Keanekaragaman Hayati (Biodiversitas)

Keanekaragaman Hayati (Biodiversitas)

Rencana Materi Kuliah

·         pengertian keanekaragaman hayati (biodiversitas)

·         evolusi-spesiasi- kepunahan

·         dampak terhadap biodiversitas

·         aspek ekologi dari biodiversitas

·         pola global biodiversitas

·         nilai biodiversitas

·         introduksi spesies eksotik

·         penyebab hilangnya biodiversitas

·         pengukuran dan pemantauan biodiversitas

·         konservasi biodiversitas. 

Pengertian

Pengertian (dari Society of American Foresters): Biodiversitas mengacu pada macam dan kelimpahan spesies, komposisi genetiknya, dan komunitas, ekosistem dan bentang alam di mana mereka berada.

Definisi yang lain menyatakan bahwa biodiversitas sebagai diversitas kehidupan dalam semua bentuknya, dan pada semua level organisasi. Dalam semua bentuknya menyatakan bahwa biodiversitas mencakup tumbuhan, binatang, jamur, bakteri dam mikroorganisme yang lain. Semua level organisasi menunjukkan bahwa biodiversitas mengacu pada diversitas gen, speses dan ekosistem.

Diversitas genetik mencakup variasi dalam material genetik, seperti gen dan khromosom. Diversitas spesies (taksonomi) kebanyakan diintepretasikan sebagai variasi di antara dan di dalam spesies (termasuk spesies manusia), mencakup variasi satuan taksonomi seperti filum, famili, genus dsb.

Diversitas genetik merupakan titik awal dalam memahami dimensi dari isu biodiversitas, tetapi pada level spesies dan ekosistem bidang kehutanan memiliki pengaruh besar.

Diversitas ekosistem atau bahkan dinamakan diversitas biogeografik berkaitan dengan variasi di dalam wilayah (region) biogeografik, bentang alam (landscape) dan habitat. Kita harus menyadari bahwa biodiversitas selalu peduli dengan variabilitas makhluk hidup dalam area atau wilayah yang spesifik.

Belum semua aspek biodiversitas sudah diberikan nama. Masih terdapat banyak bentuk variasi, seperti variasi musiman, variasi non-genetik disebabkan oleh pengaruh lingkungan (variasi fenotipik). Juga terdapat variasi karena perbedaan di antara fase kehidupan (diversitas ontogenik) dan mode kehidupan (diversitas kultural). Namun, tiga bentuk diversitas tersebut di atas boleh dikatakan merupakan dimensi biodiversitas yang utama.

Biodiversitas juga mengacu pada macam struktur ekologi, fungsi atau proses pada semua level di atas. Biodiversitas terjadi pada skala spasial yang mulai dari tingkat lokal ke regional dan global.

 

Biodiversitas dapat pula dikelompokkan ke dalam: diversitas komposisional, struktural dan fungsi

Diversitas komposisional mencakup apa yang dikenal dengan diversitas spesies termasuk diversitas genetik dan ekosistem. Menjaga diversitas genetik sangat penting bagi eksistensi diversitas spesies, sedangkan menjaga diversitas ekosistem penting untuk menyediakan habitat yang diperlukan untuk mengonservasi berbagai spesies.

Diversitas struktural berkaitan dengan susunan spasial unit-unit fisik. Pada level tegakan, diversitas struktural dapat dikarakterisasi dengan jumlah strata dalam hutan, misalnya kanopi tumbuhan utama, subkanopi, semak, tumbuhan herba. Pada level bentang alam, diversitas struktural dapat diukur dengan distribusi kelas-kelas umur pada suatu hutan atau susunan spasial dari ekosistem yang berbeda.

Diversitas fungsional merupakan variasi dalam proses-proses ekologi, seperti pendauran unsur hara atau aliran energi. Ini merupakan komponen yang paling sulit untuk diukur dan dipahami.

