LEMBAR BELAJAR SISWA 5
KOMPONEN EKOSISTEM DAN INTERAKSINYA
Dalam ekosistem, organisme dalam komunitas
berkembang bersama-sama dengan lingkungan fisik sebagai suatu
sistem. Organisme akan beradaptasi dengan lingkungan fisik, sebaliknya
organisme juga memengaruhi lingkungan fisik untuk keperluan hidup.
Kehadiran,
kelimpahan dan penyebaran suatu spesies dalam ekosistem ditentukan oleh tingkat
ketersediaan sumber daya serta kondisi faktor kimiawi dan fisis yang harus
berada dalam kisaran yang dapat ditoleransi oleh spesies tersebut, inilah yang
disebut dengan hukum toleransi. Misalnya: Panda memiliki toleransi yang luas
terhadap suhu, namun memiliki toleransi yang sempit terhadap makanannya, yaitu bambu. Dengan demikian, panda dapat hidup di ekosistem
dengan kondisi apapun asalkan dalam ekosistem tersebut terdapat bambu sebagai
sumber makanannya. Berbeda dengan makhluk hidup yang lain, manusia dapat
memperlebar kisaran toleransinya karena kemampuannya untuk berpikir,
mengembangkan teknologi dan memanipulasi alam.
Ruang
Lingkup Ekosistem :
1. Individu: Satu unit makhluk hidup yang dapat menjadi bagian dari
suatu populasi
2. Populasi: Kumpulan makhluk hidup sejenis yang ada di ekosistem
3. Komunitas: Kumpulan dari berbagai spesies makhluk hidup yang
menghuni suatu ekosistem
4. Ekosistem: Sistem interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya
pada batas wilayah tertentu.
5. Bioma: Skala besar dari suatu ekosistem yang memiliki kesamaan iklim
dan kemiripan flora dan fauna yang hidup di dalamnya. Terdapat banyak ekosistem
yang menyusun sutau bioma.
6. Biosfer: Keseluruhan ekosistem yang bekerja di planet bumi dimana setiap elemen saling mempengaruhi
B. KOMPONEN EKOSISTEM
1. Komponen Abiotik.
1.
Suhu. Proses biologi
dipengaruhi suhu. Mamalia dan unggas membutuhkan
energi untuk meregulasi temperatur dalam tubuhnya.
2.
Air. Ketersediaan air
memengaruhi distribusi organisme. Organisme di gurun beradaptasi terhadap
ketersediaan air di gurun.
3.
Garam. Konsentrasi
garam memengaruhi kesetimbangan air dalam organisme melalui osmosis.
Beberapa organisme terestrial beradaptasi dengan lingkungan dengan
kandungan garam tinggi.
4.
Cahaya
matahari. Intensitas dan kualitas cahaya memengaruhi proses fotosintesis.
Air dapat menyerap cahaya sehingga pada lingkungan air, fotosintesis terjadi di
sekitar permukaan yang terjangkau cahaya matahari. Di gurun, intensitas
cahaya yang besar membuat peningkatan suhu sehingga hewan dan tumbuhan tertekan.
5.
Tanah dan bebatuan. Beberapa
karakteristik tanah yang meliputi struktur fisik, pH, dan komposisi mineral
membatasi penyebaran organisme berdasarkan pada kandungan sumber makanannya di
tanah.
6.
Iklim. Iklim adalah
kondisi cuaca dalam
jangka waktu lama dalam suatu area. Iklim makro meliputi iklim global, regional dan lokal. Iklim mikro
meliputi iklim dalam suatu daerah yang dihuni komunitas tertentu.
1.
Produsen adalah makhluk hidup
yang mampu mengubah zat anorganik menjadi zat organik (organisme autotrof).
Proses tersebut hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang berklorofil dengan
cara fotosintesis. Contoh produsen adalah alga, lumut dan tumbuhan
hijau
2.
Konsumen adalah
organisme heterotrof yang tidak bisa membuat makanannya sendiri
dan tergantung kepada organisme lain, baik yang bersifat heterotrof maupun
yang autotrof.
Konsumer biasanya merupakan hewan. Hewan yang memakan tumbuhan secara langsung
(herbivora)
dinamakan konsumer primer. Hewan yang memakan konsumer primer
dinamakan konsumer II dan seterusnya sehingga terbentuk
suatu rantai makanan. Konsumer terakhir disebut konsumer
puncak. Contoh konsumer puncak adalah manusia.
