Materi Biologi Kelas 10 Kurikulum Merdeka Bab 4 Komponen Ekosistem dan Interaksinya
Berikut Rangkuman Materi Biologi Kelas 10 SMA Kurikulum Merdeka pada Bab 4 Komponen Ekosistem dan Interaksinya:
A. Komponen Ekosistem
Ekosistem adalah sistem kompleks yang terdiri dari berbagai komponen yang saling berinteraksi. Dalam ekosistem, terdapat dua komponen utama, yaitu:
Komponen Abiotik
Komponen abiotik adalah unsur-unsur non-hidup dalam ekosistem. Ini mencakup elemen-elemen fisik dan kimia seperti tanah, air, udara, suhu, cahaya matahari, mineral, dan faktor-faktor lain yang memengaruhi lingkungan.
Komponen Biotik
Komponen biotik adalah semua makhluk hidup yang ada dalam ekosistem. Ini termasuk tumbuhan, hewan, bakteri, jamur, dan mikroorganisme lainnya yang berperan dalam siklus materi dan aliran energi di dalam ekosistem.
B. Interaksi Antarkomponen Ekosistem dan Tipe Interaksi Antarspesies
Dalam ekosistem, berbagai komponen berinteraksi satu sama lain. Interaksi ini dapat berupa:
1. Netralisme:
Netralisme adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana keduanya tidak berinteraksi secara signifikan. Hubungan ini cenderung netral atau tidak mempengaruhi pertumbuhan atau kelangsungan hidup keduanya.
Contoh: Pohon dan batu di hutan. Pohon tidak berinteraksi secara aktif dengan batu, dan batu tidak memiliki dampak pada pohon. Keduanya ada dalam ekosistem yang sama tetapi tidak berhubungan secara fungsional.
2. Kompetisi:
Kompetisi terjadi ketika dua spesies bersaing untuk sumber daya yang sama dalam lingkungan, seperti makanan, tempat tinggal, atau air. Persaingan ini dapat mengarah pada penurunan kelangsungan hidup salah satu atau kedua spesies.
Contoh: Dua spesies burung yang memakan jenis serangga yang sama dalam hutan yang sama akan bersaing untuk mendapatkan serangga sebagai makanan. Persaingan ini dapat mengurangi ketersediaan makanan bagi keduanya.
3. Komensalisme:
Komensalisme adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana satu spesies mendapat manfaat dari interaksi dengan spesies lain tanpa merugikan atau menguntungkan spesies tersebut. Salah satu spesies diuntungkan tanpa memengaruhi yang lain.
Contoh: Burung yang menggunakan sarang yang ditinggalkan oleh burung lain setelah musim bersarang. Burung yang pertama mendapat tempat tinggal yang siap pakai tanpa memengaruhi burung yang pertama tinggal di sarang tersebut.
4. Amensalisme:
Amensalisme adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana satu spesies merugikan spesies lain tanpa mendapatkan manfaat atau kerugian dari interaksi tersebut.
Contoh: Sebuah pohon besar yang melepaskan daun-daunnya yang lebat dapat menutupi tanaman kecil di bawahnya, menghalangi cahaya matahari untuk mencapai tanaman kecil dan merugikannya, sementara pohon besar itu sendiri tidak terpengaruh.
5. Parasitisme:
Parasitisme adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana satu spesies (parasit) mengambil manfaat dari spesies lain (inang) dengan merugikan inang tersebut. Parasit memperoleh nutrisi atau sumber daya dari inang tanpa memberikan manfaat bagi inang.
Contoh: Cacing usus yang hidup di dalam saluran pencernaan manusia dan mengambil nutrisi dari manusia tanpa memberikan manfaat apapun. Manusia adalah inang dari parasit cacing usus.
6. Predasi:
Predasi adalah ketika satu spesies (predator) memburu, menangkap, dan memakan spesies lain (mangsa) untuk mendapatkan makanan. Ini merupakan bentuk interaksi di mana predator mendapat manfaat sementara mangsa merugikan.
Contoh: Singa yang memburu dan memakan rusa sebagai mangsanya. Singa mendapatkan makanan dari rusa, tetapi rusa mengalami kerugian karena terbunuh.
7. Protokooperasi:
Protokooperasi adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana keduanya saling menguntungkan dan bekerja sama tanpa ketergantungan yang erat. Mereka bekerja sama untuk mendapatkan manfaat, tetapi keduanya juga dapat bertahan jika berpisah.
