Populasi

POPULASI

Catatan kunci

Populasi

Populasi adalah sekelompok organisme dari jenis yang sama menempati waktu dan tempat yang bersamaan. Batasan antara populasi dapat menjadi rancu. Populasi dapat dikategorikan ke dalam organisme Unitarian atau modular. Di dalam populasi Unitarian, tiap zigot berubah menjadi individu tunggal. Di dalam organisme modular, zigot berkembang menjadi unit konstruksi yang membentuk modul selanjutnya dan membentuk struktur bercabang. Struktur dapat berfragmen memproduksi banyak individu.

Ukuran populasi

Ukuran populasi seperti organisme unitarian, seperti mamalia, mudah untuk dikira dimana adalah jumlah individu pada area tertentu. Bagi organisme modular, seperti tumbuhan dank oral, situasinya menjadi kompleks. Pada keadaan ini jumlah bagian (ramets) atau jumlah tunas (modul) dapat memberikan indikasi yang berarti bagi kelimpahan dibandingkan jumlah individu yang berbeda.

Populasi

Populasi adalah sekelompok organisme dari jenis yang sama menempati waktu dan tempat yang bersamaan. Terkadang populasi secara jelas didefinisikan, seperti ikan-ikan mujair di sebuah kolam atau tikus-tikus di sebuah pulau. Lebih sering batasan populasi digambarkan oleh ekolog dan bergantung pada pertanyaan di dalam investigasi. Populasi dapat terdiri dari baik Unitarian atau organisme modular. Di dalam sebuah populasi organisme Unitarian, tiap individu diproduksi secara langsung dari zigot sehingga bentuk dan perkembangan dari tiap individu sangat dapat diprediksi. Mamalia, burung, amfibi, dan serangga adalah contoh organisme Unitarian. Berlawanan dengan hal ini, di dalam populasi yang terdiri dari organisme modular, zigotnya berkembang menjadi unit konstruksi atau disebut juga modul, yang kemudian memberikan kemunculan kepada modul selanjutnya untuk membentuk struktur bercabang. Bentuk dan waktu perkembangan tidak dapat diprediksi. Kebanyakan tanaman, spons, hydra dan koral adalah bentuk organisme modular.

Tumbuhan tingkat tinggi tumbuh dengan mengakumulasi modul-modul yang biasanya terdiri dari satu daun, tunas dan batang. Bunga merupakan tipe modul. Beberapa organisme modular seperti pohon dan kipas laut berkonsentrasi pada pertumbuhan vertical, sementara rerumputan rhizome dan spons menyebar secara lateral disepanjang substrat.

Hubungan antara bagian-bagian organisme modular dapat mati dan membusuk, meninggalkan individu yang terpisah tetapi identik secara genetik dan diturunkan dari zigot tunggal; hal ini dikenal sebagai ramets. Tanaman akuatik yang mengambang seperti duckweed secara gamblang terpisah menjadi ramets sepanjang tanaman ini tumbuh. Dalam beberapa kasus clone tunggal (atau genet) dapat bertambah di sepanjang area yang besar, seperti yang dicatat pada bracken fern (Pteridium aquilinum) di Finlandia dimana satu clone, terdiri dari ribuan ramets, menyelimuti hampir 14 hektar dan diperkirakan berusia 1,400 tahun.

Ukuran populasi

Mudah untuk mendefinisikan jumlah populasi ketika bentuknya organisme Unitarian – hal ini mudah dimana jumlah yang hadir pada area tertentu. Namun hal ini menjadi sukar bilamana organismenya berbentuk modular. Jika kita tertarik dalam jumlah individu evolusioner, maka kita harus mempertimbangkan jumlah clone. Namun ‘dampak ekologis sesegera mungkin’ dari sebuah populasi lebih baik dinilai oleh jumlah ramets-nya.

