Ekosistem

1. PENGENALAN

Ekologi merujuk kepada kajian saling hubungan antara organisma dengan persekitaran dan juga saling hubungan di kalangan kumpulan organisma itu sendiri. Perkataan ekologi ini diambil daripada perkataan Greek oikos yang bermaksud rumah atau habitat. Istilah ini mula-mula diperkenalkan oleh seorang ahli ekologi, Ernst Haeckel pada tahun 1869. Kini, istilah ini diguna secara meluas.

Organisma hidup iaitu tumbuhan dan haiwan tidak wujud secara terasing, sama ada secara individu mahupun sebagai satu kumpulan. Semua organisma saling bertindak antara satu dengan yang lain sama ada di kalangan spesis yang sama ataupun di kalangan spesis yang berlainan. Saling bertindak ini termasuklah persaingan, pemangsaan dan hubungan parasit-perumah. Selain saling berhubungan antara organisma hidup dengan organisma hidup yang lain, biota ini juga turut saling bertindak dengan persekitaran fizikal dan kimia di sekeliling organisma-organisma ini.

Semasa proses saling bertindak ini, kehadiran sesuatu organisma akan mempengaruhi organisma-organisma lain. Persekitaran tempat organisma ini hidup turut mengalami perubahan hasil daripada kewujudan biota ini. Sebaliknya, faktor-faktor persekitaran memainkan peranan penting dalam mempengaruhi tingkah laku dan kewujudan organisma-organisma ini. Sebagai contoh, kandungan nutrien di persekitaran akuatik menentukan kelimpahan sesuatu spesis fitoplakton. Perkembangan spesis ini yang pesat akan mengubah kualiti air dan seterusnya menjadikan persekitaran tidak lagi sesuai untuk spesis tersebut. Maka, kita akan lihat perubahan komposisi fitoplakton secara bermusim.

Berbagai-bagai jenis organisma dan parameter persekitaran boleh diatur kepada beberapa aras. Dalam organisasi ini, aras asas diwakili oleh spesis. Spesis merupakan kumpulan semulajadi yang boleh atau berpotensi untuk saling membiak antara satu dengan lain untuk menghasilkan zuriat yang subur tetapi tidak boleh saling membiak dengan spesis-spesis yang lain. Kesemua individu daripada sesuatu spesis dalam sesuatu kawasan membentuk populasi. Beberapa populasi spesis yang wujud di sesuatu di kawasan pula membentuk komuniti. Beberapa komuniti bersama-sama dengan persekitaran fizikal dan kimia membentuk ekosistem.

Bergantung kepada bilangan komuniti dan dimensi persekitaran yang terlibat, ekosistem boleh dilihat dari beberapa sudut. Dari sudut luas, dunia ini sendiri boleh dianggap sebagai satu ekosistem tersendiri yang terdiri daripada berbagai-bagai komuniti daratan, komuniti air tawar dan komuniti marin. Pada sudut yang lebih sempit, lopak air di tepi jalan atau sebuah kolam air kecil boleh dianggap sebagai satu ekosistem.

Secara sejagat, kita boleh juga melihat dunia ini terpisah kepada dua jenis ekosistem yang besar iaitu ekosistem daratan dan ekosistem akuatik kerana kedua-dua sistem mempunyai komponen biotic DNA abiotik yang saling bertindak.

Komponen Ekosistem

Ekosistem terdiri daripada dua komponen yang penting iaitu komponen biosis dan komponen abiosis. Komponen biosis termasuk segala benda hidup dalam persekitaran yakni haiwan dan tumbuhan. Manakala komponen abiosis termasuk segala benda bukan hidup dalam persekitaran seperti pH tanah atau air, suhu, keamatan cahaya, kelembapan, topografi dan iklim mikro.

Komponen Biosis

Komponen biosis terdiri daripada haiwan dan tumbuhan. Tumbuhan hijau merupakan satu-satunya komponen biosis yang mampu membuat makanan sendiri melalui proses fotosintesis. Oleh itu, tumbuhan hijau digelar penghasil atau pengeluar ataupun aututrof.

