Ekosistem

Ekosistem
Ekosistem
Dalam suatu ekosistem, energi ditangkap dan disimpan oleh tumbuhan. Sebagian energi itu berpindah kepada hewan pemakan tumbuhan tersebut. Pada suatu saat, hewan pemakan tumbuhan itu dimangsa oleh hewan lain. Gambar di samping menunjukkan seekor singa sedang memangsa zebra. Pada setiap tingkatan pemakan atau pemangsa, sebagian energi disimpan menjadi bagian- bagian tumbuhan atau daging hewan.

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:
• dapat mendeskripsikan peran komponen ekosistem dalam aliran energi;
• dapat mendeskripsikan daur biogeokimia;
• dapat mendeskripsikan pemanfaatan komponen ekosistem.

Kata-kata kunci : 
• komponen biotik
• komponen abiotik
• interaksi
• homeostatis
• rantai makanan
• jaring-jaring makanan
• daur biogeokimia

Makhluk hidup merupakan bagian dari lingkungan tempat hidupnya. Selain makhluk hidup, dalam suatu lingkungan terdapat komponen tak hidup yang dinamakan komponen abiotik. Komponen ekosistem yang terdiri benda-benda hidup atau makhluk hidup disebut komponen biotik. Komponen biotik dalam ekosistem memiliki peranan/profesi yang berbeda-beda. Peranan/profesi suatu organisme dalam ekosistem disebut viche atau relung. Antara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotiknya terjadi hubungan timbal balik atau interaksi. Interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungan biotik dan abiotiknya inilah yang dinamakan ekosistem. Cabang biologi yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik dan abiotiknya disebut ekologi.

Keseimbangan dan kelestarian ekosistem sangat diperlukan oleh semua makhluk hidup, termasuk manusia. Dengan ekosistem yang seimbang proses-proses kehidupan secara alamiah akan terjaga kelangsungannya. Karena itu manusia sangat berkepentingan untuk menjaga kelestarian dan keseimbangan ekosistem demi menjaga kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya. Peran serta secara aktif seluruh warga negara sangat diperlukan untuk mewujudkan lingkungan yang lestari dan seimbang.

A. Komponen Ekosistem

Secara garis besar komponen ekosistem terdiri atas komponen abiotik dan komponen biotik.

1. Komponen abiotik

Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang bersifat tak hidup. Komponen ini meliputi hal-hal berikut.
a. Tanah

Tanah merupakan habitat sebagian besar makhluk hidup. Tumbuhan membutuhkan tanah sebagai sumber unsur hara maupun air. Akar tumbuhan masuk ke dalam tanah untuk mendapatkan air dari tanah serta mineral yang diperlukan untuk tumbuh dan berkembang. Demikian pula hewan-hewan yang menggunakan tanah sebagai tempat hidupnya serta melakukan segala aktivitasnya. Beberapa serangga dan cacing meletakkan telurnya dalam tanah untuk melanjutkan kerurunannya. Setelah menetas lalu menjadi larva, kemudian tumbuh dan berkembang menjadi dewasa.

b. Air

Tidak akan ada kehidupan tanpa air. Semua makhluk hidup membutuhkan air untuk keperluan hidupnya. Hewan dan manusia membutuhkan air untuk minum. Dalam tubuh hewan dan manusia air berfungsi sebagai pelarut makanan, menjaga tekanan osmotik sel, sebagai sarana transportasi zat (air merupakan bagian terbesar plasma darah). Bagi tumbuhan, air merupakan komponen penting dalam foto- sintesis, sarana transportasi zat, membantu proses pertum- buhan sel-sel, serta menjaga tekanan osmotik sel. Bahkan mikroorganisme seperti bakteri serta jamur mempersyaratkan kondisi yang lembap agar dapat hidup dengan baik. Dalam ekosistem air mengalami daur ulang yang disebut daur hidrologi.

c. Udara

Atmosfer bumi kita merupakan campuran berbagai macam gas serta partikel-partikel debu. Sekitar 78% gas di atmosfer berupa gas nitrogen, 21% gas oksigen, 1% gas argon, serta sekitar 0,035% terdiri gas CO2, sisanya berupa uap air. Semua makhluk hidup membutuhkan gas oksigen untuk bernapas serta membebaskan CO2 ke udara.
Di samping membebaskan CO2 saat bernapas, tumbuhan juga menyerap CO2 dari udara untuk fotosintesis. Kegiatan manusia yang dapat meningkatkan kadar CO2 di udara dapat menurunkan kualitas udara bagi kehidupan.

d. Suhu

Setiap makhluk hidup membutuhkan suhu tertentu yang sesuai untuk melakukan aktivitas hidupnya dengan optimum. Suhu tertentu yang sesuai untuk melakukan aktivitas hidup dengan optimum tersebut dinamakan suhu optimum. Tumbuhan dapat melakukan fotosintesis dengan hasil optimum pada suhu yang tidak terlalu panas, tetapi juga tidak terlalu dingin (antara 26derajat – 30derajat Celcius) meskipun di luar kisaran suhu tersebut fotosintesis tetap dapat dilaku- kan, namun hasilnya kurang optimum.

