BAB 9 EKOSISTEM Dalam suatu ekosistem, energi ditangkap dan disimpan oleh tumbuhan. Sebagian energi itu berpindah kepada hewan pemakan tumbuhan tersebut. Pada suatu saat, hewan pemakan tumbuhan tumbuhan itu dimangsa oleh hewan lain. Gambar di samping menunjukkan seekor singa sedang memangsa zebra. Pada setiap tingkatan pemakan atau pemangsa, sebagian energi disimpan menjadi bagian bagian tumbuhan atau daging daging hewan.
Sumber: Jendela Sumber: Jendela Iptek, 200 Iptek, 200
Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:
dapat mendeskripsikan peran komponen ekosistem dalam aliran energi! dapat mendeskripsikan daur biogeokimia! dapat mendeskripsikan peman"aatan komponen ekosistem. Kata-kata kunci
komponen biotik komponen abiotik interaksi homeostatis rantai makanan jaring-jaring makanan daur biogeokimia
190
#iologi S$% &ilid
$akhluk hidup merupakan bagian dari lingkungan tempat hidupn'a. Selain makhluk hidup, dalam suatu lingkungan terdapat komponen tak hidup 'ang dinamakan komponen abiotik . (omponen ekosistem 'ang terdiri benda-benda hidup atau makhluk hidup disebut komponen biotik. (omponen biotik dalam ekosistem memiliki peranan)pro"esi 'ang berbeda-beda. Peranan)pro"esi suatu organisme dalam ekosistem disebut viche atau relung. %ntara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotikn'a terjadi hubungan timbal balik atau interaksi. *nteraksi antara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotikn'a inilah 'ang dinamakan ekosistem. +abang biologi 'ang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik dan abiotikn'a disebut ekologi. (eseimbangan dan kelestarian ekosistem sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup, termasuk manusia. Dengan ekosistem 'ang seimbang proses-proses kehidupan seara alamiah akan terjaga kelangsungann'a. (arena itu manusia sangat berkepentingan untuk menjaga kelestarian dan keseimbangan ekosistem demi menjaga kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainn'a. Peran serta seara akti" seluruh warga negara sangat diperlukan untuk mewujudkan lingkungan 'ang lestari dan seimbang.
A. Komponen Ekosistem Seara garis besar komponen ekosistem terdiri atas komponen abiotik dan komponen biotik.
1. Komponen abiotik (omponen abiotik merupakan komponen ekosistem 'ang bersi"at tak hidup. (omponen ini meliputi hal-hal berikut. a. Tanah anah merupakan habitat sebagian besar makhluk hidup. umbuhan membutuhkan tanah sebagai sumber unsur hara maupun air. %kar tumbuhan masuk ke dalam tanah untuk mendapatkan air dari tanah serta mineral 'ang diperlukan untuk tumbuh dan berkembang. Demikian pula hewan-hewan 'ang menggunakan tanah sebagai tempat hidupn'a serta melakukan segala aktiitasn'a. #eberapa serangga dan aing meletakkan telurn'a dalam tanah untuk melanjutkan kerurunann'a. Setelah menetas lalu menjadi lara, kemudian tumbuh dan berkembang menjadi dewasa. b. Air idak akan ada kehidupan tanpa air. Semua makhluk hidup membutuhkan air untuk keperluan hidupn'a. /ewan dan manusia membutuhkan air untuk minum. Dalam tubuh kosistem
191
hewan dan manusia air ber"ungsi sebagai pelarut makanan, menjaga tekanan osmotik sel, sebagai sarana transportasi zat 1air merupakan bagian terbesar plasma darah. #agi tumbuhan, air merupakan komponen penting dalam "otosintesis, sarana transportasi zat, membantu proses pertum buhan sel-sel, serta menjaga tekanan osmotik sel. #ahkan mikroorganisme seperti bakteri serta jamur mempers'aratkan kondisi 'ang lembap agar dapat hidup dengan baik. Dalam ekosistem air mengalami daur ulang 'ang disebut daur hidrologi. c. Udara %tmos"er bumi kita merupakan ampuran berbagai maam gas serta partikel-partikel debu. Sekitar 345 gas di atmos"er berupa gas nitrogen, 25 gas oksigen, 5 gas argon, serta sekitar 0,0675 terdiri gas +8 2, sisan'a berupa uap air. Semua makhluk hidup membutuhkan gas oksigen untuk bernapas serta membebaskan +8 2 ke udara. Di samping membebaskan +8 2 saat bernapas, tumbuhan juga men'erap +8 2 dari udara untuk "otosintesis. (egiatan manusia 'ang dapat meningkatkan kadar +8 2 di udara dapat menurunkan kualitas udara bagi kehidupan. d. Suhu Setiap makhluk hidup membutuhkan suhu tertentu 'ang sesuai untuk melakukan aktiitas hidupn'a dengan optimum. Suhu tertentu 'ang sesuai untuk melakukan aktiitas hidup dengan optimum tersebut dinamakan suhu optimum. umbuhan dapat melakukan "otosintesis dengan hasil optimum pada suhu 'ang tidak terlalu panas, tetapi juga tidak terlalu dingin 1antara 29o 60o + meskipun di luar kisaran suhu tersebut "otosintesis tetap dapat dilakukan, namun hasiln'a kurang optimum. &amur memerlukan suhu 'ang relati" hangat agar dapat hidup dan berkembang dengan baik. Sebalikn'a bakteri akan mati jika suhu terlalu tinggi 1tapi tidak berlaku untuk bakteri termo, dan dapat melakukan metabolisme pada suhu 'ang terlalu rendah. Suhu tertinggi di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan akiitas hidup meski kurang optimal dinamakan suhu maksimum, dan suhu terendah di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan aktiitas hidup meski kurang optimal disebut suhu minimum. e. Sinar Sinar matahari mengandung energi kehidupan 'ang sangat tinggi. umbuhan hijau mampu mengubah zat anorganik menjadi zat organik jika ada bantuan energi sinar
192
#iologi S$% &ilid
matahari. nergi kimia 'ang tersimpan dalam sen'awa organik hasil "otosintesis tumbuhan hijau sangat diperlukan sebagai energi kehidupan bagi makhluk hidup lain. Dengan energi sinar matahari manusia mampu membangun pembangkit listrik untuk pemenuhan kebutuhan energi. f. Kelembapan (elembaban udara men'atakan persentase jumlah uap air di udara. ;ap air tersebut berasal dari penguapan air laut, sungai, danau, waduk dan sumber lain, maupun dari pelepasan uap air dari tubuh makhluk hidup. $akin tinggi kadar uap air di udara makin tinggi tingkat kelembapan udaran'a. ;dara 'ang lembap sangat membantu pertumbuhan jamur dan bakteri. #ahkan udara 'ang kelembabann'a tinggi sangat berpeluang mendatangkan hujan, 'ang berarti mengembalikan air kembali lagi ke asaln'a.
