Mengatasi Variasi Lingkungan

Mengatasi Variasi Lingkungan

Catatan Kunci

Kondisi. Faktor-faktor variabel lingkungan dimana organisme tersebut merespons disebut kondisi. Contoh meliputi temperatur, keasaman dan salinitas. Kondisi ini tidak dapat dihapus – kondisi ini tidak digunakan atau dikonsumsi oleh orgnisme.

Sumber daya. Segala sesuatu dimana organisme menggunakan atau menghabiskannya disebut sebagai sumber daya. Nektar adalah sumber daya bagi lebah madu, dan cahaya adalah sumber daya bagi semua tumbuhan hijau.

Variasi lingkungan. Kebanyakan organisme harus mengatasi dengan perubahan lingkungn eksternal yang terus menerus terjadi sepanjang skala waktu. Beberapa faktor-faktor lingkungan yang berubah sepanjang detik atau menit (contoh intensitas matahari ketika terdapat celah di awan) atau yang lainnya yang berubah secara harian atau musiman atau sepanjang periode tertentu (Contoh siklus glasier).

Regulasi internal. Sel-sel biologis tidak dapat berfungsi dengan fluktuasi lingkungan yang kacau dan organisme kemudian mengambil langkah untuk membatasi variasi internalnya.

Homeostasis. Perawatan dari lingkungan internal yang relatif konstan oleh organisme di dalam variabel lingkungan eksternal disebut homeostasis. Semua organisme mengadopsi derajat kontrol homeostatik namun, sebagaimana aturannya, organisme yang lebih besar lebih terpisah dari lingkungan eksternalnya ketimbang organisme yang lebih kecil.

Negative feedback. Kebanyakan mekanisme homeostatik biologis berlangsung dalam jalan yang hampir serupa : jika tingkatan internal faktor saat ini (mis. temperatur atau osmolaritas) adalah terlalu tinggi, mekanisme akan menurunkannya; jika tingkatannya terlalu rendah mekanisme akan meningkatkannya. Proses ini,yang merespons berkebalikan dari sinyalnya, dikenal sebagai negative feedback.

Toleransi. Organisme dapat mengatasi variasi lingkungan eksternalnya (walaupun spesies yang berbeda dapat berbeda pula secara signifikan). Ekstrim atas dan bawah dari kondisi lingkungan dimana anggota dari spesies dapat bertahan hidup adalah toleransi batasan spesies. Biasanya, pertumbuhan akan tidak terjadi pada kondisi ekstrim tetapi pada jarak dari kondisi ekstrim atas dan bawah. Kebugaran akan dapat optimal hanya jarak optimal yang sempit pula.

Bahasan

Kondisi
Kecuali bagi hanya sedikit organisme yang hidup pada lingkungan yang konstan ekstrim (mis. laut dalam), organisme terekspos terhadap faktor-faktor variabel lingkungan yang memiliki dampak langsung terhadap fisiologis dan perilaku. Hal yang paling nyata dan umum dari bahasan ini adalah variasi temperatur, walupun keasaman, salinitas, osmolaritas dan radiasi juga penting bagi sejumlah organisme, begitu pula disturbansi yang disebabkan, sebagai contoh, jatuhan air hujan atau cipratan air sungai. Kondisi tidak digunakan atau dikonsumsi oleh organisme dan karena ini tidak dapat dihabiskan, hal ini berlawanan dengan sumber daya.

Sumber daya
Sumber daya adalah segala sesuatu dimana organisme menghabiskannya. Tidak hanya makanan, tetapi juga cahaya dan nutrien anorganik (bagi tumbuhan) dan, yang penting, ruang (mis. sarang burung great tits, ketika telah digunakan, tidak dapat digunakan lagi oleh burung great tits lainnya). Sumber daya yang sangat penting lainnya adalah radiasi sinar matahari, yang mana sumber energy satu-satunya bagi tumbuhan hijau.
Perlu dicatat bahwa dikotomi antara kondisi dan sumber daya hanya terjadi pada organisme tertentu. konsekuensinya, radiasi sinar matahari adalah kondisi bagi serangga dan menjadi sumber daya bagi tumbuhan. Lebih lanjut, terkadang faktor yang sama dapat menjadi sumber daya dan kondisi. Sebagai contoh, tumbuhan dapat menggunakan air sebagai sumber daya, tetapi hujan deras, yang dapat mematahkan tumbuhan atau menyapu mereka, mewakili sebagai kondisi.

