Desember 2011 i Perpustakaan Nasional: Katalog Dalam Terbitan Serangmo, DIANA Y.L., dan Yasintha L. Kleden BIOLOGI UMUM Jilid 1/oleh Diana Y.L. Serangmo dan Yasintha L. Kleden; editor, Agnes V. Simamora; – Cet. 2. -Kupang: Undana Press, 2011. xix, 94 hal.; 15,5 x 23 cm ISBN 978-602-8095-98-3 1. Buku Ajar – Biologi Umum I. Judul. II. Agnes V. Simamora ....... BIOLOGI UMUM Jilid 1 © Diana Yudi Lestari Serangmo dan Yasintha L. Kleden Hak cipta dilindungi undang-undang Editor/Penyunting: Agnes V. Simamora Desain, Layout, & Ilustrasi: Basri K. Penerbit: Undana Press Jl. Adisucipto Penfui Kupang NTT – 85001 Telp/Fax: 0380-881580/0380-881586 Cetakan Kedua, Desember 2011 Percetakan: CV. Eka Perdana ii Pengantar penerbit iologi Umum Jilid 1 ini, semula berupa bahan ajar yang diasuh oleh penulis, yang kemudian dikembangkan menjadi buku ajar. Seperti buku-buku yang lainnya, buku ajar ini diterbitkan oleh Undana Press. Buku ajar ini, yang merupakan jilid pertama dari dua jilid, sudah didesain begitu rupa yang mengarah pada Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK), dan dimaksudkan untuk dipergunakan oleh mahasiswa Program Studi Ilmu Tanah, Ilmu Hama dan Penyakit Tumbuhan, serta Agronomi, pada Jurusan Budidaya Pertanian (Buditan) dan Jurusan Sosial Ekonomi Pertanian (Sosektan), Fakultas Pertanian (Faperta) Undana. Selain itu, buku ajar ini dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa MIPA, FKM, kedokteran, ataupun masyarakat umum untuk mendalami pengetahuan tentang kehidupan atau ilmu tentang keadaan dan sifat makhluk hidup (manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan). Demikian, semoga buku ajar ini memberikan manfaat. Dan kepada saudari Diana Yudi Lestari Serangmo dan Yasintha L. Kleden, disampaikan terima kasih atas kesediaannya menerbitkan buku ajar ini melalui Undana Press. Begitu pula, terima kasih kepada saudari Agnes Virginia Simamora yang berkenaan bertindak sebagai editor/penyunting atas buku ini. Pun terima kasih kepada berbagai pihak yang ikut terlibat dalam rangkaian penyusunan hingga penerbitan buku ajar ini. iii Pengantar penulis iologi adalah suatu ilmu tentang kehidupan atau ilmu tentang keadaan dan sifat makhluk hidup (manusia, binatang, tumbuhtumbuhan). Salah satu alasan mempelajari biologi, adalah untuk mengetahui lebih banyak mengenai kehidupan manusia, binatang, dan tumbuh-tumbuhan yang berkaitan dengan kehidupan di bumi ini. Pengetahuan tentang “kehidupan” tersebut di atas, secara sistematis disajikan dalam bentuk buku ajar (Jilid 1) ini, yang diperuntukkan, terutama bagi mahasiswa di Jurusan Buditan dan Sosektan Faperta, pun kepada mahasiswa lain dalam bidang ilmu-ilmu MIPA, kesehatan masyarakat, dan kedokteran, serta bagi para praktisi biologi pada umumnya. Sebagai buku yang sudah mengacu pada KBK, maka di dalamnya telah dirunut secara sistematis. Di mana, setiap bab diawali dengan kompetensi dasar yang menggambarkan secara keseluruhan isi dan penyajian daripada buku ajar ini; dan setiap akhir sub-bab diberi muatan-muatan, berupa latihan yang harus diselesaikan. Begitu pula, pada akhir setiap bab disarikan daftar istilah yang dirasa penting; kemudian uji kemampuan yang berisi sejumlah pertanyaan-pertanyaan; serta penutup setiap bab ditampilkan daftar pustaka. Mahasiswa diharapkan mencoba menjawab soal latihan maupun uji kemampuan untuk mengukur pemahaman materi tersebut. Buku ajar yang telah disusun secara sistematis ini, tentu, terutama kepada mahasiswa, diharapkan dapat menunjang proses belajar-mengajarnya sesuai strategi pembelajaran yang telah direncanakan. Dengan demikian, akan terjadi peningkatan pemahaman mahasiswa tentang materi biologi yang secara umum diajarkan, sehingga pada akhirnya akan meningkatkan pula nilai dan tingkat kelulusannya. Harapan ini, tentu tak terlepas dari dukungan pelbagai pihak hingga buku ajar ini dapat diwujudkan sebagaimana mestinya. Untuk itu, disampaikan terima kasih kepada bapak Rektor yang memfasilitasi penerbitannya melalui Undana Press, dan terima kasih yang sama kepada bapak Dekan Faperta Undana atas dukungannya, hingga buku ajar ini iv dapat terwujud. Peran serta para sejawat, terutama di lingkungan Jurusan Buditan Faperta Undana, yang secara langsung atau tidak langsung, turut memberi andil dari awal hingga diterbitkannya buku ajar ini. Untuk itu semua, diucapkan terima kasih. Dan terima kasih secara khusus disampaikan kepada sahabat Agnes V. Simamora yang berkenaan bertindak sebagai editor/penyunting. Pun kepada Basri K., yang mendesain, me-layout, dan mengilustrasikan hingga buku ini tersaji sebagaimana yang diharapkan. Demikian, semoga buku ajar ini memberi manfaat. v Daftar isi halaman PENGANTAR PENERBIT .......................................................... iii PENGANTAR PENULIS ............................................................ iv DAFTAR ISI ................................................................................ vi DAFTAR GAMBAR .................................................................... viii KOMPETENSI DASAR, HASIL BELAJAR, DAN INDIKATOR ........................................................................................ xi BAB 1. PENGERTIAN DAN RUANG LINGKUP BIOLOGI ...... 1 1. Pengertian Biologi ........................................................ 1 2. Masalah-masalah Biologi dan Kedudukan Biologi terhadap Ilmu-ilmu Lain ............................................... 3 3. Metode Ilmiah dalam Biologi ....................................... 4 Rangkuman ......................................................................... 6 Uji Kemampuan .................................................................. 7 Daftar Istilah ....................................................................... 7 Daftar Pustaka ..................................................................... 8 2. DUNIA KEHIDUPAN ATAU BIOSFER .......................... 9 1. Produsen dan Konsumen .............................................. 10 2. Energi dan Arus Energi ................................................ 11 3. Materi dan Siklus Materi .............................................. 13 4. Makanan dan Jaring-jaringan Makanan ....................... 15 Rangkuman ......................................................................... 17 Uji Kemampuan .................................................................. 17 Daftar Istilah ....................................................................... 17 Daftar Pustaka ..................................................................... 18 3. DASAR-DASAR EKOLOGI ............................................. 20 1. Pengertian dan Ruang Lingkup Ekologi ...................... 20 2. Individu dan Populasi ................................................... 21 3. Komunitas dan Ekosistem ............................................ 26 4. Suksesi dan Relung Ekologi ......................................... 32 vi 4. 5. Rangkuman ......................................................................... Uji Kemampuan .................................................................. Daftar Istilah ....................................................................... Daftar Pustaka ..................................................................... KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN KLASIFIKASI .................................................................... 1. Terjadinyanya Keanekaragaman Makhluk Hidup ........ 2. Pengertian Klasifikasi dan Sistem Klasifikasi .............. 3. Klasifikasi Kingdom Monera ....................................... 4. Klasifikasi Kingdom Protista ....................................... 5. Klasifikasi Kingdom Fungi .......................................... 6. Klasifikasi Kingdom Plantae ........................................ 7. Klasifikasi Kingdom Animalia ..................................... Rangkuman ......................................................................... Uji Kemampuan .................................................................. Daftar Istilah ....................................................................... Daftar Pustaka ..................................................................... POLA-POLA KEHIDUPAN .............................................. 1. Pola-pola Kehidupan dalam Dunia Mikroorganisme ... 2. Pola-pola Kehidupan di Darat ...................................... 3. Pola-pola Kehidupan dalam Air ................................... 4. Pola-pola Kehidupan Purba .......................................... Rangkuman ......................................................................... Uji Kemampuan .................................................................. Daftar Istilah ....................................................................... Daftar Pustaka ..................................................................... 35 37 37 37 39 39 40 45 46 50 52 56 63 64 65 67 69 70 73 80 89 92 93 93 94 vii Daftar gambar Gambar halaman 1. Biosfer ................................................................................. 9 2. Siklus karbon ...................................................................... 13 3. Siklus air ............................................................................. 14 4. Rantai makanan ................................................................... 15 5. Jaring-jaring makanan ......................................................... 16 6. Saprovor .............................................................................. 16 7. Pengurai .............................................................................. 16 8. Contoh individu lalat dan mawar ........................................ 22 9. Anak ayam menetas dari telur ayam ................................... 22 10. Populasi ikan ....................................................................... 23 11. Populasi burung .................................................................. 23 12. Grafik populasi dunia 1950-2000 dan kecepatan pertumbuhan 1950-2000 ................................................................ 25 13. Habitat ................................................................................. 27 14. Harimau sebagai predator ................................................... 29 15. Parasitisme .......................................................................... 29 16. Ikan badut (Amphiprion ocellaris) dan rumah anemone (Heteractis magnifica) ........................................................ 30 17. Kerbau dan burung jalak ..................................................... 30 18. Gunung Krakatau Purba ...................................................... 31 19. Kepik menempati habitat yang sama tetapi menempati relung yang berbeda ............................................................ 33 20. Waktu mempengaruhi proses suksesi ................................. 34 21. Skema terjadinya vegetasi klimaks ..................................... 34 22. Pembagian golongan organisme menurut Whittaker .......... 43 23. Skema tingkatan takson, jenis, sampai kerajaan ................. 44 24. Monera ................................................................................ 45 25. Protista ................................................................................ 46 26. Amoeba ............................................................................... 47 27. Euglena sp. .......................................................................... 47 viii 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. Paramecium aurelia ............................................................ Euglenophyta ...................................................................... Rhodophyta (ganggang merah) ........................................... Chlorophyta (ganggang hijau) ............................................ Jamur lendir atau slime mold (Myxomycota) ..................... Kingdom fungi .................................................................... Eukariota ............................................................................. Lumut .................................................................................. Psilophyta ............................................................................ Lycophyta ........................................................................... Sphenophyta ........................................................................ Pterodophyta ....................................................................... Filum Cycadophyta ............................................................. Filum Ginkophyta ............................................................... Gnetophyta .......................................................................... Cenoferophyta ..................................................................... Tomat .................................................................................. Kacang panjang ................................................................... Kelapa ................................................................................. Tebu .................................................................................... Laba-laba, kalajengking, dan tungau .................................. Kepiting dan lobster ............................................................ Kaki seribu .......................................................................... Kelabang ............................................................................. Walang sangit dan ulat sutra ............................................... Asteroida ............................................................................. Belut .................................................................................... Ikan pari .............................................................................. Katak ................................................................................... Ular dan komodo ................................................................. Burung unta dan burung kasuari ......................................... Tikus, kucing, lumba-lumba ............................................... Infeksi mikoriza dalam sel akar dan bentuk mantel miselia ......................................................................................... 47 48 49 49 50 51 52 53 53 53 54 54 54 54 55 55 55 55 56 56 60 60 60 60 61 61 62 62 62 62 62 63 73 ix 61. 62. 63. 64. 65. 66. x Bioma tundra: (a) tundra artik (b) tundra alpen .................. Taiga: (a) tumbuhan spuce yang mendominasi hutan boreal; (b) hutan konifer montana di Sierra Nevada California ........................................................................................ Kondisi hutan decidous: (a) musim semi; (b). musim panas; (c) musim gugur; dan (d) musim dingin ...................... Hutan hujan tropis dengan tumbuhan epifit yang tumbuh pada suatu pohon ................................................................. Berbagai organisme air tawar berdasarkan cara hidupnya ....................................................................................... Organisme air tawar berdasar tempat hidupnya .................. 76 77 78 79 81 83 KOMPETENSI DASAR, HASIL BELAJAR, DAN INDIKATOR A. IDENTITAS MATA KULIAH: Mata Kuliah Nomor Kode Mata Kuliah Bobot SKS Semester : Biologi Umum Jilid 1 : PNA 4102 :3 : I (ganjil) B. DESKRIPSI MATA KULIAH: Biologi adalah suatu ilmu tentang kehidupan atau ilmu tentang keadaan dan sifat makhluk hidup (manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan). Salah satu alasan mempelajari biologi, adalah untuk mengetahui lebih banyak mengenai kehidupan manusia, binatang, dan tumbuh-tumbuhan yang berkaitan dengan kehidupan di bumi ini. Pengetahuan tentang kehidupan itu, dalam buku jilid pertama ini diterbitkan untuk menambah wawasan keilmuan, pun pada jilid kedua nantinya Kompetensi Dasar 1. Menganalisis kedudukan biologi terhadap ilmu-ilmu lain dan permasalahan-permasalahannya dengan benar o Hasil Belajar Menjelaskan pengertian biologi • • • Indikator Mencari tahu maksud daripada biologi Menguraikan munculnya istilah biologi hingga paruh waktu modern ini Menyebutkan tokoh-tokoh yang memperkenalkan biologi Kompetensi Dasar Hasil Belajar • o o Menguraikan masalah-masalah biologi dan kedudukan biologi terhadap ilmu lain Menjelaskan metode ilmiah dalam biologi • • • • 2. Menguraikan biosfer dan bagianbagian penyusunnya serta hubungan antara bagianbagian tersebut o Menjelaskan produsen dan konsumen • • • o Menjelaskan tentang energi dan arus energi • • • • Indikator Menjelaskan tujuan daripada pentingnya pembelajaran biologi Menjelaskan pendekatan-pendekatan yang digunakan untuk mempelajari biologi Menjelaskan secara singkat objek kajian biologi Menjelaskan diperlukannya metode ilmiah dalam ilmu biologi Menyebutkan langkah-langkah metode ilmiah Mencari tahu maksud daripada biosfer Menjelaskan makna produsen dan konsumen Memberikan contoh produsen dan konsumen dalam suatu ekosistem Mencari tahu maksud daripada energi Memberikan contoh tentang terjadinya pengubahan energi kimia menjadi energi mekanik Menjelaskan terjadinya arus energi Menguraikan siklus energi Kompetensi Dasar o 3. Menjelaskan konsep dasar dan ruang lingkup ekologi Hasil Belajar Menguraikan materi dan siklus materi o Menguraikan makanan dan jaring-jaring makanan o Menjelaskan pengertian dan ruang lingkup ekologi Mengukur individu dan populasi o • • • • • • • • • • • • • • • Indikator Mencari tahu maksud daripada materi Menguraikan terjadinya siklus materi Menjelaskan terjadinya siklus karbon Menjelaskan terjadinya siklus air Mencari tahu maksud daripada makanan Menjelaskan tentang rantai makanan Menjelaskan perbedaan rantai makanan dan jaring-jaring makanan Menjelaskan pengertian ekologi Menguraikan perkembangan ilmu ekologi Menjelaskan ruang lingkup ekologi Membedakan antara individu yang satu dengan yang lainnya Menjelaskan maksud daripada individu Menjelaskan tentang kepadatan populasi Menguraikan cara mengukur kepadatan populasi Menjelaskan faktor-faktor yang menentukan kepadatan populasi Kompetensi Dasar o Hasil Belajar Menelusuri kelompok komunitas dan ekosistem • • • • • o Menggambarkan suksesi dan relung ekologi • • • Indikator Menguraikan pengertian daripada komunitas Menyebutkan dua macam komunitas di alam Menguraikan lima macam hubungan ekologi Menjelaskan secara singkat tentang ekosistem Menjelaskan kemampuan ekosistem dalam mengendalikan dirinya sendiri dan dalam menangkal setiap gangguan terhadapnya Membedakan antara relung ekologi dengan habitat Menjelaskan faktor-faktor utama yang memberi pengaruh terhadap tipe-tipe pertumbuhan tumbuhan dan hewan yang mengalami suksesi Menguraikan hal-hal pokok yang saling terkait dan mempengaruhi laju perkembangan ekosistem Kompetensi Dasar Hasil Belajar • • 4. Menjelaskan tentang keanekaragaman makhluk hidup dan klasifikasinya o Menguraikan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup • • • o Menjelaskan pengertian klasifikasi dan sistem klasifikasi • • • • Indikator Menjelaskan suksesi pada tingkat perkembangan akhir Menggambarkan secara skematis terjadinya vegetasi klimaks Menjelaskan faktor utama terjadinya evolusi Menguraikan kecenderungan terjadinya mutasi Menguraikan terjadinya evolusi secara alopatrik dan simpatrik Menjelaskan perlunya dibuat klasifikasi makhluk hidup Memberikan contoh klasifikasi makhluk hidup, yang berdasarkan: ukuran tubuh, lingkungan, manfaat, dan jenis makanannya Menggambarkan pembagian golongan organisme menurut Whittaker Menjelaskan tingkatan klasifikasi atau tingkatan takson Kompetensi Dasar o Hasil Belajar Menguraikan klasifikasi kingdom monera • • • o Menguraikan klasifikasi kingdom protista • • • o Menguraikan klasifikasi kingdom fungi • • • • Indikator Menyebutkan ciri-ciri khusus, sehingga makhluk hidup dikelompokkan ke dalam kingdom monera Memberikan contoh yang spesies dari kingdom monera Menggambarkan peran kingdom monera berdasarkan klasifikasinya Menguraikan secara singkat protista yang menyerupai hewan, tumbuhan, dan jamur Menjelaskan empat kelas protozoa berdasarkan cara pergerakannya Menjelaskan secara singkat enam filum daripada alga Menjelaskan kemampuan fungi dalam memperbanyak diri, baik secara seksual maupun aseksual Menjelaskan ciri dari kingdom fungi Memberikan contoh jamur yang dapat membentuk spora dan tunas Memberikan contoh ciri kelas ascomycetes Kompetensi Dasar o Hasil Belajar Menguraikan klasifikasi kingdom plantae • • • o Menguraikan klasifikasi kingdom animalia • • 5. Menguraikan pola-pola kehidupan dalam dunia mikroorganisme, di darat, air, dan pola hidupan purba o Menjelaskan pola-pola kehidupan dalam dunia mikroorganisme • • • o Menjelaskan pola-pola kehidupan di darat • • Indikator