian letak dari permukaan laut bioma dibedakan antara lain sebagai berikut. a. Bioma Hutan Tropis
Bioma ini terdapat di wilayah khatulistiwa dengan temperatur yang tinggi sekitar 25-29°C. Curah hujan bioma hutan hujan tropis (tropical rain forest) cukup tinggi, yatu sekitar 200-225 cm per tahun. Sedangkan di hutan kering tropis (tropical dry forest) curah hujan sangat tergantung musim, sekitar 150-200 cm per tahun, dengan musim kering selama enam sampai tujuh bulan.
Pada daerah hutan hujan tropis tumbuhannya tinggi dan rimbun membentuk tudung yang menyebabkan dasar hutan menjadi gelap dan basah. Pohon lain dan tanaman merambat yang berkayu akan tumbuh secara cepat, bersaing untuk mendapatkan cahaya dan ruang ketika mengisi celah tersebut. Tumbuhan khas, ialah liana dan epifit. Contoh liana adalah rotan sedangkan epifit adalah anggrek. Vegetasinya didominasi oleh tumbuhan yang aktif melakukan fotosintesis, misalnya jati, meranti, konifer, dan keruing. Hewan hutan tropis di bumi merupakan rumah jutaan spesies, termasuk spesies
serangga, laba-laba,
dan artopoda
yang belum
dideskripsikan dan diestimasi berjumlah 5 – 30 juta.
Bahkan
keanekaragaman hewan di hutan tropis lebih tinggi daripada di bioma darat manapun. Hewan hutan tropis, termasuk amfibia, burung dan reptil
17
lain,
mamalia,
serta
artropoda,
beradaptasi
terhadap
lingkungan
berstratifikasi vertikal dan seringkali tersamarkan oleh lingkungannya. Contoh bioma hutan hujan tropis adalah hutan di Indonesia, Malaysia, Filipina, Papua, dan Brasil. Sejak lama sekali manusia telah mewujudkan masyarakat yang berkembang pesat di hutan tropis.
b. Bioma Sabana
Padang rumput tropis seringkali merujuk kepada sabana. Bioma o
sabana hangat sepanjang tahun, berkisar 24-29 C, namun dengan variasi yang lebih musiman daripada di hutan tropis. Rumput dan pohon yang terpencar-pencar merupakan tumbuhan yang dominan. Pepohonan yang ditemukan di sabana seringkali berduri dan berdaun kecil, yang merupakan bentuk adaptasi dari kondisi yang relatif kering. Kebakaran merupakan komponen abiotik penting, dan spesies tumbuhan yang dominan adalah spesies yang sudah beradaptasi dengan kebakaran. Mamalia pemakan rumput besar harus bermigrasi ke padang rumput yang lebih hijau dan menyebar mencari sumber air selama periode musim kemarau. Bioma sabana ini terdapat di Amerika Selatan, Afrika Timur dan sebagian wilayah Indonesia. Mamalia besar pemakan rumput (bison dan kuda liar) dan predatornya (singa dan dubuk) terlihat dengan jelas di bioma Sabana.
Sesungguhnya, herbivora yang dominan di sini adalah
serangga, khususnya semut, rayap dan tungau.
18
c. Bioma Padang Rumput
Bioma padang rumput mempunyai curah hujan 30 - 100 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur.
Musim dingin relatif kering dan o
musim hujan relatif basah. Suhu musim dingin bisa turun sampai -10 C, o
sedangkan pada musim panas seringkali mendekati 30 C dan menyengat.
Vegetasi yang mendominasi adalah rerumputan. Rumput yang hidup di bioma padang rumput yang relative basah ukurannya bisa mencapai tiga meter, misalnya rumput Bluestem dan Indian Grasses. Rumput yang tumbuh di bioma padang rumput kering, ukurannya pendekpendek, misalnya rumput Grana dan Buffalo Grasses. Hewan yang hidup di bioma ini adalah bison, Zebra, kanguru, singa, harimau, anjing liar, ular, rodentia, belalang dan burung. Contoh bioma padang rumput antara lain Amerika Utara, Rusia, Afrika Selatan, Asia dan Indonesia (Sumbawa).