Sumber: Indonesian !eritage, 2002 Gambar =.
2. Komponen biotik (omponen ekosistem 'ang bersi"at hidup dinamakan komponen biotik. (omponen biotik ekosistem menurut "ungsin'a dibedakan menjadi berikut ini. a. rodusen Semua organisme 'ang memiliki kemampuan melakukan sintesis sen'awa organik dari zat-zat anorganik disebut produsen. 8rganisme berkloro"il, seperti tumbuhan hijau, merupakan komponen pokok dalam ekosistem. umbuhan hijau mampu melakukan "otosintesis, menghasilkan zat organik berupa glukosa 'ang tersimpan dalam buah, biji, atau umbi dalam bentuk zat tepung)amilum. (emampuan menghasilkan sen'awa organik ini akan meningkat jika
tumbuhan hijau mendapatkan air, +8 2, dan aha'a matahari dalam jumlah 'ang melimpah. Sen'awa organik hasil kosistem
193
sintesis oleh produsen ini akan diman"aatkan oleh organisme lain untuk memenuhi kebutuhan energi hidupn'a. Semua alga, lumut, tumbuhan paku, tumbuhan berbiji dan beberapa jenis bakteri tergolong sebagai produsen. b. Konsumen 8rganisme 'ang mendapatkan makanan dari organisme lain dinamakan konsumen. 8rganisme kelompok ini tidak memiliki kemampuan melakukan sintesis sen'awa organik seara mandiri, karenan'a kebutuhan makanann'a murni bergantung pada organisme lain. &ika organisme tersebut mendapatkan zat organik langsung dari produsen, disebut herbivora atau konsumen primer. &ika organisme tersebut mendapatkan zat organik dari herbiora, maka disebut karnivora atau konsumen sekunder. /ewan karniora dapat memangsa karniora lain. 8rganisme 'ang mendapatkan zat organik baik dari produsen maupun dari konsumen disebut omnivora atau pemakan segala. 8mniora mendapatkan energi dari produsen, herbiora, maupun dari karniora. c. "etritivor Sisa-sisa organisme maupun bangkai organisme 'ang telah hanur)lapuk dinamakan detritus. Detritus merupakan sumber energi bagi detritivor. &adi, detritior merupakan organisme pemakan detritus.
194
#iologi S$% &ilid
tak hidup. (omponen biotik ekosistem terdiri dari benda-benda hidup. 8rganisme dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan ara mendapatkan makanan, 'aitu berikut ini. . 8rganisme autotrof, merupakan organisme 'ang mampu mensintesis zat makanann'a sendiri. 8rganisme atutotro" dibedakan menjadi berikut ini. a. >otoautotro"! jika dalam mensintesis makanann'a memerlukan bantuan energi aha'a. +ontohn'a semua tumbuhan hijau, bakteri hijau, bakteri ungu. umbuhan hijau memiliki pigmen berwaran hijau 'aitu kloro"il. #akteri hijau memiliki pigmen 'ang men'erupai kloro"il 'aitu bakteriokloro"il. #akteri ungu memiliki pigmen berwarna ungu 'ang disebut bakteriopurpurin. b. (emoautotro"! jika dalam mensintesis makanann'a meman"aatkan energi hasil reaksi kimia. +ontohn'a bakteri pereduksi sul"ur 1bakteri belerang, bakteri besi, bakteri #itrosomonas, #itrosococcus, #itrobacter. 2. 8rganisme heterotrof, merupakan organisme 'ang tidak mampu menghasilkan zat makanan sendiri, hidupn'a bergantung pada organisme lain. +ontohn'a hewan, manusia, dan bakteri 1di luar bakteri kemoautotro". Satuan organisasi kehidupan dalam ekosistem terdiri dari beberapa tingkatan, 'aitu berikut ini. . *ndiidu merupakan organisme tunggal, misaln'a seekor a'am, sebatang pohon mangga. 2. Populasi! merupakan sekumpulan organisme sejenis 1satu spesies 'ang mendiami habitat tertentu pada waktu tertentu. $isaln'a populasi padi di sawah merupakan sekumpulan tanaman padi 1tidak termasuk tanaman lain di sawah! populasi kambing di padang rumput merupakan sekumpulan Sumber: Indonesian !eritage, 2002 Gambar =.2 Sekumpulan kelelawar kambing 1tidak termasuk domba, atau kerbau, di sebuah goa atau kuda di padang rumput. 6. (omunitas merupakan kumpulan dari beberapa populasi 'ang menempati suatu habitat tertentu. $isaln'a komunitas sawah, terdiri dari populasi padi, populasi eeng gondok, populasi belalang, populasi wereng, 'ang hidup di suatu sawah. ?. kosistem merupakan interaksi antara komunitas dengan lingkungan biotik dan abiotikn'a. kosistem
195
7. #ioma merupakan sekelompok ekosistem daratan pada sebuah benua 'ang mempun'ai struktur dan ketampakan) "isiognomi egetasi 'ang sama. 9. #ios"er merupakan kesatuan dari berbagai ekosistem, 'ang ada di muka bumi ini. Dalam ekosistem terjadi interaksi baik antara komponen abiotik dengan komponen biotik, interaksi antara sesama komponen biotik, atau interaksi antara sesama komponen abiotik. . *nteraksi antarkomponen abiotik (omponen abiotik dapat memengaruhi komponen abiotik lain seara timbal balik. Sebagai ontoh jika intensitas aha'a matahari 'ang mengenai suatu perairan meningkat mengakibatkan laju penguapan meningkat. Dari peristiwa tersebut terbentuklah awan 'ang apabila dalam jumlah ban'ak dapat menghalangi sinar matahari ke bumi, sehingga intensitas aha'a matahari ke bumi berkurang, di samping juga dapat men'ebabkan hujan 'ang airn'a kembali lagi ke perairan. 