Hubungan Antara Populasi Makhluk Hidup dengan Kebutuhan Hidupnya


a.   Populasi Makhluk Hidup

1) Karakteristik Populasi

Sebuah populasi merupakan sebuah entitas yang lebih abstrak dibandingkan dengan suatu organisme atau suatu sel, namun populasi memiliki suatu kumpulan karakteristik yang hanya berlaku bagi tingkat organisasi biologis tersebut. Kita dapat membayangkan sebuah populasi sebagai individu-individu yang terdiri dari spesies  tunggal  secara  bersama-sama menempati luas  wilayah  yang  sama; individu-individu tersebut mengandalkan sumber daya yang sama, dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang sama, dan memiliki keumngkinan yang tinggi untuk berinteraksi satu sama lain. Karakteristik suatu populasi dibentuk oleh interaksi- interaksi antara individu dengan lingkungannya baik dalam skala waktu ekologis maupun evolusioner, dan seleksi alam dapat mengubah semua karakteristik ini.

2) Dua Karakteristik Penting Populasi

Pada saat tertentu, setiap populasi memiliki batas geografis dan ukuran populasi. Batas suatu populasi bisa merupakan batas-batas alamiah, seperti sebuah pulau spesifik di Lake Superior, di mana laut-laut burung bersarang, atau batas tersebut bisa disebut manasuka (arbitrary) oleh peneliti, seperti pohon ek di wilayah spesifik di Minnesota. Terlepas dari perbedaan-perbedaan seperti itu, dua karakteristik penting setiap populasi adalah kepadatannya dan penyebarannya. Kepadatan (density) populasi adalah jumlah individu per satuan luas atau volume (misalnya jumlah pohon pinus per km2 di wilayah Lembang, Bandung). Penyebaran (dipersion) adalah pola jarak antara individu di dalam batas geografis populasi.

3)  Pengukuran Kepadatan

Pada kasus luar biasa kita mungkin bisa menentukan ukuran dan kepadatan populasi dengan menghitung langsung seluruh individu yang ada di dalam suatu batas suatu populasi. Misalnya, kita dapat mengitung jumlah bintang laut dalam suatu kolam yang pasang. Kelompok mamalia besar seperti kerbau atau gajah, kadang-kadang dapat dihitung secara tepat dari pesawat udara. Akan tetapi, pada sebagian besar kasus, tidak praktis atau bahkan tidak mungkin untuk menghitung semua individu yang berada dalam suatu populasi. 

Malahan, para ahli ekologi, seringkali menggunakan berbagaia macam teknik pengambilan contoh atau sampel untuk menaksir kepadatan dan ukuran total populasi. Sebagai contoh, para ahli bisa menaksir jumlah alligator di Florida Everglade, dengan cara menghitung suatu individu yang terdapat dalam beberapa bidang tanah (plot) yang mewakili, dengan ukuran yang sesuai. Taksiran seperti itu lebih tepat jika menggunakan sampel bidang tanah yang lebih banyak dan lebih besar, dan saat habitat homogen.

Tapi beberapa kasus, ukuran populasi ditaksir bukan dengan menghitung organismenya akan tetapi dengan menggunakan indikator tidak langsung, seperti jumlah sarang atau lubang, atau tanda-tanda seperti kotoran atau jejak titik. Teknik pengambilan sampel lainnya yang umum digunakan untuk menaksir populasi binatang liar adalah metode penandaan dan penangkapan kembali(mark- recapture method).

4)  Pola Penyebaran

Di dalam suatu wilayah geografis populasi, kepadatan lokal bisa bervariasi secara mendasar karena lingkungan membentuk patch-patch(tidak semua daerah menjadi habitat yang sama baiknya) dan karena individu-individu memperlihatkan pola jarak dalam hubungannya dengan anggota-anggota lain populasi tersebut. Patch adalah sebidang tanah kecil yang berbeda dari yang lain terutama karena ditumbuhi jenis tumbuhan yang berbeda.

Pola penyebaran yang paling umum adalah pembentukan rumpun(clump), dengan individu-individu berkelompok di  dalam  patch-patch. Tumbuhan bisa  menjadi terumpun pada tempat-tempat tertentu di mana kondisi tanah dan faktor-faktor lingkungan lain mendukung untuk perkecambahan dan pertumbuhan. Sebagai contoh, cedar merah timur seringkali ditemukan terumpun di atas permukaan batu kapur, di mana keadaan tanah kurang asam dibandingkan dengan daerah di dekatnya. Hewan-hewan seringkali menghabiskan sebagian besar waktunya dalam suatu lingkungan mikro tertentu yang memenuhi kebutuhan mereka. 