Padang atau veldt di Afrika Selatan,
puszta di Hungaria, pampas di Argentina dan Uruguay, steppe di Rusia, dan prairie di Amerika Utara bagian tengah semuanya adalah bioma padang rumput.
d. Bioma Hutan Gugur
Pada umumnya terdapat di sekitar wilayah subtropik yang mengalami pergantian musim panas dan dingin. Hutan gugur juga terdapat diberbagai pegunungan di daerah tropis. Suhu dimusim
19
o
dingin berkisar kira-kira 0 C.
Musim panas dengan suhu maksimum
0
sekitar 35 C, menyengat dan lembab. Bioma hutan gugur mempunyai curah hujan sedang, yaitu 70
sampai lebih dari 200 cm per tahun.
Mengalami 4 musim, yaitu musim panas, musim gugur, musim dingin dan musim semi. Vegetasi yang tumbuh pada hutan gugur adalah
adalah
pohon Maple, Oak, Beech, dan Elm. Pohon-pohon gugur yang padat dan tegak berdiri merupakan ciri khas hutan gugur, seperti hutan di Great Smoky Mountains National Park di California Utara. Hutan gugur lebih terbuka dibandingkan dengan hutan hujan, pohon-pohonnya juga tidak setinggi pohon hutan hujan. Hutan gugur memiliki lepisan vertikal yang jelas, yang memiliki satu atau dua strata pohon, di bawahnya terdapat semak, dan di bagian dasar terdapat tumbuhan herba. Pohon-pohon hutan gugur menggugurkan daunnya sebelum musim dingin, dimana terjadinya fotosintesis tidak efektif karena suhunya terlalu rendah.
Sedangkan hewan yang menghuni pada umumnya adalah Rusa, Beruang, Raccon, Rubah, Bajing, dan Burung Pelatuk. Banyak hewan mamalia hutan gugur juga memasuki keadaan dorman musim dingin yang disebut hibernasi, dan beberapa spesies burung melakukan migrasi ke wilayah dengan iklim yang lebih hangat. Bioma hutan gugur terdapat di Kanada, Amerika, Eropa dan Asia.
20
e. Bioma Hutan Konifer
Bioma ini terdapat di wilayah utara hutan gugur subtropis dan pegunungan tropis. Bioma konifer mempunyai curah hujan sekitar 30-70 cm per tahun, dan kekeringan berkala umum terjadi. Akan tetapi, beberapa hutan konifer di pesisir A.S. Pasifik Barat Laut merupakan hutan hujan beriklim sedang yang dapt menerima lebih dari 300 cm curah hujan per tahun. Suhu di musim dingin sangat rendah, dan mengalami musim dingin yang panjang.
Sedangkan di musim panas sangat menyengat.
Suhu
0
beberapa daerah hutan konifer di Siberia umumnya berkisar -5 C di musim o
dingin dan lebih dari 20 C di musim panas.
Pohon-pohon yang mempunyai tudung seperti pinus, cemara, fir, dan hemlock mendominasi hutan konifer.
Masa pertumbuhan flora di
hutan konifer pada musim panas antara 3 sampai 6 bulan. Hutan konifer utara atau taiga, adalah bioma darat terbesar di atas bumi yang meluas melintasi Amerika Utara bagian utara dan Eurasia hingga perbatasan tundra arktik. Taiga mengalami hujan salju yang lebat selama musim dingin.
Bentuk kerucut pada banyak pohon konifer mencegah
terkumpulnya salju pada cabang-cabang pohon tersebut. Hewan yang hidup diantaranya moose, beruang hitam, serigala dan morten. Contoh bioma taiga terdapat di Amerika Utara dan dataran tinggi diberbagai wilayah. Walaupun belum banyak dihuni populasi manusia, hutan konifer utara ditebangi dengan laju mengkhawatirkan.
21
f.
Bioma Tundra
Bioma ini terdapat di belahan bumi utara di dalam lingkaran kutub utara yang disebut Tundra arktik dan di puncak gunung disebut Tundra alpin. Bioma tundra arktik memiliki curah hujan sekitar 20 - 60 cm per tahun, namun untuk tundra alpin bisa melebihi 100 cm per tahun. Iklimnya iklim kutub dengan musim dingin yang panjang dan gelap serta musim panas dan terang yang pendek. Suhu rata-rata di musim dingi di o
o
bawah -30 C, sedangkan di musim panas hanya mencapai 10 C.
