Evolusi, Komunitas Biologis dan Interaksi Spesis

8/19/2019 Evolusi, Komunitas Biologis dan Interaksi Spesis

1/34

Evolusi, Komunitas Biologis dan InteraksiSpesis

Ketika saya melihat semua makhluk bukan sebagai ciptaan khusus,

melainkan sebagai keturunan lineal dari beberapa makhluk yang telahhidup lama sebelum sistem Cambria pertama kali diterapkan, bagi sayamereka tampak mulia.

- Charles Darwin -

Hasil Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan dapat:

4.1 Menjelaskan bagaimana evolusi menciptakan keberagaman spesis.

4.2 Mendiskusikan bagaiamana interaksi spesis membentuk komunitas

biologis.

4.3 Menyimpulkan bagaimana perangkat komunitas mempengaruhi spesis

dan populasi.

4.4 Menjelaskan mengapa komunitas itu dinamis dan berubah dari waktu

ke waktu.

Studi Kasus

Perjalanan Penemuan Darwin

Charles Darwin baru berusia 22 tahun ketika dia memulai

perjalanannya di tahun 131 dalam misi !perjalanan keliling dunia" #.M.$

%eagle &gambar 4.1'. #al tersebut menjadi sebuah petualangan seumur

hidup dan selanjutnya akan membawa pengetahuan yang

merevolusionerkan ilmu atau bidang biologi. (ada mulanya) sebagai

seorang siswa yang acuh) Darwin pun menemukan pro*esor+pro*esor yang

memberinya inspirasi di tahun terakhir kuliahnya. $alah satu dari pro*esor

tersebut membantu Darwin mendapatkan posisi sebagai seorang

penyelidik alam atau naturalis yang tidak dibayar diatas kapal %eagle.

Darwin ternyata menjadi seorang pengamat perspekti*) kolektor penggila

spesimen dan ilmuwan yang luar biasa.,arena ,apal %eagle berlayar

lambat sepanjang pantai -merika $elatan) memetakan garis pantai dan


2/34

menavigasikan rute) maka Darwin memiliki kesempatan untuk pergi ke

darat dalam perjalanan lapangan yang panjang untuk menjelajahi sejarah

alam. Dia terpesona oleh hutan tropis %rail dan *osil mamalia punah di

(atagonia. Dia mempertanyakan teka teki mengenai *akta bahwa banyak*osil terlihat mirip) tapi tidak identik) bagi hewan+hewan yang hidup satu

jaman. Dapatkah spesis berubah dari waktu ke waktu/ (ada #ari Darwin)

banyak orang yang meyakini bahwa segala sesuatu di dunia ini ada karena

diciptakan oleh 0uhan masih beberapa tahun sebelumnya. 0api Darwin

telah membaca penelitian Charles yell &1+1') yang menyatakan

bahwa dunia ini jauh lebih tua dibandingkan pemikiran sebelumnya) dan

mampu berjalan bertahap) namun mendalam) berubah seiring waktu.

$etalah penjelajahan dan pemetaan bertahun+tahun) Darwin dan

,apal %eagle tiba di (ulau 5alapagos) 66 km &46 mil' dari (antai

7kuador. anskap vulkanik yang keras dari pulau terpencil ini &lihat

halaman sebelumnya' memiliki sebuah himpunan binatang dan tanaman+

tanaman unik yang luar biasa. ,ura+kura darat raksasa yang makan di

pohon+ukuran kaktus. 8guana laut tergores ganggang dari beting bawah air.

%urung laut begitu takut manusia dimana Darwin dapat mengambil

mereka dari sarangnya. 0erdapat juga banyak burung kutilang yang sangat

menarik9 $etiap pulau memiliki spesisnya sendiri) yang ditandai dengan

perbedaan bentuk) serta diklasi:kasikan dari sejenis burung nuri dan

burung penyanyi yang besar ke yang kecil. $etiap anatomy dan perilaku

burung disesuaikan untuk mengeksploitasi sumber+sumber makanan yang

khusus yang terdapat di habitat mereka. Dapat dilihat jelas jika burung+

burung ini saling berhubungan) tapi mereka juga telah terbiasa untuk

bertahan hidup dalam kondisi yang berbeda+beda.

Darwin tidak langsung memahami makna dari penelitian+penelitian

ini. (ada saat dia kembali ke 8nggris) dia pun memulai proses yang panjang

mendeskripsikan dan mengkatalogkan contoh+contoh spesis yang sudah

dia kumpulkan sebelumnya. $elama 46 tahun kedepan) Darwin menulis

buku+buku penting dengan topik yang bervariasi termasuk pembentukan

pulau laut dari terumbu karang) geologi -merika $elatan) dan sejarah alam

dan klasi:kasi dari teritip. $epanjang waktu tersebut) dia mempertanyakan


3/34

bagaimana organisme+organisme beradaptasi terhadap situasi lingkungan

tertentu.

,unci dari pemahamannya adalah essay dari 0homas Malthus pada

(rinsip (opulasi ; Principle of Population &1'. Dari Malthus) Darwinmelihat banyak organisme memiliki potensi untuk memproduksi jauh lebih

banyak keturunan dari yang bisa bertahan. 8ndividu+individu dengan

atribut yang unggul lebih mungkin untuk hidup dan bereproduksi lebih

dibandingkan dengan individu yang kurang unggul. ,arena semakin cocok

individu terutama dalam berhasil menurunkan si*at menguntungkan

mereka kepada keturunannya) maka keseluruhan populasi secara bertahap

akan berubah lebih baik dalam menyesuaikan diri terhadap lingkungan

khusus mereka. Darwin menyebutkan proses seleksi alam ini untuk

membedakan dari seleksi buatan yang peternak hewan dan tanaman

pernah memproduksi varietas yang luas dari tanaman dan ternak yang

dijinakkan. (ada tahun 142 Darwin menyelesaikan naskah yang

menguraikan tentang evolusi &perubahan bertahap dalam spesies' melalui

seleksi alam) tetapi ia tidak mempublisikannya selama 1< tahun) mungkin

karena ia khawatir tentang kontroversi yang muncul karena ia tahu hal ini

akan menimbukan provokasi.

,etika karya emasnya) =n the =rigin o* $pecies) akhirnya

dipublikasikan pada tahun 1) karya tersebut sangat dikritik dan juga

sangat dipuji. >alaupun Darwin sangat berhati+hati untuk tidak meragukan

keberadaan $ang (encipta) banyak orang mengartikan teorinya mengenai

perubahan bertahap dalam alam sebagai sebuah tantangan terhadap

takdir mereka. $ementara yang lainnya melihat lebih jauh dari yang

Darwin maksudkan mengenai teori kelangsungan hidup dari individu yang

paling dapat bertahan) mengaplikasikannya ke dalam kehidupan politik)

ekonomi dan sosial manusia. $alah satu kesulitan terbesar dari teori

evolusi adalah sedikitnya pengetahuan yang ada pada aman Darwin

mengenai mekanisme hereditas. 0idak ada yang dapat menjelaskan

bagaimana variasi genetik dapat muncul didalam sebuah populasi alam)

atau bagaimana si*at warisan dapat diurutkan dan dikombinasikan dalam

keterunan. #al ini memakan hampir berabad+abad sebelum para ahli


4/34

biologis dapat menggunakan pemahaman mereka mengenai genetika

molekuler untuk mengumpulkan sintesis evolusi modern yang menjelaskan

hal ini.

$ebuah mayoritas ahli biologi sekarang mempertimbangkan teori evolusi melalui seleksi alam sebagai landasan ilmu pengetahuan

mereka. 0eori ini menjelaskan bagaimana karakteristik organisme muncul

dari molekul individu) menjadi struktur selular) menjadi jaringan dan organ)

lalu menjadi si*at dan perilaku yang populasi kompleks. Dalam bab ini) kita

akan melihat bukti evolusi dan bagaimana membentuk spesis dan

komunitas biologis. ,ita akan membahas cara+cara di mana interaksi

antara spesis dan antara organisme dengan lingkungan mereka yang

memungkinkan spesis untuk beradaptasi dengan kondisi tertentu serta

untuk memodi:kasi baik habitat maupun pesaing mereka.

http9??7nvironmental$cienceCunningham.blogspot.com.