Citation :

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

Spesies Langka

Spesies langka
Beberapa spesies secara alamiah adalah langka dan mampu untuk berada di alam di dalam populasi yang kecil. Rabinow (1981) mengidentifikasi tujuh tipe kelangkaan berdasarkan tiga karakteristik :
1. Ukuran kisaran geografi (besar vs kecil)
2. Spesifitas habitat (lebar vs kecil)
3. Ukuran populasi local (tinggi vs rendah)
Klasifikasi ini memberikan delapan kemungkinan kombinasi dan menegaskan bahwa spesies tidak perlu memiliki populasi yang kecil, atau habitat spesifik yang amat sangat, untuk menjadi ‘langka’. Semua kombinasi memiliki 3 karakteristik, kecuali kombinasi besar-lebar-tinggi yang diilustrasikan oleh banyak spesies umum, menjelaskan tipe-tipe kelangkaan yang berbeda. Sebagai contoh New Guinea harpy eagle (Pandion haloaetusi) tersebar luas, tetapi memiliki kebutuhan habitat yang sempit karena elang ini memakan ikan secara eksklusif.

Hutan tropis adalah komunitas terestrial yang paling beranekaragam, berisikan sekitar 50% dari jumlah spesies di muka bumi, tetapi densitas populasi individu di hutan tropis cenderung sangat rendah. Pada pulau Barro Colorado di Amerika Tengah, 1/3 spesies pohon berada pada densitas yang kurang dari satu individu per hektar. Spesies langka ini memiliki preferensi habitat yang sangat spesifik, beberapa hanya berada di bukaan hutan pada waktu dan cahaya tertentu. Hutan tropis juga merupakan rumah bagi sejumlah besar spesies endemik – spesies asli yang ditemukan hanya ada di lokasi tersebut. Cagar alam Rio Palenque di Equador dengan area 0.8 Km2 memiliki 250 tumbuhan endemik. Kepulauan juga memiliki endemisme tingkat tinggi; Isolasi kepulauan dan rendahnya tingkat migrasi dan pertukaran genetic dengan populasi lainnya mengakibatkan biota unik untuk berevolusi.

Kelangkaan adalah konsep multifase dan tiap spesies dapat menunjukan derajat perbedaan pada tingkat global, regional dan lokal. Red backed shrike adalah burung yang langka di Inggris terletak pada tepian rentang ekologi dan dengan hanya sedikit pasangan kawin yang terletak di kawasan East Anglia, padahal spesies ini umum dan tersebar luas di Eropa.

Walaupun banyak spesies berstatus langka oleh keadaan ekologi mereka sendiri, banyak spesies lainnya yang langka berdasarkan hasil aktivitas manusia. Beberapa spesies lebih peka terhadap perubahan anthropogenic dan kelangkaan dari faktor lainnya. Spesies dengan kemampuan penyebaran yang buruk atau perilaku 'tidak berpindah' tampakanya akan rentan terhadap hilangnya habitat dan fragmentasi habitat. Banyak kupu-kupu, seperti marsh fritiality (Euphydras aurinia), dan serangga yang berasosiasi dengan pohon yang mati dan membusuk cocok dengan kategori ini, sebagai contoh, oleh drainase atau forest clearance.

Iklim mikro

Iklim Mikro

Catatan Kunci

Variasi lokal pada iklim. Peta global temperatur udara dan hujan sulit mengaburkan variasi di tingkat lokal. Namun, pada skala yang lebih kecil terdapat perbedaan signifikan pada variasi iklim mikro. Iklim mikro adalah iklim dimana tumbuhan dan hewan hidup.

Panas. Lokasi penyimpanan utama pada panas di dalam ekosistem temperata adalah di dalam tanah, dimana tanah bertindak sebagai rosot sepanjang siang dan sumber pada malam hari. Konduktivitas termal (ukuran standar dari aliran panas) dari tanah menentukan ukuran transfer panas. Perubahan temperatur yang tubuh rasakan sebagai hasil dari transfer panas akan bervariasi dengan kapasistas panas. Kapasitas panas dari substansi material adalah jumlah dari panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan 1 cm3 oleh 10C.

Profil temperatur. Profil temperatur berkembang di udara diatas tanah. Sepanjang malam, permukaan tanah dan tumbuhan mendingin secara cepat sehingga permukaannya menjadi lokasi terdingin di dalam profil. Maka, inversi temperatur berkembang di mana temperatur udara naik bersamaan dengan ketinggian. Sepanjang siang hari daerah di sekitar permukaan menjadi lokasi terhangat di dalam profil dan dibawah kondisi ini temperatur udara menurun bersamaan dengan ketinggian.

