> 1. Aliran Energi dalam Ekosistem

Ekosistem adalah suatu sistem yang dinamis karena selalu terjadi perubahanperubahan
secara terus menerus yang ditandai dengan adanya aliran energi,
daur materi, dan produktivitas ekosistem.

Perhatikan Gambar 10.4! Sumber energi dari suatu ekosistem berasal
dari cahaya matahari, baik secara langsung maupun tidak langsung. Tumbuh-
tumbuhan sebagai produsen membutuhkan cahaya tersebut untuk
melakukan proses fotosintesis, dimana sebagian energi tersebut berpindah
kepada konsumen I dan dalam bentuk makanan, selanjutnya berpindah
lagi kepada konsumen II dan III.

Jika produsen dan konsumen mati, akan menjadi sampah organik.
Sampah tersebut mengalami pembusukan dari hasil penguraian mikroba
tanah sehingga menjadi humus, sebagian lagi terurai menjadi gas atau mineral.
Sampai di sini, materi yang berupa gas atau mineral dimanfaatkan
lagi oleh tumbuhan (produsen).

Dengan demikian, dapat diketahui bahwa aliran energi berbeda dengan
aliran materi. Aliran materi bersifat siklus, sedangkan aliran energi bersifat
menuju satu arah, yaitu sampai pada tingkat mikroba.


a. Matahari sebagai Sumber Energi
Coba bayangkan, seandainya di planet bumi ini tidak ada matahari!
Bagaimana keadaannya? Dapat dipastikan keadaan bumi gelap gulita
sepanjang masa dan dingin. Matahari mengeluarkan energi panas dan cahaya.

Dengan energi cahaya itu, bumi menjadi terang dan bumi menjadi hangat
karena panasnya. Oleh sebab itu, kita wajib bersyukur kepada Tuhan Yang
Maha Esa atas ciptaannya ini.

Sinar matahari merupakan foton (energi sinar) yang dipancarkan ke jagad
raya dalam bentuk gelombang elektromagnetik, tetapi hanya sebagian kecil
saja yang sampai di permukaan bumi, yaitu sekitar 10,5 × 106 kj m-2 th-1. Dari
jumlah pancaran energi sinar matahari itu, sekitar 5 × 106 kj m-2 th-1 atau sekitar
45% yang sampai di bumi, sekitar 40% dipantulkan lagi keluar angkasa oleh
atmosfer bumi, dan hanya sekitar 15% saja yang diserap untuk pemanasan
atmosfer bumi, terutama pada lapisan ozon dan kelembapan udara (uap air).

Dari sekitar 45% sinar matahari yang jatuh di permukaan bumi, sekitar
30% dipantulkan kembali dan memanaskan atmosfer, dan selebihnya sekitar
15% dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi bagi komponen ekosistem
di permukaan bumi. Dengan demikian, keberadaan setiap ekosistem di
permukaan bumi diikat oleh aliran atau arus energi yang berasal dari sinar
matahari yang bersifat satu arah.

b. Aliran Energi
Secara langsung maupun tidak langsung, sumber energi setiap ekosistem
berasal dari sinar matahari yang diubah oleh tumbuhan hijau (autotrof)
menjadi energi kimia dalam bentuk zat-zat organik (makanan) melalui proses
fotosintesis.

Pada proses fotosintesis, bentuk energi diubah dari energi cahaya menjadi
energi kimia dan berpindah ke konsumen I, II, dan III, yang berakhir pada
proses penguraian. Di dalam proses penguraian, energi ini dilepaskan dalam
bentuk panas, kemudian tersebar ke lingkungan dan tidak dapat dimanfaatkan
lagi. Perhatikan lagi Gambar 10.4! Dalam hal ini terjadi jalur makan dan
dimakan, yaitu proses produsen yang dimakan oleh konsumen I, selanjutnya
konsumen I dimakan konsumen II, konsumen II dimakan konsumen III. Peristiwa
ini disebut sebagai rantai makanan.

1) Rantai Makanan
Seperti yang Anda ketahui saling ketergantungan antara produsen dan
konsumen tampak pada peristiwa makan dan dimakan. Energi dalam bentuk
makanan akan berpindah dari organisme tingkat tinggi ke organisme lain
yang tingkatannya lebih rendah melalui rentetan organisme memakan organisme
sebelumnya dan sebagai penyedia bahan makanan bagi organisme
berikutnya yang disebut rantai makanan.

Pada umumnya, tipe rantai makanan
dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut.
a) Rantai Makanan Perumput
Pada tipe ini, mata rantai makanannya berawal dari tumbuhan, maka
tingkat trofi 1 diduduki oleh tumbuhan hijau (produsen), tingkat trofi 2
diduduki oleh herbivora (konsumen 1), tingkat trofi 3 diduduki oleh karnivora
(konsumen 2), dan seterusnya.

b) Rantai Makanan Detritus
Mata rantai makanan pada tipe ini berawal dari organisme perombak.
Ingat kembali, detritus merupakan hancuran (fragmen) dari bahan-bahan
sudah terurai yang dikonsumsi hewan-hewan kecil seperti rayap, cacing
tanah, tripang, dan sebagainya.

c) Rantai Makanan Parasit
Pada tipe rantai makanan parasit, terdapat organisme lebih kecil yang
memangsa organisme lebih besar.

2) Jaring-Jaring Makanan
Dari uraian komponen biotik di atas, pada tiap-tiap tingkatan konsumen
tampak seolah-olah setiap organisme hanya memakan atau dimakan oleh satu
macam organisme yang lain, tetapi kenyataannya di dalam ekosistem keadaannya
lebih kompleks.

Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena tiap-tiap organisme
dapat memakan dalam satu tingkatan konsumen atau dari tingkatan konsumen
lain di dalam ekosistem yang dikenal dengan rantai makanan dan antara rantairantai
makanan itu saling berhubungan satu dengan lainnya yang dikenal dengan
jaring-jaring makanan seperti terlihat pada Gambar 10.5.

Rangkaian peristiwa makan dan dimakan dalam suatu ekosistem tidak
sesederhana rantai makanan. Seperti tampak pada Gambar 10.5, ternyata
konsumen tidak hanya tergantung pada satu jenis makanan, sebaliknya
satu jenis makanan dapat dimakan oleh lebih dari satu jenis konsumen.


