perkembangan ekosistem atau suksesi ekologi

EKOLOGI
DRA. SRI UTAMI, MS
POKOK BAHASAN
I.
2.
3.
Jenis dan individu dalam ekosistem
Habitat dan relung ekologi, Padan ekologi, Pemindahan sifat:
simpati dan alopatri, Seleksi alam, Seleksi buatan, Jam
biologi, Perilaku dasar, perilaku mengatur, perilaku
bermasyarakat.
Perkembangan dan evolusi ekosistem.
Strategi perkembangan ekosistem, Konsep klimak, Evolusi
ekosistem, Ko-evolusi, seleksi kelompok.
Ekologi Perairan Tawar
Faktor-faktor pembatas lingkungan perairan tawar,
Klasifikasi ekologis organisme perairan tawar, Biota perairan
tawar, Komunitas lentik (danau), Komunitas lotik (perairan
mengalir).
4. Ekologi Darat
Lingkungan darat, Biota darat dan daerahdaerah biogeorafi, struktur umum komunitas
darat, subsistem tanah, subsistem vegetasi,
nisbah akar atau tajuk, penyebaran komunitas
darat.
KONSEP JENIS
• Kata species : menjelaskan hubungan antar
populasi
• Jika dua populasi ada bersama-sama dan tidak
kawin silang, mereka masuk dalam dua
species berbeda
Konsep Habitat
• Habitat organisme ialah tempat di mana
organisme hidup.
atau
• Tempat di mana manusia dapat menemukan
organisme tersebut.
atau
• Tempat hidup komunitas (biotik dan abiotik)
Berdasarkan kondisi habitatnya dikenal 2 tipe
habitat, yaitu habitat mikro dan habitat makro.
Habitat makro merupakan habitat bersifat global
dengan kondisi lingkungan yang bersifat umum dan
luas, misalnya gurun pasir, pantai berbatu karang,
hutan hujan tropika, dan sebagainya. Sebaliknya
habitat mikro merupakan habitat lokal dengan
kondisi lingkungan yang bersifat setempat yang tidak
terlalu luas, misalnya, kolam, rawa payau berlumpur
lembek dan dangkal, danau, dan sebagainya.
Relung Ekologi (Niche)
1.Relung ekologi (ecological niche), merupakan
terminologi yang lebih inklusif, yang tidak hanya
meliputi ruang/tempat yang ditinggali organisme,
tetapi juga peranannya dalam komunitas, misal
kedudukan pada jenjang (trofik) makanan dan
posisinya pada gradient lingkungan: temperatur,
kelembaban, pH, tanah dan kondisi lain yang ada.
2. Relung ekologi menyangkut tempat tinggal, apa yang
diperbuat dan bagaimana jenis lain menjadi kendala
baginya.
3. Relung ekologi suatu organisme tidak hanya tergantung
di mana organisme tadi hidup, tetapi juga pada apa yang
dilakukan organisme (misal bagaimana organisme
mengubah energi, bertingkah laku, bereaksi, mengubah
lingkungan fisik maupun biologi) dan bagaimana
organisme dihambat oleh spesies lain.
Relung secara biologis merupakan profesi atau cara hidup
makhluk hidup
Dua jenis makhluk hidup pada habitat yang sama dan
mempunyai relung sama, maka akan terjadi kompetisi.
Ada beberapa organisme yang secara beruntun
menduduki relung yang berbeda, contoh: jentikjentik nyamuk hidup di habitat perairan, yang dewasa
relung sangat berbeda.
Relung burung : pemakan buah/biji, ulat, semut, ikan
atau kodok.
Niche ada yang bersifat:
- umum : ayam bisa makan cacing, padi, sayuran dsb
(polifag)
- khusus : wereng hanya makan padi (monofag)
ALIRAN ENERGI DAN MATERI:
Secara Fungsional:
Energi : suatu bahan yang menyebabkan organisme mempunyai
kemampuan untuk melakukan kerja
Energi dari matahari  tumbuhan, hewan dan manusia
Rantai makanan (food chain)
Piramida makanan :
Tingkatan Trofik IV
Konsumen III
Tingkatan Trofik III
Konsumen II
Tingkatan Trofik II
Konsumen I
Tingkatan Trofik I
Produsen
Matahari
Produsen
Bahan/
materi
(nutrisi)
Konsumen I
(herbivora)
Konsumen II
(karnivora)
Konsumen III
(omnivora)
Pengurai / Perombak / Dekomposer
Bagan Rantai Makanan dengan aliran energi
dan alur materi di dalamnya
K2
K1
(1). Rantai makanan
(2). Jaring-jaring makanan
H
P : Produsen
H : Herbivora
K : Karnivora
P
(1)
(2)
Hubungan antara Rantai Makanan
dan Jaring-jaring Makanan
RANTAI MAKANAN DIATAS PERMUKAAN TANAH
DISEBUT RANTAI MAKANAN PENGGEMBALAAN
(GRAZING FOOD CHAIN)
RANTAI MAKANAN DARI PERMUKAAN TANAH KE BAWAH
DISEBUT RANTAI MAKANAN DETRITUS
(DETRITUS FOOD CHAIN)
Relung ekologi:
a. Relung ruang : mikrohabitat
b. Relung trofik: menekankan pada hubungan
energi
c. Relung multidimensional: lingkungan
memungkinkan suatu individu atau jenis
hidup tanpa batas
CONTOH : SERANGGA HAMA PADI
Hama walang sangit dan belalang:
Mempunyai kepentingan yang berbeda dalam
hal makanan :
Walang sangit makan menghisap buah padi
dalam keadaan masak susu. Mikrohabitat
pada buah padi.