Menjelaskan kelompok kingdom plantae Menjelaskan perbedaan angiospermae dan gymnospermae Membandingkan perbedaan fisik antara tanaman dikotil dan monokotil Memberikan contoh minimal dua filum dari beberapa filum dari sub-kingdom Eumetazoa Menjelaskan minimal dua kelas dalam subfilum vertebrata Menjelaskan peranan penting daripada mikroorganisme Membedakan beberapa penyakit, baik yang menular maupun yang tidak menular Menguraikan maksud daripada epidemi dan virulensi Menjelaskan peranan iklim sebagai suatu dasar untuk menggambarkan ekosistem dalam skala besar Menentukan pembagian bioma pada kehidupan darat berdasarkan pertambahan energi sinar matahari Kompetensi Dasar Hasil Belajar • • o Menjelaskan pola-pola kehidupan dalam air • • • • • o Menjelaskan pola-pola kehidupan purba • • Indikator Menjelaskan secara singkat pola kehidupan pada hutan hujan tropis Menyebutkan pembagian hutan berdasarkan faktor edafiknya Menggambarkan berbagai organisme air tawar berdasarkan cara hidupnya Menggambarkan organisme air tawar berdasarkan tempat hidupnya Mengelompokkan danau berdasarkan produksi materi organiknya Membedakan habitat laut berdasarkan kedalaman dan wilayah permukaannya secara horizontal Membedakan komunitas tumbuhan yang berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat Mencari tahu maksud daripada fosil Menguraikan kaitan fosil dengan pola kehidupan purba Kompetensi Dasar Hasil Belajar • • Indikator Membuktikan bila fosil sebagai tanda dari adanya organisme yang hidup di bumi pada zaman dulu Menjelaskan secara singkat pembagian ekosistem zaman purba berdasarkan periodenya masing-masing Kompetensi Dasar: Menganalisis kedudukan biologi terhadap ilmu-ilmu lain dan permasalahanpermasalahannya dengan benar PENGERTIAN DAN RUANG LINGKUP BIOLOGI BIOLOGI adalah suatu ilmu tentang kehidupan. Salah satu alasan yang utama dalam mempelajari biologi adalah untuk mengetahui lebih banyak mengenai diri kita sendiri dan bumi yang kita huni. Penggunaan makanan tambahan (aditif), obat, pestisida, pe-nyinaran (radiasi), teknik perekayasaan (genetika) dan cara-cara pengendalian populasi merupakan beberapa di antara sekian banyak cara untuk dapat mengubah kehidupan kita melalui pengetahuan biologi. Kemajuan teknologi yang cukup cepat, apabila tidak diikuti tindakan yang bijaksana dapat berakibat negatif terhadap kehidupan manusia dan lingkungannya. Oleh karena itu, pengetahuan biologi mutlak diperlukan demi ke-langsungan kehidupan di bumi. Dalam bab ini akan dibahas pengertian, manfaat, metode ilmiah, dan hubungan biologi atau kedudukan biologi terhadap ilmu-ilmu yang lain. 1 Pengertian Biologi iologi adalah suatu ilmu tentang kehidupan. Istilah ini diambil dari bahasa Belanda “biologie,” yang juga diturunkan dari gabungan kata Yunani, βίος, bios (“hidup”) dan λόγος, logos (“lambang”, “ilmu”). Dahulu sampai tahun 1970-an digunakan istilah ilmu hayat (diambil dari bahasa Arab, artinya “ilmu kehidupan”). Ilmu biologi dirintis oleh Aristoteles1, yang dalam terminologinya, “filosofi alam” adalah cabang filosofi yang meneliti fenomena alam dan mencakup bidang yang kini disebut sebagai fisika, biologi, dan ilmu pengetahuan alam lainnya. Istilah biologi dalam pengertian modern diperkenalkan secara terpisah oleh Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) dan Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Namun, istilah biologi sebenarnya telah dipakai pada 1800 oleh Karl Friedrich Burdach. Bahkan, sebelumnya, istilah itu juga telah muncul dalam judul buku Michael Christoph Hanov jilid ke-3 yang terbit pada 1766, yaitu Philosophiae Naturalis Sive Physicae Dogmaticae: Geologia, Biologia, Phytologia Generalis et Dendrologia. Pada masa kini, biologi mencakup bidang akademik yang sangat luas, bersentuhan dengan bidang-bidang sains yang lain, dan seringkali dipandang sebagai ilmu yang mandiri. Namun, pencabangan biologi selalu mengikuti tiga dimensi yang saling tegak lurus: keanekaragaman2, organisasi kehidupan3, dan interaksi4. Biologi membantu manusia mengenal dirinya sebagai organisme, mengenal lingkungannya, dan hubungan antarorganisme dengan lingkungannya serta dapat memanfaatkan sumberdaya alam (SDA) dengan tidak membahayakan kelestarian lingkungan. Sedangkan tujuan pembelajaran biologi, antara lain mengembangkan cara berpikir ilmiah me1 ilmuwan berkebangsaan Yunani berdasarkan kelompok organisme 3 taraf kajian dari sistem kehidupan 4 hubungan antarunit kehidupan serta antara unit kehidupan dengan lingkungannya 2 2 lalui penelitian dan percobaan, mengembangkan pengetahuan praktis dan metode biologi untuk memecahkan masalah kehidupan individu, sosial, dan lingkungan, serta merangsang studi lebih lanjut di bidang biologi dan bidang lain yang berhubungan dengan biologi. Latihan 1. Apa yang dimaksud dengan biologi? 2. Uraikan munculnya istilah biologi hingga paruh waktu modern ini! 3. Sebutkan tokoh-tokoh yang memperkenalkan biologi! 4. Jelaskan tujuan daripada pentingnya pembelajaran biologi! Masalah-masalah Biologi dan Kedudukan Biologi terhadap Ilmuilmu Lain anyak pendekatan yang dapat digunakan untuk mempelajari biologi. Kita dapat mempelajari secara teoretis asal mula kehidupan, yang akan membawa kita pada masalah tentang ada atau tidak adanya kehidupan di planet-planet lain dalam tatasurya kita, seperti mars, venus, dan lain-lain. Dapat juga kita merunut tentang asal mula kehidupan dengan mempelajari fosil. Dengan sebuah mikroskop, kita dapat mempelajari bagian yang terkecil dari tubuh organisme, yaitu sel dan bagaimana sel disusun secara teratur menjadi tubuh organisme (berarti: makhluk hidup). Pendekatan yang lain lagi, ialah meneliti susunan kimia jasad-jasad hidup dan mempelajari proses-proses kimia yang terjadi dalam tubuh organisme tersebut. Objek kajian biologi sangat luas dan mencakup semua makhluk hidup. Karenanya, dikenal berbagai cabang biologi yang mengkhususkan diri pada setiap kelompok organisme, seperti botani, zoologi, dan mikrobiologi. Berbagai aspek kehidupan dikaji. Ciri-ciri fisik dipelajari dalam anatomi, sedang fungsinya dalam fisiologi; perilaku dipel- 3 ajari dalam entologi, baik pada masa sekarang dan masa lalu5; bagaimana makhluk hidup tercipta dipelajari dalam evolusi; interaksi antarsesama makhluk dan dengan alam sekitar mereka dipelajari dalam ekologi; mekanisme pewarisan sifat yang berguna dalam upaya menjaga kelangsungan hidup suatu jenis makhluk hidup dipelajari dalam genetika. Saat ini bahkan berkembang aspek biologi yang mengkaji kemungkinan berevolusinya makhluk hidup pada masa yang akan datang, juga kemungkinan adanya makhluk hidup di planet-planet selain bumi, yaitu astrobiologi. Sementara itu, perkembangan teknologi memungkinkan pengkajian pada tingkat molekul penyusun organisme melalui biologi molekuler serta biokimia, yang banyak didukung oleh perkembangan teknik komputasi melalui bidang bioinformatika. Dengan kemajuan teknologi, pembukaan dan penggalian SDA akan berjalan dengan pesat. Kurangnya pengetahuan akan hubungan penggunaan dan peremajaan SDA dapat berakibat fatal. Penebangan hutan tanpa penanaman kembali akan mengakibatkan erosi, banjir, dan tanah gersang. Penggunaan pestisida yang tidak bijaksana tanpa memikirkan dampak negatifnya akan merugikan kehidupan lingkungan secara keseluruhan. Kecepatan pertumbuhan penduduk tidak seimbang dengan kecepatan produksi pangan. Akibat buruk ini akan terasa sampai beberapa generasi. Oleh karena itu, pengetahuan biologi, baik ditinjau dari segi yang menyeluruh maupun dari segi unsur-unsurnya, mutlak diperlukan demi kelangsungan kehidupan di bumi. Latihan 1. Jelaskan pendekatan-pendekatan yang dapat digunakan untuk mempelajari biologi! 2. Jelaskan secara singkat objek kajian biologi! Metode Ilmiah dalam Biologi 5 dipelajari dalam biologi evolusioner dan paleobiologi 4 eperti ilmu-ilmu yang lain, biologi bertujuan untuk mencari kebenaran. Untuk membuktikan kebenaran tersebut, maka diperlukan kegiatan-kegiatan yang berdasar pada metode ilmiah. Metode atau proses ilmiah merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan sistematis berdasarkan bukti fisik. Ilmuwan melakukan observasi serta membentuk hipotesis dalam usaha untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis lolos uji berkali-kali, hipotesis tersebut dapat menjadi suatu teori ilmiah. Menurut Ritchie Colder, proses kegiatan ilmiah dimulai saat manusia tertarik pada sesuatu. Ketertarikan ini karena manusia mempunyai sifat perhatian. Pada saat manusia tertarik pada sesuatu, sering dalam pikirannya timbul berbagai pertanyaan. Pertanyaan-pertanyaan itu, menurut John Dewey dinamakan sebagai suatu masalah. Jadi, perumusan masalah merupakan langkah untuk mengetahui masalah yang akan dipecahkan, sehingga masalah tersebut menjadi jelas batasan, kedudukan, dan alternatif cara untuk memecahkan masalah tersebut. Perumusan masalah juga berarti pertanyaan mengenai suatu objek serta dapat diketahui faktor-faktor yang berhubungan dengan objek tersebut. Penyusunan kerangka berpikir merupakan argumentasi yang menjelaskan hubungan antara berbagai faktor yang berkaitan dengan objek dan dapat menjawab permasalahan. Kerangka berpikir disusun secara rasional berdasarkan penemuan-penemuan ilmiah yang telah teruji kebenarannya. Penyusunan kerangka berpikir menggunakan pola berpikir logis, analisis, dan sintesis atau keterangan-keterangan yang diperoleh dari berbagai sumber informasi. Keterangan dalam menyusun suatu kerangka berpikir dapat diperoleh dari buku-buku, laporan hasil penelitian orang lain, wawancara dengan pakar, atau melalui pengamatan langsung di lingkungan. Keterangan-keterangan tersebut akan menghasilkan suatu kerangka berpikir. Kerangka berpikir ini berguna sebagai dasar penarikan hipotesis. Hipotesis merupakan dugaan atau jawaban sementara terhadap permasalahan atau pertanyaan yang diajukan berdasarkan kesimpulan kerangka berpikir. Dikatakan sebagai jawaban sementara sebab hipo- 5 tesis ini baru mengandung kebenaran yang bersifat logis dan teoretis. Namun kebenarannya belum bersifat empiris karena belum terbukti melalui eksperimen. Padahal setelah disepakati, bahwa kebenaran ilmu harus mengandung kebenaran yang bersifat logis dan empiris. Penyusunan hipotesis dapat berdasarkan hasil penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan orang lain. Dalam penelitian setiap orang berhak menyusun hipotesis tidak hanya terbatas oleh sekelompok orang saja. Pengujian hipotesis dilakukan dengan menganalisis data. Data dapat diperoleh melalui berbagai cara, salah satunya melalui percobaan atau eksperimen. Percobaan yang dilakukan akan menghasilkan data berupa angka untuk memudahkan penarikan kesimpulan. Pengujian hipotesis juga berarti mengumpulkan bukti-bukti atau fakta-fakta yang relevan dengan hipotesis yang diajukan untuk memperlihatkan apakah terdapat fakta-fakta yang mendukung hipotesis. Penarikan kesimpulan merupakan penilaian apakah sebuah hipotesis yang diajukan itu ditolak atau diterima. Jika dalam proses pengujian terdapat bukti yang cukup untuk mendukung hipotesis, maka hipotesis itu diterima. Sebaliknya jika dalam proses pengujian tidak terdapat bukti yang cukup mendukung hipotesis, maka hipotesis itu ditolak. Hipotesis yang diterima dianggap sebagai bagian dari pengetahuan ilmiah sebab telah memenuhi persyaratan keilmuan6. Dalam metode ilmiah seluruh langkah-langkah di atas harus dilakukan agar suatu penelitian dapat disebut ilmiah. Langkah-langkah tersebut harus dilakukan secara urut dan benar, karena langkah yang satu merupakan dasar bagi langkah berikutnya. Langkah-langkah yang telah disebutkan di atas harus digunakan sebagai landasan utama dalam penelitian, walau terkadang terjadi berbagai variasi yang berkembang sesuai dengan bidang dan permasalahan yang diteliti. Latihan 1. Jelaskan diperlukannya metode ilmiah dalam ilmu biologi! 2. Sebutkan langkah-langkah metode ilmiah! 6 Syarat keilmuan, yakni mempunyai kerangka penjelasan yang konsisten dengan pengetahuan ilmiah sebelumnya, serta telah teruji kebenarannya. Teruji kebenarannya berarti tidak ditemukan bukti yang bertentangan 6 Rangkuman BIOLOGI adalah suatu ilmu tentang kehidupan. Istilah ini diambil dari bahasa Belanda “biologie”, yang juga diturunkan dari gabungan kata bahasa Yunani, βίος, bios (“hidup”) dan λόγος,logos (“lambang”, “ilmu”). Salah satu alasan yang utama dalam mempelajari biologi adalah untuk mengetahui lebih banyak mengenai diri kita sendiri dan bumi yang kita huni. Ilmu biologi dirintis oleh Aristoteles. Istilah biologi dalam pengertian modern diperkenalkan secara terpisah oleh Gottfried Reinhold Treviranus dan Jean-Baptiste Lamarck. Namun, istilah biologi sebenarnya telah dipakai pada 1800 oleh Karl Friedrich Burdach. Bahkan, sebelumnya, istilah itu juga telah muncul dalam judul buku Michael Christoph Hanov. Banyak pendekatan yang dapat digunakan untuk mempelajari biologi dengan objek kajian yang sangat luas. Seperti ilmu-ilmu yang lain, biologi bertujuan untuk mencari kebenaran. Untuk membuktikan kebenaran tersebut, maka diperlukan kegiatan-kegiatan yang berdasar pada metode ilmiah. Metode ilmiah atau proses ilmiah merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisik. Langkah-langkah dalam metode ilmiah antara lain: penyusunan kerangka berpikir, hipotesis, pengujian hipotesis dilakukan dengan menganalisis data dan penarikan kesimpulan. Uji Kemampuan 1. Jelaskan manfaat mempelajari biologi! 2. Jelaskan langkah-langkah memperoleh kebenaran dengan menggunakan metode ilmiah dalam biologi! Daftar Istilah biokimia 1 cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari dasar-dasar molekuler hidup; 2 senyawa-senyawa kimia dan proses kimia yang terdapat dalam sel atau tubuh makhluk hidup biologi molekuler telaah mengenai organisme pada peringkat subseluler 7 mikrobiologi 1 ilmu tentang seluk-beluk mikrobe (bakteri, virus, protozoa, dan sebagainya) secara umum, baik yang bersifat parasit maupun yang penting bagi industri, pertanian, kesehatan, dan sebagainya; 2 telaah mengenai organisme berukuran mikroskopik (mikroorganisme), termasuk biakannya, kepentingan ekonominya, patogenesitasnya, dan sebagainya zoologi ilmu tentang kehidupan dan pembuatan klasifikasi aneka macam bentuk binatang di dunia Daftar Pustaka http://id.wikipedia.org/wiki/Biologi. Diakses pada 9 Februari 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/Metode_ilmiah. Diakses pada 9 Februari 2009. Kimball, J.W., H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri. 1983. Biologi. Edisi Ke 5 Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Soemarwoto, I., Indrawati Gandjar, Edi Guhardja, Andi Hakim Nasution, Sri S. Soemartono, Lily K. Somadikarta. 1981. Biologi Umum Jilid 1. Yayasan Studi Kurikulum Biologi, Gramedia, Jakarta. 8 Kompetensi Dasar: Menguraikan biosfer dan bagian-bagian penyusunnya serta hubungan antara bagian-bagian tersebut DUNIA KEHIDUPAN ATAU BIOSFER BIOSFER adalah bagian luar dari planet bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung. Dalam pengertian luas menu-rut geofisiologi, biosfer adalah sistem ekologis global yang menyatukan seluruh makhluk hidup dan hubungan antarmereka, termasuk interaksinya Gambar 1. Biosfer dengan unsur litosfer (batu-an), hidrosfer (air), dan atmosfer (udara) bumi. Bumi hingga sekarang adalah satu-satunya tempat yang diketahui yang mendukung kehidupan. Biosfer diang-gap telah berlangsung selama sekitar 3,5 miliar ta-hun dari 5,5 miliar tahun usia bumi. Manusia merupakan bagian dari sistem terse-but dan manusia sendiri mempunyai hubungan dengan setiap benda dan jasad yang mempengaruhi kehi-dupannya. 9 Hubungan antara tanaman padi dengan manusia adalah hubungan langsung, yaitu hubungan produsen dan konsumen. Sedangkan hubungan antara manusia dengan tikus (hama) adalah hubungan tak lang-sung. Tetapi tikus sebagai hama perusak padi akan mempengaruhi persediaan makanan yang diperlukan manusia. Jadi istilah biosfer mencakup pemikiran, bahwa ada hu-bungan seperti semua bagian dari dunia jasad hidup. Oleh karena itu, dalam bab ini dibahas tentang biosfer dan bagian-bagian penyusunnya serta hubungan antara bagianbagian tersebut. Produsen dan Konsumen ada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen, ataupun dekomposer. Produsen terdiri atas organisme-organisme berklorofil (autotrop) yang mampu memproduksi zat-zat organik dari zat-zat anorganik (melalui fotosintesis). Zat-zat organik ini kemudian dimanfaatkan oleh organisme-organisme heterotrof (manusia dan hewan) yang berperan sebagai konsumen. Sebagai konsumen, hewan ada yang memakan produsen secara langsung, tetapi ada pula yang mendapat makanan secara tidak langsung dari produsen dengan memakan konsumen lainnya. Karenanya 10 konsumen dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu Konsumen I, II, dan seterusnya hingga konsumen puncak. Konsumen II, III, dan seterusnya tidak memakan produsen secara langsung tetapi tetap tergantung pada produsen, karena sumber makanan Konsumen I adalah produsen. Peranan makan dan dimakan di dalam ekosistem akan membentuk rantai makanan bahkan jaring-jaring makanan. Apabila kita berjalan-jalan ke luar kota, di banyak tempat akan terlihat sawah yang terbentang luas yang ditanami padi, sayur-sayuran, maupun jagung. Tanaman tersebut sering kita lihat mengalami kerusakan oleh serangan hama, tikus, burung maupun binatang pengganggu yang lain. Hewan, seperti halnya tikus memerlukan makanan. Tikus tidak hanya makan padi, tapi juga makan tanaman lain, seperti jagung, ubi jalar, ubi kayu, dan lain-lain. Sehingga dapat dikatakan, bahwa tikus hidupnya tergantung dari tanaman-tanaman, sedangkan padi dan tumbuhan hijau yang lain dapat hidup dengan membentuk bahan organik dengan menggunakan energi matahari. Tumbuhan hijau tersebut disebut produsen. Tikus disebut pemakan atau konsumen. Oleh karena tikus langsung makan tumbuhan hijau, maka tikus disebut konsumen tingkat pertama. Kucing, elang, ular merupakan hewan pemakan/pemangsa tikus dan disebut konsumen tingkat kedua. Jika pada tubuh kucing terdapat kutu, maka kutu kucing tersebut disebut konsumen tingkat ketiga. Jadi setiap tingkat lebih tinggi, hubungan konsumen selangkah lebih jauh dari produsen bahan organik. Latihan 1. Apa yang dimaksud dengan biosfer? 2. Jelaskan makna produsen dan konsumen! 3. Berikan contoh produsen dan konsumen dalam suatu ekosistem! Energi dan Arus Energi 11 eperti makhluk hidup lainnya, manusia sering melakukan kegiatan yang menggunakan energi. Energi manusia berasal dari makanan. Jika makanan mengandung energi yang digunakan untuk berjalan, bercakap-cakap, bernapas, mempertahankan suhu tubuh dan untuk mengalirkan darah, maka dapat dikatakan bila makanan merupakan sumber energi manusia. Makanan manusia terdiri atas nasi, sayur-sayuran berasal dari tanaman yang memperoleh energi dari sinar matahari. Daging, susu berasal dari hewan yang memperoleh energi dari tanaman. Jadi, yang menjadi sumber energi di alam adalah matahari. Energi di alam terdapat dalam bentuk bermacam-macam. Energi dalam bentuk yang satu dapat diubah menjadi energi dalam bentuk yang lain. Misalnya dalam suatu mesin mobil, pembakaran dari bensin dapat mengubah energi kimia menjadi energi mekanik. Sedangkan mesinnya dapat menggerakkan mobil, sehingga energi mekanik diubah menjadi energi kinetik. Makanan manusia mengandung energi kimia. Dalam tubuh, energi kimia tersebut dapat disimpan dan dibebaskan dalam bentuk energi yang lain, sehingga dapat digunakan untuk melakukan kegiatan/aktivitas sehari-hari. Energi yang diterima bumi dari matahari tidak semuanya berupa cahaya. Sebagian dari energi radiasi yang dapat dilihat mata manusia adalah bagian sinar matahari yang disebut cahaya dan merupakan bagian radiasi matahari yang dapat ditangkap oleh tumbuhan hijau. Cahaya adalah suatu bentuk energi tetapi tidak ada hewan yang mendapat energi langsung dari cahaya matahari untuk kegiatannya. Hanya tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisme yang dapat menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Tumbuhan memungkinkan energi matahari untuk digunakan oleh organisme lain dengan cara menyimpannya sebagai energi kimia dalam bentuk makanan. Proses menyusun makanan oleh tumbuhan ini disebut fotosintesis. Energi masuk ke dalam dunia kehidupan atau jaring-jaring kehidupan melalui produsen yang pada umumnya adalah organisme yang berfotosintesis. Organisme lainnya merupakan aneka ragam konsumen. Pada saat tumbuh, rumput rumput menimbun energi dalam tubuhnya; rumput dimakan sapi; sapi dimakan manusia. Jadi energi telah dipin- 12 dahkan dari rumput ke sapi dan dari sapi ke manusia. Tapi tidak semua energi yang ditangkap oleh rumput dipindahkan ke dalam tubuh manusia. Untuk tumbuh dan berkembang biak, rumput menggunakan sebagian energi yang ditangkapnya dari matahari sebelum sebelum energi itu sampai ke sapi. Sapi menggunakan energi untuk berjalan, berlari, mengusir lalat dengan ekornya, dan lain-lain. Jadi manusia hanya mendapat sebagian kecil dari cahaya matahari yang ditangkap rumput. Energi secara tetap, sedikit demi sedikit akan hilang dari sistem kehidupan. Pada umumnya energi meninggalkan sistem kehidupan dalam bentuk panas dan mengalir keluar melalui jaring-jaring kehidupan dalam satu jurusan. Latihan 1. Apa yang dimaksud dengan energi? 