MAKALAH EKOLOGI DAN INTERAKSI MAKHLUK HIDUP KEL 7

MAKALAH EKOLOGI DAN INTERAKSI MAKHLUK HIDUP Mata Kuliah Biologi untuk Kimia

Dosen Pengampu :

Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si

Oleh Kelompok 7

Agastya Putri Cahyani 210332626496 Evelyne Agista Verenisa 210332626491 Felda Mufarrihati 210332626443

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG

DESEMBER 2021

II

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... II KATA PENGANTAR ... III BAB I ... IV PENDAHULUAN ... IV 1.1 Latar Belakang ... IV 1.2 Rumus Masalah ... V 1.3 Tujuan ... V

BAB II ... 1

PEMBAHASAN ... 1

2.1 Ekologi ... 1

a) Pengertian Ekologi ... 1

b) Kedudukan dan Perkembangan Ekologi... 4

2.2 Ekosistem ... 6

a) Ekosistem ... 6

b) Keanekaragaman dalam Ekosistem ... 12

2.3 Interaksi Makhluk Hidup dalam Ekosistem ... 13

a) Interaksi antara Makhluk Hidup ... 13

b) Struktur Trofik dan Jaring Makanan ... 15

BAB III ... 16

KESIMPULAN DAN SARAN... 16

3.1 Kesimpulan ... 16

3.2 Saran ... 16

DAFTAR PUSTAKA ... 17

III

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga saya dan rekan saya dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul ekologi dan interaksi makhluk hidup ini tepat pada waktunya.

Adapun tujuan dari penulisan dari makalah ini adalah untuk memenuhi tugas Ibu Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si pada mata kuliah Biologi untuk Kimia. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang ekologi dan iteraksi makhluk hidup bagi para pembaca dan juga bagi penulis.

Saya dan rekan saya mengucapkan terima kasih kepada Ibu Sitoresmi Prabaningtyas, S.Si, M.Si, selaku dosen mata kuliah Biologi untuk Kimia yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang saya tekuni.

Saya dan rekan saya juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian pengetahuannya sehingga saya dan rekan saya dapat menyelesaikan makalah ini.

Saya dan rekan saya menyadari, makalah yang saya dan rekan saya tulis ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan saya dan rekan nantikan demi kesempurnaan makalah ini.

Malang, 03 Desember 2021

Penulis

IV

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Akar ekologi adalah dalam sains penemuan. Para naturalis, termasuk Aristoteles dan Darwin, telah lama mengamati organisme di alam dan mencatat pengamatan mereka secara sistematis. Karena wawasan yang luar biasa dapat diperoleh melalui pendekatan deskriptif ini, disebut sejarah alam (natural history), pendekatan tersebut masih merupakan bagian yang fundamental dari sains ekologi. Para ahli ekologi masa kini masih tetap mengamati alam, namun dengan alat-alat setingkat gen hingga planet yang akan membuat Aristoteles dan Darwin terkesima.

Ekologi modern telah menjadi sains percobaan yang aktif dipelajari. Para ahli ekologi menyusun hipotesis, memanipulasi lingkungan, dan mengamati hasilnya. Para saintis yang tertarik pada efek perubahan iklim terhadap kesintasan pohon, misalnya, bisa menciptakan kondisi kekeringan dan basah di plot-plot percobaan ketimbang menunggu beberapa dekade demi tahun-tahun kering atau basah yang bisa mewakili curah hujan di masa depan. Paul Hanson dan para koleganya, di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee, menggunakan pendekatan eksperimental semacam itu dalam suatu penelitian berat yang berlangsung lebih dari sepuluh tahun. Dalam sebuah petak hutan alam yang berukuran besar, mereka mengumpulkan sepertiga curah hujan yang turun dan memindahkannya ke petak kedua, sedangkan petak ketiga dibiarkan tidak berubah sebagai kontrol. Dengan membandingkan pertumbuhan dan kesintasan pepohonan pada masing-masing plot, para peneliti menemukan bahwa flowering dogwood (Corpus florida) lebih mungkin mati dalam kondisi kering daripada anggota spesies tumbuhan berkayu lain yang diamati.

Organisme beradaptasi terhadap lingkungannya selama beberapa generasi melalui proses seleksi alam; adaptasi ini terjadi selama beberapa generasi . Kesintasan dan reproduksi diferensial individu-individu yang mengarah ke evolusi terjadi dalam waktu ekologi (ecological time), bingkai waktu interaksi menit-ke-menit antara organisme dan lingkungannya. Salah satu contoh bagaimana peristiwa dalam waktu ekologi telah menyebabkan evolusi adalah seleksi ukuran paruh pada finch Galapagos. Finch dengan paruh yang lebih besar lebih mampu memakan biji yang besar dan keras yang tersedia selama

V musim kering. Burung-burung berparuh lebih kecil, yang membutuhkan biji yang lebih kecil dan lunak yang tersedia dalam jumlah sedikit, berkemungkinan lebih kecil untuk sintas.

Ekologi dan biologi evolusioner membantu kita untuk memahami kemunculan organisme-organisme yang resisten-pestisida dan berbagai masalah lingkungan yang lain.

Ekologi juga memberikan pemahaman saintifik yang dibutuhkan untuk membantu kita melestarikan dan menjaga keberlangsungan kehidupan di Bumi. Mengingat manfaat ekologi dalam upaya-upaya konservasi dan lingkungan, banyak orang mengasosiasikan ekologi dengan environmentalisme (advokasi perlindungan alam).

