Makhluk hidup tidak dapat hidup tanpa adanya lingkungan. Makhluk hidup selalu berinteraksi dengan lingkungannya. Interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya akan membentuk suatu sistem yang disebut dengan ekosistem.
Tahukah kamu apa ekosistem itu? Komponen apa saja yang menyusun ekosistem? Nah, jawabannya akan dibahas dalam materi kali ini yaitu tentang ekologi.
Daftar Isi
Pengertian Ekologi
Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan saling ketergantungan atau hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya di dalam suatu ekosistem. Ekosistem adalah suatu sistem di mana terjadi hubungan (interaksi) saling ketergantungan antara komponen-komponen di dalamnya, baik komponen biotik maupun komponen abiotik.
Komponen Ekosistem
Dalam ekologi, ekosistem tersusun atas komponen biotik dan abiotik. Komponen biotik meliputi semua makhluk hidup. Sedangkan komponen abiotik meliputi semua yang tidak hidup. Kedua komponen tersebut saling memengaruhi satu sama lain. Berikut penjelasan mengenai komponen biotik dan abiotik
1. Komponen Biotik
Salah satu komponen dalam ekologi adalah komponen biotik. Komponen biotik terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme (makhluk hidup). Berdasarkan peranannya, makhluk hidup dibedakan menjadi produsen, konsumen, pengurai, dan detritivor.
a. Produsen
Produsen mencakup semua organisme/makhluk hidup autotrof, yaitu makhluk hidup yang mampu mengolah zat anorganik menjadi zat organik yang diperlukan untuk kelangsungan hidupnya, misalnya tumbuhan hijau.
b. Konsumen
Selain organisme autotrof, ada juga yang disebut sebagai organisme heterotrof. Organisme heterotrof adalah organisme/makhluk hidup yang tidak dapat menghasilkan makanan sendiri. Oleh karena itu, organisme heterotrof berperan sebagai konsumen.
Berdasarkan jenis makanannya, konsumen dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu herbivor (pemakan tumbuhan), karnivor (pemakan daging), dan omnivor (pemakan tumbuhan dan daging/hewan).
c. Pengurai
Pengurai atau dekomposer adalah konsumen yang mampu menguraikan zat organik dan zat anorganik. Konsumen yang hidup dalam media organik misalnya jamur.
d. Detritivor
Detritivor adalah konsumen yang memakan bangkai organisme. Organisme yang termasuk kedalam detritivor adalah cacing tanah, semut, rayap, dan ulat.
2. Komponen Abiotik
Selain komponen biotik, komponen yang terdapat pada ekologi adalah komponen abiotik. Komponen abiotik adalah lingkungan hidup yang tersusun atas benda-benda tak hidup. Benda-benda tak hidup sangat menunjang kehidupan komponen biotik di dalamnya. Komponen abiotik yang baik akan mendukung kehidupan makhluk hidup agar tetap tumbuh dengan baik.
Adapun yang termasuk ke dalam komponen abiotik dalam ekologi adalah sebagai berikut.
a. Udara
Udara adalah sekumpulan gas pembentuk lapisan atmosfer yang menyelimuti bumi. Udara berfungsi untuk menunjang kehidupan penghuni ekosistem. Contohnya O2 untuk respirasi makhluk hidup dan gas CO2 untuk proses fotosintesis tumbuhan.
b. Air
Air mengandung berbagai unsur atau senyawa kimia dalam jumlah yang bervariasi, contohnya natrium, kalsium, amonium, nitrit, nitrat, dan fosfat. Jumlah unsur yang terkandung di dalam air bergantung pada kualitas udara dan tanah yang dilalui oleh air.
c. Tanah
Tanah terbentuk dari hasil proses destruktif (pelapukan batuan, pembusukan senyawa organik) dan sintesis (pembentukan mineral). Di dalam tanah terdapat air dan garam-garam mineral yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Sedangkan bagi manusia tanah digunakan untuk lahan pemukiman, pertanian, perkebunan, perindustrian, dan sarana/kegiatan transportasi.
d. Sinar Matahari atau Cahaya
Sinar matahari merupakan sumber energi bagi kehidupan di bumi. Sinar matahari sangat penting bagi makhluk hidup, salah satunya bagi tumbuhan. Sinar matahari dapat membantu tumbuhan dalam proses fotosintesis.
e. Topografi
Topografi adalah keadaan muka bumi suatu daerah yang akan memengaruhi distribusi atau penyebaran makhluk hidup. Topografi meliputi keadaan daratan dan lautan. Keadaan muka bumi yang berbeda-beda akan menyebabkan organisme yang menghuninya juga berbeda. Kondisi topografi suatu daerah dapat menyebabkan adanya organisme endemik. Contohnya komodo yang hanya terdapat di Pulau Komodo.
