Makhluk hidup dan Ekosistem AlamiMakhluk hidup dan Ekosistem Alami

A.A. Populasi dan Komunitas makhluk HidupPopulasi dan Komunitas makhluk Hidup1.1. PopulasiPopulasi

Sekelompok Individu dari organisme Sekelompok Individu dari organisme p gp gjenis yang sama dalam suatu daerah jenis yang sama dalam suatu daerah atau wilayah tertentu pada waktu yang atau wilayah tertentu pada waktu yang y p y gy p y gtertentu pula.tertentu pula.

FaktorFaktor--faktor yang mempengaruhi pertumbuhan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan populasi :populasi :p pp p

a.a. Natalis (Natality) : Natalis (Natality) : kelahirankelahiran merupakan sifat suatu merupakan sifat suatu l i k b b hl i k b b hpopulasi untuk bertambahpopulasi untuk bertambah

b.b. Mortalitas (Mortality)Mortalitas (Mortality) : : KematianKematiankematian individu kematian individu dalam populasi.dalam populasi.p pp p

c.c. Imigrasi (Immigration) dan Emigrasi (Emmigration)Imigrasi (Immigration) dan Emigrasi (Emmigration) : : sifatsifat--sifat pemencaran (dispersal)sifat pemencaran (dispersal)individu keluar dari individu keluar dari satu populasi membentuk kelompok baru dan akan mati jikasatu populasi membentuk kelompok baru dan akan mati jikasatu populasi, membentuk kelompok baru dan akan mati jika satu populasi, membentuk kelompok baru dan akan mati jika tidak menemukan lingkungan yang sesuai, atau akan masuk tidak menemukan lingkungan yang sesuai, atau akan masuk bergabung dengan kelompok yang telah ada di tempat baru bergabung dengan kelompok yang telah ada di tempat baru

K i i/P i (C i i )K i i/P i (C i i ) i t k i di t k i dd.d. Kompetisi/Persaingan (Competition)Kompetisi/Persaingan (Competition):: interaksi dua interaksi dua individu/kelompok/populasi organisme yang memperebutkan individu/kelompok/populasi organisme yang memperebutkan sesuatu yang sama.sesuatu yang sama.

e. Predasi/Pemangsaan (Predation):e. Predasi/Pemangsaan (Predation): Pemangsaan Pemangsaan dari organisme yang lebih kuat terhadap organisme yang lebih dari organisme yang lebih kuat terhadap organisme yang lebih

lemah.lemah.

f. Penyakit (Desiase) :f. Penyakit (Desiase) : penyakit berupa pemangsaan penyakit berupa pemangsaan bagian tubuh organisme oleh organisme yang lebih kecil, seperti bagian tubuh organisme oleh organisme yang lebih kecil, seperti parasit dsb. yang menyebabkan organisme mangsanya menjadi parasit dsb. yang menyebabkan organisme mangsanya menjadi p y g y g g y jp y g y g g y jsakit dan mati.sakit dan mati.

g. Cekaman (Stress) :g. Cekaman (Stress) : Pada organisme perairan Pada organisme perairan salinitas salinitas yang naik atau menurun akan menyebabkan organismeyang naik atau menurun akan menyebabkan organismeyang naik atau menurun akan menyebabkan organisme yang naik atau menurun akan menyebabkan organisme mengalami cekaman, jika kondisi ini terjadi hanya migrasilah mengalami cekaman, jika kondisi ini terjadi hanya migrasilah yang akan menyelamatkan dari kematian. yang akan menyelamatkan dari kematian.

2. Komunitas (Community) :2. Komunitas (Community) : sekelompok sekelompok (kumpulan) populasi dari berbagai jenis (kumpulan) populasi dari berbagai jenis organisme yang saling berinteraksi di suatu organisme yang saling berinteraksi di suatu daerah atau wilayah tertentu.daerah atau wilayah tertentu.

