BAB V. PENGARUH EKOLOGIS RAGAM TEMPORAL

BAB V. PENGARUH EKOLOGIS RAGAM TEMPORAL
RADIASI MATAHARI
A. Pendahuluan
Ketahanan hidup suatu organisme dalam suatu ekosistem ditentukan oleh baik
faktor lingkungan fisik maupun faktor organisme lain yang berinteraksi. Keberhasilan
organisme dalam memanfaatkan kondisi lingkungan yang menguntungkan dan
menghindarkan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan beragam
secara harian maupun musiman, tergantung pada seberapa besar kemampuan
organisme untuk melakukan suatu kegiatan pada waktu yang tepat.
Suatu predator bisa saja berada di suatu tempat yang benar pada waktu yang
benar pula ketika mereka makan. Demikian jiga bagi serangga yang menyerbuki
bunga tentunya bunga pada saat serangga dewasa penyerbuk ada di sekelilingnya,
dan madu sebagai sumber pakan serangga tentunya ada bersamaan dengan saat
periode berbunga dari pohon yang bersangkutan. Migrasi dengan jarak yang panjang
dari suatu hewan, jauh dari lingkungan yang telah berubah menjadi tidak
menguntungkan, tentunya sering dimulai pada waktu ketika kondisi makanan dan
suhu masih baik jika hewan tersebut ingin mencapai kondisi aman pada tempat yang
memiliki lingkungan yang lebih layak sebelum kondisi cuaca yang buruk terjadi.
Tumbuhan yang hidup di kawasan dengan suhu musim dingin yang rendah harus
mengawali dengan perubahan fisiologis tepat pada waktunya untuk menjadi resisten
terhadap suhu rendah yang kurang menguntungkan sebelum terjadi. Ringkasnya,
organisme perlu memiliki kepekaan terhadap waktu.
Kondisi lingkungan memperlihatkan adanya dua tipe utama ragam lingkungan
yang dapat diramalkan yang dibutuhkan oleh organisme, yaitu ragam siang malam
(the day-night variations) dan ragam musiman (the seasonal variation). Ada juga
periodisitas bulanan dalam kegiatan beberapa jenis hewan sebagai tanggapan
terhadap fase bulan; kebanyakan pada organisme lautan, dimana pasang surut air
bulanan adalah menjadi faktor penting dalam kehidupan mereka.
Pergantian siang dan malam dan gerakan musiman yang terjadi setiap tahun
telah menciptakan ragam ketersediaan nutrisi atau sumber pangan dan tempat
berlindung, ragam aktivitas musuh alami, suhu, dan ketersediaan air. Bagi organisme
yang tidak mampu mengatur aktivitas harian dan tahunannya untuk memanfaatkan
kondisi yang
Universitas Gadjah Mada
sedang baik, dan melengkapi semua aktivitas dan fungsi pentingnya tepat waktu
untuk mempersiapkan diri menghadapi suatu periode waktu dimana kondisi
lingkungan menjadi kurang baik adalah sangat tidak mungkin untuk `survive'.
Pada beberapa organisme, ragam aktivitas siang/malam sebagian besar
adalah fotokinesis (photokinesis): organisme adalah lebih aktif dalam keadaan terang
ada cahaya. Di sisi lain, banyak jenis pohon hanya tumbuh secara normal apabila
tidak terlindung terhadap pergantian kondisi siang dan malam, dan metabolismenya
menjadi abnormal apabila mereka tidak terlindung terhadap kondisi siang terus
menerus dalam periode yang diperpanjang (misalnya pada waktu malam diterangi
pula dengan lampu).
Ragam musiman dalam lingkungan fisik dan konsekuensi ragam musiman
dalam lingkungan biotik sebagian besar merupakan fenomena daerah temperate dan
kutub. Ragam musiman yang kecil terjadi di daerah katulistiwa terutama kondisi suhu
dan kelembaban dan hal ini menjadi konsekuensi yang relative kecil.
B. Photoperiodism dan Photoperiodic Responses
Kepekaan organisme terhadap lama waktu penyinaran matahari disebut
sebagai fotoperiodisme (photoperiodism). Untuk tumbuhan, hal ini berhubungan
dengan panjangnya periode gelap yang tidak terinterupsi (misalnya permudaan alam
yang berada di bawah tajuk pohon dalam periode gelap yang lama). Pada gambar
5.1 berikut ada contoh anakan pohon Douglas-fir yang dicoba ditumbuhkan selama
12 jam di bawah kondisi gelap ternyata
mengalami
dormansi,
tetapi
ketika
dicoba diberi perlakuan 1 jam cahaya di
tengah-tengah periode gelap (sebagai
interupsi) mampu tumbuh kontinyu dan
mampu mencapai pertumbuhan hampir
setara dengan anakan pohon yang
berada di bawah periode penyinaran 12
jam terus menerus.