Perlu dipahami bahwa ketiga komponen diversitas tersebut saling berkaitan. Misalnya, perubahan dalam diversitas komposisional dan struktural, mengakibatkan perubahan dalam proses-proses ekologi.

Ahli ekologi memberdakan biodiversitas pada skala spasial pada tiga kategori: alpha, beta dan gamma . Diversitas alpha adalah diversitas di dalam suatu habitat. Diversitas beta merupakan diversitas di antara habitat, sedangkan diversitas gamma merupakan diversitas di antara  geografi (diversitas skala geografi).   

Diversitas genetik

Diversitas genetik terdapat dalam empat level organisasi: di antara spesies, di antara populasi, di dalam populasi dan di dalam individu.

Diversitas di antara spesies sudah cukup jelas, sungguhpun kita sering tidak berpikir bahwa perbedaan di antara spesies sebagai manifestasi dari diversitas genetik karena kita dapat membedakan spesies dengan mudah tanpa mengetahui komposisi gennya.

Diversitas genetik di antara populasi dari suatu spesies  juga sering sangat besar. Di dunia pertanian misalnya ada berbagai macam varietas (padi, jagung), meskipun ini hasil seleksi buatan. Di spesies pohon perbedaan antara populasi pada spesies yang sama (dikenal  dengan istilah provenans) sering besar.

Dalam populasi kebanyakan populasi alami, perbedaan genetik di antara individu sering juga besar. Akhirnya diversitas genetik terdapat di dalam suatu individu bilamana ada dua alel untuk gen yang sama (perbedaan konfigurasi DNA yang menduduki lokus yang sama pada suatu khromosom).

Di masa lalu hanya sedikit perhatian diberikan pada diversitas genetik pada populasi alami, sungguhpun ini sangat krusial bagi kelestarian dari bentuk-bentuk biologi, perkembangan diversitas spesies (evolusi) dan berfungsinya biosfer, ekosistem serta komunitas biologi.

Bersarnya diversitas di dalam suatu spesies tergantung pada jumlah individu, kisaran penyebaran geografinya, tingkat isolasi dari populasi dan sistem genetiknya.

Peran penting juga dilakukan oleh proses-proses seleksi alami dan antropogenik, serta juga faktor-faktor yang berpengaruh pada perubahan spasial dan temporal pada komposisi genetik dari spesies atau populasi.

                                                             

Diversitas genetik penting bagi kemampuan spesies dan populasi beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan dan karena itu merupakan persyaratan bagi kelangsungan hidupnya.

Pada spesies yang berkembang biak secara seksual, setiap populasi lokal mengandung kombinasi gen tertentu. Jadi, suatu spesies merupakan kumpulan populasi yang berbeda secara genetik satu sama lain.  Perbedaan genetik ini diwujudkan sebagai  perbedaan di antara populasi dalam sifat morfologi, fisiologi, kelakuan, dan sejarah hidup (life history). Dengan kata lain, sifat-sifat genetik (genotipe) mempengaruhi sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe).

Seleksi alami pada awalnya bekerja pada level fenotipik, memihak kepada atau tidak menguntungkan untuk sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe). Lukang gen (gene pool) – agregat total gen pada suatu populasi pada suatu waktu, akan berubah  ketika organisme dengan fenotipe yang kompatibel dengan lingkungan akan lebih mampu bertahan hidup dalam jangka lama dan akan berkembang biak lebih banyak dan meneruskan gen-gennya lebih banyak pula ke generasi berikutnya.   

Besarnya diversitas genetik dalam populasi lokal sangat bervariasi. Banyak kegiatan konservasi peduli dengan penjagaan diversitas genetik tumbuhan atau hewan. Populasi kecil  yang berbiak secara aseksual dan terisolasi, sering memiliki diversitas genetik yang kecil di antara individu, sedangkan pada populasi besar dan berbiak secara seksual sering memiliki variasi yang besar. Dua faktor utama yang bertanggung kepada jawab adanya variasi ini, yaitu  cara bereproduksi (seksual atau aseksual) dan ukuran populasi.