3.
Dekomposer adalah organisme yang
menguraikan bahan organik menjadi anorganik untuk kemudian digunakan oleh
produsen. Dekomposer dapat disebut juga sebagai organisme detritivor atau
pemakan bangkai. Contoh organisme dekomposer adalah bakteri pembusuk
dan jamur
Setiap makhluk
hidup hanya dapat hidup dan berkembang biak pada lingkungan yang cocok,yang
disebut habitat.Didalam ekosistem,setiap organisme mempunya fungsi dan tugas
tertentu. Hal ini dikenal dengan
nisia.Oleh karena itu, komponen biotik ekosistem dapat dikelompokkan
berdasarkan nisia tadi.Secara garis besar ada empat nisia.
Produsen
Produsen yaitu organisme yang dapat
menyusun senyawa organik (mengandung bahan kehidupan) dari bahan anorganik
(tidak mengandung bahan kehidupan) menjadi makananya sendiri. Di dalam
membentuk makananya sendiri, organisme ini dibantu oleh cahaya matahari dan
sering disebut organisme autotrof. Yang termasuk kelompok ini meliputi tumbuhan
hijau, beberapa jenis bakteri dan Ganggang biru-hijau.
Konsumen
Konsumen meliputi
organisme yang tidak mampu membuat zat makanan sendiri, dan untuk memenuhi
kebutuhan makanannya bergantung pada organisme lain. Organisme ini disebut juga
organisme heterotrof. Komponen yang tergolong heterotrof
adalah: manusia, hewan, jamur, dan mikrob. Organisme
konsumen dibedakan berdasarkan atas jenis makanannya menjadi golongan herbivor (pemakan
tumbuhan), karnivora (pemakan daging), dan omnivora (pemakan
segala).
Berdasarkan tingkatannya,
konsumen dibagi menjadi:
Konsumen
primer, yaitu pemakan langsung produsen. Contohnya adalah semua bangsa herbivora
serta omnivora seperti: sapi, kambing, ulat, tikus, dll.
Konsumen
sekunder, yaitu pemakan konsumen primer. Contohnya ialah sebagian karnivora dan
omnivora seperti: ayam, katak, ular, trenggiling, harimau, cheetah, dll.
Konsumen
tersier, yaitu pemakan konsumen sekunder. Contohnya ialah sebagian karnivora dan
omnivora seperti: hiu, gurita, elang, dll.
Detrivora
Detrivora adalah organisme yang
memakan partikel-partikel organik (detritus). Detritus merupakan
hancuran jaringan hewan atau tumbuhan yang melapuk. Yang termasuk golongan ini
adalah cacing tanah, siput, lipan, keluwing,
dan teripang.
Dekomposer
Dekomposer disebut pengurai .
Adanya perombak ini memungkinkan zat-zat organik terurai dan mengalami daur
ulang kembali menjadi hara. Yang termasuk kelompok perombak adalah bakteri dan jamur.
Tipe-Tipe Ekosistem
Secara umum ada
tiga tipe ekosistem, yaitu ekositem air, ekosisten darat, dan ekosistem buatan.
1. Akuatik (air).
Ekosistem
perairan yang lingkungannya didominasi oleh peraiaran. Ekosistem ini bisa
dipengaruhi oleh cahaya matahari yang masuk. Ekosistem ini bisa dibedakan
menjadi dua, yakni air tawar dan air laut. Air tawar memiliki kadar garam yang
sedikit dan dibedakan berdasarkan keadaan air. Air laut memiliki kadar yang
tinggi. Ini memiliki pergerakaan air yang bisa dipengaruhi oleh arah angin.
a)
Ekosistem air tawar.
Ciri-ciri ekosistem air
tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok, penetrasi cahaya kurang, dan
terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam
tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar.
Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi.
b) Ekosistem
sungai.
Sungai adalah suatu
badan air yang mengalir ke satu arah. Air
sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran
air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air
bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang. Ekosistem sungai dihuni
oleh hewan seperti ikan kucing, gurame, kura-kura, ular, buaya, dan
lumba-lumba.
c)
Ekosistem air laut.
