Keragaman Biologi
(Biology Diversity)
Studi Kasus:
Apakah Keragaman Biologi?
•
Keragaman Biologi
adalah kekayaan jenis-
jenis organisme yang ada di bumi
• Umumnya digambarkan sebagai jumlah jenis
atau tipe-tipe genetik (genetic types) pada
Evolusi Biologi
• Dari mana keragaman biologi berasal? Dari mana keragaman biologi muncul?
• Pada abad ke-19, Charles Darwin mengajukan teori yang menjelaskan munculnya keragaman biologi. Teori itu dikenal dengan evolusi biologi (biological
evolution)
• Teori evolusi menjelaskan bahwa perubahan karakter pada suatu populasi diwariskan dari generasi ke
generasi
• • •
Istilah evolusi pada evolusi biologi hmemiliki makna khusus/spesial
Apa yang menyebabkan terjadinya evolusi? Jenis baru dapat muncul karena sebab berikut:
1. 2. 3.
Kompetisi sumber daya alam
Perbedaan antara satu individu dan yang lain sebagai akibat adaptasi terhadap kondisi di alam/lingkungan Karena lingkungan selalu berubah, individu-individu
Empat proses yang memicu terjadinya evolusi:
1. mutasi (mutation)
2. seleksi alam (natural selection)
3. migrasi (migration)
MUTASI (Mutation)
• DNA (Deoxyribonucleic acid)
membawa
informasi genetik dari satu generasi ke
generasi berikut
• Informasi kimia dari satu karakter/sifat disebut
sebagai
gen
(Definisi lain dari gen: suatu
segmen dari DNA yang mensintesis protein
tertentu)
• Ketika suatu sel membelah, DNA digandakan dan diturunkan ke masing-masing sel yang baru
• Pada waktu penggandaan DNA, kesalahan mungkin terjadi sehingga DNA berubah. Perubahan DNA
mengakibatkan perubahan karakter/sifat yang
kemudian diwariskan pada sel yang menerimanya • DNA ‘asli’ yang tergantikan itu disebut telah
SELEKSI (Selection)
• Perubahan tidak selalu menghasilkan satu karakter/sifat yang lebih baik
• Mutasi dapat terjadi pada jenis baru terlepas dari kemungkinan bahwa jenis tersebut dapat/tidak dapat beradaptasi lebih baik daripada parentalnya
• Individu-individu yang memiliki karakter adaptif akan lebih mampu bertahan hidup (survive) dan lebih banyak
menghasilkan keturunan – dengan kata lain mereka lebih fit
• Seleksi alam: suatu proses yang meningkatkan kesempatan untuk menghasilkan keturunan yang adaptif
MIGRASI (Migration)
• Isolasi geografi dapat menimbulkan evolusi
divergen (divergent evolution)
• Dua populasi dapat berubah sehingga
keduanya tidak dapat lagi saling kawin
• Migrasi adalah proses evolusi yang penting
yang mencakup daerah luas dan waktu yang
lama
– Wilayah penghubung (land bridge) antara Siberia dan Alaska
Hanyutan Gen (Genetic Drift)
• Terkadang perubahan frekuensi genetik
populasi terjadi karena kebetulan -
drift
• ‘Hanyutan gen’ dapat menjadi suatu masalah
bagi jenis-jenis yang terancam punah
– Kelompok yang lemah/tidak adaptif (lower fitness
traits) mungkin menjadi dominan
Evolusi Biologi Hari Ini:
Nyamuk dan Parasit Malaria
• Sekitar 300–400 juta
orang terjangkit
penyakit malaria setiap
tahun; 1,1 juta
meninggal
• Yang paling rawan
terinfeksi malaria
adalah anak-anak
• Malaria adalah
penyakit yang
disebabkan oleh
protozoa
(Plasmodium),
ditransmisikan oleh
nyamuk
• Pada awalnya, kampanye pemberantasan malaria
dengan menggunakan DDT dan chloroquine berhasil • Namun, keberhasilan itu tidak berlangsung lama,
karena:
– Nyamuk menjadi resisten terhadap DDT
– Protozoa menjadi resisten terhadap chloroquine
• Nyamuk dan protozoa mengembangkan resistensi terhadap DDT dan chloroquine melalui seleksi alam
• It’s either one knockout punch or a continual
battle to stay ahead
• Peristiwa mutasi seringkali melampaui
perkembangan pencarian obat malaria
• Usaha lain dalam mencari obat malaria adalah
dengan mengembangkan vaksin untuk
EKOLOGI PULAU
• Jumlah organisme (jenis) pada suatu pulau
lebih sedikit daripada benua. Secara umum,
semakin kecil suatu pulau, semakin sedikit
jumlah jenis
• Semakin jauh suatu pulau dari benua, semakin
sedikit jumlah jenis organisme di pulau itu