2. *nteraksi antara komponen abiotik dengan biotik (omponen abiotik dapat memengaruhi komponen biotik dalam ekosistem, demikian pula sebalikn'a. Sebagai ontoh setiap tumbuhan mengambil air dari lingkungann'a 1dari dalam tanah, tapi tumbuhan juga membebaskan air ke lingkungan 1ke udara dalam bentuk uap air. #ersama uap air dari sumber 'ang lain, akan terbentuk awan dan turun sebagai hujan. %khirn'a air meresap ke dalam tanah 1kembali lagi ke tanah. Di samping itu tumbuhan juga mengambil zat hara dari tanah, namun juga mengembalikann'a lagi dalam bentuk ranting, dedaunan, dan sisa tumbuhan 'ang telah lapuk dan mengalami penguraian. 6. *nteraksi antara komponen biotik dengan komponen biotik (omponen biotik seara timbal balik dapat memengaruhi komponen biotik lainn'a. Sebagai ontoh dalam peristiwa simbiosis, masing-masing simbion memengaruhi satu sama lain. Seekor lebah menghisap madu dari sekuntum bunga, lebah mendapatkan makanan 1berupa madu dari bunga, namun lebah juga menjadi perantara pen'erbukan bunga tersebut. &adi, antarkomponen dalam ekosistem terjadi hubungan timbal balik. *nteraksi antarkomponen biotik dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua maam, 'aitu berikut ini. . *nteraksi intraspesifik, 'aitu interaksi antarindiidu dalam satu spesies
196
#iologi S$% &ilid
Sebagai ontoh misaln'a dalam koloni lebah madu 1 Aphis sp atau pada koloni ra'ap 1Termit . Pada masingmasing koloni terdapat pembagian kerja 'ang sangat rapi antara ratu, prajurit, maupun pekerja. *nteraksi pada koloni ra'ap dan lebah ini lebih bersi"at saling membantu dan menguntungkan. +oba bandingkan dengan interaksi antara seekor a'am jantan dengan a'am jantan lain. %pakah juga saling menguntungkan@ +ontoh kedua ini enderung pada interaksi persaingan 1kompetisi, terutama dalam memperebutkan pasangan. 2. *nteraksi interspesifik , 'aitu interaksi antarindiidu 'ang berbeda spesies a. Predasi: merupakan interaksi antara organisme pemangsa 1predator dengan mangsan'a 1 pre$. +ontohn'a interaksi antara seekor harimau 1predator dengan seekor kijang 1pre', interaksi antara kuing dengan tikus. b. (ompetisi: merupakan interaksi antara dua indiidu 1da pat berbeda atau dalam satu spesies berupa persaingan. *nteraksi ini dapat terjadi karena terdapat kepentingan 'ang sama antarindiidu 'ang bersaing 1kompetitor. $isaln'a persaingan mendapatkan makanan, persaingan mendapatkan daerah)wila'ah kekuasaan 1dominasi, berebut wila'ah menari makan 1 feeding ground , berebut tempat tinggal 1sarang, berebut pasangan. . Simbiosis: kehidupan bersama antara dua makhluk hidup atau lebih berbeda spesies dalam hubungan 'ang erat. A Simbiosis mutualisme: hubungan simbiotik 'ang menguntungkan kedua belah pihak. +ontohn'a: simbiosis antara bakteri %hi&obium dengan akar tanaman
197
d. Betral: kehidupan bersama antara populasi dua spesies atau lebih dalam satu daerah dan masing-masing populasi tersebut tidak saling meng-ganggu. +ontoh: seekor aing dengan belalang di sawah. &ika antarkomponen dalam ekosistem terjadi hubungan 'ang dinamis, perubahan dalam batas-batas tertentu tidak akan menimbulkan gangguan dalam ekosistem tersebut. *ni berarti ekosistem tersebut telah menapai keseimbangan 'ang mantap, dengan kata lain telah menapai kondisi homeostatis. kosistem dalam keadaan homeostatis penting untuk dipertahankan, agar keseimbangan ekosistem selalu terjaga dari generasi ke generasi. (egiatan-kegiatan 'ang dilakukan oleh manusia jangan sampai menggo'ahkan keadaan homeostatis tersebut. Bamun, sa'ang dalam ken'ataann'a harapan seperti ini sangat sulit terwujud. $anusia enderung ingin menguasai dan melakukan manipulasi pada ekosistem atau lingkungan untuk tujuan-tujuan tertentu 'ang tidak selaras dengan konsep keseimbangan ekosistem. Demi tujuan sesaat manusia rela mengorbankan kepentingan jangka panjang 'ang jauh lebih penting, dengan melakukan kegiatan-kegiatan 'ang mengakibatkan kemunduran ekosistem. Dewasa ini pembabatan hutan seara liar 1illegal log ging sangat marak. (erusakan hutan 'ang terjadi sudah berada pada tara" 'ang sangat mengkhawatirkan. Sebagian besar hutan di kawasan Sumatera, &awa, (alimantan, Sulawesi sampai Papua tak ada 'ang luput dari aktiitas illegal log ging . ;pa'a-upa'a 'ang dilakukan oleh berbagai pihak, baik pemerintah maupun swasta seolah sia-sia. ;pa'a hukum pun, seolah tidak membuat jera para pelakun'a. idak dapat dipungkiri bahwa ekonomi menjadi salah satu "aktor pendorong para pelaku illegal logging , namun sebenarn'a alasan ini tidak berlaku bagi para pemodal 1ukong di balik marakn'a praktik illegal logging . Dampak 'ang timbulkan illegal logging pun tidaklah keil. (erusakan ekosistem hutan sedemikian parah, satwa 'ang biasa hidup di hutan menjadi terusik sehingga merusak wila'ah pemukiman dan daerah pertanian warga, belum anaman punahn'a beberapa satwa langka dan dilindungi. Penebangan hutan juga menimbulkan baha'a banjir dan tanah longsor 'ang sewaktu-waktu dapat terjadi. $engingat berbagai kerugian 'ang mungkin terjadi, adalah sangat penting untuk segera menghentikan penebangan hutan seara liar, penegakan hukum 'ang tidak pandang bulu bagi para pelakun'a, serta upa'a pemulihan hutan 'ang terprogram dan terenana.