Tidak ada pohon yang tinggi, kalaupun ada terlihat tebal seperti semak.
Tumbuhan semusim biasanya berbunga dengan warna yang
mencolok dalam masa pertumbuhan yang pendek. Vegetasinya Spaghnum, lumut kerak, dan perdu. Permafrost (tanah bagian bawah yang membeku secara permanen), suhu yang sangat dingin, dan angin yang sangat kencang merupakan penyebab utama tidak adanya pohon dan tumbuhan tinggi lainnya di tundra arktik di alaska Tengah. Meskipun tundra arktik menerima sangat sedikit curah hujan tahunan, air tidak dapat menembus fermafrost di bawahnya dan akan menumpuk di dalam kolam di atas bunga tanah yang dangkal selama musim panas yang pendek. Tundra menutupi luas yang sangat besar di arktik, mencapai 20% permukaan tanah bumi. Hewan yang hidup di bioma tundra adalah muskox, rusa kutub, kelinci, serigala, rusa dan domba. Banyak spesies burung bermigrasi ke tundra untuk bersarang di musim dingin.
22
g. Bioma Semak Belukar (Chaparral)
Curah hujan sangat tergantung musim, pada musim dingin terjadi hujan sedangkan pada musim panas tidak terjadi hujan berlangsung sangat panjang. Curah hujan tahunan umumnya berada dalam kisaran 30-50 cm. Suhu musim gugur, dingin, semi berkisar pada 10-12oC. Sedangkan pada musim panas mencapai 30oC, dan pada sing hari mencapai maksimum bisa melebihi 40 C. Evergreen berduri dan padat mendominasi bioma semak belukar, daerah pesisir di di garis lintang pertengahan dengan musim dingin yang sedang dan berhujan, serta musim panas yang panjang, kering dan panas. Tumbuhan semak belukar, seperti yang ditemukan pada tanah semak California, beradaptasi dan bergantung pada kebakaran secara periodic. Semak kering berkayu seringkali terbakar oleh petir dan oleh aktivitas manusia yang tidak cermat, yang menyebabkan kebakaran di musim panas dan di musim gugur
pada lembah yang sangat padat
penduduknya di bagian selatan California dan di tempat-tempat lainnya. Beberapa semak menghasilkan biji yang hanya akan berkecambah setelah kebakaran yang sangat panas.
Hewan mamalia yang terdapat dalam bioma chaparral antara lain perambah (seperti kijang dan kambing) juga terdapat berbagai jenis mamalia kecil. Daerah chaparral juga banyak dihuni spesies amfibia, burung dan reftil lain, serta serangga.
23
D. Konsep Ekologi Organisme
Dalam menyelidiki bioma kita telah melihat bahwa kondisi abiotik biosfer sangat menentukan persebaran bentuk kehidupan. Sekarang kita akan beralih ke organisme itu sendiri dan melihat beberapa mekanisme fisiologis, morfologis, dan prilaku yang memungkinkan spesies menghadapi tantangan lingkungannya. 1. Kerugian
dan
Keuntungan
Homeostasis
Mempengaruhi
Respons
Organisme Terhadap Variasi Lingkungan
Keberhasian suatu organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi mencerminkan keseluruhan toleransinya terhadap seluruh kumpulan variabel lingkungan
yang
dihadapi
organisme
tersebut.
Pada
banyak
kasus,
kemampuan untuk bertoleransi terhadap suatu faktor tertentu bisa bergantung pada faktor lain. Sebagai contoh, banyak organisme ektotermik akuatik dapat bertahan hidup pada lingkungan dengan kadar oksigen yang rendah pada suhu yang rendah, tetapi tidak padasuhu tinggi ketika laju metabolism organisme tersebut juga tinggi. Usaha mengatasi suatu kumpulan permasalahan lingkungan umumnya melibatkan adaptasi tidak sempurna, yang menunjukkan kompromi evolusioner. Bernafas cepat dan terengah-engah (panting) atau berkeringat misalnya, akan mendinginkan tubuh pada hari yang panas, tetapi juga dapat menyebabkan kekurangan air.