Tumbuhan hijau dimakan oleh haiwan herbivor (pengguna primer). Pengguna primer ini kemudian dimakan oleh haiwan karnivor (pengguna sekunder) atau mati dan diurai oleh organisma pengurai. Kemungkinan di dalam sesuatu ekosistem, terdapat haiwan lain yang bertindak sebagai pengguna tertier atau pengguna kuaternar. Kesemua pengguna dan juga kebanyakan organisma pengurai digolongkan sebagai organisma heterotrof, iaitu organisma yang memakan bahan organik yang dihasilkan oleh organisma lain. Hubungan antara tumbuhan hijau, pengguna primer, pengguna sekunder, pengguna tertier, dan pengguna kuaternar boleh diwakili dalam bentuk rantai makanan.

Beberapa rantai makanan biasanya terjalin untuk membentuk satu jaringan makanan.

Setiap peringkat dalam rantai makanan mewakili satu aras trof. Aras trof merupakan kategori fungsi dan sangat penting dalam membincangkan pengaliran tenaga dan kitaran nutrien dalam ekosistem. Pada setiap aras trof, tenaga akan hilang melalui proses respirasi dan perkumuhan. Kehilangan tenaga ini bermakna bahawa semakin kurang tenaga yang boleh disalurkan ke aras trof seterusnya. Disebabkan tenaga hilang pada setiap aras trof, jarang-jarang terdapat lebih daripada lima aras trof dalam ekosistem akuatik mahupun ekosistem daratan.

Memandangkan organisma heterotrof tidak mampu membuat makanan sendiri, maka sesuatu ekosistem yang hanya mempunyai organisma heterotrof semata-mata sudah tentu tidak dapat dikekalkan selama-lamanya. Untuk sesuatu ekosistem swakekal, ia sekurang-kurangnya memerlukan nutrien, autotrof dan pengurai di samping mungkin mempunyai pengguana primer, pengguna sekunder dan pengguna peringkat yang lebih tinggi.

Secara ringkansya, bolehlah dikatakan bahawa organisma autotrof bertindak sebagai asas penentapan tenaga untuk keseluruhan ekosistem kerana tenaga yang tersimpan di dalam tumbuhan dipindahkan melalui beberapa organisma heterotrof sebelum dibebaskan ke persekitaran. Organisma autotrof juga merupakan asas pemekatan nutrien untuk ekosistem. Semasa pertumbuhan, tisu tumbuhan dibentuk daripada makronutrien dan mikronutrien yang diserap dari air, tanah dan udara di sekeliling. Nutrien ini dipekatkan, seterusnya dipindahkan di kalangan pengguna heterotrof (termasuk bakteria dan kulat yang menguraikan bahan organik). Tindakan penguraian oleh kulat dan bakteria ini seterusnya membantu membebaskan nutrien ini semula ke persekitaran dan membolehkan organisma autotrof menggunakan nutrien ini.

Seperti yang telah dikatakan, komponen biosis dalam sesebuah ekosistem tidak hidup secara bersendirian. Dua organisma mungkin berinteraksi, sama ada buat sementara waktu ataupun secara jangka panjang. Jenis interaksi yang membabitkab dua organisma khusus dan berlaku dalam jangka masa yang panjang dikenali sebagai simbiosis. Terdapat tiga jenis simbiosis, iaitu komensalisme, parasitisme dan mutualisme. Jenis interaksi yang tidak khusus daan tidak kekela termasuk saprofitisme, perhubungan mangsa dan pemangsa dan persaingan.

Komensalisme melibatkan dua organisma iaitu perumah dan epifit (tumbuhan) atau epizoit (haiwan). Epifit atau epizoit yang menumpang pada perumah tidak mendatangkan apa-apa keuntungan atau kerugian kepada perumah tetapi mendatangkan keuntungan kepada epifit atau epizoit sahaja. Epifit yang menumpang pada perumah bertujuan mendapatkan perlindungan, pengangkutan, mendapatkan cahaya matahari atau mendapatkan sisa makanan yang terkeluar  daripada mulut perumah. Dalam komensalisme, organisma yang mendapat keuntungan dinamakan komensal. Contohnya pokok duit-duit (komensal) dengan pokok meranti (perumah), ikan remora (komensal) dengan ikan jerung (perumah).