3) Piramida Ekologi
Telah kita ketahui bersama, bahwa komponen-komponen biotik pada
rantai makanan ekosistem menempati tingkatan trofi tertentu, seperti
produsen menempati tingkat trofi pertama, herbivora menempati tingkat trofi
kedua, karnivora menempati tingkat trofi ketiga, dan seterusnya.

Ketika organisme autotrof (produsen) dimakan oleh herbivora (konsumen I),
maka energi yang tersimpan dalam produsen (tumbuhan) berpindah ke tubuh
konsumen I (pemakannya) dan konsumen II akan mendapatkan energi dari memakan
konsumen I, dan seterusnya.

Setiap tingkatan pada rantai makanan itu disebut taraf trofi. Ada
beberapa tingkatan taraf trofi pada rantai makan sebagai berikut.

a) Tingkat taraf trofi 1 : organisme dari golongan produsen (produsen primer)
b) Tingkat taraf trofi 2 : organisme dari golongan herbivora (konsumen primer)
c) Tingkat taraf trofi 3 : organisme dari golongan karnivora (konsumen sekunder)
d) Tingkat taraf trofi 3 : organisme dari golongan karnivora (konsumen predator)

Di dalam rantai makanan tersebut, tidak seluruh energi dapat dimanfaatkan,
tetapi hanya sebagian yang mengalami perpindahan dari satu organisme
ke organisme lainnya, karena dalam proses transformasi dari organisme
satu ke organisme yang lain ada sebagian energi yang terlepas dan tidak
dapat dimanfaatkan. Misalnya, tumbuhan hijau sebagai produsen menempati
taraf trofi pertama yang hanya memanfaatkan sekitar 1% dari seluruh
energi sinar matahari yang jatuh di permukaan bumi melalui fotosintesis
yang diubah menjadi zat organik.

Jika tumbuhan hijau dimakan
organisme lain (konsumen primer),
maka hanya 10% energi yang berasal
dari tumbuhan hijau dimanfaatkan
oleh organisme itu untuk pertumbuhannya
dan sisanya terdegradasi
dalam bentuk panas terbuang ke atmosfer.

Dengan demikian, energi
yang tersedia untuk tingkat trofi pada
rantai makanan seperti berikut: semakin
tinggi tingkat trofi, semakin
sedikit sehingga membentuk sebuah piramida yang disebut piramida ekologi,
seperti pada Gambar 10.6. Selama keadaan produsen dan konsumenkonsumen
tetap membentuk piramida, maka keseimbangan alam dalam
ekosistem akan terpelihara.

Ada 3 macam-macam piramida ekologi adalah sebagai berikut.
a) Piramida Jumlah
Piramida jumlah merupakan jumlah organisme yang berada di dalam
suatu daerah (areal) tertentu yang dikelompokkan dan dihitung berdasarkan
taraf trofi. Untuk menggambarkan piramida jumlah dinyatakan dalam
bentuk segi empat yang luasnya menggambarkan atau sebanding dengan
jumlah organisme dalam areal tertentu.

Pada piramida jumlah, golongan
organisme yang berada pada tingkatan
lebih tinggi memiliki jumlah organisme
lebih banyak dari tingkatan
organisme di bawahnya. Piramida
tersebut dapat digambarkan seperti
pada gambar di samping.

Pada tingkat trofi I memiliki jumlah
yang lebih besar dibandingkan dengan tingkat trofi II dan tingkat trofi II lebih
besar dibandingkan dengan tingkat trofi III.

b) Piramida Berat (Biomassa)
Penggunaan piramida jumlah sering berubah-ubah karena keadaan
lingkungan, untuk itu digunakan piramida berat (biomassa).

Piramida berat (biomassa) merupakan
taksiran berat organisme yang
mewakili setiap taraf trofi dengan
cara tiap-tiap individu ditimbang dan
dicatat jumlahnya dalam suatu ekosistem.
Misalnya biomassa tumbuhan
di ukur berat akar, batang, dan daun
yang menempati areal tertentu. Piramida
biomasa dibuat berdasarkan
berat total populasinya pada suatu waktu.

Satuan yang dipakai adalah berat total organisme dalam satuan berat
(gr/kg) per satuan luas tertentu (m² atau hektar) yang biasanya diukur dalam
berat kering. Untuk mengukur biomassa seluruhnya, dilakukan teknik sampling
(cuplikan) guna memperkirakan seluruhnya.

Penafsiran dalam piramida biomassa memerlukan banyak waktu dan
peralatan dalam melakukan penimbangan individu-individu dan mencatat
jumlahnya. Penggunaan piramida ini tidak memuaskan karena bentuk yang
berubah-ubah. Hal ini tergantung pada iklim dan dalam transfer energi
sebagian akan hilang, yaitu digunakan untuk respirasi atau sebagai panas
yang masuk ke biosfer.

c) Piramida Energi
Piramida energi dapat digunakan dalam jangka waktu yang lebih lama.
Piramida ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu dapat memperhitungkan
kecepatan produksi, berat dua species yang sama tidak harus memiliki energi
yang sama, dapat digunakan untuk membandingkan berbagai ekosistem,
adanya masukan energi matahari yang ditambahkan.

Piramida energi ini menggambarkan banyaknya energi yang tersimpan dalam
6 tahun yang digunakan senyawa organik sebagai bahan makanan. Satuan
energinya dinyatakan dalam kalori per m² per satuan waktu (kal/m2/th).

> Bentuk Interaksi Makhluk Hidup

Ada berbagai macam bentuk interaksi antarmakhluk hidup, ada yang saling menguntungkan, ada yang salah satu diuntungkan, dan ada pula yang merugikan. Macam-macam bentuk interaksi makhluk hidup itu adalah simbiosis, netralisme, antibiosis, predatorisme, dan kompetitif.  

a. Simbiosis 

Simbiosis adalah hidup bersama antara dua makhluk hidup yang berbeda jenis. Simbiosis dapat dibagi menjadi tiga, yaitu simbiosis mutualisme, simbiosis parasitisme, dan simbiosis komensalisme. 