2. Berikan contoh tentang terjadinya pengubahan energi kimia menjadi energi mekanik! 3. Jelaskan terjadinya arus energi! 4. Uraikan siklus energi! Materi dan Siklus Materi ada hakikatnya dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terjadi proses-proses sirkulasi materi, transformasi, akumulasi energi, dan akumulasi materi melalui organisme. Ekosistem juga merupakan suatu sistem yang terbuka dan dinamis. Keluar masuknya energi dan materi bertujuan mempertahankan organisasinya serta mempertahankan fungsinya. Energi yang menjadi penggerak sistem kehidupan dari hampir semua makhluk hidup berasal dari matahari, sedangkan materi untuk 13 membangun tubuh organisme berasal dari bumi. Jalan arus energi dalam jaring-jaring kehidupan juga berbeda dengan jalan arus materi yang mengadakan suatu peredaran atau sirkulasi, suatu hal yang tidak terjadi pada arus energi. Zat-zat anorganik dalam suatu ekosistem tetap konstan atau seimbangkarena unsur-unsur kimia esensial pembentuk protoplasma beredar dalam biosfer melalui siklus biogeokimiawi. Unsur-unsur bergerak dari benda mati ke dalam jasad hidup, kembali ke benda mati, masuk lagi ke dalam jasad hidup dan seterusnya. Contoh siklus biogeokimiawi adalah siklus karbon (Gambar 2) dan siklus air (Gambar 3). balance d Gambar 2. Siklus karbon Pada Gambar 2, dapat dilihat karbon dioksida (CO2) dibentuk menjadi sejumlah senyawa tertentu melalui proses fotosintesis. Senyawa-senyawa organik yang dihasilkan oleh produsen dapat diteruskan ke konsumen. Pada saat produsen atau konsumen menggunakan energi dari senyawa-senyawa organik, CO2 dapat terlepas kembali, baik ke udara maupun ke dalam air. Di samping itu, baik produsen maupun konsumen dapat membuang materi sisa (kotoran) yang mengandung karbon dan bila organisme mati, maka tubuh mereka akan tingal sebagai tumpukan senyawa-senyawa karbon. Selanjutnya organisme saprovor/pengurai menyempurnakan proses pelepasan karbon (dalam bentuk CO2) dari sisi kotoran dan jasad-jasad yang mati. Kadang-kadang proses pembusukan oleh saprovor berjalan sangat lambat, sehingga se- 14 lama berjuta-juta tahun sejumlah besar senyawa karbon dapat menumpuk dalam bentuk gambut, batu bara, dan minyak bumi. Gambar 3. Siklus air Pada Gambar 3 dapat dilihat, bahwa air biasanya jatuh ke bumi sebagai hujan atau salju dan dapat langsung ke laut atau di atas daratan. Di darat air mengalir melalui selokan, danau, saluran-saluran di bawah tanah terus ke sungai dan akhirnya ke laut. Selama perjalanan tersebut sebagian air menguap dan kembali ke atmosfer. Tumbuhan darat memperoleh air dengan jalan mengisap dari tanah, sedangkan hewan darat memperoleh air dengan jalan minum di selokan, sungai maupun sumber air yang lain. Tumbuhan melepaskan air ke atmosfer melalui daun, sedangkan hewan melalui pernapasan atau penguapan dari kulit, yaitu berkeringat. Air juga dilepaskan pada waktu hewan mengeluarkan kotorannya. Akhirnya semua air yang telah diambil organisme akan kembali ke atmosfer. Latihan 1. Apa yang dimaksud dengan materi? 2. Uraikan terjadinya siklus materi! 3. Jelaskan terjadinya siklus karbon! 4. Jelaskan terjadinya siklus air! 15 Makanan dan Jaring-jaring Makanan akanan adalah materi yang mengandung energi yang dapat digunakan oleh organisme. Organisme yang berfotosintesis tidak memerlukan makanan dari lingkungannya, tetapi menghasilkan makanan dan untuk aktivitas tersebut diperlukan bahan anorganik, misalnya CO2 dan air. Sedangkan untuk konsumen, makanan tidak hanya merupakan sumber langsung dari semua energi, tetapi juga merupakan sumber materi yang diperlukan untuk membangun tubuhnya. Jadi makanan terdapat dalam arus energi dan arus materi melalui dunia jasad hidup. Apabila kita pelajari suatu arus energi, maka dibuat suatu hubungan makanan yang sederhana, yaitu seperti pada Gambar 4. Pada Gambar 4 terjadi proses makan dan dimakan (rantai makanan), Gambar 4. Rantai makanan yaitu: Tumbuhan hijau (Produsen) → Tikus (Konsumen I) → Ular (Konsumen II) → Burung (Konsumen III). Hubungan makanan atau hubungan makan-memakan atau saling memakan yang terjadi di dalam Rantai Makanan pada umumnya hubungan makan yang sederhana dan jarang ditemukan. Biasanya ditemukan hubungan saling memakan yang lebih kompleks atau lebih rumit yang disebut dengan jaring-jaring makanan. Contoh jaring-jaring makanan yang paling sederhana dapat dilihat pada Gambar 5. 16 Gambar 5. Jaring-jaring makanan Peran dekomposer ditempati oleh organisme yang bersifat saprofit, yaitu bakteri pengurai dan jamur saproba. Keberadaan dekomposer sangat penting dalam ekosistem. Oleh dekomposer, hewan atau tumbuhan yang mati akan diuraikan dan dikembalikan ke tanah menjadi unsur hara (zat anorganik) yang penting bagi pertumbuhan tumbuhan. Aktivitas pengurai juga menghasilkan gas CO2 yang penting bagi fotosintesis. Gambar 6. Saprovor Gambar 7. Pengurai Latihan 1. Apa yang dimaksud makanan? 2. Jelaskan tentang rantai makanan! 3. Jelaskan perbedaan rantai makanan dan jaring-jaring makanan! 17 Rangkuman BIOSFER adalah bagian luar dari planet bumi, mencakup udara, daratan, dan air, yang memungkinkan kehidupan dan proses biotik berlangsung. Manusia merupakan bagian dari sistem tersebut dan manusia sendiri mempunyai hubungan dengan setiap benda dan jasad yang mempengaruhi kehidupannya. Pada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen ataupun dekomposer. Energi yang menjadi penggerak sistem kehidupan dari hampir semua makhluk hidup berasal dari matahari, sedangkan materi untuk membangun tubuh organisme berasal dari bumi. Makanan adalah materi yang mengandung energi yang dapat digunakan oleh organisme. Hubungan makanan atau hubungan makan-memakan atau saling memakan terjadi di dalam rantai makanan atau pada hubungan yang lebih kompleks disebut dengan jaring-jaring makanan. Uji Kemampuan 1. Jelaskan dengan contoh materi! 2. Sebutkan bentuk-bentuk energi di alam! 3. Uraikan kedudukan produsen dan konsumen dalam rantai makanan! 4. Jelaskan dengan contoh maksud daripada jaring-jaring makanan! Daftar Istilah autotrop 1 organisme yang mendapatkan molekul makanan organik tanpa harus memakan organisme lain. Autotrop menggunakan energi dari matahari atau dari oksidasi substansi anorganik untuk membuat molekul organik dari molekul anorganik; 2 organisme yang dapat memproduksi semua biomolekul yang perlu dari peloporan organik sederhana; 3 mikrobe yang dapat menggunakan karbon dioksida sebagai sumber c utama; 4 suatu mikroorganisme yang menggunakan bahan-bahan anorganik sebagai sumber nutrien; karbon dioksida merupakan satu-satunya sumber karbon. Bandingkan dengan heterotrof 18 dekomposer beberapa jenis organisme (seperti beberapa macam bakteri dan jamur) yang memecah kembali menjadi unsur atau zat organik dalam rangka daur ekologi dengan hidup dari atau merusak protoplasma yang mati heterotrof 1 sel yang memerlukan biomolekul gizi seperti glukosa dan asam amino untuk katabolisme dan anabolisme; 2 mempunyai sifat memperoleh makanan dan energi dari sumbur organik; 3 organisme yang mendapatkan molekul makanan organik dengan cara memakan organisme lain atau hasil sampingannya; 4 suatu mikroorganisme yang tidak mampu menggunakan karbon dioksida sebagai satu-satunya sumber karbon dan membutuhkan satu atau lebih senyawa organik. Bandingkan dengan autotrop protoplasma 1 benda hidup, bahan hidup, atau zat hidup suatu sel. Istilah ini biasanya mengacu pada substansi yang ada di bagian dalam membran sitoplasma; 2 zat hidup dalam sel pada tumbuhan dan hewan yang terdiri atas nukleus dan sitoplasma saproba organisme yang bertindak sebagai perombak dengan cara menyerap nutrien dari bahan organik yang telah mati siklus biogeokimiawi berbagai sirkuit nutrien, yang melibatkan komponen biotik dan abiotik Daftar Pustaka Kimball, J.W., H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri. 1983. Biologi. Edisi Ke 5 Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Soemarwoto I., Indrawati Gandjar, Edi Guhardja, Andi Hakim Nasution, Sri S. Soemartono, Lily K Somadikarta. 1981. Biologi Umum Jilid 1. Yayasan Studi Kurikulum Biologi. Gramedia, Jakarta. http://id.wikipedia.org/wiki/Biosfer. Diakses pada 9 Februari 2009. http://www.edukasi.net/mol/mo_full.php?moid=75&fname=ekosistem. htm. Diakses pada 9 Februari 2009. http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://wahyuancol.files.wor dpress.com/2008/06/0023-siklus-hidrologi-energi. Diakses pada 12 Februari 2009. 19 http://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/img/biosphere. gif. Diakses pada 12 Feb 2009. http://media-2.web.britannica.com/eb-media/36/6536-004-BD1C5E AC. gif. Diakses 12 Februari 2009. http://images.google.co.id/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/ wikipedia/commons/thumb/7/77/Close_up_of_earthworm.jpg/180 px- . Diakses pada 12 Februari 1009. http://images.google.co.id/images?gbv=2&hl=id&q=pengurai&btnG= Telusuri+Gambar Diakses pada12 Februari 2009. http://people.hofstra.edu/geotrans/eng/ch8en/conc8en/img/biosphere. gif. Diakses pada 12 Februari 2009. 20 Kompetensi Dasar: Menjelaskan konsep dasar dan ruang lingkup ekologi DASAR-DASAR EKOLOGI EKOLOGI merupakan ilmu yang relatif muda karena baru muncul sekitar tahun 1950. Pada dasarnya ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya, baik yang bersifat biotik maupun abiotik. Organisme atau dapat disebut individu yang sejenis jika menempati tempat dan ruang tertentu dapat disebut sebagai populasi. Kelompok populasi yang hidup bersama-sama akan membentuk suatu komunitas. Apabila komunitas tersebut berinteraksi dengan lingkungan abiotik, maka akan membentuk interaksi antara individu, baik yang saling menguntungkan maupun yang merugikan. Di samping itu, di dalam ekosistem setiap spesies mempunyai niche ekologi atau relung ekologi. Untuk lebih jelasnya, dalam bab ini akan diuraikan tentang individu, po-pulasi, komunitas, dan ekosistem. Di samping itu, akan dibahas tentang relung ekologi dan terjadinya peristiwa suksesi. 20 Pengertian dan Ruang Lingkup Ekologi kologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu oikos yang artinya rumah tangga dan logos yang berarti ilmu. Definisi ekologi pertama kali ditemukan oleh Ernst Heckel (1950) yang menyatakan, bahwa ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan secara total dari binatang/hewan dengan lingkungannya1. Perkembangan selanjutnya menjadi ilmu yang mempelajari hubungan antara organisme dengan lingkungannya. Andrewartha2 (1954) menganggap ekologi sebagai ilmu yang mempelajari interaksi-interaksi yang menentukan sebaran (distribusi) dan (abundance) suatu organisme. Selanjutnya Odum (1963) memberi batasan, bahwa ekologi adalah ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi alam. Akan tetapi perkembangan dari ilmu pengetahuan dan karena adanya dampak yang dilakukan manusia yang mempengaruhi alam, maka ekologi yang semula merupakan bagian dari biologi atau yang bersifat biologis menjadi ekologi yang juga bersifat sosial ekonomi. Oleh karena itu, Odum (1975) menganggap ekologi sebagai ilmu yang menjadi link atau mata rantai atau penghubung, atau ilmu pengetahuan alam dan ilmu-ilmu sosial. Dari definisi di atas dapat dikatakan, bahwa ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya, baik yang bersifat biotik maupun abiotik. Ekologi berkembang seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ekologi tak lepas dari perkembangan ilmu yang lain. Misalnya, berkembangnya ilmu komputer sangat membantu perkembangan ekologi. Penggunaan model-model matematika dalam ekologi misalnya, tidak lepas dari perkembangan matematika dan ilmu komputer. Latihan 1 2 biotik dan abiotik seorang ahli biologi dari Australia 21 1. Jelaskan pengertian ekologi? 2. Uraikan perkembangan ilmu ekologi! 3. Jelaskan ruang lingkup ekologi! Individ u dan Populas i pabila kita mengamati organisme satu per satu sebagai individu, misalnya manusia, pohon, serangga, dan lain-lainnya, ternyata individu-individu tersebut dapat dilihat, dihitung, diukur, dan digunakan dalam percobaan-percobaan. Jadi dari individu dapat dikumpulkan bermacam-macam data. Individu berasal dari kata in yang artinya tidak dan dividuus yang artinya dapat dibagi. Individu adalah organisme yang tidak dapat dibagi atau dipisah-pisahkan dan melakukan proses hidup dalam tubuhnya yang berjalan terpisah dan berbeda atau tersendiri. Oleh karena itu, pada umumnya individu dapat dibedakan antara yang satu dengan yang lainnya. Gambar 8. Contoh individu lalat dan mawar 22 Setiap individu selalu muncul dari individu lain. Sebagai contoh, batang mawar dapat dipatahkan atau dipotong dan ditanam. Potongan batang mawar tersebut dapat tumbuh menjadi individu baru. Contoh yang lain, yaitu anak ayam yang menetas dari telur yang dihasilkan oleh seekor ayam, seekor tikus dilahirkan dari induk tikus. Jadi dapat dikatakan individu yang baru berasal dari bagian individu yang sudah ada. Gambar 9. Anak ayam menetas Dalam mempertahankan hidup, dari telur ayam satu jenis dihadapkan pada masalahmasalah hidup yang kritis. Misalnya, seekor hewan harus mendapatkan makanan, mempertahankan diri terhadap musuh alaminya, serta memelihara anaknya. Untuk mengatasi masalah tersebut, organisme harus memiliki struktur khusus, seperti: duri, sayap, kantung, atau tanduk. Hewan juga memperlihatkan tingkah-laku tertentu, seperti membuat sarang atau melakukan migrasi yang jauh untuk mencari makanan. Struktur dan tingkah laku demikian disebut adaptasi. Kata populasi berasal dari bahasa Latin, yaitu populus yang berarti penduduk atau jumlah penduduk yang tinggal pada suatu tempat. Perkembangan selanjutnya apabila kita membicarakan populasi, maka harus disebutkan jenis individu yang dibicarakan dan menentukan juga batasan-batasan waktu dan tempat. Jadi definisi populasi adalah sekelompok organisme dari satu spesies atau yang sejenis yang terdapat atau tinggal pada daerah tertentu dan pada waktu tertentu. Contohnya, populasi ikan (Gambar 10) dan populasi burung (Gambar 11). 23 Gambar 10. Populasi ikan Gambar 11. Populasi burung Kepadatan populasi ialah jumlah individu dalam hubungannya dengan ruangan yang mereka tempati pada waktu tertentu. Kepadatan populasi dinyatakan dengan rumus sebagai berikut: D = N/S. Di mana D = densus = kepadatan; N = numerus = jumlah; S = septum = ruang. Apabila dalam suatu ruang kelas dengan luas 140 m2 berisi 35 orang siswa, maka dikatakan bahwa ada 35 orang setiap 140 m2 tergantung pada luas kelas dan disebut dengan kepadatan populasi. Jadi kepadatan populasi untuk ruang kelas tadi, adalah D = 35/140 = 0,25 siswa setiap m2. Satuan luas misalnya m2 digunakan untuk organisme yang hidup di darat, sedangkan untuk organisme yang hidup di air, misalnya ikan di kolam biasanya digunakan satuan volume seperti m3, liter, dan sebagainya. Kepadatan populasi suatu organisme dalam ruang dan waktu tertentu, ditentukan oleh adanya hubungan (interaksi) antara empat faktor, yaitu: 1. angka kelahiran (natalitas), adalah angka yang menunjukkan penambahan populasi melalui reproduksi. Angka kelahiran dapat menyebabkan kenaikan populasi; 2. angka kematian (mortalitas), adalah angka yang menunjukkan berkurangnya populasi melalui kematian. Angka kematian dapat menyebabkan penyusutan populasi; 3. imigrasi, adalah kepadatan individu-individu baru ke dalam batasbatas tempat populasi tadi, sehingga populasinya bertambah; 4. emigrasi, adalah kepergian individu keluar dari batas-batas tempat populasi, sehingga populasinya berkurang. 24 Keempat faktor tersebut di atas dapat dikatakan sebagai faktor penentu kepadatan populasi. Dalam setiap penelitian tentang perubahan populasi, keempat penentu ini harus diperhatikan dan harus dianggap sebagai faktor ubah. Pada umumnya sebutan kepadatan populasi hanya disingkat menjadi populasi saja, kecuali ingin ditekankan pada kepadatannya. Dengan demikian, populasi dipengaruhi oleh dua macam lingkungan, yaitu lingkungan biotik dan abiotik. Makanan selalu merupakan faktor penting untuk setiap konsumen. Jika jumlah makanan tetap, makanan dapat menjadi faktor yang makin lama makin bertambah penting dalam mempengaruhi kepadatan populasi, jika kepadatan populasi itu bertambah. Tetapi jika makanan jumlahnya berlebihan, maka makanan tersebut tidak menjadi suatu faktor pembatas bagi populasi. Makanan menjadi faktor pembatas populasi bukan dari jumlahnya, tetapi perbandingan antara jumlah tersebut dengan jumlah individu. Jika makanan berlebihan dibandingkan dengan jumlah individu, makanan bukan suatu faktor dalam pemantapan kepadatan populasi. Jika makanan menjadi berkurang, maka antara individu-individu timbulah persaingan atau kompetisi untuk memperoleh makanan tersebut. Pengaruh faktor-faktor biotik, seperti makanan tersebut biasanya bertambah dengan naiknya kepadatan populasi dan berkurang dengan menurunnya kepadatan populasi. Faktor-faktor biotik tersebut dinamakan faktor terkait kepadatan atau density dependent factor. Untuk memperlihatkan pengaruh faktor abiotik, dapat diambil contoh pada lapangan rumput. Pada musim kemarau yang sangat kering, lapangan rumput kelihatan kuning warnanya karena rumputnya mati. Tetapi jika hujan mulai turun lagi, maka dengan cepat berganti warna hijau kembali yang berarti ditutup lagi dengan rumput. Populasi rumput dalam beberapa waktu melonjak naik disebabkan oleh faktor cuaca, yaitu hujan. Hujan sebagai salah satu faktor abiotik tidak terpengaruh oleh naik-turunnya kepadatan populasi. Faktor abiotik disebut dengan faktor tidak terkait kepadatan atau density independent factor. Di alam bebas populasi itu akan mengadakan interaksi dengan semua faktor dalam lingkungannya, sehingga jika digambarkan dalam sebuah grafik dapat diperoleh pola yang berbeda-beda untuk perubah- 25 an-perubahan dalam kepadatannya. Adanya fluktuasi merupakan ciri khas pada populasi-populasi alam. Fluktuasi populasi dapat lambat atau cepat bahkan ada yang mendadak dan ada yang kontinu. Jika digambarkan dalam grafik, akan berbentuk garis-garis naik dan turun. Sebagai contoh, kepadatan penduduk dunia. Berdasarkan estimasi yang diterbitkan Biro Sensus Amerika Serikat, penduduk dunia mencapai 6,5 miliar jiwa pada tanggal 26 Februari 2006 pukul 07.16 WIB. Gambar 12. Grafik populasi dunia 1950-2000 dan kecepatan pertumbuhan 1950-2000 Dari sekitar 6,5 miliar penduduk dunia, 4 miliar di antaranya tinggal di Asia. Tujuh dari sepuluh negara berpenduduk terbanyak di dunia berada di Asia (meski Rusia juga terletak di Eropa). Sejalan dengan proyeksi populasi, angka ini terus bertambah dengan kecepatan yang belum ada dalam sejarah. Diperkirakan seperlima dari seluruh manusia yang pernah hidup pada 6.000 tahun terakhir, hidup pada saat ini. Pada tanggal 19 Oktober 2012 pukul 03.36 WIB, jumlah penduduk dunia akan mencapai 7 miliar jiwa. Badan Kependudukan PBB menetapkan tanggal 12 Oktober 1999 sebagai tanggal di mana penduduk dunia mencapai 6 miliar jiwa, sekitar 12 tahun setelah penduduk dunia mencapai 5 miliar jiwa. Berikut adalah peringkat negara-negara di dunia berdasarkan jumlah penduduk (2005): Republik Rakyat Tiongkok (1.306.313.812 jiwa), India (1.103.600.000 jiwa), Amerika Serikat (298.186.698 jiwa), Indonesia (241.973.879 jiwa), Brazil (186.112.794 jiwa), Pakistan (162.419.946 jiwa), Bangladesh (144.319.628 jiwa), Rusia (143.420.309 jiwa), Nigeria (128.771.988 jiwa), dan Jepang (127.417.244 jiwa). 26 Latihan 1. Bedakan antara individu yang satu dengan yang lainnya! 2. Jelaskan maksud daripada individu! 3. Jelaskan tentang kepadatan populasi! 4. Uraikan cara mengukur kepadatan populasi! 