MATERI AJAR Makhluk Hidup dalam Ekosistem A. Pengertian Ekosistem Ekosistem merupakan suatu sistem dimana terjadi hubungan (interaksi) saling ketergantungan antara komponen-komponen di dalamnya, baik yang berupa makhluk hidup maupun yang tidak hidup. Setiap komponen memiliki makna khusus bagi komponen lainnya. Hubungan tersebut berlangsung secara dinamis sehingga terjadilah keseimbangan lingkungan. Ilmu yang mempelajari tentang ekosistem disebut ekologi. B. Komponen Penyusun Ekosistem 1. Komponen Abiotik Komponen Abiotik adalah komponen fisik dan kimiawi yang terdapat pada suatu ekosistem sebagai medium dan substrat untuk berlangsungnya suatu kehidupan (Irnaningtyas, 2016:404). a. Udara Sekumpulan gas yang membentuk lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi. Udara yang bersih dan kering di atmosfer mengandung gas dengan komposisi permanen yaitu nitrogen (N2), oksigen (O2), karbondioksida (CO2), dan gas lain (Ne, He,Kr, Xe, H2, CH4 dan N2O). Udara berfungsi untuk menunjang kehidupan penghuni ekosistem, oksigen untuk respirasi makhluk hidup dan karbondioksida untuk fotosintesis tumbuhan (Irnaningtyas, 2016:404). b. Air Air mengandung berbagai jenis unsur senyawa kimia dalam jumlah yang bervariasi, contohnya natrium, kalsium, amonium, nitrit, nitrat dan fosfat. Jumlah unsur yang terkandung dalam air bergantung pada kualitas udara dan tanah yang dilalui air (Irnaningtyas, 2016:404). c. Tanah Tanah terbentuk dari proses destruktif (pelapukan batuan dan pembusukan senyawa organik) dan sintesis (pembentukan mineral). Komponen tanah yang utama adalah bahan mineral, bahan organik, air, dan udara (Irnaningtyas, 2016:405). d. Garam Mineral Tumbuhan menyerap garam mineral dari dalam tanah untuk pertumbuhan. Hewan dan manusia memerlukan garam mineral untuk menjaga keseimbangan asam basa, mengatur kerja alat-alat tubuh, dan untuk metabolisme (Irnaningtyas, 2016:405). e. Sinar Matahari Sinar matahari merupakan sumber energi bagi semua kehidupan di bumi. Dalam ekosistem energi dialirkan dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya dalam bentuk transformasi energi. Sinar matahari diubah oleh tumbuhan menjadi energi potensial dalam bentuk karbohidrat. Karbohidrat di makan oleh hewan dan manusia diubah menjadi energi kinetik (Irnaningtyas, 2016:405). f. Suhu Suhu di berbagai ekositem berbeda-beda, bergantung garis lintang dan ketinggian tempat. Suhu merupakan faktor pembatas bagi kehidupan dan memengaruhi keanekaragaman hayati di suatu ekosistem (Irnaningtyas, 2016:405). g. Kelembaban Kelembaban dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari, angin, dancurah hujan. Kelembaban mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. Daerah dengan kelembaban yang
berbeda akan menghasilkan ekosistem dengan komposisi tumbuhan yang berbeda pula (Irnaningtyas, 2016:406). h. Derajat Keasaman (pH) Keadaan pH tanah mempengaruhi mineral penyusun tanah dan berpengaruh terhadap kehidupan tumbuhan. Tumbuhan akan tubuh dengan baik pada pH 5,8-7,2. Nilai pH tanah dipengaruh curah hujan, penggunaan pupuk, aktivitas akar tanaman dan pengurai mineral tanah (Irnaningtyas, 2016:406). i. Topografi Merupakan tinggi rendahnya permukaan bumi. Topografi mempengaruhi keadaan iklim yang menyangkut suhu dan kelembaban serta menentukan keanekaragaman hayati dan penyebaran suatu organisme (Irnaningtyas, 2016:406). 2. Komponen Biotik 1. Komponen Autotrof Organisme autotrof merupakan organisme uniseluler dan multiseluler yang memiliki klorofil sehingga dapat melakukan proses fotosintesis, contohnya fotoplankton, ganggang, lumut, paku, dan tumbuhan berbiji. Organisme autotrof merupakan produsen utama dalam ekosistem yang menghasilkan karbohidrat dan oksigen dari proses fotosintesis (Irnaningtyas, 2016:406). 