Keragaman Biologi (Biology Diversity) - SCeLE

Keragaman Biologi
(Biology Diversity)
Renungan:
Dapatkah kita menyelamatkan organisme yang terancam punah?
Dapatkah kita mempertahankan tingginya keragaman biologi?
Hanya untuk digunakan di lingkungan UI
Dirangkum oleh Dian Hendrayanti
Studi Kasus:
Mengecilnya Delta Mississippi
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Apakah Keragaman Biologi?
• Keragaman Biologi adalah kekayaan jenisjenis organisme yang ada di bumi
• Umumnya digambarkan sebagai jumlah jenis
atau tipe-tipe genetik (genetic types) pada
suatu area
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Evolusi Biologi
• Dari mana keragaman biologi berasal? Dari mana
keragaman biologi muncul?
• Pada abad ke-19, Charles Darwin mengajukan teori
yang menjelaskan munculnya keragaman biologi.
Teori itu dikenal dengan evolusi biologi (biological
evolution)
• Teori evolusi menjelaskan bahwa perubahan karakter
pada suatu populasi diwariskan dari generasi ke
generasi
• Perubahan karakter tersebut dapat memunculkan jenis
baru (new species)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
•
•
•
Istilah evolusi pada evolusi biologi hmemiliki
makna khusus/spesial
Apa yang menyebabkan terjadinya evolusi?
Jenis baru dapat muncul karena sebab berikut:
1. Kompetisi sumber daya alam
2. Perbedaan antara satu individu dan yang lain sebagai
akibat adaptasi terhadap kondisi di alam/lingkungan
3. Karena lingkungan selalu berubah, individu-individu
yang telah beradaptasi dengan lingkungan pun selalu
berubah
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Empat proses yang memicu terjadinya evolusi:
1. mutasi (mutation)
2. seleksi alam (natural selection)
3. migrasi (migration)
4. aliran gen (genetic drift)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
MUTASI (Mutation)
• DNA (Deoxyribonucleic acid) membawa
informasi genetik dari satu generasi ke
generasi berikut
• Informasi kimia dari satu karakter/sifat disebut
sebagai gen (Definisi lain dari gen: suatu
segmen dari DNA yang mensintesis protein
tertentu)
• Total genetik yang menyusun suatu individu
atau kelompok (populasi) disebut genotip
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Ketika suatu sel membelah, DNA digandakan dan
diturunkan ke masing-masing sel yang baru
• Pada waktu penggandaan DNA, kesalahan mungkin
terjadi sehingga DNA berubah. Perubahan DNA
mengakibatkan perubahan karakter/sifat yang
kemudian diwariskan pada sel yang menerimanya
• DNA ‘asli’ yang tergantikan itu disebut telah
mengalami mutasi
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
SELEKSI (Selection)
• Perubahan tidak selalu menghasilkan satu karakter/sifat yang
lebih baik
• Mutasi dapat terjadi pada jenis baru terlepas dari kemungkinan
bahwa jenis tersebut dapat/tidak dapat beradaptasi lebih baik
daripada parentalnya
• Individu-individu yang memiliki karakter adaptif akan lebih
mampu bertahan hidup (survive) dan lebih banyak
menghasilkan keturunan – dengan kata lain mereka lebih fit
• Seleksi alam: suatu proses yang meningkatkan kesempatan
untuk menghasilkan keturunan yang adaptif
(The process of increasing the proportion of better-adapted
offspring is natural selection)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Kisah Biston betularia
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
MIGRASI (Migration)
• Isolasi geografi dapat menimbulkan evolusi
divergen (divergent evolution)
• Dua populasi dapat berubah sehingga
keduanya tidak dapat lagi saling kawin
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Migrasi adalah proses evolusi yang penting
yang mencakup daerah luas dan waktu yang
lama
– Wilayah penghubung (land bridge) antara Siberia
dan Alaska
– Hewan-hewan marsupial di Australia
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Hanyutan Gen (Genetic Drift)
• Terkadang perubahan frekuensi genetik
populasi terjadi karena kebetulan - drift
• ‘Hanyutan gen’ dapat menjadi suatu masalah
bagi jenis-jenis yang terancam punah
– Kelompok yang lemah/tidak adaptif (lower fitness
traits) mungkin menjadi dominan
– Populasi kecil menurunkan keragaman genetik
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Evolusi Biologi Hari Ini:
Nyamuk dan Parasit Malaria
• Sekitar 300–400 juta
orang terjangkit
penyakit malaria setiap
tahun; 1,1 juta
meninggal
• Yang paling rawan
terinfeksi malaria
adalah anak-anak
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Malaria adalah
penyakit yang
disebabkan oleh
protozoa
(Plasmodium),
ditransmisikan oleh
nyamuk
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Pada awalnya, kampanye pemberantasan malaria
dengan menggunakan DDT dan chloroquine berhasil
• Namun, keberhasilan itu tidak berlangsung lama,
karena:
– Nyamuk menjadi resisten terhadap DDT
– Protozoa menjadi resisten terhadap chloroquine
• Nyamuk dan protozoa mengembangkan resistensi
terhadap DDT dan chloroquine melalui seleksi alam
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• It’s either one knockout punch or a continual
battle to stay ahead
• Peristiwa mutasi seringkali melampaui
perkembangan pencarian obat malaria
• Usaha lain dalam mencari obat malaria adalah
dengan mengembangkan vaksin untuk
Plasmodia atau nyamuk
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
EKOLOGI PULAU
• Jumlah organisme (jenis) pada suatu pulau
lebih sedikit daripada benua. Secara umum,
semakin kecil suatu pulau, semakin sedikit
jumlah jenis
• Semakin jauh suatu pulau dari benua, semakin
sedikit jumlah jenis organisme di pulau itu
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Biogeografi Pulau
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Menurut teori biogeografi pulau, jumlah spesies yang
ada di sebuah pulau ditentukan oleh angka imbang
antara rata-rata kepunahan lokal dan rata-rata imigrasi
• Pulau yang berukuran 10x lebih besar akan memiliki
spesies dua kali lebih banyak
• Pulau Borneo memiliki spesies lebih banyak daripada
pulau-pulau kecil, seperti P. Sulawesi
(Supriatna 2008. Melestarikan Alam Indonesia: 181)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Isolasi di pulau yang terpencil dapat
menyebabkan timbulnya radiasi adaptive
(adaptive radiation)
– Hawaiian Honeycreepers
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Tipe habitat di suatu pulau kecil lebih sedikit namun
ancaman kepunahan di pulau lebih tinggi
• Semakin jauh pulau dari suatu daratan, semakin kecil
kemungkinan kedua tempat tersebut berhubungan
• Seiring dengan waktu, jumlah jenis yang ada di suatu
pulau akan cenderung konstan/stabil, laju kecepatan
jumlah jenis yang datang sama dengan laju kecepatan
jumlah jenis yang punah
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Evolusi spesies di suatu pulau seringkali berhubungan
dengan ukuran tubuh, menjadi lebih kecil. Hal
tersebut karena suplai makanan di pulau terbatas,
predator lebih sedikit, dan lebih sedikit spesies yang
berkompetisi untuk sumber daya alam yang sama
• Contoh: serigala pulau, pygmy mammoths, dan fosil
manusia yang ditemukan di Flores, Homo floresiensis
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Konsep biogeografi pulau dapat diaplikasikan
pula untuk kasus “pulau ekologi” atau
“ecological islands”
• ‘Pulau ekologi’ adalah habitat kecil/sempit
yang terpisah dari habitat utama/mayor
- contoh: suatu pohon kecil yang tumbuh di
padang rumput diibaratkan sebagai hutan di
sebuah pulau
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Aplikasi Teori Biogeogragi Pulau
• Teori biogeografi pulau dapat diterapkan pada taman
nasional dan cagar alam yang dikelilingi habitat yang
rusak
• Sebagai ilustrasi, ketika 50% dari ‘pulau’ (yaitu
taman nasional/cagar alam) itu rusak, dapat diprediksi
bahwa 10% spesies yang hidup di ‘pulau’ itu punah
• Kebun Raya Bogor dapat diumpamakan sebagai
‘pulau’
(Supriatna 2008. Melestarikan Alam Indonesia: 182)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Konsep Dasar Diversitas Biologi
•
•
•
Diversitas genetik adalah jumlah total
karakteristik genetik pada satu kelompok
Diversitas habitat adalah macam-macam tipe
habitat pada satu wilayah tertentu
Diversitas spesies meliputi:
Kekayaan jenis - jumlah total jenis
Kemerataan jenis - kepadatan relatif jenis
Dominansi jenis – jenis yang paling dominan
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Jumlah Species di Bumi
• Ada berapa spesies yang hidup di bumi
sekarang?