• Menurut teori biogeografi pulau, jumlah spesies yang ada di sebuah pulau ditentukan oleh angka imbang
antara rata-rata kepunahan lokal dan rata-rata imigrasi • Pulau yang berukuran 10x lebih besar akan memiliki
spesies dua kali lebih banyak
• Pulau Borneo memiliki spesies lebih banyak daripada pulau-pulau kecil, seperti P. Sulawesi
• Isolasi di pulau yang terpencil dapat
menyebabkan timbulnya
radiasi adaptive
(adaptive radiation)
• Tipe habitat di suatu pulau kecil lebih sedikit namun ancaman kepunahan di pulau lebih tinggi
• Semakin jauh pulau dari suatu daratan, semakin kecil kemungkinan kedua tempat tersebut berhubungan
• Seiring dengan waktu, jumlah jenis yang ada di suatu pulau akan cenderung konstan/stabil, laju kecepatan jumlah jenis yang datang sama dengan laju kecepatan jumlah jenis yang punah
• Evolusi spesies di suatu pulau seringkali berhubungan dengan ukuran tubuh, menjadi lebih kecil. Hal
tersebut karena suplai makanan di pulau terbatas,
predator lebih sedikit, dan lebih sedikit spesies yang berkompetisi untuk sumber daya alam yang sama • Contoh: serigala pulau, pygmy mammoths, dan fosil manusia yang ditemukan di Flores, Homo floresiensis
• Konsep biogeografi pulau dapat diaplikasikan
pula untuk kasus “pulau ekologi” atau
“ecological islands”
•
‘Pulau ekologi’
adalah habitat kecil/sempit
yang terpisah dari habitat utama/mayor
- contoh: suatu pohon kecil yang tumbuh di
padang rumput diibaratkan sebagai hutan di
Aplikasi Teori Biogeogragi Pulau
• Teori biogeografi pulau dapat diterapkan pada taman nasional dan cagar alam yang dikelilingi habitat yang rusak
• Sebagai ilustrasi, ketika 50% dari ‘pulau’ (yaitu
taman nasional/cagar alam) itu rusak, dapat diprediksi bahwa 10% spesies yang hidup di ‘pulau’ itu punah • Kebun Raya Bogor dapat diumpamakan sebagai
Konsep Dasar Diversitas Biologi
•
•
•
Diversitas genetik
adalah jumlah total
karakteristik genetik pada satu kelompok
Diversitas habitat
adalah macam-macam tipe
habitat pada satu wilayah tertentu
Diversitas spesies
meliputi:
Jumlah Species di Bumi
• Ada berapa spesies yang hidup di bumi
sekarang?
• Sekitar 1.5 juta spesies telah diberi nama,
namun jumlah spesies mungkin mencapai 3-10
juta
• Serangga dan tumbuhan adalah kelompok
organisme yang terbanyak di muka bumi
Mengapa Banyak Spesies di Suatu
Tempat Namun Sedikit di Tempat lain?
• Umumnya, diversitas biologi di daerah tropik
lebih tinggi dibandingkan dengan daerah lain
• Umumnya, biodiversitas menurun mulai dari
ekuator sampai ke kutub (seiring lintang bumi)
• Kompleksitas habitat cenderung menaikkan
tingkat biodiversitas
• Gangguan atau bencana, misal kebakaran,
dapat meningkatkan biodiversitas
• Keragaman hidup juga mampu meningkatkan
diversitas
• Biodiversitas berubah-ubah seiring waktu
• Manusia mempengaruhi biodiversitas,
biasanya pengaruh negatif
• Urbanisasi dapat menurunkan biodiversitas
• Perubahan kelimpahan spesies dapat terjadi
Diversitas
dan
Ketinggian
(Elevation)
• Kekayaan spesies semakin berkurang dengan bertambahnya ketinggian permukaan tanah
• Secara umum, perubahan flora dalam komposisi spesies dan struktur hutan cukup drastis mesipun penurunan jumlahnya berangsur-angsur
• Ketinggian, bersama dengan faktor lain seperti iklim dan kesuburan, menentukan kekayaan spesies pada tingkat habitat
Apa yang Dapat Kita Lakukan untuk
Menyelematkan Spesies yang
Terancam Punah?
• Berapa banyak spesies yang terancam punah?
•
IUCN Red Book of Threatened Species
– 23% mammalia, 12% burung, 4% reptil, 31% of amfibi, and 3% ikan
• Apa yang disebut dengan spesies kritis (endangered
species) atau spesies genting (threatened species)?
• Endangered species (kritis) adalah spesies yang terancam punah baik secara menyeluruh maupun sebagian dari sebaran populasinya
• Threatened species (genting) adalah spesies yang
mempunyai kemungkinan tinggi untuk punah dalam waktu dekat akan means any species which is likely to become an endangered species within the
Mengapa Harus Menyelamatkan
Spesies Genting?