Para ahli ekologi telah lama mengenali pola-pola global dan regional dalam distribusi organisme. Kanguru, misalnya, hanya ditemukan di Australia. Para ahli ekologi tidak hanya bertanya di mana spesies terdapat, namun juga mengapa spesies terdapat di tempat itu: Faktor-faktor apa yang menentukan distribusinya? Dalam mencari jawaban untuk pertanyaan ini, ahli ekologi berfokus pada dua jenis faktor: biotik (biotic), atau faktor-faktor hidup-semua organisme yang merupakan bagian dari lingkungan suatu individu-dan abiotik (abiotic), atau faktor-faktor tak hidup-semua faktor kimiawi dan fisik, seperti suhu, cahaya, air, dan nutrien, yang mempengaruhi distribusi dan kelimpahan organisme.

1.2 Rumus Masalah

Berdasarkan pernyataan latar beakang di atas, terdapat beberapa pokok masalah yang akan di bahas, yaitu :

1. Apa pengertian Ekologi?

2. Bagaimana hubungan ekologi dengan ilmu lain?

3. Apa saja ruang lingkup ekologi?

1.3 Tujuan

1. Diharapkan mahasiswa dan masyarakat umum mampu menjelaskan pengertian dari ekologi dan interaksi makhluk hidup

2. Mahasiswa juga mampu memahami dan menjelaskan istilah-istilah yang disebutkan dalam ekologi dan interaksi makhluk hidup

3. Mahasiswa atau kalangan luas juga mampu menjelaskan cara pembagian ekologi dan interaksi makhluk hidup

4. Mahasiswa atau masyarakat lainnya mampu dan memahami cara menjelaskan asas- asas ekologi dan interaksi makhluk hidup

1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Ekologi

a) Pengertian Ekologi

Dalam kehidupan sehari-hari, terutama di daerah perdesaan, tentunya Anda sering melihat petani sedang mencangkul lahan, membajak, menanam, mengairi sawah, memupuk, dan kegiatan lainnya. Kegiatan petani ini sebetulnya telah dilakukan jauh beberapa abad yang lalu. Secara tidak langsung mereka sudah mengetahui adanya hubungan antara tanaman dengan tanah, tanaman dengan air, tanaman dengan unsur hara, dan lain sebagainya. Apa yang dilakukan petani tersebut sebenarnya sudah mengaplikasikan tentang ekologi. Jadi aplikasi ekologi sebenarnya telah dilakukan oleh manusia jauh sebelum istilah ekologi itu sendiri diperkenalkan oleh para pakar ekologi. Pada pertanian masa kini, manusia sudah banyak menerapkan prinsip-prinsip alami untuk mendukung proses-proses ekologis yang baik. Pada jaman nenek moyang bertani dengan cara masih sangat sederhana, tetapi pada saat ini telah menerapkan prinsip-prinsip ekologi. Misalnya penggunaan pupuk kandang, pupuk hijau, kompos, dan pupuk alam lainnya. Pada dasarnya masyarakat petani sudah mengetahui bahwa dalam kotoran ternak, kompos, maupun daun-daunan mengandung hara yang diperlukan tanaman, sehingga dengan apa yang dilakukan oleh petani tersebut membantu proses-proses ekologis terutama dalam hubungannya dengan pendauran/ siklus hara. Ekologi dikenal sebagai ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Makhluk hidup dalam kasus pertanian adalah tanaman, sedangkan lingkungannya dapat berupa air, tanah, unsur hara, dan lain-lain. Kata ekologi sendiri berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu oikos dan logos. Oikos artinya rumah atau tempat tinggal, sedangkan logos artinya ilmu atau pengetahuan. Jadi semula ekologi artinya “ilmu yang mempelajari organisme di tempat tinggalnya”. Umumnya yang dimaksud dengan ekologi adalah “ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara organisme atau kelompok organisme dengan lingkungannya”. Saat ini ekologi lebih dikenal sebagai ”ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi dari alam”. Bahkan ekologi dikenal sebagai ilmu yang mempelajari rumah tangga makhluk hidup. Kata ekologi pertama kali diperkenalkan oleh Ernst Haeckel seorang ahli biologi Jerman

2 pada tahun 1866. Beberapa para pakar biologi pada abad ke 18 dan 19 juga telah mempelajari bidang-bidang yang kemudian termasuk dalam ruang lingkup ekologi.

Misalnya Anthony van Leeuwenhoek, yang terkenal sebagai pioner penggunaan mikroskop, juga pioner dalam studi mengenai rantai makanan dan regulasi populasi.

Bahkan jauh sebelumnya, Hippocrates, Aristoteles, dan para filosuf Yunani telah menulis beberapa materi yang sekarang termasuk dalam bidang ekologi.

Secara ringkas, ruang lingkup ekologi dapat digambarkan melalui spektrum biologi, yang menggambarkan aras-aras organisasi kehidupan sebagai berikut :

1. Protoplasma adalah zat hidup dalam sel dan terdiri atas senyawa organik yang kompleks, seperti lemak, protein, dan karbohidrat.

2. Sel adalah satuan dasar suatu organisme yang terdiri atas protoplasma dan inti yang terkandung dalam membran. Membran merupakan komponen yang menjadi pemisah dari satuan dasar lainnya.

3. Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi sama, misalnya jaringan otot.

4. Organ atau alat tubuh merupakan bagian dari suatu organisme yang mempunyai fungsi tertentu, misalnya kaki atau telinga pada hewan, dan daun atau akar pada tumbuhan.

5. Sistem organ adalah kerja sama antara struktur dan fungsi yang harmonis, seperti kerja sama antara mata dan telinga, antara mata dan tangan, dan antara hidung dengan tangan.

6. Organisme adalah suatu benda hidup, jasad hidup, atau makhluk hidup.

7. Populasi adalah kelompok organisme yang sejenis yang hidup dan beranak pada suatu daerah tertentu. Contohnya populasi rusa di pulau Jawa, populasi banteng di Ujung Kulon, populasi badak di Ujung Kulon, dan populasi ayam kampung di Jawa Barat.