4. Evolusi !en"iptakan Keberagaman Spesies

Mengapa beberapa spesis hidup di satu tempat bukan di tempat

yang lain/ (ertanyaan yang lebih penting untuk para ilmuwan lingkungan)

apa mekanisme yang dapat mempromosikan berbagai macam spesis di

bumi dan yang menentukan spesies akan bertahan di satu lingkungan/

(ada bab ini -nda akan memahami &1' konsep di balik teori spesiasi

melalui seleksi alam dan adaptasi &evolusi') &2' karakteristik spesies yang

membuat beberapa dari mereka kurus dan terancam) dan &3' keterbatasan

wajah spesies di lingkungan mereka dan implikasinya untuk kelangsungan

hidup mereka. (ertama+tama) kita akan mulai dengan dasar+dasar9

%agaimana spesies muncul/

Seleksi #lam !en$ebabkan Evolusi

%agaimana beruang kutub berdiri lama) tanpa sinar matahari) di

musim dingin arktik yang sangat dingin/ %agaimana kaktus saguarobertahan hidup pada suhu terik dan kekeringan gurun yang ekstrim/ ,ita


5/34

sering mengatakan bahwa setiap spesies disesuaikan oleh lingkungan

tempat tinggalnya) tapi apa artinya/ #daptasi) ciri+ciri akurat yang

memungkinkan spesies untuk bertahan hidup di lingkungannya)

merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam biologi.,ami menggunakan istilah beradaptasi dalam dua cara. =rganisme

individu dapat segera merespon perubahan lingkungan dalam proses yang

disebut aklimatisasi. @ika -nda menjaga ruangan houseplant selama

musim dingin dan kemudian meletakkannya di bawah sinar matahari

penuh di musim semi) daun menjadi rusak. @ika kerusakan tidak parah)

tanaman -nda mungkin tumbuh daun baru dengan kutikula tebal dan

pigmen padat yang menghalangi sinar matahari. Aamun) perubahan itu

tidak permanen. $etelah musim dingin) tanaman masih akan mendapatkan

sinar matahari pada musim semi berikutnya. (erubahan daun tidak

permanen dan tidak dapat diteruskan diluar musim semi) atau bahkan

dibawa dari tahun sebelumnya. Meskipun kapasitas untuk menyesuaikan

diri dapat diwariskan) dalam setiap generasi tanaman hias harus

mengembangkan sendiri epidermis daun pelindung mereka.

0ipe lain dari adaptasi mempengaruhi populasi yang terdiri dari

banyak individu. $i*at genetik yang diturunkan dari generasi ke generasi

dan memungkinkan spesies untuk hidup lebih berhasil dalam

lingkungannya. (ada studi kasus pembukaan dalam bab ini menunjukkan

bahwa) proses adaptasi terhadap lingkungan ini dijelaskan oleh teori

evolusi. 8de dasar dari evolusi adalah bahwa perubahan spesies melalui

generasi dikarenakan individu bersaing untuk sumber daya yang langka.

(esaing yang lebih baik dalam suatu populasi bertahan hidup+mereka

memiliki potensi reproduksi yang lebih besar atau kesuburan+dan

keturunan mereka mewarisi si*at+si*at yang menguntungkan. $elama

generasi) si*at+si*at tersebut menjadi umum dalam suatu populasi &gambar

4.2'. (roses pemilihan individu yang lebih baik menurunkan si*at mereka

kepada generasi berikutnya disebut seleksi alam. Ciri+cirinya dikodekan

dalam DA- suatu spesies) tapi darimanakah asal pengkodean DA-) yang

kemudian memberikan beberapa individu kesuburan yang lebih besar/

$etiap organisme memiliki susunan yang mengacak keragaman genetik


6/34

dalam DA-+nya. 8ni telah dibuktikan dalam percobaan dan pengamatan

populasi alami dimana perubahan urutan pengkodean DA- individu terjadi)

dan bahwa perubahan urutan diwarisi oleh keturunan. edakan ion radiasi

dan bahan+bahan beracun dan rekombinasi acak dan kesalahan dalamreplikasi untai DA- selama reproduksi adalah penyebab utama

mutasi genetik . ,adang+kadang mutasi tunggal memiliki e*ek yang

besar) tetapi perubahan evolusioner yang sebagian besar disebabkan oleh

banyak mutasi terakumulasi dari waktu ke waktu. #anya mutasi yang

dalam sel reproduksi &gamet' materi) perubahan sel+sel tubuh contohnya

sel kanker) tidak diwariskan. ,ebanyakan mutasi tidak berpengaruh pada

kesuburan) dan sebenarnya banyak memiliki e*ek negati*. $elama masa

hidup spesies Brentang+satu juta atau lebih tahun+beberapa mutasi yang

diduga telah memberikan individu+individu tersebut sebuah keuntungan di

bawah tekanan seleksi dari lingkungan mereka pada saat itu. #asilnya

adalah populasi spesies yang berbeda dari individu+individu yang berasal

dari banyak generasi sebelumnya.

Semua Spesies Hidup dalam Batas%Batasn$a

Faktor lingkungan mengerahkan tekanan seleksi dan mempengaruhi

kebugaran individu dan keturunan mereka. Karena alasan ini, spesies

dibatasi sesuai dengan tempat dimana mereka dapat hidup. Keterbatasan

meliputi !"# tekanan $siologis karena tingkat pantas dari beberapa faktor

lingkungan yang kritis, seperti kelembaban, cahaya, suhu, p%, atau nutrisi

tertentu, ! kompetisi dengan spesies lain, !'# predasi, termasuk

parasitisme dan penyakit, dan !(# keberuntungan. Dalam beberapa kasus,

individu-individu dari suatu populasi yang bertahan dari bencana

lingkungan atau menemukan )alan mereka ke habitat yang baru, di mana

mereka memulai sebuah populasi baru, dimana mereka dapat lebih

beruntungdari rekan-rekan mereka.

isiologi dan perilaku organisme hanya memungkinkan untuk

bertahan hidup di lingkungan tertentu. 0emperatur) tingkat kelembaban)

pasokan nutrisi) tanah dan air kimia) ruang hidup) dan *aktor lingkungan

lainnya harus berada pada tingkat yang sesuai bagi organisme untuk

bertahan. (ada tahun 146) ahli kimia @ustus von iebig mengusulkan


7/34

bahwa *aktor tunggal dalam pasokan relati* terpendek terhadap

permintaan adalah *aktor penting yang menentukan dimana spesies hidup.

,aktus $aguaro raksasa &Carnegiea gigantea') yang tumbuh di gurun

kering dan panas $onora bagian $elatan -riona dan bagian utaraMeksiko) sebagai contoh &gambar 4.3'.$aguaro sangat sensiti* terhadap

suhu beku. $ebuah malam musim dingin dengan suhu di bawah beku

selama 12 jam atau lebih) membunuh perumbuhan ujung+ujung cabang)

mencegah perkembangan lebih lanjut. @adi bagian ujung utara rentang

saguaro itu sesuai dengan ona di mana suhu beku terakhir kurang dari

setengah dalam setiap hari.

(akar ekologi ictor $hel*ord &1+1


8/34

rentang konsentrasi garam yang sama. 0elur dan ikan remaja) dapat

bertahan hidup hanya antara 26 E dan 3< E C dan terbunuh oleh kadar

garam yang tinggi. =leh karena itu) reproduksi) terbatas pada rentang

sebagian kecil ikan dewasa.,adang+kadang keadaan dan toleransi spesies adalah indikator yang

berguna dari karakteristik lingkungan yang spesi:k. -da atau tidak adanya

spesies tersebut mengindikasikan sesuatu tentang masyarakat dan

ekosistem secara keseluruhan. umut dan pinus putih timur) misalnya)

merupakan indikator polusi udara karena mereka masing+masing sangat

sensiti* terhadap sul*ur dioksida dan oon. 0anaman %ull thistle dan banyak

gulma tanaman lain tumbuh pada tanah yang terganggu tetapi tidak

dimakan oleh ternak) sehingga populasi yang kuat dari bull thistle atau

tanaman tertentu lainnya di padang rumput menunjukkan itu sedang

digembalakan. Demikian pula) pemancing tahu bahwa spesis ikan trout

memerlukan air yang dingin) bersih) dan beroksigenF ada atau tidak

adanya ikan trout digunakan sebagai indikator akan kualitas air yang baik.

Peranan Ekologi adala& Sebua& Peranan Spesis dan 'ingkungan

#abitat menggambarkan tempat atau kondisi lingkungan tertentu di

mana organisme hidup. $ebuah istilah yang lebih *ungsional) ruang

ekologi) menjelaskan peran yang dijalankan oleh spesies dalam sebuah

komunitas biologis atau keadaan total *aktor lingkungan yang menentukan

distribusi spesies. ,onsep peran atau ruang pertama kali dide:nisikan

pada tahun 12 oleh Charles ekologi %ritish 7lton &166+11'. %agi 7lton)

masing+masing spesies memiliki peran dalam sebuah komunitas spesies)

dan peran yang dide:nisikan disini yaitu jalan untuk mendapatkan

makanan) hubungan dengan spesies lain dan layanan yang diberikan

kepada masyarakat. 0iga puluh tahun kemudian) pakar limnoligi &ahli

biologi perairan darat terutama perairan air tawar' -merika) 57 #utchinson

&163+11' mengusulkan de:nisi peranan atau niche yang lebih bio:sik.