5. Jelaskan faktor-faktor yang menentukan kepadatan populasi! Komunitas dan Ekosistem ada umumnya berbagai spesies yang memerlukan syarat lingkungan yang sama dan dalam beberapa hal saling memerlukan akan terdapat bersama-sama. Sebagai contoh, di dalam hutan hujan tropik tumbuhan yang memerlukan keadaan lembab akan terdapat bersama-sama dengan konsumen dan makhluk pembusuk yang hidupnya tergantung pada tumbuhan tersebut. Berbagai spesies yang terdapat di dalam hutan hujan tropik pada umumnya di daerah-daerah yang keadaannya berbeda. Demikian juga spesies yang di daerah kering biasanya tidak akan terdapat di daerah lembab. Kelompok organisme yang hidup bersama-sama tersebut adalah merupakan suatu komunitas. Dapat pula dikatakan, populasi dari bermacam-macam spesies organisme pada suatu daerah tertentu membentuk suatu komunitas, sedangkan daerah atau tempat hidup suatu organisme disebut habitat3. Terdapat dua macam komunitas di alam, yaitu komunitas akuatik dan terresterial. Contoh komunitas akuatik adalah kelompok organisme yang terdapat di lautan, di danau, di parit, dan di kolam. Sedangkan contoh komunitas terrestrial adalah kelompok organisme yang terdapat di hutan, di padang rumput, dan di padang pasir. Pemberian nama pada berbagai macam komunitas harus dapat memberikan keterangan mengenai sifat komunitas tersebut. Cara yang sederhana, adalah dengan menggunakan kata-kata yang dapat menun3 Latin = habitare = bertempat tinggal 27 Gambar 13. Habitat jukkan bagaimana bentuk komunitas tersebut, misalnya “hutan” dan “padang rumput.” Di dalam suatu ko-munitas seringkali terdapat satu atau dua tumbuhan dalam jumlah yang ba-nyak, sehingga tumbuhan tersebut merupakan ben-tuk yang khas dari ko-munitas dinamakan spesies dominan dalam ko-munitas tersebut dan bia-sanya komunitas diberi nama menurut spesies dominan. Sebagai contoh, apabi-la di dalam suatu hutan terdapat pohon Albizzia sp. yang dominan, maka komu-nitas tersebut dinamakan komunitas Al-bizzia. Hubungan antarspesies di dalam komunitas dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung, sebagai contoh dapat digunakan komunitas sawah. Di sawah terdapat tanaman padi dan organisme lain yang merupakan hama perusak padi, misalnya tikus. Dalam hubungan padi dengan tikus tersebut, tikus merupakan konsumen tingkat pertama. Di luar sarangnya, tikus-tikus tersebut dapat dimangsa oleh ular, kucing, burung elang, dan burung hantu yang disebut dengan konsumen tingkat kedua. Hubungan tikus dengan pemangsanya adalah hubungan yang langsung. Jadi hubungan antarspesies langsung, yaitu hubungan antarsatu spesies dengan spesies lainnya dalam suatu komunitas di mana peran suatu spesies secara langsung mempengaruhi jumlah populasi spesies lainnya dalam komunitas tersebut. Di sawah tersebut juga ditemukan ulat penggerek batang padi, burung pipit, walang sangit. Antara tikus dengan hama perusak padi yang lain tersebut hanya terdapat hubungan karena makanan yang sama, yaitu tanaman padi, karena organisme yang satu tidak makan yang lain. Jadi hubungan antarspesies tersebut dapat dinamakan hubungan yang tidak langsung. Jika populasi tikus meningkat, maka walang sangit harus mencari makanan yang lain, yaitu buah madu dari rumput-rumput lain. Tetapi jika populasi walang sangit meningkat, sehingga banyak bulir padi yang hampa atau kosong, maka tikus harus mencari makanan yang lain, misalnya jagung, kacang tanah, ubi kayu, dan lain-lain. Jadi dapat dikatakan, bahwa hubungan tidak langsung, yaitu hubungan antarspesies yang satu dengan spesies lainnya dalan suatu komunitas karena persamaan kepentingan, meskipun antara spesies-spesies tersebut tidak saling bergantungan secara langsung. Pada saat ke- 28 pentinggan tersebut (contoh: makanan) tidak ada lagi, maka tiap-tiap spesies akan berpindah ke komunitas lain. Setiap organisme tergantung ke organisme lain. Organisme dari spesies yang berbeda akan saling mempengaruhi. Pada umumnya hubungan ekologi yang dikenal adalah hubungan antara organisme yang memakan dan organisme yang dimakan. Selain adanya hubungan antara makan-memakan predasi terdapat juga hubungan lain, seperti persaingan atau kompetisi dan hidup bersama atau simbiosis4. Simbiosis merupakan interaksi antara dua organisme yang hidup berdampingan. Pada simbiosis terdapat hubungan yang saling menguntungkan atau merugikan. Lima macam hubungan ekologi, yakni: predatisme, parasitisme, komensalisme, mutualisme, dan kompetisi atau persaingan. 1. Predatisme, adalah hubungan antara dua organisme di mana organisme yang satu5 membunuh dan memakan organisme yang lain. Pada umumnya ukuran tubuh predator atau pemangsa lebih besar daripada organisme yang dimangsa dan untuk keperluan hidupnya memerlukan lebih dari satu mangsa. Ada predator yang membunuh mangsanya dulu, kemudian baru memakannya; ada juga predator yang menangkap mangsanya, kemudian langsung memakannya meskipun mangsanya itu belum mati. Hal ini berbeda dengan saprovor yang hanya memakan organisme yang sudah mati atau busuk dan menguraikannya. Apabila saprovor harus menjadi predator, hal tersebut disebabkan tidak sa- Gambar 14. Harimau sebagai predator barnya menunggu sampai hewan itu mati. Contoh predator, antara lain: harimau makan kijang, ular makan tikus, capung makan ngengat penggerek batang padi. 4 Simbiosis berasal dari bahasa Yunani sym yang berarti dengan dan biosis yang berarti kehidupan 5 disebut pemangsa atau predator 29 2. Parasitisme merupakan hubungan antara dua makhluk hidup atau dua organisme di mana organisme yang satu hidup pada kulit atau di dalam tubuh organisme yang masih hidup dan memperoleh makanannya dari organisme tersebut. Organisme yang memperoleh makanan dengan cara tersebut dinamakan parasit, sedangkan organisme tempat hidup parasit disebut inang. Pada umumnya tubuh parasit berukuran lebih kecil atau sama dengan inangnya, untuk seluruh hidupnya harus memerlukan satu inang dan membunuh inangGambar 15. Parasitisme nya secara perlahan-lahan. Contoh caplak dan pinjal anjing mengisap darah anjing, manusia dengan cacing perut, benalu dengan pohon, dan tali putri dengan teh. 3. Komensalisme merupakan hubungan antara organisme yang menguntungkan satu pihak, tetapi tidak merugikan maupun menguntungkan pihak lain. Sebagai contoh, hubungan antara ikan hiu dan ikan remora. Ikan remora menempel pada tubuh ikan hiu sehingga untuk bergerak ikan remora tidak perlu energi yang banyak, di samping itu ikan remora dapat ikut makan bagian-bagian kecil dari mangsa ikan hiu yang terbawa arus sampai didekatnya. Sementara itu, ikan hiu tidak terpengaruh oleh keberadaan ikan remora pada tubuhnya; anggrek dengan batang pohon, ikan badut dengan rumah anemone. 4. Mutualisme, yaitu hubungan antara dua makhluk hidup yang saling meng- Gambar 16. Ikan badut (Amphiprion ocellaris) dan rumah anemone (Heteuntungkan. Sebagai ractis magnifica) 30 Gambar 17. Kerbau dan burung jalak contoh, hubungan antara kerbau dan burung jalak karena burung jalak yang dibiarkan hinggap atau bertengger di atas tubuh kerbau akan memakan kutu yang menempel pada tubuhnya; tumbuhan berbunga dengan lebah, tanaman polong-polongan dengan bakteri Rhizobium, alga dengan jamur yang membentuk lumut kerak, rayap dengan flagelata, se-mut dengan kutu buah dan ke-tam hitam dengan iguana. Se-dangkan hubungan antarindi-vidu dalam hal memperebut-kan makanan, cahaya, air, dan lain-lain disebut dengan per-saingan atau kompetisi. Ekosistem merupakan satuan fungsional dasar yang menyang-kut proses interaksi organisme hi-dup dengan lingkungan mereka. Istilah tersebut pada mulanya diperkenalkan oleh A.G. Tansley pada tahun 1935. Sebelumnya, telah digunakan istilah-istilah lain, yaitu biocoenosis dan mikrokosmos. Setiap ekosistem memiliki enam komponen, yaitu: produsen, makrokonsumen, mikrokonsumen, bahan anorganik, bahan organik, dan kisaran iklim. Perbedaan antara ekosistem hanya pada unsur-unsur penyusun masing-masing komponen tersebut. Masing-masing komponen ekosistem mempunyai peranan dan mereka saling terkait dalam melaksanakan proses-proses dalam ekosistem. Proses-proses dalam ekosistem meliputi aliran energi, rantai makanan, pola keanekaragaman, siklus materi, perkembangan, dan pengendalian. Setiap ekosistem mampu mengendalikan dirinya sendiri dan mampu menangkal setiap gangguan terhadapnya. Kemampuan ini disebut homeostasis. Tetapi kemampuan ini ada batasnya. Bilamana batas kemampuan tersebut dilampaui, ekosistem akan mengalami gangguan. Pencemaran lingkungan merupakan salah satu bentuk gangguan ekosistem akibat terlampauinya kemampuan homeostasis. Perubahan adalah salah satu sifat umum komunitas alam, hanya sedikit sekali komunitas yang dapat bertahan tanpa perubahan untuk jangka waktu lama. Proses perubahan komunitas yang terjadi sedikit demi sedikit dalam suatu jangka waktu tertentu sampai terjadi komunitas yang berbeda dari semula disebut dengan suksesi. Sebagai contoh, vegetasi di Pulau Krakatau yang berangsur-angsur berubah menjadi hutan setelah berbagai macam komunitas di pulau tersebut 31 hancur akibat meletusnya gunung Krakatau pada tanggal 27 Agustus 1883. Gambar 18. Gunung Krakatau purba Latihan 1. Uraikan pengertian daripada komunitas! 2. Sebutkan dua macam komunitas di alam! 3. Uraikan lima macam hubungan ekologi! 4. Jelaskan secara singkat tentang ekosistem! 5. Jelaskan kemampuan ekosistem dalam mengendalikan dirinya sendiri dan dalam menangkal setiap gangguan terhadapnya! Suksesi dan Relung Ekologi onsep ekosistem menyangkut semua hubungan dalam suatu komunitas dan semua hubungan antara komunitas dan lingkungan abiotiknya. Di dalam ekosistem setiap spesies mempunyai niche ekologi atau relung ekologi. Hal tersebut dapat dibedakan dengan habitat. Untuk memudahkan dapatlah digambarkan bahwa suatu habitat adalah sebagai alamat makhluk yang bersangkutan dan relung ekologi sebagai profesi, dalam arti biologi. Relung ekologi bukan ruang fisik, tetapi suatu abstraksi mencakup semua faktor-faktor fisik, kimia, fisiologis, dan biotik yang diperlukan makhluk untuk hidup. Sebagai 32 deskripsi relung ekologi suatu makhluk, kita harus tahu apa yang dimakannya, apa yang memakan dia, batas-batas ruang jelajahnya, yang efeknya terhadap makhluk-makhluk lain dan terhadap faktor-faktor lainnya di seluruh ekosistem. Di perairan dangkal bagian sudut danau atau kolam, kita dapat menemukan berbagai kepik air. Mereka semua hidup di tempat yang sama, sehingga mempunyai habitat yang sama. Beberapa jenis dari kepik air tersebut, seperti Notonecta sp. adalah pemangsa, sedangkan kepik airnya yaitu Corica sp. memakan makhluk yang sudah mati atau sudah hancur, jadi berperan sebagai saprovor. Masing-masing mempunyai peran yang berbeda dalam ekosistem danau tersebut dan masing-masing menempati relung ekologi yang berbeda juga. Sehingga tidak pernah ada dua jenis organisme menempati ekologi yang sama. Dengan adanya relung ekologi, setiap organisme akan mempunyai peranan yang berlainan meskipun dalam ekosistem yang sama. Relung ekologi juga akan menggambarkan kemampuan dari suatu organisme untuk berinteraksi dalam ekosistem dengan segala isinya, bahkan apabila memungkinkan kita mampu ikut mengendalikan ekosistem dari lingkungan hidupnya. Gambar 19. Kepik menempati habitat yang sama tetapi menempati relung yang berbeda Setiap ekosistem dalam suatu wilayah selalu mengalami perkembangan menuju ke arah keseimbangan. Perkembangan ekosistem tersebut tergantung dari pola perkembangan komunitas yang ada di dalamnya. Secara umum perkembangan ekosistem yang dikenal dengan suksesi ekologi ini, melalui beberapa tahapan perkembangan yang disebut 33 sere. Setiap sere memberikan ciri-ciri khas tersendiri tergantung dari jenis-jenis dominan yang ada dan faktor pembatas fisiknya. Suksesi tidak hanya berlaku pada ekosistem alaminya saja, melainkan juga pada organisme hewan dan tumbuhan yang ada di dalamnya. Bahkan dinyatakan bahwa ekosistem primer, sekunder, flora, dan fauna dan daerah sekitar merupakan faktor utama yang memberi pengaruh terhadap tipe-tipe pertumbuhan tumbuhan dan hewan yang mengalami suksesi, baik melalui persebaran maupun migrasi. Terdapat tiga hal pokok yang saling terkait dan ikut mempengaruhi lajunya perkembangan ekosistem, yakni: (1) ketersediaan sumberdaya; (2) faktor pembatas fisik; (3) kemampuan dari organismenya. Khusus mengenai ketersediaan sumberdaya, dalam hal ini makanan/energi diberikan penekanan tersendiri karena dapat mengarah pada kesempatan kenaikan biomassa. Apabila laju total fotosintesis lebih besar dari laju total respirasi, maka dapat memungkinkan kesempatan kenaikan biomassa, dan ini disebut suksesi autotrofik. Sebaliknya bila laju total fotosintesis lebih kecil dari laju total respirasi, maka hanya akan memanfaatkan energi yang sudah ada dengan pembentukan relung-relung ekologi yang baru, dan ini disebut suksesi heterotrofik. Suksesi, pada tingkat perkembangan akhir terbentuklah puncak di mana terdapat keseimbangan ekologi biomassa maksimum dengan pola-pola simbiose yang berlangsung di dalamnya berjalan secara alami pula. Jadi perkembangan ekosistem tidak pernah merupakan hasil perkembangan yang terjadi begitu saja, dalam artian terjadi langsung keseimbangan ekologi pada suatu kawasan yang baru terbentuk. Dibutuhkan satuan waktu tertentu, tentunya dengan kemampuan daya adaptasi Gambar 20. Waktu mempengayang ada untuk mencapai suatu taruhi proses suksesi tanan menuju keseimbangan ekologi. Sejalan dengan perkembangan ekosistem menuju klimaks ekologi ataupun keseimbangan ekosistem, senantiasa selalu diikuti dengan per- 34 kembangan berupa perubahan-perubahan dari segala sesuatu yang berkaitan dengan tata kehidupan organisme yang ada di dalam ekosistem tersebut. Hanya organisme yang mampu beradaptasilah6 yang dapat terus berada dan hidup, meskipun dengan harus “menciptakan” suatu relung ekologi tersendiri. Gambar 21. Skema terjadinya vegetasi klimaks Latihan 1. Bedakan antara relung ekologi dengan habitat! 2. Jelaskan faktor-faktor utama yang memberi pengaruh terhadap tipe-tipe pertumbuhan tumbuhan dan hewan yang mengalami suksesi! 3. Uraikan hal-hal pokok yang saling terkait dan mempengaruhi laju perkembangan ekosistem! 4. Jelaskan suksesi pada tingkat perkembangan akhir! 5. Gambarkan secara skematis terjadinya vegetasi klimaks! Rangkuman EKOLOGI adalah ilmu yang mempelajari hubungan secara total dari binatang/hewan dengan lingkungannya. Ekologi berkembang seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ekologi tak lepas dari perkembangan ilmu yang lain. Individu adalah organisme yang tidak dapat dibagi atau dipisahpisahkan dan melakukan proses hidup dalam tubuhnya yang berjalan 6 yang mampu melakukan kompensasi terhadap faktor pembatas fisik lingkungannya 35 terpisah dan berbeda atau tersendiri. Oleh karena itu, pada umumnya individu dapat dibedakan antara yang satu dengan yang lainnya. Setiap individu selalu muncul dari individu lain. Kata populasi berarti penduduk atau jumlah penduduk yang tinggal pada suatu tempat. Perkembangan selanjutnya apabila kita membicarakan populasi, maka harus disebutkan jenis individu yang dibicarakan dan menentukan juga batasan-batasan waktu dan tempat. Jadi definisi populasi, adalah sekelompok organisme dari satu spesies atau yang sejenis yang terdapat atau tinggal pada daerah tertentu dan pada waktu tertentu. Kepadatan populasi ialah jumlah individu dalam hubungannya dengan ruangan yang mereka tempati pada waktu tertentu. Kepadatan populasi suatu organisme dalam ruang dan waktu tertentu, ditentukan oleh adanya hubungan (interaksi) antara empat faktor, yaitu: angka kelahiran (natalitas), angka kematian (mortalitas), imigrasi, serta emigrasi. Populasi dipengaruhi oleh dua macam lingkungan, yaitu lingkungan biotik dan abiotik. Makanan selalu merupakan faktor penting untuk setiap konsumen. Makanan menjadi faktor pembatas populasi bukan dari jumlahnya, tetapi perbandingan antara jumlah tersebut dengan jumlah individu. Pengaruh faktor-faktor biotik, seperti makanan tersebut biasanya bertambah dengan naiknya kepadatan populasi dan berkurang dengan menurunnya kepadatan populasi. Faktor-faktor biotik tersebut dinamakan faktor terkait kepadatan atau density dependent factor. Faktor-faktor abiotik disebut dengan faktor tidak terkait kepadatan atau density independent factor. Kelompok organisme yang hidup bersama-sama tersebut adalah merupakan suatu komunitas. Dapat pula dikatakan, bahwa populasi dari bermacam-macam spesies organisme pada suatu daerah tertentu membentuk suatu komunitas, sedangkan daerah atau tempat hidup suatu organisme disebut habitat. Terdapat dua macam komunitas di alam, yaitu komunitas akuatik dan komunitas terresterial. Pemberian nama pada berbagai macam komunitas harus dapat memberikan keterangan mengenai sifat komunitas tersebut. Hubungan antarspesies di dalam komunitas dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Lima macam hubungan ekologi, yakni: predatisme, parasitisme, komensalisme, mutualisme, dan kompetisi atau persaingan. 36 Relung ekologi, adalah status atau peran suatu makhluk hidup di dalam komunitas atau ekosistem. Hal tersebut dapat dibedakan dengan habitat. Dengan adanya relung ekologi, setiap organisme akan mempunyai peranan yang berlainan meskipun dalam ekosistem yang sama. Relung ekologi juga akan menggambarkan kemampuan dari suatu organisme untuk berinteraksi dalam ekosistem dengan segala isinya, bahkan apabila memungkinkan kita mampu ikut mengendalikan ekosistem dari lingkungan hidupnya. Setiap ekosistem dalam suatu wilayah selalu mengalami perkembangan menuju ke arah keseimbangan. Perkembangan ekosistem tersebut tergantung dari pola perkembangan komunitas yang ada di dalamnya. Secara umum perkembangan ekosistem yang dikenal dengan suksesi ekologi. Suksesi, pada tingkat perkembangan akhir terbentuklah puncak di mana terdapat keseimbangan ekologi biomassa maksimum dengan pola-pola simbiose yang berlangsung di dalamnya berjalan secara alami. Uji Kemampuan 1. 2. 3. 4. 5. Jelaskan maksud daripada ekologi dan ruang lingkupnya! Jelaskan dengan contoh lima macam hubungan ekologi! Jelaskan faktor penentu kepadatan populasi? Jelaskan maksud daripada suksesi? Jelaskan Faktor-faktor penentu terjadinya suksesi! Daftar Istilah flagelata salah satu subfilum di dalam Phylum Protozoa fluktuasi naik-turunnya populasi (gejolak populasi) homeostasis 1 keadaan dalam tubuh suatu makhluk hidup yang mempertahankan konsentrasi zat-zat dalam tubuh, khususnya darah agar tetap konstan; 2 kondisi fisiologis yang mantap dalam tubuh; 3 dipertahankannya kondisi normal komunitas kelompok organisme yang hidup dan saling berinteraksi dalam suatu daerah tertentu 37 lingkungan abiotik segala sesuatu dalam organisme yang tidak hidup, misalnya udara, air, suhu, cuaca, kelembaban, curah hujan, dan cahaya matahari lingkungan biotik segala makhluk yang hidup di sekitar dan di dalam organisme, misalnya makanan, tumbuhan, hewan, manusia, makroorganisme, dan lain-lain relung ekologi status atau peran suatu makhluk hidup di dalam komunitas atau ekosistem walang sangit sebangsa serangga yang baunya seperti barang sangit; pianggang; cenangau Daftar Pustaka Campbell, Reece, Mitchell. 2008. Biologi. Jilid 1. Edisi ke 5. Erlangga, Jakarta. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/Image/1-7c-3.jpg. Diakses 12 Februari 2009. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0027%20Bio%201-6b.htms. Diakses pada 9 Februari 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/Populasi. Diakses pada 9 Februari 2009. http://id.wikipedia.org/wiki/simbiosis eka. Diakses 9 Februari 2009. http://images.google.co.id/images?hl=id&q.Diakses 12 Februari 2009. http://www.geocities.com/irwantoshut/suksesi.jpg. Diakses 12 Februari 2009. Irwanto. 2009. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-endamping/ Praweda/Biologi/Image/1-7c-3.jpg. Diakses 12 Februari 2009. Kimball, J.W., H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri. 1983. Biologi, Edisi Ke 5 Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Odum, EP.1963. Ecology. Holt Rinehart and Winston. Inc, New York. Soemarwoto I., Indrawati Gandjar, Edi Guhardja, Andi Hakim Nasution, Sri S. Soemartono, Lily K Somadikarta. 1981. Biologi Umum Jilid 1. Yayasan Studi Kurikulum Biologi, Gramedia, Jakarta. Yusuf Subagya. 2009. http://massofa.wordpress.com/2008/09/23/sejarah-dan-ruang-lingkup-ekologi-dan-ekosistem/Diakses pada 9 Februari 2009. 38 Kompetensi Dasar: Menjelaskan tentang keanekaragaman makhluk hidup dan klasifikasinya KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN KLASIFIKASI Berbagai bentuk kehidupan terjadi di bumi dalam jumlah yang luar biasa. Setidaknya ditemukan 1,2 juta macam organisme hidup dan daftar ini setiap tahun menjadi sema-kin panjang, sehingga sangat sulit mempelajari makhluk hidup yang sangat beraneka-ragam tersebut. Untuk itu, perlu dicari cara yang paling baik, yaitu dengan melakukan pengelompokan atau klasifikasi makhluk hidup. Jadi tujuan klasifikasi makhluk hidup adalah menyederhanakan objek kajian, sekaligus mempermudah dalam mengenali keanekaragaman makhluk hidup. Kegiatan klasifikasi tidak lain adalah pembentukan kelompok-kelompok makhluk hidup dengan cara mencari keseragaman ciri atau sifat di dalam keanekaragaman ciri yang ada pada makhluk hidup tersebut. Terjadinya Keanekaragaman Makhluk Hidup 39 ada saat ini terdapat kira-kira 5 juta jenis organisme yang hidup di atas bumi ini. Suatu jumlah keanekaragaman jenis yang cukup besar. Sedangkan menurut teori evolusi, organisme yang ada sekarang ini mempunyai nenek moyang yang sama, yaitu organisme prokariotik yang hidup jutaan tahun yang lalu. Dari bukti-bukti fosil yang diperoleh ternyata jenis-jenis organisme yang ada sekarang ini merupakan hasil evolusi organisme yang menjadi nenek moyang dalam kisaran waktu ratusan juta tahun. Dengan berkembangnya ilmu genetika, para pakar evolusi percaya bila perubahan dalam frekuensi unggul gen merupakan faktor utama terjadinya evolusi. Terdapat empat faktor penyebab terjadinya perubahan frekuensi allele, yaitu mutasi, aliran gen, penyimpangan genetik, dan seleksi alam (natural selection). Meskipun mutasi mempunyai potensi terbesar untuk terjadinya perubahan unggul gen karena dalam evolusi terjadi perubahan molekuler dari gen atau kromosom, namun secara alamiah frekuensi terjadinya mutasi relatif kecil, sehingga dampaknya terhadap perubahan frekuensi allele juga kecil. Tetapi jika mutasi terjadi bersama-sama dengan seleksi alam1 atau penyimpangan genetik, maka dampaknya akan cukup besar. Proses evolusi berlangsung secara gradual, sehingga dapat terjadi pembentukan spesies-spesies (proses spesiasi), yaitu spesies-spesies yang paling cocok dengan kondisi lingkungan di tempat mereka hidup. Proses spesiasi ini dapat berlangsung secara alopatrik2 atau simpatrik3. Latihan 1. Jelaskan faktor utama terjadinya evolusi! 