• Sekitar 1.5 juta spesies telah diberi nama,
namun jumlah spesies mungkin mencapai 3-10
juta
• Serangga dan tumbuhan adalah kelompok
organisme yang terbanyak di muka bumi
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Mengapa Banyak Spesies di Suatu
Tempat Namun Sedikit di Tempat lain?
• Umumnya, diversitas biologi di daerah tropik
lebih tinggi dibandingkan dengan daerah lain
• Umumnya, biodiversitas menurun mulai dari
ekuator sampai ke kutub (seiring lintang bumi)
• Kompleksitas habitat cenderung menaikkan
tingkat biodiversitas
• Kompleksitas topografi juga menaikkan
tingkat biodiversitas
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Gangguan atau bencana, misal kebakaran,
dapat meningkatkan biodiversitas
• Keragaman hidup juga mampu meningkatkan
diversitas
• Biodiversitas berubah-ubah seiring waktu
• Manusia mempengaruhi biodiversitas,
biasanya pengaruh negatif
• Urbanisasi dapat menurunkan biodiversitas
• Perubahan kelimpahan spesies dapat terjadi
mengikuti gradien tempat atau jarak tertentu –
gradien ekologi (ecological gradient)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Diversitas
dan
Ketinggian
(Elevation)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Kekayaan spesies semakin berkurang dengan
bertambahnya ketinggian permukaan tanah
• Secara umum, perubahan flora dalam komposisi
spesies dan struktur hutan cukup drastis mesipun
penurunan jumlahnya berangsur-angsur
• Ketinggian, bersama dengan faktor lain seperti iklim
dan kesuburan, menentukan kekayaan spesies pada
tingkat habitat
(Supriatna 2008. Melestarikan Alam Indonesia: 183)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Apa yang Dapat Kita Lakukan untuk
Menyelematkan Spesies yang
Terancam Punah?
• Berapa banyak spesies yang terancam punah?
• IUCN Red Book of Threatened Species
– 23% mammalia, 12% burung, 4% reptil, 31% of
amfibi, and 3% ikan
– 3% tumbuhan
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Apa yang disebut dengan spesies kritis (endangered
species) atau spesies genting (threatened species)?
• Endangered species (kritis) adalah spesies yang
terancam punah baik secara menyeluruh maupun
sebagian dari sebaran populasinya
• Threatened species (genting) adalah spesies yang
mempunyai kemungkinan tinggi untuk punah dalam
waktu dekat akan means any species which is likely
to become an endangered species within the
foreseeable future throughout all or a significant
portion of its range
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Mengapa Harus Menyelamatkan
Spesies Genting?
Apa yang sebenarnya harus diselamatkan?
1. Satwa/tumbuhan liar di alam bebas?
2. Makhluk liar dalam habitat konservasi?
3. Suatu populasi dalam kebun binatang?
4. Materi genetik?
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Apapun tujuannya, ada nilai-nilai berikut (value)
yang harus dipertimbangkan:
1. Pertimbangan ekologi (Ecological justification)
2. Pertimbangan estetika dan spiritual (Aesthetic
and spiritual justification)
3. Pertimbangan rekreasi (Recreational
justification)
4. Pertimbangan manfaat (Utilitarian justification)
5. Pertimbangan moral (Moral justification)
6. Pertimbangan budaya (Cultural justification)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Pertimbangan moral memiliki akar budaya,
keagamaan, dan sosial-budaya dalam masyarakat
• Obat-obatan adalah satu contoh asas manfaat
(utilitarian value) dari diversitas spesies
• Banyak jenis yang bermanfaat untuk mengontrol
polusi
• Wisata juga merupakan asas manfaat dari keragaman
hayati, terutama di negara-negara berkembang
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Bagaimana Suatu Spesies Menjadi
Terancam dan Punah
• Kepunahan adalah sesuatu yang alami
• Kepunahan local (Local extinction) adalah kejadian
ketika suatu spesies menghilang (tidak lagi
ditemukan) di habitatnya di kawasan tertentu
• Kepunahan global (Global extinction) adalah kejadian
ketika suatu spesies tidak lagi ditemukan dimana pun
di muka bumi ini
• Laju kecepatan kepunahan berbeda-beda selama masa
hidup bumi (over geologic time)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Harimau Bali (Panthera tigris
balica) telah punah di alam
• Jalak Bali (Leocopstar rotschildi) masih
ditemui di daerah penangkaran
• Harimau Sumatera telah punah secara ekologi
• Orang utan di Sumatera dan Kalimantan telah
kehilangan 63% habitatnya
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Data fosil menunjukkan bahwa seumur hidup
bumi ada beberapa kepunahan masal (mass
extinction) dan juga kemunculan spesiesspesies baru
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Penyebab Kepunahan Masal
• Enam peristiwa kepunahan masal telah terjadi
di masa lalu dalam jangka waktu 550 juta
tahun
• Kepunahan dinosaurus sekitar
65 juta tahun lalu – apakah
diakibatkan oleh meteor?
