Dunia Kesehatan: Makalah Ekologi Populasi

BAB I

PENDAHULUAN

A. EKOLOGI

Bumi memiliki banyak sekali jenis-jenis mahkluk hidup, mulai dari tumbuhan dan binatang yang sangat kompleks hingga organisme yang sederhana seperti jamur, amuba dan bakteri. Meskipun demikian semua mahkluk hidup tanpa kecuali, tidak bisa hidup sendirian. Masing-masing tergantung pada mahkluk hidup yang lain ataupun benda mati di sekelilinganya. Misalnya seekor kijang membutuhkan tumbuh-tumbuhan tertentu untuk makanan, jika tumbuhan di lingkungan sekitarnya dirusak maka kijang tersebut harus berpindah atau mati kelaparan. Sebaliknya tumbuhan agar bisa hidup juga tergantung pada binatang untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya. Kotoran binatang, bangkai binatang maupun tumbuhan, menyediakan berbagai nutrisi yang bermanfaat bagi tanaman.

Ekologi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya dan yang lainnya. Berasal dari kata Yunani oikos (habitat) dan logos (ilmu). Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya. Istilah ekologi pertama kali dikemukakan oleh Ernst Haeckel (1834 - 1914). Dalam ekologi, makhluk hidup dipelajari sebagai kesatuan atau sistem dengan lingkungannya.

Pembahasan ekologi tidak lepas dari pembahasan ekosistem dengan berbagai komponen penyusunnya, yaitu faktor abiotik dan biotik. Faktor abiotik antara lain suhu, air, kelembaban, cahaya, dan topografi, sedangkan faktor biotik adalah makhluk hidup yang terdiri dari manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroba. Ekologi juga berhubungan erat dengan tingkatan-tingkatan organisasi makhluk hidup, yaitu populasi, komunitas, dan ekosistem yang saling mempengaruhi dan merupakan suatu sistem yang menunjukkan kesatuan.

Ekologi merupakan cabang ilmu yang masih relatif baru, yang baru muncul pada tahun 1970an. Akan tetapi, ekologi mempunyai pengaruh yang besar terhadap cabang biologinya. Ekologi mempelajari bagaimana makhluk hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan mengadakan hubungan antar makhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat hidupnya atau lingkungannya.

Mempelajari ekologi sangat penting, karena masa depan kita sangat tergantung pada hubungan ekologi di seluruh dunia. Meskipun perubahan terjadi di tempat lain di bumi ini, namun akibatnya akan kita rasakan pada lingkungan di sekitar kita. Meskipun ekologi adalah cabang dari biologi, namun seorang ahli ekologi harus menguasai ilmu lain seperti kimia, fisika, dan ilmu komputer. Ekologi juga berhubungan dengan bidang ilmu-ilmu tertentu seperti geologi, meteorologi, dan oseanografi, guna mempelajari lingkungan dan hubungannya antara tanah, air, dan udara. Pendekatan dari berbagai ilmu membantu ahli ekologi untuk memahami bagaimana lingkungan nonhidup mempengaruhi mahkluk hidup. Hal ini juga bisa membantu untuk memperkirakan atau meramalkan dampak dari masalah lingkungan seperti hujan asam atau efek rumah kaca.

Ahli ekologi mempelajari organisasi alam dalam tiga tingkatan:
1. Populasi,
2. Komunitas,
3. Ekosistem

Mereka menganalisa struktur, aktifitas dan perubahan yang terjadi di dalam dan diantara tingkatan-tingkatan ini. Ahli ekologi biasanya bekerja di lapangan, mempelajari cara kerja alam. Mereka sering berada di wilayah yang terisolasi seperti di sebuah kepulauan dimana hubungan antara tanaman dan binatang mungkin lebih sederhana dan mudah untuk dipahami. Misalnya ekologi dari Isle Royale sebuah pulau di danau Superior telah dipelajari secara luas. Banyak ilmuwan yang memfokuskan pada cara memecahkan suatu masalah, seperti bagaimana cara mengendalikan efek kerusakan polusi udara dan air yang berpengaruh terhadap mahkluk hidup.

