materi ekologi,respon organisme terhadap lingkungan

1. Bab 2. Respon Organisme terhadap
Lingkungan
1

2. Hukum Minimum
 Pada keadaan yang kritis, bahan bahan
pendukung kehidupan suatu organisme yang
tersedia dalam jumlah minimum bertindak
sebagai faktor pembatas.
 Justus Liebig (1840) : pertumbuhan tanaman
tidak ditentukan oleh unsur hara N,P, K yang
diperlukan dalam jumlah banyak tetapi oleh
mineral seperti magnesium yang diperlukan
dalam jumlah sedikit.
2

3. Hukum Minimum
 Temuan ini dikenal sebagai Hukum Minimum
Liebig
 Bukan hanya unsur hara N,P,K,Mg yang
dapat bertindak sebagai faktor pembatas,
tetapi materi kimiawi lainnya seperti oksigen,
fosfor untuk proses pertumbuhan dan
reproduksi.
 Hukum minimum Liebig telah diterapkan pada
program pengendalian lingkungan terhadap
organisme.
3

4. Hukum Minimum
Namun, hukum minimun Liebig hanya dapat
diterapkan
1.Pada habitat atau ekosistem dengan arus energi
dan materi yang masuk seimbang dengan yang
keluar.
Misal : Pada danau kadar CO2 merupakan faktor
pembatas, maka produktivitas seimbang dengan
kadar yang CO2 tersedia apabila yang lain cukup
tersedia. Jika terjadi sesuatu, maka CO2 akan
berubah sehingga produktivitas tidak hanya
tergantung pada CO2 4

5. Hukum Minimum
2. Interaksi
Misal : Beberapa tumbuhan memperlihatkan bahwa
kebutuhan Zn lebih sedikit bila tumbuh di bawah
naungan dari pada dengan cahaya penuh.
Konsentrasi Zn yang rendah dalam tanah akan
berkurang sifat membatasnya bagi tanaman yang
berada di bawah naungan dibanding dengan
cahaya penuh pada kondisi yang sama.
5

6.  Fosfor merupakan faktor pembatas bagi
organisme perairan. Meningkatnya nutrien
seperti nitrogen dan fosfor diperairan disebut
proses eutrofikasi.
 Pencegahan eutrofikasi dapat dengan
mengurangi kandungan bahan organik dan
unsur hara di perairan sehingga
pertumbuhan organisme seperti
phytoplankton dan makrophyta terhambat. 6

7. Hukum Toleransi Shelford
 Kegagalan suatu organisme dalam
mempertahankan hidupnya dapat ditentukan oleh
kekurangan atau kelebihan (kuantitatif dan
kualitatif) beberapa faktor lingkungan yang
mendekati batas toleransinya.
 Bukan hanya dalam jumlah sedikit atau rendah
yang bersifat membatasi tetapi juga dalam jumlah
yang berlebihan atau tinggi, seperti sinar matahari,
suhu, pH.
7

8. Hukum Toleransi Shelford
 Beberapa asas tambahan :
1.Organisme dapat memiliki kisaran toleransi yang
lebar untuk satu faktor dan sempit untuk faktor
yang lain
2.Organisme yang memiliki kisaran toleransi yang
lebar untuk beberapa faktor akan memiliki
penyebaran geografis yang luas
3.Kisaran toleransi terhadap suatu faktor dapat
berkurang karena faktor lainnya seperti
kekurangan nitrogen mengakibatkan menurunnya
kisaran toleransi terhadap kekeringan.
8

9. Hukum Toleransi Shelford
4.Seringkali organisme di alam tidak hidup pada
kisaran optimum pada faktor fisik tertentu. Contoh
anggrek.
Kisaran toleransi akan berkurang karena interaksi
antar populasi seperti pemangsa, parasit dan
persaingan. Interaksi menyebabkan organisme
tidak dapat memanfaatkan keadaan alam secara
optimal.
5.Periode reproduktif merupakan periode yang kritis.
Tingkatan kehidupan dari biji, telur, embrio,
kecambah atau larva lebih kritis terhadap faktor
faktor lingkungan daripada tingkatan dewasa.
9