8. Komunitas adalah semua populasi dari berbagai jenis organisme yang menempati suatu daerah tertentu. Di daerah tersebut setiap populasi berinteraksi satu dengan lainnya. Misalnya populasi rusa berinteraksi dengan

3 populasi harimau di Pulau Sumatra atau populasi ikan mas berinteraksi dengan populasi ikan mujair.

9. Ekosistem adalah tatanan kesatuan secara utuh menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi. Ekosistem merupakan hubungan timbal balik yang kompleks antara makhluk hidup dengan lingkungannya, baik yang hidup maupun tak hidup (tanah, air, udara, atau kimia fisik) yang secara bersama-sama membentuk suatu sistem ekologi

10.Biosfer adalah lapisan bumi tempat ekosistem beroperasi. Lapisan biosfer kira-kira 9000 m di atas permukaan bumi, beberapa meter di bawah permukaan tanah, dan beberapa ribu meter di bawah permukaan laut.

Sinekologi merupakan studi dari kelompok organisme sebagai suatu kesatuan yang lebih bersifat filosofis, deduktif, dan umumnya deskriptif. Contoh studi autekologi adalah ekologi tikus yang diberi perlakuan tertentu, misalnya sebagian ruang geraknya terbatas, sebagian yang lain ruang geraknya bebas, lalu diukur perkembangan otaknya setelah waktu tertentu dan dibandingkan satu sama lain.

Contoh studi sinekologi adalah ekologi hutan hujan tropis yang mengkaji berbagai jenis tumbuhan yang ada, populasi masing-masing jenis, kerapatan persatuan luas, fungsi berbagai tumbuhan yang ada, kondisi hutan atau tingkat kerusakan, hubungannya dengan tanah, air, atau komponen fisik lainnya. Mengacu kedua contoh tersebut, jelas kedua pendekatan sangat berbeda.

4 Pada perkembangannya autekologi telah mempelajari berbagai jenis hewan maupun tumbuhan. Demikian pula sinekologi yang kemudian dapat dibedakan lagi, antara lain menjadi ekologi perairan tawar, ekologi daratan (terestrial), dan ekologi lautan. Sinekologi juga telah berkembang ke berbagai ekosistem yang ada di permukaan bumi. Perkembangan ekologi jelas sangat diharapkan dalam dunia ilmu pengetahuan terutama dalam menunjang pembangunan.Di samping pengelompokan tersebut, ada pengamat lingkungan yang membuat kajian ekologi menurut habitat atau tempat suatu jenis atau kelompok jenis tertentu. Oleh karena itu ada istilah ekologi bahari atau kelautan, ekologi perairan tawar, ekologi darat atau terestrial, ekologi estuaria (muara sungai ke laut), ekologi padang rumput, dan lain-lain. Pengelompokan yang lain adalah menurut taksonomi, yaitu sesuai dengan sistematika makhluk hidup, misalnya ekologi tumbuhan, ekologi hewan (ekologi serangga, ekologi burung, ekologi kerbau, dan lain sebagainya), serta ekologi mikroba atau jasad renik.

b) Kedudukan dan Perkembangan Ekologi

Sebagai bagian dari biologi, ekologi merupakan bagian dasar. Ekologi sejajar dengan bagian dasar yang lain, misalnya biologi molekuler, biologi perkembangan, genetika, fisiologi, dan morfologi. Ekologi mengalami perkembangan sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Perkembangan ekologi mempengaruhi ilmu yang lain, demikian juga perkembangan ilmu yang lain mempengaruhi ekologi. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa ekologi berasal dari kata oikos yang artinya rumah dan logos yang artinya ilmu. Secara harfiah ilmu ekologi adalah suatu ilmu yang mempelajari “tata rumah” atau “tata rumah tangga” manusia. Lambat laun bidang ilmu penelitian ekologi tidak terbatas pada manusia dan lingkungannya, tetapi penelitian juga meluas sampai pada penelitian atas semua jasad hidup dan lingkungannya. Ilmu ekologi dalam menganalisis tata lingkungan mempergunakan konsep model lingkaran. Lingkaran yang melukiskan proses rumah tangga lingkungan lazim dikenal dengan nama “lingkaran energi, materi, dan informasi” (Gambar 1.2).

Dalam proses tersebut dikenal 2 golongan, yaitu: (1) golongan produsen, (2) golongan konsumen (termasuk jasad hidup pengurai). Selama proses aliran 1.8 Ekologi energi dan materi tidak terganggu, selama itu pula tata lingkungan tetap dalam

“keseimbangan ekologis”. Pada Gambar 1.2 menunjukkan bahwa ilmu ekologi mencurahkan perhatiannya pada pengaliran energi, materi, dan informasi. Jadi pada gambar tersebut tampak adanya hubungan antara kehidupan masyarakat dengan

5 lingkungannya. Corak pertumbuhan dan perkembangan ilmu ekologi, seorang ahli ilmu hayat pencipta ilmu ekologi bernama Haeckel (1866) mengemukakan bahwa ilmu ekologi tergolong dalam disiplin “biologi”, karena ilmu ekologi mempelajari persyaratan biologis bagi jasad dan makhluk hidup dalam lingkungannya. Justru dari kalangan para ahli biologi, ilmu ekologi tidak mendapatkan perhatian secara layak.