Apa yang sebenarnya harus diselamatkan?
1. Satwa/tumbuhan liar di alam bebas?
2. Makhluk liar dalam habitat konservasi?
3. Suatu populasi dalam kebun binatang?
4. Materi genetik?
Apapun tujuannya, ada nilai-nilai berikut (value)
yang harus dipertimbangkan:
1. Pertimbangan ekologi (Ecological justification) 2. Pertimbangan estetika dan spiritual (Aesthetic
and spiritual justification)
3. Pertimbangan rekreasi (Recreational
justification)
4. Pertimbangan manfaat (Utilitarian justification) 5. Pertimbangan moral (Moral justification)
• Pertimbangan moral memiliki akar budaya,
keagamaan, dan sosial-budaya dalam masyarakat • Obat-obatan adalah satu contoh asas manfaat
(utilitarian value) dari diversitas spesies
• Banyak jenis yang bermanfaat untuk mengontrol polusi
Bagaimana Suatu Spesies Menjadi
Terancam dan Punah
• Kepunahan adalah sesuatu yang alami
• Kepunahan local (Local extinction) adalah kejadian ketika suatu spesies menghilang (tidak lagi
ditemukan) di habitatnya di kawasan tertentu
• Kepunahan global (Global extinction) adalah kejadian ketika suatu spesies tidak lagi ditemukan dimana pun di muka bumi ini
• Laju kecepatan kepunahan berbeda-beda selama masa hidup bumi (over geologic time)
• Harimau Bali (Panthera tigris
balica) telah punah di alam
• Jalak Bali (Leocopstar rotschildi) masih
ditemui di daerah penangkaran
• Data fosil menunjukkan bahwa seumur hidup
bumi ada beberapa kepunahan masal (mass
extinction) dan juga kemunculan spesies-
Penyebab Kepunahan Masal
• Enam peristiwa kepunahan masal telah terjadi
di masa lalu dalam jangka waktu 550 juta
tahun
• Kepunahan dinosaurus sekitar
65 juta tahun lalu – apakah
diakibatkan oleh meteor?
• Kepunahan masal tumbuhan
sekitar 20.000-10.000 tahuh
Bagaimana Pengaruh Manusia
terhadap Kepunahan dan
Diversitas Biologi?
Ada beberapa hal yang menyebabkan
kepunahan:
1. Perburuan hewan atau pengambilan tumbuhan secara besar-besaran
2. Gangguan atau penghilangan habitat
• Orang-orang jaman dulu mungkin menyebabkan kepunahan melalui kegiatan berburu
• Ketika orang mulai mengenal api, mereka mengubah suatu habitat secara masal
• Sewaktu orang menjelajahi daerah-daerah baru, mereka mengintroduksi spesies yang bukan
merupakan spesies indigenos (introduction of exotic
species)
• Penggunaan beribu-ribu bahan kimia di lingkungan telah menyebabkan polusi
Kabar baik: Keberadaan Beberapa
Spesies telah Pulih Kembali
• Kisah-kisah keberhasilan tersebut meliputi:
– Gajah laut (Elephant seals) – Anjing laut (Sea otters)
– Kembalinya populasi burung setelah pelarangan DDT
Dapatkah Suatu Spesies Menjadi
Berlimpah Ruah? Bila demikian, Apa
yang Seharusnya Kita Lakukan?
• Populasi singa laut (Sea lions) telah berlimpah
sehingga menjadi masalah
• Singa gunung (Mountain lions) telah
mengalami ledakan populasi
Teori Kirtland’s Warbler
dan Perubahan Lingkungan
• Perubahan lingkungan diperlukan oleh beberapa spesies
• Burung Kirtland (Kirtland’s warblers) diketahui hanya bersarang di pohon pinus muda (jack-pine
woodlands). Kebakaran diperlukan untuk
mendapatkan populasi pohon muda seperti ini.
• Informasi lain: burung Kirtland (Kirtland’s warblers) memerlukan perubahan yang cukup panjang, yaitu kebakaran satu kali setiap 20-30 tahun
• Pencegahan kebakaran hutan mengurangi habitat bersarang bagi burung Kirtland
Pulau Ekologi dan Spesies Genting
• Hampir seluruh taman (kota) menjadi pulau
ekologi bagi beberapa spesies
• Seberapa luas suatu pulau ekologi dapat
menjamin daya tahan hidup (survival) suatu
spesies?
• Jawaban berbeda-beda tergantung dari macam
spesies
Kesimpulan
• Teori evolusi menjelaskan bahwa perubahan karakter pada suatu populasi diwariskan dari generasi ke generasi
• Perubahan karakter tersebut dapat memunculkan jenis baru (new species)
• Empat proses yang memicu terjadinya evolusi: mutasi, seleksi alam, migrasi dan aliran genetik
• Kompleksitas habitat dan topografi cenderung menaikkan tingkat biodiversitas