Gambar 5.1. Contoh fotoperiodisme pada pohon.
Universitas Gadjah Mada
Hal tersebut memproduksi hasil yang sama seperti perlakuan malam yang
pendek, karena respon tumbuhan terhadap cahaya tergantung pada pigmen
penyerap cahaya yang disebut sebagai `phytochrome'. Pigmen ini dapat berada
dalam dua bentuk yang berbeda, yaitu bentuk aktif secara biologis yang menyerap
bagian cahaya matahari infra merah (far-red) dari spectrum (portion of Ear-Red),
dan bentuk kedua bentuk kurang aktif yang menyerap panjang gelombang cayaha
merah (portion of Red). Selama siang hari, bagian cahaya merah dari spectrum
yang dapat dilihat mata mengubah sebagian besar fitokhrom menjadi bentuk aktif
secara biologis, dengan demikian memacu aktivitas. Selama malam hari, ada
pengubahan yang lambat menjadi bentuk yang tidak aktif; periode gelap yang lebih
panjang, bagian fitokhrom yang dalam bentuk tidak aktif menjadi lebih besar dan
respon tumbuhan terhadap cahaya menjadi lebih kecil. Uraian ini dapat diringkas
sebagai berikut:
Bila sebagian besar fitokhrom dalam bentuk yang tidak aktif, maka aktivitas
pertumbuhan berhenti dan tumbuhan memasuki masa dormansi. Dengan kondisi
siang yang panjang dan malam yang pendek, sebagian besar fitokhrom dalam
bentuk yang aktif dan tumbuhan merespon cahaya secara aktif. Interupsi terhadap
periode gelap yang panjang dengan periode terang yang singkat mengubah banyak
fitokhrom dari bentuk tidak aktif kembali menjadi bentuk aktif dan oleh karenanya
merangsang kondisi malam yang pendek.
Universitas Gadjah Mada
Suatu ragam fenomena biologis yang sangat besar telah muncul untuk
memperlihatkan beberapa tingkat periodisme. Peran utamanya ialah dalam
mengatur permulaan reproduksi pada tumbuhan dan hewan dan dalam persiapan
memasuki masa dormansi sebelum serangan musim yang kurang baik secara
klimatis. Photoperiodic response diklasifikasi menjadi salah satu dari tiga kategori
menurut response reproduktif dan respon lainnya secara individual.
1.
Short-day organism, Hewan-hewan yang berkembang biak, tumbuhan yang
berbunga, atau berbunga cepat sekali, dan organisme yang memasuki
dormansi atau melengkapi beberapa aspek sejarah kehidupannya, dengan
menggunakan waktu yang lebih sedikit dari pada beberapa jam kritis (critical
hours) dari siang hari. Istilah `long-night organisms' akan secara nyata lebih
cocok karena panjang periode gelap yang tidak terputus (uninterrupted dark
period) adalah perangsang/stimulus yang kritis.
2. Long-day organism. Organisme yang merespon seperti organisme nomer 1,
tetapi lebih lama dari pada beberapa jam kritis dari siang hari.
3. Day-length indifferent (day-neutral) organism. Organisme yang melengkapi
peristiwa sejarah kehidupannya terlepas dari panjangnya siang.
Untuk organisme short-day terdapat dua kesempatan pada setiap tahunnya
untuk melakukan reproduksi yaitu pada musim semi dan musim panas, pada saat ini
rangsangan panjang hari dan kondisi suhu cukup baik. Beberapa organisme
melakukan perkembangbiakan pada ke dua waktu tersebut, tetapi sebagian besar
organisme tersebut memerlukan perangsang rangkap dan melakukan reproduksi
hanya sekali dalam setahun. Fotoperiode kritis untuk organisme short-day biasanya
cukup lebar, dari 2 jam sampai 15 jam, sedangkan untuk organisme long-day dari 16
— 24 jam. Mungkin juga ada beberapa organisme intermediate-day length yang
merespon periode 12-16 jam (Gambar 5.2).