Contoh: Burung pemakan kutu yang membersihkan kulit binatang besar seperti badak dari kutu dan parasit. Burung mendapatkan makanan, dan badak terbebas dari parasit, tetapi hubungan ini tidak bersifat wajib.
8. Mutualisme:
Mutualisme adalah jenis hubungan antara dua spesies di mana keduanya saling menguntungkan satu sama lain dan bergantung satu sama lain untuk kelangsungan hidup. Keduanya memberikan manfaat yang signifikan satu sama lain.
Contoh: Kehidupan simbiosis antara bakteri dalam usus manusia yang membantu mencerna makanan dan manusia yang memberikan tempat tinggal dan makanan bagi bakteri. Keduanya saling bergantung untuk kelangsungan hidup.
C. Aliran Energi
Energi dalam ekosistem mengikuti hukum termodinamika dan mengalir melalui berbagai tingkat trofik dalam bentuk rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Proses ini mencakup:
1. Rantai Makanan:
Rantai makanan adalah representasi linear atau urutan langkah bagaimana energi dan nutrisi mengalir dalam ekosistem, dimulai dari organisme produsen yang membuat makanan sendiri hingga konsumen primer, konsumen sekunder, dan seterusnya. Ini menggambarkan aliran energi dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya dalam ekosistem.
Contoh: Di hutan, rantai makanan dimulai dengan tumbuhan hijau sebagai produsen yang melakukan fotosintesis untuk menghasilkan makanan mereka sendiri. Kemudian, hewan herbivora seperti rusa menjadi konsumen primer yang memakan tumbuhan. Konsumen sekunder, seperti singa, dapat memakan rusa. Dengan demikian, rantai makanan dalam contoh ini adalah: tumbuhan → rusa → singa.
2. Jaring-Jaring Makanan:
Jaring-jaring makanan adalah representasi yang lebih kompleks dari hubungan makan-memakan dalam ekosistem. Ini menggambarkan berbagai organisme yang terlibat dalam interaksi makanan yang kompleks dan menunjukkan bahwa banyak organisme dapat memiliki beberapa jenis makanan dan pemangsa dalam ekosistem yang sama. Ini mencerminkan kenyataan bahwa kebanyakan organisme dalam ekosistem memiliki lebih dari satu interaksi makanan.
Contoh: Di ekosistem hutan, jaring-jaring makanan bisa sangat kompleks. Selain rantai makanan sederhana seperti yang disebutkan sebelumnya, terdapat juga organisme pemakan serangga yang dapat berfungsi sebagai makanan untuk berbagai jenis burung, kadal, dan mamalia. Dalam jaring-jaring makanan, beberapa spesies juga dapat memiliki peran sebagai pemangsa dalam beberapa rantai makanan yang berbeda, sehingga tercipta interaksi makanan yang lebih kompleks dan multidimensional.
D. Piramida Ekologi
Piramida ekologi adalah representasi grafis dari transfer energi dan biomassa dalam ekosistem. Terdapat tiga jenis piramida ekologi, yaitu piramida energi, piramida biomassa, dan piramida jumlah individu, yang menggambarkan jumlah, biomassa, dan energi yang tersedia di setiap tingkat trofik dalam ekosistem.
Contoh Piramida Ekologi:
Mari kita ambil contoh piramida biomassa dalam ekosistem hutan:
1. Produsen (Tingkat Trofik Pertama):
Di dasar piramida biomassa, kita akan menemukan tumbuhan hijau seperti pohon, semak, dan rumput. Ini adalah produsen yang melakukan fotosintesis untuk menghasilkan biomassa.
2. Konsumen Primer (Tingkat Trofik Kedua):
Di atas produsen, ada konsumen primer, seperti rusa dan kelinci, yang memakan tumbuhan. Biomassa mereka akan lebih sedikit daripada produsen karena hanya sebagian energi tumbuhan yang dapat diubah menjadi biomassa konsumen.
3. Konsumen Sekunder (Tingkat Trofik Ketiga):
Pada tingkat trofik berikutnya, ada konsumen sekunder, seperti rubah dan burung pemangsa yang memakan rusa dan kelinci. Biomassa mereka akan lebih sedikit daripada konsumen primer karena sebagian energi konsumen primer digunakan untuk aktivitas hidup mereka.