19
#iologi S$% &ilid
B. A!i"an Ene"#i $an %a&" Mate"i nergi matahari merupakan sumber energi 'ang penting di alam, di samping sumber energi lain. $elalui serangkaian organisme energi matahari akan berpindah dan berubah dari satu bentuk energi ke bentuk lain. nergi mengalami aliran dari bagian satu ke bagian lain, tanpa mengalami pengurangan. idak ada energi 'ang hilang 1musnah dalam aliran energi. #an'akn'a energi matahari 'ang ditangkap oleh produsen berbeda-beda jumlahn'a, dipengaruhi oleh ketinggian dari permukaan laut 1dpl dan penutupan oleh tumbuhan suatu wila'ah. /an'a sebagian keil energi matahari 'ang mampu diserap oleh kloro"il dan digunakan oleh sintesis sen'awa organik. nergi ini kemudian disimpan dalam bentuk energi kimia. (eepatan men'impan energi kimia oleh produsen disebut produksi primer kotor 1PP(. Sekitar 205 dari PP( digunakan oleh tumbuhan 1produsen untuk Gambar =.? $atahari kegiatan respirasi dan "otorespirasi. Sisan'a sumber energi di bumi disimpan oleh produsen sebagai produksi primer bersih 1PP#. nergi dalam produsen, kira-kira sebesar 05, akan berpindah ke konsumen primer 1herbiora melalui peristiwa konsumsi 1memakan. 8leh konsumen primer energi tersebut digunakan untuk respirasi 'ang menghasilkan energi, selanjutn'a energi 'ang dihasilkan dipakai untuk pertumbuhan, re produksi, mengganti sel-sel 'ang rusak. $elalui rantai makanan energi akan berpindah ke karniora *, lalu berpindah ke karniora **.
Sumber: Jendela Iptek, 200 adalah
Produktiitas 'ang menghasilkan energi 'ang tersimpan dalam tubuh konsumen disebut produktivitas sekunder. %dapun produktiitas 'ang menghasilkan energi 'ang tersimpan dalam tubuh produsen disebut produktivitas primer. nergi 'ang terkandung dalam tubuh produsen maupun konsumen akan diman"aatkan oleh detritior dan dekomposer jika organisme produsen dan konsumen mati. Demikian pula energi dalam zat buangan sisa penernaan 1egesta, dan zat buangan sisa metabolisme tubuh 1ekskreta. $elalui proses dekomposisi 1penguraian sen'awa organik dari bangkai, egesta dan ekskreta akan diuraikan menjadi zat-zat anorganik 'ang akhirn'a kembali ke alam. &adi, energi mengalami perpindahan dari sumbern'a ke komponen-komponen biotik ekosistem 1produsen, konsumen, detritior, dekomposer, tapi tidak kembali lagi ke sumbern'a 1matahari. *nilah 'ang dinamakan aliran energi 1energ$ flo', bukan siklus energi. kosistem
199
'. (antai Makanan $an )a"in#*)a"in# Makanan 1. (antai makanan Perpindahan materi dan energi dalam ekosistem berlangsung melalui serangkaian organisme. 8rganisme konsumen, baik herbiora, karniora, maupun omniora, serta detritior dan dekomposer berperan penting dalam proses tersebut. Demikian pula produsen sebagai pihak 'ang men'ediakan energi kimia bagi konsumen. Proses perpindahan materi dan energi melalui serangkaian organisme dalam peristiwa makan dan dimakan dengan urutan tertentu 'ang berlangsung satu arah dinamakan rantai makanan. iap-tiap kedudukan dalam rantai makanan disebut tingkat trofi. Dalam rantai makanan tingkat tro"i pertama tidak selalu ditempati oleh produsen. 8leh karena itu ada beberapa maam rantai makanan ditinjau dari komponen 'ang menduduki tingkat tro"i pertaman'a, 'aitu sebagai berikut. a. %antai makanan perumput &ika kedudukan tingkat tro"i pertaman'a ditempati produsen. +ontohn'a: padi tikus ular elang Pada ontoh tersebut tingkat tro"i pertaman'a padi 1produsen), tingkat tro"i kedua tikus 1konsumen pertama, tingkat tro"i ketiga ular 1konsumen kedua, dan tingkat tro"i keempat ditempati oleh elang 1konsumen ketiga. b. %antai makanan detritus &ika kedudukan tingkat tro"i pertaman'a ditempati oleh detritus. +ontoh: ka'u lapuk ra'ap a'am elang Pada ontoh rantai makanan di atas tingkat tro"i pertaman'a ditempati oleh ka'u lapuk 1detritus, tingkat tro"i keduan'a ra'ap 1detritior, tingkat tro"i ketiga ditempati a'am 1konsumen kedua, dan tingkat tro"i keempat ditempati oleh elang 1konsumen ketiga.