1 ) Simbiosis Mutualisme 

Simbiosis mutualisme adalah hidup bersama antara dua makhluk hidup yang keduanya saling diuntungkan, misalnya, simbiosis antara bunga dan lebah, jamur dan ganggang, burung jalak dan badak, serta kacang tanah dan bakteri Rhizobium. 

a) Lebah dengan bunga Lebah mendapatkan madu sebagai makanannya, sedangkan bunga terbantu penyerbukannya oleh lebah. Pada saat mengisap madu, benang sari akan terbawa oleh lebah sehingga pada saat lebah mengisap madu bunga lain, benang sari yang menempel tadi akan menempel di kepala putik bunga lain sehingga terjadilah penyerbukan. 

b) Jamur dan ganggang Ganggang memiliki klorofil untuk melakukan fotosintesis sehingga menghasilkan energi atau makanan yang dibutuhkan oleh jamur. Pada proses fotosintesis diperlukan air dari dalam tanah. Untuk memperolehnya, dibantu oleh jamur yang memiliki rizoid (bukan akar sejati). Tanpa air, tidak akan terjadi fotosintesis dan tanpa klorofil juga tidak akan terjadi fotosintesis. Dapat dikatakan bahwa antara jamur dan ganggang saling diuntungkan. 

c) Badak dan burung jalak Burung jalak akan memakan kutu-kutu yang terdapat pada kulit badak sehingga badak terhindar dari rasa gatal yang disebabkan oleh kutu tersebut, sedangkan burung jalak juga diuntungkan karena dapat memperoleh makanan dengan memakan kutu tersebut. 

d) Kacang tanah dan bakteri Rhizobium Kacang tanah dan bakteri saling diuntungkan. Bakteri Rhizobium dapat mengikat nitrogen dari udara yang kemudian dimanfaatkan oleh tanaman kacang tanah, sedangkan bakteri terlindungi dan mendapatkan air dan nutrisi dari bintil-bintil akar kacang tanah. 

2 ) Simbiosis Parasitisme Simbiosis parasitisme adalah hidup bersama antara dua makhluk hidup berbeda jenis, tetapi satu makhluk hidup diuntungkan (parasit) dan satu makhluk hidup dirugikan (inang). Misalnya, simbiosis antara cacing pita dengan tubuh manusia, jamur dengan tubuh manusia, kutu kepala dengan tubuh manusia, dan benalu dengan tubuh manusia. Makhluk hidup yang diuntungkan biasa disebut parasit dan makhluk hidup yang dirugikan disebut inang. 

Parasit yang hidup di luar tubuh inang disebut dengan ektoparasit, sedangkan parasit yang tumbuh di dalam tubuh inang disebut endoparasit. Contoh lain simbiosis parasitisne adalah sebagai berikut. 

 a) Cacing pita dan tubuh manusia Cacing pita hidup secara endoparasit di dalam usus manusia. Manusia dirugikan karena cacing pita mengisap darah dan sari makanan yang dibutuhkan manusia sehingga manusia menjadi kurus dan pucat karena kekurangan darah dan sari makanan. Cacing pita menjadi diuntungkan karena mendapat makanan untuk kelangsungan hidupnya. 

b) Jamur dan tubuh manusia Jamur seperti jamur panu hidupnya menempel pada kulit manusia. Jamur diuntungkan karena mendapat makanan dari tubuh manusia. Manusia dirugikan karena selain merasakan gatal, manusia juga kehilangan zat makanan yang diambil oleh jamur. 

c) Kutu kepala dan tubuh manusia Kutu kepala hidup secara ektoparasit di kepala manusia. Kutu diuntungkan karena mendapat makanan atau mengisap darah manusia. Manusia dirugikan karena kehilangan darah dan rasa gatal yang ditimbulkan karena gigitan kutu tersebut. 

d) Benalu dan pohon avokad Benalu diuntungkan karena mendapat makanan dengan mengisap sari makanan dari tubuh pohon avokad, sedangkan pohon avokad dirugikan karena kehilangan sari makanan yang diambil oleh benalu.  

3 ) Simbiosis Komensalisme 

Simbiosis komensalisme adalah hidup bersama antara dua makhluk hidup berlainan jenis, salah satu makhluk hidup diuntungkan dan makhluk hidup yang lain tidak dirugikan, misalnya, simbiosis antara anggrek dan pohon mangga; antara ikan hiu dan ikan remora. 

a) Anggrek dan pohon mangga Anggrek dapat hidup dengan menempel pada batang pohon mangga dan pohon mangga yang ditempelinya tidak dirugikan karena anggrek dapat membuat makanan sendiri sehingga tidak mengisap makanan dari pohon mangga yang ditumpanginya. 

b) Ikan hiu dan ikan remora Ikan remora yang selalu berdekatan dengan ikan hiu dapat memperoleh makanan dari sisa-sisa makanan yang dimakan ikan hiu. Selain itu, ikan remora mendapat tempat berlindung dari hewan-hewan pemangsa. Ikan hiu tidak dirugikan karena keberadaan kawanan remora kecil ini.  

b. Antibiosis 

Antibiosis adalah interaksi antara makhluk hidup, salah satu makhluk hidupnya mengeluarkan zat antibiotik yang dapat membahayakan makhluk hidup yang lain. Contohnya, interaksi antara jamur Penicillium dengan mikroorganisme lainnya. 

Jamur ini mengeluarkan racun yang dapat menghambat atau mematikan makhluk hidup yang lainnya. Antibiosis pada tumbuhan disebut alelopati, contohnya, tumbuhan kamboja dan gamal. Tumbuhan ini dapat mengeluarkan racun yang bisa membunuh tumbuhan di sekitarnya sehingga tumbuhan ini dapat memenangkan kompetisi dalam memperoleh makanan dan cahaya matahari.  

c. Predatorisme 

Predatorisme adalah hubungan antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang lain. Makhluk hidup yang satu memangsa makhluk hidup yang lain. Misalnya, kucing memangsa tikus, elang memangsa ular, dan harimau memangsa zebra.  

d. Kompetisi 

Kompetisi adalah hubungan antara makhluk hidup dalam satu ekosistem di saat makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang lain saling bersaing untuk mendapatkan makanannya. 