Ada beberapa ahli yang mengembangkan ilmu ekologi, di antaranya adalah ahli dalam bidang geografi fisik dan biografi. Ilmu ekologi pada awalnya merupakan suatu pengetahuan umum dan hanya mempelajari hubungan lingkungan secara individual atas dasar fisiologi. Pada waktu itu para cendekiawan, khususnya dari kalangan ilmu alam, kurang menaruh perhatian pada berbagai ilmu yang sifatnya umum, tetapi orang lebih banyak mengarahkan perkembangan ilmu-ilmu ke arah spesialisasi. Walaupun perhatian orang terhadap ilmu ekologi jika dibandingkan dengan ilmu lain, terutama ekonomi dan politik kurang memadai, namun ekologi terus berkembang. Sebagai bukti bahwa ilmu ekologi dapat terus berkembang dan melebarkan sayapnya ke bidang-bidang lain seperti botani, dan zoologi. Gambar 1.2. Hubungan antara manusia dan lingkungan dengan aliran materi, energi, dan informasi BIOL4215/MODUL 1 1.9 Belakangan ini kebijakan pemerintah dan berbagai organisasi lain dalam

“perlindungan alam dan lingkungan permukiman” serta “pemeliharaan dan pelestarian lingkungan” didasarkan atas hasil penelitian dan ajaran ilmu ekologi. Sebagai langkah lebih lanjut dari ilmu ekologi yang patut disinggung adalah diperkenalkannya

“ekologi landscape”. Perhatian orang terhadap ilmu ekologi yang pada mulanya kurang, secara mendadak berubah. Perubahan sikap para cendekiawan dan politisi atas ilmu ekologi terjadi setelah dunia dilanda “krisis lingkungan hidup manusia”.

Pada dasawarsa 1970-an setelah diadakannya konferensi PBB tentang lingkungan hidup “Stockholm” (1972), perhatian cendekiawan, politisi, dan pemerintah dari negara-negara maju dan negara berkembang terhadap permasalahan lingkungan hidup berubah, termasuk dalam dunia ilmu pengetahuan dan penelitian lingkungan. Salah satu resolusi yang dihasilkan oleh konferensi Stockholm adalah didirikannya badan khusus dalam PBB yang memperoleh tugas untuk mengurus permasalahan lingkungan. Nama badan itu ialah UNEP (United Nations Environmental Program) yang berkedudukan di Nairobi (Kenya). Pada setiap tanggal 5 Juni (hari pembukaan konferensi di Stockholm) oleh banyak negara, termasuk di Indonesia dijadikan sebagai hari lingkungan hidup untuk memperingatkan dunia atas bahaya yang terus- menerus mengancam lingkungan hidup kita. Hal tersebut merupakan wujud dari

6 perkembangan ilmu ekologi. Sementara itu, para pakar ekologi pada awalnya mempelajari ekologi berawal dari geografi tumbuhan yang berkembang ke aspek lain yaitu komunitas tumbuhan yang kemudian berkembang menjadi ekologi komunitas.

Pada waktu yang hampir bersamaan juga berkembang berbagai studi mengenai dinamika populasi atau ekologi populasi. Studi ini kemudian berkembang menjadi ekologi perilaku. Perkembangan ini tentunya akan terus berlanjut sejalan dengan berjalannya waktu. Hingga beberapa tahun, dinamika populasi dan ekologi komunitas menjadi perhatian besar bagi para pakar ekologi. Dengan adanya perhatian yang besar terhadap berbagai faktor fisik lingkungan, kemudian timbul beberapa cabang ilmu ekologi seperti ekoklimatologi, fisioekologi, dan ekoenergetika. Telah disebutkan sebelumnya bahwa ekologi adalah bagian dari biologi, tetapi ekologi tidak dapat dipisahkan dari ilmu-ilmu yang lain, seperti ilmu fisika, kimia, serta ilmu bumi dan antariksa. Ilmu fisika berperan penting 1.10 Ekologi dalam ekologi karena berbagai faktor fisik seperti suhu, kelembaban, cahaya, hujan, dan faktor fisik lainnya banyak terkait dalam studi ekologi. Ilmu kimia menduduki peran penting dalam ekologi karena proses kimia merupakan proses yang mendukung studi ekologi. Misalnya dalam siklus C, P, N, K merupakan bagian penting dari ekologi. Ekologi modern memusatkan perhatian pada konsep ekosistem. Konsep ini menyangkut beberapa asas dasar yang nanti akan diuraikan pada kegiatan belajar atau modul-modul berikutnya.

Penggunaan konsep ekosistem menuju kepada pendekatan baru yaitu pendekatan sistem. Pendekatan ini meliputi penggunaan model-model matematika, yang antara lain digunakan untuk menjelaskan secara lebih sederhana suatu ekosistem atau dapat pula untuk meramal/menduga perubahan-perubahan yang akan terjadi pada masa yang akan datang. Bahkan dalam perencanaan pembangunan, dapat diperkirakan dampak-dampak yang akan terjadi pada suatu ekosistem sehingga dapat direncanakan pula bagaimana mengeliminir dampak negatif yang akan terjadi.

2.2 Ekosistem a) Ekosistem

Suatu ekosistem dapat mencakup area yang luas, misalnya hutan, atau mikrokosmos (microcosm), seperti ruang di bawah batang kayu yang tumbang atau kolam kecil. Seperti populasi dan komunitas, batas-batas ekosistem terkadang tidak jelas. Banyak ahli ekologi memandang keseluruhan biosfer sebagai suatu ekosistem global, gabungan dari semua ekosistem lokal di bumi. Terlepas dari ukuran ekosistem,

7 dinamikanya melibatkan dua proses yang tidak dapat dijabarkan sepenuhnya oleh fenomena populasi atau komunitas yaitu berupa aliran energi dan siklus unsur kimia.

Energi memasuki sebagian besar ekosistem sebagai sinar matahari. Energi dikonversi menjadi energi kimiawi oleh autotrof, diteruskan ke heterotrof di dalam senyawa-senyawa organik makanan, dan dibuang sebagai panas. Unsur-unsur kimia, misalnya karbon dan nitrogen, didaur di antara komponen-komponen abiotik dan biotik dari ekosistem. Unsur-unsur kimia dikembalikan dalam bentuk anorganik ke lingkungan melalui metabolisme tumbuhan dan hewan serta oleh organisme yang lain, misalnya bakteri dan fungi, yang menguraikan zat-zat buangan organik dan organisme mati.