Belalang makan daun padi yang masih muda
umur 45 hari. Mikrohabitat pada daun.
Pemisahan Relung Serangga Hama
Relung makanan:
Walang sangit : makan buah masak susu
Belalang : makan daun muda
Relung aktifitas: berdasarkan waktu aktif
Penggantian Sifat (Character Displacement)
• Allopatrik ialah spesies yang terdapat
pada daerah geografis yang tidak sama
atau terpisah oleh barier
• Sympatrik ialah spesies yang terdapat
pada daerah yang sama tetapi relung
ekologinya tidak sama.
Seleksi Alam
• Jika isolasi terjadi karena pemisahan secara
geografi,populasi turunan dari nenek moyang
yang sama akan menghasilkan spesies baru
yang allopatrik (allopatric speciation).
• Jika spesies terjadi karena halangan ekologi
atau melalui faktor genetik pada daerah yang
sama, maka akan dapat menghasilkan
spesies baru yang simpatrik (sympatric
speciation)
Seleksi Buatan (Artificial Selection)
• yaitu seleksi yang dilakukan manusia
dengan tujuan adaptasi tanaman dan
hewan untuk kepentingan riset dan
pangan.
• Domestikasi tanaman dan hewan
melibatkan domestikasi genetik dari
spesies
PERKEMBANGAN EKOSISTEM ATAU
SUKSESI EKOLOGI
• Komunitas yang terdiri dari berbagai populasi bersifat dinamis
dalam interaksinya yang berarti dalam ekosistem mengalami
perubahan sepanjang masa. Perkembangan ekosistem
menuju kedewasaan dan keseimbangan dikenal sebagai
suksesi ekologis atau suksesi.
• Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik
dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir
dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah
tercapai keadaan seimbang (homeostatis).
• Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer
dan suksesi sekunder.
Suksesi Primer
•
•
•
Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu.
Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal
tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal
terbentuk habitat baru.
Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah
longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru
di muara sungai, dan endapan pasir di pantai.
Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya
penambangan timah, batubara, dan minyak bumi.
Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung
Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan
gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken)
serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan
kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada
daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Kalau
tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai
(dekomposer). Zat yang terbentuk karena aktivitas penguraian bercampur
dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks
susunannya.
Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh
dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh.
Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan
tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan
pioner subur tapi sebaliknya.
• Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat
terus mengadakan pelapukan lahan.Bagian tumbuhan yang
mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi
lebih tebal.
• Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi
rumput dan belukar maka terjadilah kompetisi.
• Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon
mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan.
• Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau
dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang
terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah
ekosistem itu.
2. Suksesi Sekunder
Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami
gangguan, baik secara alami maupun buatan. Gangguan
tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme
sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan
kehidupan masih ada.
Contoh: gangguan alami misalnya banjir, gelombang laut,
kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti
penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan
sengaja.
PROSES SUKSESI
Tahapan proses suksesi:
1. Nudasi : terbukanya substrat yang masih gundul
2. Migrasi : datangnya biji/alat perkembangbiakan
3. Execis : perkecambahan, tumbuh dan reproduksi
4. Kompetisi : menghasilkan pergantian species
5. Reaksi : perubahan habitat karena hadirnya species
6. Stabilitas akhir : terbentuknya ekosistem kolmpleks
JENIS SUKSESI
Bertambah/berkurangnya jenis (species)
1. Suksesi progresis : perubahan semakin kaya akan
jenis (species)
2. Suksesi regresif/retrogresif : perubahan semakin
berkurangnya jenis (contoh: unsur hara berkurang)
Menurut terjadinya:
1. Suksesi primer : terbentuknya komunitas pada
substrat yang belum pernah ditumbuhi vegetasi
2. Suksesi sekunder : terbentuknya komunitas baru
yang berasal dari ekosistem yang pernah terbentuk
Keseimbangan Lingkungan
• Definisi lingkungan hidup adalah kesatuan
ruang dengan semua benda, daya keadaan,
dan makhluk hidup, termasuk di dalamnya
manusia dan perilakunya.
• Komponen lingkungan terdiri dari faktor
abiotik (tanah, air, udara, cuaca, suhu) dan
faktor biotik (tumbuhan dan hewan, termasuk
manusia).