2. Komponen Heterotrof Organisme heterotrof merupakan organisme yang dalam hidupnya selalu memanfaatkan bahan organik yang disediakan oleh organisme lain sebagai bahan makanannya. Terdiri atas: 1) Herbivor sebagai konsumen primer, 2) Karnivor sebagai konsumen sekunder, 3) Karnivor yang memakan karnivor lainnya sebagai konsumen tersier, 4) Dekomposer yaitu mikroorganisme pengurai zat organik sisa tumbuhan atau hewan menjadi zat yang lebih sederhana, misalnya jamur dan mikroorganisme 5) Detritivor yaitu organisme yang hidup dengan cara mengambil serpihan tumbuhan atau hewan yang sudah mati misalnya rayap, cacing tanah, dan keluwing (Irnaningtyas, 2016:406-407). C. Interaksi dalam Ekosistem 1. Interaksi Antarspesies/Interspesies a. Netralisme Netralisme adalah interksi antar dua atau lebih spesies yang masing-masing tidak terpengaruh oleh adanya asosiasi. Tidak ada yang diuntungkan ataupun dirugikan, terjadi antara spesies yang memiliki kebutuhan yang berbeda. Contoh: sapi dan kucing, ayam dan kucing (Irnaningtyas, 2016:408). Gambar 1. Netralisme antara ayam dan kucing
b. Kompetisi (persaingan) Kompetisi adalah interaksi antara dua atau lebih spesies yang saling menghalangi. Masing-masing spesies memiliki kebutuhan yang sama. Spesies bersaing memperebutkan sesuatu yang diperlukan untuk hidupnya misalnya ruang (tempat), makanan, air sinar matahari, udara dan pasangan kawin. Persaingan dapat mengakibatkan organisme yang kalah bersaing akan mati, tersingkir, atau berpindah ke tempat lain. Persaingan dapat terjadi pada organisme dengan niche yang sama. Niche adalah posisi suati organisme dalam ekosistem dan peranan fungsionalnya. Kompetisi dibedakan menjadi: 1) Kompetisi intraspesifik, yaitu persaingan yang terjadi antara organisme atau individu dari spesies yang sama. Misalnya kambing jantan berkelahi memperebutkan pasangan kawinnya. 2) Kompetisi interspesifik, yaitu persaingan yang terjadi antar organisme atau individu yang berbeda spesies. Misalnya jagung dan rumput liar sama-sama tumbuh di ladang (Irnaningtyas, 2016:408-409). Gambar 2. Kompetisi intraspesifik dan interspesifik c. Komensalisme Adalah interaksi antara dua atau lebih spesies yang salah satu pihak diuntungkan, sedangkan pihak lain tidak terpengaruh akan adanya asosiasi atau tidak dirugikan. Contoh tumbuhan paku dan tumbuhan anggrek yang hidup menempel pada pohon manga. Gambar 3. Anggrek dan inangnya d. Amensalisme Yaitu interaksi antara dua spesies atau lebih yang salah satunya dirugikan sedangkan yang lainya tidak terpengaruh adanya asosiasi (tidak diuntungkan atau tidak dirugikan). Misalkan Alelopati yaitu fenomena ketika suatu organisme menghasilkan zat kimian yang mempengaruhi pertumbuhan, kelangsungan hidup, dan reproduksi organisme lainnya. Zat kimia itu disebut alelokimia yaitu berupa hasil metabolit sekunder yang tidak dibutuhkan dalam metabolisme organisme alelopati. Contohnya Nerium oleander menghasilkan racun oleandrin yang mematikan bagi manusia dan ganggang Hydrodictyon dan Scenedesmus yang menghasilkan antibiotik yang mematikan bakteri tertentu (Irnaningtyas, 2016:409).
Gambar 4. Penicillium e. Parasitisme Yaitu interaksi antara dua spesies atau lebih yang berakibat salah satu pihak dirugikan (inang), sedangkan pihak lain (parasit) beruntung. Parasit mencari makanan di tubuh inangnya. Berdasarkan letaknya, parasit dibedakan menjadi 2, yaitu : 1. Endoparasit, Letaknya didalam tubuh inangnya,contoh Trichomonas vaginalis yang hidup di saluran kelamin wanita. 2. Ektoparasit, Hidup di luar tubuh inangnya, contoh Cuscuta sp. yang hidup menumpang pada tanaman lain (Irnaningtyas, 2016:409). Gambar 5. (a) cacing pita di usus manusia, (b) benalu, dan (c) tali putri f. Predasi Yaitu interaksi makan dan memakan antar organisme. Umumnya tubuh predator lebih besar dari pada mangsanya. Contohnya ular menjadi predator dari tikus dan katak, harimau menjadi predator dari rusa, kambing (Irnaningtyas, 2016:410). Gambar 6. Cheetah dan Rusa g. Protokooperasi Yaitu interaksi antara dua spesies atau lebih yang masing-masing pihak memperoleh keuntungan tetapi tidak harus terjadi asosiasi. Contoh, kerbau dan burung jalak. Burung jalak mendapatkan makanan berupa kutu dari kerbau, tapi jalak bisa mendapatkan makanan dari seranggga lain misalnya semut, ulat dan belalang (Irnaningtyas, 2016:410).