Kelembaban relatif. Kelembaban relatif adalah udara yang berisi uap air yang diekspresikan sebagai rasio terhadap kandungan air basah pada temperatur air tersebut. Uap air berasal dari penguapan permukaan tanah, air dan vegetasi. Variasi iklim mikro di dalam kelembaban relatif dapat lebih diketahui daripada hal-hal yang berhubungan dengan temperatur. Transport uap air biasanya meningkat sepanjang siang hari.

Iklim dan Radiasi Sinar Matahari

Iklim

Catatan kunci

Radiasi sinar matahari. Energi sinar matahari mengendalikan proses klimatik. Energi dari matahari menyinari bumi diamna gelombang berenergi tinggi diabsorsi dan di reemisi di dalam bentuk panas radian. Suhu udara menjadi hangat dan terus berkembang selama hal ini terjadi. Ekspansi ini membutuhkan energi dari udara, menghasilkan reduksi temperatur, proses yang dikenali sebagai pendinginan adiabatic.

Pola angin global. Sistem angin utama dari planet bumi menghasilkan pergerakan ke atas dari udara hangat di sekitar ekuator, yang digantikan oleh udara dingin yang berasal dari utara dan selatan, menciptakan pertukaran udara. Efek Coriolus (disebabkan oleh rotasi bumi) menangkis udara bergerak kea rah kanan dari bumi belahan selatan dan ke kiri dari bumi belahan selatan. Pertukaran udara bertemu dekat utara ekuator pada intertropical convergence zone(ITCZ). Pada 40⁰ utara dan barat daya, diatas atmosfir angin ‘jet stream’ terjadi. Gumpalan es di kutb meningkatkan refleksi permukaan (atau disebut ‘albedo’) yang mereduksi suhu panas udara, menghasilkan zona udara dingin.

Sirkulasi samudera. Samudera dunia dikendalikan oleh angin. Pertukaran udara menumbukkan air dengan benua, menyebabkan ketidakseimbangan ketinggian air laut. Sebagai contoh, di Amerika utara ketinggian air laut 1 atau 2 m lebih tinggi pada sisi atlantik ketimbang sisi pasifik. Perbedaan ini mengendalikan ombak samudera. Konsekuensinya, sebagai ilustrasi, air hangat bertumbukan pada laut karibia bergerak menuju utara sepanjang garis pantai amerika hingga kawasan teluk dan berubah secara tiba-tiba menuju utara eropa, dimana hal ini menyebabkan pengaruh penghangatan yang sangat kuat.

Hujan. Hujan turun ketika kelembaban udara dingin. Udara hangat dapat menahan lebih banyak air dibandingkan udara dingin, sehingga proses pendinginan menyebabkan butir-butir air berkondensasi dan jatuh sebagai hujan. Jika, sebagai contoh, udara melewati lautan dan menaiki pegunungan, udara akan menjadi dingin pada periode kecepatan adiabatik, dimana kecepatan itu adalah 6-10⁰C km^-1, bergantung pada kandungan air dan hujan akan terjadi. Setelah melewati pegunungan, udara akan turun dan hangat ketika udara terkompresi, berakibat kepada terjadinya shadow rain (daerah dengan sedikit hujan) pada sisi terlindung angin di pegunungan.

Badai. Kondisi statis pada samudera kawasan tropis dapat mengakibatkan badai. Pergerakan minimal dari udara sepanjang air hangat sepanjang periode hari-hari tertentu dapat diganggu oleh sekolom udara hangat yang naik secara tiba-tiba, mengakibatkan angin permukaan dihisap ke dalam kolom yang naik tersebut. Udara yang naik dibasahi dengan air dan ketika naik, udara berkembang dan mendingin. Uap air berubah menjadi butiran yang melepaskan kondensasi panasnya dan menyediakan energi kepada proses selanjutnya, yang dapat berkembang menjadi badai.

Niche (Relung)

Niche (Relung)

Catatan kunci

Niche (relung). Relung ekologi dari suatu organisme adalah posisi yang diisinya pada lingkungan, termasuk kondisi dimana organisme itu ditemukan, sumber daya yang digunakan dan waktu kejadiannya.

Habitat. Habitat organisme adalah lingkungan fisik dimana organisme ditemukan. Sebagai contoh hutan temperata berdaun lebar, hutan hujan tropis, dll. Tiap habitat menyediakan sejumlah relung.