Para ahli ekologi mempelajari hal berikut :

1. Perpindahan energi dan materi dari makhluk hidup yang satu ke makhluk hidup yang lain ke dalam lingkungannya dan faktor-faktor yang menyebabkannya.

2. Perubahan populasi atau spesies pada waktu yang berbeda dalam faktor-faktor yang menyebabkannya.

3. Terjadi hubungan antar spesies (interaksi antar spesies) makhluk hidup dan hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

Karena sifatnya yang masih sangat luas, maka ekologi mempunyai beberapa cabang ilmu yang lebih fokus, yaitu:

• Ekologi tingkah laku

• Ekologi komunitas dan sinekologi

• Ekofisiologi

• Ekologi ekosistem

• Ekologi evolusi

• Ekologi global

• Ekologi manusia

• Ekologi populasi

B. POPULASI

Populasi adalah kumpulan individu sejenis yang hidup pada suatu daerah dan waktu tertentu. Contoh populasi dari komunitas sungai dapat berupa populasi rumput, populasi ikan, populasi kepiting, popuasi kerang, populasi sumpil, dan lain-lain. Contoh populasi dari komunitas sawah dapat berupa populasi padi, populasi tikus, populasi ular, dan lain-lain. Antara populasi yang satu dengan populasi lain selalu terjadi interaksi baik secara langsung maupun tidak langsung dalam komunitasnya. Contoh interaksi antar populasi adalah sebagai berikut.

1. Alelopati

Merupakan interaksi antar populasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans) jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa.Contoh, jamur Penicillium sp. dapat menghasilkan antibiotika yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri tertentu.

2. Kompetisi

Merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan. Contoh, persaingan antara populasi kambing dengan populasi sapi di padang rumput.

Faktor yang menentukan populasi

Jumlah dari suatu populasi tergantung pada pengaruh dua kekuatan dasar. Pertama adalah jumlah yang sesuai bagi populasi untuk hidup dengan kondisi yang ideal. Kedua adalah gabungan berbagai efek kondisi faktor lingkungan yang kurang ideal yang membatasi pertumbuhan. Faktor-faktor yang membatasi diantaranya ketersediaan jumlah makanan yang rendah, pemangsa, persaingan dengan mahkluk hidup sesama spesies atau spesies lainnya, iklim dan penyakit.

Jumlah terbesar dari populasi tertentu yang dapat didukung oleh lingkungan tertentu disebut dengan kapasitas beban lingkungan untuk spesies tersebut. Populasi yang normal biasanya lebih kecil dari kapasitas beban lingkungan bagi mereka disebabkan oleh efek cuaca yang buruk, musim mengasuh bayi yang kurang bagus, perburuan oleh predator, dan faktor-faktor lainnya.

Faktor-faktor yang merubah populasi

Tingkat populasi dari spesies bisa banyak berubah sepanjang waktu. Kadangkala perubahan ini disebabkan oleh peristiwa-peristiwa alam. Misalnya perubahan curah hujan bisa menyebabkan beberapa populasi meningkat sementara populasi lainnya terjadi penurunan. Atau munculnya penyakit-penyakit baru secara tajam dapat menurunkan populasi suatu spesies tanaman atau hewan. Sebagai contoh peralatan berat dan mobil menghasilkan gas asam yang dilepas ke dalam atmosfer, yang bercampur dengan awan Dan turun ke bumi sebagai hujan asam. Di beberapa wilayah yang menerima hujan asam dalam jumlah besar populasi ikan menurun secara tajam.

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN EKOLOGI POPULASI

Ekologi populasi merupakan bagian dari ekologi yang memusatkan perhatiannya pada populasi sebagai obyek dan permasalahannya. Dapat diartikan pula sebagai cabang ekologi yang menitikberatkan hubungan antara kelompok makhluk, jumlah individu, dan faktor penentuan besar populasi dan penyebarannya. Ekologi populasi mendalami pertumbuhan suatu populasi dan interaksi diantara populasi-populasi yang berhubungan erat di dalam pengaruh faktor lingkungan yang terkontrol ataupun tidak terkontrol. Teori pendekatan ekologi populasi menjelaskan bahwa kelangsungan hidup dan keberhasilan populasi ditentukan oleh karakteristik lingkungan dimana populasi berada.

