Setelah materi tentang Energi, Habitat, Relung/Niche, dan Adaptasi yang dapat diakses di  http://yasashi09.wordpress.com/2011/04/04/ekologi-laut-tropis/ maka di bawah ini saya akan memaparkan materi lanjutan tentang Suksesi Primer dan Suksesi Sekunder, Faktor Pembatas, dan Evolusi.

 

SUKSESI

Komunitas yang terdiri dari berbagai populasi bersifat dinamis dalam interaksinya yang berarti dalam ekosistem mengalami perubahan sepanjang masa. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan dikenal sebagai suksesi ekologis atau suksesi.

Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis).

Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.

1. Suksesi primer


Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru. Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru di muara sungai, dan endapan pasir di pantai. Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi. Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Bila tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai. Zat yang terbentuk karma aktivitas penguraian bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks susunannya. Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tapi sebaliknya.

Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat terns mengadakan pelapukan lahan.Bagian tumbuhan yang mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi lebih tebal. Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi rumput dan belukar maka terjadilah kompetisi. Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan. Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah ekosistem itu. Lihat Gambar 7.11.

2. Suksesi Sekunder


Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, balk secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada. Contohnya, gangguan alami misalnya banjir, gelombang taut, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja.

Contoh komunitas yang menimbulkan suksesi di Indonesia antara lain tegalan-tegalan, padang alang-alang, belukar bekas ladang, dan kebun karet yang ditinggalkan tak terurus.

FAKTOR PEMBATAS EKOSISTEM

Faktor pembatas adalah suatu yang dapat menurunkan tingkat jumlah dan perkembangan suatu ekosistem.

Keterbatasan dan toleransi di dalam ekosistem

Pertumbuhan organisme yang baik dapat tercapai bila faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan berimbang dan menguntungkan. Bila salah satu faktor lingkungan tidak seimbang dengan faktor lingkungan lain, faktor ini dapat menekan atau kadang-kadang menghentikan pertumbuhan organisme. Faktor lingkungan yang paling tidak optimum akan menentukan tingkat produktivitas organisme. Prinsip ini disebut sebagai prinsip faktor pembatas. Justus Von Liebig adalah salah seorang pioner dalam hal mempelajari pengaruh macam-macam faktor terhadap pertumbuhan organisme, dalam hal ini adalah tanaman.

Liebig menemukan pada tanaman percobaannya bahwa pertumbuhan tanaman akan terbatas karena terbatasnya unsur hara yang diperlukan dalam jumlah kecil dan ketersediaan di alam hanya sedikit. Oleh karena itu, Liebig menyatakan di dalam Hukum Minimum Liebig yaitu: “Pertumbuhan tanaman tergantung pada unsur atau senyawa yang berada dalam keadaan minimum”. Organisme mempunyai batas maksimum dan minimum ekologi, yaitu kisaran toleransi dan ini merupakan konsep hukum toleransi Shelford.

Di dalam hukum toleransi Shelford dikatakan bahwa besar populasi dan penyebaran suatu jenis makhluk hidup dapat dikendalikan dengan faktor yang melampaui batas toleransi maksimum atau minimum dan mendekati batas toleransi maka populasi atau makhluk hidup itu akan berada dalam keadaan tertekan (stress), sehingga apabila melampaui batas itu yaitu lebih rendah dari batas toleransi minimum atau lebih tinggi dari batas toleransi maksimum, maka makhluk hidup itu akan mati dan populasinya akan punah dari sistem tersebut. Untuk menyatakan derajat toleransi sering dipakai istilah steno untuk sempit dan euri untuk luas. Cahaya, temperatur dan air secara ekologis merupakan faktor lingkungan yang penting untuk daratan, sedangkan cahaya, temperatur dan kadar garam merupakan faktor lingkungan yang penting untuk lautan. Semua faktor fisik alami tidak hanya merupakan faktor pembatas dalam arti yang merugikan akan tetapi juga merupakan faktor pengatur dalam arti yang menguntungkan sehingga komunitas selalu dalam keadaan keseimbangan atau homeostatis.

Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas, Lingkungan Mikro dan Indikator Ekologi
Lingkungan mikro merupakan suatu habitat organisme yang mempunyai hubungan faktor-faktor fisiknya dengan lingkungan sekitar yang banyak dipengaruhi oleh iklim mikro dan perbedaan topografi. Perbedaan iklim mikro ini dapat menghasilkan komunitas yang ada berbeda. Suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan ditemukan pada suatu daerah. Karena suatu faktor lingkungan sering menentukan organisme yang akan ditemukan pada suatu daerah, maka sebaliknya dapat ditentukan keadaan lingkungan fisik dari organisme yang ditemukan pada suatu daerah. Organisme inilah yang disebut indikator ekologi (indikator biologi). Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan indikator biologi adalah:

a) umumnya organisme steno, yang merupakan indikator yang lebih baik daripada organisme euri. Jenis tanaman indikator ini sering bukan merupakan organisme yang terbanyak dalam suatu komunitas.

b) spesies atau jenis yang besar umumnya merupakan indikator yang lebih baik dari pada spesies yang kecil, karena spesies dengan anggota organisme yang besar mempunyai biomassa yang besar pada umumnya lebih stabil. Juga karena turnover rate organisme kecil sekarang yang ada/hidup mungkin besok sudah tidak ada/mati. Oleh karena itu, tidak ada spesies algae yang dipakai sebagai indikator ekologi.

c) sebelum yakin terhadap satu spesies atau kelompok spesies yang akan digunakan sebagai indikator, seharusnya kelimpahannya di alam telah diketahui terlebih dahulu.

d) semakin banyak hubungan antarspesies, populasi atau komunitas seringkali menjadi faktor yang semakin baik apabila dibandingkan dengan menggunakan satu spesies.

EVOLUSI

Evolusi (dalam kajian biologi) berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antar spesies. Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.

Evolusi didorong oleh dua mekanisme utama, yaitu seleksi alam dan hanyutan genetik. Seleksi alam merupakan sebuah proses yang menyebabkan sifat terwaris yang berguna untuk keberlangsungan hidup dan reproduksi organisme menjadi lebih umum dalam suatu populasi – dan sebaliknya, sifat yang merugikan menjadi lebih berkurang. Hal ini terjadi karena individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan lebih berpeluang besar bereproduksi, sehingga lebih banyak individu pada generasi selanjutnya yang mewarisi sifat-sifat yang menguntungkan ini. Setelah beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam. Sementara itu, hanyutan genetik (Bahasa Inggris: Genetic Drift) merupakan sebuah proses bebas yang menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat suatu populasi. Hanyutan genetik dihasilkan oleh probabilitas apakah suatu sifat akan diwariskan ketika suatu individu bertahan hidup dan bereproduksi.

Walaupun perubahan yang dihasilkan oleh hanyutan dan seleksi alam kecil, perubahan ini akan berakumulasi dan menyebabkan perubahan yang substansial pada organisme. Proses ini mencapai puncaknya dengan menghasilkan spesies yang baru. Dan sebenarnya, kemiripan antara organisme yang satu dengan organisme yang lain mensugestikan bahwa semua spesies yang kita kenal berasal dari nenek moyang yang sama melalui proses divergen yang terjadi secara perlahan ini.

Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebab evolusi. Kajian catatan fosil dan keanekaragaman hayati organisme-organisme hidup telah meyakinkan para ilmuwan pada pertengahan abad ke-19 bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu. Namun, mekanisme yang mendorong perubahan ini tetap tidaklah jelas sampai pada publikasi tahun 1859 oleh Charles Darwin, On the Origin of Species yang menjelaskan dengan detail teori evolusi melalui seleksi alam. Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah. Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern, yang menghubungkan satuan evolusi (gen) dengan mekanisme evolusi (seleksi alam). Kekuatan penjelasan dan prediksi teori ini mendorong riset yang secara terus menerus menimbulkan pertanyaan baru, di mana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan secara lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi.