2. Regulator dan Conformer
Banyak hewan dan tumbuhan dapat dinyatakan sebagai regulator (pengatur) yang menggunakan mekanisme perilaku dan fisiologis
untuk
mencapai homeostasis untuk menghadapi fluktuasi suhu, kelembapan, intensitas cahaya dan konsentrasi berbagai factor kimiawi dalam lingkungan. Sebagai contoh, salmon Pasifik, yang menghabiskan sebagian hidupnya di dalam air asin dan sebagian lagi di dalam air tawar, mempertahankan suatu konsentrasi zat terlarut yang konstan di dalam darahnya melalui mekanisme osmoregulasi. Organisme lain, khususnya organisme yang hidup di lingkungan yang relatif stabil, seringkali adalah organisme konformer (penyesuai), yang memungkinkan beberapa variasi kondisi didalam tubuhnya
24
sesuai dengan perubahan eksternal. Banyak invertebrate laut, seperti kepiting laba-laba dari genus libinia, hidup di lingkungan dengan salinitas yang sangat stabil. Organisme ini tidak melakukan osmoregulasi, dan jika ditempatkan dalam air dengan berbagai ragam salinitas, organisme ini akan kehilangan atau mendapatkan air untuk menyesuaikan diri terhadap lingkungan eksternal, bahkan ketika penyesuaian internal cukup ekstrem sehingga menyebabkan kematian. Konfirmasi dan regulasi merupakan dua titik ekstrem dari suatu kontinum (kesinambungan), dan beberapa organisme adalah regulator sempurna atau konformer sempurna. Sebagai contoh, salmon yang dijelaskan sebelumnya dapat melakukan osmoregulasi, tetapi salmon melakukan penyesuaian dengan suhu eksternal. Bahkan hewan endotermik seperti kita sendiri bukanlah termolegulator sempurna, setiap orang yang hidup dalam iklim dingin tentunya mengamati betapa anggota tubuh seperti lengan, hidung, dan telinga menjadi dingin selama hari-hari yang dingin di musim dingin. Banyak spesies adalah konformer di bawah kondisi lingkungan tertentu, tetapi dapat melakukan regulasi sampai ke keadaan tertentu dibawah kondisi lingkungan yang lain. Regulasi memerlukan pengeluaran energi dan beberapa lingkungan kerugian regulasi bisa melebihi keuntungan homeostatis itu sendiri.sebagai contoh, pengaturan suhu mensyaratkan kadal penghuni hutan anolis cristatellus untuk mengembara dalam jarak jauh (dan dengan resiko tertangkap oleh predator) untuk menemukan tempat bertengger yang terbuka dan banyak cahaya matahari. Dengan demikian kadal itu mungkin bertahan hidup lebih lama dan menghasilkan lebih banyak keturunan dengan cara membiarkan suhu tubuhnya untuk menyesuaikan diri dengan suhu lingkungan hutan. Namun demikian, spesies yang sama akan melakukan termoregulasi secara prilaku di habitat terbuka di mana ia dapat berjemur di bawah terik matahari.