Cara  reproduksi

Pada populasi seksual, gen direkombinasi pada setiap generasi, menghasilkan genotipe baru. Kebanyakan keturunan spesies seksual mewarisi separuh gennya dari induk betina dan separuhnya lagi dari induk jantan, susunan genetiknya dengan demikian berbeda dengan kedua induknya atau dengan individu yang lain di dalam populasi.

Adanya mutasi yang menguntungkan, yang pada awalnya muncul pada suatu individu dapat direkombinasi  dalam kurun waktu tertentu pada populasi seksual. Sebaliknya, keturunan individu aseksual secara genetik identik dengan induknya. Satu-satunya sumber kombinasi gen dalam populasi aseksual adalah mutasi (perubahan dalam material genetik yang diwariskan ke keturunannya).  Mutasi mungkin terjadi spontan (kekeliruan dalam replikasi material genetik) atau terjadi karena pengaruh faktor eksternal (misal radiasi dan bahan kimia tertentu). Mutasi terjadi di dalam gen yang terdapat pada molekul DNA- deoxyribonucleic acid. 

Populasi aseksual mengakumulasi variasi genetiknya hanya pada laju mutasi genya. Mutasi yang menguntungkan pada individu aseksual yang berbeda tidak mungkin mengalami rekombinasi gen dan muncul pada suatu individu seperti layaknya pada populasi seksual. Kombinasi gen yang menguntungkan akan lebih besar pada populasi seksual daripada populasi  aseksual.

Ukuran populasi

Dalam jangka panjang, diversitas genetik akan lebih lestari dalam populasi besar daripada dalam populasi kecil. Melalui efek damparan genetik (genetic drift- perubahan dalam lukang gen dari suatu populasi kecil yang berlangsung semata-mata karena proses kebetulan), suatu sifat genetik dapat hilang dari populasi kecil dengan cepat.

Sebagai contoh, populasi memiliki dua atau lebih bentuk gen (dinamakan alel). Tergantung alel mana suatu individu mewarisi, suatu fenotipe tertentu akan dihasilkan. Bila populasi tetap berukuran kecil dalam jangka waktu lama, mereka mungkin kehilangan salah satu alel dari setiap gen karena proses kebetulan. Kehilangan alel terjadi karena eror sampling. Ketika beberapa individu kawin, mereka bertukar gen. Bayangkan awalnya separuh populasi memiliki satu bentuk gen tertentu, dan separuhnya populasi yang lain memiliki bentuk gen yang lain. Karena kebetulan, dalam populasi kecil pertukaran gen dapat mengakibatkan semua individu pada generasi berikutnya memiliki alel yang sama. Satu-satunya cara bagi populasi ini mengadung variasi dari gen ini lagi adalah melalui mutasi gen atau imigrasi individu dari populasi lain. Meminimalkan kehilangan diversitas genetik pada populasi kecil merupakan problem utama yang dihadapi dalam upaya konservasi.

                  

Diversitas spesies (taksonomi)

• Prokaryot : 5.500 spesies terdiri dari bakteri
• Eukaryot :

-       kerajaan tumbuhan (plantae) : lumut-lumutan (17.000 spesies), pakuan, cycad, konifer (750 spesies), ginko, tumbuhan berbunga (250.000 spesies),

-        kerajaan hewan : karang (5.000 spesies), coleonterata (9.000 spesies), echinoderm (6.100 spesies), artoprod (750.000 spesies), ikan (19.000 spesies), amfibi (4.000 spesies), reptil (6.300 spesies), burung (9.000 spesies), mamal (4.100 spesies)

-       Prostista dan jamur: 47.000 spesies.

Diversitas ekosistem (biogeografik)

Diversitas spesies ditentukan tidak hanya oleh jumlah spesies di dalam komunitas biologi, misalnya kekayaan spesies (species richness), tetapi juga oleh kelimpahan relatif individu (relative abundance) dalam komunitas.

