Kajian Teori, Mata Pelajaran SD SMP SMP SMA SMK MTS dan Mata Kuliah Mahasiswa

Senin, 03 Oktober 2016

Pengertian Ekosistem Komponen Abiotik dan Biotik Organisme Autotrof, Heterotrof serta Aliran Energi dan Daur Materi

Pengrtian Ekosistem adalah merupakan interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik maupun abiotiknya. Dalam ekosistem terdapat komponen abiotik (seperti tanah, air, udara, cahaya, kelembapan, suhu, altitude dan latitude) serta komponen biotik. Komponen tersebut dapat dikelompokkan menurut peranannya dalam ekosistem menjadi produsen, konsumen, detritivor dan decomposer. Dalam ekosistem terjadi perpindahan materi dan energi, baik melalui rantai makanan maupun jaring-jaring makanan.

Makhluk hidup merupakan bagian dari lingkungan tempat hidupnya. Selain makhluk hidup, dalam suatu lingkungan terdapat komponen tak hidup yang dinamakan komponen abiotik. Komponen ekosistem yang terdiri benda-benda hidup atau makhluk hidup disebut komponen biotik. Komponen biotik dalam ekosistem memiliki peranan/profesi yang berbeda-beda. Peranan/profesi suatu organisme dalam ekosistem disebut viche atau relung. Antara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotiknya terjadi hubungan timbal balik atau interaksi. Interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotiknya inilah yang dinamakan ekosistem. Cabang biologi yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik dan abiotiknya disebut ekologi.

Keseimbangan dan kelestarian ekosistem sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup, termasuk manusia. Dengan ekosistem yang seimbang proses-proses kehidupan secara alamiah akan terjaga kelangsungannya. Karena itu manusia sangat berkepentingan untuk menjaga kelestarian dan keseimbangan ekosistem demi menjaga kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Peran serta secara aktif seluruh warga negara sangat diperlukan untuk mewujudkan lingkungan yang lestari dan seimbang.

A. Komponen Ekosistem

Secara garis besar komponen ekosistem terdiri atas komponen abiotik dan komponen biotik.

1. Komponen abiotik

Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang bersifat tak hidup. Komponen ini meliputi hal-hal berikut.

a. Tanah
Tanah merupakan habitat sebagian besar makhluk hidup. Tumbuhan membutuhkan tanah sebagai sumber unsur hara maupun air. Akar tumbuhan masuk ke dalam tanah untuk mendapatkan air dari tanah serta mineral yang diperlukan untuk tumbuh dan berkembang. Demikian pula  hewan-hewan yang menggunakan tanah sebagai tempat hidupnya serta melakukan segala aktivitasnya. Beberapa serangga dan cacing meletakkan telurnya dalam tanah untuk melanjutkan kerurunannya. Setelah menetas lalu menjadi larva, kemudian tumbuh dan berkembang menjadi dewasa.

b. Air
Tidak akan ada kehidupan tanpa air. Semua makhluk hidup membutuhkan air untuk keperluan hidupnya. Hewan dan manusia membutuhkan air untuk minum. Dalam tubuh hewan dan manusia air berfungsi sebagai pelarut makanan, menjaga tekanan osmotik sel, sebagai sarana transportasi zat (air merupakan bagian terbesar plasma darah). Bagi tumbuhan, air merupakan komponen penting dalam fotosintesis, sarana transportasi zat, membantu proses pertumbuhan sel-sel, serta menjaga tekanan osmotik sel. Bahkan mikroorganisme seperti bakteri serta jamur mempersyaratkan kondisi yang lembap agar dapat hidup dengan baik. Dalam ekosistem air mengalami daur ulang yang disebut daur hidrologi.

c. Udara
Atmosfer bumi kita merupakan campuran berbagai macam gas serta partikel-partikel debu. Sekitar 78% gas  di atmosfer berupa gas nitrogen, 21% gas oksigen, 1% gas argon, serta sekitar 0,035% terdiri gas CO2, sisanya berupa uap air. Semua makhluk hidup membutuhkan gas oksigen untuk bernapas serta membebaskan CO2 ke udara.