3. Prinsip Alokasi
Satu konsep hasil temuan para ahli ekologi organisme yang menjadi sangat berguna untuk menilai respon organisme terhadap lingkungannya yang
25
kompleks adalah prinsip alokasi (principle of allocation). Prinsip ini menyatakan bahwa masing-masing organisme memiliki jumlah energi yang terbatas, yang dapat dialokasikan untuk mendapatkan nutrien, melarikan dri dari pemangsa, menghadapi fluktuasi lingkungan (pemeliharaan hameostasis), pertumbuhan dan reproduksi. Energi dikeluarkan untuk homeostasis, sampai tidak tersedia untuk fungsi-fungsi lainnya. Sebagai contoh, pada belalang, yang merupakan hewan ekstrotermis yang aktivitasnya sedang, sekitar 30% energi hasil asimilasi tersisa setelah kebutuhan dasar untuk pemeliharaan hewan itu terpenuhi. Energi tersebut dapat disalurkan untuk pertumbuhan atau reproduksi. Sebaliknya pada hewan endotermik yang sangat aktif, seperti musang yang menggunakan sebagian besar energi yang dikonsumsinya untuk mempertahankan tubuhnya supaya tetap hangat dan aktif, hanya 2,5% energi hasil asimilasi yang tersisa, dan pada seekor burung wren, hanya 0,5% energi hasil asimilasi yang tersisa. Untuk organisme yang terakhir, terdapat keuntungan evolusioner yang signifikan dengan memiliki sifat endotermik dan tingkat aktivitas yang lebih tinggi, yang menggantikan ongkos pemeliharaan yang tinggi tersebut. Prioritas yang berbeda dalam alokasi energi berkaitan dengan persebaran organisme dan mekanisme homeostatiknya. Hewan konfermer yang hidup dalam suatu lingkungan yang sangat stabil, seperti kepiting laba-laba, mungkin mampu menyalurkan lebih banyak energinya untuk pertumbuhan dan reproduksi. Namun demikian, tidak adanya toleransi dari hewan terspesialisasi seperti itu terhadap perubahan lingkungan, sangat menghalangi persebaran geografis. Sebaliknya hewan regulator yang mengalokasikan sebagian besar energinya untuk menghadapi perubahan lingkungan mungkin tumbuh dan berkembang biak secara kurang efisien, tetapi organisme seperti ini mampu bertahan hidupdan bereproduksi di kisaran lingkungan yang sangat beragam.
4. Respons Jangka Pendek Suatu Organisme Terhadap Variasi Lingkungan Bekerja dalam Suatu Kerangka Kerja Evolusioner Jangka Panjang
Organisme dapat beraksi terhadap variasi lingkungan dengan berbagai respons fisiologis, morfologis dan perilaku jangka pendek. Akan tetapi,
26
penting diingat bahwa semua respon semacam itu terjadi di dalam suatu kerangka kerja cara beradaptasi yang di bentuk oleh seleksi alam, yang bekerja selama periode evolusioner.
5. Respons Fisiologis
Respons fisiologis terhadap perubahan lingkungan dapat dil akukan dan diubah menurut skala waktu yang dimulai dari detik hingga minggu. Respons fisiologis yang melibatkan perubahan yang relatif kecil dalam laju proses tersebut, dan yang tidak memerlukan perubahan dalam struktur tubuh atau jalur biokimiawi, dapat terjadi sangat cepat. Sebagai contoh, ketika anda berjalan-jalan keluar pada suatu hari yang sangat dingin, pembuluh darah pada kulit anda akan menyempit dalam hitungan detik, suatu respon fisiologis yang meminimalkan hilangnya panas dari tubuh. Regulasi dan homeostasis merupakan ciri spesifik respon fisiologis. Akan tetapi, semua organisme baik regulator atau conformer, berfungsi paling efektif pada kondisi lingkungan tertentu. Kita dapa mempelajari respon suatu organisme terhadap perubahan kondisi lingkungan di laboratorim dengan cara mengubah suatu factor abiotik tunggal, seperti suhu, dan mengukur beberapa aspek performansi (kinerja) organisme tersebut. Respons fisiologis terhadap variasi lingkungan dapat juga meliputi aklimasi (acclimation, penyesuaian), yang melibatkan perubahan yang mendasar namun masih dapat balik, yang mengeser kurva toleransi suatu organisme sesuai perubahan lingkungan. Sebagai contoh, jika anda pindahnya berada sejajar dengan permukaan laut, ke kota setinggi satu mil di Denver, satu respons fisiologis terhadap tekanan O 2 yang lebih rendah di lingkungan anda yang baru adalah peningkatan jumlah sel darah merah anda. Aklimasi merupakan suatu prosesyang perlahan-lahan, memerlukan waktu berhari-hari atau berminggu-minggu dan kemampuan untuk beraklimasi umumnya berhubungan dengan kisaran kondisi lingkungan, yang telah dialami oleh spesies tersebut secara alamiah. Spesies yang hidup pada iklim yang sangat panas, misalnya umumnya tidak beraklimasi terhadap suhu dingin yang ekstrem.