Ruang relung multidimensional. Tiap kondisi atau sumber daya yang mendefinisikan relung dari suatu organisme berkontribusi satu dimensi bagi ruang dimana organisme itu akan berada. Mempertimbangkan semua dimensi secara bersama-sama mendefinisikan secara penuh relung milik organisme dan hal ini disebut ruang relung multidimensional atau ‘n-dimensional hipervolume’

Relung fundamental. Ruang relung suatu organisme dapat mengisi ketiadaan kompetisi atai predasi yang disebut sebagai relung fundamental.

Relung sesungguhnya. Ruang relung yang dimiliki oleh suatu organisme ketika kompetisi dan predasi terjadi adalah relung sesungguhnya, dimana selalu ada sub-set dari relung fundamental.

Bahasan

Niche

Organisme dari suatu spesies dapat menjaga viabilitas* populasi hanya dalam kondisi tertentu dan hanya akan menggunakan sumber daya tertentu saja. Organisme-organisme ini pun hanya ada pada lingkungan dan waktu yang tertentu pula (mis. kelelawar insektivora adalah hewan nocturnal*, ketika sedikit burung insektivora mencari makan). Tumpang tindih dari faktor-faktor ini dapat disebut sebagai relung (niche), dengan kata lain relung adalah dimana posisi yang diisi dari organisme di dalam lingkungannya. Organisme dapat merubah relung sepanjang masa hidupnya, sebagai contoh kodok Bufo bufo menempati lingkungan akuatik (dan memakan alga dan materi detritus) ketika bermetamorfosis menjadi dewasa kodok menjadi hewan terrestrial (dan menjadi insektivora).

Habitat

Berbeda dengan relung organisme, habitat adalah lingkungan fisik diamana organisme ditemukan. Habitat biasanya berisikan banyak relung dan menyokong banyak kehidupan spesies yang berbeda-beda. Oleh karena itu, hutan temperata berdaun lebar menyediakan beragam relung bagi sejumlah burung (mis. nuthatches, great tits, woodcocks), mamalia (mis. tikus kayu, rubah dan celurut), serangga (mis. Kupu-kupu, ngengat, kumbang, laba-laba, kutu daun) dan tumbuhan (mis. wood anemones, bluebells, lumut dan lichens).

Ruang relung multidimensional

Tiap kondisi yang mempengaruhi organisme atau sumber daya yang digunakan dapat dimasukkan ke dalam sebuag axis tunggal atau dimensi, dimana dimensi dapat dijelaskan sebagai rentang dimana organisme akan berada. Dengan mempertimbangkan sejumlah dimensi pada waktu yang sama, gambaran yang jelas dari relung suatu organisme dapat terlihat. Sebagai contoh, rentang temperatur dimana burung chaffinch bertoleransi akan bertumpang tindih dengan banyak spesies lainnya. Bagaimanapun juga, jika kita mempertimbangkan ukuran mangsa dan ketinggian tempat mencari makan sebagai dimensi selanjutnya, kita dapat membedakan relung burung chaffinch dari spesies yang lainnya (gambar 1). Pada gambar 2, relung burung American warbler dan the blue-gray catcher, ditunjukkan dalam dua dimensi. Secara teori memungkinkan (walau sulit untuk mengukur atau merepresentasikannya dalam sebuah halaman) untuk menambah setiap dimensi sumber daya atau kondisi yang mempengaruhi organisme, menghasilkan relung ekologi yang tergambarkan secara jelas – sebuah ‘n-dimensional hipervolume’ (dimana n adalah jumlah axis). Teori sederhana menyarankan bahwa relung yang tergambar dengan jelas ini adalah ‘unik’ bagi tiap spesies (atau bahkan dalam satu tingkat hidup dari spesies tersebut), walaupun penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kecenderungan ini tidak terjadi pada lingkungan yang dinamis atau terbatas (patchy). Kelemahan praktis dari teori n-dimensional hipervolume adalah bahwa tidak mungkin untuk memastikan bahwa semua dimensi telah dimasukkan, tetapi, bagaimanapun juga, teori ini adalah konsep yang sangat berguna.

Relung fundamental.

Ruang relung dimana sebuah spesies dapat menempati dipengaruhi oleh derajat kompetisi dan predasi yang berdampak padanya. Umumnya, dalam ketiadaan faktor stres ini, sebuah spesies dapat berkembang baik di rentang tingkatan sumber daya dan kondisi. Relung potensial ini disebut relung fundamental.

Relung sesungguhnya.