Di samping membebaskan CO2 saat bernapas, tumbuhan juga menyerap CO2 dari udara untuk fotosintesis. Kegiatan manusia yang dapat meningkatkan kadar CO2 di udara dapat menurunkan kualitas udara bagi kehidupan.

d. Suhu
Setiap makhluk hidup membutuhkan suhu tertentu yang sesuai untuk melakukan aktivitas hidupnya dengan optimum. Suhu tertentu yang sesuai untuk melakukan aktivitas hidup dengan optimum tersebut dinamakan suhu optimum. Tumbuhan dapat melakukan fotosintesis dengan hasil optimum pada suhu yang tidak terlalu panas, tetapi juga tidak terlalu dingin (antara 26o – 30o C) meskipun di luar kisaran suhu tersebut fotosintesis tetap dapat dilakukan, namun hasilnya kurang optimum.

Jamur memerlukan suhu yang relatif hangat agar dapat hidup dan berkembang dengan baik. Sebaliknya bakteri akan mati jika suhu terlalu tinggi (tapi tidak berlaku untuk bakteri termo), dan dapat melakukan metabolisme pada suhu yang terlalu rendah. Suhu tertinggi di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan akivitas hidup meski kurang optimal dinamakan suhu maksimum, dan suhu terendah di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan aktivitas hidup meski kurang optimal disebut suhu minimum.

e. Sinar
Sinar matahari mengandung energi kehidupan yang sangat tinggi. Tumbuhan hijau mampu mengubah zat anorganik menjadi zat organik jika ada bantuan energi sinar matahari. Energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik hasil fotosintesis tumbuhan hijau sangat diperlukan sebagai energi kehidupan bagi makhluk hidup lain. Dengan energi sinar matahari manusia mampu membangun pembangkit listrik untuk pemenuhan kebutuhan energi.

f. Kelembapan
Kelembaban udara menyatakan persentase jumlah uap air di udara. Uap air tersebut berasal dari penguapan air laut, sungai, danau, waduk dan sumber lain, maupun dari pelepasan uap air dari tubuh makhluk hidup. Makin tinggi kadar uap air di udara makin tinggi tingkat kelembapan udaranya. Udara yang lembap sangat membantu pertumbuhan jamur dan bakteri. Bahkan udara yang kelembabannya tinggi sangat berpeluang mendatangkan hujan, yang berarti mengembalikan air kembali lagi ke asalnya. Lumut dan tumbuhan paku juga menyukai udara yang lembap bagi kehidupannya.

g. Altitude dan latitude
Ketinggian tempat dari permukaan laut (altitude) dan perbedaan letak karena perbedaan jarak dari garis lintang (latitude) sangat memengaruhi sebaran/distribusi makhluk hidup baik tumbuhan, hewan, maupun mikroorganisme. Seekor beruang kutub tidak akan ditemukan di daerah tropis, atau sebaliknya pohon kelapa tidak mungkin tumbuh di daerah kutub. Perbedaan faktor fisik yang sangat tajam antara daerah kutub dan daerah tropis menyebabkan perbedaan sebaran tumbuhan. Spesies tumbuhan dan  hewan pada dua daerah yang secara fisik berbeda akanberbeda pula.