Habitat laut (oseanik) ditandai
oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama
di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25 °C. Perbedaan
suhu bagian atas dan bawah tinggi, sehingga terdapat batas antara lapisan air
yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah yang disebut
daerah termoklin.
d) Ekosistem
estuari.
Estuari (muara)
merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut.
Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa
garam. Ekosistem estuari memiliki produktivitas yang tinggi dan kaya akan
nutrisi. Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari
antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing,
kerang, kepiting, dan ikan.
e)
Ekosistem pantai.
Dinamakan demikian
karena yang paling banyak tumbuh di gundukan pasir adalah tumbuhan Ipomoea pes
caprae yang tahan terhadap hempasan gelombang dan angina. Tumbuhan yang hidup di ekosistem ini menjalar dan
berdaun tebal.
f)
Ekosistem terumbu karang.
Ekosistem ini terdiri
dari coral yang berada dekat pantai. Efisiensi ekosistem ini sangat tinggi.
Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik
lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang
dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi
gurita, bintang laut, dan ikan karnivora. Kehadiran terumbu karang di dekat
pantai membuat pantai memiliki pasir putih.
g)
Ekosistem laut dalam.
Kedalamannya lebih dari
6.000 m. Biasanya terdapat lele laut dan ikan laut yang dapat mengeluarkan
cahaya. Sebagai produsen terdapat bakteri yang bersimbiosis dengan karang
tertentu.
h) Ekosistem
lamun.
Lamun atau seagrass
adalah satu‑satunya
kelompok tumbuh-tumbuhan berbunga yang hidup di lingkungan laut. Tumbuh‑tumbuhan
ini hidup di habitat perairan pantai yang dangkal. Seperti halnya rumput di
darat, mereka mempunyai tunas berdaun yang tegak dan tangkai‑tangkai
yang merayap yang efektif untuk berbiak. Berbeda dengan tumbuh‑tumbuhan
laut lainnya (alga dan rumput laut), lamun berbunga, berbuah dan menghasilkan
biji. Mereka juga mempunyai akar dan sistem internal untuk mengangkut gas dan
zat‑zat
hara. Sebagai sumber daya hayati, lamun banyak dimanfaatkan untuk berbagai
keperluan.
Ekosistem darat ini adalah ekosistem yang
ditentukan oleh suhu dan curah hujan. Ini banyak memiliki sifat, iklim dan
tempat berkumpulnya berbagai macam makhluk hidup. Ekosistem darat itu meliputi gurun, padang rumput atau hutan
hujan tropis.
b)
Ekosistem tundra didominasi oleh vegetasi
perdu.
Penentuan zona dalam
ekosistem nergyism ditentukan oleh nergyism dan curah hujan. Ekosistem nergyism
dapat dikontrol oleh iklim dan gangguan. Iklim sangat penting untuk menentukan
mengapa suatu ekosistem nergyism berada pada suatu tempat tertentu. Pola
ekosistem dapat berubah akibat gangguan seperti petir, kebakaran, atau
aktivitas manusia.
c)
Hutan hujan tropis.
Hutan hujan tropis
terdapat di daerah nergy dan subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan 200–225
cm per tahun. Spesies pepohonan nergyi banyak, jenisnya berbeda antara satu
dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara
20–40 m, cabang-cabang pohon tinggi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung
(kanopi). Dalam hutan basah terjadi
perubahan iklim mikro, yaitu iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme.
Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari, variasi suhu dan kelembapan
tinggi, suhu sepanjang hari sekitar 25 °C. Dalam hutan hujan tropis sering
terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan) dan anggrek sebagai epifit.
Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung
hantu.
d) Sabana.
Sabana dari daerah nergy
terdapat di wilayah dengan curah hujan 40 – 60 inci per tahun, tetapi
temepratur dan kelembaban masih tergantung musim. Sabana yang terluas di dunia terdapat di Afrika; namun
di Australia juga terdapat sabana yang luas.Hewan yang hidup di sabana antara
lain serangga dan mamalia seperti zebra, singa, dan hyena.
e)
Padang rumput.
Padang rumput terdapat
di daerah yang terbentang dari daerah nergy ke subtropik. Ciri-ciri padang
rumput adalah curah hujan kurang lebih 25–30 cm per tahun, hujan turun tidak
teratur, porositas (peresapan air) tinggi, dan drainase (aliran air) cepat.
Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya
tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing
liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular.
f)
Gurun.
Gurun terdapat di
daerah nergy yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri ekosistem gurun
adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Perbedaan suhu antara siang
dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil.
Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri
contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan
untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, semut,
ular, kadal, katak, kalajengking, dan beberapa hewan nergyis lain.
g)
Hutan gugur.
Hutan gugur terdapat di
daerah beriklim sedang yang memiliki empat musim, ciri-cirinya adalah curah hujan
merata sepanjang tahun. Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu
rapat. Hewan yang terdapat di hutam gugur antara lain rusa, beruang, rubah,
bajing, burung pelatuk, dan rakun (sebangsa luak).
h) Taiga.
Taiga terdapat di belahan
bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah nergy, ciri-cirinya adalah suhu di
musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu
spesies seperti nergy, pinus, dan sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit
sekali, sedangkan hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan
burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.
i)
Tundra.
Tundra terdapat di
belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di
puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari.
Contoh tumbuhan yang dominan adalah sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim,
tumbuhan perdu, dan rumput alang-alang. Pada umumnya, tumbuhannya mampu
beradaptasi dengan keadaan yang dingin.
j)
Karst (batu gamping / gua).
Karst berawal dari nama
kawasan batu gamping di wilayah Yugoslavia. Kawasan karst di Indonesia
rata-rata mempunyai ciri-ciri yang nergy sama yaitu, tanahnya kurang subur
untuk pertanian, nergyis terhadap erosi, mudah longsor, bersifat rentan dengan
pori-pori aerasi yang rendah, gaya permeabilitas yang lamban dan didominasi
oleh pori-pori mikro. Ekosistem karst mengalami keunikan tersendiri, dengan
keragaman aspek biotis yang tidak dijumpai di ekosistem lain.
k) Buatan
Ekosistem
ini merupakan buatan atau diciptkan manusia. Biasanya ini untuk memenuhui
kebutuhan dan memiliki keanakeragaman. Contoh ekosistem ini, seperti hutan
tanaman, waduk, atau sawah irigasi. Sawah
merupakan salah satu contoh ekosistem buatan
Ekosistem
buatan adalah ekosistem yang diciptakan manusia untuk memenuhi kebutuhannya.
Ekosistem buatan mendapatkan subsidi nergy dari luar, tanaman atau hewan
peliharaan didominasi pengaruh manusia, dan memiliki keanekaragaman rendah. Contoh
ekosistem buatan adalah:
a.
bendungan
b.
hutan
tanaman produksi seperti jati dan pinus
c.
agroekosistem
berupa sawah tadah hujan
d.
sawah
irigasi
e.
perkebunan
sawit
f.
ekosistem
pemukiman seperti kota dan desa
g.
ekosistem
ruang angkasa.
h. Ekosistem kota memiliki nergyism tinggi
sehingga butuh nergy yang banyak. Kebutuhan
materi juga tinggi dan tergantung dari luar, serta memiliki pengeluaran yang
eksesif seperti polusi dan panas.
3. Ekosistem ruang angkasa bukan merupakan suatu sistem tertutup yang dapat
memenuhi sendiri kebutuhannya tanpa tergantung input dari luar. Semua ekosistem
dan kehidupan selalu bergantung pada bumi.
Tugas LBS 5.1
Silahkan searching di
internet, untuk mencari pembahasan pertanyaan berikut ini! Jawaban ditulis di
buku catatan/buku tugas masing-masing.
1. Dalam ekosistem, apakah yang menjadi sumber enegi
yang paling awal?
2. Secara fungsional (peran), apa saja yang
dibutuhkan oleh ekosistem yang seimbang?
3. Apa yang terjadi jika alam semesta ini tidak ada
dekomposer?
Sumber informasi :
1. https://id.wikipedia.org/wiki/Ekosistem
2. https://www.kompas.com/skola/read/2019/12/20/190000869/ekosistem-arti-komponen-dan-jenisnya?page=all.