Parasitisme ialah sejenis simbiosis yang menguntungkan satu organisma tetapi merugikan organisma yang satu lagi. Organisma yang mendapat keuntungan disebut sebgai parasit dan yang menanggung kerugian disebut sebagai perumah. Parasit akan mendapatkan nutrien daripada perumah melalui organ penyerap yang tumbuh masuk ke dalam perumah. Umpamanya pokok pakma (parasit) dengan pokok cengal (perumah), cacing pita (parasit) dengan manusia (perumah) dan kutu (parasit) dengan anjing (perumah).

Mutualisme atau kesalingan ialah sejenis simbiosis yang menguntungkan kedua-dua pihak. Organisma-organisma yang terlibat saling bantu-membantu untuk mendapatkan keperluan yang diingini. Contohnya kulampair. Kulampair sebenarnya terdiri daripada dua organisma, iaitu kulat di luar dan alga di dalam. Dalam perhubungan ini, kulat berperanan menyerap air dan mengongsikannya dengan alga. Alga pula membina makanan dan memberikan sebahagian daripada makanan itu kepada kulat. Contoh yang lain termasuklah bakteria Rhizobium dalam akar pokok legum, umang-umang dengan buran.

Saprofitisme merupakan satu hubungan antara satu organisma hidup memperoleh makanan daripada satu organisma mati. Organisma hidup itu dikenali sebagai saprofit. Bakteria pengurai dan kulat pengurai seperti kulapuk, cendawan ialah contoh saprofit yang merembeskan enzim untuk mencernakan organisma mati lalu menyerap hasil pencernaan tersebut.

Pemangsa ialah haiwan yang memburu haiwan lain untuk dijadikan makanannya. Haiwan yang diburu disebut pemangsa. Pemangsa biasanya mempunyai penglihatan yang tajam untuk mengesan kedudukan mangsa. Pemangsa juga biasa mempunyai kuku yang tajam dan melengkung untuk mencengkam mangsanya. Pemangsa jenis mamalia mempunyai gigi taring yang panjang dan meruncing untuk membunuh mangsanya manakala pemangsa jenis burung mempunyai parut yang yang tajam melengkung untuk tujuan yang sama. Haiwan mangsa pula biasanya mempunyai ciri-ciri yang boleh melindunginya daripada pemangsa seperti kebolehan menyamar, kebolehan menghasilkan racun, kebolehan lari dan kebolehan menyamai warna persekitarannya. Dalam alam semula jadi, populasi mangsa dan pemangsa saling mengawal satu sama lain dari segi kuantiti. Apabila populasi pemangsa bertambah, populasi mangsa akan berkurangan kerana dimakan oleh populasi pemangsa. Manakala populasi mangsa berkurang, sebilangan populasi pemangsa akan mati kerana tidak mempunyai makanan yang mencukupi. Bilangan mangsa akan bertambah semula sekiranya kuantiti pemangsa berkurang.

 

Dalam alam semula jadi, setiap organisma memerlukan keperluan asas tertentu untuk kemandiriannya. Tumbuhan memerlukan cahaya, air, garam mineral dan ruang hidup yang mencukupi. Haiwan pula memerlukan makanan, pasangan pembiakan dan ruang hidup. Apabila organisma membiak secara berlebihan di sesuatu kawasan dengan bekalan keperluan asas yang terhad, persaingan akan berlaku. Persaingan intraspesis berlaku antara organisma yang sama spesis. Misalnya, persaingan intraspesis berlaku antara tiga pokok kaktus yang sama jenis yang tumbuh dalam pasu yang sama. Persaingan interspesis berlaku antara organisma yang berlainan spesis. Misalnya, persaingan interspesis berlaku antara pelbagai jenis tumbuhan dalam hutan untuk memperoleh lebih banyak cahaya matahari, ruang hidup, air dan garam mineral.