2. Komponen biotik

Komponen ekosistem yang bersifat hidup dinamakan komponen biotik. Komponen biotik ekosistem menurut fungsinya dibedakan menjadi berikut ini.

a. Produsen
Semua organisme yang memiliki kemampuan melakukan sintesis senyawa organik dari zat-zat anorganik disebut produsen. Organisme berklorofil, seperti tumbuhan hijau, merupakan komponen pokok dalam ekosistem.Tumbuhan hijau mampu melakukan fotosintesis, menghasilkan zat organik berupa glukosa yang tersimpan dalam buah, biji, atau umbi dalam bentuk zat tepung/amilum. Kemampuan menghasilkan senyawa organik ini akan meningkat jika tumbuhan hijau mendapatkan air, CO2, dan cahaya matahari dalam jumlah yang melimpah. Senyawa organik hasil sintesis oleh produsen ini akan dimanfaatkan oleh organisme lain untuk memenuhi kebutuhan energi hidupnya. Semua alga, lumut, tumbuhan paku, tumbuhan berbiji dan beberapa jenis bakteri tergolong sebagai produsen.
Gambar 9.1 Lumut kerak

b. Konsumen
Organisme yang mendapatkan makanan dari organisme lain dinamakan konsumen. Organisme kelompok ini tidak memiliki kemampuan melakukan sintesis senyawa organik secara mandiri, karenanya kebutuhan makanannya murni bergantung pada organisme lain.

Jika organisme tersebut mendapatkan zat organik langsung dari produsen, disebut herbivora atau konsumen primer. Jika organisme tersebut mendapatkan zat organik dari herbivora, maka disebut karnivora atau konsumen sekunder. Hewan karnivora dapat memangsa karnivora lain. Organisme yang mendapatkan zat organik baik dari produsen maupun dari konsumen disebut omnivora atau pemakan segala. Omnivora mendapatkan energi dari produsen, herbivora, maupun dari karnivora.

c. Detritivor
Sisa-sisa organisme maupun bangkai organisme yang telah hancur/lapuk dinamakan detritus. Detritus merupakansumber energi bagi detritivor. Jadi, detritivor merupakan organisme pemakan detritus. Luwing, cacing tanah, rayap dan teripang merupakan detritivor. Organisme ini sangat membantu dalam penghancuran secara mekanik sampah organik sebelum mengalami proses penguraian secara kimia. Dengan demikian detritivor juga memiliki peranan  yang tidak kalah penting dalam proses daur ulang sampahorganik, di samping organisme pengurai.

d. Dekomposer
Setelah dihancurkan oleh detritivor, selanjutnya sampah organik akan diuraikan secara kimia menjadi zatzat anorganik oleh organisme pengurai atau decomposer. Hasil dekomposisi (proses penguraian) sampah organik dikembalikan ke tanah sebagai mineral-mineral tanah. Pada akhirnya mineral-mineral tanah ini akan diserap kembali oleh akar tumbuhan untuk dipakai dalam proses pertumbuhan, termasuk sintesis senyawa organik lagi. Bakteri dan jamur merupakan organisme pengurai, yang sangat berjasa dalam proses daur ulang sampah organik.

Ekosistem merupakan interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik maupun abiotiknya. Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang terdiri dari benda-benda tak hidup. Komponen biotik ekosistem terdiri dari benda-benda hidup.

Organisme dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan cara mendapatkan makanan, yaitu berikut ini.

1. Organisme autotrof, merupakan organisme yang mampu mensintesis zat makanannya sendiri. Organisme atutotrof dibedakan menjadi berikut ini.
  • Fotoautotrof; jika dalam mensintesis makanannya memerlukan bantuan energi cahaya. Contohnya semua tumbuhan hijau, bakteri hijau, bakteri ungu. Tumbuhan hijau memiliki pigmen berwaran hijau yaitu klorofil. Bakteri hijau memiliki pigmen yang menyerupai klorofil  yaitu bakterioklorofil. Bakteri ungu memiliki pigmenberwarna ungu yang disebut bakteriopurpurin.
  • Kemoautotrof; jika dalam mensintesis makanannya memanfaatkan energi hasil reaksi kimia. Contohnya bakteri pereduksi sulfur (bakteri belerang), bakteri besi, bakteri Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter.