3. https://www.studiobelajar.com/ekosistem/
4.
https://id.wikipedia.org/wiki/Komponen_biotik
LEMBAR BELAJAR SISWA 6
C. INTERAKSI ANTAR KOMPONEN
EKOSISTEM
Interaksi Antar Spesies
dan Jaring-jaring Makanan
Di dalam
suatu ekosistem, tedapat interaksi atau hubungan antar spesies, maupun
komunitas dengan sifat yaitu:
a)
Mutualisme: Interaksi dimana antar
spesies saling diuntungkan dari hubungan mereka.
b)
Parasistisme: Adanya satu pihak
yang dirugikan karena dijadikan sebagai inang tempat hidup parasit dan diambil
sumber dayanya. Parasit memiliki ukuran tubuh yang jauh lebih kecil dibanding
inangnya.
c)
Komensalisme: Interaksi antar
spesies dimana satu pihak diuntungkan tetapi pihak lainnya tidak dirugikan dan
tidak diuntungkan.
d)
Predasi: Keadaan dimana spesies
yang lebih besar dan lebih kuat memangsa spesies lain yang lebih kecil atau
lebih lemah.
Selain itu,
dalam suatu ekosistem terdapat suatu jaring-jaring makanan dimana kaitan antar
spesies bukan hanya terjadi hubungan timbal balik antar spesies tetapi sudah
menjadi suatu sistem yang dimana saling terkait satu dengan yang lainnya.
Jaring-jaring makanan ini tersusun atas gabungan rantai makanan. Rantai makanan
tersebut adalah suatu proses satu arah dimana terjadinya peristiwa dimakannya
spesies oleh spesies lain dalam rangka untuk berlangsung hidup. Apabila salah
satu spesies di dalam jaring-jaring makanan tidak ada, maka akan menimbulkan
ketidakseimbangan populasi spesies lainnya atau bahkan menyebabkan kepunahan.
Jaring-jaring
makanan sebenarnya adalah suatu peristiwa makan-mekanan antar spesies dalam
rangka mendapatkan energi untuk bertahan hidup. Adapun peran yang dapat
dimiliki oleh suatu spesies di ekosistem adalah sebagai berikut:
1.
Produsen: Spesies yang mampu
menangkap energi dari matahari dengan melakukan fotosintesis untuk menghasilkan
makanannya sendiri. Pada suatu jaring makanan, peran sebagai produsen dimiliki
oleh rumput, pohon, atau fitoplankton pada ekosistem perairan.
2.
Konsumen I : Konsumen tingkat I
adalah hewan yang memakan tumbuh-tumbuhan untuk mendapatkan energinya, yaitu
adalah hewan herbivora.
3.
Konsumen II : Konsumen tingkat II
merupakan hewan karnivora yang memakan konsumen I pada jaring-jaring makanan.
4.
Dekomposer: Tugasnya adalah
mengurai sisa-sisa tubuh makhluk hidup yang telah mati untuk diubah menjadi
senyawa organik yang lebih sederhana. Hasil akhir dari dekomposisi ini dapat
menjadi sumber unsur hara dan nutrisi untuk pertumbuhan spesies yang bertindak
sebagai produsen di jaring-jaring makanan. Jenis-jenis dekomposer adalah cacing
pengurai dan berbagai jenis mikroorganisme yang mampu mencerna sisa-sisa tubuh
dari semua makhluk hidup yang telah mati.
Interaksi Antar Komponen Biotik
Ketergantungan
antar komponen biotik dapat terjadi melalui:
1. Rantai makanan, yaitu perpindahan materi dan
energi melalui proses makan dan dimakan dengan urutan tertentu. Tiap tingkat
dari rantai makanan disebut tingkat
trofi atau taraf trofi. Karena organisme pertama yang mampu
menghasilkan zat makanan adalah tumbuhan maka tingkat trofi pertama selalu
diduduki tumbuhan hijau sebagai produsen. Tingkat selanjutnya adalah tingkat
trofi kedua, terdiri atas hewan pemakan tumbuhan yang biasa disebut konsumen primer.
Hewan pemakan konsumen primer merupakan tingkat trofi ketiga, terdiri atas
hewan-hewan karnivora. Setiap pertukaran energi dari satu tingkat trofi
ke tingkat trofi lainnya, sebagian energi akan hilang.
2. Jaring-jaring makanan, yaitu
rantai-rantai makanan yang saling berhubungan satu sama lain sedemikian rupa
sehingga membentuk seperi jaring-jaring. Jaring-jaring makanan terjadi karena
setiap jenis makhluk hidup tidak hanya memakan satu jenis makhluk hidup
lainnya.