Jamur memerlukan suhu yang relatif hangat agar dapat hidup dan berkembang dengan baik. Sebaliknya bakteri akan mati jika suhu terlalu tinggi (tapi tidak berlaku untuk bakteri termo), dan dapat melakukan metabolisme pada suhu yang terlalu rendah. Suhu tertinggi di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan akivitas hidup meski kurang optimal dinamakan suhu maksimum, dan suhu terendah di mana makhluk hidup tetap dapat melakukan aktivitas hidup meski kurang optimal disebut suhu minimum.

e. Sinar

Sinar matahari mengandung energi kehidupan yang sangat tinggi. Tumbuhan hijau mampu mengubah zat anorganik menjadi zat organik jika ada bantuan energi sinar matahari. Energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik hasil fotosintesis tumbuhan hijau sangat diperlukan sebagai energi kehidupan bagi makhluk hidup lain. Dengan energi sinar matahari manusia mampu membangun pembangkit listrik untuk pemenuhan kebutuhan energi.

f. Kelembapan

Kelembaban udara menyatakan persentase jumlah uap air di udara. Uap air tersebut berasal dari penguapan air laut, sungai, danau, waduk dan sumber lain, maupun dari pelepasan uap air dari tubuh makhluk hidup. Makin tinggi kadar uap air di udara makin tinggi tingkat kelembap- an udaranya. Udara yang lembap sangat membantu pertumbuhan jamur dan bakteri. Bahkan udara yang kelembabannya tinggi sangat berpeluang mendatangkan hujan, yang berarti mengembalikan air kembali lagi ke asalnya. Lumut dan tumbuhan paku juga menyukai udara yang lembap bagi kehidupannya.

g. Altitude dan latitude

Ketinggian tempat dari permukaan laut (altitude) dan perbedaan letak karena perbedaan jarak dari garis lintang (latitude) sangat memengaruhi sebaran/distribusi makhluk hidup baik tumbuhan, hewan, maupun mikroorganisme. Seekor beruang kutub tidak akan ditemukan di daerah tropis, atau sebaliknya pohon kelapa tidak mungkin tumbuh di daerah kutub. Perbedaan faktor fisik yang sangat tajam antara daerah kutub dan daerah tropis menyebabkan perbedaan sebaran tumbuhan. Spesies tumbuhan dan hewan pada dua daerah yang secara fisik berbeda akan berbeda pula.

2. Komponen biotik

Komponen ekosistem yang bersifat hidup dinamakan komponen biotik. Komponen biotik ekosistem menurut fungsinya dibeda- kan menjadi berikut ini.

a. Produsen

Semua organisme yang memiliki kemampuan melakukan sintesis senyawa organik dari zat-zat anorganik disebut produsen. Organisme berklorofil, seperti tumbuhan hijau, merupakan komponen pokok dalam ekosistem. Tumbuhan hijau mampu melakukan fotosintesis, menghasil- kan zat organik berupa glukosa yang tersimpan dalam buah, biji, atau umbi dalam bentuk zat tepung/amilum. Kemampuan menghasilkan senyawa organik ini akan meningkat jika tumbuhan hijau mendapatkan air, CO2, dan cahaya matahari dalam jumlah yang melimpah. Senyawa organik hasil sintesis oleh produsen ini akan dimanfaatkan oleh organisme lain untuk memenuhi kebutuhan energi hidupnya. Semua alga, lumut, tumbuhan paku, tumbuhan berbiji dan beberapa jenis bakteri tergolong sebagai produsen.

b. Konsumen

Organisme yang mendapatkan makanan dari organisme lain dinamakan konsumen. Organisme kelompok ini tidak memiliki kemampuan melakukan sintesis senyawa organik secara mandiri, karenanya kebutuhan makanannya murni bergantung pada organisme lain.