3. 3. Ekologi (Ecology) :Ekologi (Ecology) : ilmu yang mempelajari h b ti b l b lik (i t k i) thubungan timbal balik (interaksi) antara makhluk hidup (biotik) dan lingkungannya (abiotik)(abiotik)

B EkosistemB EkosistemB. EkosistemB. Ekosistem

Ekosistem (sistem ekologi): SebuahEkosistem (sistem ekologi): Sebuah keadaan yang menggambarkan hubungan timbal balik antara unsurhubungan timbal balik antara unsur-unsur biotik dan abiotik, atau secara sederhana disebut sebagai sebuahsederhana disebut sebagai sebuah kesatuan komunitas dengan lingkungan hidupnyahidupnya.

1. Ekosistem Alami :a. Ekosistem Darat : terdiri dari daratan dan perairan tawar. Setiap daerah kontinental cenderungmemiliki flora dan fauna sepesifikcenderung memiliki flora dan fauna sepesifik, disebabkan oleh letak geografis.Kepulauan yang terpencil seringkali memiliki bi t b b d d i d t tbiota yang berbeda dari daratan utamanya.Perairan tawar di bumi sekitar 3% yang berupa danau, kolam, sungai aliran air mengakibatan g gtangkapan oksigen tinggi sehingga kaya akan mikro organisme.

b. Ekosistem Laut : Ekosistem laut yang utamab. Ekosistem Laut : Ekosistem laut yang utama adalah pesisir (rawa bakau, padang lamun, terumbu karang). Merupakan zona transisi antara air laut dan air tawar.antara air laut dan air tawar.

c. faktor-faktor alami yang mempengaruhig p gLetak geografis, angin, arus air, dan tarikan air

(upwelling)(upwelling)

2. Ekosistem BuatanEkosistem yang telah diubah atau dibangun oleh manusiaEkosistem yang telah diubah atau dibangun oleh manusia, dengan tujuan menaikan taraf hidup dan kesejahteraannya.Diantara ekosistem buatan adalah :a Sawaha. Sawahb. Kebunc. Pekarangan

c. c. Siklus Materi dan Aliran Energi dalam Ekosistem Siklus Materi dan Aliran Energi dalam Ekosistem alamialami

11 Siklus Materi di AlamSiklus Materi di Alam1.1. Siklus Materi di AlamSiklus Materi di Alamsiklus materi dialam diantaranya:siklus materi dialam diantaranya:

Sikl k bSikl k ba. Siklus karbon:a. Siklus karbon:udara merupakan reservoar molekhul COudara merupakan reservoar molekhul CO22 dan air dan dan air dan merupakan sumber bikarbonat (Hmerupakan sumber bikarbonat (H22COCO33))melalui melalui fotosintesis dan metabolisme tumbuhan atom C dari COfotosintesis dan metabolisme tumbuhan atom C dari CO2 2 menjadi atom karbon molekul organik yang digunakanmenjadi atom karbon molekul organik yang digunakanmenjadi atom karbon molekul organik yang digunakan menjadi atom karbon molekul organik yang digunakan untuk untuk pertumbuhan tanaman.pertumbuhan tanaman.

Daur Karbon dan OksigenDaur Karbon dan OksigenDaur Karbon dan OksigenDaur Karbon dan Oksigen

Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon Naik turunnyajawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon Naik turunnyajawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. Naik turunnya CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh CO2 dan O2 atsmosfer secara musiman disebabkan oleh penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala global kembalinya penurunan aktivitas Fotosintetik. Dalam skala global kembalinya CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan CO2 dan O2 ke atmosfer melalui respirasi hampir menyeimbangkan pengeluarannya melalui fotosintesispengeluarannya melalui fotosintesispengeluarannya melalui fotosintesis.pengeluarannya melalui fotosintesis.

Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan Akan tetapi pembakaran kayu dan bahan bakar fosil menambahkan lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 lebih banyak lagi CO2 ke atmosfir. Sebagai akibatnya jumlah CO2 y g g y jy g g y jdi atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah masuk di atmosfer meningkat. CO2 dan O2 atmosfer juga berpindah masuk ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat ke dalam dan ke luar sistem akuatik, dimana CO2 dan O2 terlibat dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan dalam suatu keseimbangan dinamis dengan bentuk bahan anorganik lainnya.anorganik lainnya.g yg y

b. b. DaurDaur FosforFosfor

zz Daur FosforDaur FosforPosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semuaPosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semuaPosfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.

zz Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43--). Ion Fosfat ). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen y p g yy p g yyang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanahmengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah

zz Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya danHerbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya danzz Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.

zz Bakteri dan jamur mengurai bahanBakteri dan jamur mengurai bahan--bahan anorganik di dalam tanah bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.

C. Daur AirC. Daur Air

zz Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air Air di atmosfer berada dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari air di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. di daratan dan laut yang menguap karena panas cahaya matahari. y g g p p yy g g p p ySebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut Sebagian besar uap air di atmosfer berasal dari laut karena laut mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer mencapai tigaperempat luas permukaan bumi. Uap air di atmosfer terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam terkondensasi menjadi awan yang turun ke daratan dan laut dalam bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah bentuk hujan. Air hujan di daratan masuk ke dalam tanah j jj jmembentuk air permukaan tanah dan air tanah.membentuk air permukaan tanah dan air tanah.

zz Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam Tumbuhan darat menyerap air yang ada di dalam tanah. Dalam tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian tubuh tumbuhan air mengalir melalui suatu pembuluh. Kemudian melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer.melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer.melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. melalui tranpirasi uap air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer. Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada Transpirasi oleh tumbuhan mencakup 90% penguapan pada ekosistem darat.ekosistem darat.

zz Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari Hewan memperoleh air langsung dari air permukaan serta dari tumbuhan dan hewan yang dimakan sedangkan manusiatumbuhan dan hewan yang dimakan sedangkan manusiatumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia tumbuhan dan hewan yang dimakan, sedangkan manusia menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar menggunakan sekitar seperempat air tanah. Sebagian air keluar dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.dari tubuh hewan dan manusia sebagai urin dan keringat.

zz Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, Air tanah dan air permukaan sebagian mengalir ke sungai, kemudian ke danau dan ke laut Siklus ini di sebut Siklus Panjangkemudian ke danau dan ke laut Siklus ini di sebut Siklus Panjangkemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. kemudian ke danau dan ke laut. Siklus ini di sebut Siklus Panjang. Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Sedangkan siklus yang dimulai dengan proses Transpirasi dan Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu Evapotranspirasi dari air yang terdapat di permukaan bumi, lalu diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut diikuti oleh Presipitasi atau turunnya air ke permukaan bumi disebut Siklus PendekSiklus PendekSiklus Pendek.Siklus Pendek.

d. Daur Nitrogen

Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik sepertiprotein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.

Tahap pertamaDaur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen keair hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.

Tahap keduaNitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein.Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yangmerombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh p j g g gproses yang disebut denitrifikasi.

e. Daur Belerange. Daur Beleranggg

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik SulfurSulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik Sulfur Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadangdireduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang--kadang kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup diHidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup diHidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.organik yang mati.Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).

Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam d lf l i D lf l d D lfib id lf l i D lf l d D lfib idaur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dananaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dananaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.kemolitotrof seperti Thiobacillus.

2. Aliran Energi2. Aliran Energi2. Aliran Energi2. Aliran Energi Aliran energiAliran energi

ProdusenProdusenOrganisme penghasil karbohidratOrganisme penghasil karbohidrat

Konsumen pertamaKonsumen pertama

Konsumen KeduaKonsumen Kedua

3 Rantai Makanan3 Rantai Makanan3. Rantai Makanan3. Rantai Makanan

ProdusenProdusenProdusenProdusen

KonsumenKonsumen

PenguraiPengurai

4. Piramida Jumlah Individu, Biomassa dan energi4. Piramida Jumlah Individu, Biomassa dan energiEnergi yang diperoleh konsumen selalu lebih sedikit dibandingEnergi yang diperoleh konsumen selalu lebih sedikit dibandingEnergi yang diperoleh konsumen selalu lebih sedikit dibanding Energi yang diperoleh konsumen selalu lebih sedikit dibanding dengan produsendengan produsen