Prinsip Dasar Ekologi Populasi

1. Ekologi adalah ilmu yang mempelajari hubungan timbal-balik antara makhluk hidup dan lingkungannya. Dalam definisi tersebut lingkungan dapat dibagi menjadi dua faktor, yaitu faktor fisik (abiotik) dan faktor biologi (biotik).

2. Di dalam suatu ekosistem alami atau pertanian (agroekosistem), beragam jenis makhluk hidup akan membentuk suatu komunitas yang terdiri atas populasi-populasi dari jenis yang berbeda. Setiap populasi memiliki berbagai karakteristik, seperti kepadatan, struktur umur, laju kelahiran, dan laju kematian.

3. Di alam, populasi makhluk hidup tidaklah statis, tetapi selalu dalam keadaan yang dinamis. Segala perubahan yang terjadi pada jumlah anggota populasi dan faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan tersebut dipelajari dalam studi dinamika populasi.

4. Ukuran populasi makhluk hidup tergantung pada individu-individu yang lahir, mati, datang (imigrasi), dan pergi (emigrasi). Ukuran populasi akan bertambah dengan adanya kelahiran dan imigrasi, serta berkurang dengan adanya kematian dan emigrasi.

5. Jika laju imigrasi dan emigrasi seimbang, serta laju kelahiran dan kematian tetap maka pertumbuhan populasi akan bersifat eksponensial. Misalnya suatu populasi dengan jumlah individu (N), rata-rata pertambahan (dN), terjadi dalam waktu tertentu (dt), maka pertumbuhannya = dN/dt. Karena di dalam dN/dt terdapat laju atau kecepatan pertumbuhan yang dimiliki oleh populasi tersebut dengan kode r = rate, maka dengan mengikat jumlah individu semula adalah N maka dapat dibuat persamaan dN/dt = r N dan r = (dN/dt)/N. Pertumbuhan eksponensial memperlihatkan potensi biotik (biotic potential) makhluk hidup dengan sumber daya yang tidak terbatas dan tidak ada musuh alami. Kurva pertumbuhan populasi logistik akan berbentuk huruf J.

6. Ukuran populasi makhluk hidup di alam dibatasi oleh daya dukung lingkungannya (K), sehingga populasi makhluk hidup akan menunjukkan suatu pertumbuhan logistik dengan persamaan dN/dt = rN (1-N/K). Kurva pertumbuhan populasi logistik akan berbentuk huruf S.

7. Informasi mengenai laju reproduksi bersih (Ro), waktu generasi (T), dan laju pertambahan per kapita (r) sejenis makhluk hidup akan dapat diketahui dengan membuat tabel kehidupan (life table) nya.

8. Makhluk hidup yang memiliki strategi hidup r hidup di habitat sementara, beradaptasi untuk memperoleh makanan sebanyak-banyaknya dalam waktu yang singkat, dan ukuran populasinya berfluktuasi tanpa terkendali. Mereka biasanya berukuran kecil, selalu berpindah-pindah, dan memiliki waktu generasi yang pendek. Sebaliknya, makhluk hidup dengan strategi hidup K hidup di habitat yang stabil dan ukuran populasinya mendekati daya dukung habitat. Mereka biasanya berukuran besar, jarang berpindah-berpindah, dan waktu generasinya panjang.

B. HUBUNGAN EKOLOGI POPULASI DENGAN EKOSISTEM

Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik tak terpisahkan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup yang saling mempengaruhi.

Ekosistem merupakan penggabungan dari setiap unit biosistem yang melibatkan interaksi timbal balik antara organisme dan lingkungan fisik sehingga aliran energi menuju kepada suatu struktur biotik tertentu dan terjadi suatu siklus materi antara organisme dan anorganisme. Matahari sebagai sumber dari semua energi yang ada.