10. Hukum Toleransi Shelford
 Istilah yang digunakan dalam
menggambarkan kisaran toleransi :
 steno : sempit dan eury : lebar
 stenothermal – eurythermal (temperatur)
 Telur ikan stenothermal (0 – 12 oC),
 Telur katak eurythermal (0 - 30 oC).
 stenohaline – euryhaline (salinitas)
 Ikan salmon euryhaline (tawar – laut),
 ikan mas stenohaline (tawar)
 stenophagik – euryphagik (makanan)
 Kelinci stenophagik (rumput),
 kambing euryphagik (rumput, perdu, semak dll).
10

11. Interaksi Gabungan Faktor
Pembatas
 Dengan menggabungkan konsep hukum minimum
dan konsep toleransi, maka dapat dipahami konsep
faktor pembatas (limiting factor).
 Faktor pembatas (limiting factor) dapat diartikan
sebagai keadaan yang mendekati atau melampaui
ambang batas toleransi suatu kondisi.
 Faktor pembatas suatu organisme mencakup kisaran
minimum atau maksimum dari faktor-faktor abiotik
suatu ekosistem. Misal : Suhu, cahaya, pH yang
terlalu rendah (minimum) atau terlalu tinggi
(maksimum).
11

12. Interaksi Gabungan Faktor
Pembatas
 Kehidupan suatu organisme di alam
dikendalikan oleh :
 Jumlah dan keragaman material (senyawa)
yang esensial yang harus ada dalam
jumlah minimum.
 Faktor-faktor fisik yang kritis
 Batas-batas toleransi organisme itu sendiri
12

13. Interaksi Gabungan Faktor
Pembatas
 Bagi organisme dengan kisaran toleransi yang
lebar (eury) terhadap faktor abiotik X yang
relatif konstant bukan merupakan faktor
pembatas, sehingga organisme tersebut dapat
hadir dalam jumlah banyak.
 Sebaliknya, bagi organisme dengan toleransi
yang sempit (steno) terhadap faktor abiotik (Y)
yang selalu berubah akan menjadi “faktor
pembatas” sehingga akan hadir dalam jumlah
sedikit
13

14. Interaksi Gabungan Faktor
Pembatas
 Contohnya Kandungan O2 di udara dalam
jumlah banyak dan konstan bukan
merupakan faktor pembatas organisme darat.
 Sebaliknya, kandungan O2 terlarut di
perairan, terdapat dalam jumlah sedikit dan
jumlahnya selalu berubah-ubah, menjadi
faktor pembatas bagi organisme yang hidup
di perairan.
14

15. Syarat sebagai Faktor Pengatur
 Faktor lingkungan yang penting dalam setiap
ekosistem berbeda beda seperti
 di darat: sinar, suhu dan air;
 di laut: sinar, suhu dan salinitas;
 di perairan tawar: kandungan oksigen.
 Faktor lingkungan tidak hanya sebagai faktor
pembatas (negatif) tetapi juga menjadi faktor
menguntungkan (positif) bagi organisme
yang mampu menyesuaikan diri sehingga
komunitasnya.
15

16. Syarat sebagai Faktor Pengatur
 Sehingga mencapai tingkatan homeostatis
 Hal ini terjadi karena organisme mampu
memanfaatkan perubahan faktor lingkungan
yang berkala dengan cara mengatur waktu
kegiatannya sehingga memperoleh
keuntungan dari lingkungannya.
 Ritme musiman seperti panjang hari
(photoperiode: Juni 16.5 jam dan desember 8
jam)
16

17. Syarat sebagai Faktor Pengatur
 Photoperiode merupakan pengatur waktu
untuk memulai proses fisiologis yang
menghasilkan:
 pertumbuhan,pembungaan pada tumbuhan
 penimbunan lemak, pergantian bulu, migrasi dan
pekembang biakan pada burung dan mamalia
 Diapause (telur yang akan menetas sampai musim
semi mendatang) pada serangga.
17

18. Syarat sebagai Faktor Pengatur
 Di gurun, panjang hari dan hujan sangat
tidak terduga, oleh tumbuhan gurun
dimanfaatkan sebagai faktor pengatur.
Dengan cara menghasilkan biji biji yang
mengandung hormon penghambat
perkecambahan, biji dapat tetap hidup dalam
tanaha bertahun tahun setelah hujan lebat.
18

19. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
suatu yang dapat menurunkan tingkat jumlah dan
perkembangan suatu ekosistem
1. Suhu
 Organisme dapat hidup pada suhu
sampai 300oC dengan kisaran suhu 100
– 200 oC.
 Akan tetapi kebanyakan organisme
hanya dapat hidup pada kisaran suhu
yang lebih sempit.
 Pada umumnya batas atas
(maksimum) lebih kritis atau lebih
membahayakan kehidupan organisme
daripada batas bawah (minimum).
19

20. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Pada ekosistem perairan, variasi suhu
lebih sempit daripada ekosistem darat.
Oleh karena itu, biasanya organisme
perairan mempunyai kisaran toleransi
terhadap suhu lebih sempit daripada
organisme darat.
 Misal: algae air dan algae darat,
invertebrata air dan darat seperti
serangga
20

21. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
2. Radiasi cahaya matahari
 Cahaya matahari mempunyai dua fungsi
yang saling berlawanan, di satu pihak
radiasi cahaya matahari menguntungkan
karena sebagai sumber energi bagi
proses fotosintesa. Dilain pihak, radiasi
cahaya matahari merugikan karena
cahaya matahari langsung akan merusak
atau membunuh protoplasma.
21

22. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
3. Air
 Air merupakan faktor pembatas utama
pada lingkungan darat dan perairan. Curah
hujan, kelembaban, penguapan
(evaporasi) dan suplai air permukaan yang
menjadi faktor-faktor yang harus diukur:
22

23. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 3a. Curah hujan
 Penyebaran hujan sepanjang tahun
merupakan faktor pembatas yang penting
bagi organisme.
 Umumnya curah hujan tersebar tidak
merata. Tabel berikut menggambarkan
curah hujan pada berbagai ekosistem
23

24. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Curah hujan Keadaan
 0 – 10 inchi/tahun Gurun
 10 – 30 inchi/tahun Padang rumput,
savana
 30 – 50 inchi /tahun Hutan kering
 > 50 inchi/tahun Hutan Hutan basah
24

25. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Berdasarkan suhu dan kelembaban dikenal
dua tipe dasar iklim di bumi ini yaitu :
 Iklim laut yang ditandai dengan fluktuasi
suhu yang tidak ekstrim. Pergantian
temperatur tidak menyolok atau drastis.
 Iklim darat yang ditandai dengan
fluktuasi suhu yang ekstrim
25

26. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
5. Gas-gas atmosfer
Penambahan sedikit kandungan CO2 dan
penurunan kandungan O2 akan
meningkatkan laju fotosintesis.
Pada tanaman kacang-kacangan, laju
fotosintesa akan naik 50 % apabila
kandungan O2 diturunkan 5 %.
26

27. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Di dalam tanah, kandungan O2 dapat menjadi
faktor penentu yang penting bagi organisme
aerob. Kandungan CO2 akan meningkat jika
kedalaman media atau tanah bertambah.
 Kandungan O2, CO2 dan gas lain di perairan
tersedia dalam bentuk terlarut, sehingga
yang dapat diperoleh organisme air bervariasi
dari temporal (waktu) maupun spartial
(tempat).
27

28. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Konsentrasi ion hidrogen atau pH terkait erat
dengan kandung CO2 di dalam air.
 pH sering menjadi faktor pembatas yang
penting bagi organisme aquatik karena dapat
mempengaruhi pernafasan dan kerja enzim.
 Tanah dan perairan dengan pH rendah/asam
seringkali mengalami kekurangan unsur hara
dan produktivitasnya rendah.
28

29. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 6. Arus dan tekanan air.
 Arus air tidak hanya mempengaruhi
konsentrasi gas dalam air, tetapi juga
secara langsung sebagai faktor
pembatas.
 Misal perbedaan organisme sungai dan
danau sering disebabkan oleh arus yang
deras pada sungai.
 Tumbuhan dan binatang di sungai harus
mampu menyesuaikan diri terhadap arus
baik secara morfologis dan fisiologis.
29

30. Faktor Fisik Sebagai Faktor Pembatas
 Tekanan air tidak berpengaruh langsung bagi
kehidupan organisme yang hidup di darat,
tetapi melalui perubahan iklim.
 Di lautan, tekanan hidrostatis terjadi karena
adanya perubahan tekanan dari permukaan
laut ke laut yang dalam. Tekanan ini sangat
mempengaruhi kehidupan organisme laut.
30