Persaingan ini disebabkan makhluk hidup tersebut mempunyai kesamaan bahan makanannya. Contohnya, domba, sapi, kuda, zebra, dan rusa yang hidup di dalam ekosistem padang rumput saling bersaing untuk mendapatkan rumput sebagai bahan makanannya.

> Daur Biogeokimia

Daur biogeokimia sangat diperlukan untuk kelestarian makhluk hidup dan ekosistem. Jika daur ulang ini berhenti, makhluk hidup akan mati dan ekosistem akan punah.  Daur biogeokimia yang akan disajikan adalah daur karbon, daur nitrogen, daur belerang, dan daur fosfor. 

1 ) Daur Karbon Semua karbon memasuki makhluk hidup melalui daun-daun hijau dan keluar melalui respirasi hingga menjadi siklus yang lengkap. Akan tetapi, sebagian ada yang difermentasikan dan atau membentuk jaringan lain menjadi karbon terikat. 

Lautan juga dapat menjadi sumber pemasok karbon. Sumber karbon ada yang sebagai senyawa anorganik karbonat (CO= 3) dan tidak dalam bentuk organik terikat. Proses ini dapat terjadi pada ekosistem laut, misalnya, dalam pembuatan kulit kerang satwa laut (kerang, tiram, beberapa protozoa, dan ganggang).  

2 ) Daur Nitrogen Cadangan nitrogen di atmosfer terdapat dalam bentuk nitrogen molekuler (N2) yang mulia dan hanya bakteri yang dapat memanfaatkannya. 

Nitrogen memasuki rantai makanan melalui akar tumbuhan vaskuler atau dinding sel tumbuhan, nonvaskuler yang diikat menjadi molekul organik, seperti asam amino, protein, pigmen, asam nukleat, dan vitamin yang masuk dalam rantai makanan. Dalam rantai makanan, nitrogen dikeluarkan melalui urine dan kotoran, bukan dari respirasi atmosfer, kecuali pada peristiwa kebakaran hutan atau padang rumput.  

3 ) Daur Belerang 

Fase atmosfer daur ini kurang terkenal karena fase sedimennya lebih dominan. Akan tetapi, seiring dengan adanya peningkatan peristiwa belerang di udara, fase atmosfer mulai mengemuka. Belerang diserap oleh tumbuhan sebagai SO4 = yang diikat dalam asam amino dan protein. 

Seperti pada daur nitrogen dan daur lainnya, belerang mengikuti rantai makanan secara umum dengan limbah berupa feses. Penyimpangan terjadi hanya karena adanya kebakaran hutan yang menyebabkan oksidasi menjadi dioksida. 

Peningkatan fase atmosfer pada daur ini terjadi karena adanya pelepasan belerang organik dan hidrogen sulfida akibat kebakaran hutan, pembakaran batu bara, dan BBM yang menyebabkan terbentuknya SO2 yang bereaksi menjadi SO3 dengan air, kemudian menjadi asam sulfit. Pada saat turun hujan, terjadilah hujan asam yang kurang menguntungkan bagi manusia.  

4 ) Daur Fosfor 

Di alam, fosfor dapat dijumpai sebagai PO4 =, HPO4 =, atau H2PO4 berbentuk ion fosfat anorganik, larutan fosfat organik, fosfat partikulat, atau fosfat mineral dalam batuan atau sedimen. Sumber fosfat utama adalah batuan kristal yang lapuk atau hanyut karena erosi. 

Fosfat tersedia di alam sebagai ion fosfat dan masuk ke dalam tanaman melalui perakaran ke jaringan hidup. Selanjutnya, mengikuti rantai makanan. Fosfat dapat lepas ke atmosfer melalui peristiwa kebakaran hutan.  

Pada daur detritus, molekul yang lebih besar berisi fosfat dipisahkan menjadi ion fosfat anorganik yang diendapkan sebagai butir sedimen ekosistem perairan. Daur fosfor sangat sederhana. Daur ini bersifat fase sedimen yang lambat dan ditambah dengan tidak dapat larutnya fosfor dalam air sehingga sering kali terjadi kekurangan fosfor bagi pertumbuhan tanaman.  

5 ) Daur Hidrologik 

Air sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup meskipun air tidak melewati reaksi kimia menjadi senyawa organik maupun anorganik. Air masuk dalam daur ini secara utuh. Di dalam jaringan hidup, air relatif tidak terikat sebagai senyawa kimia meskipun hampir 3/4 jaringan hidup mengandung air. 

Di dalam jaringan, air mempunyai banyak fungsi, antara lain, sebagai medium hara tanaman yang menjadi pengantar ke tanaman autotropik, sebagai cairan dari molekul organik, menjadi regulator panas tubuh, menjadi medium sedimen, sumber utama nutrisi di muka bumi, dan sangat penting bagi ekosistem akuatik.  

Daur hidrologi didukung oleh energi matahari dan gaya tarik bumi. Jika terdapat cukup butir-butir hujan, uap air itu segera turun kembali sebagai hujan karena cukup berat untuk ditarik oleh gaya tarik bumi. 

Penyebaran air di muka bumi tidak merata, paling besar diserap oleh bebatuan dan tidak ikut dalam sirkulasi. Sebagian besar dari sisa yang diikat batuan tersimpan di lautan, sebagian kecil berbentuk gunung es di kutub bumi dan sisanya lagi berupa air segar dalam bentuk uap air atmosfer, air bumi, air tanah, atau air permukaan di daratan.

> Saling Ketergantungan (Interdependensi)

Dari uraian yang terdahulu jelas terlihat bahwa ada saling ketergantungan di antara komponen penyusun ekosistem, baik itu komponen biotik maupun komponen abiotik. Hewan dan manusia bergantung kepada tumbuhan. Tumbuhan, hewan, dan manusia sangat bergantung pada lingkungannya. Berikut diuraikan hubungan saling ketergantungan tersebut.  

1. Saling Ketergantungan antara Komponen Penyusun Ekosistem 

Saling ketergantungan antara komponen penyusun ekosistem tersebut terbagi menjadi: 

a. saling ketergantungan antara komponen biotik dan komponen abiotik; 

b. saling ketergantungan antarkomponen biotik: 

1) saling ketergantungan antara makhluk hidup sejenis (interspesies); 

2) saling ketergantungan antara makhluk hidup yang berbeda jenis (antarspesies). 

a. Saling Ketergantungan antara Komponen Biotik dan Komponen Abiotik 

Peran dan fungsi komponen biotik dan komponen abiotik dalam suatu ekosistem telah banyak dibahas di bagian depan bab ini.  