• Kepunahan masal tumbuhan
sekitar 20.000-10.000 tahuh
lalu pada akhir periode es
• Laju kepunahan meningkat
HanyaIndustri
untuk digunakandi
tajam sejak Revolusi
lingkungan UI
Bagaimana Pengaruh Manusia
terhadap Kepunahan dan
Diversitas Biologi?
Ada beberapa hal yang menyebabkan
kepunahan:
1. Perburuan hewan atau pengambilan tumbuhan
secara besar-besaran
2. Gangguan atau penghilangan habitat
3. Spesies introduksi (introducing exotic species)
4. Polusi
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
• Orang-orang jaman dulu mungkin menyebabkan
kepunahan melalui kegiatan berburu
• Ketika orang mulai mengenal api, mereka mengubah
suatu habitat secara masal
• Sewaktu orang menjelajahi daerah-daerah baru,
mereka mengintroduksi spesies yang bukan
merupakan spesies indigenos (introduction of exotic
species)
• Penggunaan beribu-ribu bahan kimia di lingkungan
telah menyebabkan polusi
• Manusia telah menjadi penyebab kepunahan 75%
burung dan mamalia sejak tahun 1600
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Kabar baik: Keberadaan Beberapa
Spesies telah Pulih Kembali
• Kisah-kisah keberhasilan tersebut meliputi:
– Gajah laut (Elephant seals)
– Anjing laut (Sea otters)
– Kembalinya populasi burung setelah pelarangan
DDT
– Paus biru dan abu-abu (Blue and gray whales)
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Dapatkah Suatu Spesies Menjadi
Berlimpah Ruah? Bila demikian, Apa
yang Seharusnya Kita Lakukan?
• Populasi singa laut (Sea lions) telah berlimpah
sehingga menjadi masalah
• Singa gunung (Mountain lions) telah
mengalami ledakan populasi
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Teori Kirtland’s Warbler
dan Perubahan Lingkungan
• Perubahan lingkungan diperlukan oleh beberapa
spesies
• Burung Kirtland (Kirtland’s warblers) diketahui
hanya bersarang di pohon pinus muda (jack-pine
woodlands). Kebakaran diperlukan untuk
mendapatkan populasi pohon muda seperti ini.
• Informasi lain: burung Kirtland (Kirtland’s warblers)
memerlukan perubahan yang cukup panjang, yaitu
kebakaran satu kali setiap 20-30 tahun
• Pencegahan kebakaran hutan mengurangi habitat
bersarang bagi burung Kirtland
• Para pengelola satwa kini harus menyediakan
untuk menyediakan habitat
pembakaran terkontrol
Hanya untuk digunakan di
tersebut
lingkungan UI
Pulau Ekologi dan Spesies Genting
• Hampir seluruh taman (kota) menjadi pulau
ekologi bagi beberapa spesies
• Seberapa luas suatu pulau ekologi dapat
menjamin daya tahan hidup (survival) suatu
spesies?
• Jawaban berbeda-beda tergantung dari macam
spesies
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Kesimpulan
• Teori evolusi menjelaskan bahwa perubahan karakter pada
suatu populasi diwariskan dari generasi ke generasi
• Perubahan karakter tersebut dapat memunculkan jenis baru
(new species)
• Empat proses yang memicu terjadinya evolusi: mutasi, seleksi
alam, migrasi dan aliran genetik
• Kompleksitas habitat dan topografi cenderung menaikkan
tingkat biodiversitas
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI
Daftar Acuan
• Keller, E.A. & D.B. Botkin. 2008. Essential
Environmental Science. John Wiley & Sons:
xxvi+454
• Supriatna, J. 2008. Melestarikan Alam
Indonesia. Yayasan Obor, Indonesia: xx+482
Hanya untuk digunakan di
lingkungan UI