Dalam ekosistem, organisme dalam komunitas berkembang bersama-sama dengan lingkungan fisik sebagai suatu sistem. Organisme akan beradaptasi dengan lingkungan fisik, sebaliknya organisme juga mempengaruhi lingkungan fisik untuk keperluan hidup. Pengertian ini didasarkan pada Hipotesis Gaia, yaitu: "organisme, khususnya mikroorganisme, bersama-sama dengan lingkungan fisik menghasilkan suatu sistem kontrol yang menjaga keadaan di bumi cocok untuk kehidupan". Hal ini mengarah pada kenyataan bahwa kandungan kimia atmosfer dan bumi sangat terkendali dan sangat berbeda dengan planet lain dalam tata surya.

Kehadiran, kelimpahan dan penyebaran suatu spesies dalam ekosistem ditentukan oleh tingkat ketersediaan sumber daya serta kondisi faktor kimiawi dan fisis yang harus berada dalam kisaran yang dapat ditoleransi oleh spesies tersebut, inilah yang disebut dengan hukum toleransi. Misalnya: Panda memiliki toleransi yang luas terhadap suhu, namun memiliki toleransi yang sempit terhadap makanannya, yaitu bambu. Dengan demikian, panda dapat hidup di ekosistem dengan kondisi apapun asalkan dalam ekosistem tersebut terdapat bambu sebagai sumber makanannya. Berbeda dengan makhluk hidup yang lain, manusia dapat memperlebar kisaran toleransinya karena kemampuannya untuk berpikir, mengembangkan teknologi dan memanipulasi alam.

Dari uraian di atas maka ekosistem merupakan bagian dari ekologi populasi. Karena dalam suatu ekosistem alami, beragam jenis makhluk hidup akan membentuk suatu komunitas yang terdiri atas populasi-populasi dari jenis yang berbeda. Dimana ekologi populasi mendalami pertumbuhan suatu populasi dan interaksi diantara populasi-populasi yang berhubungan erat di dalam pengaruh faktor lingkungan yang terkontrol ataupun tidak terkontrol.

C. CONTOH EKOLOGI POPULASI

Contoh ekologi populasi yaitu populasi ikan dan populasi sumpil dari ekosistem sungai. Dikatakan populasi ikan dan populasi sumpil karena kedua jenis makhluk hidup tersebut sudah memenuhi syarat sebagai populasi, yaitu terdiri atas sekelompok individu-individu organisme sejenis (dalam hal ini adalah ikan dan sumpil), dalam jenisnya masing-masing mempunyai kesamaan genetis dan berada sebagai penghuni dalam tempat (dalam hal ini sungai) dan waktu yang sama. Untuk mempelajari populasi tersebut dapat menggunakan metode survey dan observasi atau bila memungkinkan dapat dilengkapi dengan eksperimen untuk lebih meyakinkan. Seandainya melakukan observasi satu kali, untuk mengumpulkan data tentang populasi yang akan dipelajari di tempat hidupnya (dalam hal ini sungai) yakni populasi sumpil, data yang akan diperoleh selain luas tempat hidupnya antara lain :

1. Jumlah sumpil secara keseluruhan

2. Jumlah populasi sumpil pada masing-masing ukuran sumpil (kecil, sedang, besar)

3. Struktur populasi

4. Interaksi yang terjadi antar makhluk hidup (antar sumpil)

Dari data-data di atas, data yang digunakan sebagai acuan untuk menggambarkan besar/kecilnya atau ukuran populasi adalah jumlah populasi sumpil dan luas tempat hidupnya. Dengan mengetahui dua data tersebut, kita akan memperoleh gambaran ukuran populasi dengan membagi jumlah populasi sumpil dengan luas tempat keberadaannya yang dinyatakan sebagai densitas (kerapatan/kepadatan). Kerapatan populasi merupakan ukuran populasi dalam hubungannya dengan satuan ruang. Kerapatan kotor merupakan banyaknya individu atau biomasa yang terdapat dalam satuan ruangan keseluruhan. Kerapatan ekologis berarti banyaknya individu atau biomasa per satuan habitat atau banyaknya individu menempati per satuan atau volume yang tersedia.

