SPESIES TUMBUHAN
DI DALAM
LINGKUNGANNYA
SPESIES TAKSONOMI | SPESIES EKOLOGI | FAKTOR
LINGKUNGAN | SELEKSI HABITAT | DISTRIBUSI TUMBUHAN
ALANINDRA SAPUTRA
PENDIDIKAN BIOLOGI FKIP UNS
SPESIES
• MERUPAKAN SATU UNIT DASAR KLASIFIKASI BIOLOGI DAN SUATU KATEGORI TAKSONOMIK • SEKELOMPOK ORGANISME YANG DAPAT SALING KAWIN DAN MENGHASILKAN KETURUNAN
FERTIL
• NAMA YANG SERING DIPAKAI UNTUK TAKSON HEWAN DAN TUMBUHAN, KADANG
BERKORESPONDEN DENGAN SPESIES, MISALNYA: SINGA, WALRUS, POHON KAMPER. NAMUN ADA JUGA YANG MENNJUK KE FAMILIA: RUSA (34 SPESIES).
• 1 SPESIES HANYA BISA MENGELOMPOK KE SATU GENUS
SPESIES MORFOLOGI
• MENEKANKAN PERBEDAAN ANATOMI YANG DAPAT TERUKUR ANTAR SPESIES. SEBAGIAN BESAR SPESIES YANG DIIDENTIFIKASI OLEH PARA AHLI TAKSONOMI TELAH DIKELOMPOKKAN MENJADI SPESIES TERPISAH BERDASARKAN KRITERIA MORFOLOGI
• SUATU POPULASI YANG BERBEDA MORFOLOGINYA DENGAN POPULASI LAINNYA.
• KONSEP INI BANYAK DIKRITIK, KARENA DATA GENETIK TERBARU YANG SECARA GENETIK MEMBEDAKAN POPULSI DAPAT TERLIHAT SANGAT MIRIP, BEGITU PULA SEBALIKNYA.
SPESIES BIOLOGI/ISOLASI
• MENEKANKAN ISOLASI REPRODUKTIF, YAITU KEMAMPUAN ANGGOTA SUATU SPESIES UNTUK SALING MENGAWINI SATU SAMA LAIN, TETAPI TIDAK DENGAN ANGGOTA SPESIES YANG LAIN • SEKUMPULAN POPULASI YANG SECARA AKTUAL DAN POTENSIAL SALING KAWIN
SPESIES REPRODUKSI/BIOLOGI
• DUA ORGANISME YANG DAPAT BEREPRODUKSI SECARA ALAMIAH DAN MENGHASILKAN ANAK YANG FERTIL, JANTAN DAN BETINA.
• ORGANISME YANG DAPAT BEREPRODUKSI, NAMUN SELALU MENGHASILKAN HIBRID INFERTIL, TIDAK DIANGGAP SPESIES YANG SAMA.
SPESIES BIODIVERSITAS / BIOSISTEMATIK
• SPESIES TUMBUHAN MEMPERTAHANKAN DIRI DARI BARIER EKOLOGIS • BARIER:
PERILAKU BREADING ISOLASI HABITAT
GEOGRAFIS
Species taksonomik : tersusun oleh individu atau anggota populasi
yang secara genetis heterogen
a.
kenampakan luar (morphology)
b. perilaku/cara perkembang-biakannya
c. perbedaan habitat
isolasi reproduksi --- biosystematik
Species ekologik : tersusun oleh individu atau populasi tumbuhan
yang lebih homogen, yang secara genetis teradaptasi terhadap
satu set kondisi mikrohabitatnya.
SPESIES EKOLOGI
• Menekankan peranan spesies (niche/relung), posisi dan fungsinya dalam lingkungan.
• Suatu set organisme yang teradaptasikan terhadap suatu set sumberdaya tertentu, disebut niche, di lingkungan.
