Topik 6 Pengling Dosen Sem I 2013-2014 Keanekaragaman Hayati)

KEBERLANJUTAN KEANEKARAGAMAN HAYATI:

EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES6

BI2001 Pengetahuan Lingkungan

Topik bahasan kuliah 6:

KEBERLANJUTAN KEANEKARAGAMAN HAYATI:

EVOLUSI & INTERAKSI SPESIES

Pengertian keanekaragaman hayati (KH) pada tingkat genetik, spesies,

ekosistem & fungsional

KH sebagai modal alam

Evolusi KH

Pertumbuhan populasi

Interaksi spesies

3 BIODIVERSITY: Concept

Keanekaragaman hayati adalah kekayaan berbagai

spesies bumi, gen yang dikandungnya, ekosistem di

mana mereka hidup, dan proses ekosistem dimana

aliran energi dan siklus nutrisi yang mendukung semua

kehidupan

4

Miller & Spoolman (2012)

Jenis Keanekaragaman5

Keanekaragaman genetik: jumlah total karakteristik genetik dari spesies tertentu,

subspesies, atau kelompok spesies.

Keanekaragaman species: merupakan bukti yang paling jelas dari biodeverdity.

Variasi gen terdapat dalam species. Adanya keragaman gen memungkinkan

species untuk beradaptasi dan bertahan hidup menyesuaikan perubahan

lingkungan yang terjadi

kekayaan spesies-jumlah spesies;

kemerataan spesies-kelimpahan relatif spesies, dan

spesies dominasi-spesies yang paling melimpah

Keanekaragaman ekosistem: gurun, padang rumput, hutan, gunung, lautan,

danau, sungai, dan lahan basah merupakan komponen utama dari

keanekaragaman hayati. Masing-masing ekosistem ini merupakan sumber

keanekaragaman genetik dan spesies.

Keanekaragaman fungsi: berbagai proses seperti aliran energi dan siklus materi

yang terjadi dalam ekosistem seperti interaksi species dengan yg lain (biotik dan

abiotic) dalam jejaring makanan

Keanekaragaman hayati yang ditemukan dalam gen,spesies, ekosistem, dan proses ekosistem sangat pentinguntuk mempertahankan kehidupan di muka bumi, danbagi kesejahteraan manusiaKeanekaragaman hayati menyediakan berbagai barang dan jasa yang penting bagi manusia

embassyofindonesia.it

medindra.wordpress.com

Keanekaragaman ekosistem

7

8

KH SEBAGAI MODAL ALAM (ingat kuliah terdahulu)

Biodiversity of ecosystems

Biodiversity goods & services

Goods Services

Food Building Materials Fuel Paper Products Fiber (clothing, textiles) Industrial products (waxes, rubber, oils) Medicine

Regulating global processes, such as atmosphere and climate Soil and water conservation Nutrient cycling Pollination and seed dispersal Control of agricultural pests Genetic library Inspiration and information Scientific and educational Tourism and recreation Cultural, spiritual, and aesthetic Community Resilience Strategic

(Laverty & Sterling, 2003)

A few examples KH:

Sumber makanan Makanan pokok: beras, kentang, gandum, jagung,

termasuk keragaman genetik (tipe liar, hybrid)

Ternak: sapi, domba, ayam, ikan (berbagai spesies

dan varietas)

Sumber obat Tanaman: Catharanthus sp. (Antikanker), Taxus brevifolius

(antikanker), Chincona (antimalaria)

Mikroba: Penicillium notatum (antibiotik), Lactobacillus

(probiotik)

Hewan: ular (penawar), Lumbricus sp. (antityphus)

Bumi ini sangat kaya akan keanekaragaman hayati

Pada tingkat spesies: kita tidak tahu berapa banyak spesies ada di

Bumi. Perkiraan berkisar 8 juta-100 juta spesies. Sejauh ini, ahli biologi

telah mengidentifikasi sekitar 1,9 juta

Bagaimana keanekaragaman hayati yang kaya seperti itu terjadi di

Bumi !!!!!