Interaksi dalam Ekosistem
Bahan kajian ekologi meliputi hubungan (interaksi) antarorganisme. Interaksi makhluk hidup terdiri dari interaksi antarspesies yang sama (intraspesies) dan interaksi dengan spesies lain (interspesies). Hubungan intraspesies terjadi antarindividu dalam suatu populasi. Hal tersebut disebabkan karena tidak ada satu individu yang dapat hidup sendiri. Dalam hubungan intraspesies dapat terjadi kompetisi (persaingan) dan predai (pemangsaan).
Selain itu, ekologi juga mengkaji tentang hubungan antara makhluk hidup dan lingkungannya yang akan membentuk suatu ekosistem yang berbeda. Berikut terdapat beberapa interaksi antarspesies, yaitu netralisme, kompetisi,
1. Netralisme
Netralisme adalah interaksi antara dua spesies atau lebih yang hidup bersama tanpa terjadi gangguan. Dalam hal ini tidak ada yang merasa diuntungkan ataupun dirugikan. Contohnya hubungan antara kambing dengan semut di padang rumput.
2. Predasi (Pemangsaan)
Predasi adalah interaksi antara spesies yang dimangsa dan spesies yang memangsa (predator). Pada umumnya, tubuh pemangsa (predator) berukuran lebih besar daripada tubuh yang dimangsa. Contohnya ular yang memangsa tikus.
3. Kompetisi (Persaingan)
Kompetisi adalah interaksi/ hubungan antarspesies yang menyebabkan adanya persaingan. Persaingan tersebut berupa persaingan untuk mendapatkan makanan, tempat hidup, maupun pasangan. Contohnya tanaman jagung dan rumput yang sama-sama tumbuh di ladang.
4. Amensalisme (Antibiosis)
Amensalisme adalah interaksi antarspesies yang satu menghambat kerja spesies yang lain. Contohnya jamur Penicillium yang menghambat pertumbuhan bakteri.
5. Simbiosis
Simbiosis adalah interaksi antarspesies yang berbeda dan hidup pada suatu tempat tertentu. Simbiosis dibedakan menjadi simbiosis mutualisme, komensalisme, dan parasitisme.
a. Simbiosis Mutualisme
Simbiosis mutualisme adalah interaksi antara dua spesies yang saling menguntungkan. Contohnya hubungan antara lebah dan tanaman bunga.
b. Simbiosis Komensalisme
Simbiosis komensalisme adalah interaksi antara dua spesies di mana salah satu spesies merasa diuntungkan, dan yang lain tidak merasa dirugikan. Contohnya tanaman anggrek dan pohon mangga.
c. Simbiosis Parasitisme
Simbiosis parasitisme adalah interaksi antara dua spesies di mana salah satu spesies merasa diuntungkan, dan yang lain merasa dirugikan. Contohnya kutu rambut yang hidup di kepala manusia.
Piramida Ekologi
Piramida ekologi adalah struktur atau tingkatan trofik energi yang menggambarkan hubungan dalam rantai makanan dalam suatu ekosistem. Piramida ekologi ini berfungsi menunjukkan perbandingan di antara tingkatan trofik yang satu dengan tingkatan trofik lainnya pada suatu ekosistem.
Tumbuhan yang berperan sebagai produsen menempati tingkatan trofik pertama. Hewan yang memakan tumbuhan menempati tingkatan trofik kedua. Selanjutnya karnivora yang secara langsung memakan herbivora menempati tingkatan trofik ketiga.
Piramida ekologi dapat dibedakan menjadi tiga tipe, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, piramida energi.