2. )a"in#*+a"in# makanan Dalam ekosistem tiap tro"i dapat dimakan atau memakan lebih dari satu organisme pada tingkat tro"i 'ang lain. Dari hal tersebut dimungkinkan terjadi proses makan dan dimakan dengan rangkaian 'ang kompleks. #ila beberapa rantai makanan saling berhubungan terbentuk jalinan 'ang kompleks akan membentuk (aring-(aring makanan 1perhatikan Gambar =.7. &adi, jaring-jaring makanan merupakan kumpulan dari beberapa rantai makanan 'ang saling berhubungan.
200
#iologi S$% &ilid
Gambar =.7 +ontoh jaring-jaring makanan Sumber: )iologi, =46
%. %a&" Bio#eokimia Di alam ini ban'ak terdapat unsur-unsur kimia, baik 'ang terdapat dalam tubuh organisme, di air, dalam tanah maupun di batuan serta mineral. ;nsur-unsur tersebut terikat dalam bentuk sen'awa kimia, baik sen'awa organik maupun sen'awa anorganik. $elalui serangkaian organisme dan lingkungan "isik, unsur-unsur tersebut mengalami daur)siklus. Daur 'ang melibatkan unsur-unsur sen'awa kimia dan mengalami perpindahan melalui serangkaian organisme inilah 'ang disebut daur biogeokimia. Dalam bagian ini akan dibahas mengenal beberapa daur.
1. %a&" nit"o#en ,- Bitrogen merupakan bagian terbesar pen'usun gas dalam atmos"er bumi 1sekitar 345. Bitrogen di udara bebas tidak ban'ak berman"aat bagi organisme. 8leh karena itu nitrogen bebas tersebut perlu di"iksasi 1ditambat agar lebih dirasakan man"aatn'a. Proses "iksasi nitrogen dari udara dapat berlangsung oleh kegiatan "iksasi industri 1misaln'a industri pupuk nitrogen, "iksasi oleh mikroorganisme baik seara simbiotik maupun nonsimbiotik 1bakteri, alga biru, maupun "iksasi oleh peristiwa alam seperti kilat atau petir 'ang men'ebabkan terbentukn'a sen'awa nitrat. Selanjutn'a nitrat diserap oleh akar tumbuhan untuk digunakan dalam sintesis asam amino, komponen pembentuk protein. Protein tumbuhan dikonsumsi oleh hewan dan manusia, dan dikeluarkan lagi melalui "eses, urin, ekskret bernitrogen lain. kosistem
201
#ersama dengan hewan dan tumbuhan mati, zat buangan bernitrogen tersebut akan mengalami pembusukan dan penguraian oleh bakteri dan "ungi membentuk sen'awa amoniak dan amonium. 8leh bakteri #itrosomonas, #itrosococcus amoniak dan amonium diubah menjadi nitrit. Proses perubahann'a dinamakan nitritasi. 8leh bakteri #itrobacter nitrit diubah menjadi nitrat, proses perubahann'a dinamakan nitratasi. Gabungan dari nitritasi dan nitratasi dinamakan nitrifikasi. Sen'awa nitrat tersebut akhirn'a diserap kembali oleh akar tumbuhan. %da jenis bakteri 'ang mampu mengubah nitrat dalam tanah menjadi nitrogen bebas, 'aitu bakteri Thiobacillus denitrificans dan seudomonas denitrificans 1keduan'a disebut bakteri denitri"ikasi. Proses perubahan nitrat dalam tanah menjadi nitrogen di udara bebas dinamakan denitrifikasi. Perubahan ini tentu sangat merugikan bagi kesuburan tanah.
Sumber: )iologi, =46 Gambar =.9 Daur nitrogen
2. %a&" Ka"bon ,' Gas karbon dioksida 1+8 2 han'a terdapat sekitar 0,0675 di atmos"er bumi. (adar tersebut akan mengalami peningkatan sejalan dengan pembebasan gas +82 baik oleh kegiatan manusia maupun oleh peristiwa alam. Gas tersebut berasal dari pembakaran bahan bakar "osil 1min'ak bumi, pembakaran atau kebakaran hutan, aktiitas gunung api. 8rganisme produsen meman"aatkan +8 2 udara untuk melakukan sintesis sen'awa organik, baik melalui "otosintesis maupun kemosintesis. Sen'awa organik hasil "otosintesis diman"aatkan oleh organisme heterotro" 1hewan, manusia sebagai sumber energi. $elalui respirasi sen'awa organik tersebut dibakar 1dioksidasi, +8 2 hasil pembakaran
202
#iologi S$% &ilid
dibebaskan lagi ke udara. Selain sebagai sumber energi, sen'awa organik tersebut sebagian disimpan dalam tubuh organisme. &ika organisme mati, sen'awa karbon akan diuraikan dan diendapkan menjadi batuan karbonat dan kapur. &ika tersimpan dalam perut bumi dalam jangka waktu 'ang sangat lama, sen'awa karbon sisa organisme mati dapat menghasilkan bahan bakar "osil 1min'ak bumi. %khirn'a oleh kegiatan manusia bahan bakar "osil tersebut kembali membebaskan +82 ke udara.