Kelimpahan spesies merupakan jumlah individu per spesies dan kelimpahan relatif mengacu pada kemerataan distribusi individu di antara spesies dalam suatu komunitas.

Dua komunitas mungkin sama-sama kaya dalam spesies, tetapi berbeda dalam kelimpahan relatif. Misalnya, dua komunitas mungkin masing-masing mengandung 10 spesies dan 500 individu, tetapi pada komunitas yang pertama  semua spesies sama-sama umum (misal, 50 individual untuk setiap spesies), sementara pada komunias yang kedua  satu spesies secara signifikan jumlahnya lebih banyak  daripada empat spesies yang lain. Maka komunitas pertama dikatakan memiliki kelimpahan relatif yang lebih tinggi daripada komunitas kedua. 

Komponen diversitas spesies ini merespons berbeda pada kondisi habitat yang berbeda. Suatu wilayah yang tidak memiliki variasi habitat yang luas biasanya miskin spesies, tetapi beberapa spesies yang mampu menduduki wilayah ini mungkin berlimpah karena kompetisi dengan spesies lain untuk sumberdaya akan berkurang.

Tren dalam kekayaan spesies mungkin mengindikasikan kondisi masa lalu dan sekarang dari suatu wilayah. Kontinen antartika memiliki sedikit spesies karena lingkungannya yang keras, tetapi pulau-pulau kecil di tengah samudra  miskin akan spesies karena sulit dicapai dari lokasi lain.  

Gradien global juga berpengaruh pada kekayaan spesies. Gradien yang paling nyata adalah garis lintang; terdapat lebih banyak spesies di daerah tropis daripada di daerah temperit. Faktor-faktor ekologis berperan dalam perbedaan ini. Temperatur lebih tinggi, kepastian iklim, dan musim tumbuh yang lebih lama menciptakan habitat yang lebih kondusif sehingga menghasilkan diversitas spesies yang lebih besar. Hutan hutan hujan yang paling beragam, padang rumput tropis lebih beragam daripada padang rumput temperit.

Faktor lain yang berpengaruh pada kekayaan spesies pada suatu area adalah jarak atau barier yang memisahkan area tersebut dengan sumber spesies. Probabilitas bahwa spesies akan mencapai suatu pulau di samudra atau lembah terisolasi adalah kecil. Binatang terutama yang tidak terbang kemungkinanannya juga kecil mencapai area seperti ini.

Berdasarkan pengalaman tumbuhan dan hewan pada suatu wilayah berbeda dengan wilayah lain. Mengapa terjadi ? Mengapa spesies yang sama tidak dijumpai pada suatu wilayah meskipun kondisinya cocok untuk berkembang?

Kondisi genografis di seluruh dunia yang memiliki kondisi lingkungkan yang sama mampu menghasilkan tipe biota yang sama.  Situasi ini secara efektif memisahkan biosfer ke dalam biom – komunitas ekologi yang memiliki kondisi iklim dan fitur geologi  yang sama  yang mendukung spesies dengan strategi hidup dan adaptasi yang sama.

Hutan hujan tropis merupakan salah satu tipe bioma terestrial, ini terletak pada beberapa tempat di bumi di mana kondisi iklim dan geologi menghasilkan lingkungan yang mirip. Bioma hutan hujan tropis mengandung komunitas biologi yang secara umum sama, tetapi spesiesnya  tidak sama dari satu hutan tropis ke hutan tropis yang lain.  Tetapi, setiap hutan tropis akan mengandung organisme yang secara ekologis ekuivalen, yaitu spesies berbeda  tetapi memiliki siklus hidup serupa dan cara beradaptasi  yang mirip pada kondisi lingkungan.

Penyebaran hewan dan tumbuhan yang unik pada berbagai bioma tidak dapat hanya dijelaskan melalui faktor iklim dan zonasi lintang. Peristiwa geologis seperti damparan kontinen dan kondisi iklim masa lalu harus dipertimbangkan juga.