D BiomaD BiomaD. BiomaD. Bioma

Bioma :Bioma : polapola--pola kehidupan (pattern of life)pola kehidupan (pattern of life)Bioma : Bioma : polapola pola kehidupan (pattern of life) pola kehidupan (pattern of life) atau ekosistem di darat, seperti hutan atau ekosistem di darat, seperti hutan hujan tropis savana gurun padanghujan tropis savana gurun padanghujan tropis, savana, gurun, padang hujan tropis, savana, gurun, padang rumput, hutan gugur daun, taiga dan rumput, hutan gugur daun, taiga dan tundratundratundra tundra

1. 1. Hutan Hujan TropisHutan Hujan TropisHutan hujan tropis : wilayah tropis yang banyak curah hujan Hutan hujan tropis : wilayah tropis yang banyak curah hujan sepanjang tahun dan panas konstan.sepanjang tahun dan panas konstan.

Hutan hujan tropis dengan tumbuhan epifitHutan hujan tropis dengan tumbuhan epifit yang tumbuh pada suatu pohon.

2. Savana2. Savana

Padang rumput Tropis (ciri tanah tidak subur, berumput Padang rumput Tropis (ciri tanah tidak subur, berumput dengan pepohonan yang jarang.dengan pepohonan yang jarang.

SavanaSavana

3. Gurun (Desert)3. Gurun (Desert)

Daerah yang sangat kering terdapat pada lintang 15 Daerah yang sangat kering terdapat pada lintang 15 sampai 40 derajat. Rendahnya kelembaban sampai 40 derajat. Rendahnya kelembaban menyebabkan perbedaan yang besar pada suhu harianmenyebabkan perbedaan yang besar pada suhu harianmenyebabkan perbedaan yang besar pada suhu harian. menyebabkan perbedaan yang besar pada suhu harian.

Gurun panas di Tuscon Arizona

4. Padang Rumput4. Padang RumputMerupakan daerah yang sangat luas pada daerah Merupakan daerah yang sangat luas pada daerah beriklim sedang curah hujan relatif rendah (25beriklim sedang curah hujan relatif rendah (25--75 75 cm/tahun)cm/tahun)cm/tahun)cm/tahun)

Padang rumput di Nebraska

5. Hutan Gugur Daun5. Hutan Gugur Daun

Terdapat di benua yang beriklim sedang, curah hujan 75 Terdapat di benua yang beriklim sedang, curah hujan 75 --125 125 cm/tahun, didominasi pohon berdaun lebar dan berkayu, mamalia cm/tahun, didominasi pohon berdaun lebar dan berkayu, mamalia besar burung dan seranga.besar burung dan seranga.

Kondisi hutan decidous : ( )(1).musim semi, (2). musim panas, (3).musim gugur, (4).musim dingin.2 (4).musim dingin.21

34

6. Taiga6. TaigaTaigaTaiga, terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang , terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang

dengan kutub. Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa dengan kutub. Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau hutan boreal. Tumbuhan dominannya adalah konifer atau atau hutan boreal. Tumbuhan dominannya adalah konifer atau t b h b d j ( i ) H hid di i i d l ht b h b d j ( i ) H hid di i i d l htumbuhan berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah tumbuhan berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang hitam, dan serigala.ajax, beruang hitam, dan serigala.

(a). tumbuhan spuce yang mendominasi hutan boreal. b). hutan konifer Montana di Sierra Nevada California

7. Tundra7. TundraTundraTundra terdapat di daerah kutub tumbuhan dominannya adalahterdapat di daerah kutub tumbuhan dominannya adalahTundraTundra, terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah , terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di bioma ini adalah rusa serigala dan beruang kutubhidup di bioma ini adalah rusa serigala dan beruang kutubhidup di bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub.hidup di bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub.

(a) tundra artik (b) tundra alpen(a). tundra artik (b). tundra alpen