KEBERLANJUTAN KEANEKARAGAMAN HAYATI: EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES

KEBERLANJUTAN KEANEKARAGAMAN HAYATI:

EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES

6

BI2001 Pengetahuan Lingkungan BI2001 Pengetahuan Lingkungan

T ik b h

k li h

T ik b h

k li h 6

6

Topik bahasan kuliah

Topik bahasan kuliah 6

6::

KEBERLANJUTAN

KEBERLANJUTAN KEANEKARAGAMAN HAYATI:

KEANEKARAGAMAN HAYATI:

EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES

EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES

Pengertian keanekaragaman hayati (KH) pada tingkat genetik spesies ekosistem & fungsional

genetik, spesies, ekosistem & fungsional KH sebagai modal alam

Evolusi KH Evolusi KH Pertumbuhan populasi Interaksi spesies Interaksi spesies solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Earth BI2001 Pengetahuan Lingkungan SITH ITB 2013

Konsep KEANEKARAGAMAN HAYATI (KH)

Keanekaragaman hayati adalah kekayaan

berbagai

spesies

bumi,

gen

yang dikandungnya,

ekosistem

di mana mereka hidup, dan

proses

ekosistem

yang terdiri dari

aliran energi dan

siklus nutrisi yang mendukung semua kehidupan

3

4

Jenis

Jenis K

Keanekaragaman

eanekaragaman

Jenis

Jenis K

Keanekaragaman

eanekaragaman

5

† Keanekaragaman genetik: jumlah total karakteristik genetik dari spesies

tertentu, subspesies, atau kelompok spesies.

† Keanekaragaman spesies:g p merupakan bukti yang paling jelas darip y g p g j

biodiversity. Variasi gen terdapat dalam spesies. Adanya keragaman gen memungkinkan spesies untuk beradaptasi dan bertahan hidup dengan menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan yang terjadi

menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan yang terjadi

„ kekayaan spesies-jumlah spesies;

„ kemerataan spesies-kelimpahan relatif spesies, dan „ spesies dominan spesies yang paling melimpah

„ spesies dominan-spesies yang paling melimpah

† Keanekaragaman ekosistem: gurun, padang rumput, hutan, gunung,

lautan, danau, sungai, dan lahan basah merupakan komponen utama dari k k h i M i i k i i i k b keanekaragaman hayati. Masing-masing ekosistem ini merupakan sumber keanekaragaman genetik dan spesies.

† Keanekaragaman fungsi: berbagai proses seperti aliran energi dan

siklus materi yang terjadi dalam ekosistem seperti interaksi spesies dengan yg lain (biotik dan abiotik) dalam jejaring makanan

Keanekaragaman hayati yang ditemukan dalam gen,

spesies, ekosistem, dan proses ekosistem sangat penting

untuk mempertahankan kehidupan di muka bumi dan

untuk mempertahankan kehidupan di muka bumi, dan

bagi kesejahteraan manusia

Keanekaragaman hayati menyediakan berbagai

barang dan jasa yang penting bagi manusia

embassyofindonesia.it

Keanekaragaman ekosistem

Keanekaragaman ekosistem

7

KH SEBAGAI MODAL ALAM

(ingat kuliah terdahulu)

8

(

)

Biodiversity goods & services

y g

Goods

Services

ƒ Food

ƒ Building Materials ƒ Fuel

ƒ Regulating global processes, such as atmosphere and climate

ƒ Soil and water conservation ƒ Paper Products

ƒ Fiber (clothing, textiles) ƒ Industrial products

( bb il )

ƒ Nutrient cycling

ƒ Pollination and seed dispersal ƒ Control of agricultural pests

G ti lib (waxes, rubber, oils)

ƒ Medicine ƒ Genetic libraryƒ Inspiration and information ƒ Scientific and educational ƒ Tourism and recreation ƒ Tourism and recreation