Energi maupun materi ditransformasi dalam ekosistem melalui fotosintesis dan hubungan makan-dimakan. Akan tetapi, tidak seperti materi, energi tidak bisa didaur-ulang. Oleh karena itu, suatu ekosistem harus ditenagai oleh aliran masuk energi yang berkesinambungan dari sumber eksternal-pada sebagian besar kasus, matahari. Energi mengalir melalui ekosistem, sementara materi mendaur di dalam dan melalui ekosistem. Sumber daya yang sangat penting bagi kesintasan dan kesejahteraan manusia, mulai dari makanan yang kita makan hingga oksigen yang kita hirup, merupakan produk dari proses-proses ekosistem.

1) Hukum Fisika yang Mengatur Aliran Energi dan Siklus Unsur Kimia dalam Ekosistem

− Kekekalan Energi

Karena para ahli ekologi ekosistem mempelajari interaksi organisme dengan lingkungan fisik, banyak pendekatan ekosistem didasarkan pada hukum-hukum fisika dan kimia yang telah banyak digunakan. Hukum pertama termodinamika, menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, namun hanya ditransfer atau ditransformasi. Dengan demikian, kita dapat menghitung transfer energi melalui suatu ekosistem dari masuknya sebagai radiasi matahari hingga pelepasannya sebagai panas dari organisme.

Tumbuhan dan organisme fotosintetik lainnya mengkonversi energi surya menjadi energi kimiawi, namun jumlah total energi tidak berubah. Jumlah total energi yang tersimpan dalam molekul-molekul organik plus jumlah yang terpantulkan dan terbuang sebagai panas harus sebanding dengan energi surya total yang tertangkap oleh tumbuhan. Salah satu bidang ekologi ekosistem melibatkan penghitungan

8 anggaran energi semacam itu dan menelusuri aliran energi melalui ekosistem- ekosistem sehingga dapat menentukan seberapa banyak organisme yang dapat didukung oleh suatu habitat dan jumlah makanan bagi manusia yang bisa dipanen dari daerah tertentu.

Salah satu implikasi dari hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa setiap pertukaran energi meningkatkan entropi alam semesta, adalah bahwa konversi energi tidak bisa sepenuhnya efisien (Beberapa energi selalu hilang sebagai panas). Gagasan ini menunjukkan bahwa kita dapat mengukur efisiensi konversi energi ekologis dalam cara yang sama dengan mengukur efisiensi bola lampu dan mesin mobil. Energi yang mengalir melalui ekosistem pada akhirnya dibuang ke antariksa sebagai panas, jadi jika matahari tidak menyediakan energi secara terus- menerus ke bumi, sebagian besar ekosistem akan punah.

− Kekekalan Massa

Materi, seperti energi, tidak bisa diciptakan atau dihancurkan. Hukum kekekalan massa (law of conservation mass) ini sama pentingnya dengan hukum- hukum termodinamika bagi para ahli ekologi ekosistem. Karena massa bersifat kekal, kita dapat menentukan seberapa banyak unsur kimia yang didaur di dalam suatu ekosistem, atau diperoleh atau hilang dari ekosistem itu seiring waktu. Tidak seperti energi, unsur kimia terus-menerus didaur-ulang di dalam ekosistem.

Sebuah atom karbon dalam CO, dilepaskan dari tanah oleh dekomposer, diambil oleh rumput melalui fotosintesis, dikonsumsi oleh pemakan rumput dan dikembalikan ke tanah di dalam kotoran . Pengukuran dan analisis dari pendauran unsur kimia semacam itu di dalam ekosistem dan biosfer sebagai suatu keseluruhan merupakan aspek yang penting dari ekologi ekosistem. Walaupun tidak hilang pada skala global, unsur-unsur bergerak di antara ekosistem-ekosistem sebagai masukan dan keluaran.

Pada suatu ekosistem hutan, misalnya, sebagian besar nutrien atau mineral, unsur-unsur esensial yang diperoleh tumbuhan dari tanah-masuk sebagai debu atau zat-zat terlarut dalam air hujan atau tergelontor dari bebatuan di dalam tanah. Misal nitrogen yang disuplai melalui proses biologis yang disebut fiksasi nitrogen. Disisi keluaran, gas-gas mengembalikan unsur-unsur ke atmosfer, sementara air mengangkut material-material. Seperti organisme, ekosistem merupakan sistem terbuka, mengabsorpsi energi dan massa serta melepaskan panas dan produk-produk buangan.

− Energi, Massa, dan Tingkat Trofik

9 Para ahli ekologi menggolongkan spesies ke dalam tingkat trofik berdasarkan sumber utama nutrisi dan energinya. Tingkat trofik yang akhirnya mendukung semua bagian-bagian autotrof yang lain, disebut juga produsen primer (primary producer) dari ekosistem. Sebagian besar autotrof adalah organisme fotosintetik yang menggunakan energi cahaya untuk mensintesis gula dan senyawa-senyawa organik lain, yang kemudian digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi seluler dan sebagai materi pembangun untuk pertumbuhan. Tumbuhan, alga, dan prokariota fotosintetik adalah autotrof utama biosfer, walaupun prokariota kemosintetik merupakan produsen utama pada ekosistem tertentu, seperti lubang sembur air panas laut-dalam dan beberapa kolam mata air dalam gua.