$etiap spesies) ia menyimpulkan) ada dalam berbagai kondisi :sik dan

kimia &suhu) tingkat cahaya) keasaman) kelembaban) salinitas) dll' dan

juga interaksi biologis &predator dan mangsa saat ini) pertahanan) sumber


9/34


10/34

persaingan jadi sedikit. 5agasan mengenai Jpesaing lengkap tidak bisa

hidup berdampinganJ diusulkan oleh 5 mikrobiologi Kusia 5ause &116+

1


11/34

di pulau+pulau yang memiliki habitat) bentuk dan ketersediaan makanan

yang berbeda &gbr. 4.'. (emakan buah memiliki paruh yang tebal) yang

menyerupai paruh burung nuriF pemakan biji memiliki paruh yang berat

dan bersi*at penghancur sedangkan pemakan serangga memiliki paruhyang tipis dan lancip untuk menangkap mangsanya. $alah satu spesies

yang paling tidak biasa adalah burung pelatuk) yang mematuk kulit pohon

untuk mendapatkan serangga yang tersembunyi. ,arena lidah burung

pelatuk kurang panjang) dia menggunakan tulang belakang kaktus sebagai

alat untuk menangkap serangga.

(erkembangan spesies baru disebut spesiasi. Darwin yakin bahwa

spesies baru muncul secara bertahap) selama waktu yang begitu lama.

Dalam beberapa organisme) perubahan adapti* telah terjadi cukup cepat

untuk diamati. Misalnya) kelinci liar 7ropa) diperkenalkan ke -ustralia

sekitar 226 tahun yang lalu. Mereka telah mengubah ukuran tubuh) berat

badan) dan ukuran telinga mereka disesuaikan dengan iklim panas kering

-ustralia. 8lmuwan evolusi $tephen @ay 5ould menyatakan bahwa dalam

menanggapi perubahan lingkungan) banyak spesies relati* stabil untuk

waktu yang lama sebelum menjalani spesiasi yang cepat &punctuated

eLuilibrium'. ntuk diskusi lebih lanjut mengenai de:nisi spesies) lihat bab

11.

$alah satu mekanisme spesiasi adalah isolasi geogra:s. #al ini

disebut spesiasi allopatric + kemunculan spesies muncul dalam lokasi

geogra:s yang tidak tumpang tindih. %urung kutilang 5alIpagos asli dari

seluruh populasi di daratan) tidak dapat berbagi materi genetic dan

terisolasi secara reprodukti*.

#ambatan yang membagi subpopulasi tidak selalu hambatan :sik.

$ebagai contoh) dua katak pohon yang hampir identik yla versicolor) #.

chrysoscelis' hidup di habitat yang sama di -merika tara bagian timur

tetapi memiliki kicauan yang berbeda. 8ni adalah contoh perilaku isolasi.

$elain itu) satu spesies ada yang memiliki dua kali jumlah kromosom dari

yang lainnya. Contoh dari spesiasi sympatric bertempat di lokasi yang

sama dengan spesies nenek moyangnya &7Nploring $cience) hal. 6'.

$pesies pakis dan tanaman lainnya tampak rentan terhadap spesiasi


12/34

sympatric dengan menggandakan dua kali hingga empat kali lipat jumlah

kromosom dari nenek moyang mereka.

$etelah terjadi isolasi) dua populasi mulai menyimpang dalam

genetika dan karakteristik :sik. (ergeseran genetik memastikan bahwaDA- dari dua populasi yang sebelumnya bergabung dan akhirnya

menyimpang) dalam beberapa generasi) si*at+si*at yang hilang dari

populasi terjadi selama masa reproduksi. Dalam keadaan yang lebih

ekstrim) sebagian besar anggota populasi yang mati dari sebuah populasi

yang terisolasi memotong banyak variasi karakter dari individu yang dapat

bertahan hidup. Cheetah mengalami hambatan genetik sekitar 16.666

tahun yang lalu dan masih bertahan hingga saat ini sebagai individu yang

hampir identik.

Dalam isolasi) tekanan seleksi membentuk karakter :sik) perilaku)

dan genetik individu) menyebabkan si*at populasi bergeser dari waktu ke

waktu &gbr. 4.16'. Dari berbagai karakteristik asli) pergeseran dapat

menjadi ekstrim dari segi si*at &pemilihan secara langsung') hal ini dapat

mempersempit jajaransi*at &menstabilkan pemilihan') atau dapat

menyebabkan si*at menyimpang menjadi ekstrem &seleksi yang memecah

belah'. $eleksi Directional tersirat oleh resistensi pestisida yang meningkat

pada kecoa @erman &%lattella germanica'. Kupanya beberapa individu

dapat membuat enim yang mendetoksi:kasi pestisida. 8ndividu kecoa

yang tidak memiliki karakteristik ini akan mati) dan sebagai hasilnya)

populasi kecoak dengan resistensi pestisida berkembang.

$ebuah populasi kecil di lokasi yang baru+pulau) puncak gunung)

habitat uang unik+membawa kondisi lingkungan baru yang mendukung

beberapa individu terhadap individu lainnya &gbr. 4.11'. Ciri+ciri :sik dan

perilaku individu+individu ini serta *rekuensi si*at yang berpindah dalam

populasi telah diwariskan ke generasi berikutnya. -pabila suatu spesies

yang telah mati namun pernah ada) spesis yang lain akan muncul dan

berkontribusi terhadap berbagai bentuk kehidupan luar biasa yang terlihat

di alam. Catatan *osil adalah salah satu keanekaragaman spesies yang

terus) meskipun bencana beberapa yang tercatat dalam strata geologi

yang berbeda dimana menghilangkan sebagian besar spesies bumi setiap


13/34

kali terjadi.

Evolusi !asi& Berlangsung

-nda mungkin berpikir bahwa evolusi hanya terjadi di masa lalu) tapievolusi adalah proses yang berkelanjutan. %ukti dari kedua percobaan

laboratorium dan dari alam menunjukkan evolusi masih berlangsung.

5enetika telah memodi:kasi si*at+termasuk lalat buah yang memiliki

ukuran tubuh) warna mata) laju pertumbuhan) umur) dan perilaku makan+

banyak menggunakan seleksi buatan. (ada satu percobaan) peneliti

memilih lalat dengan banyak bulu &kaku) struktur mirip rambut' di perut

mereka. Dalam setiap generasi) lalat yang memiliki sebagian bulu diiinkan

untuk kawin. $etelah < generasi) jumlah bulu telah empat kali lipat.

$ebuah percobaan serupa juga dilakukan dengan jagung) para pakar

agronom memilih bibit dengan kandungan minyak tertinggi untuk

menanam dan dipasangkan. $etelah 6 generasi) rata+rata kandungan

minyak telah meningkat 46 persen. (erubahan evolusioner juga terjadi di

alam. $ebuah contoh klasik terlihat di beberapa burung pipit Daphne di

(ulau 5alIpagos. Dua puluh tahun lalu) spesies berpipit besar &5eospia

magnirostris' menetap di pulau) yang sebelumnya hanya memiliki spesis

berpipit sedang &5eospia *ortis'. Magnirostris 5. lebih baik dalam

memakan biji yang lebih besar dan mendorong 5. *ortis untuk bergantung

lebih dan lebih lagi pada biji yang kecil. $ecara bertahap) dalam populasi

*orti 5) burung dengan paruh yang lebih kecil cocok untuk biji kecil. $elama

kekeringan yang parah pada tahun 2663+2664) biji besar menjadi langka)

dan kebanyakan burung dengan paruh yang besar menghilang. 8ni terjadi

pada hampir semua magnirostris 5. dan 5. *ortis. #anya dalam waktu dua

generasi) populasi 5.*ortis secara keseluruhan berubah menjadi individu

berparuh kecil. (ada awalnya) contoh evolusi yang cepat ini dianggap

langka) tetapi penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa hal itu mungkin

dapat menjadi lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Demikian pula) penerapan luas dari pestisida dalam pengaturan

pertanian dan perkotaan telah menyebabkan laju evolusi resisten dilebih

dari 66 spesies serangga. Demikian pula) penggunaan antibiotik yang


14/34

luas dalam pengobatan manusia dan operasi ternak telah menyebabkan

resistensi antibiotik dalam banyak mikroba. (usat (engaturan (enyakit

&Center *or Disease Control' memperkirakan bahwa 6.666 orang -merika

meninggal setiap tahun dari in*eksi yang didapat di rumah sakit) sebagianbesar yang resisten terhadap satu atau lebih antibiotik. ,ami sedang

terlibat dalam semacam perlombaan senjata dengan kuman. $etelah obat+

obat baru ditemukan mikroba akan menjadi tahan terhadap mereka. $aat

ini) vankomisin adalah obat dari usaha terakhir. ,etika resistensi menjadi

luas) kita mungkin tidak memiliki perlindungan dari in*eksi.

Coba Dipikirkan

Cobalah untuk memahami seseorang yang memiliki pandangan yang

berbeda dari *nda mengenai evolusi. Kenapa mereka berpendapat atau

menentang teori ini+ ika *nda men)adi orang yang menentang, bukti apa

yang *nda ingin lihat sebelum *nda merubah keyakinan *nda+

Di sisi lain) evolusi kadang+kadang terjadi karena bantuan kita. ,ami

telah menyebarkan sejumlah polutan organik yang persisten &disebut

(=(s') seperti pestisida dan pelarut industri) ke seluruh lingkungan kita.