Jika organisme tersebut mendapatkan zat organik langsung dari produsen, disebut herbivora atau konsumen primer. Jika organisme tersebut mendapatkan zat organik dari herbivora, maka disebut karnivora atau konsumen sekunder. Hewan karnivora dapat memangsa karnivora lain. Organisme yang mendapatkan zat organik baik dari produsen maupun dari konsumen disebut omnivora atau pemakan segala. Omnivora mendapatkan energi dari produsen, herbivora, maupun dari karnivora.

c. Detritivor

Sisa-sisa organisme maupun bangkai organisme yang telah hancur/lapuk dinamakan detritus. Detritus merupakan sumber energi bagi detritivor. Jadi, detritivor merupakan organisme pemakan detritus. Luwing, cacing tanah, rayap dan teripang merupakan detritivor. Organisme ini sangat membantu dalam penghancuran secara mekanik sampah organik sebelum mengalami proses penguraian secara kimia. Dengan demikian detritivor juga memiliki peranan yang tidak kalah penting dalam proses daur ulang sampah organik, di samping organisme pengurai.

d. Dekomposer

Setelah dihancurkan oleh detritivor, selanjutnya sampah organik akan diuraikan secara kimia menjadi zat- zat anorganik oleh organisme pengurai atau decomposer. Hasil dekomposisi (proses penguraian) sampah organik dikembalikan ke tanah sebagai mineral-mineral tanah. Pada akhirnya mineral-mineral tanah ini akan diserap kembali oleh akar tumbuhan untuk dipakai dalam proses pertumbuhan, termasuk sintesis senyawa organik lagi. Bakteri dan jamur merupakan organisme pengurai, yang sangat berjasa dalam proses daur ulang sampah organik.

Ekosistem merupakan interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik maupun abiotiknya. Komponen abiotik merupakan komponen ekosistem yang terdiri dari benda-benda tak hidup. Komponen biotik ekosistem terdiri dari benda-benda hidup.

Organisme dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan cara mendapatkan makanan, yaitu berikut ini.
1. Organisme autotrof, merupakan organisme yang mampu mensintesis zat makanannya sendiri. Organisme atutotrof dibedakan menjadi berikut ini.

a. Fotoautotrof; jika dalam mensintesis makanannya memerlukan bantuan energi cahaya. Contohnya semua tumbuhan hijau, bakteri hijau, bakteri ungu. Tumbuhan hijau memiliki pigmen berwaran hijau yaitu klorofil. Bakteri hijau memiliki pigmen yang menyerupai klorofil yaitu bakterioklorofil. Bakteri ungu memiliki pigmen berwarna ungu yang disebut bakteriopurpurin.

b. Kemoautotrof; jika dalam mensintesis makanannya memanfaatkan energi hasil reaksi kimia. Contohnya bakteri pereduksi sulfur (bakteri belerang), bakteri besi, bakteri Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter.

2. Organisme heterotrof, merupakan organisme yang tidak mampu menghasilkan zat makanan sendiri, hidupnya bergantung pada organisme lain. Contohnya hewan, manusia, dan bakteri (di luar bakteri kemoautotrof).
Satuan organisasi kehidupan dalam ekosistem terdiri dari beberapa tingkatan, yaitu berikut ini.
1. Individu merupakan organisme tunggal, misalnya seekor ayam, sebatang pohon mangga.

2. Populasi; merupakan sekumpulan organisme sejenis (satu spesies) yang mendiami habi- tat tertentu pada waktu tertentu. Misalnya populasi padi di  sawah merupakan sekumpulan tanaman padi (tidak termasuk tanaman lain) di sawah; populasi kambing di padang rumput merupakan sekumpulan kambing (tidak termasuk domba, atau kerbau, atau kuda) di padang rumput.
3. Komunitas merupakan kumpulan dari beberapa populasi yang menempati suatu habitat tertentu. Misalnya komunitas sawah, terdiri dari populasi padi, populasi eceng gondok, populasi belalang, populasi wereng, yang hidup di suatu sawah.
4. Ekosistem merupakan interaksi antara komunitas dengan lingkungan biotik dan abiotiknya.
5. Bioma merupakan sekelompok ekosistem daratan pada sebuah benua yang mempunyai struktur dan ketampakan/ fisiognomi vegetasi yang sama.
6. Biosfer merupakan kesatuan dari berbagai ekosistem, yang ada di muka bumi ini.

Dalam ekosistem terjadi interaksi baik antara komponen abiotik dengan komponen biotik, interaksi antara sesama komponen biotik, atau interaksi antara sesama komponen abiotik.
1. Interaksi antarkomponen abiotik
Komponen abiotik dapat memengaruhi komponen abiotik lain secara timbal balik. Sebagai contoh jika intensitas cahaya matahari yang mengenai suatu perairan meningkat mengakibatkan laju penguapan meningkat. Dari peristiwa tersebut terbentuklah awan yang apabila dalam jumlah banyak dapat menghalangi sinar matahari ke bumi, sehingga intensitas cahaya matahari ke bumi berkurang, di samping juga dapat menyebabkan hujan yang airnya kembali lagi ke perairan.