Selanjutnya, pada subbab ini akan dibahas tentang hubungan saling ketergantungan antardua komponen penyusun ekosistem tersebut. Sebagai contoh adalah aktivitas cacing tanah yang dapat menyuburkan tanah karena pada saat berada dalam tanah, cacing meninggalkan bekas berupa rongga udara. Rongga udara tersebut dapat membantu tumbuhan dalam memperoleh oksigen untuk bernapas.  

Selain contoh di atas, ada beberapa contoh yang lain, misalnya, bintil akar kacang tanah yang mengandung bakteri Rhizobium yang dapat membantu menyuburkan tanah karena dapat menangkap nitrogen, oksigen yang dihasilkan pada fotosintesis yang menyejukkan udara, dan air yang sangat diperlukan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis. Selain itu, keberadaan air banyak dipengaruhi oleh tumbuhan karena tumbuhan dapat menahan keberadaan air tanah. Dapatkah kalian menyebutkan contoh yang lain?  

b. Saling Ketergantungan Antarkomponen Biotik 

Saling ketergantungan antarkomponen biotik ini terjadi antara makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup yang lain dalam suatu ekosistem. Saling ketergantungan antarkomponen biotik ini dibagi lagi menjadi saling ketergantungan antara makhluk hidup yang sejenis dan saling ketergantungan antara makhluk hidup yang tidak sejenis.  

Contoh saling ketergantungan yang terjadi antara makhluk hidup yang sejenis, misalnya, adanya ketergantungan orang utan kepada induknya, bayi kepada ibunya, dan kerja sama semut dalam memperoleh makanan. Selain itu, saling ketergantungan antarmakhluk hidup sejenis ini terjadi pada saat akan melakukan perkawinan, hewan jantan memerlukan hewan betina, demikian juga hewan betina memerlukan hewan jantan.  

2. Saling Ketergantungan antara Produsen, Konsumen, dan Dekomposer 

Saling ketergantungan antara produsen, konsumen, dan dekomposer terjadi dalam suatu ekosistem. Gejala ini terjadi pada peristiwa makan dan dimakan. Peristiwa ini akan membentuk rantai makanan, jaring-jaring makanan, dan piramida makanan. Peristiwa ini erat kaitannya dengan pengalihan energi dari produsen ke konsumen. 

Energi adalah kemampuan untuk melakukan pekerjaan.  Energi matahari merupakan sumber energi bagi segala kehidupan. Hanya organisme autotrof yang dapat menangkap dan memanfaatkan energi matahari melalui proses fotosintesis. Organisme autotrof mengubah energi matahari menjadi gula dan oksigen.  

Dalam suatu ekosistem, energi mengalir dari matahari hingga ke pengurai. Produsen mendapatkan energi dari matahari yang oleh tumbuhan diubah menjadi energi kimia. Energi kimia kemudian berpindah ke konsumen I, lalu ke konsumen II, ke konsumen III, dan seterusnya. Inilah yang disebut dengan aliran energi di dalam ekosistem. Aliran energi ini akan berakhir pada proses penguraian. 

Dalam proses ini, energi dilepaskan dalam bentuk panas yang tersebar di lingkungan dan tidak dimanfaatkan lagi.  Produsen menempati tingkat trofik I, komsumen I menempati tingkat trofik II, dan seterusnya. Semakin jauh jarak transfer energi dari matahari, semakin kecil aliran energinya. Berarti konsumen III pada tingkat tofik IV mendapatkan transfer energi yang paling kecil sehingga rawan punah. Mengapa semakin jauh dari matahari, energi yang didapatkan semakin kecil? 

Pada setiap trofik, energi yang dilepaskan ke lingkungan sekitar 90%, yang dimanfaatkan organ hanya 10%. 90% panas yang dilepas ke lingkungan ini tidak dapat didaur ulang karena energi tidak dapat didaur ulang. Akibatnya, pemborosan energi telah terjadi di dalam ekosistem.

a. Rantai Makanan 

Untuk kelangsungan hidupnya, makhluk hidup memerlukan makanan. Dalam satu ekosistem terdapat hubungan makan dan dimakan sehingga terbentuklah rantai makanan. Rantai makanan dapat diartikan pula sebagai pengalihan energi dari tumbuhan melalui beberapa makhluk hidup yang makan dan dimakan.  Sebagai contoh, marilah kita menuju ke dalam ekosistem sawah. 

Di sawah terdapat tanaman padi, tanaman padi dimakan oleh belalang, belalang dimakan oleh katak, katak dimakan ular, setelah ular mati, bangkainya akan dimakan dan diuraikan oleh dekomposer, dekomposer akan menyuburkan tanah dan memberikan makanan bagi tumbuhtumbuhan. Begitu seterusnya hingga siklus berulang kembali.  

b. Jaring-Jaring Makanan 

Jika dalam rantai makanan dapat ditarik satu garis lurus, pada jaring-jaring makanan ini, peristiwa makan dan dimakan tidak sesederhana yang kalian bayangkan karena satu makhluk hidup dapat memakan lebih dari satu jenis makanan dan satu makhluk hidup dapat dimakan oleh lebih dari satu makhluk hidup sehingga garis yang terjadi saling bersilangan.  

Dalam kehidupan ini, rantai makanan dapat saling berhubungan satu dengan yang lain sehingga dapat membentuk suatu jaring-jaring yang sangat kompleks. Keadaan inilah yang disebut dengan jaring-jaring makanan. 

c. Piramida Makanan

Piramida makanan adalah piramida yang menggambarkan jumlah berat dan energi mulai dari produsen sampai konsumen puncak. Piramida ini dibuat dengan satu asumsi bahwa pada saat terjadi peristiwa makan dan dimakan telah terjadi perpindahan energi dari makhluk hidup yang dimakan ke makhluk hidup pemakannya. Misalnya, dari produsen ke konsumen I, dari konsumen I ke konsumen II, dari konsumen II ke konsumen III, dan seterusnya. 

