EKOLOGI

Ekologi berasal dari bahasa Yunani oikos (rumah atau tempat hidup) dan logos (ilmu). Secara harafiah ekologi merupakan ilmu yang mempelajari organisme dalam tempat hidupnya atau dengan kata lain mempelajari hubungan timbal-balik antara organisme dengan lingkungannya.

Ekologi berkembang menjadi ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi ekosistem (alam), sehingga dapat menganalisis dan memberi jawaban terhadap berbagai kejadian alam. Sebagai contoh ekologi diharapkan dapat memberi jawaban terhadap terjadinya tsunami, banjir, tanah longsor, DBD, pencemaran, efek rumah kaca, kerusakan hutan, dan lain-lain.

Ekologi dapat dibagi menjadi autekologi dan sinekologi
1. Autekologi membahas sejarah hidup dan pola adaptasi individu-individu organisme terhadap lingkungan
2. Sinekologi membahas golongan atau kumpulan organisme yang berasosiasi bersama sebagai satu kesatuan.

Siklus Materi

Tubuh kita, hewan, tumbuhan, dan batu, tersusun oleh materi. Materi ini terdiri atas unsur kimia, seperti karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P). Materi tersebut dimanfaatkan oleh produsen untuk membentuk bahan organik dengan bantuan matahari atau energi yang berasal dari reaksi kimia. Bahan organik yang dihasilkan adalah sumber energi bagi organisme lain melalui proses makan dan dimakan. Materi mengalir dari mata rantai makanan yang satu ke mata rantai yang lain. Jika makhluk hidup mati, tidak berarti aliran materi terhenti, tetapi makhluk yang mati menjadi makanan bagi makhluk hidup yang lain, misalnya bangkai hewan atau tumbuhan dimakan oleh jasad renik, seperti bakteri dan jamur dalam proses pembusukan. Sebagian hasil pembusukan tersebut adalah gas, misalnya CO₂, cairan, dan mineral. Gas dan mineral tersebut kemudian digunakan lagi oleh tumbuhan dalam proses sintesis. Tumbuhan dimakan oleh herbivora, maka proses makan dan dimakan berulang. Dengan demikian, dapat kita katakan bahwa aliran materi merupakan suatu daur

Materi tidak ada habis-habisnya, materi mengalir dari tubuh makhluk hidup yang satu ke tubuh makhluk yang lain dan dari dunia hidup ke dunia tak hidup, serta kembali lagi ke dunia hidup. Daur materi di atas disebut daur biogeokimia, yaitu daur yang melibatkan proses biologi, geologi, dan kimia. Mata rantai makhluk hidup dalam daur biogeokimia merupakan jaring-jaring kehidupan. Aliran materi merupakan suatu daur, sedangkan aliran energi bukan suatu daur, melainkan aliran yang searah. Setelah melewati beberapa transformasi yang menjaga semua makhluk hidup tetap hidup, energi tersebut kembali ke angkasa luar sebagai panas. Dengan demikian, tidak ada daur energi.

Aliran Energi dalam Ekosistem

Energi darisinar matahari merupakan tenaga penegndali dari semua ekosistem. Tumbuhan denganmemanfaatkan tenaga yang berasal dari sinar matahari mempunyai kemampuan untukmenyerap dan mengumpulkan nutrisi dari tanah dan gas dari udara untukmenghasilkan makanannya. Energi beredar dalam ekosistem dalam bentuk rantaimakanan dan jaring-jaring makanan dari suatu tingkat rofik ke tingkat trofikberikutnya. Dengan cara demikianlah energi mengalir dalam sistem alam ini. Para ahli ekologi mempunyai pandangan, secara tradisionalterhadap aliran energi dalam ekosistem ini sama dengan para ahli ilmu lainnya,yaitu mengamati aliran energi dalam sistem fisika. Mereka secara formalmemahami bahwa energi dalam sistem dalam berbagai bentuk.

Proses Aliran Energi dalam Ekosistem

Aliran energi dalam ekosistem mengalami tahapan proses sebagai berikut :

1) Energi masuk ke dalam ekosistem berupaenergi matahari, tetapi tidak semuanya dapat digunakan oleh tumbuhan dalamproses fotosintesis. Hanya sekitar setengahnya dari rata-rata sinar matahariyang sampai pada tumbuhan diabsorpsi oleh mekanisme fotosintesis, dan jugahanya sebagian kecil, sekitar 1-5 %, yang diubah menjadi makanan (energikimia). Sisanya keluar dari sistem berupa panas, dan energi yang diubah menjadimakanan oleh tumbuhan dipakai lagi untuk proses respirasi yang juga sebagaikeluaran dari sistem.

2) Energi yang disimpan berupa materi tumbuhanmungkin dilakukan melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan melaluiherbivora dan detrivora. Seperti telah diungkapkan sebelumnya, terjadinyakehilangan sejumlah energi diantara tingkatan trofik, maka aliran energiberkurang atau menurun ke arah tahapan berikutnya dari rantai makanan. Biasanyaherbivora menyimpan sekitar 10 % energi yang dikandung tumbuhan, demikian pulakarnivora menyimpan sekitar 10 % energi yang dikandung mangsanya.

3) Apabila materi tumbuhan tidak dikonsumsi,maka akan disimpan dalam sistem, diteruskan ke pengurai, atau diekspor darisistem sebagai materi organik.

4) Organisme-organisme pada setiap tingkatkonsumen dan juga pada setiap tingkat pengurai memanfaatkan sebagian energiuntuk pernafasannya, sehingga terlepaskan sejumlah panas keluar dari sistem

5) Dikarenakan ekosistem adalah suatu sistemterbuka, maka beberapa materi organik mungkin dikeluarkan menyeberang batasdari sistem. Misalnya akibat pergerakan sejumlah hewan ke wilayah, ekosistemlain, atau akibat aliran air sejumlah gulma air keluar dari sistem terbawaarus.

