Komponen Abiotik dan Biotik

Komponen Abiotik dan Komponen Biotik

Komponen yang menyusun lingkungan dapat dibedakan menjadi komponen abiotik (benda tak hidup) dan biotik (makhluk hidup).

A.      Komponen Abiotik

Komponen abiotik dalam lingkungan meliputi: udara (yang tersusun atas nitrogen, oksigen, karbon dioksida, dan gas lainnya), angin, air, tanah, mineral, cahaya, suhu, pH, salinitas atau kadar garam, dan topografi.

1.        Udara

Udara di atmosfer tersusun atas nitrogen (N₂, 78%), oksigen (O₂, 21%), karbondioksida (CO₂, 0,03%), dan gas lainnya. Jadi, gas nitrogen merupakan penyusun udara terbesar di atmosfer bumi.

a.        Nitrogen (N₂)

Nitrogen diperlukan oleh makhluk hidup untuk membentuk protein dan persenyawaan lainnya. Tumbuhan, hewan, dan manusia tidak mampu memanfaatkan nitrogen yang ada di udara  secara langsung. Akan tetapi, ada bakteri yang dapat menangkap nitrogen bebas dari udara, misalnya bakteri Rhizobium yang hidup bersimbiosis di akar tanaman kacang, atau alga biru Anabaena yang hidup bersimbiosis dengan Azolla (tumbuhan air). Tumbuhan lainnya memperoleh nitrogen dalam bentuk nitrit atau nitrat. Nitrit dan nitrat secara alami ada yang terbentuk dari nitrogen di udara yang terkena lecutan petir. Jadi, secara alami, tanah memperoleh nitrit dan nitrat sehingga menjadi subur. Hewan dan manusia mendapatkan nitrogen dari tumbuhan atau hewan lain dalam bentuk persenyawaan protein dan asam amino.

b.        Oksigen (O₂) dan Karbon Dioksida (CO₂)

Oksigen O₂ merupakan gas pembakar dalam proses pernapasan. Makanan, misalnya karbohidrat yang ada di dalam sel, mengalami pembakaran (oksidasi) guna menghasilkan energi. Oksidasi tersebut sering disebut sebagai pernapasan sel. Baik tumbuhan maupun hewan memerlukan oksigen dari uadara bebas untuk pernapasannya dalam rangka mendapatkan energi. Dalam pernapasan dihasilkan pula karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O).

            Karbon dioksida sangat diperlukan tumbuhan dalam proses fotosintesis. Secara alami, fotosintesis berlangsung pada siang hari. Secara buatan, fotosintesis dapat berlangsung pada malam hari dengan pertolongan sinar lampu. Hasil dari fotosintesis adalah gula dan oksigen.

c.         Angin dan Kelembapan

Angin berperan membantu penyerbukan tumbuhan, penyebaran spora, dan penyebaran biji tumbuhan. Beberapa serangga hama tumbuhan juga dapat diterbangkan oleh angin ke tempat lain yang jauh.

Kelembapan berperan menjaga organisme agar tidak kehilangan air karena penguapan. Beberapa mikroorganisme, seperti jamur dan bakteri hidup di tempat-tempat yang lembab. Mikroorganisme tersebut tidak dapat hidup di tempat yang kering.

2.        Air

Sekitar 80-90% tubuh makhluk hidup tersusun atas air. Air digunakan sebagai pelarut di dalam sitoplasma, untuk menjaga tekanan osmosis sel, dan mencegah sel dari kekeringan.

Indonesia yang terletak di daerah khatulistiwa dan di antara dua benua, memiliki curah hujan yang cukup tinggi, rata-rata 200-225 cm/tahun. Curah hujan yang tinggi dan merata, cahaya matahari sepanjang tahun, dan suhu rata-rata 27^oC menyebabkan Indonesia memiliki keanekaragaman flora dan fauna yang tinggi. Semakin rendah curah hujannya, semakin rendah pula keanekaragamannya. Di daerah Nusa Tenggara Timur, yang curah hujannya hanya 100 cm/tahun, banyak terdapat padang rumput dan semak-semak yang dikenal sebagai sabana dengan keanekaragan yang relatif rendah. Di daerah Indonesia bagian barat, yang curah hujannya tinggi, banyak dijumpai hutan hujan tropik yang memiliki keanekaragaman yang relatif tinggi.

Di permukaan sebuah batu besar pun dapat dijumpai perbedaan keanekaragaman akibat perbedaan kelembapan atau kandungan airnya. Di bagian batu yang senantiasa lembab atau basah, dijumpai tumbuhan lumut atau tumbuhan paku, sedangkan di bagian yang kering tidak dijumpai tumbuhan. Hal di atas menunjukkan bahwa air sangat berperan penting dalam menentukan keanekaragaman makhluk hidup.