Meskipun teori evolusi selalu diasosiasikan dengan Charles Darwin, namun sebenarnya biologi evolusioner telah berakar sejak zaman Aristoteles. Namun demikian, Darwin adalah ilmuwan pertama yang mencetuskan teori evolusi yang telah banyak terbukti mapan menghadapi pengujian ilmiah. Sampai saat ini, teori Darwin mengenai evolusi yang terjadi karena seleksi alam dianggap oleh mayoritas komunitas sains sebagai teori terbaik dalam menjelaskan peristiwa evolusi.

Sumber Gambar:

http://josuasilitonga.files.wordpress.com/2010/04/untitledaa.jpg?w=462&h=290

http://3.bp.blogspot.com/_dDqCK7p8E3k/TAZiOYfVbdI/AAAAAAAAAIg/H4WCQWdP0z8/s1600/daur+air.jpg

Sumber Pustaka:

http://id.wikipedia.org/wiki/Evolusi

http://www.try4know.co.cc/2010/03/faktor-pembatas-ekosistem.html

http://kambing.ui.ac.id/bebas/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0033%20Bio%201-7d.htm

 

Advertisements

Fenomena climate change sampai saat ini masih tetap booming sebagai issue dunia. Rupanya issue yang satu ini tidak lagi menjadi issue dikalangan para scientist saja tetapi telah melebar menjadi konsumsi publik dan masuk kedalam jajaran issue politik, sosial, ekonomi bahkan budaya. Namun pada kesempatan ini kita akan mengangkat hot topik mengenai perubahan iklim dunia dari sudut pandang ilmu kelautan.

Telah banyak artikel atau tulisan-tulisan yang berisi tentang kesimpulan para ahli yang menyatakan bahwa perubahan iklim bumi disebabkan oleh kegiatan manusia seperti konsumsi bahan bakar fosil yang berlebihan, peningkatan penggunaan kendaraan, listrik dan plastik yang berlebihan serta perusakan hutan yang sedang terjadi saat ini. Pemanasan global diindikasikan dengan adanya perubahan cuaca yang ekstrim dan bencana alam dalam kurun waktu 10 tahun terakhir, seperti yang tertulis dalam prakata Adaptation Booklet Indonesia yang diterbitkan oleh FoE Jepang – Yayasan BINTARI. Terlepas dari semua itu ada satu faktor lagi yang sangat erat kaitannya dengan perubahan iklim dunia, yaitu laut.

Beberapa literatur mengatakan bahwa laut dan iklim adalah dua hal yang saling mempengaruhi. Namun demikian dinamika atmosfer, lautan dan daratan adalah hubungan yang sangat kompleks dan begitu rumit. Mungkin Secara ringkas dapat digambarkan bahwa hubungan tersebut dibangun atas dasar hukum fisika yakni suhu dan perpindahan panas. Laut dan daratan adalah fluida yang berbeda dalam hal kapasitas menyimpan panas.

Peningkatan suhu air (lautan) berlangsung lebih lambat, tetapi air dapat menyimpan panas lebih lama dibandingkan dengan daratan. Hal ini terjadi karena air mempunyai panas spesifik yang tinggi. Panas spesifik adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebesar 1 ˚C. Angin yang berhembus melewati bentangan permukaan air dapat menghambat peningkatan atau penurunan suhu udara secara drastis pada wilayah daratan disekitarnya. Oleh sebab itu, iklim diwilayah kepulauan atau dekat pantai akan lebih sejuk untuk daerah tropis dan lebih hangat untuk wilayah lintang diutara Tropic of Cancer (misalnya bagian utara pantai barat Amerika Serikat dan Kanada) atau diselatan Tropic of Capricorn (misalnya kepulauan Selandia Baru). Lebih lanjut perbedaan menyimpan dan melepaskan panas tersebut akan berpengaruh terhadap sirkulasi angin dunia yang akhirnya akan mempengaruhi sirkulasi laut.

sirkulasi atmosfer dan laut

Sirkulasi laut adalah pergerakan massa air di laut. Sirkulasi laut di permukaan dibangkitkan oleh stres angin yang bekerja di permukaan laut dan disebut sebagai sirkulasi laut yang dibangkitkan oleh angin (wind driven ocean circulation). Selain itu, ada juga sirkulasi yang bukan dibangkitkan oleh angin yang disebut sebagai sirkulasi termohalin (thermohaline circulation) dan sirkulasi akibat pasang surut laut.