1. Piramida Jumlah
Piramida jumlah adalah piramida yang menggambarkan jumlah organisme pada tiap tingkatan trofik. Umumnya organisme yang menduduki trofik pertama adalah organisme yang jumlahnya paling banyak. Selanjutnya, makin ke atas, jumlahnya akan berkurang seiring dengan makin meningkatnya tingkatan trofik. Dengan demikian, produsen jumlahnya paling melimpah.
2. Piramida Biomassa
Piramida biomassa adalah piramida yang menggambarkan ukuran berat atau massa materi hidup pada setiap tingkatan trofik pada suatu ekosistem dalam kurun waktu tertentu. Setiap tingkatan trofik, rata-rata berat organisme diukur dalam satuan gram/m2. Umumnya pengukuran berat organisme dilakukan dengan menggunakan sampel organisme kemudian menghitung total biomassanya.
3. Piramida Energi
Tipe piramida ekologi yang terakhir adalah piramida energi. Piramida energi adalah piramida yang menggambarkan proses penurunan energi pada setiap tingkatan trofik. Piramida energi disusun berdasarkan produktivitas organisme pada setiap tingkatan trofik. Setiap perpindahan energi dari tiap tingkatan trofik yang lebih kecil ke tingkatan trofik yang lebih besar selalu terjadi pengurangan.
Dari ketiga tipe piramida ekologi, piramida energi dianggap sebagai model piramida terbaik, dengan alasan sebagai berikut.
- Tidak dipengaruhi oleh ukuran organisme dan kecepatan metabolisme organisme
- Menunjukkan efisiensi ekologi atau produktivitas ekosistem
- Memberikan gambaran berkaitan dengan sifat fungsional suatu ekosistem
Daur Biogeokimia
Daur biogeokimia adalah daur unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari lingkungan melalui komponen biotik, abiotik, kemudian kembali lagi ke lingkungan. Proses tersebut terjadi secara berulang-ulang dan tidak terbatas. Daur biogeokimia terdiri dari daur karbon, daur nitrogen, daur air, daur fosfor, dan daur belerang.
1. Daur Karbon
Unsur karbon terdapat di atmosfer dalam bentuk senyawa karbon anorganik, yaitu karbon dioksida (CO2).Daur karbon dimulai dari CO2 yang terkandung di udara dan larut dalam air akan membentuk persediaan unsure karbon (C) anorganik dan asal unsur C organik. Tumbuhan akan menyerap unsur karbon dalam bentuk CO2 di udara sebagai bahan dasar pada proses fotosintesis.
Di dalam proses tersebut, karbon yang terdapat di lingkungan abiotik masuk ke lingkungan biotik, kemudian akan kembali lagi ke lingkungan abiotik pada proses respirasi. Unsur karbon dari respirasi berupa CO2 atau dalam bentuk lain sebagai sisa-sisa metabolisme. Sisa-sisa tanaman yang mati dan bahan organik yang lain akan diuraikan oleh pengurai dan unsur karbon dilepas ke udara dan air sebagai CO2.
Sebagian bahan organik di dalam tubuh organisme ada yang sulit diuraikan dan ada yang berubah menjadi batu kapur, arang, dan minyak bumi (bahan bakar fosil). Pembakaran bahan bakar fosil akan membebaskan CO2 kembali ke udara.
2. Daur Nitrogen
Nitrogen berfungsi sebagai komponen pembentuk protein atau komponen penyususn asam nukleat (DNA atau RNA). Sumber utama nitrogen adalah N2 di atmosfer. Namun, sebagian besar organisme baik tumbuhan maupun hewan tidak dapat memanfaatkan N2 bebas di udara. Beberapa bakteri, ganggang hijau –biru, dan jamur dapat menggunakan N2 untuk mensintesis bahan yang dapat digunakan oleh organisme lain dalam jumlah kecil.
Berikut adalah tahapan-tahapan dalam proses daur nitrogen.
a. Tahap Fiksasi Nitrogen
Selalu terjadi pelepasan nitrogen dari tanah atau air kembali ke udara. Hal tersebut dapat terjadi karena terdapat bakteri yang melakukan proses denitrifikasi yang mengubah amonia menjadi N2 dan melepaskannya. Kemudian nitrogen di udara (N2) akan berubah menjadi amonia (NH3).