2. Uraikan kecenderungan terjadinya mutasi! 3. Uraikan terjadinya evolusi secara alopatrik dan simpatrik! 1 Kebanyakan pakar biologi juga sependapat, bahwa seleksi alam merupakan faktor utama penggerak evolusi. Hal ini dapat dimengerti karena organisme harus beradaptasi terhadap keadaan lingkungannya untuk dapat terus hidup. Sedangkan keadaan lingkungan selalu berubah dari masa ke masa 2 allopatric = berbeda tempat 3 sympatric = sama tempatnya 40 Pengertian Klasifikasi dan Sistem Klasifikasi ntuk mengenali dan mempelajari makhluk hidup secara keseluruhan tidak mudah, sehingga dibuat klasifikasi (pengelompokan) makhluk hidup. Klasifikasi makhluk hidup adalah suatu cara memilah dan mengelompokkan makhluk hidup menjadi golongan atau unit tertentu. Tujuan klasifikasi makhluk hidup adalah untuk mempermudah, mengenali, membandingkan4, dan mempelajari makhluk hidup. Klasifikasi makhluk hidup didasarkan pada persamaan dan perbedaan ciri yang dimiliki makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh atau fungsi alat tubuhnya. Klasifikasi adalah menempatkan bersama-sama dalam kategori hal-hal yang mirip satu sama lain. Dengan terus bertambahnya jumlah spesies dari masa ke masa, maka perlu diadakan penggolongan organisme agar lebih mudah dalam mempelajarinya. Untuk itu, diperlukan suatu sistem klasifikasi yang mempunyai dasar yang sama untuk setiap penggolongan. Karena evolusi berlangsung secara gradual dan dalam jangka waktu yang lama, maka perbedaan atau persamaan morfologi dapat menjadi dasar untuk penggolongan organisme. Makhluk hidup yang memiliki ciri yang sama dikelompokkan dalam satu golongan. Contoh klasifikasi makhluk hidup, yang berdasarkan: • ukuran tubuhnya, misalnya tumbuhan dikelompokkan menjadi pohon, perdu, dan semak; • lingkungan tempat hidupnya, misalnya tumbuhan dikelompokkan menjadi tumbuhan yang hidup di lingkungan kering (xerofit), tumbuhan yang hidup di lingkungan air (hidrofit), dan tumbuhan yang hidup di lingkungan lembab (higrofit); 4 berarti mencari persamaan dan perbedaan sifat atau ciri pada makhluk hidup 41 manfaatnya, misalnya tumbuhan dikelompokkan menjadi tanaman obat-obatan, tanaman sandang, tanaman hias, tanaman pangan, dan sebagainya; • jenis makanannya, misalnya hewan dikelompokkan menjadi hewan pemakan daging (karnivora), hewan pemakan tumbuhan (herbivora), dan hewan pemakan hewan serta tumbuhan (omnivora). Cara pengelompokan makhluk hidup seperti ini dianggap kurang sesuai karena dalam pengelompokan makhluk hidup dengan cara demikian dibuat berdasarkan keinginan orang yang mengelompokkannya. Hubungan kekerabatan antara satu spesies dengan spesies lain (filogeni) dinyatakan oleh banyak sedikitnya kesamaan morfologisnya. Walaupun belum sepenuhnya menggunakan dasar-dasar ini, namun Aristoteles (384-322 SM) telah membagi organisme menjadi dua kingdom, yaitu tumbuhan dan hewan. Selanjutnya dengan menggunakan dasar kesamaan morfologi, Aristoteles membagi kingdom tumbuhan atas: herba, perdu, dan pohon. Tetapi khusus untuk kingdom hewan, Aristoteles menggunakan dasar tempat hidup hewan, yaitu: hewan udara, tanah, dan laut atau air. Dasar para ahli mengelompokkan makhluk hidup menjadi dua kingdom atas kenyataan, bahwa: 1) kelompok tumbuhan memiliki dinding sel yang tersusun dari selulosa; 2) tumbuhan memiliki klorofil, sehingga dapat membuat makanannya sendiri melalui proses fotosintesis dan tidak dapat berpindah tempat dan hewan tidak memiliki dinding sel sementara hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri, dan umumnya dapat berpindah tempat. Setelah Aristoteles, lalu Ernst Heckel5 mengajukan kingdom ketiga yang disebut protista, meliputi semua makhluk bersel tunggal yang dalam berbagai hal mempunyai ciri-ciri mirip seperti tumbuhan, yang lain mirip seperti hewan, dan ada pula yang tampak sekaligus seperti hewan dan tumbuhan. • 5 seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman 42 Kemudian ada yang mengajukan kingdom keempat yang disebut monera, yaitu mencakup bakteri dan ganggang biru karena mereka betul-betul mempunyai ciri sangat khas yaitu tidak mempunyai membran (selaput) inti dan hanya terdapat kromosom tunggal yang telanjang yang disebut nukleoid atau genofor, tidak mempunyai mitokondria dan kloroplas. Kelompok ini disebut dengan prokariotik. Pada tahun 1969, R.H. Whittaker6 membuat suatu klasifikasi baru yang membagi dunia makhluk menjadi lima kingdom. Pengelompokan ini berdasarkan pada susunan sel, cara makhluk hidup memenuhi makanannya, dan tingkatan makhluk hidup. Cendawan atau jamur dipisahkan dari tumbuhan yang disebut kingdom fungi, yaitu meliputi makhluk yang tidak mempunyai pigmen untuk fotosintesis, tetapi mempunyai inti sejati dan dinding sel yang kuat. Pembagian golongan organisme atas: monera, protista, fungi, plantae, dan animalia yang digunakan sampai saat ini. Masing-masing kingdom/kerajaan makhluk hidup dibagi-bagi menjadi divisio/divisi untuk tumbuhan dan phylum/filum untuk hewan. Setiap divisi atau filum terbagi menjadi kelompok-kelompok yang lebih kecil demikian dan Gambar 22. Pembagian golong- seterusnya. Setiap kelompok yang an organisme meterbentuk da-ri hasil klasifikasi nurut Whittaker makhluk hidup, disebut takson7. Berdasarkan uraian di atas dapat ditafsirkan, bahwa para ilmuwan mengelompokkan makhluk hidup berdasarkan banyaknya persamaan dan perbedaan, baik morfologi, fisiologi, maupun anatominya. Makin banyak persamaan, dikatakan makin dekat hubungan kekerabatannya. Makin sedikit persamaannya, makin jauh kekerabatannya. Makhluk hi6 7 seorang ahli biologi Lahirlah istilah taksonomi (takson = kelompok, nomos = hukum), atau juga disebut sistematika (susunan dalam suatu sistem) 43 dup yang memiliki banyak persamaan ciri, dapat saling kawin dan menghasilkan keturunan yang fertile (subur), maka makhluk ini dimasukkan ke dalam suatu kelompok (takson) yang disebut spesies atau jenis. Beberapa spesies atau jenis yang berkerabat dekat dapat dikelompokkan ke dalam takson familia (suku). Familia yang berkerabat dekat membentuk ordo (bangsa), dan ordo-ordo yang berkerabat dekat dikelompokkan ke dalan classis (kelas). Kelas-kelas yang berkerabat dikelompokkan ke dalam phylum (filum) untuk hewan, pada tumbuhan disebut divisio atau divisi. Semua filum dan atau divisi yang berkerabat membentuk kingdom atau kerajaan. Dengan cara demikian, maka terbentuklah tingkatan klasifikasi atau tingkerajaan katan takson. Semakin tinggi kedudukan (kingdom) filum/divisi suatu takson, maka semakin sedikit per(phylum/devisio samaan ciri, tetapi semakin banyak jumbangsa (ordo) lah anggotanya. Sebaliknya, semakin renn) suku (family) dah kedudukan takson, semakin banyak persamaan ciri, tetapi jumlah anggotanya marga sedikit. (genus) jenis Untuk membantu memahami uraian (species) di atas, maka dapat diamati skema pada Gambar 23. Skema tingkatan takson, jenis, Gambar 23. sampai kerajaan Contoh klasifikasi tumbuhan padi: Kerajaan (kingdom) : Plantae Divisi (divisio) : Spermatophyta Anak divisi (subdivisio) : Angiospermae Kelas (classis) : Monocotyledoncae Bangsa (ordo) : Poales Suku (familia) : Poaceae Marga (genus) : Oryza Jenis (spesies) : Oryza Sativa (padi). Sesuai dengan perkembangan klasifikasi, maka pengelompokan atau klasifikasi makhluk hidup tidak lagi berdasarkan manfaatnya, tetapi sudah berdasarkan ciri-ciri morfologi, anatomi, dan fisiologinya. Latihan 44 1. Jelaskan perlunya dibuat klasifikasi makhluk hidup! 2. Berikan contoh klasifikasi makhluk hidup, yang berdasarkan: ukuran tubuh, lingkungan, manfaat, dan jenis makanannya! 3. Gambarkan pembagian golongan organisme menurut Whittaker! 4. Jelaskan tingkatan klasifikasi atau tingkatan takson! Klasifikasi Kingdom Monera akhluk hidup yang dimasukkan dalam kerajaan monera memiliki sel prokariotik, dan terdapat di air, udara, maupun tanah. Kelompok ini dibagi menjadi dua diviso (filum), yaitu Schizophyta, suatu kelompok yang biasa dikenal sebagai bakteri dan Cyanophyta atau ganggang biru. Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi ke dalam 3 kelompok, yaitu kokus yang berbentuk bulat, basilus yang berbentuk batang, dan spirilum yang berbentuk seperti spiral atau melingkar. Schizophyta dibagi ke dalam 2 kelompok utama, yaitu Eubacteria dan Arhaebacteria. Contoh Eubacteria adalah Escerichia coli; Steptococcus sp., berbentuk bulat penyebab penyakit kerongkongan; Treponema pallidum, penyebab penyakit sifilis. Archaebacteria berbeda dengan Eubacteria karena tidak terdapat peptidoglikan. Beberapa jenis ada yang anaerob, hidup di air selokan yang berbau busuk dan menghasilkan gas metan. Filum cyanophyta sering disebut cyanobacteria, mempunyai klorofil a dan mengeluarkan oksigen sebagai hasil fotosintesis. Ada yang tumbuh sebagai sel tunggal, ada yang berkelompok dalam suatu matriks gelatin, ada yang mengeluarkan senyawa beracun, Gambar 24. Monera 45 sehingga berbahaya bagi makhluk air lainnya, ada juga yang dapat hidup di sumber air panas dengan suhu sampai 85OC, kadang-kadang ada yang membentuk heterocyst yang dapat menambat nitrogen dan mengubahnya menjadi amonia (NH3) atau gugus amino (NH2), misalnya Anabaena sp. Latihan 1. Sebutkan ciri-ciri khusus, sehingga makhluk hidup dikelompokkan ke dalam kingdom monera! 2. Berikan contoh yang spesies dari kingdom monera! 3. Gambarkan peran kingdom monera berdasarkan klasifikasinya! Klasifikasi Kingdom Protista akhluk hidup yang dimasukkan dalam kerajaan protista memiliki sel eukariotik. Protista memiliki tubuh yang tersusun atas satu sel atau banyak sel, tetapi tidak berdiferensiasi. Protista umumnya memiliki sifat antara hewan dan tumbuhan. Gambar 25. Protista Kelompok ini terdiri atas protista menyerupai hewan (protozoa) dan protista menyerupai tumbuhan (ganggang), dan protista menyerupai jamur. 1. 46 Protozoa (protista yang menyerupai hewan) Protozoa hampir semuanya protista bersel satu, tidak mempunyai dinding sel, makanan berupa partikel-partikel biasanya diperoleh dengan fagositosis atau dengan absorbsi molekul-molekul organik. Biasanya berukuran 0,01–0,5 mm, sehingga secara umum terlalu kecil untuk dapat dilihat tanpa bantuan mikroskop. Protoza dapat ditemukan di mana-mana, seperti lingkungan berair dan tanah, umumnya mampu bertahan pada periode kering sebagai kista (cyst) atau spora, dan termasuk beberapa parasit penting. Protozoa terdiri atas 4 kelas yang didasarkan pada pergerakannya: 1) Kelas Sarcodina (amoeboid) Bergerak dengan pseupodia atau kaki semu atau kaki akar, yaitu yang berarti sebelum bergerak harus selalu membentuk kaki semu terlebih dahulu, tidak mempunyai bentuk tetap. Reproduksi dengan cara pembelahan biner. Beberapa jenis mensekresi bahanbahan yang menjadi keras (silika atau kapur) sebagai pelindung. Contoh Heliozoa sp. (di air tawar), Entamoeba hisGambar 26. Amoeba tolytica (penyebab disentri), amoeba. 2) Kelas Flagelata Pada kelompok ini biasanya ditemukan bulu cambuk atau flagela yang membantu pergerakannya di dalam air. Beberapa jenis mempunyai kloroplas, sehingga mereka dapat melakukan fotosintesis. Misalnya: Euglena sp., beberapa jenis lain jika terkena cahaya matahari mereka akan mengadakan fotosintesis, tetapi bila dalam keadaan gelap menjadi heterotrof. Ada yang hidup sebagai parasit, misalnya Tripanasoma Gambar 27. Euglena sp. sp. yang menimbulkan penyakit tidur, baik pada manusia maupun pada hewan. 3) Kelas Cilliata 47 Gambar 28. Paramecium aurelia Bergerak dengan mengguna-kan alat getar yang disebut bulu getar atau cilia. Dalam selnya ter-dapat organ sel yang khusus untuk melakukan fungsi-fungsi metabo-lisme. Contoh: Paramaecium sp. yang mempunyai trikolista yang sewaktu-waktu dapat menyemprotkan racun ke mangsanya atau sebagai alat proteksi terhadap musuh-musuhnya. 4) Kelas Sporozoa Tidak memiliki alat gerak, beberapa di antaranya mampu membentuk spora. Contoh yang terke-nal adalah Plasmodium sp. yang menimbulkan penyakit malaria pada manusia dan burung. Sebagian besar masa siklus hidup Plasmodium sp. dalam kelenjar ludah nyamuk Anopheles sp.; toxo-plasma. 2. Ganggang/Alga (protista yang menyerupai tumbuhan) Ganggang dimasukkan dalam kingdom protista mengingat kelompok ini umumnya uniseluler atau eukariota dan melakukan fotosintesis secara sederhana. Memiliki enam filum, yakni: 1) Filum Chrysophyta Mempunyai cadangan makanan berupa minyak dan polisakarida leukosin. Contoh dari kelas Bacillariophyceae (diatoma) yang mempunyai dinding silika dengan nilai ekonomi yang cukup tinggi dan dapat menjadi bahan pengkilap, penyaring, dan isolasi, antara lain Epichrysys sp. dan Ochromonas sp. 2) Filum Pyrophyta Dikenal sebagai Dinoflagelata, bersel satu, mengadakan fotosintesis dan mempunyai dua flagela. Beberapa jenis dari kelompok ini mengeluarkan zat racun yang mengganggu sistem saraf yang dapat membunuh ikan-ikan yang memakannya dan bila orang memakan ikan tersebut akan mengalami keracunan juga. Contoh: Gonyaulax sp. (sangat beracun), Glenodinium sp., dan Perinidium sp. 3) Filum Euglenophyta 48 Gambar 29. Euglenophyta Kelompok ini biasa disebut Eug-lenoid dan mirip tumbuhan maupun hewan. Ciri-ciri sebagai tumbuhan. Pada umumnya hidup di air tawar, te-tapi jenis-jenis tertentu terdapat dalam saluran pencernaan hewan. Makanan simpanan berupa lemak dan pa-ramilum. Contoh: Astasia sp. 4) Filum Phaeophyta Disebut sebagai ganggang cokelat, banyak menutupi batu-batuan atau karang di daerah pasang surut. Anggota kelompok ini sudah mempunyai rhizoid, helaian talus, dan tangkai pengapung, serta buluh pengangkut. Contoh: Laminaria sp. yang menghasilkan algin (karbohidrat algin) yang dapat digunakan sebagai bahan makanan atau bahan pembuatan es krim pasta gigi, kembang gula, dan bahan krem kosmetik. 5) Filum Rhodophyta (ganggang merah) Banyak dimanfaatkan sebagai bahan makanan, misalnya agar-agar yang diekstrak dari Gelidium sp. dan Gracilaria sp. Gambar 30. Rhodophyta (ganggang merah) 6) Filum Chlorophyta (ganggang hijau) Jumlahnya terbanyak, sekitar 7.000 spesies. Tumbuh di air tawar, air laut, di darat pada pohon, tanah dan batu-batu yang tidak keras. Hampir sama dengan tumbuhan tinggi karena adanya klorofil a, b, dan karotin, makanan cadangan berupa pati dan dinding sel terdiri atas selulosa. Contoh: Spirogyra sp., Ulotrix sp. 49 Gambar 31. Chlorophyta (ganggang hijau) 3. Protista menyerupai jamur Beragam organisme dengan organisasi tingkat protista awalnya dianggap sama dengan jamur, sebab mereka memproduksi sporangia. Ini meliputi chytrid, jamur lendir, jamur air, dan Labyrinthulomycetes. chytrid sekarang diketahui memiliki hubungan dengan jamur lain dan biasanya diklasifikasikan dengan mereka. Sementara yang lain, sekarang ditempatkan sama dengan heterokont (yang memiliki selulosa, bukan dinding chitin) dan Amoebozoa Gambar 32. Jamur lendir atau slime (yang tidak memiliki dinding mold (Myxomycota) sel). Latihan 1. Uraikan secara singkat protista yang menyerupai hewan, tumbuhan, dan jamur! 2. Jelaskan empat kelas protozoa berdasarkan cara pergerakannya! 3. Jelaskan secara singkat enam filum daripada alga! Klasifikasi Kingdom Fungi 50 erupakan golongan organisme yang tubuh vegetatifnya8 berupa talus, tidak mempunyai klorofil, tidak mempunyai berkas pengangkutan. Dinding sel tersusun dari kitin, bersifat heterotrof yang mencerna makanannya di luar tubuh lalu menyerap molekul nutrisi ke dalam sel-selnya, sehingga bersifat parasitik atau saprofitik dan mempunyai inti sejati. Gambar 33. Kingdom fungi Fungi memperbanyak diri secara seksual dan aseksual. Perbanyakan seksual dengan cara: dua hifa dari jamur berbeda melebur lalu membentuk zigot lalu zigot tumbuh menjadi tubuh buah, sedangkan perbanyakan aseksual dengan cara: membentuk spora, bertunas atau fragmentasi hifa. Jamur memiliki kotak spora yang disebut sporangium. Di dalam sporangium terdapat spora. Contoh jamur yang membentuk spora adalah Rhizopus. Contoh jamur yang membentuk tunas adalah Saccharomyces. Hifa jamur dapat terputus dan setiap fragmen dapat tumbuh menjadi tubuh buah. Divisio Mycota termasuk dalam kingdom fungi, kelompok ini relatif berukuran besar, sehingga disebut juga makro fungi. Benang-benang hifa biasanya membentuk anyaman dan disebut miselia. Mycota dibagi menjadi 6 kelas atau lebih, yakni: 1) Kelas-kelas Chrytridiomycetes, Oomycetes, dan Zyangomycetes Kelompok fungi ini termasuk paling primitif, hidup akuatik dan banyak berukuran mikroskopik, tetapi ada yang hidup di darat. Contoh: Phytopthora infestans menyerang tanaman kentang, termasuk kelas Oomycetes. 8 struktur dan somatisnya 51 2) Kelas Ascomycetes Membentuk spora dalam struktur berbentuk kantung atau mangkuk yang disebut asci (tunggal = ascus), kebanyakan hidup di darat. Sebagai contoh, antara lain: Penicillium sp., merupakan sumber antibiotik, Monilia sp., menyerang buah peach, Claviceps purpurea (pada roti) mempunyai zat racun yang berbahaya bagi hewan maupun manusia. 3) Kelas Basidiomycetes Pada ujung hifa kelompok ini terdapat basidia (tunggal = basidium) yang mengandung basidiospora. Contoh Agaricuskampestris adalah satu jenis yang banyak dimakan di Amerika. 4) Kelas Deutromycetes Anggota kelas ini tidak pernah menunjukkan fase reproduksi seksual, karena ini disebut fungiimperGambar 34. Eukariota fecty. Banyak jenis Deuteromycetes setelah karakteristik tipe sporanya diketahui. Contoh: Aspergillus sp. Latihan 1. Jelaskan kemampuan fungi dalam memperbanyak diri, baik secara seksual maupun aseksual! 2. Jelaskan ciri dari kingdom fungi! 3. Berikan contoh jamur yang dapat membentuk spora dan tunas! 4. Berikan contoh ciri kelas ascomycetes! Klasifikasi Kingdom Plantae ecara umum tumbuhan tersusun oleh sel-sel eukariotik, mempunyai mitokondria, plastida, dan organ-organ sel yang penting untuk metabolismenya yang lebih kompleks. Tubuhnya terdiri 52 atas banyak sel yang telah berdiferensiasi membentuk jaringan. Tumbuhan memiliki kloroplas, sehingga dapat membuat makanannya sendiri9. Kelompok ini terdiri atas tumbuhan lumut, tumbuhan paku, tumbuhan berbiji terbuka, dan tumbuhan berbiji tertutup. Tumbuhan terbagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu: 1) Filum Bryophyta (tumbuhan tanpa berkas pengangkut) Meliputi golongan lumut-lumutan. Dibagi menjadi 3 kelas, yaitu Musci, Hepaticeae, dan Anthocerotae. Belum mempunyai akar sesungguhnya untuk menegakkan tubuh di atas tanah dan untuk penyerapan air. Bryophyta mempunyai rhizoid yang hanya merupakan alat untuk melekatkan diri. Contoh lumut hati (Marchantia Gambar 35. Lumut sp., Anthoceros sp. dan Polytricum sp.). 2) Filum Tracheophyta (tumbuhan dengan berkas pengangkut) Dibedakan menjadi 2 golongan, yaitu: 1) Tumbuhan rendah dengan berkas pengangkut tingkat Terdiri atas empat filum, yaitu: (1) Psilophyta, contoh yang terkenal, adalah Psilotum nudum yang disebut sebagai tumbuhan telanjang karena batang tumbuhan ini tidak mempunyai daun, kecuali hanya sisik-sisik di mana terdapat sporangia beruang tiga yang berisi spora. (2) Lycophyta umumnya berdaun kecil-kecil dan tersusun spiral, membentuk spora dalam suatu strobilus, yaitu kumpulan daun terminal (sporofil) yang berbentuk kerucut. Contoh: Lycopodium sp. 9 bersifat autotrof dengan melakukan fotosintesis dan kemosintesis 53 Gambar 36. Psilophyta Gambar 37. Lycophyta (3) Sphenophyta, contohnya Equisetrum sp, merupakan sporofit yang tumbuh tegak ke atas mempunyai batang yang lurus, bagian tengah berlubang, dan tumbuh dari batang horizontal atau rhizome. Gambar 38. Sphenophyta Gambar 39. Pterodophyta (4) Pterodophyta, merupakan tumbuhan paku yang membentuk fronds (daun) yaitu struktur menyerupai daun dengan kumpulan sporangia yang disebut sori (tunggal sorus). 