2. Interaksi antara komponen abiotik dengan biotik 

Komponen abiotik dapat memengaruhi komponen biotik dalam ekosistem, demikian pula sebaliknya. Sebagai contoh setiap tumbuhan mengambil air dari lingkungannya (dari dalam tanah), tapi tumbuhan juga membebaskan air ke lingkungan (ke udara) dalam bentuk uap air. Bersama uap air dari sumber yang lain, akan terbentuk awan dan turun sebagai hujan. Akhirnya air meresap ke dalam tanah (kembali lagi ke tanah). Di samping itu tumbuhan juga mengambil zat hara dari tanah, namun juga mengembalikan- nya lagi dalam bentuk ranting, dedaunan, dan sisa tumbuhan yang telah lapuk dan mengalami penguraian.

3. Interaksi antara komponen biotik dengan komponen biotik

Komponen biotik secara timbal balik dapat meme- ngaruhi komponen biotik lainnya. Sebagai contoh dalam peristiwa simbiosis, masing-masing simbion memengaruhi satu sama lain. Seekor lebah menghisap madu dari sekuntum bunga, lebah mendapatkan makanan (berupa madu) dari bunga, namun lebah juga menjadi perantara penyerbukan bunga tersebut. Jadi, antarkomponen dalam

ekosistem terjadi hubungan timbal balik.

Interaksi antar komponen biotik dalam ekosistem dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu berikut ini.
1. Interaksi intraspesifik, yaitu interaksi antarindividu dalam satu spesies

Sebagai contoh misalnya dalam koloni lebah madu (Aphis sp) atau pada koloni rayap (Termit). Pada masing- masing koloni terdapat pembagian kerja yang sangat rapi antara ratu, prajurit, maupun pekerja. Interaksi pada koloni rayap dan lebah ini lebih bersifat saling membantu dan menguntungkan. Coba bandingkan dengan interaksi antara seekor ayam jantan dengan ayam jantan lain. Apakah juga saling menguntungkan? Contoh kedua ini cenderung pada interaksi persaingan (kompetisi), terutama dalam memperebutkan pasangan.

2. Interaksi interspesifik, yaitu interaksi antarindividu yang berbeda spesies

a. Predasi: merupakan interaksi antara organisme pemang- sa (predator) dengan mangsanya (prey). Contohnya interaksi antara seekor harimau (predator) dengan seekor kijang (prey), interaksi antara kucing dengan tikus.
b. Kompetisi: merupakan interaksi antara dua individu (dapat berbeda atau dalam satu spesies) berupa persaing- an. Interaksi ini dapat terjadi karena terdapat kepenting- an yang sama antarindividu yang bersaing (kompetitor). Misalnya persaingan mendapatkan makanan, persaing- an mendapatkan daerah/wilayah kekuasaan (dominasi), berebut wilayah mencari makan (feeding ground), berebut tempat tinggal (sarang), berebut pasangan.
c. Simbiosis: kehidupan bersama antara dua makhluk hidup atau lebih berbeda spesies dalam hubungan yang erat.
Simbiosis mutualisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan kedua belah pihak.
Contohnya: simbiosis antara bakteri Rhizobium
dengan akar tanaman Leguminoceae.
Bakteri membantu menambat (fiksasi) nitrogen dari udara untuk kepentingan tumbuhan, tapi bakteri juga memperoleh senyawa organik sebagai sumber makanan dari tanaman Leguminoceae.
Simbiosis komensalisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan salah satu pihak, tapi pihak lain tidak dirugikan. Contohnya ikan hiu dengan ikan remora.
Simbiosis parasitisme: hubungan simbiotik yang menguntungkan satu pihak dan merugikan pihak lain. Contohnya benalu dengan pohon inang, cacing pita dengan inangnya, cacing hati dengan inangnya.

d. Netral: kehidupan bersama antara populasi dua spesies atau lebih dalam satu daerah dan masing-masing populasi tersebut tidak saling meng-ganggu. Contoh: seekor cacing dengan belalang di sawah.
Jika antarkomponen dalam ekosistem terjadi hubungan yang dinamis, perubahan dalam batas-batas tertentu tidak akan menimbulkan gangguan dalam ekosistem tersebut. Ini berarti ekosistem tersebut telah mencapai keseimbangan yang mantap, dengan kata lain telah mencapai kondisi homeostatis. Ekosistem dalam keadaan homeostatis penting untuk dipertahankan, agar keseimbangan ekosistem selalu terjaga dari generasi ke generasi. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh manusia jangan sampai menggoyahkan keadaan homeostatis tersebut. Namun, sayang dalam kenyataannya harapan seperti ini sangat sulit terwujud. Manusia cenderung ingin menguasai dan melakukan manipulasi pada ekosistem atau lingkungan untuk tujuan-tujuan tertentu yang tidak selaras dengan konsep keseimbangan ekosistem. Demi tujuan sesaat manusia rela mengorbankan kepentingan jangka panjang yang jauh lebih penting, dengan melakukan kegiatan-kegiatan yang mengakibatkan kemunduran ekosistem.