3.        Mineral

Mineral yang diperlukan tumbuhan, misalnya belerang (S), fosforus (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), besi (Fe), natrium (Na), dan klorin (Cl). Mineral-mineral itu diperoleh tumbuhan dalam bentuk ion-ion yang larut di dalam ait tanah. Mineral tersebut digunakan untuk berlangsungnya metabolisme tubuh dan untuk penyusun tubuh. Hewan dan manusia pun memerlukan mineral untuk penyusun tubuh dan reaksi-reaksi metabolismenya. Selain itu, mineral juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan asam basa dan mengatur fungsi fisiologi (faal) tubuh.

4.        Cahaya

Cahaya matahari digunakan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Tanpa cahaya matahari, tumbuhan tidak dapat hidup dan selanjutnya makhluk hidup yang lain juga tidak akan memperoleh kehidupan. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa matahari merupakan sumber energi bagi makhluk hidup di bumi.

Di gua yang gelap tidak mempunyai tumbuhan dan makhluk hidup lainnya. Kalaupun ada hewan, maka hewan tersebut hanya mengggunakan gua sebagai tempat persembunyian. Meskipun di dalam gua yang gelap terdapat udara, mineral dan air yang cukup, tetapi, karena tidak ada cahaya, tumbuhan tidak dapat hidup di dalam gua. Jadi, di dalam gua, cahaya merupakan faktor pembatas.

5.        Suhu

Makhluk hidup umumnya dapat bertahan hidup hanya pada kisaran suhu 0^o - 40^oC. Hewan berdarah panas ada yang mampu hidup pada suhu di bawah titik beku. Suhu rendah tidak mematikan sebagian makhluk, namun menyebabkan makhluk hidup tersebut seolah terhenti kehidupannya, yaitu mengalami hibernasi. Reptilia dan beberapa hewan amfibi di negara subtropik mengalami hibernasi (tidur istirahat) pada musim dingin. Jika suhu meningkat, makhluk hidup ini bangun dari istirahatnya yang panjang, kemudian beraktivitas kembali.

Indonesia, yang terletak di daerah khatulistiwa, memiliki suhu yang hangat sepanjang tahun, rata-rata 27^oC. Suhu ini sangat ideal bagi kelangsungan hidup makhluk hidup. Oleh karena itu, Indonesia memiliki keanekaragaman biota yang tinggi dibandingkan dengan daerah beriklim sedang.

6.        Keasaman (pH)

Keasaman berpengaruh terhadap makhluk hidup. Biasanya, makhluk hidup memerlukan lingkungan yang memiliki pH netral. Makhluk hidup tidak dapat hidup di lingkungan yang terlalu asam atau basa. Sebagai contoh, lahan gambut yang bersifat asam memiliki keanekaragaman yang lebih rendah dibandingkan dengan daerah yang tanahnya netral. Oleh karena itu, lahan gambut sulit dijadikan areal pertanian jika tidak diolah dan dinetralkan terlebih dahulu. Tanah yang bersifat asam dapat dinetralkan dengan diberi bubuk kapur. Tanah yang berhumus sering kali bersifat asam. Tanah berkapur sering kali bersifat basa. Tanah yang bersifat basa dapat dinetralkan dengan diberi bubuk belerang.

7.        Kadar Garam (Salinitas)

Jika kadar garam tinggi, sel-sel akar tumbuhan akan mati dan akhirnya akan mematikan tumbuhan itu. Di daerah yang berkadar garam tinggi hanya hidup tumbuhan tertentu. Misalnya, pohon bakau yang hidup di pantai tahan terhadap lingkungan berkadar garam tinggi.

8.        Topografi

Topografi artinya tinggi rendahnya permukaan bumi di suatu daerah. Topografi berkaitan dengan kelembapan, cahaya, suhu, serta keadaan tanah di suatu daerah. Interaksi berbagai faktor itu membentuk lingkungan yang khas. Sebagai contoh, keanekaragaman hayati di daerah perbukitan berbeda dengan di daerah datar. Organisme yang hidup di daerah yang berbukit-bukit berbeda dengan di daerah datar. Topografi juga mempengaruhi penyebaran makhluk hidup.