4. Konsumen Tersier (Tingkat Trofik Keempat):
Di puncak piramida biomassa, terdapat konsumen tersier, seperti harimau atau singa, yang memakan konsumen sekunder. Biomassa mereka adalah yang terkecil dari semua tingkat trofik karena hanya sebagian kecil energi yang tersedia yang sampai ke tingkat ini.
Dalam piramida biomassa, setiap tingkat trofik di atasnya memiliki biomassa yang lebih kecil daripada tingkat trofik di bawahnya. Hal ini disebabkan oleh hilangnya sebagian energi dalam setiap transfer energi dari satu tingkat trofik ke tingkat berikutnya, serta oleh fakta bahwa organisme di tingkat trofik yang lebih tinggi memerlukan lebih banyak energi untuk mempertahankan kehidupan mereka. Piramida ini mencerminkan hukum termodinamika yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi selalu hilang sebagai panas dalam setiap transfer energi.
E. Produktivitas
Produktivitas dalam ekosistem merujuk pada kemampuan organisme untuk menghasilkan biomassa melalui aktivitas metabolisme mereka. Produktivitas mencakup pertumbuhan, penambahan, dan penimbunan biomassa dalam suatu periode waktu tertentu.
Produktivitas adalah konsep penting dalam ekologi yang mengacu pada kemampuan organisme atau komponen ekosistem untuk menghasilkan biomassa atau energi dalam periode waktu tertentu. Produktivitas mencerminkan tingkat pertumbuhan, penambahan, dan penimbunan materi hidup dalam ekosistem. Terdapat dua jenis utama produktivitas dalam ekologi:
1. Produktivitas Primer:
Produktivitas primer merujuk pada tingkat produksi biomassa oleh produsen dalam ekosistem. Produsen adalah organisme autotrofik seperti tumbuhan yang dapat melakukan fotosintesis atau menggunakan energi kimia untuk menghasilkan makanan mereka sendiri. Produktivitas primer mengukur sejauh mana produsen dapat menghasilkan biomassa dalam bentuk tumbuhan dan bagaimana hal ini memengaruhi ekosistem secara keseluruhan.
Contoh: Di hutan, produktivitas primer dapat diukur dengan melihat tingkat pertumbuhan dan penambahan biomassa pada tumbuhan seperti pohon, semak, dan rumput selama satu tahun. Jika tanaman tumbuh dan menambah biomassa dengan cepat, ini mengindikasikan tingkat produktivitas primer yang tinggi dalam ekosistem tersebut.
2. Produktivitas Sekunder:
Produktivitas sekunder mengacu pada tingkat produksi biomassa oleh konsumen dalam ekosistem. Konsumen adalah organisme heterotrofik yang memakan produsen atau organisme lain. Produktivitas sekunder mencerminkan sejauh mana energi yang telah ditransfer dari produsen ke konsumen digunakan untuk pertumbuhan dan penambahan biomassa konsumen.
Contoh: Dalam ekosistem sungai, produktivitas sekunder dapat diukur dengan melihat tingkat pertumbuhan dan penambahan biomassa pada ikan yang memakan plankton dan organisme kecil lainnya. Jika ikan tumbuh dengan cepat dan memiliki penambahan biomassa yang signifikan, ini mengindikasikan tingkat produktivitas sekunder yang tinggi dalam ekosistem sungai tersebut.
Pemahaman tentang produktivitas dalam ekosistem membantu ilmuwan dan ahli ekologi memahami bagaimana energi dan biomassa mengalir melalui rantai makanan, serta bagaimana dinamika ekosistem dan keseimbangan trofik dapat dipahami dan dianalisis. Produktivitas juga memainkan peran penting dalam pertanian, konservasi alam, dan pemahaman tentang bagaimana perubahan lingkungan dapat memengaruhi ekosistem.
F. Daur Biogeokimia
Daur biogeokimia adalah peredaran unsur-unsur kimia dalam ekosistem melalui komponen biotik dan abiotik. Ini mencakup proses-proses seperti siklus karbon, nitrogen, fosfor, dan unsur-unsur lainnya dalam ekosistem. Proses ini berulang-ulang dan tidak memiliki akhir, sehingga unsur-unsur kimia terus berputar dalam ekosistem.