$alah satu cara terbaik untuk menyingkirkan mereka adalah dengan

mikroba yang dapat menghancurkan atau mengkonversikannya ke bentuk

beracun. Dan ternyata tempat terbaik untuk mencari spesies ini adalah

tempat yang paling terkontaminasi. ,ehadiran sumber makanan baru telah

mendorong evolusi organisme yang dapat mencernanya. $ebuah seleksi

buatan kecil dan modi:kasi genetik di laboratorium dapat mengubah

spesies ini menjadi alat bioremediasi yang sangat berguna.

(aksonomi !enggambarkan Hubungan antar Spesies

0aksonomi adalah studi tentang jenis dan hubungan organisme.

Dengan ini) -nda dapat melacak bagaimana organisme telah diturunkan

dari nenek moyang yang sama. #ubungan taksonomis antar spesies

ditampilkan seperti pohon silsilah keluarga. (ara ahli botani) ekologi) dan

ilmuwan lainnya sering menggunakan tingkat yang paling spesi:k dari


15/34

genus dan spesies pohon) untuk menyusun binomial. Dan juga mereka

mengidenti:kasi dan mendeskripsikan spesies menggunakan nama atin

atau kata benda dan kata si*at atin) atau nama+nama orang atau tempat.

(ara ilmuwan berkomunikasi mengenai spesies dengan menggunakannama+nama ilmiah bukan nama umum untuk menghindari kebingungan

&misalnya) singa) dandelion) atau semut singa'. $ebuah nama yang umum

dapat digunakan ke sejumlah spesies di tempat yang berbeda) dan satu

spesies mungkin memiliki banyak nama umum. %ionominal resinosa (inus)

di sisi lain) selalu pohon yang sama) apakah -nda menyebutnya pinus

merah) pinus Aorwegia) atau hanya pinus.

0aksonomi juga membantu mengatur spesimen dan subjek dalam

koleksi museum dan penelitian. -nda termasuk #omo sapiens &manusia'

dan makan keripik yang terbuat dari Oea mays &jagung atau maiena'.

,eduanya adalah anggota dari dua kingdom terkenal. (ara ilmuwan

mengakui enam kerajaan &gbr. 4.12'9 hewan) tumbuhan) jamur &jamur')

protista &ganggang) protooa) jamur lendir') bakteri &atau 7ubacteria') dan

archaebacteria &organisme bersel tunggal yang hidup di lingkungan yang

keras) seperti sumber air panas'. -nda akan mempelajari lebih banyak

tentang jutaan kerajaan spesies yang berbeda ini dalam bab dan 11.

4.) Bentuk Interaksi Spesis Komunitas Biologi

,ami telah mempelajari bahwa adaptasi terhadap suatu lingkungan)

penentuan ruang ekologi) dan bahkan spesiasi dipengaruhi tidak hanya

oleh batas+batas tubuh dan perilaku) tetapi juga oleh kompetisi dan

predasi. @angan putus asa. 0idak semua interaksi biologis itu antagonis)

dan pada kenyataannya banyak melibatkan kerjasama atau setidaknya

dan interaksi yang jinak. Dalam beberapa kasus) organisme yang berbeda

bergantung satu sama lain untuk mendapatkan makanan. $ekarang kita

akan melihat interaksi didalam dan antar spesies yang membentuk

komunitas biologis dan mempengaruhi keberhasilan mereka.

Persaingan !en$ebabkan #lokasi Sumber Da$a

Kompetisi adalah jenis hubungan antagonis dalam komunitas


16/34

biologis. =rganisme saling bersaing untuk sumber daya yang berada dalam

pasokan terbatas9 energi dan materi yang dapat digunakan) ruang hidup)

dan tempat khusus untuk melaksanakan kegiatan hidup. 0anaman

bersaing untuk ruang tumbuh untuk mengembangkan akar dan menembaksistem sehingga mereka dapat menyerap dan memproses sinar matahari)

air) dan nutrisi &gbr. 4.13'. #ewan bersaing untuk hidup) bersarang)

memiliki tempat makan dan pasangan. (ersaingan di antara anggota

spesies yang sama disebut intraspesifk kompetisi ) sedangkan

persaingan antara anggota spesies yang berbeda disebut interspesifk

kompetisi . 8ngat prinsip eksklusi kompetiti* yang berlaku antar kompetisi

interspesi:k. ,ompetisi membentuk populasi spesies dan komunitas biologi

yang menyebabkan *okus individu dan spesies beralih dari satu jenis

sumber daya ke jenis yang lain. Dengan demikian) semua burung+burung

pengicau yang bersaing satu sama lain untuk makanan serangga di Aew

7ngland cenderung untuk mengkhususkan diri pada area pohon+pohon

hutan yang berbeda) yang mengurangi atau menghindari persaingan.

$ejak tahun 16an) telah terdapat ratusan studi kompetisi intraspesi:k

dalam populasi alami. $ecara umum) para ilmuwan menganggap hal itu

terjadi) tetapi tidak selalu) dan dalam beberapa kelompok &karnivora dan

tanaman' hal tersebut memiliki pengaruh yang kecil.

Dalam kompetisi intraspesi:k) anggota spesies yang sama saling

bersaing secara langsung satu sama lain untuk mendapatkan sumber

makanan. Beberapa kesempatan munul untuk mengurangi

persaingan dalam populasi sebuah spesies. !ertama, penyebaran

tahun+tahun pertama. %ahkan dalam praktek penyebaran tanaman) benih

yang dibawa oleh angin dan air) membawa hewan kedalam keadaan yang

kurang ramai jauh dari tanaman induk. Kedua, dengan menunjukkan

teritorial yang kuat) banyak hewan memaksa keturunan dewasa mereka

dari sekitar mereka. Dengan cara ini spesies di daerah tersebut) yang

meliputi beruang) burung penyanyi) ungulates) dan ikan) meminimalkan

persaingan antara individu dan generasi. Cara ketiga untuk mengurangi

kompetisi intraspesi:k adalah pemisahan sumber daya antar generasi.

8ndividu remaja dan dewasa dari spesies ini menempati ruang ekologi yang


17/34

berbeda. Misalnya) ulat raja pada daun milkweed) sedangkan kupu+kupu

yang bermetamor*osis dengan aman. ,epiting awalnya adalah larva

mengambang dan tidak bersaing dengan kepiting dewasa yang tinggal di

bawah.,ami melihat kompetisi diantara hewan sebagai pertempuran untuk

sumber+Jalam merah di gigi dan cakarJ adalah sebuah ungkapan. %ahkan)

jika memungkinkan banyak hewan menghindari pertempuran atau

berhadapan satu sama lain dengan kebisingan dan gerakan yang dapat

diprediksi. Misalnya) domba bighorn dan ungulates lainnya) terlibat dalam

pertempuran ritual) dengan hewan yang lebih lemah yang secara naluriah

tahu kapan harus mundur. -kan lebih buruk jika terluka daripada hilang.

$ebaliknya) persaingan seringkali hanya tentang mendapatkan makanan

atau habitat pertama) atau mampu menggunakannya lebih e:sien. $eperti

yang kita diskusikan) setiap spesies memiliki batas toleransi untuk *aktor

nonbiological &abiotik' masing+masing. $tudi menunjukkan bahwa

seringkali) ketika dua spesies bersaing) yang memiliki keunggulan akan

bertahan di pusat batas dan toleransinya untuk bermacam+macam sumber

makanan) hal ini tidak berlaku dalam persaingan dengan spesies lain yang

tinggal di luar kondisi lingkungan yang optimal.

Predasi !empengaru&i Hubungan Spesies

$emua organisme membutuhkan makanan untuk hidup. (rodusen

membuat makanan mereka sendiri) sementara konsumen memakan bahan

organik yang dibuat oleh organisme lain. $eperti yang kita lihat di %ab 3)

*otosintesis tumbuhan dan ganggang merupakan produsen di kebanyakan

komunitas. ,onsumen termasuk herbivora) karnivora) omnivora) pemulung)

detritivores) dan pengurai. -nda mungkin berpikir karnivora hanya

predator) tapi ekologis predator adalah setiap organisme yang *eed

langsung pada organisme lain hidup) apakah atau tidak ini membunuh

mangsa &gbr. 4.14'. #erbivora) karnivora) dan omnivora) yang memakan

mangsanya hidup) adalah predator) tetapi pemulung) detritivores) dan

pengurai yang memakan benda mati) tidak. Dalam hal ini) parasit

&organisme yang memakan organisme host atau mencuri sumber daya dari


18/34

itu tanpa harus membunuh itu' dan bahkan patogen &organisme penyebab

penyakit' dapat dianggap organisme pemangsa. #erbivora adalah jenis

predasi dipraktekkan oleh penggembalaan hewan dan browsing di

tanaman.!redasi adalah pengaruh kuat tapi kompleks pada populasi spesies

dalam komunitas. 8ni mempengaruhi &1' semua tahapan dalam siklus hidup

predator dan spesies mangsa) &2' banyak mekanisme khusus untuk

mendapatkan makanan dan &3' penyesuaian evolusi dalam perilaku dan

karakteristik tubuh yang membantu melarikan diri dari mangsa) dan

predator lebih e:sien menangkap mangsanya. (redasi juga berinteraksi

dengan persaingan. Dalam kompetisi dimediasi predator) pesaing yang

unggul dalam habitatnya membangun populasi yang lebih besar daripada

spesies yang bersaing) predator mencatat dan meningkatkan tekanan

perburuan mereka pada spesies yang unggul) mengurangi kelimpahan

mereka dan memungkinkan pesaing yang lemah untuk meningkatkan

jumlahnya. ntuk menguji gagasan ini) para ilmuwan menghilangkan

predator dari komunitas yang spesiesnya bersaing. $eringkali pesaing

superior menyingkirkan spesies lain dari habitatnya. Contoh klasiknya)

bintang laut warna kuning tua &(isaster ochraceus' telah dihapus dari ona

pasang surut (aci:c dan mangsa utamanya) kerang biasa &Mytilus

cali*ornicus') meledak dalam jumlah besar dan keluar dari spesies

intertidal lainnya.