Sumber: )iologi, =46 Gambar =.3 Daur karbon
3. %a&" /oso" , >os"or merupakan unsur penting pembentuk asam nukleat, protein, %denosin ri Pospat 1%P, dan sen'awa organik lain. >os"or 1P tidak pernah ditemukan dalam bentuk gas, tapi dalam bentuk fosfor dalam tanah, fosfor dalam air ta'ar dan laut. 8leh organisme produsen, "os"or diserap dan diman"aatkan untuk sintesis sen'awa organik 1protein, asam nukleat, %P. Sen'awa organik 'ang mengandung "os"or ini akhirn'a berpindah ke konsumen. Protein dalam tubuh organisme digunakan untuk metabolisme dan membangun bagian-bagian tubuh. &ika organismen'a mati, sen'awa organik 'ang mengandung "os"or mengalami perombakan oleh pengurai, akhirn'a "os"or kembali lagi ke tanah, air tawar dan laut. >os"or dalam tanah terbawa oleh air, diendapkan di danau atau lautan membentuk batuan $ang mengandung fosfor . #atuan "os"or tererosi menghasilkan tanah, akhirn'a "os"or kembali ke tanah.
kosistem
203
Sumber: )iologi, =46 Gambar =.4 Daur "os"or
4. %a&" S&!&" , S Sul"ur ban'ak terdapat di kerak bumi. Sul"ur dapat diserap oleh tumbuhan dalam bentuk sulfat. Sul"ur diperlukan dalam sintesis sen'awa protein. Sul"at dalam tanah diserap oleh tumbuhan, selanjutn'a digunakan untuk sintesis protein. $elalui rantai makanan sul"ur berpindah ke konsumen. &ika organisme mati, sen'awa sul"ur dalam organisme akan terurai seara aerob membentuk sulfat kembali, dan bila penguraian berlangsung seara anaerob menghasilkan gas sulfur dan sulfida. Gas sul"ur dan sul"ida juga berasal dari hasil reduksi sen'awa sul"at seara anaerob oleh bakteri pereduksi sul"ur. 8leh bakteri sul"ur, gas sul"ur dan sul"ida di udara dioksidasi menghasilkan sulfur, selanjutn'a sul"ur dioksidasi lagi membentuk sulfat dalam tanah.
Sumber: )iologi, =46 Gambar =.= Daur sul"ur
5. %a&" ai" %ir merupakan kebutuhan ital bagi semua makhluk hidup. ak ada makhluk hidup 'ang mampu bertahan hidup tanpa adan'a air. %ir terdapat seara melimpah di laut, tetapi ketersediaann'a relati" terbatas di daratan. #agi tumbuhan,
204
#iologi S$% &ilid
air merupakan salah satu "aktor penting untuk "otosintesis, perkeambahan dan pertumbuhan, serta sarana transportasi zat. #agi hewan dan manusia, air merupakan "aktor penting dalam melaksanakan transportasi zat. Daur air disebut juga daur hidrologi. Seara garis besar daur hidrologi dibedakan menjadi tiga maam, 'aitu daur hidrologi pendek, daur hidrologi sedang, dan daur hidrologi pan(ang. a. "aur hidrologi pendek %ir laut menguap, uap air naik ke udara lalu bersatu menjadi awan. Pada ketinggian tertentu awan mengalami kondensasi dan presipitasi menjadi titik-titik air, kemudian turun sebagai hujan. Pada daur hidrologi pendek ini terbentukn'a awan dan hujan terjadi di atas laut, jadi hujan tidak menapai daratan. b. "aur hidrologi sedang %ir laut menguap, uap air naik ke udara dan terbawa angin sampai di atas daratan membentuk awan. Pada ketinggian tertentu awan mengalami kondensasi dan presipitasi membentuk titik-titik air, lalu turun sebagai hujan di daratan. Sebagian air meresap ke dalam tanah, sebagian lain kembali ke laut melalui sungai. c. "aur hidrologi pan(ang ;ap air 'ang berasal dari penguapan air laut, kolam, danau, sungai maupun hasil transpirasi tumbuhan naik ke udara, lalu bersatu menjadi awan. %wan terbawa oleh angin ke arah daratan dan pada jarak tertentu terhalang oleh pegunungan. %khirn'a awan mengalami kondensasi dan presipitasi menjadi titik-titik air dan turun sebagai hujan di atas pegunungan. %ir hujan meresap ke tanah di pegunungan, lalu diserap oleh tumbuhan di pegunungan, sebagian munul sebagai mata air. $elalui sungai air mengalir kembali lagi ke laut. (omponen-komponen ekosistem memiliki man"aat 'ang sangat besar bagi manusia dan makhluk hidup lain, di antaran'a sebagai berikut. . Sebagai sumber bahan makanan bagi makhluk hidup lain. $isaln'a produsen men'ediakan bahan makanan bagi konsumen primer 1herbiora, konsumen primer men'ediakan makanan bagi konsumen sekunder 1karniora, dan seterusn'a. 2. #erperan penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem 'ang dinamis. +ontohn'a keberadaan harimau 1karniora di suatu padang rumput untuk menegah terjadin'a ledakan kosistem
205
populasi herbiora di wila'ah tersebut, agar ketersediaan rumput selalu terjaga. (ehadiran predator dan parasitoid ikut mengontrol populasi hama agar tidak menimbulkan kerugian 'ang lebih besar. 6. $enjamin tetap berlangsungn'a daur ulang sampah organik di ekosistem. +ontohn'a jamur dan bakteri pengurai berperan menguraikan sampah organik menjadi zat-zat anorganik 'ang sangat diperlukan bagi kehidupan tumbuhan dan sekaligus dapat mengatasi masalah sampah organik. ?. Sebagai sumber sen'awa anorganik 'ang sangat diperlukan bagi kehidupan. +ontohn'a tanah merupakan sumber air dan unsur hara penting bagi kehidupan tumbuhan dan makhluk hidup 'ang lain. ;dara merupakan sumber +82 untuk "otosintesis tumbuhan, juga sebagai sumber 8 2 bagi semua makhluk hidup. 7. $embantu mengatasi permasalahan polusi. $isaln'a tumbuhan men'erap +8 2 udara untuk "otosintesis, men'ediakan 82 bagi organisme lain. Demikianlah beberapa peranan komponen ekosistem bagi kehidupan. $asih ban'ak man"aat lain 'ang belum tergali dan terman"aatkan dengan baik dan optimal. *ni merupakan tantangan bagi kita semua untuk lebih nmengoptimalkan peran dan man"aat komponen ekosistem bagi kehidupan, disertai upa'a pelestarian dan menjaga kesinambungann'a agar memberi man"aat dalam jangka pendek, menengah, maupun jangka panjang.