2. Organisme heterotrof, merupakan organisme yang tidak mampu menghasilkan zat makanan sendiri, hidupnya bergantung pada organisme lain. Contohnya hewan,manusia, dan bakteri (di luar bakteri kemoautotrof).
Satuan organisasi kehidupan dalam ekosistem terdiri dari beberapa tingkatan, yaitu berikut ini.
  • Individu merupakan organisme tunggal, misalnya seekor ayam, sebatang pohonmangga.
  • Populasi; merupakan sekumpulan organisme sejenis (satu spesies) yang mendiami habitat tertentu pada waktu tertentu. Misalnya populasi padi di sawah merupakan sekumpulan tanaman padi (tidak termasuk tanaman lain) di sawah; populasi kambing di padang rumput merupakan sekumpulan kambing (tidak termasuk domba, atau kerbau, atau kuda) di padang rumput.
  • Komunitas merupakan kumpulan dari beberapa populasi yang menempati suatu habitat tertentu. Misalnya komunitas sawah, terdiri dari populasi padi, populasi eceng gondok, populasi belalang, populasi wereng, yang hidup di suatu sawah.
  • Biosfer merupakan kesatuan dari berbagai ekosistem, yang ada di muka bumi ini.
  • Ekosistem merupakan interaksi antara komunitas dengan lingkungan biotik dan abiotiknya.
  • Bioma merupakan sekelompok ekosistem daratan pada sebuah benua yang mempunyai struktur dan ketampakan/ fisiognomi vegetasi yang sama

     
Gambar 9.2 Sekumpulan kelelawar di sebuah goa



Dalam ekosistem terjadi interaksi baik antara komponen abiotik dengan komponen biotik, interaksi antara sesama komponen biotik, atau interaksi antara sesama komponen abiotik.

1. Interaksi antarkomponen abiotik
Komponen abiotik dapat memengaruhi komponen abiotik lain secara timbal balik. Sebagai contoh jika intensitas cahaya matahari yang mengenai suatu perairan meningkat mengakibatkan laju penguapan meningkat. Dari peristiwa tersebut terbentuklah awan yang apabila dalam jumlah banyak dapat menghalangi sinar matahari ke bumi, sehingga intensitas cahaya matahari ke bumi berkurang,  di samping juga dapat menyebabkan hujan yang airnyakembali lagi ke perairan.

2. Interaksi antara komponen abiotik dengan biotik
Komponen abiotik dapat memengaruhi komponen biotik dalam ekosistem, demikian pula sebaliknya. Sebagai contoh setiap tumbuhan mengambil air dari lingkungannya (dari dalam tanah), tapi tumbuhan juga membebaskan air ke lingkungan (ke udara) dalam bentuk uap air. Bersama uap air dari sumber yang lain, akan terbentuk awan dan turun sebagai hujan. Akhirnya air meresap ke dalam tanah (kembali lagi ke tanah). Di samping itu tumbuhan juga mengambil zat hara dari tanah, namun juga mengembalikannya lagi dalam bentuk ranting, dedaunan, dan sisa tumbuhan yang telah lapuk dan mengalami penguraian.

3. Interaksi antara komponen biotik dengan komponen biotik
Komponen biotik secara timbal balik dapat memengaruhi komponen biotik lainnya. Sebagai contoh dalam peristiwa simbiosis, masing-masing simbion memengaruhi satu sama lain. Seekor lebah menghisap madu dari sekuntum bunga, lebah mendapatkan makanan (berupa madu) dari bunga, namun lebah juga menjadi perantara penyerbukan bunga tersebut. Jadi, antarkomponen dalamekosistem terjadi hubungan timbal balik.

Interaksi antarkomponen biotik dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu berikut ini.

1. Interaksi intraspesifik, yaitu interaksi antarindividu dalam satu spesie
Sebagai contoh misalnya dalam koloni lebah madu (Aphis sp) atau pada koloni rayap (Termit). Pada masingmasing koloni terdapat pembagian kerja yang sangat rapi antara ratu, prajurit, maupun pekerja. Interaksi pada koloni rayap dan lebah ini lebih bersifat saling membantu dan menguntungkan. Coba bandingkan dengan interaksi antara seekor ayam jantan dengan ayam jantan lain. Apakah juga saling menguntungkan? Contoh kedua ini cenderung pada interaksi persaingan (kompetisi), terutama dalam memperebutkan pasangan.