Jawaban ilmiah melibatkan evolusi biologis: proses dimana

perubahan hidup bumi dari waktu ke waktu melalui perubahan

karakteristik genetik populasi

EVOLUSI KH

The Four Key Processes of Biological Evolution

12

Mutasi: perubahan gen. Terkandung dalam kromosom dalam sel, setiap gen membawa satu bagian dari informasi yang diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya, menghasilkan genotipe, susunan genetik yang merupakan karakteristik dari individu atau kelompok.

Seleksi Alam: Ketika ada variasi dalam suatu spesies, beberapa individu mungkin akan lebih cocok untuk lingkungan daripada yang lain. (Perubahan tidak selalu menjadi lebih baik)

Migrasi dan isolasi geografis: Kadang-kadang dua populasi dari spesies yang sama terisolasisecara geografis satu sama lain untuk lama. Selama waktu itu, dua populasi dapat berubah sehingga mereka tidak bisa lagi berkembang biak bersama-sama bahkan ketika mereka dibawa kembali dalamhabitat yg sama. Dalam kasus ini, dua spesies baru telah berevolusi dari spesies aslinya. Hal ini dapat terjadi bahkan jika perubahan genetik tidak lebih bugar/Fit tetapi cukup berbeda untuk mencegah reproduksi. Migrasi telah menjadi proses evolusi penting selama waktu geologi (waktu yang cukup lama untuk terjadi perubahan geologi)

Pergeseran genetic (Genetic drift) mengacu pada perubahan dalam frekuensi gen dalam suatu populasi disebabkan bukan oleh mutasi, seleksi, atau migrasi, tetapi hanya kebetulan. Salah satu cara ini terjadi adalah melalui Founder effect (hilangnya variasi genetik yang terjadi ketika suatu populasi baru didirikan oleh sejumlah kecil individu dari populasi yang lebih besar). Founder effect terjadi ketika sejumlah kecil individu yang terisolasi dari populasi yang lebih besar, mereka mungkin memiliki banyak variasi genetik lebih sedikit dibanding spesies aslinya. Pergeseran genetik dapat terjadi dalam populasi kecil dan dapat menimbulkan masalah konservasi yang secara kebetulan terisolasi dari populasi utama

Populasi berevolusi ketika gen bermutasi dan memberikan beberapa

individu sifat genetik yang meningkatkan kemampuan mereka untuk

bertahan hidup dan menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat ini

Berlangsungnya proses perubahan didasarkan pada interaksi antara

keragaman dan kondisi lingkungan dengan cara seleksi alam

Menurut teori evolusi, semua spesies diturunkan dari sebelumnya,

spesies leluhur. Dengan kata lain, kehidupan berasal dari kehidupan.

Semua kehidupan di bumi berevolusi dari organisme bersel tunggal.

Para ilmuwan menerima evolusi sebagai FAKTAPerdebatan berbagai teori

the theory of biological evolution14

Karena spesies telah berevolusi dan berkembang, beberapa spesies punah, keanekaragaman hayati selalu berubah, dan spesies yang hadir di satu lokasi dapat berubah seiring waktu.

Adaptasi tidak memiliki aturan kaku; spesies beradaptasi mereponperubahan lingkungan. Kita tidak bisa mengharapkan ancaman terhadap satu spesies ke spesies yang lain.

Spesies dan populasi yang terisolasi secara geografi dari waktu ke waktu dan selanjutnya mengalami founder effect dan Genetic drift

Spesies selalu berkembang dan beradaptasi dengan perubahan lingkungan. Mereka akan terancam punah jika mereka tidak berkembang cukup cepat untuk mengikuti dengan lingkungan.

Contoh Seleksi Alam

Kromosom dengan

gen? Resistansi?