Interaksi Antar Komponen Biotik Dan
Abiotik
Nutrisi yang tersedia di
ekosistem merupakan proses yang secara alami terjadi membentuk suatu siklus
yang melibatkan komponen biologi dan lingkungan pada suatu tempat tertentu dan
disebut siklus biogeokimia. Adanya siklus tersebut merupakan upaya untuk
memperbaharui kembali keberadaan unsur-unsur penting dalam proses pembuatan
makanan oleh trofik produsen dalam suatu ekosistem.
Ketergantungan
antara komponen biotik dan abiotik dapat terjadi melalui siklus materi. Beberapa macam siklus materi mendasar
yang terjadi di alam semesta ini adalah:
1.
siklus karbon
2.
siklus air
3.
siklus nitrogen
4.
siklus sulfur
Siklus ini
berfungsi untuk mencegah suatu bentuk materi menumpuk pada suatu
tempat. Ulah manusia telah membuat suatu sistem yang awalnya siklik
menjadi nonsiklik, yang cenderung mengganggu keseimbangan
lingkungan.
Siklus Materi
Semua yang ada di bumi baik makluk hidup maupun benda mati tersusun oleh
materi. Semua materi mengalami perubahan. Perubahan bersifat permanen,
sementara, berlangsung lama maupun cepat, secara alami maupun buatan. Secara alami, perubahan materi
berlangsung secara teratur dan dalam waktu tertentu (bisa cepat, bisa lambat).
Perubahan materi secara alami disebut siklus
materi atau daur materi.
Materi ini secara kimia, tersusun oleh antara lain: karbon (C), Oksigen
(O), Nitrogen (N), Hidrogen (H), Belerang atau sulfur (S) dan Fosfor (P).
Unsur-unsur kimia tersebut dimanfaatkan oleh produsen untuk membentuk bahan
organik dengan bantuan energi matahari atau energi yang berasal dari reaksi
kimia. Bahan organik yang dihasilkan adalah sumber bagi organisme.
Proses makan atau dimakan pada rantai makanan mengakibatkan aliran materi
dari mata rantai yang lain. Walaupun makhluk dalam satu rantai makanan mati,
aliran materi masih tetap berlangsung terus. Karena mahluk hidup yang mati tadi
diuraikan oleh dekomposer yang akhirnya akan masuk lagi ke jalur rantai
makanan. Begitu selanjutnya, berlangsung terus-menerus sehingga membentuk suatu
aliran energi dan daur materi.
Biogeokimia
merupakan pertukaran atau perubahan yang terus menerus, antara komponen biosfer
yang hidup dengan tidak hidup. Dalam suatu ekosistem, materi pada setiap
tingkatan trofik tidak hilang. Materi berupa unsur-unsur penyusun bahan organik
di daur ulang. Unsur-unsur tersebut masuk ke dalam komponen biotik melalui
udara, tanah, dan air.
Daur ulang materi
tersebut melibatkan mahluk hidup dan batuan (geofisik) sehingga disebut daur biogeokimia.
Fungsi daur biogeokimia adalah sebagai siklus materi yang melibatkan semua
unsur kimia yang sudah terpakai oleh semua yang ada di bumi baik komponen
biotik maupun abiotik, sehingga kelangsungan hidup di bumi tetap terjaga.
Macam-Macam Siklus/Daur Materi
a. Daur Nitrogen. Unsur nitrogen
(N) merupakan salah satu unsur yang
mutlak diperlukan makhluk hidup.
Nitrogen merupakan salah satu penyusun asam amino dan protein. Selain itu udara
kita mengandung sekitar 78-79% nitrogen. Di alam bebas jarang ditemukan
nitrogen dalam bentuk senyawa karena nitrogen termasuk unsur yang relatif sukar
bereaksi.
Jarang organisme yang dapat mengambil nitrogen (fiksasi)
langsung dari udara, kecuali beberapa jenis bakteri dan ganggang hijau-biru
yang bersimbiosis dengan tumbuhan tingkat inggi tertentu. Di dalam tanah yang subur juga mengandung nitrogen.
Senyawa nitrogen yang tersedia untuk tumbuhan adalah ion-ion garam nitrat. Bila
zat ini terus menerus diserap oleh tumbuhan, maka kadarnya di dalam tanah akan
menurun (tanah menjadi tandus). Untuk menghindari ini, dalam budidaya tanaman
diperlukan langkah pemupukan, baik
menggunakan pupuk alami atau pupuk kimia buatan (Urea, NKP, ZA).