Sirkulasi di permukaan membawa massa air laut yang hangat dari daerah tropis menuju ke daerah kutub. Di sepanjang perjalanannya, energi panas yang dibawa oleh massa air yang hangat tersebut akan dilepaskan ke atmosfer. Di daerah kutub, air menjadi lebih dingin pada saat musim dingin sehingga terjadi proses sinking (turunnnya massa air dengan densitas yang lebih besar ke kedalaman). Hal ini terjadi di Samudera Atlantik Utara dan sepanjang Antartika. Air laut dari kedalaman secara perlahan-lahan akan kembali ke dekat permukaan dan dibawa kembali ke daerah tropis, sehingga terbentuklah sebuah siklus pergerakan massa air yang disebut Sabuk Sirkulasi Laut Global (Global Conveyor Belt). Semakin efisien siklus yang terjadi, maka akan semakin banyak pula energi panas yang ditransfer dan iklim di bumi akan semakin hangat.

Dari kesimpulan para ahli tersebut timbul pertanyaan-pertanyaan, bagaimana jika sirkulasi laut dan iklim ini terganggu? apakah sirkulasi laut mempengaruhi iklim ataukah sebaliknya? Lalu apakah perubahan iklim yang dimaksud adalah akumulasi dinamika iklim lokal oleh karena berbagai aktivitas manusia? Pada dasarnya alam akan terus dinamis dan selalu menuju ketitik keseimbangan bila diberi perlakuan tertentu.

Melalui beberapa mekanisme interaksi fisis dan kimiawi, sirkulasi laut dapat mengubah dan mempengaruhi waktu simpan karbon dioksida yang diinjeksikan ke laut dalam, dan hal itu secara tidak langsung akan mengubah tempat penyimpanan karbon di lautan dan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, demikian dikatakan oleh Atul Jain, seorang profesor sains atmosfer. “Dimana karbon dioksida dinjeksikan akan menjadi isu yang sangat penting”.

Profesor Jain bersama mahasiswa pasca sarjananya Long Cao telah membangun sebuah model terintegrasi iklim-laut-biosfer-siklus karbon yang diberi nama Integrated Science Assessment Model yang memungkinkan untuk mengkaji secara luas interaksi fisis dan kimiawi antar komponen individual dalam sistem bumi, juga siklus karbon, perubahan iklim dan sirkulasi laut.

Menurut Jain, pemahaman yang baik tentang perubahan iklim, sirkulasi laut, siklus karbon di laut dan feedback mechanisms adalah sangat penting dalam membuat sebuah proyeksi yang dapat dipercaya tentang kandungan karbon dioksida di atmosfer dan akibatnya terhadap perubahan iklim. Model ini telah diuraikan/dibahas dalam Journal of Geophysical Research – Oceans edisi September.

Hal senada juga disampaikan oleh pakar kelautan Indonesia, Prof Dr Ir Dwi Suryo Indroyono Soesilo, laut dan sumber daya kelautan mampu menyerap emisi karbon dan memprosesnya menjadi oksigen bagi kehidupan di dalam laut dan sekitarnya. Ketika perubahan iklim terjadi, emisi karbon kian meningkat di udara. “Suhu permukaan laut pun meningkat, yang mengakibatkan pelumeran es di kutub utara dan selatan akibat efek gas rumah kaca,” kata Indroyono dalam materi pengantarnya soal dampak perubahan iklim pada lautan Indonesia, di Jakarta, beberapa waktu lalu.