Komponen Abiosis

Semua benda hidup dalam ekosistem berinteraksi dengan komponen abiosis di sekelilingnya seperti pH tanah atau air, suhu, keamatan cahaya, kelembapan, topografi dan iklim mikro. Dan komponen abiosis ini akan mempengaruhi aktiviti-aktiviti benda hidup.

Nilai pH mempengaruhi pertumbuhan dan taburan organisma akuatik dan tanah. Tanah boleh menjadi asid (pH<7), neutral (pH=7) atau beralkali (pH>7). Kebanyakan organisma menghuni di tanah yang neutral atau hampir neutral. Sesetengah tumbuh-tunbuhan suka akan tanah yang sedikit berasid atau sedikit beralkali. Misalnya tanah yang sedikit berasid sesuai untuk tanaman jagung, kacang soya, tomato, barli dan kentang. Manakala tanah yang sedikit beralkali sesuai untuk paku-pakis, pokok kelapa dan Casurina.

Suhu mempengaruhi produktiviti pengeluar (tumbuh-tumbuhan hijau) dan taburan organisma tanah sesuatu ekosistem. Semakin rendah suhu, proses hidup tumbuh-tumbuhan dan haiwan menjadi semakin perlahan manakala semakin tinggi suhu (sehingga ke satu had tertentu), kadar fotosintesis semakin meningkat dan terdapat lebih banyak makanan yang secara langsungnya dapat menampung lebih banyak pengguna. Ekosistem yang bersuhu lampau seperti di kutub dan gurun adalah kurang produktif. Hanya organisma yang mempunyai penyesuaian dapat menetap di dalam habitat sedemikian. Taburan haiwan poikiloterma (yang tidak berupaya mengawal suhu badannya) biasanya di ekosistem yang panas manakala taburan haiwan homoioterma (yang berupaya mengawal suhu badannya) adalah lebih meluas.

Cahaya adalah penting kerana dapat membekalkan tenaga yang diperlukan oleh tumbuh-tumbuhan hijau dalam proses fotosintesis. Kesemua haiwan lain bergantung kepada makanan yang dibuat oleh tumbuh-tumbuhan hijau. Keamatan cahaya mempengaruhi kadar fotosintesis. Oleh itu, taburan tumbuh-tumbuhan hijau adalah lebih tumpat di kawasan yang berkeamatan cahaya tinggi. Bagi ekosistem air, kebanyakan tumbuh-tumbuhan akuatik bertaburan di bahagian yang hampir dengan permukaan air kerana keamatan cahaya semakin berkurangan apabila bertambah kedalaman air. Cahaya juga penting dalam perlakuan haiwan. Banyak organisma seperti kutu dan haiwan tanah memperoleh keadaan optimum sama ada dengan bergerak kea rah cahaya atau menjauhi cahaya.

Kelembapan udara mempengaruhi kadar kehilangan air daripada haiwan dan tumbuh-tumbuhan (proses transpirasi). Kadarnya paling rendah apabila udara atmosfera adalah paling lembap. Dalam ekosistem seperti gua atau hutan yang terlindung, udara lebih lembap dan banyak haiwan dan tumbuh-tumbuhan dapat hidup di dalamnya. Bagi haiwan dan tumbuh-tumbuhan lain yang dapat mengawal kadar kehilangan air, taburannya lebih luas.

Topografi adalah huraian mengenai keadaan rupa bentuk muka bumi, tanah, sungai dan sebagainya. Ciri-ciri topografi seperti latitud, kecerunan tanah dan aspek (ke arah mana bentuk muka bumi menghadap) adalah faktor-faktor yang menentukan kuantiti sinaran suria yang sampai ke permukaan bumi, kelembapan relatif, suhu dan keamatan cahaya. Oleh itu, taburan organisma di sesuatu tempat akan berbeza-beza mengikut keadaan topografi.