Selain kepadatan populasi, kita juga perlu mencari gambaran peluang semakin besar/kecilnya di waktu mendatang. Data yang dapat digunakan sebagai acuan untuk menggambarkan peluang semakin besar atau kecil suatu populasi di waktu-waktu mendatang adalah keempat data yang kita peroleh yakni, data jumlah populasi, data jumlah populasi pada masing-masing umur sumpil dilihat dari ukurannya, struktur populasi yang nantinya akan terkait dengan interaksi yang terjadi antar makhluk hidup (antar sumpil). Dengan mengetahui data jumlah populasi sumpil pada masing-masing ukuran sumpil (kecil, sedang, besar) kita dapat memperkirakan jumlah sumpil yang masih dapat hidup dalam beberapa selang waktu kedepan yakni, populasi yang masih berukuran kecil atau dapat dikatakan masih muda. Selain data tersebut, dengan menggunakan data struktur populasi yang nantinya akan terkait dengan interaksi yang terjadi antar makhluk hidup (antar sumpil) dan jumlahnya, kita juga dapat memperkirakan akan semakin besar atau kecil ukuran populasinya. Struktur populasi menggambarkan kondisi ikatan antar individu anggota populasi di alam kehidupannya dalam wujud : distribusi, pengelompokkan, dan lain-lain. Dengan mengetahui struktur populasi, kita akan mengetahui interaksi yang terjadi antar individu tersebut.

Kita semua tahu bahwa organisme yang sejenis, cenderung memilik pola interaksi kompetisi, yakni pola interaksi dimana individu-individu yang sejenis tersebut memperebutkan suatu sumber daya yang sama, makanan misalnya. Semakin banyak jumlah populasi sumpil dalam suatu wilayah, maka, tingkat kompetisi antar individu akan semakin tinggi, dan kelangsungan hidup individu tersebut mau tidak mau juga akan terancam. Selain berebut sumber daya (makanan ataupun tempat hidup) yang ketersediaannya terbatas, masing-masing individu juga memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk mencari dan memperoleh sumber daya.

Seandainya melakukan observasi berkali-kali dengan selang waktu yang teratur, terhadap populasi yang akan dipelajari di tempat hidupnya (dalam hal ini sungai) yakni populasi sumpil, data yang akan diperoleh antara lain :

a. Jumlah populasi sumpil yang dihitung secara berkala dalam selang waktu tertentu

b. Jumlah populasi sumpil pada masing-masing ukuran sumpil (kecil, sedang, besar) yang juga dihitung secara berkala dalam selang waktu tertentu

c. Densitas yang juga dihitung secara berkala dalam selang waktu tertentu

d. Tingkat dan grafik natalitas serta mortalitas

e. Laju pertumbuhan sumpil

f. Grafik pertumbuhan sumpil

Dari data-data tersebut, data yang dapat memberi gambaran akan memperkecil populasi antara lain tingkat dan grafik mortalitas. Mortalitas menggambarkan banyaknya individu anggota populasi yang mati). Sedang data yang dapat memberi gambaran akan memperbesar populasi antara lain tingkat dan grafik natalitas. Natalitas merupakan jumlah individu baru sebagai hasil reproduksi (tingkat kelahiran).