Variasi lingkungan
Kondisi lingkungan berubah secara konstan. Rotasi diurnal bumi dan rotasi tahunan bumi mengelilingi matahari merubah temperatur dan radiasi dan hal-hal ini, bersamaan dengan gerakan sentrifugal planet serta konveksi arus, menyebabkan perubahan klimatik pada skala waktu dari detik ke tahun. Siklus glasiasi (gletser) terjadi sepanjang skala watu yang sangat panjang; zaman pleistosin yang dimulai 1,7 juta tahun yang lalu telah mengalami 18 glasiasi, yang tiap kejadiannya berlangsung sekitar 90.000 tahun dan dipisahkan oleh periode interglasial hangat (seperti yang terjadi sekarang) sepanjang sekitar 10.000 tahun.
Kondisi dapat juga digantikan oleh dampak dari organisme lain. Sebagai contoh, ketiadaan oksigen dalam tanah, maka bakteri heterotrofik akan mereduksi pH tanah (meningkatkan keasaman tanah).

Regulasi internal
Proses biologis pada tingkatan selular lebih sensitif terhadap kondisi lingkungan dan hanya dapat beroperasi diantara jarak yang relatif sempit dari temperatur. pH dan osmolaritas. Sebagai contoh, tubuh manusia harus menjaga temperature internalnya mendekati 370C. Deviasi dari hanya sedikit diatas atau dibawah suhu tersebut akan mengakibatkan kondisi yang fatal. Perawatan dari lingkungan internal yang konstan (homeostasis) membutuhkan monitoring dan pertukaran energi dan material dengan lingkungan eksternal.

Homeostasis
Untuk menjaga lingkungan internal yang relatif konstan pada kondisi lingkungan eksternal yang sangat bervariasi membutuhkan homeostasis. Bahkan organisme yang paling sederhana sekalipun memiliki langkah untuk membatasi variasi internal; sebagai contoh, bakteri dapat meregulasi konsentrasi ion di dalam tubuhnya. Organisme yang lebih besar, karena mereka memiliki area permukaan yang lebih rendah dibandingkan dengan rasio volume, maka lebih terpisahkan dari lingkungannya. Sebagaimana mereka memiliki homeostatis yang lebih maju ketimbang prokariota sederhana, mereka dapat menjaga keseimbangan homeostasis di dalam kondisi yang lebih lebar. Regulasi homeostasis dapat terjadi oleh mekanisme fisologis (sebagaimana contoh yang akan dijelaskan selanjutnya) atau strategi perilaku – sebagai contoh, kadal berjemur sinar matahari pada pagi hari untuk meningkatkan suhu tubuh mereka

Negative feedback
Kebanyakan mekanisme homeostasis bergantung terhadap proses Negative feedback. Segala mekanisme homeostasis memiliki tiga komponen dasar : reseptor, pusat kontrol dan efektor. Resptor mendeteksi perubahan di dalam kondisi kunci internal, sebagai contoh osmolaritas darah dari mamalia. Pusat control memproses informasi ini dan membandingkannya pada poin yang telah ditetapkan atau nilai optimal. JIka variabel ini tidak bertoleransi dekat dengan poin yang telah ditetapkan, maka pusat control akan memberikan respons langsung kepada efektor. Sebagai contoh, hipotalamus bertindak sebagai reseptor dan pusat kontrol bagi monitoring osmolaritas darah. Jika osmolaritas darah terlalu tinggi (darah terlalu pekat konsentrasinya), hipotalamus akan mengeluarkan repons haus, dimana jika telah terpenuhi, akan menyebabkan osmolaritas darah akan turun. Di sisi lain, jika osmolaritas darah terlalu rendah ( darah terlalu encer), maka respons untuk mengurangi air akan diarahkan pada ginjal, yang akan menyebabkan osmolaritas darah naik lagi.

Toleransi
Organisme yang telah berdaptasi dengan lingkungannya dapat mengatasi variasi disekitar wilayah optimal kondisi lingkungannya. Beberapa spesies lebih mampu beradaptasi ketimbang yang lainnya di dalam kebutuhannya. Sebagai contoh, sticky catchfly (Silene viscosa) dapat bergerminasi sepanjang pada suhu 230C, sementara kerabat dekatnya raggeed robin (Lychnis flos-cuculi) hanya bergerminasi pada suhu 130C
Derajat variasi lingkungan dimana suatu spesies dapat mengatasinya adalah jarak toleransi spesies. Organisme akan mempertunjukkan yang terbaik di dalam kondisi lingkungan yang terbaik dan akan berkeinginan untuk bereproduksi hanya pada kondisi mendekati tersebut. Sebagaiman kondisi berdeviasi lebih jauh dari kondisi optimalnya, individu akan menjadi stres untuk dapat bereproduksi, walaupun pertumbuhan dapat terjadi. Ketika kondisi mendekati batas ekstrim atas dan bawah dari kondisi lingkungan dimana suatu individu dapat bertahan (batas toleransi spesies), pertumbuhan tidak dapat terjadi.

Citation :

Mckenzie, Aulay ; Ball, Andy s. ; Virdee, Sonia. 1998. Instant Notes in Ecology. Springer Verlag : New York.