ƒ Cultural, spiritual, and aesthetic ƒ Community Resilience

ƒ Strategic ƒ Strategic

Beberapa Contoh:

Beberapa Contoh:

Beberapa Contoh:

Beberapa Contoh:

…

Sumber makanan

†

Makanan pokok: beras, kentang, gandum, jagung,

p

,

g, g

, j g g,

termasuk keragaman genetik (tipe liar, hybrid)

†

Ternak: sapi, domba, ayam, ikan (berbagai spesies dan

varietas

)

…

Sumber obat

…

Sumber obat

† Tanaman: Catharanthus sp. (antikanker), Taxus brevifolius

(antikanker), Chincona (antimalaria)

† Mikroba: Penicillium notatum (antibiotik), Lactobacillus

(probiotik)

† Hewan: ular (penawar) Lumbricus sp (antityphus) † Hewan: ular (penawar), Lumbricus sp. (antityphus)

EVOLUSI KEANEKARAGAMAN HAYATI

Bumi ini sangat kaya akan keanekaragaman hayati

Pada tingkat spesies: kita tidak tahu berapa banyak spesies yang ada di Bumi. Perkiraan berkisar antara 8 juta-100 juta spesies. Sejauh ini, ahli biologi telah mengidentifikasi sekitar 1,9 jutag g ,9 j

Bagaimana keanekaragaman hayati yang kaya seperti itu terjadi di Bumi ????

Bumi ????

Jawaban ilmiah melibatkan evolusi biologis: proses perubahan kehidupan di bumi dari waktu ke waktu melalui perubahan k kt i tik tik l i

karakteristik genetik populasi

The Four Key

The Four Key Processes of

yy

Processes of Biological Evolution

Biological Evolution

gg

12

… Mutasi: perubahan gen. Terkandung dalam kromosom dalam sel, setiap gen membawa satu

bagian dari informasi yang diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya, menghasilkan genotipe, susunan genetik yang merupakan karakteristik dari individu atau kelompok.

S l k i Al K ik d i i d l i b b i di id ki k l bih

… Seleksi Alam: Ketika ada variasi dalam suatu spesies, beberapa individu mungkin akan lebih

cocok untuk lingkungan daripada yang lain (Perubahan tidak selalu menjadi lebih baik).

… Migrasi dan Isolasi Geografis: Kadang-kadang dua populasi dari spesies yang sama terisolasi

secara geografis satu sama lain untuk waktu lama. Selama waktu itu, kedua populasi dapat g g , p p p berubah sehingga tidak dapat lagi berkembang biak bersama-sama bahkan ketika mereka dibawa kembali dalam habitat yg sama. Dalam kasus ini, dua spesies baru telah berevolusi dari spesies aslinya. Hal ini dapat terjadi bahkan jika perubahan genetik tidak lebih bugar/fit

t t i k b b d t k h d k i Mi i t l h j di l i ti

tetapi cukup berbeda untuk mencegah reproduksi. Migrasi telah menjadi proses evolusi penting selama waktu geologi (waktu yang cukup lama untuk terjadi perubahan geologi).

… Pergeseran genetik (Genetic drift) mengacu pada perubahan frekuensi gen dalam suatu

populasi disebabkan bukan oleh mutasi, seleksi, atau migrasi, tetapi hanya kebetulan. Salah satu

p p , , g , p y

cara ini terjadi adalah melalui Founder effect (hilangnya variasi genetik yang terjadi ketika suatu

populasi baru didirikan oleh sejumlah kecil individu dari populasi yang lebih besar). Founder effect terjadi ketika sejumlah kecil individu terisolasi dari populasi yang lebih besar, mereka

ki iliki ti k t i i tik l bih k il dib di i li P tik

mungkin memiliki tingkat variasi genetik lebih kecil dibanding spesies aslinya. Pergeseran genetik dapat terjadi dalam populasi kecil dan dapat menimbulkan masalah konservasi pada populasi yang secara kebetulan terisolasi dari populasi utama

Populasi berevolusi ketika gen bermutasi dan memberikan

beberapa individu sifat genetik yang meningkatkan kemampuan mereka untuk bertahan hidup dan menghasilkan keturunan

mereka untuk bertahan hidup dan menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat ini.