,ita tahu bagaimana predator mempengaruhi populasi mangsa yang

memiliki penerapan langsung untuk kebutuhan manusia) seperti

pengendalian hama di lahan pertanian. 0ungau cyclamen &(hytonemus

pallidus') misalnya) merupakan hama tanaman strawberry Cali*ornia.

,erusakan pada daun strawberry adalah dikurangi oleh tungau predator

&0yphlodromus dan Aeoseiulus') yang muncul secara alami atau

diperkenalkan ke ladang. (enyemprotan pestisida untuk mengendalikan

tungau cyclamen sebenarnya dapat meningkatkan kutu karena juga

membunuh predator tungau yang menguntungkan.

#ubungan (redator dapat berubah sebagai tahap perubahan

kehidupan organisme. Dalam ekosistem laut) krustasea) moluska) dan


19/34

cacing melepaskan telur langsung ke dalam air di mana mereka dan larva

yang menetas bergabung dengan komunitas plankton yang mengambang

&gbr. 4.1'. #ewan planktonik yang memakan satu sama lain akan menjadi

makanan untuk karnivora besar) termasuk ikan. ,arena spesies mangsatelah matang) maka predator mereka berubah. arva barnacle merupakan

planktonik dan dimakan oleh ikan kecil) tetapi saat mereka dewasa) kerang

keras mereka akan melindungi mereka dari ikan) namun tidak dari siput

laut dan predator. (redator sering beralih mangsa dalam perjalanan hidup

mereka. ,arnivora katak dewasa biasanya memulai kehidupan mereka

sebagai berudu herbivora. (redator juga beralih mangsa ketika menjadi

langka) atau sesuatu yang lain menjadi berlimpah. %anyak predator yang

memiliki mor*ologi dan perilaku yang membuat mereka mudah beradaptasi

ke tempat perubahan) tetapi beberapa dari mereka) seperti beruang kutub

pilihan mangsanya sangat khusus.

Beberapa #daptasi !embantu !eng&indari Predasi

#ubungan predator dan mangsa mengerahkan tekanan seleksi yang

mendukung adaptasi evolusioner. Di dunia ini) predator menjadi lebih

e:sien dalam mencari dan memangsa) dan mangsa menjadi lebih e*ekti*

dalam melarikan diri dan menghindar. %ahan kimia beracun) lapisan

badan) kecepatan yang luar biasa) dan kemampuan untuk bersembunyi

adalah beberapa strategi organisme yang digunakan untuk melindungi diri

mereka sendiri. 0anaman yang memiliki kulit tebal) duri atau bahan+bahan

kimia berbahaya dan tidak bagus dalam jaringan) contohnya ivy

&tumbuhan menjalar yang beracun' dan jelatang. -rthropoda) am:bi) ular)

dan beberapa mamalia menghasilkan bau berbahaya atau sekresi beracun

yang menyebabkan spesies lain akan meninggalkan mereka sendirian.

Mangsa hewan mahir dalam bersembunyi) melarikan diri) atau melawan. Di

Dataran $erengeti -*rika 0imur) ,ijang 0homson sangat cepat dan bahkan

cheetah yang lebih cepat terlibat dalam adu kecepatan) daya tahan) dan

reaksi cepat. ,ijang sering lolos karena cheetah kekurangan stamina)

namun cheetah mempercepat 6+2 kpj per 2 detik) memberikan akhir

dalam serangan yang mengejutkan. $elama puluhan ribu tahun) respon


20/34

dari predator untuk memangsa dan sebaliknya) menghasilkan perubahan

:sik dan perilaku dalam proses yang dikenal sebagai koevolusi. ,oevolusi

dapat saling menguntungkan9 banyak tanaman dan penyerbuk memiliki

bentuk dan perilaku yang saling menguntungkan. $ebuah kasus klasikcontohnya) kelelawar buah yang menyerbuki dan menyerbarkan biji

bantalan buah tanaman tropis.

$eringkali spesies dengan pertahanan kimia menampilkan warna dan

pola untuk memperingatkan diri dari musuh yang berbeda&gbr. 4.1 %ates &12+12') menemani

perjalanan -l*red >allace. %anyak tawon) misalnya) memiliki pola berani

garis+garis hitam dan kuning untuk memperingatkan potensial predator

&gbr. 4.1a'. ,umbang tanduk panjang memiliki alat penyengat tapi tidak

ada yang terlihat dan bertindak seperti tawon) menipu predator yang

menghindarinya &gbr. 4.1b'. ,upu+kupu raja muda jinak adalah kasus

klasik dari cara meniru atau mimikri %atesian. %entuk lain dari mimikri)

yaitu mimikri MPllerian &setelah ahli biologi rit MPller' melibatkan dua

spesies berbahaya yang mirip. ,etika predator belajar untuk tidak

menghindari spesis apapun) akan membawa man*aat baginya. $pesies

juga menampilkan bentuk) warna) dan pola yang membantu untuk

menghindar dan tidak ditemukan. Contoh paling luar biasa adalah

serangga yang terlihat seperti daun mati atau ranting &gbr. 4.1'.

$ayangnya) bagi mangsa) predator juga sering menggunakan kamuHase

untuk menyembunyikan diri mereka menunggu untuk makan mereka

berikutnya.

Simbiosis !elibatkan Hubungan Intim Diantara Spesis

%erbeda dengan predasi dan persaingan) beberapa interaksi antara

organisme dapat berlangsung non+antagonistis) bahkan menguntungkan.

#ubungan tersebut disebut simbiosis) dimana dua atau lebih spesies

hidup intim bersama+sama)dengan nasib yang saling berhubungan.


21/34

#ubungan simbiosis sering meningkatkan kelangsungan hidup dari satu

individu ataupun pasangan individu. Dalam kelas lumut) jamur dan mitra

*otosintesisnya &baik alga atau cyanobacterium' menggabungkan jaringan

untuk keuntungan bersama &gbr. 4.1a'. #ubungan ini disebut mutualisme. %eberapa pakar ekologi yakin bahwa kerjasama dan

hubungan mutualisme dianggap lebih penting dalam evolusi daripada

pada umumnya &gbr. 4.1b'. ,elangsungan hidup dari individu yang

terkuat dapat juga berarti kelangsungan hidup organisme yang dapat

hidup bersama.

#ubungan simbiosis seringkali memerlukan beberapa tingkat evolusi

bersama para pasangannya) setidaknya membentuk sebagian karakteristik

struktural dan perilaku mereka. -daptasi mutualisme ini jelas terlihat

antara akasia duri bengkak &-cacia collinsii' dan semut &(seudomyrmeN

*erruginea' di -merika 0engah dan $elatan. $emut hidup di dalam duri

bengkak di cabang+cabang pohon akasia. $emut memakan nektar yang

diproduksi dalam kelenjar di dasar daun dan juga memakan struktur

khusus yang kaya protein khusus yang dihasilkan pada ujung lembaran

daun. -kasia memberikan perlindungan dan makanan untuk semut.

Meskipun mereka menghabiskan energi untuk menyediakan perlindungan

dan makanan ini) pohon+pohon tidak dirugikan oleh semut. -pa yang

akasia dapatkan sebagai balasannya/ $emut mempertahankan wilayah

mereka dengan agresi*) mengusir serangga herbivora yang akan memberi

makan pada pohon akasia. $emut juga memangkas vegetasi yang tumbuh

di sekitar pohon) mengurangi persaingan dengan tanaman lain akan air

dan nutrisi. -nda dapat melihat bagaimana mutualisme membentuk

struktur komunitas biologis di sekitar pohon akasia yang menyimpan

semut) sama seperti persaingan atau predasi yang membentuk

masyarakat.