2) Tracheophyta tingkat tinggi Dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu: (1) Gymnospermae atau tumbuhan berbiji telanjang Termasuk dalam kelompok ini, antara lain filum Cycadophyta dengan contoh: Cycas sp., Zania sp.; filum Ginkophyta, contoh Ginkobiloba yang digunakan sebagai obat tradisional; filum Gnetophyta de- 54 ngan contoh melinjo (Gnetum gnemon), dan filum Cenoferophyta, contoh Pinus sp., Juniperus sp., Abies sp., dan Picea sp. Gambar 40. Filum Cycadophyta (Cycas sp.) Gambar 42. Gnetophyta (Gnetum gnemon) Gambar 41. Filum Ginkophyta (Ginkobiloba) Gambar 43. Cenoferophyta (Pinus sp.) (2) Angiospermae atau tumbuhan berbiji tertutup atau tumbuhan berbunga Angiospermae mempunyai habitus bervariasi mulai dari yang kecil, tidak berbatang sampai yang berupa pohon yang tinggi, serta sebagai habitat. Dibagi menjadi 2 kelas, yaitu monokotil (berbiji tunggal) dan dikotil (berbiji belah). Perbedaan antara monokotil dan dikotil, sebagai berikut: Dikotil: embrio mempunyai dua kotiledon, punya dua buah keping biji berakar tunggang, bentuk sumsum atau tulang daun menyirip atau menjari, tidak ada tudung akar/kaliptra, memiliki kambium, jumlah ke- 55 lopak bunga umumnya kelipatan empat atau lima, tidak ada pelindung koleorhiza maupun koleoptil, pertumbuhan akar dan batang bisa tumbuh dan berkembang menjadi besar. Contoh tomat, kacang panjang. Gambar 44. Tomat Gambar 45. Kacang panjang Monokotil: embrio mempunyai satu kotiledon, punya satu buah keping biji berakar serabut, bentuk sumsum atau tulang daun melengkung atau sejajar, ada tudung akar/kaliptra, tidak memiliki kambium kecuali famili Liliaceae, jumlah kelopak bunga umumnya kelipatan tiga, ditemukan batang lembaga/koleoptil dan akar lembaga/koleorhiza, pertumbuhan akar dan batang tidak bisa tumbuh berkembang menjadi besar. Contoh kelapa, tebu. Gambar 46. Kelapa Latihan 56 Gambar 47. Tebu 1. Jelaskan 2 kelompok besar kingdom plantae! 2. Jelaskan perbedaan angiospermae dan gymnospermae! 3. Bandingkan perbedaan fisik antara tanaman dikotil dan monokotil! Klasifikasi Kingdom Animalia ewan memiliki sel eukariotik. Tubuhnya tersusun atas banyak sel yang telah berdiferensiasi membentuk jaringan. Hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri, sehingga bersifat heterotrof. Kelompok ini terdiri atas semua hewan, yaitu hewan tidak bertulang belakang (invertebrata) dan yang bertulang belakang (vertebrata). Para ahli zoologi pada umumnya berpendapat, hewan yang ada sekarang ini berkembang dari kelompok protozoa berflagela. Hewan pertama merupakan koloni sel yang serupa yang kemudian mengadakan spesialisasi. Selanjutnya sel-sel terorganisasi menjadi jaringan dan jaringan-jaringan membentuk organ. Penggolongan hewan didasarkan pada kesamaan struktur dan fisiologinya, antara lain pola simetri tubuh, bentuk tubuh, rongga tubuh, dan perbedaan embrio. Dibagi menjadi subkingdom, yaitu: Parazoa, yang belum mempunyai jaringan dan Eumetazoa, yang sudah mempunyai jaringan. Dalam hal ini yang akan diuraikan adalah Eumetazoa, yang dipandang penting dan menunjukkan garis evolusi yang sangat jelas. Subkingdom Eumetazoa terdiri atas beberapa filum, antara lain: 1) Filum Porifera atau sponges Kebanyakan hidup di laut dan sebagian pada air tawar, yang bawah melekat pada dasar perairan dan ujung yang bebas mempunyai lubang yang besar disebut Osculum. Pada dinding terdapat lubang-lubang halus disebut ostia yang merupakan lubang masuknya air ke dalam rongga tubuh dan keluar melalui osculum. Beberapa contoh, di antaranya Sycon sp., Eupectela sp., dan Demospangia sp. 57 2) Filum Coelenterata Pada garis besarnya ada dua pola bentuk tubuh Cridaria, yaitu polip dengan bagian basalis melekatkan diri pada dasar dan mulut berada di atas; dan medusa yang terdapat hidup bebas terapung, dengan mulut menghadap ke bawah. Mempunyai sel-sel nematokista yang mengeluarkan bahan yang menyebabkan kulit gatal. Terbagi menjadi 3 kelas, yaitu kelas Hydrozoa, dengan contoh: Hydra sp., Obelia sp.; kelas Scyphozoa dengan contoh ubur-ubur (Aurelia aurita); dan kelas Anthozoa, yaitu Corals dan Anemones, sebagai contoh, Acropora sp. dan Astrea pallida. 3) Filum Ctenophora Bentuk tubuh radial simetris, tentakel dilengkapi dengan sel-sel pengisap dan mempunyai delapan baris alat khusus untuk berenang, yaitu berupa dataran berbentuk sisir. Contoh: Pleurobrachia sp. 4) Filum Platyhelminthes Dinding tubuh terdiri atas tiga lapisan (tripoblastik), yaitu ektoderm, endoderm, dan mesoderm, tubuh bilateral simetris, hermafrodit, daya regenerasi tinggi, hidup parasitik atau bebas, mempunyai suatu lubang sebagai mulut dan saluran pencernaan bercabang-cabang ke seluruh bagian tubuh. Dibagi ke dalam 3 kelas, yaitu: (1) Turbellaria. Contoh: Planaria sp; (2) Trematoda (cacing penghisap). Contoh: Fasciola hepatica (parasite pada hati sapi), Clonorchis sinensis (pada manusia); (3) Cestoda (cacing pita). Contoh: Taenia saginata (parasite pada manusia), Taenia sollium (menyerang babi dan manusia). 5) Filum Rhynchocoela Bentuk tubuh bilateral simetris, lunak, silindris, tidak bersegmen, mempunyai proboscis untuk menangkap mangsa, saluran pencernaan lurus, tidak ada Coelom. Contoh: Tubulanus sp., Lineus sp. 6) Filum Aschelminthes Bentuk bilateral simetris, tidak bersegmen, saluran pencernaan makanan lengkap. Terdiri atas 2 kelas, yakni: (1) Porifera hidup di air tawar, pada ujung anterior terdapat kelompok cilia yang biasanya terda- 58 pat dalam lingkaran. Contoh: Rotifer sp; (2) Nematoda (cacing gilig), mulut mempunyai bibir dan papilla peraba, alat kelamin terpisah, hidup bebas atau parasitik, daerah penyebaran sangat luas. Contoh: Ascaris lumbricoides (bentuk gilig), Trichuris trichiura (cacing kremi). 7) Filum Acanthocepala Hidup parasit, mempunyai proboscis yang digunakan melekatkan diri ke inangnya. Yang dewasa hidup pada vertebrata dan larvanya pada Arthropoda. Contoh: Maniliformis sp (pada kumbang dan hewan). 8) Filum Entoprocta Hidup di laut, berukuran kecil, berkoloni, mempunyai cilia, bagian di bawah cilia terdapat anus dan mulutnya. Contoh Pedicellina sp. 9) Filum Ectoprocta Hidup di laut, berukuran kecil, berkoloni, mempunyai tentakel dan cilia. Contoh Bogula Sp. 10) Filum Bracihopoda Mempunyai kaki yang bercabang-cabang seperti lengan dan cangkang kulit keras pada bagian luar, letaknya di bagian dorsal dan ventral, hidup di laut secara soliter. Contoh: Magellania sp., Lingula sp. 11) Filum Mollusca Bentuk bilateral simetris, hewan siput, mempunyai otot-otot berdaging untuk bergerak, cangkang berkapur, hidup di laut, air tawar, dan di darat. Dibagi menjadi 5 kelas, yakni: (1) Amphineura, contoh Chiton sp; (2) Gastropoda (siput, bekicot), contoh Achatina fullica, Patella sp; (3) pelecypoda, contoh Anodonta grandis, Venus mercenaria; (4) Scophoda, contoh Dentalium entale; (5) Cephalopoda, contoh Hirudo medicinalis. 12) Filum Annelida Termasuk tripoblastik yang suda maju, hidup di laut, tetapi ada juga yang hidup di air tawar atau tanah-tanah basah. Terdiri atas 3 kelas, yakni: (1) Polichaeta, mempunyai setae (rambut kaku). Contoh Aphrodite sp., Nereis sp.; (2) Oligochaeta, bersifat 59 hermafrodit, tidak ada stadium larva, contoh cacing tanah (Lumbricus Sp.); (3) Hirudinea. Contoh: Hirudo medicinalis. 13) Filum Onychopora Mempunyai bentuk dan susunan tubuh peralihan antara Annelida dan Arthropoda. Segmentasi tubuh berpasangan tiap segmen dan mempunyai tambahan gerak yang berpasangan. Hidup di darat dan daerah tropis. Contoh: Peripatus sp. 14) Filum Arthropoda Tubuh dan kaki bersegmen-segmen (beruas-ruas), tubuh terbagi dua atau tiga daerah, dinding tubuh sebelah luar berupa skeleton yang secara periodik dilepas dan diperbaiki kembali, sistem saraf tangga tali. Terbagi menjadi dua subfilum, yaitu: Subfilum Chelicerata. Tubuh terbagi dua, yaitu bagian kepala dan dada yang menyatu disebut chepalothorax dan perut di sebut abdomen, kaki 4 pasang mempunyai sayap dan antena. Contoh: • Kelas Arachnida, yaitu laba-laba, kalajengking, dan tungau; Gambar 48. Laba-laba, kalajengking, dan tungau Kelas Pycno gonida, hidup di laut, Contoh Nymphon sp. Subfilum Mandibulata. Mempunyai antena, alat mulut mengalami modifikasi sebagai alat pengunyah. Terdiri atas: • Kelas Crustaceae, mempunyai dua pasang antena. Contoh kepiting, lobster. • 60 Gambar 49. Kepiting dan lobster • • • Kelas Diplopoda, contoh kaki seribu (Lulus sp.). Kelas Chilopoda, contoh kelabang (Lithobius sp.). Gambar 50. Kaki seribu Gambar 51. Kelabang Kelas Insecta (Serangga), tubuh terdiri atas tiga bagian: kepala, dada, dan perut (caput, thorax, dan abdomen), mempunyai satu pasang antena, tiga pasang kaki (hexapoda), sayap satu atau dua pasang. Contoh: walang sangit (Leptocorisa oratorius), ulat sutra (Bombyx mori), nyamuk Culex sp, dan lain-lain. Gambar 52. Walang sangit dan ulat sutra 15) Filum Echinodermata 61 Tubuh berduri atau tertutup oleh duri, hidup di laut. Terbagi menjadi 5 kelas, yaitu: (1) Crinoidea (Lili laut), contoh: Antedonthnela sp.; (2) Asteroidea (bintang laut), contoh: Asterias sp.; (3) Ophiuroidea, contoh Ophiotrhrix sp.; (4) Echinoidea, contoh Arbacia sp.; (5) Holothuroidea (tiram laut), contoh Cucumaria sp. 16) Filum Hemichordata Anggota filum ini tampak seperti cacing, hidup di laut dengan membuat lubang Gambar 53. Asteroida pada dasar laut, mempunyai celah pharynx dan jaringan saraf dorsalis. Contoh Rhabdopleura sp. 17) Filum Chordata Terdapat susunan saraf sepanjang badannya, mempunyai pharynx. Terdiri atas tiga subfilum, yaitu: (1) subfilum Uruchordata, hidup di laut, hewan muda atau larva seperti berudu, mempunyai sistem saraf dan celah insang. Contoh: Appendicularia sp.; (2) subfilum Cephalochordata, tidak mempunyai kepala atau otak yang sesungguhnya. Tubuh kecil seperti ikan, sistem saraf dorsalis dan banyak celah insang. Contoh: Amphioxus sp.; (3) subfilum Vertebrata, mempunyai otak yang sesungguhnya, hati dan jantung, peredaran darah tertutup, mempunyai ginjal untuk eksresi. Terbagi menjadi 7 kelas, yaitu: (1) Agnatha, berbentuk seperti belut, contoh Petromyzon marvinus. Gambar 54. Belut Gambar 55. Ikan pari Gambar 56. Katak (2) Chondrichthyes, contoh ikan hiu, ikan pari. 62 (3) Osteichthyes, contoh Perca sp., Tarpon sp., merupakan ikan berparu-paru. (4) Amphibia (katak), contoh Bufo sp., Rana sp. (5) Reptilia, contoh ular, komodo, buaya (Alligator sp.). Gambar 57. Ular dan komodo (6) Aves, contoh burung unta (Struthio camelus), burung kasuari (Casuarius sp). Gambar 58. Burung unta dan burung kasuari (7) Mamalia, contoh: tikus, kucing, lumba-lumba, dan lain-lain. Gambar 59. Tikus, kucing, lumba-lumba Pada tahun 1970-an, Carl Woese10 dan peneliti lain dari University of Illinois menemukan suatu kelompok bakteri yang memiliki ciri unik 10 seorang mikrobiologis 63 dan berbeda dari anggota kingdom monera lainnya. Kelompok tersebut dinamakan archaebacteria. Archaebacteria lebih mendekati makhluk hidup eukariot dibandingkan bakteri lain yang merupakan prokraiot. Hal itu menyebabkan terciptanya sistem klasifikasi enam kingdom pemisah kingdom archaebacteria dari anggota kingdom monera lain yang kemudian disebut eubacteria. Latihan 1. Berikan contoh minimal dua filum dari beberapa filum dari subkingdom Eumetazoa! 2. Jelaskan minimal dua kelas dalam subfilum vertebrata! Rangkuman PADA saat ini terdapat kira-kira 5 juta jenis organisme yang hidup di atas bumi ini. Suatu jumlah keanekaragaman jenis yang cukup besar. Untuk mengenali dan mempelajari makhluk hidup secara keseluruhan tidak mudah, sehingga dibuat klasifikasi (pengelompokan) makhluk hidup. Klasifikasi makhluk hidup adalah suatu cara memilah dan mengelompokkan makhluk hidup menjadi golongan atau unit tertentu. Tujuan klasifikasi makhluk hidup adalah untuk mempermudah, untuk mengenali, membandingkan, dan mempelajari makhluk hidup. Pada tahun 1969, R.H. Whittaker membuat suatu klasifikasi baru yang membagi dunia makhluk menjadi lima kingdom. Pembagian golongan organisme atas: monera, protista, fungi, plantae, dan animalia yang digunakan sampai saat ini. Kingdom monera dibagi menjadi dua diviso (filum), yaitu Schizophyta dan Cyanophyta. Kingdom protista terdiri atas protista menyerupai hewan (protozoa), protista menyerupai tumbuhan (ganggang), dan protista menyerupai jamur. Divisio Mycota termasuk dalam kingdom fungi, kelompok ini relatif berukuran besar sehingga disebut juga makro fungi. Mycota dibagi menjadi 6 kelas atau lebih, antara lain Chrytridiomycetes, Oomycetes, Zyangomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deutromycetes. Kingdom plantae terbagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu: filum Bryophyta dan filum Tracheophyta. Filum Bryophyta dibagi menjadi 3 64 kelas, yaitu Musci, Hepaticeae, dan Anthocerotae. Filum Tracheophyta dibedakan menjadi 2 golongan yaitu: tumbuhan dengan berkas pengangkut tingkat rendah (terdiri atas empat filum, yaitu: Psilophyta, Lycophyta, Sphenophyta, dan Pterophyta) dan Tracheophyta tingkat tinggi (dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu: Gymnospermae atau tumbuhan berbiji telanjang dan Angiospermae atau tumbuhan berbiji tertutup atau tumbuhan berbunga. Kingdom animalia dibagi menjadi dua subkingdom, yaitu Parazoa dan Eumetazoa. Subkingdom Eumetazoa terdiri atas beberapa filum, antara lain: filum Porifera atau sponges, filum Coelenterata, filum Ctenophora, filum Platyhelminthes, filum Rhynchocoela, filum Aschelminthes, filum Acanthocepala, filum Entoprocta, filum Ectoprocta, filum Bracihopoda, filum Mollusca, filum Annelida, filum Onychopora, filum Arthropoda, filum Echinodermata, filum Hemichordata, filum Chordata. Uji Kemampuan 1. Uraikan mengenai perkembangan sistem klasifikasi! 2. Kelompokkan makhluk hidup menurut seorang ahli biologi bernama R.H.Whittaker! 3. Jelaskan pengelompokan dalam kingdom plantae! Daftar Istilah alopatrik suatu spesies yang sama kemudian dipisahkan tempat hidupnya ektoderm 1 lapisan terluar dari tiga lapisan nutfah primer pada embrio hewan; yang akan menjadi lapisan penutup terluar dan pada beberapa filum akan menjadi sistem saraf, telinga bagian dalam, dan lensa mata; 2 lapisan luar pada embrio, yang dalam perkembangan selanjutnya akan membentuk lapisan epidermis dan jaringan saraf endoderm 1 lapisan paling dalam dari tiga lapisan nutfah utama pada embrio hewan; melapisi rongga gastrula dan menjadi hati, pan- 65 kreas, paru-paru, dan lapisan saluran pencernaan; 2 jaringan lembaga primer pada embrio yang letaknya paling dalam flagela alat gerak pada bakteria yang berada di ujung sel atau di sekeliling sel dengan jumlah satu atau lebih, umumnya berukuran antara 3–20 mikron dan diameter 120–250 Å genetika cabang biologi yang menerangkan sifat turun-temurun klorofil 1 pigmen hijau yang terdapat di dalam kloroplas tumbuhan; klorofil a dapat berpartisipasi langsung dalam reaksi terang, yang mengubah energi matahari menjadi energi kimiawi; 2 zat penghijauan tumbuh-tumbuhan (terutama pada daun) yang terpenting dalam proses fotosintesis kotiledon 1 keping biji yang strukturnya sangat sederhana jika dibandingkan dengan daun yang terbentuk kemudian, biasanya kekurangan klofil, memegang peranan penting dalam perkembangan biji menjadi semai; 2 keping daun berbiji satu (monokotil) atau dua (dikotil) dari embrio angiosperma kloroplas 1 suatu plastid sel (organel khusus) pada tumbuh-tumbuhan dan alga yang mengandung pigmen klorofil dan berfungsi dalam fotosintesis; 2 organel yang hanya ditemukan dalam tumbuhan dan protista fotosintetik, yang menyerap cahaya matahari dan menggunakannya untuk menggerakkan sintesis senyawa organik dari karbon dioksida dan air; 3 benda kecil pada sel tumbuhan yang mengandung klorofil kromosom 1 bagian kromatin inti sel yang berceraian apabila sel terbelah atau membelah yang merupakan rangkaian pendukung jenis benda hidup; 2 benda mikroskopis berbentuk tongkat yang berada dalam sel organisme, mengandung gen yang banyak; 3 molekul tunggal yang utuh dari DNA berbentuk heliks rangkap; 4 struktur pembawa gen yang mirip benang yang terdapat di dalam nukleus. Masing-masing kromosom terdiri atas satu molekul DNA yang sangat panjang dan protein terkaitnya mesoderm 1 lapisan nurfah primer pada bagian tengah embrio awal yang berkembang menjadi notokhord, pelapis soelom, otot, kerangka, gona, ginjal, dan sebagian besar sistem sirkulatoris; 2 la- 66 pisan tengah embrio yang menjadi sumber terbentuknya tulang, otot, dan sebagainya mitokondria 1 organel yang memegang peranan dalam langkah terakhir daripada oksida substrat, sintesis ATP dan dalam langkah awal sintesis urea; 2 organel pada sel eukariotik yang berfungsi sebagai tempat respirasi seluler peptidoglikan 1 suatu jenis polimer dalam dinding sel bakteri yang terdiri atas gula termodifikasi yang diikatsilangkan dengan polipeptida pendek; 2 komponen dinding sel bakteri yang peka terhadap pewarnaan gram, sehingga bakteri gram positif mengandung senyawa tersebut lebih banyak/tebal dibandingkan dengan bakteri gram negatif; 3 suatu polimer besar yang memberikan struktur kaku pada dinding sel prokariotik, terdiri atas tiga macam bahan pembangun: asetilglukosamin, asam asetilmuramat, dan suatu peptida yang terdiri atas empat atau lima asam amino polisakarida 1 karbohidrat yang dibentuk oleh penggabungan molekul-molekul monosakarida yang banyak, misalnya: pati dan selulosa; 2 suatu makromolekul karbohidrat yang tersusun dari banyak residu monosakarida; 3 polimer yang terdiri atas lebih dari sejuta monosakarida, terbentuk melalui sintesis kondensasi; 4 karbohidrat yang jika lebih dari delapan satuan monosakarida diperoleh dari hidrolisis prokariota 1 organisasi uniseluler yang mempunyai inti yang tidak jelas bentuknya, tidak ada membran inti, tidak ada organel subseluler, dan hanya mempunyai satu kromosom tunggal; 2 suatu tipe sel yang bahan intinya tidak terbungkus di dalam suatu membran; misalnya bakteri atau sianobakteri. Bandingkan dengan eukariota protista 1 kelompok besar kehidupan yang di dalamnya termasuk jamur, alga, dan protozoa; 2 suatu mikroorganisme di dalam dunia prostista selulosa 1 polisakarida yang dihasilkan oleh sitoplasma sel tanaman dan yang membentuk dinding sel; 2 polisakarida struktural dinding sel, yang terdiri atas monomer glukosa yang diikat dengan ikatan ß-1, 4-glikosidik 67 simpatrik suatu spesies yang sama di daerah yang sama karena sesuatu hal terjadi reproduksi terpisah, misalnya terjadinya poliploidi pada tanaman yanga akan menghasilkan individu dengan jumlah kromosom lebih besar dari 24 (diploid) uniseluler sel tunggal, yaitu bentuk sel pada mikrobe secara tunggal zigot 1 tingkat pertumbuhan parasit yang terjadi karena perpaduan gamet betina dengan gamet jantan; 2 produk diploid dari penyatuan gamet haploid selama konsepsi; suatu telur yang dibuahi; 3 suatu organisme yang dihasilkan melalui peleburan dua gamet Daftar Pustaka Campbell, Reece, Mitchell. 2008. Biologi. Jilid 1. Edisi ke-5. Erlangga, Jakarta. Irwanto. 2009. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-endamping/ Praweda/Biologi/Image/1-7c-3.jpg. Diakses 12 Februari 2009. Kimball, J.W., H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri. 1983. Biologi. Edisi Ke-5 Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Kartini Cucu, dr., http://anjingkita.com/nimages/WMN_1766.jpg. Diakses pada 12 Februari 2009. Odum, EP. 1963. Ecology. Holt Rinehart and Winston.Inc., New York. Soemarwoto I., Indrawati Gandjar, Edi Guhardja, Andi Hakim Nasution, Sri S Soemartono, Lily K Somadikarta. 1981. Biologi Umum Jilid 1. Yayasan Studi Kurikulum Biologi, Gramedia, Jakarta. http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi/bio100/Materi/protista.html. Diakses pada 12-2-2009. http://biology.unm.edu/ccouncil/Biology_203/Images/Protists/sargassu m.jpg. Diakses pada 12 Februari 2009. http://images.google.co.id/images?gbv=2&hl=id&q=Kepiting&btnG= Telusuri+Gambar. Diakses pada 12 dan 13 Februari 2009. http://pikiiam.blogspot.com/2007/02/lumut.html. Diakses 13 Feb 2009. http://trc.ucdavis.edu/biosci10v/bis10v/week7/06algae.html. Diakses pada 12 Februari 2009. http://www.botany.hawaii.edu/faculty/webb/Bot201/PSILOTUM/Psilo tumLab99.htm. Diakses pada 13 Februari 2009. 68 http://www.columbia.edu/itc/cerc/danoff-burg/invasion_bio/inv_spp_ summ/Schinus terebinthifolius.htm. Diakses pada 3 Februari 2009. http://www.drnatura.com/img/Ascariasis_LifeCycle.gif. Diakses pada 12 Februari 2009. http://www.edu2000.org/portal/index.php?option=com_content&task= view&id=319&Itemid=42 Diakses pada 12 Februari 2009. http://www.eou.edu/~kantell/images.htm. Diakses 12 Februari 2009. http://www.geocities.com/museumgeologi/Sejarah/ordovisium.htm. Diakses pada 12 Februari 2009. http://www.glerl.noaa.gov/seagrant/GLWL/Algae/Pyrrophyta/Cards/C ystodinium.html. Diakses pada 12 Februari 2009. http://www.greenculturesg.com/forum/index.php?showtopic=5682.Diakses pada 13 Februari 2009. http://www.natgeo.ro/galerii-foto/dezbateri-globale/reportaj-foto-evolutia.html?avpage-artpages=picture&av-page=14. Diakses 12 Februari 2009. http://nongkronkbarenk.blogspot.com/2008/08/ciri-ciri-dan-perbedaantumbuhan-pohon.html. Diakses pada 13 Februari 2009. http://www.personal.psu.edu/users/r/e/rer185/biol110hmain.htm. Diakses pada 13 Februari 2009. http://www.ucmp.berkeley.edu/plants/sphenophyta/sphenomm.html. Diakses pada 13 Februari 2009. http://www.williamsclass.com/SixthScienceWork/Classification/Classi ficationNotes/ClassificationNotes.htm. Diakses 12 Februari 2009. 