• Spesies yang digunakan untuk sebai alat deduktif untuk mempelajari ekosistem
• Kehadiran spesies untuk indikator kondisi lingkungan
• Apabila syarat ekologi suatu spesies dan pola alokasi sumberdaya diketahui, kemudian presentasi kehadiran dan banyaknya suatu spesies, dapat
digunakan untuk membuat kesimpulan tentang kondisi lingkungan.
EKOTIP, EKOKLIN, EKOTON
Ekotipe : merupakan produk respon/tanggapan genetik
dalam proses adaptasi terhadap habitat. Synonim : race,
genecotype, dan ecological race. Variasi di dalam ekotipe
disebut sebagai biotipe.
No Penciri Ekotipe
Hutan Ladang Gumuk
1 Habitus Tegak Prostrata Sedang
2 Daun Lebar Sedang Sempit
3 Bulu daun Tidak ada Ada Tidak ada
4 Dormancy pada
musim gugur Ada Ada Tidak ada
Tabel : Berbagai ciri morfologi dan phenology ekotipe Hieraceum umbellatum
(penelitian Turreson)
Elemen yang dipertimbangkan dalam menunjuk ekotipe
adalah:
1. Merupakan kelompok yang berdasarkan homogenitas
gen
2. Perbedaan menyolok dapat secara morfologik, fisiologik,
atau phenologik, atau ketiganya
3. Mereka berada pada tipe habitat tertentu/spesifik
4. Bersifat potensial interfertil dengan lain ekotipe sesama
species
5. Perbedaan genetik merupakan adaptasi tumbuhan
terhadap habitat yang berbeda
Elevasi (m) Vegetasi sekitar Prtbhn (mo) Hujan thn (cm) Salju (cm) Temp (⁰ C) Min temp (⁰ C)
Standford 30 Semak Oak,
chaparral 12 30 none 36 -3 Mather 1400 Htn Konifer 5,5 95 90 36 -11 Timberline 3050 Htn subalpin 2,0 73 485 23 - 22
Coenospecies Ecospecies Ecotypes Lingkungan
nevadensis Alpine dan subalpine1600-3500 m
Potentilla,
section
Drymocallis
glandulosa hanseni
Mid elevation wet meadows
250 – 2200 m
reflexa Mid elevation dry slopes, 250 – 2200 m
typica Coast range
Table 3-3. : Ecotype Potentilla glandulosa (Clausen, Keck dan Hiesey)
Penelitian Mc. Gregor:
Biji yang dikoleksi dari dua ekotipe dengan ciri-2 yang berbeda
dari dua ekstrem habitat, kemudian ditumbuhkan di daerah
ekotone, maka hasil yang diperoleh adalah tumbuhan dengan
ekotipe yang berada di antara dua habitat ekstrem tersebut
merupakan kontinuum variasi baru yang muncul dan
menghubungkan antara dua ekstrem habitat sebelumnya.
Ekoklin
Kondisi habitat
Rerata panjang
(cm)
Persentase tumbuhan dg level habitus
1 2 3 4 5
Rawa, salinitas tanah 2.5% 23.0 74.5 21.6 3.9 - -Ecoton rawa bagian atas 38.6 10.8 20.6 66.7 2.0 -Ladang di atas rawa yg
tidak asin, salinitas 0.25% 48.9 - 2.0 61.6 35.4 1.0
Tabel 4-1.: Percobaan Gregor membuktikan ekoklin dengan ekotipe plantain species Plantago maritima
Note:
1 : habitus prostrate, tanaman succulent, dg ukuran daun terpendek dan biji terkecil 5 : level dengan habitus ekstrem dari level 1.
Ecotype tidak hanya dapat dilihat secara morphology, tetapi
dalam hal tanggapan terhadap sun tolerant dan shade toleran
maka enzyme carbox dismutase/ribulose biphosphat carboxylase
(enzym yg bertanggung jawab thd fiksasi CO2 dalam reaksi
gelap) sangat jelas menjawab ecotype climatik dan edhaphik
PHENOTYPE = genotype + lingkungan saat ini + lingkungan
masa lalu
Mengapa distribusinya berbeda?