Berlangsungnya proses perubahan didasarkan pada interaksi Berlangsungnya proses perubahan didasarkan pada interaksi antara keragaman dan kondisi lingkungan dengan cara seleksi alam.

Menurut teori evolusi, semua spesies diturunkan dari spesies

sebelumnya, spesies leluhur. Dengan kata lain, kehidupan berasal dari kehidupan. Semua kehidupan di bumi berevolusi dari

organisme bersel tunggal.

Para ilmuwan menerima evolusi sebagai FAKTA

Perdebatan berbagai teori Perdebatan berbagai teori

TThe

he TTheory

heory of

of BBiological

iological EEvolution

volution

TThe

he TTheory

heory of

of BBiological

iological EEvolution

volution

14

… Karena spesies telah berevolusi dan berkembang, beberapa spesies menjadi punah; keanekaragaman hayati selalu berubah spesies menjadi punah; keanekaragaman hayati selalu berubah, dan spesies yang hadir di satu lokasi dapat berubah seiring

waktu.

… Adaptasi tidak memiliki aturan kaku; spesies beradaptasi … Adaptasi tidak memiliki aturan kaku; spesies beradaptasi

merespon perubahan lingkungan. Kita tidak dapat

memperkirakan ancaman terhadap spesies yang berbeda.

… Spesies dan populasi yang terisolasi secara geografi dari waktu p p p y g g g ke waktu, dan selanjutnya mengalami

Founder effect

dan

Genetic drift

… Spesies selalu berkembang dan beradaptasi dengan perubahan p g p g p lingkungan. Mereka akan terancam punah jika mereka tidak

berkembang cukup cepat untuk menyesuaikan dengan lingkungan.

Contoh

Contoh Seleksi

Seleksi Alam

Alam

Contoh

Contoh Seleksi

Seleksi Alam

Alam

Kromosom dengan gen resistansi terhadap insektisida

Insecticide application

Aplikasi tambahan dari insektisida yang sama akan menjadi kurang

Survivor

j g

efektif, dan frekuensi serangga yg tahan dalam populasi akan meningkat

Seleksi

Seleksi Buatan

Buatan

Seleksi

Seleksi Buatan

Buatan

Darwin : ketika manusia memilih organisme dengan karakteristik tertentu sebagai hasil pemuliaan, mereka melakukan peran

lingkungan Æ seleksi buatan. Banyak variasi yang sudah ada, tetapi tidak dapat bertahan hidup dalam kondisi normal.

Variasi tak terduga dapat

di h k jik i h di dipertahankan jika niche tersedia atau disediakan

Variasi baru dapat diadopsi dari i l i ( l l i

organisme lain (melalui transformasi genetik)

Contoh: seleksi buatan dalam buah-buahan, sayuran yang berasal dari buahan, sayuran yang berasal dari spesies liar, dan anjing silsilah

PERTUMBUHAN POPULASI

17

Apa yang membatasi

pertumbuhan populasi?

pe u bu a popu as ?

Tidak ada populasi yang dapat terus tumbuh tanpa batas karena adanya keterbatasan sumber daya dan persaingan antara spesies untuk sumber daya tersebut.

Bagaimana komunitas dan

ekosistem merespon perubahan

kondisi lingkungan?

Str kt r dan komposisi spesies dalam kom nitas Struktur dan komposisi spesies dalam komunitas dan ekosistem berubah sebagai respons

terhadap perubahan kondisi lingkungan melalui proses yang disebut suksesi ekologi

p y g g

18

Seiring waktu, jumlah individu dalam suatu populasi dapat

meningkat, menurun, atau tetap sama dalam menanggapi kondisi perubahan lingkungan

perubahan lingkungan.