9.        Faktor Pembatas dan Toleransi Makhluk Hidup

Di dalam ekosistem terdapat faktor pembatas dan faktor toleransi dari makhluk hidup terhadap lingkungannya.

a.        Faktor Pembatas

Faktor apakah yang menentukan suatu wilayah sehingga menjadi padang rumput, sementara yang lai menjadi hutan belantara? Faktor apa yang menyebabkan suatu kebun memiliki populasi semut melimpah, sedangkan di kebun yang lain populasi semut sedikit? Jawabannya adalah karena di kebun tersebut tersedia sumber daya alam yang cukup, sedangkan di kebun yang lain sumber daya alamnya terbatas. Sumber daya alam yang pokok berupa makanan. Sumber daya alam yang lain adalah air, pH yang sesuai, cahaya dan faktor-faktor biotik lainnya. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kelestarian organisme disebut sebagai faktor pembatas. Jadi, faktor pembatas adalah faktor lingkungan, baik abiotik maupun biotik yang dapat membatasi keberadaan, jumlah, reproduksi, ataupun penyebaran organisme.

Faktor pembatas yang berpengaruh pada satu populasi dapat berpengaruh secara tidak langsung pada populasi makhluk hidup yang lain. Misalnya, jika air terlalu sedikit dari kebutuhan tumbuhan, maka tumbuhan di areal tersebut dapat terhambat pertumbuhannya. Biji yang dihasilkan tumbuhan tersebut sedikit. Akibatnya, tikus yang memakan biji tumbuhan tersebut populasinya berkurang.

b.        Rentangan Toleransi

Makhluk hidup memiliki toleransi terhadap kekurangan atau kelebihan komponen tertentu. Akan tetapi, toleransi makhluk hidup itu ada batasnya. Jika faktor tersebut terlalu sedikit atau terlalu banyak, maka makhluk hidup yang semula mampu bertoleransi menjadi tidak mampu bertoleransi lagi dan akhirnya mati.

Tanaman jagung paling sedikit memerlukan 2-3 bulan cuaca terik matahari dan air cukup agar dapat menghasilkan biji jagung yang baik. Jika tanaman jagung tumbuh di daerah kurang cahaya dan kekurangan air, mungkin jagung tersebut masih dapat hidup, tetapi tidak dapat menghasilkan biji. Jagung dapat mengatasi kekurangan cahaya dana air karena memiliki toleransi. Setiap makhluk hidup mengikuti naik turunnya faktor lingkungan agar lestari.

B.       Komponen Biotik

Komponen biotik terdiri atas tumbuhan, hewan (termasuk manusia), dan mikroorganisme. Berdasarkan peranannya dalam ekosistem, komponen biotik dapat dibedakan menjadi produser, konsumer, dan dekomposer.

1.        Produser

Semua organisme berhijau daun (berklorofil) tergolong produser, karena mampu menyintesis gula dari zat-zat anorganik yang berasal dari lingkungannya. Produser tergolong organisme autotrof (auto = sendiri, trophein = makanan). Jika proses sisntesisnya menggunakan energi cahaya disebut fotosintesis, sedangkan jika proses sintesisnya menggunakan energi kimia disebut kemosintesis. Jadi, baik organisme  fotosintetik (organisme berklorofil) maupun organisme kemosintetik (misalnya, Archaebacteria) merupakan produser. Contoh organisme berklorofil adalah alga hijau, lumut, tumbuhan paku, dan tumbuhan bunga.

Proses penyusunan zat-zat organik dari zat-zat anorganik bertujuan untuk mendapatkan persenyawaan berenergi tinggi. Tumbuhan hijau memanfaatkan cahaya matahari untuk mereaksikan gas karbon dioksida dan air menjadi gula, dengan mengeluarkan oksigen. Gula merupakan bahan organik berenergi tinggi yang disimpan atau dibah menjadi persenyawaan lain seperti amilum, protein, lemak, dan sebagainya. Tumbuh-tumbuhan menyimpannya di dalam buah, biji, akar, batang, atau bagian tumbuhan lain sebagai cadangan makanan.

Persamaan reaksi proses fotosintesis adalah sebagai berikut.

Kehadiran produser di lingkungan sangat penting artinya bagi keberadaan makhluk hidup lainnya yang mendapatkan makanan dari produser. Hewan-hewan dan makhluk hidup yang tak berklorofil tidak mampu mengadakan fotosintesis. Oleh karena itu, konsumer tergangung pada adanya produser.

2.        Konsumer

                        Manusia, hewan, dan tumbuhan yang tidak berklorofil (misalnya, tali putri) tidak mampu memproduksi zat organik dari zat-zat anorganik. Oleh karena tidak mampu menyusun zat organik dari zat anorganik, konsumer disebut sebagai organisme heterotrof (hetero = bermacam, yang lain; trophein = makanan). Konsumer atau pemakai mendapatkan energi dengan cara memakan produser atau organisme lain.

