PENGANTAR EKOLOGI

PENGANTAR EKOLOGI

1. SEJARAH  DAN PENGERTIAN EKOLOGI

1.1. SEJARAH EKOLOGI

Catatan Hipocrates, Aristoteles, dan filsuf lainnya merupakan naskah-naskah kuno yang berisi rujukan tentang masalah- masalah ekologi. Walaupun pada waktu itu belum diberi nama ekologi. Dimulai pada abad ke - 16 dan ke-17 yang timbul dari Natural history dan kemudian berkembang menjadi satu ilmu yang sistematik, analitik, dan objektif mengenai hubungan organisme dan lingkungan yaitu Ekologi. Nama tersebut baru dikemukakan oleh seorang ahli biologi Jerman yang bernama Ernest Haeckel (1834-1919) pada tahun 1860.

            Sekitar tahun 1900, ekologi diakui sebagai ilmu dan berkembang terus dengan cepat. Apalagi disaat dunia sangat peka dengan masalah lingkungan dalam mengadakan dan memelihara mutu peradaban manusia. Ekologi merupakan cabang ilmu yang mendasarinya dan selalu berkaitan dengan kehidupan sehari-hari. Tidak satu cabang ilmupun yang dapat mengabaikan ekologi. Apalagi sejak timbulnya gerakan kesadaran lingkungan di seluruh dunia mulai tahun 1968, dituntut kesadaran lingkungan bagi setiap orang antara lain tentang penghematan sumberdaya, penghematan energi, masalah pencemaran udara, pencemaran air, pencemaran tanah dan lain sebagainya. Jelasnya adanya masalah globalisasi lingkungan akan mengakibatkan perhatian makin mendalam kepada ekologi.

1.2. PENGERTIAN EKOLOGI

Ekologi merupakan salah satu cabang biologi. Yaitu ilmu pengetahuan tentang hubungan antara organisme dan lingkungannya. Atau ilmu yang mempelajari pengaruh faktor lingkungan terhadap jasad hidup. Ada juga yang mengatakan bahwa ekologi adalah suatu ilmu yang mencoba mempelajari hubungan antara tumbuhan, binatang dan manusia dengan lingkungannya di mana mereka hidup, bagaimana kehidupannya dan mengapa mereka ada disitu. Ekologi berasal dari bahasa Yunani “oikos” (rumah atau tempat hidup) dan “logos” yang berarti ilmu. Secara harfiah ekologi adalah pengkajian hubungan organisme-organisme atau kelompok organisme terhadap lingkungannya. Ekologi hanya mempelajari apa yang ada dan apa yang terjadi di alam dengan tidak melakukan percobaan.

            Menurut Odum dan Cox (1971) ekologi mutakhir adalah suatu studi yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem atau alam di mana manusia adalah bagian dari alam. Struktur di sini menunjukkan suatu keadaan dari sistem ekologi pada waktu dan tempat tertentu termasuk kerapatan/kepadatan, biomasa, penyebaran potensi unsur-unsur hara (materi), energi, faktor-faktor fisik dan kimia lainnya yang mencirikan keadaan sistem tersebut. Sedangkan fungsinya menggambarkan hubungan sebab akibat yang terjadi dalam sistem. Jadi pokok utama ekologi adalah mencari pengertian bagaimana fungsi organisme di alam.

            Ekologi berkaitan dengan berbagai ilmu pengetahuan yang relevan dengan kehidupan (peradaban) manusia. Seorang yang belajar ekologi sebenarnya bertanya tentang berbagai hal sebagai berikut:

1.    Bagaimana alam bekerja?

2.    Bagaimana suatu spesies beradaptasi dalam habitatnya.

3.    Apa yang mereka perlukan dari habitatnya itu dapat dimanfaatkan guna melangsungkan kehidupan

4.    Bagaimana mereka mencukupi kebutuhannya akan unsur hara (materi) dan energi

5.    Bagaiman mereka berinteraksi dengan spesies lainnya

6.    Bagaimana individu-individu dalam spesies itu diatur dan berfungsi sebagai populasi

            Jelaslah bahwa ekologi adalah ilmu yang mempelajari mahluk hidup dalam rumah tangganya atau ilmu yang mempelajari seluruh pola hubungan timbal balik antara mahluk hidup sesamanya dan dengan komponen di sekitarnya. Dengan demikian seorang ahli ekologi juga menaruh minat kepada manusia, sebab manusia merupakan spesies lain (mahluk hidup) dalam kehidupan di Biosfer secara keseluruhan. Selanjutnya dengan adanya gerakan kesadaran lingkungan di negara maju sejak tahun 1968 sedangkan di Indonesia sejak tahun 1972, dimana setiap orang mulai memikirkan masalah pencemaran, daerah -daerah alami, hutan, perkembangan penduduk, masalah makanan, penggunaan energi, kenaikan suhu bumi karena efek rumah kaca atau pemanasan global, ozon berlubang dan lainnya telah memberikan efek yang mendalam atas teori ekologi. Ekologi merupakan disiplin baru dari biologi yang merupakan mata rantai fisik dan proses biologi serta bentuk-bentuk yang menjembatani antara ilmu alam dan ilmu sosial.

2. HUBUNGAN EKOLOGI DENGAN ILMU LAINNYA

Ekologi adalah bagian dari biologi, namun ekologi tidak dipisahkan dari ilmu-ilmu lainnya.

• 1. Hubungan Ekologi dengan Ilmu Alam Lainnya

1. Ilmu Fisika berperan karena dalam ekologi faktor fisik seperti: sinar matahari, perubahan suhu, daya serap tanah, hujan dan lain-lain terlibat.
2. Ilmu Kimia berperan karena dalam ekologi proses kimia seperti sintesis dan analisis kimiawi dalam tubuh dan di luar tubuh, makhluk hidup merupakan bagian yang penting.
3. Ilmu Bumi dan Antariksa juga berperan karena ekologi berkaitan dengan berbagai proses yang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa siang-malam, musim kemarau dan musim hujan, musim panas-gugur-salju-dan semi, gravitasi, endapan aluvial, vulkanik, erosi, abrasi, sedimentasi, marin, dan lain-lain.

• 2. Hubungan Ekologi dengan Ilmu Sosial

Ilmu sosial sangat penting bila komponen manusia dimasukkan dalam cakupan ekosistem, atau bila kita mempelajari peran ekosistem terhadap kehidupan manusia.

3. PROSES EKOLOGI

            Di alam terdapat proses ekologi yang menjadi penopang kehidupan kita. Rusaknya proses ekologi itu akan membahayakan kehidupan di bumi kita. Energi untuk proses ekologi itu di dapatkan dari matahari. Beberapa proses ekologi terpenting adalah: Fotosisntesis, penambatan nitrogen, pengendalian populasi, penyerbukan, kemampuan memperbaharui diri, dan fungsi hidro-orologis. Proses ekologi terpenting tersebut secara ringkas disajikan dalam uraian berikut.

 

3.1. FOTOSINTESIS

            Fotosintesis terutama dilakukan oleh  tumbuhan hijau. Dalam proses ini energi matahari diubah menjadi energi kimia yang terkandung dalam bahan organik tumbuhan. Energi inilah yang dipakai untuk kehidupan mahluk hidup lain yang tidak dapat melakukan fotosintesis, antara lain manusia, hewan dan jasad renik.

Fotosintesis juga menghasilkan gas oksigen (O₂). Gas oksigen adalah esensial untuk pernafasan banyak sekali jenis mahluk hidup, termasuk manusia. Tanpa pksigen, dalam waktu yang singkat manusia akan mati.

Kehidupan di dalam air juga ditopang oleh fotosintesis. Fotosintesis itu dilakukan oleh plankton, yaitu tumbuhan bersel satu yang melayang dalam air. Plankton merupakan makanan ikan dan penghasil oksigen.