Gambar 7. Kerbau dan burung h. Mutualisme Yaitu interaksi antara dua spesies atau lebih yang masing-masing pihak memperoleh keuntungan dan saling membutuhkan sehingga asosiasi tersebut merupakan keharusan. Contoh asosiasi antara jamur dan Cyanobacteria membentuk liken (Irnaningtyas, 2016:410). Gambar 8. Lumut Kerak D. Interaksi Intraspesies 1) Perkawinan Perilaku kawin setiap jenis hewan menunjukkan perilaku yang khas. Pada umumnya, perilaku ini dimulai dengan pendekatan, perilaku menarik perhatian betina, percumbuan dan diakhiri dengan perkawinan. 2) Pengasuhan Beberapa hewan kan mengasuh keturunannya sendiri. Seperti halnya manusia, induk orang utan tak segan-segan mengasuh, mendidik, memberi contoh memilih makanan, dan membuat sarang bagi si kecil dan memberi kasih sayang kepada anaknya yang masih kecil, hingga dirasa dia bisa hidup secara mandiri lepas sama sekali dari induknya. Jadi, seorang induk akan mengajarkan tentang cara beradaptasi dengan lingkungannya, sampai anaknya benar-benar dewasa dan mampu menjalankan hidup sendiri. Dalam ekosistem, interaksi bukan hanya antar komponen biotik namun juga interaksi antara komponen biotik dan abiotik misalnya hubungan antara tanah dan pohon. Pohon memperoleh unsur hara yang diperlukan untuk tumbuh dari dalam tanah. Disisi lain daun, ranting pohon yang telah kering dan dibusukkan dapat menambah unsur hara yang ada di dalam tanah. Jika interaksi-interaksi ini terjadi secara dinamis maka ekosistem berada dalam keseimbangan. Keseimbangan ekosistem ini perlu dipertahankan untuk keberlangsungan hidup mahkluk hidup didalamnya. Gangguan pada keseimbangan ekosistem akan memberikan dampak yang buruk. Komponen biotik (mahkluk hidup) dan abiotik (komponen tak hidup) saling berhubungan melalui siklus materi dan aliran energi.
Siklus materi adalah perputaran materi yang terjadi diantara komponen ekosistem. Materi yang dimaksud adalah senyawa kimia penyusun tubuh mahkluk hidup seperti air, karbon, oksigen, nitrogen dan sulfur. Senyawa kimia tersebut berpindah dari komponen biotik ke abiotik dan kembali lagi ke komponen biotik. Aliran energi dalam ekosistem mengalir dan tidak kembali. Energi matahari ditangkap oleh tumbuhan, kemudian energi tumbuhan digunakan oleh konsumen tingkat pertama, konsumen tingkat kedua, dan begitu seterusnya. Dari satu tingkat tropik ke tingkat tropik berikutnya, energi yang berpindah hanya sekitar 10% dari sumber energi yang diperoleh karena sisanya terbuang dalam bentuk panas. Berdasarkan hukum kekekalan energi, energi hanya berubah bentuk, tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan. Di ekosistem energi panas tidak dapat dimanfaatkan kembali oleh produsen sehingga energi tidak kembali lagi ke ekosistem. Pada eksosistem terjadi peristiwa makan dan dimakan yang disebut dengan rantai makanan. Rantai makanan ini saling berkaitan sehingga membentuk jaring-jaring makanan. (Gambar 1. Rantai makanan dan jaring-jaring makanan) Piramida makanan adalah diagram yang menampilkan susunan tingkat tropik satu dengan tingkat tropik berikutnya berdasarkan jumlah atau masa atau jumlah energi pada setiap tropiknya. Tingkat tropik adalah posisi organisme dalam rantai makanan atau jaring makanan. Tingkat tropik I adalah produsen seperti tumbuhan, tingkat tropik II adalah konsumen I yang memakan produsen sedangkan tingkat tropik III adalah konsumen II yang memakan konsumen Berikut adalah contoh piramida energi. Pada piramida energi, ukuran setiap blok (tropik I, II dst.) menunjukkan energi yang dimiliki oleh tingkatan tropik tersebut. Dengan demikian dapat diketahui bahwa tingkat tropik I memiliki jumlah energi yang lebih besar dari tingkat tropik II begitu pula selanjutnya. (Gambar 2. Piramida energi)