Dewasa ini pembabatan hutan secara liar (illegal log- ging) sangat marak. Kerusakan hutan yang terjadi sudah berada pada taraf yang sangat mengkhawatirkan. Sebagian besar hutan di kawasan Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi sampai Papua tak ada yang luput dari aktivitas illegal log- ging. Upaya-upaya yang dilakukan oleh berbagai pihak, baik pemerintah maupun swasta seolah sia-sia. Upaya hukum pun, seolah tidak membuat jera para pelakunya. Tidak dapat dipungkiri bahwa ekonomi menjadi salah satu faktor pendorong para pelaku illegal logging, namun sebenarnya alasan ini tidak berlaku bagi para pemodal (cukong) di balik maraknya praktik illegal logging.
Dampak yang timbulkan illegal logging pun tidaklah kecil. Kerusakan ekosistem hutan sedemikian parah, satwa yang biasa hidup di hutan menjadi terusik sehingga merusak wilayah pemukiman dan daerah pertanian warga, belum ancaman punahnya beberapa satwa langka dan dilindungi. Penebangan hutan juga menimbulkan bahaya banjir dan tanah longsor yang sewaktu-waktu dapat terjadi. Mengingat berbagai kerugian yang mungkin terjadi, adalah sangat penting untuk segera menghentikan penebangan hutan secara liar, penegakan hukum yang tidak pandang bulu bagi para pelakunya, serta upaya pemulihan hutan yang terprogram dan terencana.

B.Aliran Energi dan Daur Materi

Energi matahari merupakan sumber energi yang penting di alam, di samping sumber energi lain. Melalui serangkaian organisme energi matahari akan berpindah dan berubah dari satu bentuk energi ke bentuk lain. Energi mengalami aliran dari bagian satu ke bagian lain, tanpa mengalami pengurangan. Tidak ada energi yang hilang (musnah) dalam aliran energi.

Banyaknya energi matahari yang ditangkap oleh produsen berbeda-beda jumlahnya, dipengaruhi oleh ketinggian dari permukaan laut (dpl) dan penutupan oleh tumbuhan suatu wilayah. Hanya sebagian kecil energi matahari yang mampu diserap oleh klorofil dan digunakan oleh sintesis senyawa organik. Energi ini kemudian disimpan dalam bentuk energi kimia. Kecepatan menyimpan energi kimia oleh produsen disebut produksi primer kotor (PPK). Sekitar 20% dari PPK digunakan oleh tumbuhan (produsen) untuk kegiatan respirasi dan fotorespirasi. Sisanya disimpan oleh produsen sebagai produksi primer bersih (PPB). Energi dalam produsen, kira-kira sebesar 10%, akan berpindah ke konsumen primer (herbivora) melalui peristiwa konsumsi (memakan). Oleh konsumen primer energi tersebut digunakan untuk respirasi yang menghasilkan energi, selanjutnya energi yang dihasilkan dipakai untuk pertumbuhan, re- produksi, mengganti sel-sel yang rusak. Melalui rantai makanan energi akan berpindah ke karnivora I, lalu berpindah ke karnivora II.
Produktivitas yang menghasilkan energi yang tersimpan dalam tubuh konsumen disebut produktivitas sekunder. Adapun produktivitas yang menghasilkan energi yang tersimpan dalam tubuh produsen disebut produktivitas primer. Energi yang terkandung dalam tubuh produsen maupun konsumen akan dimanfaatkan oleh detritivor dan dekomposer jika organisme produsen dan konsumen mati. Demikian pula energi dalam zat buangan sisa pencernaan (egesta), dan zat buangan sisa metabolisme tubuh (ekskreta). Melalui proses dekomposisi (penguraian) senyawa organik dari bangkai, egesta dan ekskreta akan diuraikan menjadi zat-zat anorganik yang akhirnya kembali ke alam. Jadi, energi mengalami perpindahan dari sumbernya ke komponen-komponen biotik ekosistem (produsen, konsumen, detritivor, dekomposer), tapi tidak kembali lagi ke sumbernya (matahari). Inilah yang dinamakan aliran energi (energy flow), bukan siklus energi.