Empat variabel yang mengatur perubahan ukuran populasi:

Kelahiran Kematian Kematian Imigrasi Emigrasi S t l i i k t k k l hi d i i i Suatu populasi meningkat karena kelahiran dan imigrasi

(kedatangan dari luar populasi) dan menurun karena kematian dan emigrasi (kepergian individu dari populasi):

Perubahan populasi = (Kelahiran + Imigrasi) – (Kematian + Perubahan populasi = (Kelahiran + Imigrasi) – (Kematian + Emigrasi)

Struktur usia dalam distribusi populasi memiliki efek yang kuat pada seberapa cepat ukuran populasi meningkat atau menurun (INGAT

seberapa cepat ukuran populasi meningkat atau menurun (INGAT KULIAH SEBELUMNYA)

19

Keberadaan kelimpahan dan distribusi spesies dalam ekosistem ditentukan oleh variasi Keberadaan, kelimpahan, dan distribusi spesies dalam ekosistem ditentukan oleh variasi tingkatan fisik atau kimia yg berada dalam kisaran yang dapat ditoleransi oleh spesies. Faktor penting sebagai pembatas fisik di zona kehidupan air: sinar matahari,

ketersediaan unsur hara tingkat gas oksigen dalam air (kandungan oksigen terlarut) ketersediaan unsur hara, tingkat gas oksigen dalam air (kandungan oksigen terlarut). Faktor lain adalah salinitas-jumlah berbagai mineral anorganik atau garam terlarutkan

20

‰ Faktor pembatas pertumbuhan populasi:

• cahaya • airair • temperatur • ruang • nutrisi • nutrisi

• predator atau penyakit menular

‰ Resistensi lingk ngan d l h k bi i d i f kt

‰ Resistensi lingkungan adalah kombinasi dari semua faktor yang membatasi pertumbuhan populasi. Ini sangat menentukan daya dukung suatu daerah yaitu populasi maksimum dari suatu spesies

d h bi k h k k hid

pada habitat untuk mempertahankan kehidupannya secara berkelanjutan.

‰ Tingkat pertumbuhan populasi menurun ketika ukurannya mendekati

daya dukung lingkungannya karena sumber daya seperti makanan, air, dan ruang mulai berkurang.

Resistensi lingkungan

Resistensi lingkungan

Resistensi lingkungan

Resistensi lingkungan

21

INTERAKSI SPECIES

22

Bagaimana spesies berinteraksi?

Lima tipe interaksi species: kompetisi, predasi , parasitisme, p p p , p , p ,

mutualisme, dan komensalisme Æ memengaruhi penggunaan sumber daya dan ukuran populasi suatu spesies dalam ekosistem

23

Kompetisi Interspesifik

(Interspecific competition)

terjadi ketika anggota dari dua j gg atau lebih spesies berinteraksi untuk mendapatkan akses ke sumber daya yang sama dan terbatas: mis. makanan, air, cahaya, dan ruang.

.

Predasi terjadi ketika anggota dari

satu spesies (predator/pemangsa) satu spesies (predator/pemangsa) langsung memakan semua atau

sebagian tubuh dari anggota spesies lain (mangsa)

lain (mangsa).

Parasitisme terjadi ketika salah satu

organisme (parasit) makan pada organisme (parasit) makan pada organisme lain (inang), biasanya dengan hidup pada atau di dalam inang tersebut.g

Mutualisme merupakan interaksi

yang menguntungkan kedua spesies dengan saling menyediakan

makanan, tempat tinggal, atau sumber daya lainnya.

Komensalisme merupakan interaksi

yang menguntungkan satu spesies, t t i iliki dikit t tid k

tetapi memiliki sedikit atau tidak

Kuliah berikutnya:

Kuliah berikutnya:

Ancaman 

Ancaman terhadap 

terhadap 

p

p

Keanekaragaman Hayati 

Keanekaragaman Hayati