27
6. Respons Morfologis
Respons morfologis respons yang mengubah bentuk atau atonomi interval tubuh dapat berkembang selama masa hidup individu organisme atau bahkan lintas generasi. Dalam beberapa kasus respons ini merupakan contoh aklimasi, karena respons tersebut bersifat reversible (dapat dibalik). Banyak mamalia dan burung, misalnya, memiliki bulu atau rambut yang lebih tebal selama musim dingin, kadang-kadang warna bulu atau rambut berubah secara musiman juga, yang menyamarkan hewan terhadap salju musim dingin dan vegetasi musim panas. Perubahan morfologis lain bersifat ireversibel (tidak dapat balik) selama masa hidup suatu individu. Pada banyak kasus variasi lingkungan dapat mempengaruhi pola pertumbuhan dan diferensiasi, yang seringkali menuju ke variasi morfologis yang luar biasa di dalam suatu spesies. Secara umum, tumbuhan secara morfologis lebih plastis dibandingkan dengan hewan, respons ini membantu tumbuhan mengimbangi ketidakmampuan mereka untuk berpindah dari satu lingkungan ke lingkungan yang lain.
7. Respons Perilaku
Respons perilaku pengaruhnya dapat terjadi dengan segera dan dengan mudah bisa dikembalikan lagi seperti semula. Respons perilaku dalam hubungannya dengan reaksi otot terhadap rangsangan, hanya terbatas pada hewan. Respons paling cepat pada banyak hewan terhadap perubahan lingkungan yang tidak menyenangkan adalah berpindak ke lokasi yang baru. Perpindahan itu bisa sangat lokal sifatnya. Sebagai contoh, banyak hewan gurun melarikan diri dari panas yang sangat tinggi dengan cara meliang atau masuk ke dalam lubang di dalam tanah, dan merekan mempertahankan suhu tubuh yang cukup konstan ketika aktif dengan cara berteduh dan berjemur secara berganti-ganti. Beberapa hewan mampu berpindah tempat cukup jauh sebagai respons terhadap petunjuk-petunjuk lingkungan seperti perubahan suhu atau perubahan fotoperiode yang berkaitan dengan transisi musiman. Banyak burung yang bermigrasi selama musim dingin di Amerika Tengah dan Selatan, kembali ke
28
garis lintang utara untuk berkembang biak selama musim panas. Beberapa hewan mampu memodifikasi lingkungan sementaranya dengan perilaku social yang kooperatif. Lebah madu, misalnya, dapat mendinginkan bagian dalam sarangnya selama hari-hari panas melalui kepakan kolektif sayapnya. Selama periode dingin, mereka menutup sarangnya untuk membantu menahan panas yang dihasilkan oleh aktifitasnya di dalam sarang. Banyak mamalia kecil bergerombol di lubang dalam tanah selama cuaca dingin, suatu mekanisme perilaku untuk mengurangi kehilangan panas dengan cara meminimalkan jumlah total luas permukaan hewan yang terpapar ke udara dingin. E. Ayat Al-Qur’an yang Relevan dengan Kajian Hewan dan Lingkungannya
Biosfer memiliki makna sebagai tempat berlangsungnya kehidupan mahluk hidup di bumi. Hal itu seperti yang dijelaskan dalam Q.S. Al-Furqan: 2:
Artinya: ” yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menerapkan ukuranukurannya dengan serapi-rapinya”. (QS Al Furqon:2).
Jadi, di ujung ayat tersebut telah dijelaskan bahwa Allah SWT telah menciptakan makhluk hidup serta lapisan pada permukaan bumi ini dengan kekuasaanNya, yaitu bahwa segala sesuatu telah diatur dengan ukuran-ukuran dan peraturan-peraturan
tertentu,
sehingga
dapat
digunakan
oleh
makhluk-
makhlukNya untuk melangsungkan kehidupan. Begitu
juga
dengan adanya
faktor
abiotik yang
mempengaruhi
persebaran mahkluk hidup di muka bumi ini, maka dapat kita ketahui besarnya rahmat yang diberikan Allah SWT kepada kita semua. Hal itu juga disinggung dalam ayat al quran berikut ini:
29
Artinya : “ Dia-lah yang meniupkan angin sebagai pembawa berita gembira sebelum kedatangan rahmatNya (hujan), sehingga apabila angin itu telah membawa awan mendung, kami halau ke suatu daerah yang tandus, lalu kami turunkan hujan di daerah itu. Kemudian Kami tumbuhkan dengan hujan itu berbagai macam buah-buahan. Seperti itulah Kami membangkitkan orang yang telah mati, mudah-mudahan kamu mengambil pelajaran”. (QS Al A’araf: 57).