C. Rantai Makanan dan Jaring-Jaring Makanan

1. Rantai makanan

Perpindahan materi dan energi dalam ekosistem berlangsung melalui serangkaian organisme. Organisme konsumen, baik herbivora, karnivora, maupun omnivora, serta detritivor dan dekomposer berperan penting dalam proses tersebut. Demikian pula produsen sebagai pihak yang menyediakan energi kimia bagi konsumen. Proses perpindahan materi dan energi melalui serangkaian organisme dalam peristiwa makan dan dimakan dengan urutan tertentu yang berlangsung satu arah dinamakan rantai makanan. Tiap-tiap kedudukan dalam rantai makanan disebut tingkat trofi. Dalam rantai makanan tingkat trofi pertama tidak selalu ditempati oleh produsen. Oleh karena itu ada beberapa macam rantai makanan ditinjau dari komponen yang menduduki tingkat trofi pertamanya, yaitu sebagai berikut.

a. Rantai makanan perumput
Jika kedudukan tingkat trofi pertamanya ditempati produsen.
Contohnya: padi → tikus → ular → elang

Pada contoh tersebut tingkat trofi pertamanya padi (produsen), tingkat trofi kedua tikus (konsumen pertama), tingkat trofi ketiga ular (konsumen kedua), dan tingkat trofi keempat ditempati oleh elang (konsumen ketiga).

b. Rantai makanan detritus
Jika kedudukan tingkat trofi pertamanya ditempati oleh detritus.
Contoh: kayu lapuk → rayap → ayam → elang

Pada contoh rantai makanan di atas tingkat trofi pertamanya ditempati oleh kayu lapuk (detritus), tingkat trofi keduanya rayap (detritivor), tingkat trofi ketiga ditempati ayam (konsumen kedua), dan tingkat trofi keempat ditempati oleh elang (konsumen ketiga).

2. Jaring-jaring makanan

Dalam ekosistem tiap trofi dapat dimakan atau memakan lebih dari satu organisme pada tingkat trofi yang lain. Dari hal tersebut dimungkinkan terjadi proses makan dan dimakan dengan rangkaian yang kompleks. Bila beberapa rantai makanan saling berhubungan terbentuk jalinan yang kompleks akan membentuk jaring-jaring makanan. Jadi, jaring-jaring makanan merupakan kumpulan dari beberapa rantai makanan yang saling berhubungan.

D. Daur Biogeokimia

Di alam ini banyak terdapat unsur-unsur kimia, baik yang terdapat dalam tubuh organisme, di air, dalam tanah maupun di batuan serta mineral. Unsur-unsur tersebut terikat dalam bentuk senyawa kimia, baik senyawa organik maupun senyawa anorganik. Melalui serangkaian organisme dan lingkungan fisik, unsur-unsur tersebut mengalami daur/siklus. Daur yang melibatkan unsur-unsur senyawa kimia dan mengalami perpindahan melalui serangkaian organisme inilah yang disebut daur biogeokimia.

Dalam bagian ini akan dibahas mengenal beberapa daur.

1. Daur nitrogen (N)

Nitrogen merupakan bagian terbesar penyusun gas dalam atmosfer bumi (sekitar 78%). Nitrogen di udara bebas tidak banyak bermanfaat bagi organisme. Oleh karena itu nitrogen bebas tersebut perlu difiksasi (ditambat) agar lebih dirasakan manfaatnya. Proses fiksasi nitrogen dari udara dapat berlangsung oleh kegiatan fiksasi industri (misalnya industri pupuk nitrogen), fiksasi oleh mikroorganisme baik secara simbiotik maupun nonsimbiotik (bakteri, alga biru), maupun fiksasi oleh peristiwa alam seperti kilat atau petir yang menyebabkan terbentuknya senyawa nitrat. Selanjutnya nitrat diserap oleh akar tumbuhan untuk digunakan dalam sintesis asam amino, komponen pembentuk protein. Protein tumbuhan dikonsumsi oleh hewan dan manusia, dan dikeluarkan lagi melalui feses, urin, ekskret bernitrogen lain.

Bersama dengan hewan dan tumbuhan mati, zat buangan bernitrogen tersebut akan mengalami pembusukan dan penguraian oleh bakteri dan fungi membentuk senyawa amoniak dan amonium. Oleh bakteri Nitrosomonas, Nitrosococcus amoniak dan amonium diubah menjadi nitrit. Proses perubahannya dinamakan nitritasi. Oleh bakteri Nitrobacter nitrit diubah menjadi nitrat, proses perubahannya dinamakan nitratasi. Gabungan dari nitritasi dan nitratasi dinamakan nitrifikasi. Senyawa nitrat tersebut akhirnya diserap kembali oleh akar tumbuhan.
Ada jenis bakteri yang mampu mengubah nitrat dalam tanah menjadi nitrogen bebas, yaitu bakteri Thiobacillus denitrificans dan Pseudomonas denitrificans (keduanya disebut bakteri denitrifikasi). Proses perubahan nitrat dalam tanah menjadi nitrogen di udara bebas dinamakan denitrifikasi. Perubahan ini tentu sangat merugikan bagi kesuburan tanah.