Setelah senyawa nitrogen diserap tumbuhan, senyawa
tersebut akan disintesis menjadi asam
amino, dan selanjutnya diubah menjadi
protein nabati. Bila tumbuhan dimakan oleh hewan atau manusia, senyawa
nitrogen akan masuk ke dalam tubuh hewan atau manusia dan akan diubah mnejadi
protein hewani. Bila tumbuhan, hewan dan organisme lain mati, tubuhnya akan
mengalami pembusukan. Senyawa N akan terurai, sebagian akan kembali ke udara
dalam bentuk N2 dan sebagian akan menjagi gas NH3. Dengan
bantuan bakteri Nitrosomonas,
Nitrosococcus dan Nitrobacter,
amonia akan diubah menjadi senyawa nitrat melalui proses nitrifikasi.
Proses pembongkaran protein hingga terbentuknya nitrat merupakan peristiwa oksidasi, sehingga dibutuhkan oksigen bebas. Di dalam tanah yang kaya senyawa nitrat tetapi lingkungannya kurang oksigen akan hidup dan berkembang bakteri anaerob. Bakteri ini akan mengubah senyawa nitrat menjadi nitrit, dan selanjutnya mengubah menjadi amonia atau NH3. Peristiwa ini disebut denitrifikasi.
b. Daur Karbon
dan Oksigen. Karbon dan oksigen merupakan unsur
penyusun semua senyawa organik. Sumber karbon di udara bebas adalah
karbondioksida (CO2), Di samping itu ada sumber karbon yang berasal
dari batubara, minyak bumi, batu kapur, dan gas alam. Sedangkan sumber oksigen
adalah sebagai gas yang bebas di udara dan di air laut. Oksigen merupakan hasil
samping proses fotosintesis. Oleh organisme, oksigen diperlukan untuk
pernapasan atau respirasi. Dari proses pernapasan ini dikeluarkan gas
karbondioksida. Aliran karbon dan oksigen ke dalam ekosistem paling awal
dimulai proses fotosintesis oleh
produsen.
Awalnya karbon dioksida diserap oleh tumbuhan melalui
fotosintetis dijadikan glukosa. Lalu disusun menjadi amilum, kemudian diubah
menjadi senyawa gula yang lain, lemak, protein, dan vitamin. Pada proses
pernapasan tumbuhan, dihasilkan lagi karbondioksida dan oksigen.
Daur oksigen juga sama. Hewan makan tumbuhan dapat karbon lalu setelah berjalannya waktu tubuh hewan dan tumbuhan mati dan diuraikan menjadi karbon dioksida, air, dan mineral. Karbon tadi dilepaskan ke udara dan seterusnya. Dari kedua unsur tadi yang paling panjang daurnya adalah karbon.
c. Daur Sulfur. Sulfur atau belerang merupakan salah satu
unsur penyusun protein juga. Di alam sulfur banyak terdapat di kerak bumi.
Jalur sulfur diawali dari tumbuhan, dalam bentuk senyawa sulfat (SO4=
). Kemudian tumbuhan tersebut dimakan
hewan sehingga sulfur berpindah ke hewan. Lalu hewan dan tumbuhan mati
diuraikan menjadi gas H2S atau menjadi sulfat lagi.
Secara alami, belerang terkandung dalam tanah dalam bentuk mineral tanah. Di atmosfer sulfur berbentuk gas SO2. Gas ini banyak berasal dari gunung berapi serta hasil pembakaran bahan bakar fosil, seperti batubara dan minyak. Peningkatan gas sulfur dioksida di udara menjadi indikasi adanya pencemaran udara yang memicu adanya hujan asam yang disertai dampak ikutan lainnya.
d. Daur Air. Sebagian besar zat penyusun tubuh
makhluk hidup adalah air. Air sangat
penting karena fungsinya sebagai pelarut kation dan anion, pengatur suhu tubuh,
pengatur tekanan osmotik sel, dan bahan baku fotosintetis. Di samping sebagai
pelarut dalam tubuhnya air juga merupakan zat yang berfungsi untuk pengangkutan
dan menjaga stabilitas tubuh. Di alam daur air sebagai berikut.