Dari ayat di atas, dapat kita ketahui bahwa faktor abiotik saling berkaitan. Misalnya, tanah yang berperan sebagai penyimpan air, dan air yang erat kaitannya dengan curah hujan sedangkan curah hujan sangat dipengaruhi oleh iklim suatu daerah yang bersangkutan. Ekologi memandang mahluk hidup sesuai dengan perannya masingmasing dan memandang individu dalam species menjadi salah satu unsur terkecil di alam. Semua mahluk hidup di alam memiliki peran yang berbeda dalam menyusun keharmonisan irama keseimbangan sebagaimana firman Tuhan dalam Q.S Al Hijr ayat 19 -21:
Artinya : 19.dan Kami telah menghamparkan bumi dan menjadikan padanya gunung-gunung dan Kami tumbuhkan padanya segala sesuatu menurut ukuran. 20. dan Kami telah menjadikan untukmu di bumi keperluankeperluan hidup, dan (kami menciptakan pula) makhluk-makhluk yang kamu sekali-kali bukan pemberi rezki kepadanya. 21. dan tidak ada sesuatupun melainkan pada sisi Kami-lah khazanahnya dan Kami tidak menurunkannya melainkan dengan ukuran yang tertentu
30
BAB III PENUTUP
Berdasarkan pembahasan yang telah dipaparkan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut: 1. Di
alam,
suatu
organisma
tidak
dapat
hidup
sendiri.
Untuk
kelangsunganhidupnya suatu organisma akan sangat bergantung pada kehadiran organisme lain dan berbagai komponen lingkungan yang ada disekitarnya. Kehadiran organisma lain dan berbagai komponen lingkungan sangat dibutuhkan untuk keperluan pangan, perlindungan, pertumbuhan, perkembangan, dll. Hubungan antar organisme atau dengan lingkungannya akan sangat rumit dan kompleks, mereka saling berinteraksi satu sama lain membentuk suatu sistem ekologi atau sering disebut ekosistem selanjutnya dalam bentuk biosfer. 2. Ekologi adalah studi tentang hubungan menyeluruh antara hewan dengan lingkungan abiotik dan biotiknya. Sedangkan secara etimologi biosfer merupakan gabungan dari dua kata, yaitu “bio” yang berarti hidup dan “sphere” yang berarti lapisan. Jadi, biosfer adalah lapisan tempat hidup (habitat) makhluk hidup. Biosfer meliputi lapisan litosfer, hidrosfer, dan atmosfer. 3. Faktor abiotik dalam biosfer meliputi suhu, air, cahaya matahari, angin, batu dan tanah, serta gangguan periodik. 4. Bioma akuatik meliputi : Bioma Air Tawar, Lahan Basah, Muara (estuaria), Bioma Laut, Zona Pasang Surut, Terumbu Karang, Pelagik Oseanik dan Bentos, untuk bioma teresterial meliputi: Hutan Hujan Tropis, Savana, Gurun, Semak Belukar, Padang Rumput, Hutan Gugur, Hutan konifer dan Tundra. 5. Konsep ekologi organisme meliputi kerugian dan keuntungan homeostasis mempengaruhi respons organisme terhadap variasi lingkungan, regulator dan conformer, prinsip alokasi, respons jangka pendek suatu organisme terhadap variasi lingkungan bekerja dalam suatu kerangka kerja evolusioner jangka panjang, respons fisiologis, respons morfologis, respons perilaku. 6. Ayat Al-Qur’an yang relevan dengan kajian hewan dan lingkungannya yaitu Q.S. Al-Furqan: 2, Q.S. Al-A’raf :57, dan QS. Al Hijr: 19-21. 30