Apa yang
DISJUNCT DISTRIBUTIONS
Terjadi ketika spesies yang terkait erat tinggal di daerah yang terpisah
Dua kemungkinan penjelasan
Dispersal adalah pergerakan organisme dari suatu tempat (lahir, menetas,
produksi biji) ke daerah lain yang mereka dapat hidup dan bereproduksi
Karena ada intervensi yang tidak mendukung untuk koloni jangka panjang
Pernyebaran populasi yang luas dan dapat memisahkan populasi karena
adanya suatu peristiwa
Pola Penyebaran Populasi Tumbuhan dalam Satu Habitat Sumber: Susanto (2000: 180)
Dispersi dipengaruhi oleh home range individu, yaitu area yang digunakan selama kegiatan sehari-hari
pola-pola penyebaran itu tergantung pada gambaran dari pengamat yang dipengaruhi oleh luas daerah pengamatan
Distribution by Dispersal
Terjadinya emigrasi dari suatu wilayah, atau masuknya imigran ke dalam suatu wilayah
Tidak terikat musim perpindahan Bisa bergerak aktif maupun pasif Hewan mempunyai laju reproduksi tinggi
Terjadi karena: kerapatan populasi dan persedian sumber daya yang terbatas persaingan intra&interspesies
Mencari lingkungan baru yang cocok
Metode Gerakan Berpindah
Pergerakan tumbuhan secara pasif
Mengikuti inangnya
Menumpang organisme lain
Terbawa oleh arus air
• BIOGEOGRAPHY
• PROVIDES A GOOD STARTING POINT FOR UNDERSTANDING WHAT
LIMITS THE GEOGRAPHIC DISTRIBUTION OF SPECIES
Figure 50.6 Species absent because Yes No Dispersal limits distribution? Behavior limits
distribution? (other species)Biotic factors limit
distribution? Abiotic factorslimit distribution? Yes No Yes No Area inaccessible or insufficient time Habitat selection Predation, parasitism, competition, disease Water Oxygen Salinity pH
Soil nutrients, etc. Temperature Light Soil structure Fire Moisture, etc. Chemical factors Physical factors
KONSEP KELIMPAHAN
Kelimpahan merupakan kerapatan populasi dalam suatu area
berubah dari waktu ke waktu
perbedaan kondisi lingkungan dan ketersediaan sumber daya dan faktor-faktor lain yang terdapat di dalam habitat
Kemampuan populasi untuk tumbuh secara maksimal disebut daya tumbuh populasi bersifat fluktuatif
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
DISTRIBUSI DAN KEMELIMPAHAN
• TANGGAPAN FISIOLOGIS SESAAT
• PENYESUAIAN (ADAPTASI) TERHADAP KONDISI ---- TOLERANSI
• PENGATURAN LINGKUNGAN INTERNAL ORGANISME YANG HIDUP DALAM KONDISI LINGKUNGAN YANG BERVARIASI --- HOMEOSTASIS
• PERUBAHAN STRUKTUR UNTUK MENGOPTIMALKAN KETEGARAN (FITNESS) ORGANISME --- DENGAN PEMICU ISOLASI RUANG DALAM WAKTU YANG LAMA --- TERJADI EVOLUSI
Kondisi: faktor lingkungan yang bervariasi yang mendapat tanggapan oleh
organisme
Sumber daya: Material yang dikonsumsi atau digunakan oleh organisme dalam
hidupnya
Sumber daya:
Kondisi:
FAKTOR-FAKTOR PEMBATAS
Hk. Minimum Liebig
Hk. Toleransi Shelford
Permukaan bumi merupakan network FAKTOR LINGKUNGAN yang bervariasi baik secara spasial maupun temporal
Faktor lingkungan menentukan arah evolusi organisme
Kehadiran organisme dapat dipandang sebagai dinamika populasi sebagai reaksinya terhadap faktor lingkungan
organisme memiliki kemampuan untuk merespon setiap perubahan lingkungan synecology
FAKTOR-FAKTOR PEMBATAS
Distribusi spesies tergantung pada satu faktor lingkungan yang tersedia dalam jumlah kritis atau terbatas (bisa hidup dan reproduksi pada tekanan klimatik)
Terdapat 2 pertimbangan dalam penerapan hukum minimum Liebig :