2. Interaksi interspesifik, yaitu interaksi antarindividu yang berbeda spesies
  • Predasi: merupakan interaksi antara organisme pemangsa (predator) dengan mangsanya (prey). Contohnya interaksi antara seekor harimau (predator) dengan seekor kijang (prey), interaksi antara kucing dengan tikus.
  • Kompetisi: merupakan interaksi antara dua individu (dapat berbeda atau dalam satu spesies) berupa persaingan. Interaksi ini dapat terjadi karena terdapat kepentingan yang sama antarindividu yang bersaing (kompetitor). Misalnya persaingan mendapatkan makanan, persaingan mendapatkan daerah/wilayah kekuasaan (dominasi), berebut wilayah mencari makan (feeding ground), berebut tempat tinggal (sarang), berebut pasangan.
  • Simbiosis: kehidupan bersama antara dua makhluk hidup atau lebih berbeda spesies dalam hubungan yang erat.
    • Simbiosis mutualisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan kedua belah pihak. Contohnya: simbiosis antara bakteri Rhizobiumdengan akar tanaman Leguminoceae. Bakteri membantu menambat (fiksasi) nitrogen dari udara untuk kepentingan tumbuhan, tapi bakteri juga memperoleh senyawa organik sebagai sumber makanan dari tanaman Leguminoceae.
    • Simbiosis komensalisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan salah satu pihak, tapi pihak lain tidak dirugikan. Contohnya ikan hiu dengan ikan remora.
    • Simbiosis parasitisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan satu pihak dan merugikan pihak lain. Contohnya benalu dengan pohon inang, cacing pita dengan inangnya, cacing hati dengan inangnya.
Gambar 9.3 Simbiosis antara pohon paku dengan inangnya

  • Netral: kehidupan bersama antara populasi dua spesies atau lebih dalam satu daerah dan masing-masing populasi tersebut tidak saling meng-ganggu. Contoh: seekor cacing dengan belalang di sawah.

Jika antarkomponen dalam ekosistem terjadi hubungan yang dinamis, perubahan dalam batas-batas tertentu tidak akan menimbulkan gangguan dalam ekosistem tersebut. Ini berarti ekosistem tersebut telah mencapai keseimbangan yang mantap, dengan kata lain telah mencapai kondisi homeostatis. Ekosistem dalam keadaan homeostatis penting untuk dipertahankan, agar keseimbangan ekosistem selalu terjaga dari generasi ke generasi. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh manusia jangan sampai menggoyahkan keadaan homeostatis tersebut. Namun, sayang dalam kenyataannya harapan seperti ini sangat sulit terwujud. Manusia cenderung ingin menguasai dan melakukan manipulasi pada ekosistem atau lingkungan untuk tujuan-tujuan tertentu yang tidak selaras dengan konsep keseimbangan ekosistem. Demi tujuan sesaat manusia rela mengorbankan kepentingan jangka panjang yang  jauh lebih penting, dengan melakukan kegiatan-kegiatan yangmengakibatkan kemunduran ekosistem.

Dewasa ini pembabatan hutan secara liar (illegal logging) sangat marak. Kerusakan hutan yang terjadi sudah berada pada taraf yang sangat mengkhawatirkan. Sebagianbesar hutan di kawasan Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi sampai Papua tak ada yang luput dari aktivitas illegal logging. Upaya-upaya yang dilakukan oleh berbagai pihak, baik pemerintah maupun swasta seolah sia-sia. Upaya hukum pun, seolah tidak membuat jera para pelakunya. Tidak dapat dipungkiri bahwa ekonomi menjadi salah satu faktor pendorong para pelaku illegal logging, namun sebenarnya alasan ini tidak berlaku bagi para pemodal (cukong) di balik maraknya praktik illegal logging.