Organisme-organisme pada tingkat trofik di atas produsen primer merupakan heterotrof yang secara langsung maupun tidak langsung bergantung pada keluaran biosintetik dari produsen primer. Herbivora, yang memakan tumbuhan dan produsen primer yang lain, merupakan konsumen primer (primary consumer). Karnivora yang memakan herbivora merupakan konsumen sekunder (secondary consumer), sementara karnivora yang memakan karnivora yang lain adalah konsumen tersier (tertiary consumer).

Kelompok heterotrof penting lainnya terdiri dari detritivor. Detritivor (detritivore) atau dekomposer (decomposer) adalah konsumen yang memperoleh energi dari detritus, yang merupakan material organik tak hidup, seperti sisa-sisa organisme mati, feses, dedaunan yang gugur, dan kayu. Banyak detritivor pada akhirnya dimakan oleh konsumen sekunder dan tersier. Dua kelompok detritivor yang penting adalah prokariota dan fungi. Organisme-organisme ini mensekresikan enzim- enzim yang mencerna material organik; mereka kemudian mengabsorpsi produk- produk penguraian, menautkan konsumen dan produsen primer dalam suatu ekosistem. Di hutan, misalnya, burung memakan cacing tanah yang telah memakan sampah daun serta prokariota dan fungi yang terkait.

2) Energi dan Faktor Pembatas Lain yang Mengontrol Produksi Primer pada Ekosistem

− Anggaran Energi Ekosistem

Produksi primer menentukan batasan pengeluaran bagi anggaran energi global. Produksi primer kotor adalah energi total yang diasimilasi oleh suatu ekosistem dalam periode tertentu. Produksi primer bersih, energi yang terakumulasi dalam biomassa autotrof, setara dengan produksi primer kotor dikurangi energi yang

10 digunakan oleh produsen primer untuk respirasi. Hanya produksi primer bersih yang tersedia untuk konsumen.

− Produksi Primer di Ekosistem Perairan

Pada ekosistem laut dan perairan tawar, cahaya dan nutrien membatasi produksi primer. Di dalam zona fotik, faktor yang paling sering membatasi produksi primer adalah suatu nutrien seperti nitrogen, fosfor, atau besi.

− Produksi Primer di Ekosistem Darat

Pada ekosistem darat, faktor-faktor iklim seperti suhu dan kelembaban mempengaruhi produksi primer pada skala geografis yang luas. Secara lebih lokal, satu jenis nutrien tanah seringkali menjadi faktor pembatas dalam produksi primer.

3) Tranfer Energi antar Tingkat Trofik Biasanya Hanya 10% Efektif

− Efisiensi Produksi

Jumlah energi yang tersedia untuk setiap tingkat trofik ditentukan oleh produksi primer bersih dan efisiensi ketika energi makanan dikonversi menjadi biomassa pada setiap tautan dalam rantai makanan. Persentase energi yang ditransfer dari satu tingkat trofik ke tingkat berikutnya, disebut efisiensi trofik, umumnya sekitar 5-20%, biasanya bernilai 10%. Piramida produksi bersih dan biomassa mencerminkan efisiensi trofik yang rendah.

− Hipotesis Dunia Hijau

Menurut hipotesis dunia hijau, herbivor hanya mengonsumsi sebagian kecil vegetasi karena predator, patogen, kompetisi, pembatasan oleh nutrien, dan faktor- faktor lain yang menekan pertumbuhan populasi herbivor.

4) Proses Biologis dan Geokimiawi Mendaur Nutrien antara Bagian-bagian Organik dan Anorganik dari suatu Ekosistem

− Daur Biogeokimiawi

Air bergerak dalam suatu siklus global yang dipengaruhi oleh energi surya.

Siklus karbon terutama mencerminkan proses timbal-balik dari fotosintesis dan respirasi seluler. Nitrogen memasuki ekosistem melalui deposisi atmosfer dan fiksasi nitrogen oleh prokariota, namun sebagian besar pendauran nitrogen dalam ekosistem alamiah melibatkan siklus lokal antara organisme dan tanah atau air. Siklus fosfor relatif terlokalisasi.

− Dekomposisi dan Laju Pendauran Nutrien

11 Proporsi nutrien dalam bentuk tertentu dan waktu pendauran dalam bentuk itu bervariasi di antara ekosistem-ekosistem, terutama akibat perbedaan dalam laju dekomposisi.

− Studi Kasus: Pendauran Nutrien di Hubbard Brook Experimental Forest

Pendauran nutrien sangat diregulasi oleh vegetasi. Penelitian di Hubbard Brook menunjukkan bahwa penebangan hutan meningkatkan aliran air di permukaan tanah dan dapat menyebabkan kehilangan mineral dalam jumlah besar. Penelitian ini juga menunjukkan nilai penting pengukuran ekologi jangka panjang dalam mendokumentasikan kejadian dan pemulihan dari masalah-masalah lingkungan.

5) Aktivitas Manusia Kini Mendominasi Sebagian Besar Siklus Unsur Kimia di Bumi

− Pengayaan Nutrien

Pertanian menghilangkan nutrien-nutrien dari ekosistem, sehingga suplemen biasanya dibutuhkan dalam jumlah besar. Nutrien dalam pupuk dapat mencemari air tanah dan air permukaan ekosistem akuatik, yang dapat merangsang pertumbuhan alga berlebihan (eutrofikasi).

− Hujan Asam

Pembakaran bahan bakar fosil adalah penyebab utama hujan asam. Ekosistem- ekosistem Amerika Utara dan Eropa yang searah dengan arah angin dari daerah- daerah industri telah rusak akibat hujan dan salju yang mengandung asam nitrat dan asam sulfurat.

− Toksin di Lingkungan

Toksin bisa terkonsentrasi dalam tingkat trofik jejaring makanan yang bertingkat-tingkat. Pelepasan limbah toksik telah mencemari lingkungan dengan zat- zat berbahaya yang seringkali bertahan lama dan menjadi terkonsentrasi di sepanjang rantai makanan melalui magnifikasi biologis.