1. Hukum minimum hanya dapat diterapkan pada kondisi yang ”steady state” / seimbang mantap.
2. Ada pertimbangan faktor interaksi antara beberapa faktor
FAKTOR-FAKTOR PEMBATAS
Contoh:
Pertumbuhan clover (sejenis herba seperti rumput) yang menjadi makanan ternak , pertumbuhannya tergantung pada unusur hara mikro Mo dan Zn
-Mo diperlukan untuk enzimatik proses dalam N cycle yang diperlukan oleh tanaman clover :
-Mo bagian inti dari NO2 reduktase dan enzim nitrogen
Keterbatasan Hk. Minimum Liebig
Organisme mempunyai “upper and lower tolerance limit” -> kisaran minimum dan maksimum untuk setiap faktor
Kebanyakan faktor berpengaruh bersama-sama dan tidak terisolasi
Tingkat rendah suatu faktor kadang-kadang dikompensasi oleh faktor lain secara spasial
Pengaruh suatu faktor akan meningkatkan level faktor lain (ada interaksi)
Setiap organisme mampu hadir dan berproduksi secara
sukses hanya dalam kisaran terbatas kondisi
lingkungan tertentu, dikontrol oleh kekurangan atau
kelebihan secara kualitatif maupun kuantitatif dari satu
atau beberapa faktor yang mendekati limit toleransi
organisme tersebut
{Faktor lingkungan: faktor biotik dan abiotik : Faktor
klimat, edafik (tanah), dan secara biotik (kompetisi)}
1. Organisme dapat mempunyai toleransi dengan kisaran lebar bagi suatu faktor dan kisaran sempit untuk faktor yang lain.
2. Organisme dengan toleransi lebar untuk berbagai faktor akan mempunyai sebaran luas di alam.
3. Bila kondisi lingkungan tidak optimum bagi toleransi suatu species terhadap
suatu faktor lingkungan, maka limit toleransi dapat bergeser terhadap faktor-2 yang lain.
4. Sering dijumpai bahwa organisme di alam tidak selalu hidup dalam kondisi optimum bagi satu faktor tertentu.
5. Periode reproduksi merupakan fase kritis bila faktor lingkungan dalam kondisi terbatas
.
Istilah :
Steno : kisaran yang sempit
Eury : kisaran yang lebar
Thermal : terhadap temperatur Hydrik : ” air
Haline : ” salinitas
Phagic : berhubungan dengan makanan
Jika organisme melampaui batas toleransi maka
Mati
Migrasi
bebek Canada musim dingin migrasi ke selatan yaitu ke California
telur atau bijinya masih hidup , biji masuk dalam masa hibernasi
--- fase survival (S) --- fase pertumbuhan (G)
BIOTIC FACTOR
• BIOTIC FACTORS THAT AFFECT THE DISTRIBUTION OF ORGANISMS MAY INCLUDE
• INTERACTIONS WITH OTHER SPECIES • PREDATION
• COMPETITION
• DISEASE AND PARASITISM • ALLELOPATHY
FAKTOR ABIOTIC
• FAKTOR ABIOTIK YANG MEMPENGARUHI DISTRIBUSI SPESIES:
• IKLIM
• SUHU DAN KELEMBABAN • CAHAYA
TEMPERATUR/SUHU
1. Saat kritis umumnya terjadi pada batas atas toleransi organisme.
2. Variasi suhu sangat kecil di perairan dibandingkan daratan, dan biota air umumnya mempunyai kisaran toleransi yang lebih sempit daripada organisme darat.