Sebagai contoh, banyak serangga dan salamander hutan terumpun di bawah kayu, dimana kelembapan tetap tinggi. Hewan herbivor spesies tertentu cenderung menjadi sangat berlimpah di tempat dimana banyak tumbuhan yang merupakan makanannya. Merumpunnya hewan bisa juga dihubungkan dengan perkawinan atau  perilaku  sosial  lainnya.  Sebagai  contoh,    mayfly  seringkali bergerombol dalam jumlah yang sangat besar, suatu perilaku yang meningkatkan peluang kawin bagi serangga tersebut, yang hanya mempunyai waktu sehari atau dua hari sebagai hewan dewasa yang reproduktif. Mungkin juga ada “keselamatan dalam kelompok besar”; ikan yang berenang dalam kelompok besar, misalnya, seringkali lebih kecil peluangnya untuk dimakan oleh pemangsa dibandingkan dengan ikan yang berenang sendirian atau dalam kelompok kecil.

Konsep ekologi tentang alur (grain) berhubungan dengan variasi spasial, atau terbentuknya patch-patch pada lingkungan di sekitar individu organisme. Suatu lingkungan beralur kasar (coarse-grained environment) adalah lingkungan di mana patch-patch yang ada sedemikian besarnya (relatif terhadap ukuran dan aktivitas organisme), sehingga suatu individu organisme dapat membedakan dan memilih patch yang diinginkannya di antara patch-patch yang ada tersebut. Suatu hamparan bunga liar dianggap beralur kasar bagi serangga herbivora kecil, karena hanya tumbuhan tertentu yang cocok sebagai sumber makanannya; serangga tersebut bisa menghabiskan keseluruhan masa kehidupan larvanya pada satu tumbuhan, setelah memilih tumbuhan tersebut dari tumbuhan lain.

Suatu lingkungan beralur halus (fine-grained environment) adalah lingkungan di mana patch-patch yang ada relatif kecil terhadap ukuran dan aktivitas suatu organisme, dan organisme tersebut bahkan tidak bisa berperilaku seolah-olah patch-patch itu ada. Bagi mamalia herbivora besar, seperti kuda, semua tumbuhan dalam suatu lapangan adalah kurang lebih sama. Jika kuda tersebut memakan kurang lebih dengan tidak memilih-milih, lapangan itu akan menjadi suatu lingkungan yang beralur halus. Tentunya, suatu lapangan besar dimana semanggi hijau tumbuh subur pada satu sisi dan tumbuhan berduri pada sisi yang lain menggambarkan suatu lingkungan yang beralur kasar bagi kuda, karena hewan tersebut bisa memilih sisi lapangan yang disukainya.

Variasi temporal (menurut waktu) dalam suatu lingkungan dapat juga beralur kasar atau beralur halus, tergantung pada periode (lama waktu) variasi itu, dalam hubungannya dengan rentang hidup organisme. Suatu sentakan dingin secara mendadak bisa mempunyai dampak sangat dramatis pada keberhasilan hidup mayfly, yang seluruh rentang hidup dewasanya hanya sekitar beberapa jam, tetapi memiliki sedikit pengaruh pada aktivitas mamalia yang berumur panjang. Variasi harian  dalam  faktor  lingkungan biasanya beralur  halus  bagi  sebagian  besar organisme, sementara pergeseran musim dan pergeseran iklim secara musiman dan  dalam waktu yang  panjang beralur kasar bagi  organisem, bahkan bagi organisme yang paling besar sekalipun.

Berlawanan dengan persebaran individu secara terumpun di dalam suatu populasi,  suatu  pola  penyebaran  yang  seragam  (uniform/regular) atau  yang berjarak sama mungkin dihasilkan dari interaksi langsung antarindividu dalam populasi tersebut. Sebagai contoh, suatu kecenderungan pada pengaturan jarak yang beraturan pada tumbuhan bisa disebabkan oleh peneduhan dan kompetesi untuk mendapatkan air dan mineral; beberapa tumbuhan juga mengeluarkan zat- zat kimia yang menghambat perkecambahan dan pertumbuhan individu di dekatnya yang dapat bersaing untuk mendapatkan sumberdaya. Hewan seringkali memperlihatkan penyebaran yang seragam sebagai akibat dari interaksi sosial. Berikut disajikan gambar tentangg pola penyebaran populasi.