Ke#iatan (Kecakapan Sosial dan Akademik) Tujuan: $engetahui peranan komponen biotik dan abiotik dalam ekosistem.
Seara kelompok lakukan pengamatan pada ekosistem di lingkungan sekolah kalian. *nentariskanlah komponen abiotik dan biotikn'a. +atatlah dalam tabel 'ang kalian ranang sendiri. Setelah itu buatlah analisis singkat mengenai peranan masing-masing komponen di ekosistem sekolah 'ang telah kalian tuliskan.
. Sebutkan komponen biotik dan abiotik 'ang telah kamu data, lalu kelompokkan komponen biotik berdasarkan peranann'aC 2. %pakah ada hubungan antara komponen satu dengan komponen 'ang lain@ &elaskanC
206
#iologi S$% &ilid
6.
%pa 'ang terjadi jika komponen produsen dihilangkan dari ekosistem@
?.
%pa 'ang terjadi jika komponen dekomposer dihilangkan dari ekosistem@
7.
;saha apa saja 'ang dapat kamu lakukan agar keseimbangan ekosistem di sekolah tetap terjaga@
Ke#iatan (Kecakapan Personal dan Etos Kerja) Tujuan: $emahami konsep rantai makanan dan jaring-jaring makanan Lankah kerja:
.
. Samakah komponen produsen dan konsumen dalam ketiga ekosistem tersebut@ 2. %pa 'ang men'ebabkan terjadin'a peristiwa makan dan dimakan dalam ekosistem@ 6. %pakah antara rantai makanan satu dengan 'ang lain dalam satu ekosistem terdapat komponen 'ang sama@ ?. #isakah dibuat garis penghubung antara rantai makanan satu dengan 'ang lain dalam satu ekosistem@ 7. %pa kesimpulanmu tentang hubungan rantai makanan dengan jaring-jaring makanan@
kosistem
207
Ke#iatan (Kritis dan !no"asi) Tujuan: $emahami daur karbon dan oksigen .
Perhatikan gambar 'ang menunjukkan daur + dan 8 di bawah ini, amatilah dengan saksama kemudian eritakan dengan bahasamu sendiri seara tertulis.
Pertanyaan:
. 8rganisme apakah 'ang mampu meman"aatkan +8 2 udara seara langsung@ 2. ;ntuk proses apakah +8 2 bagi produsen@ 6. Selain mengambil +8 2, gas apakah 'ang dibebaskan produsen ke udara@ ?. ;ntuk apakah gas oksigen bagi organisme@ 7. Dapatkah pengambilan +8 2 dan pelepasan +8 2 ke udara berlangsung seimbang@ &elaskanC
Keakapan Aka$emik Pasankan kata di sebelah kiri denan kata di sebelah kanan yan memiliki kaitan konsep yan erat# . abiotik 2. dekomposer
a. hubungan antara ular dengan tikus b. hubungan antara anggrek dengan pohon lain
6. ekosistem
. ra'ap, aing tanah
?. rantai makanan
d. perubahan nitrit menjadi nitrat
7. komensalisme
e. perubahan amoniak menjadi nitrit
9. detritior
". menambah nitrat dalam tanah
3. nitritasi
g. menguraikan nitrat dalam tanah
20
#iologi S$% &ilid
4. nitri"ikasi
h. bakteri dan jamur
=. bakteri nitratasi
i. #itrosomonas
0. predasi
j. komponen tak hidup k. #itrobacter l. proses makan dan dimakan dengan arah tertentu m. interaksi antara organisme dengan lingkungann'a
(A-KMA0kosistem merupakan interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik maupun abiotikn'a. Dalam ekosistem terdapat komponen abiotik 1seperti tanah, air, udara, aha'a, kelembapan, suhu, altitude dan latitude serta komponen biotik. (omponen tersebut dapat dikelompokkan menurut peranann'a dalam ekosistem menjadi produsen, konsumen, detritivor dan decomposer. Dalam ekosistem terjadi perpindahan materi dan energi, baik melalui rantai makanan maupun jaring-jaring makanan.
antai makanan dibedakan menjadi rantai makanan perumput dan rantai makanan detritus. %ntarsesama komponen terjadi interaksi intraspesi"ik maupun interaksi interspesi"ik, seperti predasi, kompetisi, simbiosis, maupun netral. Daur biogeokimia memiliki peranan penting dalam menjaga ketersediaan suatu unsur atau sen'awa kimia dalam ekosistem. Daur biogeokimia meliputi daur nitrogen 1B, "os"or 1P, karbon 1+ dan oksigen 18, belerang 1S dan daur air 1/28. iap komponen dalam ekosistem memiliki peranan 'ang khas dan terkait satu sama lain.