#ubungan mutualistik dapat berkembang dengan cepat. (ada tahun

266 pakar entomologi #arvard) 7= >ilson menyatukan bukti untuk

menjelaskan misteri 66 tahun pertanian di pemukiman $panyol tertua di

#ispaniola. Dengan menggunakan catatan sejarah dan penelitian modern)

Dr >ilson berpendapat bahwa mutualisme dikembangkan antara semut api


22/34

tropis &$olenopsis geminata') -merika asli) dan serangga pengisap getah

yang berasal dari Canary 8slands tahun 11< melalui pengapalan pisang.

(isang ditanam) pengisap getah didistribusikan ke #ispaniola) dan pada

tahun 11 kematian tanaman besar+besaran terjadi. Kupanya semut apiasli menemukan serangga penghisap getah asing) yang mengkonsumsi

ekskresi gula dan protein mereka) dan melindungi mereka dari predator)

sehingga menyebabkan populasi serangga meledak. =rang $panyol

berasumsi bahwa semut api menyebabkan kerusakan pertanian) tetapi

dengan sedikit pengetahuan ekologi lagi) mereka akan tahu apa penyebab

sesungguhnya.

Komensalisme adalah jenis simbiosis di mana satu anggota

mendapatkan man*aat dan yang lain tidak diuntungkan atau dirugikan.

%anyak lumut) bromelia) dan tanaman lain yang tumbuh di pohon di

daerah tropis yang lembab dianggap sebagai komensalisme &gbr. 4.1c'.

7pi:t+epi:t ini disiram oleh hujan dan mendapatkan nutrisi dari kotoran

daun dan debu yang jatuh) dan seringkali mereka tidak membantu atau

menyakiti pohon di mana mereka tumbuh. Kobins dan burung pipit yang

menghuni area pinggiran kota merupakan komensalisme dengan manusia.

(arasitisme) yang merupakan suatu bentuk predasi) juga dapat dianggap

simbiosis karena ketergantungan parasit pada inangnya.

Spesis Dasar !emiliki Pengaru& $ang (idak Proporsional

$pesis dasar memainkan peran penting dalam komunitas biologi

yang tidak sesuai dengan banyaknya. -walnya) spesies dasar yang

dianggap menjadi top predator+singa) serigala) harimau yang jumlah

herbivora yang terbatas dan mengurangi herbivora dari tanaman. (ara

ilmuwan sekarang mengakui bahwa spesis yang kurang mencolok juga

memainkan peran kunci. %uah ara tropis) misalnya) berbuah sepanjang

tahun pada tingkat yang rendah tapi stabil. @ika buah ara dikeluarkan dari

hutan) banyak hewan pemakan buah &*rugivora' akan kelaparan pada

musim dingin+ saat buah dari spesies yang lainnya langkah. (ada

gilirannya) hilangnya *rugivora akan mempengaruhi tanaman yang

bergantung pada mereka untuk penyerbukan dan penyebaran benih. #al


23/34

ini jelas bahwa e*ek dari spesis dasar pada komunitas sering bereaksi di

seluruh tingkatan tro:k.

ungsi spesis dasar telah didokumentasikan untuk vegetasi+gajah

hutan) para predator bintang laut oker) dan salamander pemakan katak dipesisir Aorth Carolina. %ahkan mikroorganisme pun dapat memainkan

peran kunci. Dalam banyak ekosistem hutan beriklim sedang) kelompok

jamur yang berhubungan dengan akar pohon &mikoria' mem*asilitasi

penyerapan mineral penting. ,etika jamur tidak muncul) pohon tumbuh

dengan buruk atau tidak tumbuh sama sekali. $ecara keseluruhan) spesis

dasar tampak lebih umum di habitat air daripada mamalia darat.

(eran spesis dasar sulit untuk terlepas dari interaksi spesies lain.

epas pantai (asi:k utara) alga coklat raksasa &Macrocystis pyri*era'

membentuk Jhutan kelpJ yang padat) yang melindungi ikan dan spesies

kerang dari predator) sehingga memungkinkan mereka hidup didalam

komunitas. %erang+berang laut memakan bulu babi yang hidup di hutan

kelp &5br. 4.26') ketika berang+berang laut tidak muncul) landak memakan

rumput dan menyingkirkan hutan kelp. $ekitar tahun 16) paus

pembunuh mulai menggerogoti berang+berang karena persediaan anjing

dan singa laut berkurang) sehingga menciptakan e*ek pancaran. -pakah

kelp) berang+berang) atau orca adalah spesis dasar disini/ -papun

masalahnya) spesis dasar mengerahkan pengaruh mereka dengan

mengubah hubungan kompetiti*. (ada beberapa komunitas) kita mungkin

harus menyebutnya sebagai organisme !kumpulan spesis dasar".

4.* Properti !as$arakat !empengaru&i Spesies dan Populasi

(roses dan prinsip+prinsip yang telah kita pelajari sejauh ini dalam

bab ini+toleransi batas) interaksi spesies) pembagian sumber daya) evolusi)

dan adaptasi+memainkan peran penting dalam menentukan karakteristik

populasi dan spesies. Dalam bagian ini kita akan melihat beberapa si*at

dasar komunitas biologis dan ekosistem+produktivitas) keragaman)

kompleksitas) ketahanan) stabilitas) dan struktur+untuk mempelajari

bagaimana mereka dipengaruhi oleh *aktor+*aktor ini.


24/34

Produktivitas adala& +kuran #ktivitas Biologis

(roduktivitas primer sebuah komunitas adalah tingkat produksi

biomassa) indikasi tingkat konversi energi surya menjadi energi kimia.

7nergi yang tersisa setelah respirasi adalah produksi primer bersih. 0ingkat*otosintetik diatur oleh tingkat cahaya) temperatur) kelembaban) dan

ketersediaan nutrisi. 5ambar 4.21 menunjukkan perkiraan tingkat

produktivitas dalam beberapa ekosistem utama. $eperti yang -nda lihat)

hutan tropis) terumbu karang) dan muara &teluk atau lembah+lembah

sungai tergenang saat sungai bertemu laut' memiliki tingkat produktivitas

yang tinggi karena mereka memiliki persediaan yang melimpah dari semua

sumber daya. Di gurun) kekurangan air membatasi *otosintesis. (ada

tundra -rktik atau pegunungan tinggi) suhu rendah menghambat

pertumbuhan tanaman. Di lautan terbuka) kurangnya nutrisi mengurangi

kemampuan ganggang untuk meman*aatkan sinar matahari dan air yang

berlimpah.

%eberapa tanaman pertanian seperti jagung &maiena' dan tebu

yang tumbuh di bawah kondisi yang ideal di daerah tropis

pertumbuhannya mendekati tingkat produktivitas hutan tropis. ,arena

ekosistem perairan dangkal seperti terumbu karang) rawa+rawa garam)

lumpur Hat pasang surut) dan komunitas akuatik yang sangat produkti*

relati* jarang dibandingkan dengan tingkat luas lautan terbuka+yang

seringkali gurun biologis yang e*ekti*+ekosistem lautnya kurang produkti*

dari rata+rata ekosistem terestrial.

%ahkan dalam ekosistem yang paling akti* ber*otosintesis) hanya

sebagian kecil dari sinar matahari yang tersedia ditangkap dan digunakan

untuk membuat energi yang kaya senyawa. -ntara seperempat dan tiga

perempat dari tanaman mencapai cahaya dipantulkan oleh permukaan

daun. $ebagian besar cahaya yang diserap oleh daun diubah menjadi

panas yang dipancarkan jauh atau bahkan hilang oleh penguapan air.

#anya 6)1 sampai 6)2 persen dari energi yang diserap digunakan oleh

kloroplas untuk mensintesis karbohidrat.

Dalam iklim hutan ek) hanya sekitar setengah data kasus cahaya

yang terjadi pada pertengahan musim panas yang diserap oleh daun.


25/34

$embilan puluh sembilan persen dari energi ini digunakan untuk

menguapkan air. $ebuah pohon ek besar dapat menguapkan beberapa ribu

liter air pada hari yang hangat) kering) cerah dan juga hanya membuat

beberapa kilogram gula dan energi lainnya yang kaya senyawa organik.

Keka$aan dan Keanekaragaman !engukur umla& dan -ariasi

rganisme

,ekayaan adalah ekspresi dari jumlah organisme dalam suatu

komunitas biologis) sedangkan keragaman adalah ukuran jumlah spesies

yang berbeda) ruang ekologi) atau variasi genetic yang ada. ,ekayaan

spesies tertentu sering berbanding terbalik dengan total keragaman

komunitas. -rtinya) komunitas dengan jumlah spesis yang sangat besar

sering memiliki hanya beberapa anggota dari setiap spesies tertentu di

daerah tertentu. $ebagai aturan umum) keragaman spesis berkurang

tetapi kekayaan spesis meningkat seperti yang lihat jika kita pergi dari

khatulistiwa ke arah kutub. -rktik memiliki sejumlah besar serangga

seperti nyamuk) tetapi hanya beberapa spesies. Di sisi lain) daerah tropis)

memiliki sejumlah besar spesies+beberapa di antaranya memiliki bentuk

dan kebiasaan individu yang sangat aneh+tetapi hanya beberapa dari

setiap spesies tertentu di daerah tertentu.