Gambar 5.2. Fotoperiodisme
Universitas Gadjah Mada
C. Peranan Fotoperiodisme
Pengaruh fenomena fotoperiodisme pada hewan adalah memainkan
peranan kritis dalam mengatur permulaan reproduksi, start untuk migrasi, dan
perubahan musiman warna bulu kulit binatang atau bulu burung. Sebagian besar
hewan dalam lingkungan musiman menahan anaknya yang muda untuk tumbuh di
musim semi sehingga memungkinkan mereka survive dalam memasuki periode
musim dingin berikutnya. Ragam musiman pada warna bulu hewan daratan adalah
suatu penyesuaian yang umum terhadap perubahan musiman wama fisik
lingkungan. Sebagai kamuflase dari hewan terhadap warna lingkungannya.
Adapun peranan fotoperiodisme terhadap tumbuh-tumbuhan adalah dalam
mengendalikan saat berhentinya masa pertumbuhan dan permulaan masa
dormansi pada akhir musim semi dan musim panas, dan dalam banyak tumbuhan
juga mengatur pembungaan dan pembuahan. Juga berperan dalam memecah
masa dormansi melajutkan masa pertumbuhan pada musim semi untuk beberapa
jenis tumbuhan musiman.
Oleh karena pentingnya fotoperiodisme bagi survival dan kemampuan
organisme, hal ini tidak mengheranka bahwa ada banyak ragam dalam tanggapan
fotoperiodik pada suatu jenis organisme lintas rentang geografisnya dan ekotipe
fotoperiodiknya telah diakui pada banyak jenis organisme. Saat terjadinya kondisi
suhu dan kelembaban yang tidak menguntungkan akan beragam antara daerah
pantai dengan daerah di daratan, antara elevasi yang tinggi dan yang rendah, dan
antara aspek utara dan selatan.
D. Jenis pohon 'light demander' dan 'shade-bearing'
Kesimpulan dari pembahasan bab ini, mahasiswa dapat mengetahui bahwa
di dalam ekosistem terdapat dinamika kehidupan organisme yang cukup jelas
dipengaruhi oleh lama waktu atau pajang hari penyinaran matahari yang berbedabeda di muka bumi ini. Bagi organisme yang hidup di wilayah tropika tentu tidak
banyak ragamnya dibanding dengan organisme yang hidup di wilayah temperate,
yang memiliki 4 periode musim atau pada wilayah kutub utara maupun kutub
selatan. Untuk jenis tumbuhan di dalam ekosistem hutan hujan tropika akan tampak
pada pertumbuhan permudaan alam jenis pohon Pohon-pohon hutan hujan dapat
dibagi secara kasar menjadi dua kelompok, yaitu kelompok yang berkembangbiak
'in situ', dibawah naungan tajuk hutan tinggi
Universitas Gadjah Mada
dalam pertumbuhan awalnya disebut sebagai `shade-tolerant'; dan kelompok yang
berkembang biak di dalam celah disebut sebagai `light demander' atau sering
disebut jenis pionir. Jenis yang membutuhkan cahaya di dalam celah tidak akan
dapat tumbuh untuk berkembang biak walaupun di bawa naungan pohon indukya
sendiri. Jenis pionir dicirikan oleh pertumbuhan tinggi dan diameter yang cepat pada
waktu muda, dan menghasilkan bunga dan buah yang banyak sekali dan terns
menerus tanpa terpengaruh musim (misalnya: balsa, Ochroma lagopus). Daunnya
lebar, kerapatan pohon rendah dengan warna kulit batang pucat (a.l. Macaranga
gigantifolia, M. gigantea). Jenis lain yang termasuk pionir a.l. anggota famili
Euphorbiaceae, Malvaceae, Moraceae, Sterculiaceae, Tiliaceae, Ulmaceae dan
Utricaceae.
Sifat light demander dan shade bearing adalah dua strategi ekologis yang
kontras bagi pohon hutan dalam upayanya mengekalkan kehidupan jenis yang
bersangkutan. Ada tanggapan yang lengkap terhadap spektum cahaya matahari.
Beberapa jenis tumbuhan mungkin membutuhkan peningkatan jumlah cahaya
matahari, seperti yang ada di dalam celah yang kecil atau sempit, seperti yang
terjadi pada kelompok Dipterocarp. Percobaan yang dilakukan dengan cara
membuat celah kecil dengan luas ,1 ha pada hutan alam primer di Gunung Gede
Jawa Barat, ternyata segera diisi oleh anakan pohon muda dari jenis pohon
penysudn hutan primer. Sementara itu untuk celah buatan yang lebih luas 0,2-0,3
ha, jenis pohon primer justru terdesak oleh pertumbuhan jenis pionir hutan
sekunder.
Bahan Pustaka:
Kimmins, J.P. 1987. Forest Ecology. Macmillan Publishing Company, New Yor.
Whitmore, T.C. 1975. Tropical Rain Forests of the Far East. Clarendon Press,
London.
Universitas Gadjah Mada