Emisi gas rumah kaca, menurut Indroyono, telah meningkatkan suhu global sebesar 1 derajat Celsius dalam 100 tahun terakhir. Peningkatan suhu global ini mengakibatkan pelumeran es di daerah kutub dan naiknya permukaan air laut di seluruh dunia, juga perubahan pola sirkulasi laut dan angin. Peningkatan permukaan air laut ini juga terekam pada hasil penelitian NASA-JPL pada 1993-2001. Riset ini menunjukkan, setiap tahunnya permukaan air laut di seluruh dunia mengalami kenaikan rata-rata 2,4 mm (milimeter). Gejala naiknya permukaan air laut juga terjadi di Indonesia. Hasil riset memperlihatkan, kenaikan permukaan laut di Belawan rata-rata mencapai 8 mm per tahun, Jakarta 4,5-7 mm, Sumatra hampir 6 mm, Semarang sekitar 5 mm, Lampung sekitar 4,5 mm, Cilacap sekitar 1,2 mm, dan Surabaya 1 mm.

Ada prediksi yang amat mencemaskan terkait peningkatan permukaan air laut ini, yakni pada 2030 Indonesia diprediksi kehilangan 2.000 pulau. Sementara sekitar 92 pulau di bagian terluar Indonesia terancam musnah. “Ini jelas menjadi ancaman untuk masa depan. Musnahnya pulau terluar dan perubahan garis pantai akan memicu perselisihan perbatasan dengan negara-negara tetangga kita,” kata Indroyono.Pada 2050, Indonesia menghadapi ancaman yang kian buruk, utamanya bila tak ada penanganan serius terhadap pemanasan global dan perubahan iklim. “Selain banyak pulau yang musnah, permukaan laut naik hingga setinggi gedung Sarinah. Bisa dibayangkan berapa besar kehilangan dan penderitaan yang ditanggung bangsa kita.”

Karena permasalahan tersebut maka semua negara diimbau untuk menjaga kelestarian ekosistem laut dan pesisir karena laut dan pesisir berperan penting sebagai pengendali perubahan iklim. Pernyataan itu disampaikan Menteri Kelautan dan Perikanan Fadel Muhammad di sela The llth Special Session Governing Council UNEP/Global Ministerial Environment Forum (llth SSGC UNEP/ GMEF) di Nusa Dua-Bali. belum lama ini.

Menurut dia, penerapan konsep blue carbon merupakan tindaklanjut inisiasi Indonesia dalam mengantisipasi dampak perubahan iklim terhadap laut dan peran laut terhadap perubahan iklim. Direktur Eksekutif Badan Program Lingkungan Perserikatan Bangsa-bangsa (UNEP) Achim Steiner mengatakan, ekosistem laut dan pesisir yang sehat memberikan manfaaat bagi perikehidupan masyarakat pesisir.

Indonesia sebagai negara bahari patut mendapatkan perhatian khusus. “Ekosistem laut dan pesisir juga berperan penting dalam menjaga keseimbangan iklim serta penyerapan karbon yang merupakan kontributor perubahan iklim,” ujarnya.

Pesan penting lain juga disampaikan oleh Presiden RI di sela-sela sambutan Pembukaan WOC di Grand Kawanua Convention Center Manado, Kamis (14/05). Menurut beliau sekarang adalah saatnya dunia mendengar bahwa kita hanya dapat selamat dari abad 21 jika kita bersatu dalam menjaga laut kita.

Sumber Pustaka:

http://bataviase.co.id/node/102309

http://www.dkp.go.id/index.php/ind/news/2272/laut-berperan-penting-sebagai-pengendali-perubahan-iklim

http://www.tempointeraktif.com/hg/nusa/2009/05/14/brk,20090514-176253,id.html

http://zhamalck.blogspot.com/2009/02/fhjghj.html

http://edukasi.kompasiana.com/2009/12/18/perubahan-iklim-dan-sirkulasi-laut-global/