Aliran Energi dan “Standing Crop”

Penyimpananenergi dalam ekosistem dapat berupa materi-materi dalam tumbuhan atau hewan.Jumlah nyata dari materi hidup yang terkandung dalam ekosistem difahami sebagai“standing crop”.Para ahli ekologi biasanyamengkaji standing crop ini untuk setiap tingkat trofik yang nantinya akanmemberikan gambaran pola aliran energi melalui sistem. Hasil kajian dari standing crop untuk setiap tingkatan trofik ini bila diekspresikan dalam bentukhistogram akan menggambarkan suatu piramida tingkat trofik atau lebih dikenaldengan piramida ekologi.

Rantai makanan

Rantai makanan merupakan proses aliranenergi melalui memakan dan dimakan antarorganisme yang berlangsung secarateratur dan membentuk suatu garis tertentu. Misal: Rumput-Ulat-BurungKecil-Kucing.

Jaring-Jaring Makanan

Jaring-jaring makanan adalah kumpulan darirantai makanan yang saling berhubungan dan membentuk skema mirip jaring. Kelangsungan hidup organisme membutuhkan energidari bahan organik yang dimakan. Bahan organik yang mengandung energi danunsur-unsur kimia transfer dari satu organisme ke organisme lainberlangsung melalui interaksi makan dan dimakan. Peristiwa makan dan dimakanantar organisme dalam suatu ekosistem membentuk struktur trofik yangbertingkat-tingkat.

Setiap tingkat trofik merupakan kumpulan berbagai organisme dengan sumbermakanan tertentu. Tingkat trofik pertama adalah kelompok organisme autotropyang disebut produsen. Organisme autotrof adalah organisme yang dapat membuat bahan organiksendiri dari bahan anorganik dengan bantuan sumber energi. Bila dapatmenggunakan energi cahaya seperti cahaya, matahari disebut fotoautotrof, contohnya tumbuhanhijau dan fitoplankton. Apabila menggunakan bantuan energi dari reaksi-reaksikimia disebut kemoautotrof, misalnya, bakteri sulfur, bakteri nitrit, danbakteri nitrat. Tingkat tropik kedua ditempati oleh berbagai organisme yangtidak dapat menyusun bahan organik sendiri yang disebut organisme heterotrof. Organisme heterotrof ini hanya menggunakanzat organik dari organisme lain sehingga disebut juga konsumen. Pembagiankonsumen adalah sebagai berikut.

1.Konsumen Primer

Organisme pemakanprodusen atau dinamakan herbivora yang menempati tingkat trofik kedua.

2. Konsumen Sekunder

Organisme pemakanherbivora yang dinamakan karnivora kecil yang menempati tingkat trofik ketiga.

3.Konsumen Tersier

Organisme pemakankonsumen sekunder yang dinamakan karnivora besar yang menempati tingkat  trofik keempat.

Siklus karbon

Unsur karbon di atmosferdalam bentuk gas karbon dioksida (CO2), sedangkan unsur oksigen dalam bentukgas oksigen (O2). Konsentrasi (CO2) di atmosfer diperkirakan 0,03%. Karbondioksida masuk ke dalam komponen biotik melalui organisme fotoautotrop(tumbuhan hijau) dan kemoautotrop (bakteri kemoautotrop) dalam prosesfotosintesis dan kemosintesis. Karbon kemudian tersimpan sebagai zat organikdan berpindah melalui rantai makanan, respirasi dan ekskresi ke lingkungan.Sedangkan, oksigen (O2) masuk ke komponen biotik melalui proses respirasi untukmembakar bahan makanan, lalu dihasilkan karbon dioksida (CO2). Daur karbonberkaitan erat dengan daur oksigen di alam kita ini.

Daur Nitrogen

Di alam, nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik, seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik, seperti amonia, nitrit, dan nitrat. Tumbuhan dan hewan membutuhkan nitrogen untuk membuat protein. Udara (atmosfer) terdiri atas berbagai gas, dan gas nitrogen terdapat kurang lebih sebanyak 80%. Namun, nitrogen tidak digunakan oleh makhluk hidup dalam bentuk gas. Tumbuhan dapat menyerap nitrogen dalam bentuk senyawa nitrit atau nitrat.

Tahap pertama daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfer ke dalam tanah. Selain air 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 Azetobacter dan Clostridium. Selain itu, ganggang hijau-biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen. Tahap kedua, nitrat yang dihasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein (Gambar 9.10). Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, makhluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH₃) dan garam amonium yang larut alam air (NH₄₊). Proses ini disebut dengan amonifikasi. BakteriNitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa amonium menjadi nitrat olehNitrobacter, kedua proses tersebut dinamakan nitrifikasi. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.

Daur Air

Meskipun hanya sebagian kecil air di bumi yang terdapat pada materi hidup, air sangat penting bagi makhluk hidup. Siklus air atau daur air digerakkan oleh energi matahari dan sebagian besar terjadi di antara lautan dan atmosfer melalui penguapan dan curah hujan.

Daur Sulfur

Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini sering kali bersifat mematikan makhluk hidup di perairan, pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati. Ion sulfat kemudian diserap tumbuhan dan diubah menjadi protein. Jika jaringan tumbuhan atau binatang mati akan mengalami proses penguraian Beberapa jenis bakteri dapat mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi sulfat kembali. Besi (Fe) dalam sedimen bereaksi dengan sulfida membentuk ferosulfida (FeS) yang mengendap.

sumber: https://belajarsekarangblog.wordpress.com/2016/04/23/rangkuman-ekologi-kelas-10/