Dari oksigen di dalam atmosfer terbentuk gas ozon. Gas ozon yang terdapat dalam lapisan udara yang tinggi, melindungi bumi dari sinar matahari yang begelombang pendek, antara lain sinar ultra violet. Sinar ultra violet sangat berbahaya bagi mahluk hidup. Karena itu rusaknya lapisan ozon akan menyebabkan kepunahan kehidupan di bumi. Yang tinggal hanyalah mereka yang hidup di air dalam, karena terlindung dari sinar ultra violet oleh lapisan air yang cukup tebal. Inilah kehidupan di bumim sebelum ada fotosisntesis, kira-kira 4 milyar tahun yang lalu.

Mengingat pentingnya fotosintesis, kita harus menjaga agar dalam proses pembangunan tetap cukup terdapat tumbuhan hijau, antara lain hutan, semak belukar dan padang rumput.

3.2. PENAMBATAN NITROGEN

Nitrogen (N) merupakan unsur yang esensial untuk kehidupan mahluk hidup.

Udara mengandung kira-kira 80% nitrogen — hanya sedikit jenis makhluk hidup yang dapat memanfaatkan nitrogen — Mahluk hidup penambat nitrogen udara yang hidup bebas dan yang hidup bersimbiosis dengan mahluk hidup lain

Mahluk hidup penambat nitrogen udara yang hidup bebas berupa bakteri dan ganggang biru-hijau —. bakteri Azotobacter dan ganggang Anabaena — Ada yang hidup di tanah kering dan ada pula di tanah yang basah.

Di sawah, misalnya, penambatan nitrogen udara dapat mencapai 80 kg N per hektar per musim — setara dengan 175 kg urea

Mahluk hidup penambat nitrogen udara yang hidup bersimbiosis dengan mahluk hidup lain misalnya bakteri rhizobium yang hidup dalam bintil akar tumbuhan kacang-kacangan.

Bakteri rhizobium mendapatkan makanan dari tumbuhan kacang-kacangan yang berfotosintesis — Sebagian energi dalam makanan digunakan untuk menambat nitrogen udara. Nitrogen udara yang dihasilkan rhizobium sebagian bermanfaat bagi tumbuhan kacang-kacangan.

Penambatan nitrogen udara memegang peranan penting dalam menjaga kesuburan tanah dan perairan. Tanpa mahluk hidup penambat nitrogen udara kita akan memerlukan banyak sekali pupuk N, misalnya Urea. Pemupukan N yang berlebihan dan pencemaran dapat mematikan atau mengganggu kehidupan makhluk penambat nitrogen.

3.3. PENGENDALIAN POPULASI

Di alam terjadi proses makan-memakan antara pemangsa - mangsa (predator - prey). Hewan yang memakan disebut pemangsa (predator) — yang dimakan disebut mangsa (prey).

Apabila populasi mangsa meningkat — persediaan makanan untuk pemangsa bertambah. Kenaikan populasi mangsa — diikuti oleh kenaikan populasi pemangsa.

Terdapat keseimbangan yang dinamis antara populasi mangsa dan pemangsa. Populasi mangsa dan populasi pemangsa itu saling mengendalikan.

Contoh: populasi tikus sawah yang terkendalikan oleh populasi ular.

Karena itu proses makan-memakan yang menjadi dasar kemampuan lingkungan untuk melakukan fungsi pengendalian populasi harus kita pelihara. Penggunaan racun hama (pestisida) yang berlebihan, dan pencemaran oleh industri dan transportasi dapat merusak kemampuan lingkungan untuk mengendalikan populasi.

3.4. PENYERBUKAN

Pada penyerbukan, tepung sari dengan satu atau lain cara (melalui bantuan angin - padi, air - tumbuhan air, lebah, burung, kupu-kupu) menempel pada kepala putik bunga. Tepung sari merupakan alat kelamin jantan dan putik alat kelamin betina. Setelah terjadi penyerbukan, tepung sari membuahi sel telur yang ada dalam bakal buah.