− Gas-gas Rumah Kaca dan Pemanadan Global

Akibat pembakaran kayu dan bahan bakar fosil serta aktivitas manusia yang lain, konsentrasi CO2 di atmosfer terus-menerus meningkat. Efek-efek akhirnya mencakup pemanasan global yang signifikan dan perubahan-perubahan iklim yang lain.

− Deplesi Ozon di Atmosfer

Lapisan ozon mengurangi penembusan radiasi UV melalui atmosfer. Aktivitas manusia, termasuk pelepasan pencemar-pencemar yang mengandung klorin,

12 menipiskan lapisan ozon, namun kebijakan-kebijakan pemerintah dapat membantu memecahkan masalah tersebut.

b) Keanekaragaman dalam Ekosistem

Ekosistem berarti suatu kesatuan yang dibentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup (komponen biotik) dan lingkungannya (komponen abiotik).

Setiap ekosistem memiliki ciri-ciri lingkungan fisik, lingkungan kimia, tipe vegetasi/tumbuhan, dan tipe hewan yang spesifik. Kondisi lingkungan makhluk hidup ini sangat beragam. Kondisi lingkungan yang beragam tersebut menyebabkan jenis makhluk hidup yang menempatinya beragam pula. Keanekaragaman seperti ini disebut sebagai keanekaragaman tingkat ekosistem.

Faktor abiotik yang mempengaruhi faktor biotik di antaranya adalah iklim, tanah, air, udara, suhu, angin, kelembapan, cahaya, mineral, dan tingkat keasaman.

Variasi faktor abiotik menimbulkan kondisi berbeda pada setiap ekosistem. Untuk mengetahui adanya keanekaragaman hayati pada tingkat ekosistem, dapat dilihat dari satuan atau tingkatan organisasi kehidupan di tempat tersebut.

Secara garis besar, terdapat dua ekosistem utama, yaitu ekosistem daratan (eksosistem terestrial) dan ekosistem perairan (ekosistem aquatik). Ekosistem darat terbagi atas beberapa bioma, di antaranya bioma gurun, bioma padang rumput, bioma savana, bioma hutan gugur, bioma hutan hujan tropis, bioma taiga, dan bioma tundra.

Bioma diartikan sebagai kesatuan antara iklim dominan dan vegetasi serta hewan yang hidup di dalam iklim dominan tersebut. Bisa juga diartikan suatu daratan luas yang memiliki karakteristik komponen biotik dan abiotik. Adapun ekosistem perairan dapat dibagi menjadi ekosistem air tawar, ekosistem laut, ekosistem pantai, ekosistem hutan bakau, dan ekosistem terumbu karang.

Keanekaragaman ekosistem terbentuk dari keanekaragaman gen dan jenis, sehingga dapat digambarkan suatu urutan berikut:

Gen ——> keanekaragaman gen ——> keanekaragaman jenis ——>

keanekaragaman ekosistem

Hal ini dapat dilihat pada conoh berikut ini,

− Ekosistem Lumut

Ekosistem lumut adalah ekosistem yang mayoritas lingkungannya ditumbuhi oleh lumut. Umumnya ekosistem ini terdapat di kawasan dengan temperatur rendah, seperti puncak gunung, perbukitan, lembah dan daerah dekat kutub. Hewan yang

13 hidup di ekosistem lumutnya biasanya mempunya ciri berbulu tebal dan toleran terhadap suhu dingin.

− Ekosistem Hutan Berdaun Jarum

Ekosistem berdaun jarum terdapat di kawasan beriklim sub tropis. Ekosistem ini biasanya berada di lingkungan bersuhu rendah atau dingin.

− Ekosistem Hutan Hujan Tropis

Ekosistem hutan hujan tropis memiliki aneka tumbuhan yang bermacam- macam. Keanekaragaman hayati di kawasan ini sangat bervariasi, contohnya adalah hutan-hutan di Indonesia dengan jutaan spesies yang hidup di dalamnya.

− Ekosistem Padang Rumput

Ekosistem padang rumput atau sabana merupakan wilayah yang didominasi oleh rerumputan yang terhampar luas. Ekosistem ini terdapat di kawasan kering, seperti hutan-hutan Afrika.

− Ekosistem Padang Pasir

Salah satu ciri ekosistem padang pasir adalah adanya tumbuhan kaktus dengan sifat membutuhkan sedikit air untuk bertahan hidup. Hewan-hewan yang hidup di kawasan ini contohnya adalah reptil, mamalia kecil serta berbagai jenis burung.

− Ekosistem Pantai

Ekosistem pantai terdapat di wilayah pesisir yang berbatasan dengan laut atau samudera. Contoh hewan yang berhabitat di wilayah ini adalah kepiting, serangga, serta burung-burung pantai.

2.3 Interaksi Makhluk Hidup dalam Ekosistem a) Interaksi antara Makhluk Hidup

1) Kompetisi

Kompetisi merupakan interaksi antar species untuk memperebutkan sumber makanan. Misalnya, sapi dan kambing yang memperebutkan rumput yang akan menjadi sumber makanan mereka. Juga, harimau dan singa yang sedang memperebutkan daging rusa. Jika 2 species berkompetensi utnuk mendapat sumber daya yang sama, maka 2 species itu tidak bisa hidup pada tempat yang sama. Hal itu yang disebut eksekutif

Terdapat dua respon species/organisme saat menghadapi persaingan yaitu:

1. Eksklusi persaingan (Competitive Exclusion): satu spesies akan memanfaatkan sumber daya dengan lebih efektif sehingga spesies lain akan punah.

14 2. Pemisahan sumber daya (Resource Partitioning): setiap spesies akan hidup dalam habitat yang sama tetapi tetapi terjadi pembagian sumber daya (pemisahan relung/niche separation).