3. Suhu sering membatasi zonasi dan stratifikasi biota baik perairan maupun daratan. 4. Konsep waktu suhu dan variasi suhu
SINAR
Sinar yang sampai ke permukaan bumi merupakan gelombang elektromagnet dengan kisaran panjang gelombang 0.3 sampai 10 mikron (3000 – 100.000 Ǻ) yang terdiri dari : sinar ultra violet --- λ < 390 mμ
sinar tampak --- λ 390 – 760 mμ sinar infra merah --- λ > 760 mμ
APAKAH DISPERSAL MERUPAKAN SATU-SATUNYA FAKTOR YANG
MEMBATASI DISTRIBUSI?
• MANUSIA TELAH MEMINDAHKAN BANYAK SPESIES DI SELURUH DUNIA – SERINGNYA MERUPAKAN KONSEKUENSI DARI BENCANA ALAM (THINK LOCALLY: NUTRIA,
HYDRILLA, AND WATER HYACINTH/ENCENG GONDOK).
• MANUSIA MEMUNGKINKAN BEBERAPA SPESIES MELALUI BARIER GEOGRAFIS SECARA TRADISIONAL
ISTILAH-ISTILAH UNTUK INTRODUKSI SPESIES
NON-NATIVE
States Transition Definition Imported
Escaping
Brought into the Country
Transition from imported to introduced
Introduced
Establishing
Found in the wild; feral
Transition from introduced to established
Established
Becoming a Pest
Has a self-sustaining population
Transition from established to pest
Pest Has a negative economic (ecological?) impact
STATISTICAL GENERALIZATIONS: TENS RULE
• WILLIAMS AND FITTER (1996) MEMPREDIKSIKAN BAHWA:
• 1 DARI 10 SPESIES YANG DIPINDAHKAN KE SUATU DAERAH MENJADI SPESIES INTRODUKSI
• 1 DARI 10 SPESIES YANG TERINTRODUKSI MENJADI SPESIES YANG MAPAN
NATIVE SPECIES ADALAH SPESIES YANG BIASA HIDUP DAN BERKEMBANG DI WILAYAH TERTENTU. MENEMPATI HABITAT YANG SPESIFIK DAN RELUNG
TERTENTU DI LINGKUNGAN ASLI MEREKA. SPESIES NATIVE MEMILIKI
PREDATOR ALAMI UNTUK MEMBANTU MENJAGA KESTABILAN POPULASINYA
WHAT IS A NON-NATIVE INVASIVE SPECIES?
• NON-NATIVE SPECIES YANG MERUGIKAN HABITAT DAN MEMPENGARUHIKEANEKARAGAMAN DI DALAMNYA
• A NON-NATIVE SPECIES THAT ADVERSELY (MERUGIKAN) AFFECTS HABITATS AND BIODIVERSITY.
Emerald ash borer, Agrilus planipennis , has killed millions of ash trees in the mid-west and has
recently been found in Pennsylvania
Japanese stilt grass, Microstegium vimineum, becomes established on recently disturbed areas
and outcompetes native plants, reducing biodiversity.
Introduced (non-native, exotic)
- species introduced deliberately (sengaja) or accidentally (tdk sengaja)
from somewhere else
Definitions:
Domestic/Feral (released pets, livestock (ternak) and game animals) - can spread disease, compete with native species
Human commensal or subsidized (out of control natives) - native species that benefit from our land use
(disturbance)
Invasive species
- species that spread subsequent to establishment usually at some cost.
organisme non-pribumi yang menimbulkan ancaman bagi ekosistem, lingkungan, ekonomi, atau untuk kesehatan manusia
HABITAT
• HABITAT SUATU HEWAN ADALAH SPACE (RUANG) DIMANA IA HIDUP
• UKURAN BERVARIASI
• ES DI KUTUB MERUPAKAN HABITAT BERUANG KUTUB
• KAYU YANG MEMBUSUK MERUPAKAN HABITAT BAGI SEMUT DAN RAYAP
HABITAT
• HABITAT HARUS MEMENUHI
PERSYARATAN UNTUK HIDUP.