Gambar   Pola penyebaran populasi

Gambar   Pola penyebaran populasi
(Molles, 2016)

Pengaturan jarak secara acak atau random (penyebaran yang tidak dapat diprediksi dan tidak berpola) terjadi karena tidak adanya tarik-menarik atau tolak- menolak yang  kuat  diantara individu-individu dalam  populasi; posisi  masing- masing individu tidak bergantung pada individu lain. Sebagai contoh, pohon-pohon di hutan kadang-kadang tersebar secara acak. Akan tetapi, secara keseluruhan pola acak tidak umum ditemukan di alam; sebagian besar populasi menunjukkan paling tidak suatu kecenderungan ke arah penyebaran terumpun atau penyebaran seragam. 

5)        Demografi

Demografi adalah kajian mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan penurunan populasi. Suatu kelompok umur memiliki angka kelahiran dan angka kematian yang khas. Angka kelahiran (bithrate) atau fekunditas (fecundity), jumlah keturunan yang dihasilkan selama jangka waktu tertentu, seringkali keturunan yang  dihasilkan selama jangka  waktu  tertentu, seringkali lebih besar pada individu-individu dengan umur pertengahan (intermediet). Pada manusia, misalnya angka kelahiran paling tinggi pada wanita berusia 20 tahun. Angka kematian (death rate) paling tinggi pada kehidupan tahun pertama, dan tentunya pada usia tua. Pada banyak spesies, individu anak-anak dan individu yang sudah tua biasanya lebih mungkin meninggal dibandingkan individudengan umur pertengahan, yang memiliki kombinasi optimum kekuatan hidup dan kemampuan untuk mencari makanan, serta menghindari pemangsa dengan datangnya kedewasaan.

Suatu ciri demografik penting, yang berhubungan dengan struktur umur, adalah waktu generasi (generation time), yaitu rata-rata rentang waktu antara kelahiran suatu individu dengan kelahiran keturunannya. Secara umum, waktu generasi sangat kuat berhubungan dengan ukuran tubuh dalam suatu kisaran jenis organisme yang luas.Rasio jenis kelamin (sex ratio), proporsi individu dari masing- masing jenis kelamin, adalah statistik demografik penting lainnya yang mempengaruhi pertumbuhan populasi. Jumlah betina umumnya secara langsung berhubungan dengan jumlah kelahiran yang dapat diharapkan, tetapi jumlah jantan mungkin kurang signifikan karena pada banyak spesies seekor jantan dapat kawin dengan beberapa betina.

b.        Faktor-Faktor Pembatas Populasi

Model Eksponensial dan Logistik memperkirakan pola pertumbuhan populasi yang sangat berbeda. Model eksponensial tidak memberikan batas pada peningkatan suatu populasi, sementara model logistik memprediksi pengaturan pertumbuhan populasi ketika kepadatan meningkat. 

1)     Faktor-faktor  yang  bergantung  pada  kepadatan  mengatur pertumbuhan populasi dengan cara yang bervariasi sesuai dengan kepadatan

Pengertian biologis utama model logistik adalah peningkatan kepadatan populasi mengurangi ketersediaan sumberdaya bagi individu suatuorganisme, dan keterbatasan sumberdaya akhirnya akan membatasi pertumbuhan populasi. Sesungguhnya, model logistik itu merupakan suatu model kompetisi intraspesies(intraspecific competition): ketahanan individu-individu dari spesies yang sama pada sumberdaya terbatas yang sama. Ketika ukuran populasi meningkat, kompetisi menjadi lebih sering, dan laju pertumbuhan (r) menurun sebanding dengan intensitas kompetisi;laju pertumbuhan populasi bergantung pada kepadatan. Dalam pertumbuhan populasi terbatas, suatu faktor yang bergantung pada kepadatan (density-dependent factor) adalah faktor yang memperkuat peningkatan ukuran populasi. Dalam model logistik, faktor yang bergantung pada kepadatan mengurangi laju pertumbuhan populasi dengan cara menurunkan reproduksi atau dengan cara meningkatkan kematian dalam suatu populasi yang sudah begitu padat. Secara umum, faktor yang bergantung pada kepadatan yang membatasi pertumbuhan suatu populasi dapat dikatakan menentukan daya tampung, atau K, lingkungan.