MA- BAIK Setelah mempelajari bab ini oba ari bagian 'ang menurut kalian paling sulit dipahami. +arilah re"erensi lain 'ang berkaitan dengan bagian tersebut dan rangkumlah.
kosistem
209
)I KOMETE-SI $oba kerjakan di buku kerja kalian# A# Pilihlah salah satu ja%aban soal berikut denan tepat# . Dalam suatu ekosistem terdapat komponen-komponen berikut. . bakteri 2. tanaman kaang 6. aha'a ?. detritus 7. nitrogen 9. air 3. +82 4. ra'ap #erikut 'ang tergolong komponen biotik adalah a. , 6, 7, 3 b. 2, ?, 9, 4 . , 2, 6, ? d. , 2, ?, 4 e. , 2, 4 2. #erdasarkan data komponen pada nomor , untuk melangsungkan "otosintesis diperlukan komponen nomor .... a. , 2, 6, ? b. 2, 6, 7, 9 . 7, 9, 3, 4 d. , 6, 7, 3 e. 2, ?, 9, 4 6. 8rganisme 'ang dikategorikan sebagai produsen adalah 'ang memiliki kemampuan .... a. mengubah sen'awa organik menjadi zat-zat anorganik b. mengubah zat-zat anorganik menjadi sen'awa organik . mengoksidasi sen'awa organik menghasilkan energi d. mengubah energi kimia menjadi energi aha'a e. mengubah energi kimia menjadi energi kinetik ?. Dekomposer memiliki kedudukan dan peranan 'ang strategis dalam ekosistem karena ....
210
#iologi S$% &ilid
a. mampu men'ediakan sen'awa organik bagi organisme lain b. sebagai komponen abiotik adalam ekosistem . mendegradasi sen'awa organik menjadi zat-zat anorganik d. dapat mengubah energi aha'a menjadi energi kimia e. sebagai habitat bagi organisme lain 7. Perpindahan materi dan energi melalui serangkaian organisme dalam peristiwa makan dan dimakan membentuk garis lurus membentuk .... a. piramida ekologi b. rantai makanan . jaring-jaring makanan d. daur biogeokimia e. arus energi 9. #erikut 'ang membedakan rantai makanan perumput dan rantai makanan detritus adalah .... a. jumlah organisme pen'usun rantai makanan tersebut b. arah aliran energin'a . jumlah tingkat tro"i pada rantai makanan tersebut d. komponen 'ang menduduki tingkat tro"i terakhir e. komponen 'ang menduduki tingkat tro"i pertama 3. Peristiwa 'ang menunjukkan hubungan antara komponen abiotik dengan kom ponen biotik dalam ekosistem adalah .... a. aha'a matahari memengaruhi suhu udara b. jumlah uap air memengaruhi kelembapan udara . perbedaan suhu udara memengaruhi laju pelapukan batuan d. bakteri nitrogen membantu pertum buhan tanaman kaang tanah e. air memengaruhi keepatan pertum buhan tanaman
4. #erikut 'ang tergolong interaksi intraspesi"ik dari ontoh berikut adalah interaksi antara .... a. bunga dengan kumbang b. padi dengan gulma . ra'ap dengan semut d. lebah pekerja dengan ratun'a e. hiu dengan remora =. *nteraksi kompetisi terjadi karena alasan berikut, kecuali .... a. berebut habitat b. berebut pasangan . berebut teritorial d. berebut makanan e. berebut musuh 0. /utan memiliki peranan penting dalam daur hidrologi, karena hutan .... a. dapat men'impan adangan keanekaragaman tumbuhan b. merupakan daerah resapan air hujan . merupakan komponen pen'edia bahan ka'u d. ban'ak mata air e. dapat menegah baha'a erosi . Dalam daur nitrogen perubahan nitrit menjadi nitrat memerlukan bantuan bakteri .... a. #itrosomona b. #itrosococcus . #itrobacter d. %hi&obium e. *lostridium 2. %lasan 'ang mendasari denitri"ikasi merugikan adalah karena .... a. menambah nitrat dalam tanah b. menurunkan nitrat dalam tanah . mengubah nitrit menjadi nitrat d. mengubah amoniak menjadi nitrit e. mengubah nitrogen bebas menjadi amoniak 6. ;nsur "os"or 1P bagi makhluk hidup memiliki peran penting sebagai ....
a. komponen karbohidrat b. komponen lemak . komponen protein d. komponen itamin e. sumber energi utama ?. (egiatan berikut dapat meningkatkan jumlah +82 di udara, kecuali .... a. pembakaran sampah b. industrialisasi . kebakaran hutan d. "ototsintesis tumbuhan hijau e. respirasi tumbuhan hijau 7. Detritior dan dekomposer memiliki peranan penting dalam degradasi sampah. #erikut 'ang tergolong detritior dan dekomposer adalah .... a. ra'ap dan jamur b. jamur dan bakteri . ra'ap dan aing d. bakteri dan umi-umi e. padi dan wereng 9. #eberapa ekosistem 'ang ada di muka bumi membentuk .... a. bioma b. populasi . bios"er d. habitat e. komunitas 3. Pada ekosistem air zooplankton merupakan .... a. produsen b. konsumen tingkat ** . konsumen tingkat * d. konsumen tingkat *** e. pengurai 4. Pada ekosistem laut daerah komponen biotik tingkat produsenn'a paling ban'ak adalah .... a. abisal b. batial . "otik d. a"otik e. termoklin
kosistem
211
=. 8rganisme 'ang dapat ber"ungsi sebagai produsen dalam suatu ekosistem air tawar adalah .... a. lara rustaea b. alga biru . bakteri d. zooplankton e. aing
20. (elompok jagung 'ang tumbuh dalam sebidang tanah berdasarkan konsep ekologi merupakan .... a. spesies b. komunitas . populasi d. ekosistem e. indiidu
& # 'a%ablah soal berikut denan ja%aban yan tepat# . &elaskan pembagian organisme dalam ekosistem berdasarkan nisian'a. 2. &elaskan dengan disertai ontoh perbedaan antara interaksi intraspesi"ik dan interaksi interspesi"ik.
6. %pakah komponen biotik dapat memengaruhi komponen abiotik@ &elaskan dengan disertai ontoh. ?. $engapa dapat terjadi interaksi kompetisi@ 7. %pa 'ang dimaksud daur biogeokimia@ &elaskan.
212
#iologi S$% &ilid