Bakteri yang berperan dalam tahap fiksasi tersebut adalah Rhizobium yang terdapat pada bintil akar tanaman kacang-kacangan.
b. Tahap Nitrifikasi
Pada tahap ini, Amonia akan diubah menjadi nitrat (NO3-) oleh bakteri nitrifikasi di dalam tanah. Sebenarnya, amonia tidak terjadi secara tiba-tiba berubah menjadi nitrat. Namun, amonia akan diubah menjadi nitrit (NO2-) terlebih dahulu oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus. Selanjutnya, bakteri Nitrobacter akan mengubah nitrit (NO2-) menjadi nitrat (NO3-).
c. Tahap Asimilasi
Pada tahap ini nitrogen akan diserap oleh tumbuhan, kemudian akan diasimilasi menjadi protein dan asam amino.
d. Tahap Amonifikasi
Pada tahap ini, apabila tanaman sudah mati ikatan nitrogen akan pecah dan oleh bakteri amonia akan diubah menjadi amonia kembali
e. Tahap Denitrifikasi
Pada tahap ini, nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) dapat langsung tereduksi menjadi gas nitrogen (N2).
3. Daur Air
Berikut adalah tahapan-tahapan pada daur air.
a. Saat terkena cahaya matahari, seluruh permukaan bumi yang mengandung air akan mengalami penguapan (evaporasi), sementara makhluk hidup mengalami transpirasi (kehilangan air melalui penguapan/evaporasi).
b. Uap air akan naik ke lapisan atmosfer membentuk awan. Awan kemudian berpindah karena perbedaan suhu udara atau terbawa oleh angin.
c. Saat terpapar udara dingin, awan akan mengalami kondensasi menjadi tetes-tetes air dan jatuh ke permukaan bumi dalam bentuk hujan (presipitasi).
d. Air hujan akan masuk ke dalam tanah secara vertikal melalui infiltrasi. Infiltrasi air hujan pada daerah yang bervegetasi (ditumbuhi tumbuhan) lebih besar bila dibandingkan dengan daerah yang tidak bervegetasi, karena vegetasi menghasilkan tumpukan dedaunan kering yang dapat meningkatkan porositas tanah.
e. Setelah terjadi infiltrasi, air akan terus bergerak ke bawah karena adanya pengaruh gravitasi. Sebagian air tanah diserap oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Air sungai akan mengalir ke tempat yang lebih rendah, dan akhirnya menuju ke laut yang akan mengalami penguapan kembali sehingga daur air terjadi secara berulang
Di lautan, laju evaporasi lebih tinggi daripada presipitasi (curah hujan). Sebaliknya, di daratan laju presipitasi (curah hujan) lebih tinggi daripada evaporasi dan transpirasi.
4. Daur Fosfor
Fosfor berasal dari pelapukan batuan mineral (batuan fosfat) dan penguraian bahan organik oleh dekomposer. Fosfor diserap oleh tumbuhan dalam bentuk fosfat anorganik (H2PO4–, HPO42-, dan PO43-). Meskipun jumlah fosfor di alam sangat banyak, tetapi persediannya untuk tumbuhan sangat terbatas karena sebagian besar terikat secara kimia oleh unsur lain dan sukar larut di dalam air.
Fosfor dalam tubuh makhluk hidup berfungsi untuk menyimpan dan memindahkan energi (dalam bentuk ATP), membentuk asam nukleat, dan membantu proses respirasi maupun asimilasi. Melalui rantai makanan, fosfor dari tumbuhan masuk ke dalam tubuh hewan.
Bila tumbuhan dan hewan mati, maka fosfat organik dari tubuh organisme tersebut akan diurai oleh dekomposer menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut dalam air dapat mengalami pengendapan (sedimentasi) di laut sebagai batu karang atau fosil. Batu karang maupun fosil dapat terkikis kembali membentuk fosfat anorganik yang terlarut dalam air atau diambil melalui kegiatan penambangan.
5. Daur Belerang (Sulfur)
Belerang (sulfur) terdapat di atmosfer dalam bentuk sulfur dioksida (SO2) dan bentuk hidrogen (H2S). Sulfur dioksida (SO2) berasal dari aktivitas vulkanis (misalnya gunung berapi), pembakaran bahan bakar fosil, asap kendaraan bermotor, dan asap pabrik. Sedangkan hidrogen (H2S) dilepas dari proses pembusukan bahan organik di dalam tanah dan air yang dilakukan oleh bakteri dan jamur pengurai.