• TEMP, SALINITY, PH ETC.
• THE UNIQUE MULTIDIMENSIONAL
RELATIONSHIP OF A SPECIES
WITH ITS ENVIRONMENT IS ITS
LINGKUNGAN DAN RELUNG (NICHE)
• FUNDAMENTAL NICHE: TOTAL POTENSI PERAN DIMANA ORGANISME DAPAT MENGISI DALAM KEADAAN IDEAL
• REALIZED NICHE: PERAN NYATA YANG DIMILIKI ORGANISME
• BAGIAN DARI RELUNG FUNDAMENTAL • DIPENGARUHI OLEH KOMPETISI
Istilah relung (nische) pertama kali dikemukakan oleh
Joseph Grinnell pada tahun 1917
relung merupakan bagian dari habitat yang disebut
dengan mikrohabitat
RELUNG / NICHE
setiap relung hanya dihuni oleh satu spesies
relung habitat
Charles Elton (1927) bahwa relung merupakan fungsi
atau peranan spesies di dalam komunitasnya
Maksudnya adalah kedudukan suatu spesies dalam
komunitas dalam kaitannya dengan peristiwa makan
memakan dan pola-pola interaksi yang lain
RELUNG / NICHE
relung trophik
Hutchinson (1958) menyatakan bahwa relung adalah kisaran berbagai variabel fisik dan kimia serta peranan biotik yang memungkinkan suatu spesies dapat survival dan berkembang di
dalam suatu komunitas
RELUNG / NICHE
relung multidimensi (hipervolume)
Relung Hipervolume: gabungan dari relung habitat dan
relung trophik
Kendeigh (1980) menyatakan bahwa relung ekologi merupakan gabungan khusus antara faktor fisiko kimiawi (mikrohabitat)
dengan kaitan biotik (peranan) yang diperlukan oleh suatu spesies untuk aktifitas hidup dan eksistensi yang terus menerus di
Habitat
– any part of the biosphere where a particular species can live, either temporarily or permanently.Habitat merupakan bagian dari biosfer dimana spesies dapat hidup, baik temporer maupun permanen
Habitat Selection
– typically thought of only withrespect to animals that can in some sense choose where to live by moving among habitats.
penyebaran individu pd habitat yg diinginkan sesuai dng kemampuannya
HABITAT SELECTION?
WHY?
• FOOD!
• IDEAL FREE
DISTRIBUTION
(MANFRED MILINSKI)
• COMPETITIVE UNIT
MODEL (PARKER &
SUTHERLAND)
HABITAT SELECTION
FREQUENTLY CONFUSED TERMS:
HABITAT USE (USE=DIGUNAKAN)
HABITAT SELECTION (SELECTION=SELEKSI)
HABITAT PREFERENCE (PREFERENCE=KESUKAAN)
HABITAT USE
HABITAT SELECTION,
•
HABITAT USE
= OCCUPATION (PENEMPATAN) HABITAT TANPA KONOTASIPREFERENSI “DIGUNAKAN UNTUK APA” HABITAT TERSEBUT
•
HABITAT SELECTION
= MENYIRATKAN PILIHAN DI ANTARA BERBAGAIHABITAT YANG TERSEDIA, INDIVIDU MUNGKIN MENCARI HABITAT TERTENTU UNTUK PERILAKU SPESIFIK (BREED, PAKAN, SISANYA ...)? MENGGUNAKAN <ATAU> KETERSEDIAAN