2. Daur Karbon (C)

Gas karbon dioksida (CO2 ) hanya terdapat sekitar 0,035% di atmosfer bumi. Kadar tersebut akan mengalami peningkatan sejalan dengan pembebasan gas CO2 baik oleh kegiatan manusia maupun oleh peristiwa alam. Gas tersebut berasal dari pembakaran bahan bakar fosil (minyak bumi), pembakaran atau kebakaran hutan, aktivitas gunung api. Organisme produsen memanfaatkan CO2 udara untuk melakukan sintesis senyawa organik, baik melalui fotosintesis maupun kemosintesis. Senyawa organik hasil fotosintesis dimanfaatkan oleh organisme heterotrof (hewan, manusia) sebagai sumber energi. Melalui respirasi senyawa organik tersebut dibakar (dioksidasi), CO2 hasil pembakaran dibebaskan lagi ke udara. Selain sebagai sumber energi, senyawa organik tersebut sebagian disimpan dalam tubuh organisme. Jika organisme mati, senyawa karbon akan diuraikan dan diendapkan menjadi batuan karbonat dan kapur. Jika tersimpan dalam perut bumi dalam jangka waktu yang sangat lama, senyawa karbon sisa organisme mati dapat menghasilkan bahan bakar fosil (minyak bumi). Akhirnya oleh kegiatan manusia bahan bakar fosil tersebut kembali membebaskan CO2 ke udara.

3. Daur Fosfor (P)

Fosfor merupakan unsur penting pembentuk asam nukleat, protein, Adenosin Tri Pospat (ATP), dan senyawa organik lain. Fosfor (P) tidak pernah ditemukan dalam bentuk gas, tapi dalam bentuk fosfor dalam tanah, fosfor dalam  air tawar dan laut. Oleh organisme produsen, fosfor diserap dan dimanfaatkan untuk sintesis senyawa organik (protein, asam nukleat, ATP). Senyawa organik yang mengandung fosfor ini akhirnya berpindah ke konsumen. Protein dalam tubuh organisme digunakan untuk metabolisme dan membangun bagian-bagian tubuh. Jika organismenya mati, senyawa organik yang mengandung fosfor mengalami perombakan oleh pengurai, akhirnya fosfor kembali lagi ke tanah, air tawar dan laut. Fosfor dalam tanah terbawa oleh air, diendapkan di danau atau lautan membentuk batuan yang mengandung fosfor. Batuan fosfor tererosi menghasilkan tanah, akhirnya fosfor kembali ke tanah.

4. Daur Sulfur ( S )

Sulfur banyak terdapat di kerak bumi. Sulfur dapat diserap oleh tumbuhan dalam bentuk sulfat. Sulfur diperlukan dalam sintesis senyawa protein. Sulfat dalam tanah diserap oleh tumbuhan, selanjutnya digunakan untuk sintesis protein. Melalui rantai makanan sulfur berpindah ke konsumen. Jika organisme mati, senyawa sulfur dalam organisme akan terurai secara aerob membentuk sulfat kembali, dan bila penguraian berlangsung secara anaerob menghasilkan gas sulfur dan sulfida. Gas sulfur dan sulfida juga berasal dari hasil reduksi senyawa sulfat secara anaerob oleh bakteri pereduksi sulfur. Oleh bakteri sulfur, gas sulfur dan sulfida di udara dioksidasi menghasilkan sulfur, selanjutnya sulfur dioksidasi lagi membentuk sulfat dalam tanah.

5. Daur air 

Air merupakan kebutuhan vital bagi semua makhluk hidup. Tak ada makhluk hidup yang mampu bertahan hidup tanpa adanya air. Air terdapat secara melimpah di laut, tetapi ketersediaannya relatif terbatas di daratan. Bagi tumbuhan, air merupakan salah satu faktor penting untuk fotosintesis, perkecambahan dan pertumbuhan, serta sarana transportasi zat. Bagi hewan dan manusia, air merupakan faktor penting dalam melaksanakan transportasi zat.