Terhadap insektisida

Aplikasi tambahan dari

insektisida yang sama

akan menjadi kurang

efektif, dan frekuensi

serangga yg tahan dalam

populasi akan

berkembang

Survivor

Insecticide

application

Seleksi Buatan

Darwin : ketika manusia memilih organisme dengan karakteristik tertentu sebagai hasil pemuliaan, mereka melakukan peran lingkungan. seleksi buatanBanyak variasi sudah ada, tetapi tidak dapat bertahan hidup dalam kondisi normalVariasi tak terduga dapat dipertahankan jika niche tersedia atau disediakanVariasi baru dapat diadopsi dari organisme lain (melalui transformasi genetik)

Contoh: seleksi buatan dalam buah-buahan, sayuran yang berasal dari mustard liar, dan anjing silsilah

Miller & Spoolman (2012)

17

PERTUMBUHAN POPULASI

Apa yang membatasipertumbuhan populasi?Tidak ada populasi dapat terus tumbuh tanpa

batas karena keterbatasan sumber daya dan

karena persaingan antara spesies untuk sumber

daya.

Bagaimana masyarakat danekosistem meresponperubahan kondisilingkungan?Struktur dan komposisi spesies dari komunitas

dan ekosistem berubah sebagai respons terhadap

perubahan kondisi lingkungan melalui proses

yang disebut suksesi ekologi

18

Seiring waktu, jumlah individu dalam suatu populasi dapat meningkat, menurun,

tetap sama dalam menanggapi kondisi perubahan lingkungan. Ada 4 variable yg

mengatur perubahan dalam populasi:

• kelahiran,

• kematian,

• imigrasi,

• Emigrasi

Suatu populasi meningkat karena kelahiran dan imigrasi (kedatangan dari luar

populasi) dan penurunan oleh kematian dan emigrasi (keberangkatan individu dari

populasi):

Perubahan populasi = (Kelahiran + Imigrasi) - (Kematian + Emigrasi)

Struktur-nya usia dalam distribusi populasi memiliki efek yang kuat pada seberapa

cepat meningkat atau menurun dalam ukuran populasi. (ingat kuliahsebelumnya)

19

Keberadaan, kelimpahan, dan distribusi spesies dalam ekosistem ditentukan oleh variasi

tingkatan fisik atau kimia yg berada dalam kisaran ditoleransi oleh spesies.

Faktor penting sebagai pembatas fisik di zona kehidupan air: sinar matahari,

ketersediaan unsur hara, tingkat gas oksigen dalam air (kandungan oksigen terlarut).

Faktor lain adalah salinitas-jumlah berbagai mineral anorganik atau garam terlarutkan

20

Faktor pembatas pertumbuhan populasi:• cahaya,

• air,

• temperatur,

• ruang,

• nutrisi,

• predator atau penyakit menular.

• Resistensi lingkungan adalah kombinasi dari semua faktor yang membatasi

pertumbuhan populasi. Ini sangat menentukan daya dukung suatu daerah yaitu populasi

maksimum dari spesies pada habitat untuk mempertahankan kehidupannya secara

berkelanjutan.

• Tingkat pertumbuhan populasi menurun sebagai ukurannya mendekati daya dukunglingkungannya karena sumber daya seperti makanan, air, dan ruang mulai berkurang.

Resistensi lingkungan

21

22

INTERAKSI SPECIES

Bagaimana spesies berinteraksi?Lima Tipe interaksi species: kompetisi, predation , parasitisme,

mutualisme, dan commensalism mempengaruhi penggunaan

sumber daya dan ukuran populasi spesies dalam ekosistem

23

Interspecific competition

terjadi ketika anggota dari dua

atau lebih spesies berinteraksi

untuk mendapatkan akses ke

sumber daya yang sama dan

terbatas: makanan, air,

cahaya, dan ruang

.

Predation terjadi ketika anggota dari

satu spesies (predator) langsung

memakan pada semua atau sebagian

anggota dari spesies lain(mangsa).

Parasitism terjadi ketika salah satu

organisme (parasit) makan pada

organisme lain (host), biasanya

dengan hidup pada atau di host.

Mutualism merupakan interaksi yang

menguntungkan kedua spesies

dengan menyediakan masing-masing

dengan makanan, tempat tinggal,

atau sumber daya lainnya.

Commensalism merupakan interaksi

yang menguntungkan satu spesies,

tetapi memiliki sedikit atau tidak

berpengaruh pada yang lain.

Kuliah berikutnya:

Ancaman terhadap KH