(ertimbangan populasi burung. 5reenland adalah rumah bagi <

spesies burung penangkaran) sementara ,olombia) yang hanya seperlima

ukuran 5reenland) memiliki 1.3. Mengapa ada begitu banyak spesies di

Colombia dan begitu sedikit di 5reenland/

8klim dan sejarah merupakan *aktor penting. 5reenland memiliki

iklim yang keras yang dibutuhkan untuk bertahan hidup selama musim

dingin atau dibutuhkan untuk melarikan diri ke iklim yang ringan) hal ini

menjadi *aktor yang paling penting yang dipertimbangkan dan sangat

membatasi kemampuan spesies untuk mengkhususkan diri atau

berdi*erensiasi menjadi bentuk+bentuk yang baru. ebih lanjut) karena

5reenland tertutup oleh gletser sampai sekitar 16.666 tahun yang lalu)

memberikan sedikit waktu untuk spesies baru untuk mengembangkan

dirinya.


26/34

$ebaliknya) banyak daerah di daerah tropis yang memiliki curah

hujan yang cukup melimpah dan suhu yang hangat sepanjang tahun

sehingga ekosistem di daerah tersebut sangat produkti*. ,etergantungan

makanan) kelembaban) dan kehangatan sepanjang tahun yang sangatmendukung kesuburan kehidupan dan memungkinkan spesialisasi tingkat

tinggi dalam bentuk :sik dan perilaku. 0erumbu karang sama+sama stabil)

produkti*) dan kondusi* untuk proli*erasi bentuk kehidupan+yang beragam

dan menakjubkan. %erlimpahnya ikan berwarna cerah) bentuk karang)

spons) dan arthropoda yang *antastis dalam komunitas karang adalah

salah satu contoh terbaik yang kita miliki dalam keanekaragaman

komunitas.

(roduktivitas berkaitan dengan kekayaan dan keragaman) yang

keduanya bergantung pada ketersediaan sumber daya total dalam sebuah

ekosistem serta ketergantungan sumber daya) adaptasi dari spesies+

spesies anggota) dan interaksi antara spesies. -nda seharusnya tidak

mengasumsikan semua komunitas yang sempurna disesuaikan dengan

lingkungan mereka. $ebuah komunitas yang relati* baru yang belum

sempat untuk melakukan spesialisasi ruang) atau yang terganggu karena

kehilangan peran sebagai predator puncak) tidak mungkin mencapai

e:siensi maksimum dari penggunaan sumber daya atau mencapai tingkat

maksimum baik dari kekayaan ataupun keragaman.

Struktur Komunitas !enjelaskan /uang Distribusi rganisme

$truktur ekologi mengacu pada pola distribusi spasial individu dan

populasi dalam komunitas serta hubungan komunitas tertentu dengan

lingkungannya. Di tingkat lokal) bahkan dalam lingkungan yang relati*

homogen) individu dalam sebuah populasi tunggal dapat didistribusikan

secara acak) mengelompok bersama+sama) atau dalam pola yang sangat

teratur. Dalam populasi yang diatur secara acak) individu dapat hidup di

manapun sumber daya tersedia &gbr. 4.22a'. (ola yang diatur dapat

ditentukan oleh lingkungan :sik tetapi lebih sering merupakan hasil dari


27/34

kompetisi biologis. Misalnya) persaingan akan sarang di koloni burung laut

di ,epulauan alkland sering terjadi dengan sengit. Masing+masing sarang

cenderung tidak dapat terjangkau oleh jumlah telur yang sedang dierami

oleh tetangga di sarang mereka sendiri. (ertengkaran konstanmenghasilkan pola yang sangat teratur &gbr. 4.22b'. Demikian pula)

sagebrush melepaskan racun dari akar dan daun yang jatuh) yang

menghambat pertumbuhan pesaing dan membuat lingkaran pada tanah

disetiap semak. ,arena spesis tetangga mengisi ruang kosong sampai

penuh dari batasan kimia ini) akan menghasilkan penempatan yang

teratur.

%eberapa spesies lain berkerumun bersama untuk mendapatkan

perlindungan) bantuan) reproduksi) atau akses ke sumber daya lingkungan

tertentu. ,awanan ikan) misalnya) bekerumun erat di laut) meningkatkan

kesempatan mereka untuk mendeteksi dan melarikan diri dari predator

&gbr. 4.22c'. Demikian pula) predator) apakah itu hiu) serigala) atau

manusia) seringkali berburu dalam jumlah yang banyak untuk menangkap

mangsanya. $ekawanan burung hitam turun di ladang jagung atau

pasukan babon bersama+sama melintasi segerombolan savana -*rika baik

menghindari predator dan menemukan makanan yang lebih e:sien.

0anaman dapat bekerumun untuk mendapatkan perlindungan.

$erumpun pohon cemara yang tertiup angin sering ditemukan di puncak

sebuah gunung yang tinggi atau di sepanjang pantai. Mereka menawarkan

perlindungan satu sama lain dari angin yang juga untuk melindungi

makhluk lain yang menemukan tempat tinggal di bawah cabang mereka.

(ada beberapa skala kebanyakan lingkungan tidak sempurna.

=rganisme berkerumun atau membubarkan diri sesuai dengan

ketersediaan air) nutrisi) atau sumber daya lainnya yang tidak merata.

Distribusi dalam sebuah komunitas dapat bersi*at vertikal maupun

horiontal. #utan tropis) misalnya) memiliki banyak lapisan) masing+masing

dengan kondisi lingkungan dan kombinasi spesis yang berbeda. ,omunitas

tanaman) hewan) dan mikroba yang lebih kecil hidup pada tingkat yang

berbeda. ,omunitas air sering dikelompokkan ke dalam tingkatan lapisan

berdasarkan cahaya penetrasi pada suhu) air) salinitas) tekanan) atau


28/34

*aktor+*aktor lain.

Kompleksitas dan Keter&ubungan !erupakan Indikator Ekologis

$ang Penting,ompleksitas dan keterhubungan komunitas cukup penting dan pada

umumnya terkait dengan keragaman karena hal tersebut membantu kita

memvisualisasikan dan memahami *ungsi komunitas. ,ompleksitas dalam

hal ekologi mengacu pada jumlah spesies pada setiap tingkat tro:k dan

jumlah tingkat tro:k dalam suatu komunitas. $ebuah komunitas yang

beragam tidak akan menjadi kompleks jika semua spesies yang

berkelompok menempati tingkat tro:k yang sedikit dan membentuk rantai

makanan yang sederhana.

$ebaliknya) sebuah komunitas kompleks yang saling berhubungan

&5br. 4.23' mungkin memiliki tingkat tro:k banyak) beberapa diantaranya

dapat dikelompokkan ke dalam beberapa subdivisi. (ada beberapa hutan

hujan tropis) misalnya) herbivora dapat dikelompokkan menjadi

!himpunan+himpunan" berdasarkan cara+cara khusus mereka memakan

tanaman. 0erdapat pemakan buah) penggigit daun) penggerek akar)

penggerogot biji dan pengisap getah) yang masing+masing terdiri dari

spesies yang sangat berbeda ukuran) bentuk) dan bahkan kerajaan

biologinya) tetapi dengan pakan yang berhubungan. ,omunitas yang

sangat berhubungan seperti ini dapat membentuk jaringan makanan yang

cukup rumit.

Keta&anan dan Stabilitas !embuat Komunitas (a&an (er&adap

0angguan

%anyak komunitas biologis yang cenderung tetap relati* stabil dan

konstan sepanjang waktu. Misalnya) sebuah hutan ek cenderung tetap

menjadi hutan ek) karena spesies yang membentuk hutan itu memiliki

mekanisme kelangsungan hidup terus+menerus pada spesisnya sendiri.

,ita dapat mengidenti:kasi tiga jenis stabilitas atau ketahanan dalam

ekosistem9 konstansi &kurangnya Huktuasi dalam komposisi atau *ungsi')

inersia &ketahanan terhadap gangguan') dan pembaharuan &kemampuan


29/34

untuk memperbaiki kerusakan setelah gangguan'.

(ada tahun 1) Kobert Mac-rthur) yang saat itu siswa lulusan Qale)

mengusulkan bahwa semakin kompleks dan saling berhubungan sebuah

komunitas) semakin stabil dan tangguh komunitas tersebut dalammenghadapi gangguan. @ika banyak spesies yang berbeda menempati

setiap tingkat tro:k) beberapa dari mereka akan menempati tingkat tro:k

tersebut jika spesis lainnya tertekan dan tersingkir oleh kekuatan

eksternal) yang membuat seluruh komunitas tahan terhadap gangguan

dan mampu pulih dari gangguan dengan mudah. Aamun teori ini telah

menjadi kontroversi. %eberapa studi mendukung hal itu) sementara yang

lainnya tidak. Misalnya) pakar ekologi Minnesota) David 0ilman) dalam

studi rumput asli dan pemulihan ladang pertanian) menemukan bahwa

bidang tanah dengan keragaman yang tinggi lebih mampu bertahan dan

pulih dari kekeringan dibandingkan dengan beberapa spesies lainnya.