Tempat
yang terkena enegi matahari (air laut, dll) airnya akan menguap termasuk pada
tumbuhan dan hewan. Akibat tiupan angin, awan menuju permukaan daratan.
Pengaruh suhu yang rendah mengakibatkan terjadinya kondensasi uap air menjadi
titik-titik air hujan. Hujan turun di permukaan bumi sebagian meresap ke dalam
tanah, sebagian dimanfaatkan oleh hewan dan tumbuhan (yang tidak diserap akan
menjadi mata air) sebagian lagi mengalir ke sungai-sungai sampai laut. Setelah
dimanfaatkan manusia, hewan ,dan tumbuhan dikeluarkan lagi dan menguap. Dan air
yang ada di dalam tanah mengalir sampai laut semuanya berlanjut terus.
Dengan terjadinya daur air, maka keseimbangan air di alam akan terjaga. Namun demikian, adanya perusakan lingkungan serta terjadinya pencemaran air oleh proses industrialisasi dan perusakan hutan akan sangat membahayakan umat manusia dan makhluk hidup lainnya, karena akan mengancam ketersediaan air bagi kehidupan.
e. Daur Posfor. Secara alami posfor dijumpai
sebagai posfat (PO4=, HPO4=, H2PO4)
yang berbentuk larutan ion-ion posfat anorganik, larutan posfat organik, posfat
partikulat (posfat tidak larut) atau posfat mineral dalam batuan atau sedimen.
Posfor merupakan bahan pembentuk tulang pada hewan. Semua makhluk memerlukan
sebagai pembentuk DNA, RNA, protein, energi (ATP), dan senyawa organik lainnya.
Daur posfor lebih sederhana dari pada daur lainnya karena tidak melibatkan
atmosfer.
Seperti juga semua nutrisi dengan sedimen sebagai
cadangannya, sumber posfat utama adalah batuan kristal yang dilapukkan dan
hanyut oleh erosi, tersedia bagi organisme hidup sebagai ion posfat, memasuki
tumbuhan. Di tanah mengandung posfat anorganik yang dapat diserap oleh
tumbuhan. Kemudian tumbuhan dimakan oleh konsumen sehingga posfor berpindah ke
hewan. Tumbuhan dan hewan mati, feses, dan urinnya akan terurai menjadi posfat
organik. Oleh bakteri posfat tersebut diubah menjadi posfat anorganik yang
dapat diserap tumbuhan.
Jalur yang dilalui posfor serupa dengan jalur nitrogen
dan belerang yang terutama diendapkan sebagai feses. Hanya melalui
kebakaran hutan dan padang rumput posfat
terlepas ke atmosfer. Siklus posfor
bersifat fase sedimen itu prosesnya
lambat ditambah posfat yang tidak larut
dalam air hingga kenyataan itu seringkali terjadi kekurangan posfor sebagai elemen
vital bagi pertumbuhan tanaman.
Di alam ekosistem-ekosistem yang tidak terganggu jumlah posfor adalah tetap, tetapi ketika sebuah ekosistem terganggu terutama oleh aktifitas manusia, posfor seringkali bocor keluar. Hal ini akan mengurangi kemampuan ekosistem untuk mendukung kehidupan tanaman. Salah satu contoh adalah ketika manusia merubah hutan menjadi lahan pertanian. Dengan tidak adanya hutan yang melindungi maka posfor hanyut bersama tanah dan tersapu ke dalam sungai atau danau. Hal ini menyuburkan perairan, sehingga tanaman air seperti enceng gondok, akan tumbuh dengan subur. Pada akhirnya posfor terjebak di dalam endapan lumpur di dasar danau atau lautan.
Untuk pembahasan materi selanjutnya, dari sekian jenis daur atau siklus materi ini, yang harus kita pahami adalah daur air, oksigen dan karbon.
Tugas LBS 6.1
Berdasarkan pemahaman dari KBM 1-3 ini, buatlah narasi/uraian tertulis
sesuai bahasa kaliyan sendiri. Kerjakan di buku tugas! Inti dari tema narasinya adalah:
·
Apa yang dimaksud siklus materi?
·
Apa manfaat adanya siklus materi bagi manusia dan
lingkungan?
·
Apa akibatnya jika di alam semesta ini tidak ada siklus
materi?