Akan tetapi, harus diingat bahwa tidak semua energi dari makhluk hidup yang dimakan akan berpindah ke makhluk hidup pemakan sehingga terbentuk piramida makanan yang semakin ke atas semakin mengecil. Selain energi dalam bentuk makanan, tubuh organisme juga memerlukan air, oksigen, dan mineral. Jaring-jaring makanan muncul dengan diawali terjadinya proses perputaran zat dari tubuh organisme menuju tanah dan reaksi kimia. Proses ini sering disebut dengan daur biogeokimia.  

d. Daur Biogeokimia 

Daur biogeokimia adalah daur materi melalui makhluk hidup, tanah, dan reaksi kimia. Berfungsinya daur biogeokimia menentukan kelestarian makhluk hidup. 

Pernahkah kalian membayangkan bahwa dalam nasi atau makanan yang kalian makan ada molekul zat yang berasal dari molekul zat yang pernah dikeluarkan oleh tubuh kalian sendiri? Mungkin itu satu molekul air atau satu molekul hidrogen yang pernah singgah di dalam tubuh kalian mengikuti daur materi hingga akhirnya singgah lagi di dalam tubuh kalian.\

Bagian tubuh itu mungkin berasal dari bagian tubuh hewan yang telah punah berjuta tahun yang lalu atau mungkin juga bagian tubuh kalian yang sudah kalian keluarkan besok menjadi bagian tubuh makhluk hidup di masa yang akan datang. 

Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa aliran materi yang dibutuhkan dunia kehidupan pada dasarnya berasal dari dua arah karena keterbatasan bahan kimia sehingga harus dimanfaatkan lagi melalui proses perputaran (siklus).  

Aliran bahan kimia dalam tubuh makhluk hidup terjadi melalui rantai makanan mengikuti arus aliran oksigen dalam makhluk hidup, kemudian mengikuti siklus abiotik. Ada dua siklus abiotik, yaitu fase atmosfer seperti nitrogen dan fase sedimen seperti fosfor. 

> Keseimbangan Ekosistem

Ekosistem yang tersusun dari komponen biotik dan komponen abiotik merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisah-pisahkan. Dalam suatu ekosistem, terdapat suatu keseimbangan yang disebut dengan homeostatis, yaitu kemampuan ekosistem untuk menahan berbagai perubahan dalam sistem secara keseluruhan.  

Perubahan ekosistem karena perubahan jumlah populasi komponen biotiknya sangat berpengaruh terhadap suatu ekosistem. Perubahan komponen biotik tersebut dapat disebabkan oleh adanya pertumbuhan, perkembangbiakan, ataupun kematian.  

Sebagai contoh, jika musim kemarau tidak ada petani yang menanam padi, ulat dan tikus pemakan batang padi tidak mendapat makanan yang cukup sehingga jumlahnya menurun. Demikian juga dengan burung pemakan ulat dan ular pemakan tikus, sebagian masih mendapat makanan untuk bertahan hidup dan sebagian lagi akan mati karena tidak kebagian makanan.  

Akan tetapi, pada saat musim penghujan, petani mulai menanam padi maka ulat pemakan daun padi dan tikus pengerat batang padi akan meningkat jumlahnya karena adanya peningkatan jumlah makanan tersebut, yang diikuti juga dengan kenaikan jumlah burung pemakan ulat, dan ular pemakan tikus akan berkembang pesat pula.  Dari contoh di atas dapat dikatakan bahwa perubahan jumlah komponen biotik tidak mengalami perubahan dengan adanya perubahan musim atau keseimbangan ekosistem tetap. 

Grafiknya dapat dilihat seperti di bawah ini.  Dalam suatu ekosistem terdapat suatu keseimbangan yang disebut dengan homeostatis, yaitu kemampuan ekosistem untuk menahan berbagai perubahan dalam sistem secara keseluruhan. Betapa kuatnya pertahanan ekosistem terhadap perubahan.  Biasanya, batas mekanisme homeostatis dapat dengan mudah diterobos oleh kegiatan manusia. 

Misalnya, pembuangan sampah beracun yang terlalu banyak di dalam perairan sungai sehingga melampaui batas homeostatis alami sungai yang mengakibatkan kerusakan yang parah terhadap ekosistem sungai.  Contoh lainnya adalah penebangan hutan lindung yang melampaui batas homeostatis sehingga dapat merusak mekanisme homeostatis ekosistem hutan.

> Komponen Penyusun Ekosistem

Ekosistem tersusun dari komponen hidup (biotik) dan komponen tak hidup (abiotik). Antara kedua komponen tersebut saling berinteraksi.  

1. Komponen Biotik 

Komponen biotik merupakan bagian ekosistem yang terdiri atas makhluk hidup, seperti tumbuhan, hewan, ataupun makhluk hidup pengurai. Berdasarkan fungsinya di dalam ekosistem, komponen biotik dibedakan menjadi tiga macam, yaitu produsen, konsumen, dan dekomposer (pengurai).  

Masing-masing mempunyai fungsi yang berbedabeda. Produsen berfungsi sebagai penghasil makanan, konsumen sebagai pemakan, dan dekomposer menjadi pengurainya. 

 a. Produsen 

Produsen merupakan makhluk hidup yang dapat menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup lainnya. Ingatkah kalian tentang fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan?  

Semua tumbuhan berklorofil merupakan produsen karena dapat mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik melalui proses fotosintesis. Fotosintesis dapat terjadi dengan bantuan cahaya matahari. Hasil fotosintesis berupa gula yang kemudian dapat diurai menjadi lemak, protein, karbohidrat, dan vitamin yang merupakan sumber energi bagi makhluk hidup lainnya.  

b. Konsumen 

Konsumen merupakan makhluk hidup yang berperan sebagai pemakan bahan organik atau energi yang dihasilkan oleh produsen yang bertujuan untuk menjaga kelangsungan hidupnya. Singkatnya, konsumen adalah pemakan.  Manusia, hewan, dan tumbuhan tak berklorofil merupakan konsumen karena tidak dapat mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik sehingga manusia, hewan, dan tumbuhan tak berklorofil disebut konsumen. 