Daur biogeokimia merujuk pada peredaran unsur-unsur kimia penting dalam ekosistem dari lingkungan ke komponen biotik (makhluk hidup) dan kembali lagi ke lingkungan melalui berbagai proses biologis dan geokimia. Unsur-unsur kimia ini sangat penting karena mereka merupakan komponen dasar kehidupan dan diperlukan oleh organisme dalam ekosistem. Daur biogeokimia dapat dibagi menjadi tiga tipe utama, yaitu daur gas, daur cair, dan daur padat (sedimen).
1. Daur Gas:
Dalam daur gas, unsur-unsur kimia berpindah dalam bentuk gas antara atmosfer dan ekosistem. Daur gas meliputi beberapa siklus, seperti daur karbon dan daur nitrogen.
Daur Karbon: Karbon adalah unsur kimia yang sangat penting dalam kehidupan. Karbon bergerak antara atmosfer (dalam bentuk karbondioksida), tumbuhan (melalui fotosintesis), hewan yang mengkonsumsi tumbuhan, dan akhirnya kembali ke atmosfer melalui proses respirasi dan dekomposisi.
Contoh: Ketika tumbuhan melakukan fotosintesis, mereka menyerap karbondioksida dari udara dan mengubahnya menjadi karbohidrat. Hewan yang makan tumbuhan akan mengambil karbon ini, dan ketika hewan tersebut bernapas atau membusukkan sisa-sisa, karbon tersebut kembali ke atmosfer dalam bentuk karbondioksida.
Daur Nitrogen: Nitrogen adalah unsur penting dalam molekul protein dan asam nukleat. Dalam daur nitrogen, nitrogen diubah menjadi berbagai bentuk oleh organisme dan proses kimia. Siklus ini melibatkan perubahan nitrogen gas (N2) menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tumbuhan (nitrasi dan fiksasi nitrogen), kemudian dimakan oleh hewan, dan kembali ke lingkungan melalui dekomposisi.
Contoh: Bakteri tanah yang mengubah nitrogen gas menjadi amonia melalui proses fiksasi nitrogen. Amonia ini dapat digunakan oleh tumbuhan sebagai sumber nitrogen.
2. Daur Cair:
Dalam daur cair, unsur-unsur kimia berpindah dalam bentuk cairan, terutama melalui siklus air atau daur air.
Daur Air: Daur air melibatkan pergerakan air dari lingkungan (seperti sungai, danau, atau laut) ke atmosfer melalui evaporasi, kemudian kembali ke permukaan bumi sebagai presipitasi (hujan atau salju). Air ini dapat digunakan oleh tumbuhan, hewan, dan manusia dalam siklus kehidupan mereka.
Contoh: Air dari sungai menguap ke atmosfer, membentuk awan, dan kemudian turun kembali ke bumi sebagai hujan. Air ini bisa digunakan oleh tumbuhan untuk pertumbuhan dan juga menjadi sumber air minum bagi manusia dan hewan.
3. Daur Padat (Sedimen):
Dalam daur padat, unsur-unsur kimia berpindah dalam bentuk padatan atau sedimen, terutama melalui siklus fosfor dan belerang.
Daur Fosfor: Fosfor adalah unsur kimia yang penting dalam pembentukan DNA, RNA, dan ATP. Daur fosfor melibatkan perpindahan fosfor dari tanah ke tumbuhan, kemudian ke hewan melalui rantai makanan, dan akhirnya, fosfor tersebut dapat berakhir di lingkungan sebagai sedimen.
Contoh: Fosfor yang terkandung dalam batuan akan terurai menjadi tanah. Tumbuhan menyerap fosfor ini dari tanah, dan ketika hewan memakan tumbuhan, fosfor tersebut akan masuk ke dalam tubuh hewan tersebut.
Daur Belerang: Belerang adalah unsur penting dalam beberapa proses biologis. Dalam daur belerang, belerang dapat berpindah antara lingkungan, organisme, dan sedimen.
Contoh: Bakteri dalam tanah dan air dapat mengubah senyawa belerang organik menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tumbuhan. Tumbuhan kemudian mengambil belerang ini dan menggunakannya dalam sintesis senyawa belerang organik.
Daur biogeokimia ini penting untuk memahami bagaimana unsur-unsur kimia berperan dalam ekosistem, menggerakkan siklus kehidupan, dan memengaruhi keseimbangan lingkungan.