69 Kompetensi Dasar: Menguraikan pola-pola kehidupan dalam dunia mikroorganisme, di darat, air, dan pola kehidupan purba POLA-POLA KEHIDUPAN ORGANISME tidak tersebar dengan begitu saja di permukaan bumi. Tiap spesies mempunyai kisaran geografi. Untuk memahami luasnya kisaran geografi, kita dapat meninjaunya dari dua segi. Yang pertama dari segi sejarah, yaitu cara dan asal spesies tersebut sampai berada pada tempat yang sekarang ini dan yang kedua dari segi ekologi, yaitu kemampuan spesies tersebut dapat bertahan atau tinggal hidup pada tempat yang sekarang ini. Kehidupan di perairan darat berhubungan dengan kehidupan di darat yang mengelilinginya. Tetapi karena kehidupan di perairan darat mempunyai banyak sekali ciriciri khas, maka akan lebih mudah dipelajari jika kehidupan di daratan dan di perairan dianggap terpisah. Petunjuk langsung tentang kehidupan purba terdapat pada fosil yang diawetkan alam di batuan bumi. Petunjuk yang dikumpulkan dari banyak tempat ini telah 69 disusun dalam suatu deretan waktu geologi. Semakin mendekati zaman sekarang, semakin ba-nyak fosil yang ditemukan dan dengan demikian pengetahuan kita tentang organisme semakin terperinci. Untuk lebih memahami tentang kisaran geografi atau sebaran organisme di permukaan bumi ini, maka dalam bab ini akan diuraikan lebih jauh tentang pola-pola kehidupan dalam dunia mikroorganisme, polapola kehidupan darat, pola-pola kehidupan dalam air, dan pola-pola kehidupan purba. Pola-pola Kehidupan dalam Dunia Mikroorganisme ikroorganisme terdapat di segala macam lingkungan sebagai bagian dari seluruh ekosistem alam. Ada yang menjadi konsumen 1, 2, 3, dan seterusnya. Mikroorganisme dapat ditemukan di kutub sampai tropis, di air, tanah, tumbuhan, hewan, manusia, dan sebagainya. Mikroorganisme mempunyai peran penting sebagai penghubung jaring-jaring makanan dalam ekosistem darat, laut, danau, sungai, kolam, dan sebagainya. Mereka merupakan pengurai utama dari berbagai zat dan senyawa. Pemisahan penyebaran mikroorganisme dari penyebaran mikroorganisme tidak dibenarkan. Setiap ekosistem alam mengandung keduanya. Tetapi penyebaran makroorganisme sangat dipengaruhi oleh keadaan geografi, sedangkan mikroorganisme tidak. Contoh ikan dalam 70 kolam di daerah dingin berbeda dengan ikan dalam kolam di daerah tropik, tetapi mikroorganisme di dalam kolam pada kedua daerah tersebut selalu menunjukkan persamaan. Penyakit tersebar luas di alam, baik pada binatang, tumbuhan, manusia, maupun mikroorganisme sendiri, dapat diserang suatu penyakit. Hal ini menarik perhatian ahli biologi dan patologi. Penyakit ditemukan pertama kali pada tumbuhan yaitu pada kentang tahun 1845 oleh jamur Phytophtora infestans. Tahun 1861, H.A de Barry membuktikan bila tanaman tersebut diserang oleh suatu jamur. Sedangkan Robert Koch menemukan TBC. Sebelum akhir abad ke-19 para ahli biologi menerima pendapat, mikroorganisme menjadi penyebab penyakit. Penyakit dapat dibedakan menjadi dua macam: 1. penyakit tidak menular, misalnya: kurang gizi (beri-beri), alergi (disebabkan oleh zat yang merangsang), jiwa (karena gangguan dalam otak), keturunan (hemofili), degenerasi (biasanya pada orang tua); 2. penyakit menular, berhubungan dengan kuman-kuman/organisme hidup atau setidak-tidaknya terdapat unsur yang dapat memperbanyak diri. Penyakit menular adalah keadaan yang timbul sebagai akibat hubungan antara organisme inang dengan patogen. Jadi semacam hubungan ekologi. Pada penyakit menular yang dipindakan bukan penyakitnya, tetapi patogennya. Cara pemindahan, langsung/tidak. Penularan dapat secara langsung, misalnya Syphilis oleh Treponema pallidum dan melalui kontak, misalnya cacar. Penularan secara tidak langsung, misalnya Malaria oleh Plasmodium vivax melalui (vector) nyamuk Anopheles, Typus melalui lalat. Beberapa patogen sangat khusus inangnya, di mana spesies organisme yang diserangnya terbatas, sehingga disebut kekhususan inang. Pada penyakit menular tidak cukup mempelajari patogennya saja. Tiap-tiap penyakit menular melibatkan paling sedikit tiga faktor, yaitu patogen, inang, dan lingkungannya. Patogen dengan virulensi tinggi menyebabkan kematian pada inang dengan resistensi yang rendah atau sakit parah pada inang dengan resistensi sedang atau mungkin tidak memberikan gejala pada organisme inang yang mempunyai resistensi tinggi. 71 Bila mikroorganisme menyerang inang (orang), maka akan timbul reaksi dengan membentuk zat-zat di dalam tubuh (antibodi/zat penolak). Selama antibodi dapat dihasilkan, maka tubuh mempunyai resistensi yang disebut “imunitas.” Epidemi adalah meluasnya suatu penyakit secara luar biasa dan hampir selalu melibatkan penyakit menular. Epidemiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang epidemik. Sedangkan endemik adalah spesies patogen hidup dalam keseimbangan dinamik dengan spesies inang, kebalikannya adalah epidemik. Sebab timbulnya epidemi, antara lain: • jika resistensi populasi inang rendah; • jika peluang bagi patogen untuk pindah dari satu inang ke inang lainnya tinggi; • virulensi patogen meningkat. Tanah terdiri atas sekelompok organisme yang saling mempengaruhi dan hidup dalam lingkungan anorganik yang khusus. Tanah adalah suatu ekosistem yang disusun oleh mineral, air, udara, dan bahanbahan organik. Aktivitas mikroorganisme dalam tanah bergantung juga pada sistem air tanah yang ada di dalam tanah. Tanah merupakan suatu tempat timbunan bermacam-macam zat organik. Aktivitas mikroorganisme dalam tanah bergantung juga pada sisa energi yang terdapat dalam tubuh tumbuhan atau hewan yang sudah mati. Melalui aktivitas mikroorganisme bahan organik diubah kembali menjadi zat-zat anorganik, seperti mineral, gas-gas, dan air. Cepatnya penguraian ini bergantung terutama pada iklim. Bila zat diurai itu sudah hancur, maka organisme yang asli tidak dapat dikenal kembali, dan zat itu disebut humus. Tanah yang mengandung humus biasanya warnanya lebih gelap. Humus merupakan makanan cadangan yang diperlukan oleh organisme yang hidup dalam tanah. Oleh karena itu, tanah yang banyak mengandung humus mempunyai populasi organisme yag lebih besar. Salah satu sifat humus adalah meningkatkan kemampuan tanah untuk menahan air dan udara; sedangkan air dan udara penting sekali untuk aktivitas organisme tanah. Sebaliknya humus dapat menimbulkan ke- 72 adaan yang tidak menguntungkan bagi organisme tanah, karena menambah sifat asam tanahnya. Pada tanah alkalis dan agak kering bakteri merupakan pengurai utama. Beberapa bakteri tanah dapat hidup dengan baik di luar tanah, misalnya Clostridium tetani adalah pemakan bangkai dan dapat hidup dalam gas yang mati sekeliling luka pada badan manusia yang menyebabkan penyakit tetanus. Di padang rumput pengurai utama zat-zat dalam tanah adalah bakteri, sedangkan dalam tanah hutan adalah jamur. Karena toleransi jamur terhadap keadaan asam, maka dalam tanah hutan lebih banyak terdapat bakteri. Sedangkan penghuni penting di sawah adalah ganggang. Ganggang banyak yang mampu mengikat nitrogen dan oksigen di udara. Oleh karena itu, ganggang dapat menambah kesuburan tanah, sehingga dapat meningkatkan hasil panen. Di antara golongan hewan yang paling banyak terdapat di dalam tanah, adalah nematoda, penting dalam pertanian, karena berhubungan dengan tanaman. Biasanya hubungan komunitas mikroorganisme di dalam tanah adalah hubungan pengurai. Biasanya mikroorganisme hanya menggunakan zat-zat dari organisme yang mati. Ada yang menguraikan selulosa menjadi bermacam-macam gula, untuk mendapatkan energi dari gula itu. Mikroorganisme ada yang menghasilkan zat-zat yang tidak hanya mengubah lingkungan tanah, tetapi juga membahayakan kehidupan mikroorganisme lain, yang disebut zat antibiotika. Mycorhyza1 adalah hubungan yang erat antara jamur dengan akar. Umumnya salah satu spesies jamur membentuk Mycorrhiza dengan akar-akar dari satu spesies tumbuhan disebut simbiosis mutualistik. Jamur mengisap makanan dari akar, sedang akar memperoleh garamgaram yang sudah larut dan kadang-kadang zat organik di jamur. 1 Yunani: mykes = jamur, rhiza = akar 73 Gambar 60. Infeksi mikoriza dalam sel akar dan bentuk mantel miselia Latihan 1. Jelaskan peranan penting daripada mikroorganisme! 2. Bedakan beberapa penyakit, baik yang menular maupun yang tidak menular! 3. Uraikan maksud daripada epidemi dan virulensi! Pola-pola Kehidupan di Darat pabila kita perhatikan semua spesies organisme yang hidup di sekitar kita, ternyata ada yang kita kenal baik, kita kenal secara umum, tidak tahu nama dan tidak dikenal sama sekali. Di antara biota (semua organisme hidup) yang ada di daerah kita, ada beberapa yang asing bagi kita. Buah kurma tidak merupakan bagian biota dari Pulau Timor, karena tidak terdapat dalam kisaran geografi spesies kurma. Kelapa termasuk bagian biota di Pulau Timor juga dari Pulau Irian, tetapi cendrawasih tidak termasuk biota di Pulau Timor meskipun termasuk biota Pulau Irian. Kelapa karena terdapat di Pulau Timor dan Irian, maka dapat dikatakan biota Pulau Timor menyerupai biota Pulau Irian. Yang menentukan kisaran geografis spesies yang terdapat di tempat tersebut, adalah: 1. kemampuan untuk kelangsungan hidup; 74 2. toleransi adalah kemampuan individu atau spesies untuk menahan penderitaan dalam keadaan lingkungan tertentu. Dari faktor-faktor lingkungan yang dapat diukur, kita dapat mengetahui batas maksimum dan minimum, toleransi suatu spesies juga dapat ditentukan kisaran keadaan yang paling baik untuk pertumbuhan dan reproduksi yang disebut dengan keadaan optimum; 3. lingkungan sebagai suatu keseluruhan. Keadaan lingkungan dalam suatu batas toleransi spesies memungkinkan spesies itu hidup, tetapi tidak menjamin bahwa spesies itu merupakan bagian dari suatu ekosistem tertentu. Spesies dapat mengalami kegagalan sebab harus bersaing dengan organisme-organisme lain. Faktor-faktor lingkungan yang bekerja melalui toleransi, memilih macam-macam organisme yang dapat hidup dalam suatu tempat tertentu. Hasilnya adalah suatu ekosistem, yaitu suatu komunitas organisme dalam suatu lingkungan yang sesuai. Kita dapat menggenggam seluruh ekosistem dengan satu tangan, misalnya sebuah jeruk yang membusuk yang mengandung suatu komunitas jamur, bakteri, serangga. Ekosistem tidak ada batas nyata, baik dalam ruang maupun waktu. Buah jeruk yang membusuk merupakan bagian dari suatu ekosistem materi yang membusuk di permukaan tanah. Merupakan sebagian dari suatu ekosistem yang menyangkut pohon jeruk atau bagian dari jeruk. Meskipun tidak ada batas nyata dalam biosfer, para ahli biologi harus menyusun kenyataan-kenyataan penyebaran geografis menjadi suatu pola yang mengandung arti. Salah satu hasilnya adalah penggolongan biosfer ke dalam ekosistem-ekosistem skala besar yang didasarkan pada iklim. Iklim merupakan dasar yang baik untuk menggambarkan ekosistem skala besar, karena iklim mencakup sejumlah faktor lingkungan abiotik yang penting untuk biologi. Radiasi matahari merupakan sumber energi. Iklim terbentuk dalam zona-zona lebar seperti ikat pinggang mengelilingi bumi, tetapi batas-batas zona ini terputus oleh daratan dan samudra, gunung-gunung, dan sebagainya. Atau hal yang mudah untuk memetakan distribusi faktor-faktor tertentu dari iklim, seperti energi matahari, angin, suhu, curah hujan, dan sebagainya. Tetapi sulit untuk 75 memetakan iklim sebagai suatu keseluruhan. Karena faktor-faktor penyusun iklim saling menutup dan bercampur satu sama lain dengan cara yang rumit. Sulit melukiskan iklim secara kuantitatif, usaha untuk menyederhanakannya dengan klimograf yang menyimpulkan perubahan-perubahan bulanan dari suhu dan presipitasi. Setiap macam iklim utama mempunyai tipe vegetasi yang khas. Iklim utama dengan vegetasi dan hewannya merupakan suatu ekosistem skala besar yang disebut bioma. Di dalam setiap bioma terdapat ekosistem yang lebih kecil, terdapat variasi bahan dan tanah, ketinggian dan topografi menyebabkan variasi dalam biota. Bioma tidak dibatasi dengan jelas, pemandangan sering berubah secara berangsur-angsur dari suatu padang rumput ke gurun pasir atau dari padang rumput ke hutan. Berdasarkan pertambahan energi sinar matahari, mulai dari kutub sampai khatulistiwa bioma dapat dibagi menjadi: 1. 2 Tundra Tundra terdapat di sekitar kutub utara . Lingkungan abiotik: karena sudut arah jatuhnya sinar matahari tidak pernah besar, maka setiap waktu menerima sedikit energi radiasi. Tetapi pada musim panas hari panjang mengimbangi penyinaran yang kurang. Tumbuhan dominannya, adalah lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan, tumbuhan kayu sedikit, misalnya “willow” (Salix sp.) dan Birch (Betula sp.). Umumnya tumbuhan berdaun kecil, bunga muncul dengan cepat, dan membentuk biji dengan cepat pula. Hewan yang hidup di bioma ini, adalah rusa, serigala, dan beruang kutub, kelompok burung air tawar dan pantai “Coribou” (Rangifer sp.) sebangsa menjangan Ptarmigon (Lagopus lagopus) sebangsa ayam, rubah kutub, kelinci salju, lemming, dan sebagainya. Pada musim dingin tidak saja berarti dingin, tetapi juga gelap dan makan kurang, sehingga terjadi migrasi. Hampir semua tumbuhan tundra atau tumbuhan tahunan dorman pada musim dingin. 2 terletak di selatan kutub yang tertutup es 76 (b) (a) Gambar 61. Bioma tundra: (a) tundra artik (b) tundra alpen 2. Taiga Taiga terdapat di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang dengan kutub, terdiri atas kelompok pohon kecil yang berserakan di tempat-tempat terlindung dan akhirnya tundra berubah menjadi hutan konifer3, yang terbentang dalam zona yang luas, yang melintang sepanjang Eurasia dan Amerika Utara. Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau hutan boreal. Tumbuhan dominannya adalah konifer atau tumbuhan berdaun jarum (pinus). Lingkungan abiotik menerima lebih banyak radiasi tahunan dan harian dibanding tundra. Pada musim panas hutan taiga hampir seluruhnya terdiri atas pohon konifer yang umumnya selalu hijau. Vegetasi yang lebih tebal dibanding tundra dan produksi makanan terjadi terutama di bagian atas pohon-pohonan. Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang hitam, serigala, kijang, “moose” (Alces sp.), yaitu rusa kutub dan beaver (binatang pengerat). 3 semacam pohon berdaun jarum 77 (a) (b) Gambar 62. Taiga: (a) tumbuhan spuce yang mendominasi hutan boreal; (b) hutan konifer montana di Sierra Nevada California Pada musim dingin, terdapat tumbuhan rendah di sepanjang genangan air, anak sungai dan tempat tempat terbuka, di hutan tertutup rapat oleh lapisan salju tebal. Daun jarum konifer tertutup oleh lapisan lilin yang mengurangi penguapan. Cara hewan menghadapi musim dingin seperti tundra. 3. Hutan Gugur Daun Terdapat di daerah yang memiliki empat musim4. Tumbuhan yang dominan, adalah tumbuhan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple, dan beech. Pohon-pohon di hutan ini menghijau pada musim panas. Pada musim gugur bioma ini penuh dengan berbagai warna, karena daun-daun pohon gugur daun ada yang berwarna merah, jingga, emas, dan sebagainya, kemudian menggugurkan daunnya jatuh menutup tanah, sehingga banyak makanan bagi binatang. Pada musim dingin dan semi, hutan gugur daun yang telah gundul kehilangan sedikit air. Selama air tanah membeku tanpa dormansi penuh. Pada musim dingin daunnya ‘habis.’ Memasuki musim semi, pohon-pohon tersebut mulai menumbuhkan daunnya. Pada musim semi sebelum suhu udara menjadi tinggi radiasi matahari cukup kuat bagi pohon-pohon untuk bersemi. Sejumlah besar herba muncul dari lantai hutan. Daun dan bunganya tumbuh dengan cepat dan waktu bayang-bayang pohon menutupi4 musim semi, panas, gugur, dan dingin 78 nya, tumbuhan ini telah menyelesaikan fotosintesisnya untuk setahun dan dorman sampai musim semi berikutnya. (a) (b) (d) (c) Gambar 63. Kondisi hutan decidous: (a) musim semi; (b) musim panas; (c) musim gugur; dan (d) musim dingin Lingkungan abiotik, di musim panas matahari terlihat tinggi di langit dan haripun panjang. Musim panas dan gugur, banyak spesies pohon, binatang seperti bajing, burung Vireo olivaceus, pelatuk, dan sebagainya. Hewan buas seperti beruang ajag, puma, dan sebagainya. Kebanyakan hewan menyusui beristirahat selama musim dingin dan kembali giat sewaktu udara panas bertiup dari garis lintang di bawahnya. 4. Hutan Hujan Tropik 79 Terdapat di daerah tropis yang banyak turun hujan. Terdapat di Lembah Amazone Amerika Selatan, di Indonesia, India Barat, Muangthai, Malaysia, dan di Lembah Kongo Afrika. Lingkungan abiotik lebih baik bagi lebih banyak organisme dibanding dengan bioma darat lainnya. Pada siang hari matahari tidak pernah lebih dari 23,5o lintang uta-ra atau lintang selatan, jadi persediaan energi besar dan tetap. Hujan turun hampir Gambar 64. Hutan hujan tropis dengan setiap hari atau kelembaban tumbuhan epifit yang tumselalu tinggi, sehingga iklim buh pada suatu pohon mantap. Keadaan produsen ditandai dengan adanya ve-getasi yang tebal, tajuk hu-tan mencapai rata-rata 50 m; hutan gugur daun ugahari 30 m; taiga 15 m; dan tun-dra 0,1 m. Vegetasinya tum-buh sangat rapat. Jenis tumbuhan pada bioma ini sangat beraneka ra-gam/heterogen, mulai dari tumbuhan pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran tinggi. Juga ada tumbuhan epifit5 dan liana6. Hewan-hewan yang hidup pada hutan ini, antara lain mo-nyet, macan kumbang, harimau, tapir, gajah, ular, dan burung. Berdasarkan curah hujan, bioma dapat dibagi menjadi: 1. Hutan hujan tropik Hutan tropik, terdiri atas: (a) hutan dataran dan hutan bukit dengan ketinggian kurang dari 1.500 m. Terdapat pohon yang beraneka ragam, misalnya angsana, rasamala, kenari, tengkawang, dan kayu meranti; juga terdapat paku sarang dan tumbuhan merambat; (b) hutan montana pada ketinggian di atas 1.500 m (1.500–3.000 m) terdapat pohon puspa, pohon pasang, dan sebagainya; (c) hutan subalpin pada ketinggian 3.000–4.000 m, serupa hutan hujan ugahari. Herba lebih banyak me5 6 tumbuhan yang tumbuh di pohon yang mempunyai naungan/kanopi, seperti anggrek tumbuhan yang memanjat pada tumbuhan lain, seperti rotan 80 nyerupai tumbuhan ugahari. Spesies pohon makin berkurang; dan (d) hutan alpin pada ketinggian lebih dari 4.000 m terdapat semak dan herba, serta rumput dan lumut. Di hutan ini tidak ada pohon. 2. Hutan musim (musim kemarau 3–9 bulan/tahun) Terdapat secara mozaik di antara hutan hujan tropis misalnya di Kerawang, Cirebon, Jawa Tengah, Jawa Timur dan, Kepulauan Nusa Tenggara dengan nama umum, adalah hutan rimba. 3. Hutan sabana Terdapat di daerah-daerah dengan musim kemarau sangat panjang dan kering, seperti di Bali, Timor (terdapat pohon lontar). Tumbuh pohon yang pendek-pendek seperti petai, jambu biji, dan sebagainya. Di antara pohon-pohon, tanah tertutup rumput yang tinggi-tinggi. Berdasarkan faktor edafik7, hutan dibagi menjadi: (1) hutan mangrove, terdapat pohon bakau, api, dan lain lain; (2) hutan rawa, terdapat pohon bungur, dadap, enceng gondok, teratai, dan sebagainya. Latihan 1. Jelaskan peranan iklim sebagai suatu dasar untuk menggambarkan ekosistem dalam skala besar! 2. Tentukan pembagian bioma pada kehidupan darat berdasarkan pertambahan energi sinar matahari! 3. Jelaskan secara singkat pola kehidupan pada hutan hujan tropis! 4. Sebutkan pembagian hutan berdasarkan faktor edafiknya! Pola-pola Kehidupan dalam Air umi sebagian besar terdiri atas lingkungan akuatik, misalnya keadaan lingkungan di bawah permukaan laut, genangan air di pinggir jalan, dan sebagainya. 