Dampak yang timbulkan illegal logging pun tidaklah kecil. Kerusakan ekosistem hutan sedemikian parah, satwa yang biasa hidup di hutan menjadi terusik sehingga merusak wilayah pemukiman dan daerah pertanian warga, belum ancaman punahnya beberapa satwa langka dan dilindungi. Penebangan hutan juga menimbulkan bahaya banjir dan tanah longsor yang sewaktu-waktu dapat terjadi. Mengingat berbagai kerugian yang mungkin terjadi, adalah sangat penting untuk segera menghentikan penebangan hutan secara liar, penegakan hukum yang tidak pandang bulu bagi para pelakunya, serta upaya pemulihan hutan yang terprogram dan terencana.


Aliran Energi dan Daur Materi

Energi matahari merupakan sumber energi yang penting di alam, di samping sumber energi lain. Melalui serangkaian organisme energi matahari akan berpindah dan berubah dari satu bentuk energi ke bentuk lain. Energi mengalami aliran dari bagian satu ke bagian lain, tanpa mengalami pengurangan. Tidak ada energi yang hilang (musnah) dalam aliran energi.
Pengertian Ekosistem Komponen
Gambar 9.4 Matahari adalah sumber energi di bumi

Banyaknya energi matahari yang ditangkap oleh produsen berbeda-beda jumlahnya, dipengaruhi oleh ketinggian dari permukaan laut (dpl) dan penutupan oleh tumbuhan suatu wilayah. Hanya sebagian kecil energi matahari yang mampu diserap oleh klorofil dan digunakan oleh sintesis senyawa organik. Energi ini kemudian disimpan dalam bentuk energi kimia. Kecepatan menyimpan energi kimia oleh produsen disebut produksi primer kotor (PPK). Sekitar 20% dari PPK digunakan oleh tumbuhan (produsen) untuk kegiatan respirasi dan fotorespirasi. Sisanya disimpan oleh produsen sebagai produksi primer bersih (PPB). Energi dalam produsen, kira-kira sebesar 10%, akan berpindah ke konsumen primer (herbivora) melalui peristiwa konsumsi (memakan). Oleh konsumen primer energi tersebut digunakan untuk respirasi yang menghasilkan energi, selanjutnya energi yang dihasilkan dipakai untuk pertumbuhan, reproduksi, mengganti sel-sel yang rusak. Melalui rantai makanan energi akan berpindah ke karnivora I, lalu berpindah ke karnivora II.


Produktivitas yang menghasilkan energi yang tersimpan dalam tubuh konsumen disebut produktivitas sekunder. Adapun produktivitas yang menghasilkan energi yang tersimpan dalam tubuh produsen disebut produktivitas primer. Energi yang terkandung dalam tubuh produsen maupun konsumen akan dimanfaatkan oleh detritivor dan dekomposer jika organisme produsen dan konsumen mati. Demikian pula energi dalam zat buangan sisa pencernaan (egesta), dan zat buangan sisa metabolisme tubuh (ekskreta). Melalui proses dekomposisi (penguraian) senyawa organik dari bangkai, egesta dan ekskreta akan diuraikan menjadi zat-zat anorganik yang akhirnya kembali ke alam. Jadi, energi mengalami perpindahan dari sumbernya ke komponen-komponen biotik ekosistem (produsen, konsumen, detritivor, dekomposer), tapi tidak kembali lagi ke sumbernya (matahari). Inilah yang dinamakan aliran energi (energy flow), bukan siklus energi.

Daftar Pustaka Makalah Komponen Abiotik dan Biotik

Pramono, Shidiq., Nuryani., Subardi (2009). Biologi 1 : untuk Kelas X SMA/ MA, Jakarta: Depdiknas

Pengertian Ekosistem Komponen Abiotik dan Biotik Organisme Autotrof, Heterotrof serta Aliran Energi dan Daur Materi Rating: 4.5 Posted By: Daud Royyan, M.Pd

0 comments:

Poskan Komentar