2)        Kejadian dan kehebatan faktor-faktor yang tidak bergantung pada kepadatan, tidak berhubungan dengan kepadatan populasi

Faktor yang tidak bergantung pada kepadatan (density-independent factor) tidak berhubungan dengan ukuran populasi; faktor-faktor tersebut mempengaruhi persentase individu yang sama tanpa memperhitungkan kepadatan populasi. Faktor-faktor yang tidak bergantung pada kepadatan yang paling umum dan penting  adalah  yang  berhubungan degan  cuaca  dan  iklim.  Sebagai  contoh, keadaan beku pada musim gugur bisa membunuh sejumlah persentase tertentu serangga dalam suatu populasi. 

3)        Gabungan faktor-faktor yang bergantung pada kepadatan dan yang tidak bergantung pada kepadatan, kemungkinan membatasi pertumbuhan sebagian besar populasi

Populasi spesies memperlihatkan dinamika yang bervariasi, beberapa diantaranya cukup stabil jumlahnya pada sebagian besar rentang waktu yang panjang dan kemungkinan mendekati daya tampung yang ditentukan oleh faktor-faktor yang bergantung pada kepadatan. Namun, stabilitas yang umum tersebut tumpang- tindih dengan perubahan jangka pendek akibat faktor-faktor yang tidak bergantung pada kepadatan. Contohnya, studi kasus pada burung besar berkaki panjang selama 30 tahun di dua lokasi berbeda di Inggris menunjukkan populasi cukup stabil selama tiga dekade akan tetapi penurunan besar terjadi setelah musim dingin yang lebih dingin dari biasanya.

4)        Beberapa populasi memiliki siklus ledakan dan siklus penurunan yang beraturan

Sejumlah populasi memiliki fluktuasi kepadatan yang bersiklus. Kepadatan yang tinggi bisa mengatur populasi seperti itu, atau siklus populasi mungkin disebabkan karena adanya kesenjangan (jeda) waktu dalam merespons faktor-faktor yang bergantung pada kepadatan, yang menghasilkan fluktuasi besar di atas dan di bawah daya tampungnya. Variasi populasi pada beberapa hewan herbivora bisa menyebabkan fluktuasi secara bersamaan pada populasi pemangsanya. Penyebab siklus herbivora adalah kompleks; meliputi pengaruh pemangsaan dan fluktuasi sumber makanan. Berikut disajikan tabel tentang karakteristik populasi ideal terseleksi oleh r (oportunistik) dan terseleksi oleh K (kesetimbangan).

Tabel   Karkteristik populasi ideal terseleksi oleh r (oportunistik) dan

Karakteristik

Populasi

Terseleksi oleh K

Populasi  Terseleksi

oleh r

Waktu pendewasaan

Pendek

Panjang

Rentang hidup

Pendek

Panjang

Angka kematian

Seringkali tinggi

Umumnya rendah

Jumlah keturunan yang dihasilkan setiap          peristiwa

reproduksi

Banyak

Sedikit

Jumlah      reproduksi per masa hidup

Umurnya satu

Seringkali beberapa

Saat           terjadinya reproduksi pertama

Sangat  dini  dalam kehidupannya

Lambat             dalam kehidupannya

Ukuran   anak   atau telur

Kecil

Besar

Pemeliharaan    anak oleh orang tua

Tidak ada

Seringkali        sangat ekstensif

c.        Pertumbuhan Populasi Manusia

Populasi manusia tumbuh mendekati pertumbuhan eksponensial selama beberapa abad, tetapi tidak bisa demikian terus untuk jangka waktu yang tidak terbatas. Sejak revolusi industri, pertumbuhan populasi manusia telah didukung oleh faktor-faktor seperti perbaikan nutrisi, pemeliharaan kesehatan dan sanitasi, yang telah menurunkan angka kematian. Kita tidak mengetahui daya tampung bumi bagi manusia atau faktor apa yang akhirnya membatasi pertumbuhan manusia. Struktur umur populasi merupakan suatu faktor dalam lajupertumbuhan yang berbeda pada negara-negara yang berbeda. Spesies manusia bersifat unik karena memiliki kemampuan untuk secara sadar mengontrol pertumbuhan populasinya sendiri.


sumber: modul belajar mandiri pppk ipa biologi , Pembelajaran 2. Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Ekologi, Kemdikbud

Baca Juga

Bagikan Artikel



Komentar