                        Sebagaimana telah diuraikan di atas, produser memiliki cadangan makanan berenergi tinggi. Bahan makanan ini dimakan konsumer. Di dalam tubuh konsumer, bahan makanan tersebut dioksidasi untuk memperoleh energi. Hasil sampingannya berupa CO₂ dan H₂O. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

                        C₆H₁₂O₆  +  6O₂                                  6CO₂  +  6H₂O  +  675 Kal

                          (gula)       (oksigen)                (karbon dioksida)    (air)        (energi)

                        Reaksi ini disebut sebagai reaksi pernapasan atau respirasi atau oksidasi.

Macam-macam Konsumer

                                    Konsumer dapat dibedakan berdasarkan tingkatan dalam memperoleh energi dan berdasarkan cara makannya.

a.       Berdasarkan tingkatan dalam memperoleh energi, konsumer dapat dibedakan menjadi konsumer I, konsumer II, dan konsumer III.

1.      Konsumer I adalah konsumer yang secara langsung memperoleh materi dan energi dari produser. Konsumer I merupakan herbivor (pemakan tumbuhan), misalnya sapi, kambing, tikus, rusa, dan ulat.

2.      Konsumer II adalah hewan-hewan yang mendapatkan materi dan energi dari konsumer I. Konsumer II merupakan karnivor (pemakan daging), misalnya kucing, anjing, dan katak.

3.      Konsumer III adalah hewan-hewan yang mendapatkan materi dan energi dari konsumer II. Biasanya, dalam ekosistem hanya terdapat tingkatan konsumer sampai konsumer III. Konsumer paling akhir yang tidak ada pemangsanya ini disebut konsumer puncak. Contohnya adalah harimau dan elang.

b.      Bedasarkan cara makanannya, konsumer dapat dibedakan menjadi predator, pemakan bangkai, parasit, dan detritivor.

1.      Predator

            Predator adalah pemangsa yang mendapatkan makanan dengan cara mengejar atau menangkap mangsanya. Tubuh mangsa dimakan sampai habis. Contohnya adalah kucing, buaya, ular, katak, kadal, dan laba-laba.

2.      Pemakan bangkai (scavenger)

            Pemakan bangkai (scavenger) memakan tubuh hewan lain yang telah membusuk. Scavenger berbeda dari pengurai, karena pengurai merupakan mikroorganisme yang menguraikan bahan-bahan organik menjadi bahan-bahan anorganik, sedangkan pemakan bangkai merupakan hewan makro yang tidak mampu menguraikan bahan organik secara langsung. Contoh pemakan bangkai adalah burung vulture dan babi hutan.

3.      Parasit

            Parasit adalah makhluk hidup yang menempel atau hidup di dalam makhluk hidup lain dan memperoleh makan dari tubuh inangnya. Parasit tergantung pada kehidupan inangnya. Jika inangnya mati, maka parasit pun mati. Parasit ada yang merupakan mikroorganisme, misalnya bakteri dan jamur parasit, ada pula yang merupakan makroorganisme, seperti cacing usus dan lintah. Ditinjau dari tempat hidupnya, parasit dibedakan menjadi endoparasit (hidup di dalam tubuh) dan ektoparasit (hidup di luar tubuh).

4.      Detritivor

            Hewan yang memakan hancuran tubuh organisme atau serpihan organisme (detritus) disebut detritivor. Contohnya adalah rayap, cacing tanah, dan kutu karpet. Rayap memakan hancuran kayu, cacing tanah memakan tumbuhan, sedangkan kutu karpet memakan serpihan kulit ari manusia yang jatuh di karpet.

3.        Pengurai

                        Pengurai atau dekomposer adalah mikroorganisme heterotrof, yang mendapatkan materi dan energi dari hasil penguraian sisa makhluk hidup, kotoran dan bangkai. Contoh pengurai adalah bakteri pembusuk dan jamur yang menguraikan zat organik dari tumbuhan dan hewan menjadi zat anorganik. Meskipun berukuran kecil, pangurai memiliki derajat metabolisme yang tinggi dan memiliki reproduksi yang lebih cepat dibandingkan dengan makroorgaanisme. Berkat kegiatan pengurai, zat organik dari sisa makhluk hidup, kotoran, dan bangkai diuraikan menjadi zat anorganik dan panas yang dilepaskan ke lingkungan. Zat-zat anorganik adalah karbon dioksida, air, dan mineral. Zat organik ini akan dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan (produser).

                        Apa yang akan terjadi jika lingkungan tidak memiliki pengurai? Kotoran, sisa-sisa organisme, dan bangkai akan menumpuk memenuhi lingkungan. Daur makanan akan berhenti dan keseimbangan lingkungan akan terganggu.