Di sisi lain) dalam sebuah ekosistem yang sangat beragam dan

khusus) penghapusan anggota beberapa spesis dasar dapat

menghilangkan banyak spesies terkait lainnya. (enghilangan spesies

pohon yang besar dari hutan tropis) misalnya) dapat merusak penyerbuk

dan juga distributor buah. ,ita mungkin masih bisa menanam pohon) tapi

apakah kita bisa mengganti ketergantungan seluruh jaringan hubungan

yang mereka punya/ Dalam hal ini) keragaman telah membuat hutan

menjadi kurang tangguh.

,eanekaragaman secara luas dianggap penting dan telah menerima

banyak perhatian. $ecara khusus) dampak manusia pada keberagaman

menjadi perhatian utama oleh banyak pakar ekologi banyak &7Nploring

$cience hal. 1'.

Batas%batas dan (epi $ang Saling Bertemu #ntar Komunitas $ang

Berdekatan

$ebuah aspek penting dari struktur komunitas adalah batas antara

satu habitat dan tetangga+tetangganya. ,ami menyebutnya hubungan ini

sebagai e1ek tepi. ,adang+kadang) tepi dari serpihan habitat ini relati*

tajam dan berbeda. Dalam pergerakan dari sebuah bidang kecil tanah


30/34

hutan menjadi padang rumput atau tanah yang diolah) -nda dapat

merasakan perubahan dramatis dari keadaan dalam yang sejuk) tenang

dan gelap) menjadi padang rumput yang terbuka) berangin) cerah) dan

hangat &5br. 4.24'. Dalam kasus lain) satu jenis habitat diturunkan secarabertahap ke yang lainnya) sehingga tidak ada batas yang berbeda.

-hli ekologi menyebutnya batas+batas antara komunitas yang

berdekatan disebut e"otones. $ebuah komunitas yang dibagi dari

tetangganya disebut sebuah komunitas tertutup. $ebaliknya)

komunitas dengan batas+batas yang bertahap atau tidak jelas di mana

banyak spesies silang disebut komunitas terbuka. $eringkali perbedaan ini

adalah masalah derajat atau persepsi. $eperti yang kita lihat sebelumnya

dalam bab ini) burung bisa makan di ladang atau padang rumput) tetapi

bersarang di hutan. ,etika mereka terbang bolak+balik) burung+burung

berhubungan dengan ekosistem dengan memindahkan energi dan material

dari satu ke yang lainnya) yang membuat kedua sistem relati* terbuka.

$elanjutnya) pada tepi hutan) jelas berbeda dari tanah terbuka) mungkin

lebih cerah dan lebih hangat daripada kondisi bagian dalam hutan) dan

mungkin memiliki kombinasi spesies tanaman dan hewan yang berbeda

dari salah satu bidang tanah atau JintiJ hutan.

0ergantung pada seberapa jauh e*ek tepi memperpanjang

batasannya) patch bentuk sebidang tanah yang berbeda mungkin memiliki

jumlah area bagian dalam yang sangat jauh berbeda &gbr. 4.2'. Di hutan

cemara Douglas) barat laut (asi:k) misalnya) tingkat tiupan meningkat)

kelembaban menurun) munculnya warna bagian atas tanah yang pudar

dan e*ek tepi lainnya dapat memperpanjang diri hingga 266 m ke dalam

hutan. $ebuah blok sekitar 466 m2 dikelilingi oleh potongan yang jelas

tidak memiliki inti habitat dasar sama sekali.

%anyak binatang buruan yang terkenal) seperti rusa ekor putih dan

burung yang beradaptasi dengan gangguan manusia) seringkali yang

paling banyak terdapat di ona batas antara berbagai jenis habitat. (ada

saat pengatur binatang buruan didesak untuk mengembangkan tepi

sebanyak mungkin untuk mempromosikan populasi binatang buruan yang

besar. Aamun hari ini) pakar konservasi satwa liar mengakui bahwa e*ek


31/34

tepi yang terkait dengan *ragmentasi habitat umumnya merugikan

keanekaragaman hayati. (elestarian blok habitat yang besar dan

menghubungkan blok yang lebih kecil dengan koridor migrasi mungkin

merupakan cara terbaik untuk melindungi spesis yang langka danterancam &%ab 12'.

4.4 Komunitas Itu Dinamis dan Beruba& Sepanjang 2aktu

@ika kebakaran melanda suatu komunitas biologis) komunitas

tersebut akan hancur kan/ -pi mungkin baik bagi komunitas tersebut.

$ampai sekarang) kami telah *okus pada interaksi dari hari ke hari

organisme dengan lingkungan mereka) yang diatur dalam konteks adaptasi

dan seleksi. (ada bagian ini) kita akan melangkah mundur dan melihat

lebih dinamis aspek komunitas dan bagaimana mereka berubah dari waktu

ke waktu.

Si1at Komunitas Diperdebatkan

$elama beberapa dekade dimulai pada awal 166+an) ahli ekologi di

-merika tara dan 7ropa berdebat tentang si*at dasar dari komintas. #al

ini bukanlah diskusi yang menarik) tetapi diskusi mereka mempengaruhi

bagaimana kita mempelajari dan memahami sebuah komunitas) melihat

perubahan yang terjadi dalam diri mereka) dan akhirnya menggunakan

mereka. %aik @.7.% >arning &141+124' di Denmark maupun #enry

Chandler Cowles &1


32/34

. 7. Clements &1.4+1.4'. Dia melihat spesis sebagai sesuatu yang

beranting+spesis saling menggantikan satu sama lain kelompok yang dapat

diprediksi dan dalam urutan yang teratur. Dia berargumen bahwa

karakteristik lanskap setiap komunitas klimaks ditentukan oleh iklim. @ikadibiarkan) komunitas ini akan jatuh tempo untuk satu set karakteristik

organisme yang masing+masing melakukan *ungsi yang optimal. $ebuah

komunitas klimaks bagi Clements mewakili kemungkinan kompleksitas dan

stabilitas maksimum. Dia dan yang lainnya membuat analogi bahwa

perkembangan komunitas klimaks mirip pematangan suatu organisme.

Mereka berpendapat) komunitas maupun organisme mulai menjadi

komunitas yang menyeluruh dan berkembang) matang) sederhana dan

primiti*) serta sangat terintegrasi.

0eori organisme masyarakat ditentang oleh lawan Clements) #-

5leason &12+1') yang melihat sejarah komunitas sebagai proses yang

terduga. Dia berargumen bahwa spesies itu individualistik) dimana masing+

masing tumbuh dan berkembang di lingkungannya sesua dengan

kemampuannya) mentolerir kondisi lingkungan) dan bereproduksi di sana.

5agasan ini memungkinkan berbagai tanaman dan hewan untuk

sementara membentuk asosiasi) teracak) berekonsiliasi dalam bentuk yang

sedikit berbeda) tergantung pada kondisi dan spesis di lingkungannya.

%ayangkanlah sebuah keadaan dari terminal bandara yang sibuk.

(enumpang datang dan pergi) membentuk kelompok dan menghilang. (ola

dan kelompok yang tampaknya signi:kan ini mungkin tidak berarti banyak

lagi setelah setahun kemudian. 5leason menyarankan agar kita berpikir

bahwa ekosistem itu menjadi seragam dan stabil karena kehidupan kita

terlalu pendek dan cakupan geogra:s kita terlalu terbatas untuk

memahami si*at dinamis mereka yang sebenarnya.

Suksesi Ekologi !enggambarkan Sejara& Pemberda$aan

Komunitas

(ada bentuk alam) -nda dapat membaca sejarah komunitas biologis.

$ejarah ini diungkapkan oleh proses suksesi ekologi. $elama suksesi)

organisme menempati sebuah tempat dan mengubah kondisi lingkungan.


33/34

!ada tanah suksesi primer ) dimana tanah yang gundul+gundukan pasir)

permukaan batu) aliran vulkanik+yang ditempati oleh organisme dimana

tidak dapat ditempati hidup sebelumnya&gbr. 4.2


34/34

makanan yang cukup) struktur komunitas yang beragam) dan tempat

berlindung dari angin kering dan kelembaban rendah.

igur generalis cukup menonjol pada suksesi awal. $elama beribu+

ribu tahun) kompetisi harus berkurang seiring kemunculan spesialis danruang untuk berkembang biak. $ecara teori) jangka waktu perkembangan

komunitas menyebabkan kompleksitas komunitas yang lebih besar)

konservasi dan nutrisi daur ulang yang tinggi) produktivitas yang stabil)

dan resistensi yang besar terhadap gangguan+keadaan yang ideal berada

pada saat terjadi bencana.

Documents

Evolusi, Komunitas Biologis dan Interaksi Spesis