Dengan demikian, kehidupan konsumen sangat bergantung kepada produsen.  Konsumen dapat dibagi menjadi beberapa tingkatan, yaitu sebagai berikut.

1) Konsumen tingkat pertama (konsumen primer) merupakan konsumen yang memakan tumbuhan secara langsung, misalnya, hewan pemakan tumbuhan (herbivor), seperti zooplankton, ulat, belalang, tikus, sapi, kerbau, kambing, dan kuda.  

2) Konsumen tingkat kedua (konsumen sekunder) merupakan konsumen yang memakan konsumen tingkat pertama, misalnya, burung pemakan ulat dan ular pemakan tikus. Biasanya adalah hewan pemakan daging (karnivora).  

3) Konsumen tingkat ketiga (konsumen tersier) merupakan konsumen yang memakan konsumen tingkat kedua, misalnya, burung elang pemakan ular atau burung alap-alap pemakan burung pemakan ulat. 

4) Konsumen tingkat keempat (konsumen puncak) merupakan konsumen yang memakan konsumen tingkat ketiga. Manusia sebagai pemakan tumbuhan dan daging (omnivora) berada pada tingkatan konsumen.  

c. Dekomposer (Pengurai) 

Pernahkah kalian bayangkan bagaimana jika di alam ini tidak terdapat mikroorganisme pengurai (dekomposer)? Sampah tidak terurai, bangkai binatang akan teronggok begitu saja hingga menimbulkan bau yang tidak sedap. 

Menakutkan bukan? Namun, jangan khawatir. Semua itu tidak akan terjadi karena Tuhan telah menciptakan makhluk hidup kecil yang sangat berguna bagi kehidupan manusia.  Makhluk hidup kecil ini adalah mikroorganisme pengurai atau sering disebut dengan dekomposer. 

Onggokan sampah yang menumpuk akan diurai oleh bakteri pembusuk dan jamur. Sisa-sisa makanan, bangkai binatang, dan sisa bahan organik lainnya akan menjadi makanan bagi bakteri pembusuk. Setelah diurai oleh bakteri, sisa bahan organik tersebut membusuk menjadi komponen penyusun tanah. 

Tanah menjadi subur dan baik untuk ditanami. Begitu seterusnya sehingga tanaman sebagai produsen dikonsumsi oleh konsumen primer dan sampai pada akhirnya konsumen akhir mati dan diuraikan oleh dekomposer. Untuk mengamati kerja bakteri pembusuk, cobalah kalian buat suatu percobaan.  Pernahkah kalian membuat pupuk kompos? 

Pupuk kompos ini adalah hasil kerja bakteri pembusuk. Selain kalian dapat belajar biologi, kalian juga dapat memanfaatkan hasil kerja bakteri ini untuk menambah penghasilan. Bukankah sekarang banyak sekali toko-toko tanaman hias yang membutuhkan? Kalian dapat mencobanya. Nah, menarik bukan, belajar biologi sambil berwirausaha? 

Setelah kalian memerhatikan semua komponen abiotik, kalian juga harus mengetahui sumber makanan yang diperoleh. Berdasarkan sumber makanan makhluk hidup, komponen biotik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.  

1 ) Makhluk Hidup Autotrof 

Makhluk hidup Autotrof merupakan makhluk hidup yang mampu membuat makanan sendiri dengan cara mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik. Makhluk hidup ini merupakan semua makhluk hidup yang mengandung klorofil sehingga dengan bantuan sinar matahari dapat melakukan fotosintesis. Contohnya, produsen atau tumbuhan hijau.  

2 ) Makhluk Hidup Heterotrof 

Makhluk hidup Heterotrof adalah makhluk hidup yang tidak dapat membuat makanan sendiri karena tidak dapat mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik. Makhluk hidup ini dapat memperoleh makanan dengan cara memakan makhluk hidup lain. Contohnya makhluk hidup herbivor, karnivor, dan omnivor.  

2. Komponen Abiotik 

a .Cahaya Matahari Dalam berfotosintesis, tumbuhan hijau memerlukan cahaya matahari. Tanpa adanya cahaya matahari, tumbuhan hijau tidak dapat melakukan fotosintesis. 

Dengan kata lain, cahaya matahari adalah sumber energi utama dalam proses fotosintesis. Hasil fotosintesis yang berupa bahan organik dimanfaatkan oleh hewan dan manusia sebagai sumber makanan. Secara tidak langsung, cahaya matahari merupakan sumber energi utama dalam ekosistem.  Selain itu, cahaya matahari juga berpengaruh terhadap keberadaan siang, malam, dan suhu lingkungan. 

b . Oksigen dan Karbon Dioksida Oksigen diperlukan oleh hewan, tumbuhan, dan manusia dalam proses respirasi. Pada respirasi dikeluarkan gas karbon dioksida. Karbon dioksida diperlukan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Dalam proses fotosintesis akan dilepaskan oksigen. Dengan demikian, terjadi siklus oksigen dan karbon dioksida dalam proses pernapasan dan fotosintesis.  

c . Air Untuk mempertahankan hidupnya, setiap makhluk hidup memerlukan air. Tubuh makhluk hidup terdiri dari 90% air. Air berfungsi sebagai pelarut zat makanan yang dimakan oleh makhluk hidup. 

Air juga diperlukan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis. Bagi hewan air, seperti ikan, katak, dan buaya, air diperlukan untuk tempat hidupnya.  

d . Tanah Tanah merupakan tempat tumbuh makhluk hidup dalam suatu ekosistem. Selain itu, tanah merupakan sumber makanan bagi hewan dan tumbuhan. Tanah merupakan tempat hidup berbagai makhluk hidup yang beraneka ragam. 

Pada tanah gembur terdapat lebih banyak makhluk hidup daripada pada tanah tandus.  Bagi tumbuhan, tanah merupakan tempat tumbuh tanaman tersebut. Dapat dikatakan bahwa secara langsung atau tidak langsung, semua makhluk hidup untuk mempertahankan hidupnya bergantung pada tanah.  

e . Suhu Seperti telah disebutkan di atas bahwa adanya cahaya matahari sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya suhu. Pada saat matahari bersinar terik dengan intensitas yang tinggi, suhu udara akan meningkat sehingga udara terasa panas. 