Apabila populasi hewan penyerbuk itu menurun, penyerbukan akan terganggu dan produksi banyak jenis buah akan menurun. Penggunaan pestisida yang tidak bijaksana dan pencemaran udara akan mengganggu populasi hewan penyerbuk.

3.5. KEMAMPUAN MEMPERBAHARUI DIRI

Kemampuan memperbaharui diri sumber daya alam memiliki batas. Apabila batas kemampuan dilampaui, sumberdaya yang terbarui itu menjadi takterbarui. Atau diperlukan biaya yang sangat besar untuk memperbaikinya dan menjadikannya terbarui lagi.

Contoh penggunaan sumberdaya air. Air minum (bersih) — air seni (limbah) — dibuang ke sungai — jasad renik yang bersifat pengurai, menguraikan zat organik dalam air seni, jasad renik yang lain memakan atau mematikan jasad renik yang berbahaya, penyinaran oleh sinar matahari yang mengandung sinar ultra violet juga mematikan jasad renik yang berbahaya, arus air dan gelombang memasukkan oksigen ke dalam air membantu proses pemurnian air — air yang tercemar itu menjadi bersih lagi.

Proses pemurnian secara alamiah dapat terganggu —. misalnya, pencemaran deterjen, pestisida, logam berat di perairan dapat secara selektif membunuh jasad renik yang berguna, tetapi sebaliknya menimbulkan resistensi pada jasad renik yang membahayakan. Pelumpuran akan memperlambat arus air — oksigen yang masuk ke dalam air berkurang dan proses memperbaharui diri terhambat. Apabila beban pencemaran melampaui kemampuan perairan atau sumberdaya lain untuk memperbarui diri, kualitas sumberdaya itu makin lama makin menurun.

3.6. DAUR HIDRO-OROLOGI

Air mengalami suatu daur. Air hujan — hujan sebagian mengalir di atas permukaan tanah dan sebagian lagi masuk ke dalam tanah — karena panas matahari air menguap — dari uap air terbentuklah awan — dari awan terjadilah hujan. Daur ini berlangsung terus sepanjang masa tak ada habisnya.

Hutan dan bentuk vegetasi lain, pada batas tertentu mempunyai peranan penting dalam daur ini. Dengan adanya hutan air meresap ke dalam tanah dan yang menguap lebih banyak, air yang mengalir di atas permukaan tanah lebih lebih sedikit.

Air yang masuk ke dalam tanah, sebagian akan keluar lagi sebagai mata air — merupakan simpanan air — distribusi air sepanjang tahun menjadi lebih baik.

Berkurangnya air permukaan mengurangi risiko banjir dan erosi. Erosi dapat menurunkan kesuburan tanah, menaikkan kandungan lumpur dalam air, dan menyebabkan pendangkalan sungai, waduk dan saluran pengairan.

4. HABITAT

Habitat adalah tempat suatu organisme hidup — habitat suatu organisme dapat disebut “alamat” organisme itu.

Semua organisme mempunyai tempat hidup. Misalnya, ikan tuna hidup dalam air laut, ikan mas dalam perairan tawar, durian di tanah darat dataran rendah, enau di tanah darat dataran rendah sampai pegunungan, eceng gondok di perairan terbuka dan sebagainya.Makhluk hidup dapat memiliki lebih dari satu habitat, Misalnya habitat kodok adalah di darat setelah dewasa, di air bila masih menjadi berudu atau telurnya.