Normalnya, sebuah spesies terekspos kepada competitor dan predator dan karena hal ini spesies terbatasi pada ruang relung yang lebih terbatas, hal ini dikenal sebagai relung sesungguhnya. Dampak kompetisi pada relung fundamental digambarkan oleh eksperimen klasik pada dua spesies Galium spp. oleh seorang ekolog tumbuhan, Tansley. Galium saxatile ditemukan pada tanah yang asam, sementara G. pumilium ditemukan pada tanah yang mengandung kalsium karbonat. Ketika tumbuh sendiri-sendiri, kedua spesies berkembang baik pada kedua jenis tanah tersebut. Namun, ketika kedua jenis ini ditanam bersama-sama, G.pumilum hilang dari tanah yang mengandung asam, sementara G. saxatile hilang dari tanah yang mengandung kalsium karbonat. Jelasnya, kompetisi mempengaruhi relung yang terobservasi. Eksperimen dengan ikan gupi (Poecilia reticulata) dan ikan sticklebacks (Gasterosteus aculeatus) menunjukkan bahwa keberadaan predator memaksa ikan untuk makan pada daerah yang terlindungi dimana resiko predasi lebih rendah. Dalam contoh yang lainnya, pola waktu makan dari tiga spesies kelelawar Amerika menunjukkan bahwa relung temporal sesungguhnya dari ketiga hewan ini dibentuk dari interaksi intraspesifik.

Perlu mendapat catatan bahwa organisme mutualis juga mempengaruhi relung sesungguhnya dari suatu organisme, tetapi berlawanan dengan predator dan competitor, kehadiran organisme mutualis akan mengakibatkan perkembangan relung sesungguhnya ketimbang mengecilkannya. Dalam kasus yang lebih ekstrem dari mutualisme obligat, seperti antara banyak spesies anggrek dan dengan jamur mikroriza sang mutualis akar, relung dari sebuag spesies akan tidak ada – karena anggrek tanpa mikroriza akan tidak dapat tumbuh.

*Viabel : dapat berkembang secara normal

*Nokturnal : Aktif di malam hari

Citation :

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

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.

Adaptasi

Adaptasi

Catatan Kunci

Fitness (kebugaran) adalah ukuran kemampuan suatu individu untuk menghasilkan keturunan yang viable dan berkontribusi dalam kelestarian generasi selanjutnya. Individu bervariasi dalam kondisi kebugarannya dan variasi ini disebabkan oleh sebagian perbedaan genetik diantara individu dan sebagian oleh pengaruh lingkungan.

Seleksi alam. Individu di dalam jenis tertentu yang memiliki tingkat kebugaran tertinggi akan berkontribusi disproporsi terhadap generasi selanjutnya. Jika perbedaan kebugaran disebabkan komponen genetik, maka perubahan genetik dari generasi selanjutnya akan digantikan. Proses ini disebut sebagai seleksi alam atau survival dari yang terbaik

Adaptasi. Segala pewarisan sifat yang dimiliki oleh organism yang membantu proses survival atau reproduksi adalah adaptasi. Sifat seperti ini dapat berupa psikologi, morfologi atau perilaku. Adaptasi adalah hasil dari seleksi alam.

Genotip dan fenotip. Genotip adalah komposisi genetic dari individu. Fenotip adalah organism individu, produk dari interaksi antara genotip dan lingkungannya. Kemampuan fenotip untuk berubah terhadap pengaruh lingkungan pada genotipnya disebut sebagai phenotypic plasticity.

Bahasan

Kebugaran

Kebugaran dari suatu individu akan tinggi jika individu tersebut membesarkan banyak keturunan dimana dirinya sendiri berhasil secara reproduktif. Kebugaran akan tidak membutuhkan dengan cara memaksimalkan produksi keturunan – lebih baik untuk memproduksi sedikit saja, keturunan yang lebih besar akan memiliki ketahanan hidup lebih baik. Suatu individu akan memiliki kebugaran lebih tinggi bergantung dengan kepemilikan gen-gen yang memberikan keuntungan. Sebagai contoh hal ini terjadi pada resistensi pestisida. Pada lalat domba Australia, Lucilia cuprina, ketahanan terhadap insektisida malathion organofosfat ditemukan karena terdapat gen Rmal. Lalat homozigot bagi gen ini bertoleransi terhadap malathion tingkat tinggi, yang akan membunuh lalat yang tidak memiliki gen ini. Jelasnya, jika malathion digunakan sebagai agen pengontrol, kita dapat mengantisipasi gen Rmal untuk meningkatkan frekuensi dalam generasi berikutnya.