Sebaliknya, jika matahari tidak terik dan intensitas penyinarannya rendah, suhu udara akan menurun sehingga udara terasa sejuk sampai dingin.  Terjadinya perubahan suhu dari panas ke dingin atau sebaliknya sangat berpengaruh terhadap kehidupan makhluk hidup yang ada di dalam suatu ekosistem karena perubahan suhu ini dapat mengakibatkan perubahan iklim dan curah hujan.  

f . Kelembapan Daerah yang berhawa dingin seperti pegunungan lebih lembap daripada daerah yang berhawa panas seperti pantai. Tumbuhan yang hidup di dua daerah tersebut juga berbeda. 

Pada daerah lembap, lebih banyak terdapat tumbuhan yang memerlukan sedikit sinar matahari, seperti paku-pakuan, lumut, dan anggrek-anggrekan yang biasanya hidup secara epifit pada batu-batu lembap, batang kayu basah, dan lainnya.  Di daerah panas, misalnya pantai, lebih banyak ditumbuhi tumbuhan, seperti bakau dan pohon kelapa.

> Satuan-Satuan dalam Ekosistem

Ekosistem tersusun atas makhluk hidup dan makhluk tak hidup. Sebagai contoh, ekosistem sawah terdiri atas hewan dan tumbuhan yang hidup bersama-sama. Pada ekosistem sawah tersebut, terdapat rumput, tanaman padi, belalang, ulat, tikus, burung pemakan ulat, burung elang, dan masih banyak lagi.  

Dalam ekosistem, terdapat satuan-satuan makhluk hidup. Individu, populasi, komunitas, biosfer yang merupakan satuan makhluk hidup dalam satu ekosistem, dan sinar matahari sangat berperan terhadap kelangsungan hidup satuan-satuan ekosistem tersebut.  

1. Individu 

Pernahkah kalian melihat seekor domba atau seekor ayam atau sebatang pohon mangga? Seekor domba atau seekor ayam dinamakan individu. Demikian juga dengan sebatang pohon mangga. Individu adalah satuan makhluk hidup tunggal. Dapatkah kalian menyebutkan individuindividu yang lainnya yang ada di sekitarmu?  

2. Populasi 

Sekumpulan domba di padang rumput disebut dengan populasi domba. Sekumpulan ikan nila di dalam kolam air tawar disebut dengan populasi ikan nila. Jika di dalam kolam tersebut juga ditumbuhi sekumpulan tumbuhan teratai, berarti dalam kolam tersebut juga terdapat populasi tumbuhan teratai.  

Kumpulan individu-individu yang sama dapat membentuk populasi. Populasi adalah sekumpulan individu sejenis yang hidup dalam suatu habitat tertentu. Dari contoh di atas, dapatkah kalian menyebutkan contoh-contoh populasi yang lain?  

a. Kepadatan Populasi Besarnya populasi ditunjukkan oleh jumlah individu di dalam suatu populasi per satuan luas. Besarnya populasi per satuan luas ini disebut kepadatan populasi. Misalkan, satu areal perkebunan murbai luasnya 1.000 m2. 

Dalam kebun tersebut terdapat 1.000 pohon murbai dan 20.000 ekor ulat sutra. Itu berarti kepadatan populasi pohon murbai adalah 1.000 pohon/1.000 m2 atau 1 pohon/m2 dan kepadatan populasi ulat sutra adalah 20.000 ekor/1.000 m2 atau 20 ekor/m2.  

b. Perubahan Populasi Perubahan populasi dapat terjadi dari waktu ke waktu. Perubahan ini terjadi karena adanya pertambahan atau pengurangan jumlah populasi. 

Berkurang atau bertambahnya populasi ini dapat disebabkan oleh beberapa hal, misalnya, perubahan musim, imigrasi, ataupun emigrasi. Imigrasi adalah pertambahan populasi karena adanya kelahiran (natalitas) dan pendatang dari tempat yang lain, sedangkan emigrasi adalah berkurangnya populasi karena adanya kematian (mortalitas) dan perginya individu ke tempat yang lain.  

3. Komunitas 

Coba kalian perhatikan kolam ikan yang ada di rumah kalian atau teman kalian. Di dalam kolam ikan air tawar, terdapat sekumpulan ikan nila, sekumpulan tumbuhan teratai, sekumpulan ganggang hijau, dan sekumpulan katak. Sekumpulan populasi yang hidup dalam air tawar ini disebut sebagai komunitas kolam air tawar.  

Komunitas adalah sekumpulan berbagai macam populasi makhluk hidup yang hidup dalam suatu wilayah tertentu. Suatu komunitas tersusun dari semua populasi yang hidup dan saling berinteraksi antara satu dengan yang lain dalam suatu wilayah dan waktu tertentu.  

4. Ekosistem 

Komunitas ikan air tawar selalu berhubungan dengan kolam ikan, air, udara, tanah, dan sinar matahari. Komunitas tidak dapat terlepas dari pengaruh lingkungan yang tidak hidup di sekitarnya. Antara komunitas dan lingkungan tak hidupnya terbentuk suatu interaksi atau hubungan yang saling memengaruhi satu sama lain dalam membentuk suatu sistem ekologi yang disebut ekosistem.  

Ekosistem adalah kesatuan komunitas dan lingkungan hidupnya yang saling berinteraksi dan membentuk hubungan timbal balik. Oleh karena itu, ekosistem disebut juga sistem lingkungan.  

Berdasarkan proses terjadinya, ekosistem dapat dibedakan menjadi dua, yaitu ekosistem alami dan ekosistem buatan. Ekosistem alami adalah ekosistem yang terbentuk karena pengaruh alam sekitar dan bukan karena campur tangan manusia, contohnya, sungai, laut, danau, hutan, dan gunung, sedangkan ekosistem buatan adalah ekosistem yang dibentuk oleh manusia, contohnya, kolam ikan, akuarium, waduk, dan sawah.  

5. Biosfer 

Ekosistem mempunyai ukuran yang berbeda-beda. Ekosistem yang kecil akan membentuk ekosistem yang lebih besar. Seluruh ekosistem di muka bumi ini akan membentuk satu ekosistem yang lebih besar yang disebut biosfer.