7 kadar garam, struktur tanah 81 Perairan darat adalah perairan yang terdapat di permukaan daratan, lebih tinggi daripada permukaan laut dan mengalir ke tempat lebih rendah sampai setinggi air laut. Perairan darat dibedakan menjadi: a. Perairan menggenang/tenang Contoh: kolam, danau, rawa. Ketiganya berbeda ukuran dan umur. Ukuran danau lebih besar dari kolam dan rawa. Umur danau lebih tua dari umur kolam. Kolam adalah tempat yang baik untuk mempelajari perairan darat. Produsen utama kolam antara lain adalah phytoplankton, sebagian besar alga (diatome), protista berklorofil, berflagelata. Produsen bukan utama dari golongan alga, antara lain: Spirogyra sp., Cladophora sp. (alga hijau), alga biru contohnya Nostoc sp., dan sebagainya. Tumbuh-tumbuhan yang terdapat di kolam, antara lain: (a) yang terapung, misalnya kiambang, semanggi; (b) yang berakar di dasar kolam misalnya teratai, hydrilla, golongan teki (Scirpus grosus); (c) yang melayang, misalnya Ceratophyllum sp. Konsumen tingkat 1 pada kolam terdiri atas: (a) zooplankton (Ciliata dan flagelata), bangsa udang-udangan yang kecil (Cyclops sp., Argulus sp.); (b) ikan, sebagai konsumen tingkat 1 misalnya ikan Tawes, sebagai konsumen tingkat 2, misalnya ikan gabus. Gambar 65. Berbagai organisme air Beberapa serangga di tawar berdasarkan cara hi- atas/sekeliling air, sebagian dupnya besar stadia larva hidup di air, dewasa hidup di darat, misalnya capung dan nyamuk. Konsumen lain: katak, ular air, bangau, musang air, meskipun hidup terutama di 82 darat namun masih merupakan bagian dari ekosistem kolam. Sedangkan pengurai yang hidup di kolam8 adalah bakteri dan fungi (jamur). Danau yang paling luas misalnya Superior di Amerika Serikat. Umurnya ± 10–20 ribu tahun. Danau yang paling dalam, seperti Danau Baikal (1.750 m) di Siberia dan Danau Tanganyika (1.449 m) di Afrika, umur terbentuknya berjuta-juta tahun yang lalu. Sistem produsen danau tidak berbeda dengan kolam. Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari, sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar. Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Dengan demikian, danau dibagi menjadi empat daerah, berikut. 1) Daerah litoral Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air. Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air, dan semi air, seperti kurakura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau. 2) Daerah limnetik Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fi8 Danau mempunyai ukuran lebih besar dari kolam. Menurut beberapa ahli/peneliti, definisi kolam dan danau berbeda, yaitu: kolam adalah sebuah perairan yang cukup dangkal, sehingga cahaya dapat menembus sampai ke dasar, sedangkan danau adalah mempunyai kedalaman yang sedemikian rupa, sehingga dasar selalu gelap, tidak tercapai oleh cahaya 83 toplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi. Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan. 3) Darah profundal Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau. Mikrobe dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikrobe. 4) Daerah bentik Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati. Gambar 66. Organisme air tawar berdasar tempat hidupnya Danau juga dapat dikelompokkan berdasarkan produksi materi organiknya, yaitu: a. Danau Oligotropik Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan kekurangan makanan, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak pro- 84 duktif. Ciri-cirinya, airnya jernih sekali, dihuni oleh sedikit organisme, dan di dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun. b. Danau Eutropik Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan, karena fitoplankton sangat produktif. Ciricirinya, adalah airnya keruh, terdapat bermacam-macam organisme, dan oksigen terdapat di daerah profundal. b. Perairan mengalir Contoh: sungai (hulu, hilir, muara), lautan, dan selokan. Sungai Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang. Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan. Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir. Di anak sungai sering dijumpai Man air tawar. Di hilir sering dijumpai ikan kucing dan gurame. Beberapa sungai besar dihuni oleh berbagai kura-kura dan ular. Khusus sungai di daerah tropis, dihuni oleh buaya dan lumba-lumba. Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner. Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu. Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air. Sungai terdiri atas: • hulu sungai: merupakan anak sungai yang menerima air dari mata air, biasanya air dingin, tetapi ada juga mata air panas. Persediaan makanan untuk ekosistem anak sungai tidak hanya terdiri atas or- 85 ganisme yang hidup dalam air, melainkan organisme darat yang terus-menerus jatuh ke dalam air; • hilir sungai: semakin lebar sungai, pengaruh pohon-pohon di sekitarnya makin sedikit. Sinar matahari langsung sampai ke sebagian besar permukaan air. Sinar matahari yang tinggi mengakibatkan fotosintesis semakin tinggi pula, sehingga produktivitas biologi menjadi lebih besar dari hulu sungai; • muara sungai: dibagian akhir hilir, air sungai biasanya berlumpur. Makin dekat laut, arus sungai makin lambat, sehingga lumpur banyak mengendap. Pada umumnya muara sungai banyak membentuk suatu delta. Di muara sungai banyak terdapat buaya. Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang. Laut Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin. Pada umumnya kadar garam (salinitas) di laut tinggi. Kadar garam (kadar mineral air laut) yang paling rendah terdapat di laut di dekat kutub karena bercampur dengan air tawar dari es yang mencair. Contoh yang berkadar garam tinggi, yaitu laut merah, sedangkan yang berkadar garam rendah adalah laut baltik. Di daerah dingin, suhu air laut merata, sehingga air dapat bercampur, di mana daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung baik. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkan kedalamannya dan wilayah permukaannya secara horizontal, di mana: 1 menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi sebagai berikut: (a) litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat; (b) neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya mata- 86 2. 1. 2. 3. 1. hari sampai bagian dasar dalamnya ± 300 m; (c) batial merupakan daerah yang dalamnya 200-2.500 m; (d) abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari pantai (1.500-10.000 m); menurut wilayah permukaannya secara horizontal, berturut-turut dari tepi laut semakin ke tengah, laut dibedakan, sebagai berikut: (a) epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalaman air sekitar 200 m; (b) mesopelagik merupakan daerah di bawah epipelagik dengan kedalaman 200-1000 m. Hewannya, misalnya ikan hiu; (c) batiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman 200-2.500 m. Hewan yang hidup di daerah ini, misalnya gurita; (d) abisalpelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai 4.000 m; tidak terdapat tumbuhan, tetapi hewan masih ada. Sinar matahari tidak mampu nembus daerah ini; (e) hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman lebih dari 6.000 m. Di bagian ini biasanya terdapat lele laut dan ikan taut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen di tempat ini adalah bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu. Sementara ekosistem lautan dibagi tiga bagian: lautan terbuka: produsen utama adalah Diatomeae dan Dinoflagelata. Konsumen Tingkat I: zooplankton; konsumen Tingkat II; ikan salem dan konsumen Tingkat III: ikan hiu; kedalaman lautan, keadaan dingin, gelap, dan sunyi. Produsen di sini tidak ada. Makanan untuk organisme hidup berasal dari bahan organik yang mengendap dari bagian atas. Makin dalam, semakin sedikit makanan, sehingga keanekaragaman organisme berkurang; lautan lepas pantai, pada umumnya relatif dangkal. Biasanya disebut papan kontinen, yaitu lantai lautan antara pantai dan garis di lautan (± 200 m). Di samping itu, disebut juga daerah litoral. Di dasar daerah litoral, tergantung sifat fisik, dasar seperti pasir, batuan, lumpur. Contoh organisme: cacing Annelida, Mollusca, Crustaceae yang menggali lubang dalam pasir, yang merayap di lumpur: teripang, tiram, beberapa kepiting. Lautan lepas pantai dibedakan menjadi tiga daerah, yaitu: batu karang, karang hanya terdapat/dapat hidup pada temperatur lebih tinggi dari 20oC, terdapat di daerah tropis. Jarang hidup pada 87 kedalaman lebih dari 60 m, karena binatang karang, hidup tergantung pada protista, yaitu flagelata yang mempunyai klorofil. Batu karang dihasilkan baik oleh binatang karang alga famili Rhodophyceae; 2. lautan tepi, di sepanjang pesisir pantai terdapat daerah pasang surut, lingkungan tidak menguntungkan bagi kehidupan. Organisme yang dapat hidup adalah yang dapat membuat lubang di dalam pasir atau kepiting yang merayap di atasnya. Beberapa jenis ganggang, misalnya dilindungi oleh lapisan gelatin; simping, siput yang melekat pada batuan, rumput laut; 3. daerah semburan air, merupakan daerah perbatasan, yaitu tempat bertemunya kehidupan laut dan darat. Organisme seperti pohon bakau yang dapat bertahan terhadap semburan air laut. Pantai Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut. Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural, sehingga dapat melekat erat di substrat keras. Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai. Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan serta rumput laut. Komunitas tumbuhan berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat dibedakan, sebagai berikut: 1. Formasi pes caprae Dinamakan demikian karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angin; tumbuhan ini menjalar dan berdaun tebal. Tumbuhan lainnya, adalah Spinifex littorius (rumput angin), Vigna, Euphorbia atoto, dan Canaualia martina. Lebih ke arah darat la- 88 gi ditumbuhi Crinum asiaticum (bakung), Pandanus tectorius (pandan), dan Scaeuola Fruescens (babakoan). 2. Formasi baringtonia Daerah ini didominasi tumbuhan baringtonia, termasuk di dalamnya Wedelia, hespesia, Terminalia, Guettarda, dan Erythrina. Bila tanah di daerah pasang surut berlumpur, maka kawasan ini berupa hutan bakau yang memiliki akar napas. Akar napas merupakan adaptasi tumbuhan di daerah berlumpur yang kurang oksigen. Selain berfungsi untuk mengambil oksigen, akar ini juga dapat digunakan sebagai penahan dari pasang surut gelombang. Yang termasuk tumbuhan di hutan bakau antara lain Nypa, Acathus, Rhizophora, dan Cerbera. Jika tanah pasang surut tidak terlalu basah, pohon yang sering tumbuh, adalah: Heriticra, Lumnitzera, Acgicras, dan Cylocarpus. Estuari Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam. Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut airnya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya, antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air. Terumbu karang Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri atas karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari, sehingga fotosintesis dapat berlangsung. Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka da- 89 ri kalsium karbonat ini bermacam-macam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang. Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora, seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Latihan 1. Gambarkan berbagai organisme air tawar berdasarkan cara hidupnya! 2. Gambarkan organisme air tawar berdasarkan tempat hidupnya! 3. Kelompokkan danau berdasarkan produksi materi organiknya! 4. Bedakan habitat laut berdasarkan kedalaman dan wilayah permukaannya secara horizontal! 5. Bedakan komunitas tumbuhan yang berturut-turut dari daerah pasang surut ke arah darat! Pola-pola Kehidupan Purba ada tahun 1891 di Trinil, Jawa Tengah, Eugene Dubois9, menemukan tengkorak, bagian atas rahang bawah, beberapa geraham dan tulang paha. Diduga fosil ini merupakan bagian dari rangka sejenis manusia prasejarah yang sangat primitif bentuk badannya yang hidup di pertengahan zaman Pleistosin, yaitu kurang lebih satu juta tahun yang lalu. Pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19, para cendekiawan mulai menarik kesimpulan, bahwa fosil adalah bukti langsung dari adanya organisme yang hidup di bumi pada zaman dulu. Fosil dapat berupa jejak kaki yang ditinggalkan hewan, atau liang di bawah tanah, atau sarang burung, atau sarang serangga, bahkan juga kotoran hewan 9 seorang ahli purbakala 90 dapat membatu. Ahli paleontologi10 yang berusaha mengungkapkan data fosil, sering menjumpai objek yang aneh, sehingga sukar untuk dipahami. Fosil biasanya mengalami pengawetan di dalam batu endapan. Batuan ini mula-mula berupa endapan, misalnya pasir, lumpur, cangkangcangkang. Bahan-bahan ini mengendap di dasar samudra, danau atau genangan-genangan; di tepi sungai dan aliran-aliran air, bentuk bukitbukit pasir yang terbentuk oleh angin; atau sebagai campuran berbagai bahan yang terbawa oleh gletser. Para ahli paleontologi memperkirakan umur strata/lapisan batuan dan fosil yang terdapat di dalamnya dengan berbagai cara. Usaha pertama, adalah memperkirakan berapa meter tebal strata endapan, hasilnya dibagi dengan waktu yang diperlukan untuk penumpukan endapan setinggi 1 m. Cara paling teliti yang dikembangkan, adalah dengan memeriksa unsur-unsur kimia yang radioaktif (misalnya sinar x) yang terdapat di dalam batuan ini. Fosil tertua yang telah ditemukan berasal dari bakteri yang diberi nama Eubacterium isolatum. Organisme ini ditemukan dari endapan di Afrika Selatan yang telah berumur 3.200.000.000 tahun. Ekosistem zaman purba dibagi menjadi: 1. Ekosistem periode kambrium Ekosistem laut telah berkembang, juga ditemukan organisme perairan dangkal dan perairan darat. Di antara Arthropoda yang meninggalkan banyak fosil, adalah Trilobit11. Organisme tersebut panjangnya 2–6 cm, beberapa spesies ada yang tidak mempunyai mata, beberapa spesies bertubuh licin, dan beberapa lagi tubuhnya penuh dengan duriduri yang panjang dan berongga. 2. Ekosistem periode karbon Beberapa fosil yang diperkirakan hidup pada periode karbon sudah banyak ditemukan. Di antaranya fosil Brachiopoda dengan cangkang 10 11 Yunani paleos = tua, onta = makhluk, logos = ilmu Latin: tri = tiga; lobus = lekuk 91 berlapis, Bryozon, yaitu bunga karang berbentuk tanduk, Foramifera, duri bercabang dari binatang karang laut. Endapan yang ditemukan tersebut terdapat di Amerika serikat, di punggung pegunungan Rockies Colorado dan diperkirakan merupakan ekosistem laut. Di Benua Amerika Utara dalam strata periode karbon telah ditemukan hutan-hutan dengan beberapa fosil Gymnospermae. Hutan pada periode karbon pada umumnya tipis, pohon tertinggi mencapai 30 m dengan garis tengah batang sampai 2 m, di bawah pohon tumbuh pakupakuan. Di samping itu, ditemukan fosil capung yang merupakan salah satu serangga terbesar dengan rentangan sayap sepanjang 75 cm, siput darat yang merupakan konsumen tingkat pertama, kalajengking, kelabang, dan laba-laba merupakan konsumen yang lebih tinggi. 3. Ekosistem periode perm Dari periode perm, fosil fauna Amminit di Pulau Timor merupakan penemuan terbesar di dunia yang meliputi bunga karang Bryozon, Blastoida, dan Brachypoda. Hal ini menunjukkan adanya suatu hubungan antara Indonesia dengan daerah lautan tengah. 4. Ekosistem periode trias Sedimen periode trias banyak ditemukan di kepulauan Indonesia. Fosil-fosil yang ditemukan, adalah Daonella, Globigerina, dan Radiolaria. Di Lembah Connecticut, Amerika Serikat bahkan ditemukan fosil jejak kaki dinosaurus purba. Di samping itu, ditemukan fosil Gymnospermae, seperti Cycas, conifer, dan Ginkgo; ikan buas yaitu ikan parang-parang, cacing, reptilian mirip kadal, dan beberapa spesies dinosaurus yang langsing setinggi ± 2,5 m. 5. Ekosistem periode yura dan periode kreta Batuan periode yura ditemukan di sebelah barat selatan Makassar, Sumatera, Kalimantan Barat, Kepulauan Maluku, di Pulau Timor, dan Irian Jaya. Beberapa di antaranya fosil Belemnites, bunga karang, Cardium, Oppelia. Sedangkan periode kreta terdapat di Kalimantan, Sumatera dan Irian Jaya. Di darah Jambi ditemukan fosil Nerinea, Osterella. 92 6. Ekosistem periode tersier Di periode ini sebagian besar dari kepulauan Indonesia bagian barat telah terbentuk. Di Jawa Timur ditemukan fosil tulang mamalia, termasuk Pithecanthropus erectus. Pohon-pohon dalam ekosistem tersier macam sequoia, cemara kate, magnolia, karet para, palem, kayu manis, dan mangga. Di samping itu, ditemukan fosil lumut, ganggang, dan sisa-sisa jamur menyerupai genus Pennicillium. Fosil Athropoda yang ditemukan, antara lain udang sungai, kumbang, ngengat dan lalat, juga ditemukan fosil ikan salmon, ikan pike, dan katak. Fosil reptilian yang ditemukan di Lembah Geisel, adalah ular primitif Boa constrictor, kadal, kura-kura dan buaya bermoncong tumpul. Di samping itu, burung bangau, burung hantu, kuda, dan pemakan daging, yaitu Creodont serta bakteri (kingdom protista). Bukti fosil menunjukkan, bahwa selama sejarah kehidupan organisme-organisme hidup, komunitas-komunitas, produsen, konsumen, dan saprovor hampir secara bersama-sama sejak ditemukannya fosil. Tetapi suatu gambaran lengkap dari ekosistem zaman purba sukar diperoleh. Oleh karena itu, para ahli paleontologi biasanya hanya mempunyai petunjuk yang tersebar dan berupa potongan-potongan kecil, sehingga harus berhati-hati menafsirkan petunjuk-petunjuk tersebut. Latihan 1. Apa yang dimaksud dengan fosil? 2. Uraikan kaitan fosil dengan pola kehidupan purba! 3. Buktikan bila fosil sebagai tanda dari adanya organisme yang hidup di bumi pada zaman dulu! 4. Jelaskan secara singkat pembagian ekosistem zaman purba berdasarkan periodenya masing-masing! Rangkuman MIKROORGANISME terdapat di segala macam lingkungan sebagai bagian dari seluruh ekosistem alam. Ada yang menjadi konsumen 1, 2, 3, dan seterusnya. Mikroorganisme dapat ditemukan di kutub sampai tropis, di air, tanah, tumbuhan, hewan, manusia, dan sebagainya. Mikroorganisme mempunyai peran penting sebagai penghubung jaring- 93 jaring makanan dalam ekosistem darat, laut, danau, sungai, kolam, dan sebagainya. Mereka merupakan pengurai utama dari berbagai zat dan senyawa. Pada pola kehidupan darat, bioma dapat dibagi menjadi enam bioma berdasarkan pertambahan energi sinar matahari, mulai dari kutub sampai khatulistiwa, yakni: tundra, taiga, hutan gugur daun, hutan hujan tropik, hutan musim dan hutan sabana; sedangkan berdasarkan faktor edafik, hutan dibagi menjadi: hutan mangrove dan hutan rawa. Bumi sebagian besar terdiri atas lingkungan akuatik, yang dibedakan menjadi dua, yaitu: perairan darat dan perairan laut. Fosil adalah bukti langsung dari adanya organisme yang hidup di bumi pada zaman dulu. Fosil dapat berupa jejak kaki yang ditinggalkan hewan, atau liang di bawah tanah, atau sarang burung, atau sarang serangga, bahkan juga kotoran hewan dapat membatu. Ekosistem zaman purba dibagi menjadi ekosistem periode kambrium, ekosistem periode karbon, ekosistem periode perm, ekosistem periode trias, ekosistem periode yura dan periode kreta, ekosistem periode tersier. Uji Kemampuan 1. Jelaskan secara singkat pola-pola kehidupan dalam dunia mikroorganisme! 2. Jelaskan secara singkat pola-pola kehidupan darat! 3. Jelaskan secara singkat pola-pola kehidupan dalam air! 4. Jelaskan secara singkat pola-pola kehidupan purba! Daftar Istilah alkalis bersifat alkali antibodi 1 imunoglobulin pengikat antigen yang dihasilkan oleh sel limfosit B, berfungsi sebagai efektor dalam suatu respons imun; 2 zat yang dibentuk dalam darah untuk memusnahkan bakteri virus atau untuk melawan toksin yang dihasilkan oleh bakteri; 3 sekelompok protein plasma darah yang membentuk dasar bagi sistem kekebalan pada vertebrata; 4 molekul glipoprotein yang dihasilkan langsung sebagai respons terhadap adanya antigen ke dalam tubuh; 94 5 suatu kelas substansi (protein) yang dihasilkan oleh hewan sebagai tanggapan terhadap masuknya suatu antigen estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut gletser lapisan besar es yang bergerak turun perlahan-lahan di lereng gunung atau di daratan klimograf sajian grafis mengenai perbedaan-perbedaan pelbagai jenis iklim paleontologi ilmu tentang fosil (binatang dan tumbuhan) resistensi kemampuan inang untuk melawan suatu patogen virulensi kuat lemahnya kemampuan patogen untuk menimbulkan penyakit pada organisme Daftar pustaka Burges, A. 1958. Microorganisma in the Soil. Biological Sci. Hutchinson and Co (Publisher) Ltd, London. Campbell, Reece, Mitchell. 2008. Biologi. Jilid 1. Edisi ke-5. Erlangga, Jakarta. Dwidjoseputro, D.1971. Dasar-dasar Mikrobiologi. Edisi kedua. IKIP Malang, Malang. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-pendamping/Praweda/Biologi/0034%20 Bio% 2017e.htm. Diakses 9 Februari 2009. http://www.e-dukasi.net/mol/mo_full.php?moid=75&fname=eko-sistem. htm. Diakses 9 Februari 2009. Irwanto. 2009. http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-endamping/ Praweda/Biologi/Image/1-7c-3.jpg. Diakses 12 Februari 2009. Kartini, Cucu. 2009. http://anjingkita.com/nimages/WMN_1766.jpg. Diakses pada 12 Februari 2009. Kimball, J.W., H Siti Soetarmi Tjitrosomo, Nawangsari Sugiri. 1983. Biologi. Edisi Ke-5 Jilid 1. Erlangga, Jakarta. Matthews, W.H. 1962. Fosills: An Introdustion to Prehistoric Life. Barnes and Noble-Inc, New York. Mc. Fadden, Caol H. and William T Keeton. 1995. Biology and Exploration of Life. W.w. Norton and Company, New York-London. Odum, EP.1963. Ecology. Holt Rinehart and Winston.Inc, New York. 95 Soemarwoto I., Indrawati Gandjar, Edi Guhardja, Andi Hakim Nasution, Sri S. Soemartono, Lily K Somadikarta. 1981. Biologi Umum Jilid 1. Yayasan Studi Kurikulum Biologi, Gramedia. Jakarta. 96