Setiap makhluk hidup mempunyai habitat yang sesuai dengan kebutuhannya. Apabila terjadi gangguan atau perubahan yang cepat makhluk tersebut mungkin akan mati atau pergi mencari habitat lain yang cocok. Misalnya jika terjadi arus terus-menerus di pantai habitat bakau, dapat dipastikan bakau tersebut tidak akan bertahan hidup. Akan tetapi jika terjadi perubahan secara perlahan atau berevolusi, lama kelamaan makhluk yang ada di situ akan berusaha melakukan penyesuaian diri, atau beradaptasi yang akhirnya mungkin akan terjadi jenis baru.

Istilah habitat dapat dipakai untuk menunjukkan tempat tumbuh sekelompok organisme dari berbagai jenis yang membentuk suatu komunitas. Misalnya, kita boleh mengunakan istilah habitat padang rumput, habitat hutan mangrove, dan sebagainya. Dalam hal ini habitat sekelompok organisme mencakup lingkungan abiotik dan lingkungan biotik.

5. RELUNG (NICHE)

Konsep relung (niche) dikembangkan oleh Charles Elton (1927) ilmuwan Inggris, dengan pengertian “status fungsional suatu organisme dalam komunitas tertentu”. Dalam penelaahan suatu organisme, kita harus mengetahui kegiatannya, terutama mengenai sumber nutrisi dan energi, kecepatan metabolisme dan tumbuhnya, pengaruh terhadap organisme lain bila berdampingan atau bersentuhan, dan sampai seberapa jauh organisme yang kita selidiki itu mempengaruhi atau mampu mengubah berbagai proses dalam ekosistem.

Relung (niche) adalah posisi atau status suatu organisme dalam suatu komunitas dan ekosistem tertentu, yang merupakan akibat adaptasi struktural, tanggap fisiologis serta perilaku spesifik organisme itu. Jadi relung suatu organisme bukan hanya ditentukan oleh tempat organisme itu hidup, tetapi juga oleh berbagai fungsi yang dimilikinya. Dapat dikatakan, bahwa secara biologis, relung adalah profesi atau cara hidup organisme dalam lingkungan hidupnya.

Pengetahuan tentang relung suatu organisme sangat perlu sebagai landasan untuk memahami berfungsinya suatu komunitas dan ekosistem dalam habitat utama. Untuk dapat membedakan relung suatu organisme, maka perlu diketahui tentang kepadatan populasi, metabolisme secara kolektif, pengaruh faktor abiotik terhadap organisme, pengaruh organisme yang satu terhadap yang lainnya.

Banyak, organisme, khususnya hewan yang mempunyai tahap-tahap perkembangan hidup yang nyata, secara beruntun menduduki relung yang berbeda. Umpamanya jentik-jentik nyamuk hidup dalam habitat perairan dangkal, sedangkan yang sudah dewasa menempati habitat dan relung yang samasekali berbeda.

Relung atau niche burung adalah pemakan buah atau biji, pemakan ulat atau semut, pemakan ikan atau kodok.

Niche ada yang bersifat umum dan spesifik. Misalnya ayam termasuk mempunyai niche yang umum karena dapat memakan cacing, padi, daging, ikan, rumput dan lainnya. Ayam merupakan polifag, yang berarti makan banyak jenis. Makan beberapa jenis disebut oligofag, hanya makan satu jenis disebut monofag seperti wereng, hanya makan padi.

Apabila terdapat dua hewan atau lebih mempunyai niche yang sama dalam satu habitat yang sama maka akan terjadi persaingan. Dalam persaingan yang ketat, masing-masing jenis mempertinggi efisiensi cara hidup, dan masing-masing akan menjadi lebih spesialis yaitu relungnya menyempit. Akan tetapi bila populasi semakin meningkat, maka persaingan antar individu di dalam jenis tersebut akan terjadi pula. Dalam persaingan ini individu yang lemah akan terdesak ke bagian niche yang marginal. Sebagai efeknya ialah melebarnya relung, dan jenis tersebut akan menjadi lebih generalis. Ini berarti jenis tersebut semakin lemah atau kuat. Makin spesialis suatu jenis semakin rentan makhluk tersebut.