Dari data-data tersebut, data yang dapat memberi gambaran adanya gejala pertumbuhan populasi adalah data laju pertumbuhan populasi dan grafik pertumbuhan populasi yang didapat dari keempat data yang diperoleh sebelumnya, yakni jumlah populasi seluruhnya dan jumlah populasi pada masing-masing ukuran sumpil, tingkat natalitas serta mortalitas populasi sumpil. Data-data tersebut memberikan gambaran akan adanya gejala pertumbuhan populasi adalah karena populasi yang sedang tumbuh dicirikan dengan bertambahnya individu penyusun populasi. Natalitas, mortalitas, dan distribusi umur merupakan faktor internal populasi yang menentukan pertumbuhan populasi tersebut. Laju populasi menjelaskan besarnya kecepatan pertambahan jumlah individu anggota populasi. Tingkat kelajuan diperoleh dengan membagi perubahan jumlah individu dengan periode waktu berlangsungnya perubahan. Terminologi laju menunjukkan kecepatan perubahan populasi pada waktu tertentu (r). Misalnya suatu populasi dengan jumlah individu (N), rata-rata pertambahan (dN), terjadi dalam waktu tertentu (dt), maka pertumbuhannya = dN/dt. Karena di dalam dN/dt terdapat laju atau kecepatan pertumbuhan yang dimiliki oleh populasi tersebut dengan kode r = rate, maka dengan mengikat jumlah individu semula adalah N maka dapat dibuat persamaan dN/dt = r N dan r = (dN/dt)/N. Laju pertumbuhan populasi pada kondisi lingkungan yang ideal tergantung pada komposisi atau distribusi umur dan laju pertumbuhan spesifik atau yang terkait dengan reproduksi.

Observasi untuk studi ekologi populasi tentu akan lengkap dengan mengumpulkan data lingkungannya. Adapun yang merupakan lingkungan makhluk hidup (sumpil) tersebut terdiri dari komponen biotik dan abiotik. Kelangsungan hidup suatu populasi takkan pernah terlepas dari kedua komponen tersebut yakni komponen biotik yang hidup bersamaan di wilayah tempat tinggal sumpil dan komponen abiotik tempat tinggalnya. Data-data tentang komponen biotik dan abiotik yang dapat diperoleh antara lain :

a. Komponen Biotik

Komponen-komponen biotik adalah komponen-komponen yang terdiri dari makhluk hidup. Data komponen-komponen biotik yang mungkin diperoleh meliputi:

1. Jenis dan jumlah populasi lain yang hidup pada wilayah yang sama

2. Interaksi yang terjadi antara sumpil dan populasi lain yang hidup pada wilayah tersebut

b. Komponen-komponen Abiotik

Komponen-komponen abiotik adalah komponen-komponen tak hidup yang meliputi komponen fisik dan kimia. Data komponen-komponen abiotik yang memungkinkan akan diperoleh pada tempat hidup populasi sumpil tersebut meliputi :

1. Suhu (^oC)

2. Kecepatan arus (m/s)

3. Kedalaman (m)

4. Intensitas cahaya

5. Substrat dasar sungai

6. Derajat keasaman (pH)

Dari sekian banyak data yang ada di atas data yang merupakan pendukung maupun penghambat kehidupan populasi antara lain :

a. Interaksi yang terjadi antara sumpil dan populasi lain yang hidup pada wilayah tersebut. Contoh dari hal ini adalah adanya populasi bebek dalam ekosistem yang akan memakan populasi sumpil, sehinga mengakibatkan popilasi sumpil berkurang. Interaksi ini juga dapat dipengaruhi oleh manusia, yang mana manusia tersebut terkadang mengotori ekosistem dari populasi sumpil, sehingga ekosistem tercemar dan mengakibatkan berkurangnya populasi.

b. Sustrat Dasar Sungai

Sumpil lebih menyukai substrat dasar berupa pasir dan tanah lembut. Sehingga sumpil biasanya mendominasi bagian ekosistem sungai yang mempunyai substrat dasar pasir.

c. Kecepatan Arus

Bagian sungai yang mempunyai kecepatan arus kecil akan lebih banyak terdapat populasi sumpil diabandingkan dengan bagian sungai yang mempunyai kecepatan arus yang deras. Sehingga populasi sumpil lebih mendominasi bagian tepi sungai daripada bagian tengah sungai yang mempunyai kecepatan arus yang deras.

BAB III

KESIMPULAN

Ekologi populasi merupakan bagian dari ekologi yang memusatkan perhatiannya pada populasi sebagai obyek dan permasalahannya. Ekologi populasi terdiri atas komponen biotik dan abiotik, dimana antar komponen tersebut memiliki ketergantungan dan saling berpengaruh satu dengan yang lainnya. Ekosistem merupakan bagian dari ekologi populasi.