• Lingkungan hidup, baik faktor biotik maupun abiotik
berpengaruh dan dipengaruhi manusia.
• Segala yang ada pada lingkungan dapat dimanfaatkan
oleh manusia untuk mencukupi kebutuhan hidup
manusia, karena lingkungan memiliki daya dukung.
• Daya dukung lingkungan adalah kemampuan
lingkungan untuk mendukung perikehidupan
manusia dan makhluk hidup lainnya.
• Dalam kondisi alami, lingkungan dengan segala
keragaman interaksi yang ada mampu untuk
menyeimbangkan keadaannya.
• Namun tidak tertutup kemungkinan, kondisi
demikian dapat berubah oleh campur tangan
manusia dengan segala aktivitas pemenuhan
kebutuhan yang terkadang melampaui Batas.
• Keseimbangan lingkungan secara alami dapat berlangsung
karena beberapa hal, yaitu komponen-komponen yang ada
terlibat dalam aksi-reaksi dan berperan sesuai kondisi
keseimbangan, pemindahan energi (arus energi), dan siklus
biogeokimia dapat berlangsung.
• Keseimbangan lingkungan dapat terganggu bila terjadi
perubahan berupa pengurangan fungsi dari komponen atau
hilangnya sebagian komponen yang dapat menyebabkan
putusnya mata rantai dalam ekosistem.
• Salah satu faktor penyebab gangguan adalah polusi di
samping faktor-faktor yang lain.
KOEVOLUSI
Koevolusi adalah proses dua atau lebih spesies
mempengaruhi proses evolusi satu sama lainnya.
Semua organisme dipengaruhi oleh makhluk hidup
disekitarnya, namun pada koevolusi, terdapat bukti
bahwa sifat-sifat yang ditentukan oleh genetika pada
tiap spesies secara langsung disebabkan oleh
interaksi antara dua organisme
• Contoh kasus koevolusi yang terdokumentasikan dengan baik
adalah hubungan antara Pseudomyrmex (sejenis semut)
dengan tumbuhan akasia. Semut menggunakan tumbuhan ini
sebagai tempat berlindung dan sumber makanan. Hubungan
antar dua organisme ini sangat dekat sedemikiannya telah
menyebabkan evolusi struktur dan perilaku khusus pada
kedua organisme. Semut melindungi pohon akasia dari hewan
herbivora dan membersihkan tanah hutan dari benih
tumbuhan saingan. Sebagai gantinya, tumbuhan mempunyai
struktur duri yang membesar yang dapat digunakan oleh
semut sebagai tempat perlindungan dan sumber makanan
ketika tumbuhan tersebut berbunga
BIOMAGNIFIKASI
Fenomena bioakumulasi (penimbunan biologi) dan
biomagnifikasi (pelipatgandaan timbunan mengikuti tingkatan
dalam rantai makanan) senyawa pencemar dalam jaringan
mahluk hidup adalah kenyataan yang telah diterima secara
umum di kalangan para peneliti toksikologi lingkungan.
Namun belakangan, topik ini semakin menarik perhatian dan
memunculkan bidang kajian baru yaitu Pollution and Food
Safety (Pencemaran dan Keamanan Pangan).
Salah satu konsekuensi dari pelepasan dan penyebaran
substansi pencemar di lingkungan adalah penangkapan
(uptake) dan penimbunan (accumulation) oleh makhluk hidup
mengikuti alur rantai makanan (food chain). Umumnya relasi
antara konsentrasi substansi pencemar di lingkungan dan di
dalam jaringan mahluk hidup dinyatakan dalam parameter
faktor biokonsentrasi (BCF = bioconcentration factor).
Parameter ini merupakan nisbah antara konsentrasi suatu
senyawa di lingkungan dan konsentrasi senyawa yang sama
dalam jaringan makhluk hidup.
• Jika nilai BCF cenderung berlipat ganda - seiring dengan peningkatkan
setiap aras rantai makanan (trophic level) - maka dalam ekosistem
telah berlangsung fenomena biomagnifikasi (biomagnification) dari
senyawa pencemar itu. Salah satu contoh klasik untuk fenomena ini
adalah biomagnifikasi senyawa-senyawa PCB (polychlorobiphenyl) di
danau Ontario, Kanada.
Di danau itu, konsentrasi PCB dalam jaringan burung herring gull sebagai puncak rantai makanan di sana - besarnya dua puluh lima juta
(25.000.000) kali lipat konsentrasi PCB dalam air.
• Fenomena biomagnifikasi ini tentu berimplikasi kepada manusia, karena
pada hampir semua rantai makanan dalam ekosistem manusia adalah
pemegang posisi puncak trophic level. Sehingga manusia adalah mahluk
hidup yang menanggung risiko biomagnifikasi paling tinggi.
CONTOH JARING-JARING MAKANAN YANG BERDAMPAK
PADA MANUSIA JIKA ADA ZAT PENCEMAR DIAIR