2) Predasi

Predasi adalah interaksi antar organisme, dimana satu organisme memakan organisme lainnya. Organisme yang memakan disebut predator, sedangkan organisme yang dimakan disebut prey. Hubungan ini sangat erat, sebab tanpa prey, predator tidak dapat hidup. Model prey-predator merupakan interaksi antara mangsa dengan pemangsa, dimana interaksi tersebut mempengaruhi perkembangan populasi dari prey maupun predator. Jumlah populasi prey akan bertambah jika populasi predator sedikit atau tidak ada, begitu juga sebaliknya jumlah populasi predator bisa bertambah jika jumlah prey banyak dan akan berkurang jika tidak ada lagi prey yang dimangsa.

3) Simbiosis

− Mutualisme

Simbiosis mutualisme merupakan interaksi antar makhluk hidup yang saling menguntutngkan. Hubungan mutualisme terkadang berhubungan dengan evolusi- adaptasi terhadap makhluk hidup. Contohnya tumbuhan berbunga yang memiliki yang beradaptasi dengan nectar atau buah yang memikat hewan, lalu, hewan bertugas untuk membantu polinasi dan menyebarkan biji-bijian.

− Komensalisme

Symbiosis komensalisme merupakan interaksi antar makhluk hidup dimana salah satu organisme mendapat keuntungan, sedangkan organisme lain tidak mendapat keuntungan maupun kerugian. Interaksi komensalisme sulit ditemukan, karena saat makhluk hidup berinteraksi, berkemungkinan mempengaruhi antar organisme meskipun sedikit. Contoh dari interaksi komensalisme adalah cowbird yang memakan serangga yang jatuh dari rerumputan yang dimakan sapi, kerbau, kambing, dll.

− Parasitisme

Simbosis parasitisme merupakan interaksi antar makhluk hidup yang merugikan untuk salah satu organisme. Dimana satu organisme ini mendapat nutrient dari sang inang dan sang inang dirugikan dari interaksi tersebut. Contoh dari

15 symbiosis parasitisme adalah benalu yang menempel pada pohon mangga dan mengambil nutrien-nutrien dari pohon mangga tersebut.

b) Struktur Trofik dan Jaring Makanan

Struktur dan dinamika komunitas bergantung pada interaksi makan-dimakan dalam sebuah ekosistem. Transfer energi makanan dari tingkat bawah ke tingkat atas yang berwumber dari organisme autotroph yang kemudian dimakan oleh hewan herbivora dan dilanjutkan ke hewab karnivora yang merupakan konsumen sekunder, tersier dan kuartier dan pada akhirnya ke decomposer disebut rantai makanan. Pada 1920 an, ahli biologi yang Bernama Charles Elton dari Oxford University mengatakan bahwa rantai makanan bukanlah unit-unit yang terisolasi, tetapi saling berhubungan satu sama lain. Rantai makanan yang berhubungan biasa disebut jaring makanan.

16

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

3.1 Kesimpulan

Ekosistem juga dapat didefinisikan sebagai suatu satuan lingkungan yang melibatkan unsur-unsur biotik (jenis-jenis makhluk) dan faktor-faktor fisik (iklim, air, dan tanah) serta kimia (keasaman dan salinitas) yang saling berinteraksi satu sama lainnya. Ekosistem yang ada di dunia dibagi menjadi dua, yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. Ekosistem alam terdiri atas ekosistem air dan ekosistem darat.

Ekosistem air sendiri terdiri atas ekosistem air tawar dan ekosistem air asin. Dan Ekosistem darat terdiri atas ekosistem hutan, padang rumput, padang pasir, tundra, dan taiga. Ekosistem buatan merupakan ekosistem yang diciptakan manusia untuk memenuhi kebutuhan manusia.

3.2 Saran

Sebagai warga masyarakat yang baik kita harus menjaga lingkungan sekitar. Terutama lingkungan yang ada di sekitar tempat tinggal kita. Cara termudah dengan tidak membuang sampah sembarangan. Dengan hal sekecil itu kita bisa menjaga keadaan tempat tinggal kita. Untuk pengolahan sumber daya alam serta pelestariannya kita harus banyak belajar tentang teknologi dan cara pengolahan sumber daya alam kita agar nantinya sumber daya alam di negara kita bisa kita olah sendiri tanpa harus di pergunakan oleh negara lain.

17

DAFTAR PUSTAKA

Abu Bakar Sidik Katili. 2012. Penurunan Jasa (servis) Ekosistem Sebagai Pemicu Meningkatnya Perubahan Iklim Global. Hlm. 17

Ahmad Zulfikar Zein a Mengenal Alam IPA III : untuk SD / MI Kelas III (Budi .

— Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009), 2.

Aisyah, S., Amini, M., Chandrawati, T., & Novita, D. (2014). Perkembangan dan konsep dasar pengembangan anak usia dini.

Bahak Udin By Arifin, M., Rais, P., & Nurdyansyah, N. (2017). An Evaluation of Graduate Competency in Elementary School. Atlantis Press. Advances in Social Science, Education and Humanities Research (ASSEHR), volume 125 Chiras, D. D. ―Lessons From Nature:Learning to Live Sustainably on the Earth‖.

(Washington D.C : Island Press, 1992).

Resosudarmo, R.S.; K. Kartawinata; A. Soegiarto. (1992). Pengantar ekologi.

Penerbit Remaja Rosdakarya. Bandung.

Smith, R.L. (1974). Ecology and Field Biology. 2nd. ed. Harper & Row, Pub. New York.

Soemarwoto, O. (1991). Ekologi dalam pembangunan berwawasan lingkungan.

Panitia Penghormatan Purnabakti Profesor Otto Sumarwoto. Bandung.