Daur air disebut juga daur hidrologi. Secara garis besar daur hidrologi dibedakan menjadi tiga macam, yaitu daur hidrologi pendek, daur hidrologi sedang, dan daur hidrologi panjang.

a. Daur hidrologi pendek

Air laut menguap, uap air naik ke udara lalu bersatu menjadi awan. Pada ketinggian tertentu awan mengalami kondensasi dan presipitasi menjadi titik-titik air, kemudian turun sebagai hujan. Pada daur hidrologi pendek ini terbentuknya awan dan hujan terjadi di atas laut, jadi hujan tidak mencapai daratan.

b. Daur hidrologi sedang

Air laut menguap, uap air naik ke udara dan terbawa angin sampai di atas daratan membentuk awan. Pada ketinggian tertentu awan mengalami kondensasi dan presipitasi membentuk titik-titik air, lalu turun sebagai hujan di daratan. Sebagian air meresap ke dalam tanah, sebagian lain kembali ke laut melalui sungai.

c. Daur hidrologi panjang

Uap air yang berasal dari penguapan air laut, kolam, danau, sungai maupun hasil transpirasi tumbuhan naik ke udara, lalu bersatu menjadi awan. Awan terbawa oleh angin ke arah daratan dan pada jarak tertentu terhalang oleh pegunungan. Akhirnya awan mengalami kondensasi dan presipitasi menjadi titik-titik air dan turun sebagai hujan di atas pegunungan. Air hujan meresap ke tanah di pegunung- an, lalu diserap oleh tumbuhan di pegunungan, sebagian muncul sebagai mata air. Melalui sungai air mengalir kembali lagi ke laut.

Komponen-komponen ekosistem memiliki manfaat yang sangat besar bagi manusia dan makhluk hidup lain, di antaranya sebagai berikut.
1. Sebagai sumber bahan makanan bagi makhluk hidup lain. Misalnya produsen menyediakan bahan makanan bagi konsumen primer (herbivora), konsumen primer menyedia- kan makanan bagi konsumen sekunder (karnivora), dan seterusnya.
2. Berperan penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem yang dinamis. Contohnya keberadaan harimau (karnivora) di suatu padang rumput untuk mencegah terjadinya ledakan populasi herbivora di wilayah tersebut, agar ketersediaan rumput selalu terjaga. Kehadiran predator dan parasitoid ikut mengontrol populasi hama agar tidak menimbulkan kerugian yang lebih besar.
3. Menjamin tetap berlangsungnya daur ulang sampah organik di ekosistem. Contohnya jamur dan bakteri pengurai berperan menguraikan sampah organik menjadi zat-zat anorganik yang sangat diperlukan bagi kehidupan tumbuhan dan sekaligus dapat mengatasi masalah sampah organik.
4. Sebagai sumber senyawa anorganik yang sangat diperlukan bagi kehidupan. Contohnya tanah merupakan sumber air dan unsur hara penting bagi kehidupan tumbuhan dan makhluk hidup yang lain. Udara merupakan sumber CO2 untuk fotosintesis tumbuhan, juga sebagai sumber O2 bagi semua makhluk hidup.
5. Membantu mengatasi permasalahan polusi. Misalnya tumbuhan menyerap CO2 udara untuk fotosintesis, menyediakan O2 bagi organisme lain.

Demikianlah beberapa peranan komponen ekosistem bagi kehidupan. Masih banyak manfaat lain yang belum tergali dan termanfaatkan dengan baik dan optimal. Ini merupakan tantangan bagi kita semua untuk lebih nmengoptimalkan peran dan manfaat komponen ekosistem bagi kehidupan, disertai upaya pelestarian dan menjaga kesinambungannya agar memberi manfaat dalam jangka pendek, menengah, maupun jangka panjang.

Rangkuman

Ekosistem merupakan interaksi antara organisme dengan lingkungan biotik maupun abiotiknya. Dalam ekosistem terdapat komponen abiotik (seperti tanah, air, udara, cahaya, kelembapan, suhu, alti- tude dan latitude) serta komponen biotik. Komponen tersebut dapat dikelompokkan menurut peranannya dalam ekosistem menjadi produsen, konsumen, detritivor dan decomposer. Dalam ekosistem terjadi perpindahan materi dan energi, baik melalui rantai makanan maupun jaring-jaring makanan.
Rantai makanan dibedakan menjadi rantai makanan perumput dan rantai makanan detritus. Antarsesama komponen terjadi interaksi intraspesifik maupun interaksi interspesifik, seperti predasi, kompetisi, simbiosis, maupun netral. Daur biogeokimia memiliki peranan penting dalam menjaga ketersediaan suatu unsur atau senyawa kimia dalam ekosistem. Daur biogeokimia meliputi daur nitrogen (N), fosfor (P), karbon (C) dan oksigen (O), belerang (S) dan daur air (H2O). Tiap komponen dalam ekosistem memiliki peranan yang khas dan terkait satu sama lain.

DAFTAR PUSTAKA

Biologi 1 : untuk Kelas X SMA/ MA / oleh Subardi, Nuryani, Shidiq Pramono editor, Yani Muharomah. — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.