Kontribusi suatu individu bagi generasi selanjutnya juga akan dipengaruhi oleh faktor-faktor non genetik. Perbedaan lingkungan diantara tiap individu (seperti kualitas makanan bagi binatang selama masa perkembangan) akan mempengaruhi kebugaran. Bagaimanapun juga, jika perbedaan-perbedaan tidak diturunkan kepada keturunan mereka, maka tidak ada adaptasi yang akan dihasilkan. Evolusi hanya dapat terjadi ketika perbedaan-perbedaan di turunkan.

Seleksi alam

Individu-individu diantara populasi yang bertahan hidup dan bereproduksi secara berhasil (misalnya mereka yang memiliki kebugaran tertinggi) akan berkontribusi lebih banyak keturunan bagi generasi selanjutnya dibandingkan dengan individu degan kebugaran yang rendah. Jika perbedaan kebugaran memiliki komponen genetik, maka gen-gen yang paling cocok pada individu akan menjadi yang umum, sementara gen-gen yang paling sedikit cocok pada individu akan menjadi jarang. Hasilnya, perbedaan kebugaran diantara individu menghasilkan perubahan genetik di dalam populasi. Populasi dari lalat Drosophila melanogaster sering ditemukan dengan asosiasi produksi wine, dimana lalat ini terekspos pada etanol tingkat tinggi. Beberapa populasi telah meningkatkan kemampuan detoksifikasi etanol, sebagaimana seleksi alam telah membawa kepemilikan aktivitas enzim alkohol dehidrogenase ke tingkat yang lebih tinggi.

Adaptasi

Segala karakteristik yang diwariskan (salah satu yang mampu ditransmisikan kepada generasi berikutnya), baik itu perilaku, morfologi atau fisiologi, yang membantu ketahanan hidup atau reproduksi dalam lingkungan tertentu adalah adapatasi bagi lingkungan itu. Adpatasi adalah hasil dari seleksi alam yang terjadi pada perbedaan warisan di dalam kebugaran. Dapat diberi catatan bahwa karakteristik yang tidak dapat diturunkan, seperti umur dari suatu individu, dapat mempengaruhi pengaruh ketahanan hidup dan reproduksi, tetapi fenomena ini tidak memiliki pengaruh terhadap evolusi.

Ikan yang terdapat di Amerika Utara, desert sucker (Catostomus clarki), enzim esterase terdapat dalam dua bentuk yang membedakan dalam temperature optimal mereka. Populasi utara memiliki alel yang mengkode enzim temperatur rendah, sementara populasi selatan memiliki alel yang mengkode dominasi enzim temperatur tinggi. Pada ngengat biston, Biston betularia, terdapat perbedaan genetik warna dasar. Individu pucat mendominasi daerah bebas polusi di Inggris dimana mereka berkamuflase dari predator avian diantara pohon yang tertutupi lichens, sementara individu melanik (warna gelap) menempati daerah polusi dimana tidak terdapat lichens dan ranting pohon yang menjadi gelap karena jelaga.

Genotip dan fenotip

Genotip adalah komposisi genetik dari suatu individu. Pada spesies yang dihasilkan dari persilangan, biasanya kebanyakan individunya memiliki genotip yang berbeda-beda. Fenotip adalah organisme individu, produk dari interaksi antara genotipnya dan lingkungannya. Di dalam spesies aseksual (seperti aphid (kutu daun)), kelompok individu dapat membagi genotip, tetapi karena pengaruh perbedaan lingkungan, menghasilkan fenotip yang berbeda. Sebagai contoh, jika kualitas tumbuhan buruk, aphid yang tidak memiliki sayap akan menghasilkan keturunan bersayap, dengan genotip yang sama dengan ibunya.

Kemampuan fenotip untuk bervariasi dalam pengaruh lingkungan pada genotipnya dikenal sebagai plastisitas fenotip. Contoh lain adalah mencoklatnya kulit manusia, tumbuhan berbentuk angin, perbedaan perilaku pada belalang (soliter atau migrasi) yang dipengaruhi oleh temperatur dan kelembapan.

Citation :

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