Organisme pengurai yang merombak bahan organik (protein) dan melepaskan H2S antara lain Aspergillus dan Neurospora serta bakteri Escherichia. H2S selanjutnya mengalami oksidasi di atmosfer dan membentuk sulfat (SO4). Gas sulfat bersama-sama dengan presipitasi (curah hujan) masuk ke dalam tanah. Bila kandungan gas sulfat terlalu tinggi, maka presipitasi (curah hujan) yang dihasilkan akan sangat asam, sehingga dikenal dengan hujan asam.
H2S di dalam tanah juga dapat mengalami oksidasi dan menghasilkan elemen sulfur (S). Sulfur kemudian teroksidasi menjadi sulfat oleh bakteri Thiobacillus denitrificans dan Thiobacillus thiooxidans. Sulfat yang berada di dalam tanah dapat tereduksi kembali menjadi H2S oleh bakteri Thiobacillus thioparus. Belerang di dalam tanah terdapat dalam bentuk sulfat, sulfida, dan belerang anorganik. Akan tetapi, tumbuhan menyerap belerang dalam bentuk anion sulfat (SO42-) dari dalam tanah.
Pemahaman Akhir
Makhluk hidup tidak dapat hidup tanpa adanya lingkungan. Mereka selalu berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya. Interaksi ini membentuk suatu sistem yang disebut ekosistem. Ekosistem merupakan suatu sistem di mana terjadi hubungan saling ketergantungan antara komponen-komponen di dalamnya, baik komponen biotik (makhluk hidup) maupun komponen abiotik (lingkungan tak hidup).
Komponen biotik ekosistem meliputi produsen (makhluk hidup yang mampu mengolah zat anorganik menjadi organik, contohnya tumbuhan hijau), konsumen (makhluk hidup yang tidak dapat menghasilkan makanan sendiri, terbagi menjadi herbivor, karnivor, dan omnivor), pengurai (konsumen yang mampu menguraikan zat organik dan anorganik, seperti jamur), dan detritivor (konsumen yang memakan bangkai organisme, contohnya cacing tanah).
Sedangkan komponen abiotik ekosistem meliputi udara, air, tanah, sinar matahari, dan topografi. Udara menyediakan oksigen untuk respirasi makhluk hidup dan CO2 untuk fotosintesis tumbuhan. Air mengandung berbagai unsur dan senyawa kimia yang penting bagi kehidupan. Tanah menyediakan air dan garam mineral yang diperlukan oleh tumbuhan. Sinar matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan di bumi. Topografi atau keadaan muka bumi memengaruhi distribusi makhluk hidup di suatu daerah.
Interaksi dalam ekosistem meliputi berbagai jenis interaksi antarspesies seperti netralisme, predasi, kompetisi, amensalisme, dan simbiosis. Piramida ekologi digunakan untuk menggambarkan hubungan dalam rantai makanan dalam ekosistem, dan terbagi menjadi tiga tipe: piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi. Piramida energi dianggap sebagai model piramida terbaik karena menunjukkan efisiensi ekologi dan produktivitas ekosistem.
Daur biogeokimia menggambarkan aliran unsur atau senyawa kimia dari lingkungan melalui komponen biotik dan abiotik, kemudian kembali lagi ke lingkungan. Beberapa daur biogeokimia yang penting meliputi daur karbon dan daur nitrogen.
Dalam keseluruhan, pemahaman tentang ekosistem dan interaksi di dalamnya penting untuk memahami bagaimana makhluk hidup bergantung pada lingkungannya dan bagaimana lingkungan memengaruhi keberlanjutan kehidupan.
Nah, itulah pembahasan mengenai ekologi. Jadi dapat disimpulkan bahwa ekologi adalah ilmu yang mempelajari tentang ekosistem. Ekosistem terdiri atas komponen biotik dan abiotik. Semoga pembahasan kali ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan kamu dalam belajar Biologi.
Sumber:
Irnaningtyas. (2014). BIOLOGI. Jakarta: Erlangga.
Pitoyo. Ari dan R.Anis Nurdina. (2013). Surakarta: PT. Masmedia Buana Pustaka.
Riandari, Henny dan Ifandari. (2013). BIOLOGI. Solo: PT. Wangsa Jatra Lestari.
