Hubungan Trofik dalam Ekosistem

|Rantai Makanan|

Rantai makanan adalah pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan. Marilah sekarang kita membahas urutan tingkat makan memakan atau tingkat trofik organisme yang terdapat pada suatu ekosistem. Kita tahu bahwa tumbuhan hijau atau tumbuhan berklorofil dapat membuat makanan sendiri dengan jalan fotosintesis, maka tumbuhan itu disebut sebagai produsen. Sedangkan semua hewan yang memakan produsen disebut konsumen pertama. Coba Anda sebutkan hewan yang makan produsen. Bagus, sekarang Anda telah paham apa yang dimaksud dengan konsumen pertama (konsumen tingkat I). Misalnya ulat yang makan tumbuhan disebut konsumen pertama. Burung makan ulat maka burung ini disebut konsumen kedua. Kemudian burung itu Di makan ular pohon, maka ular pohon itu disebut konsumen ketiga. Selanjutnya jika ular pohon tadi dimakan burung elang maka burung elang itu disebut konsumen keempat dan seterusnya. Coba Anda urutkan peristiwa makan memakan tersebut di atas, maka akan di peroleh urutan sebagai berikut :

• Tumbuhan 
• Ulat
• Burung
• Ular pohon
• Burung elang. 

Maka peristiwa urutan makan memakan antar organisme disebut rantai makanan. Untuk mendapatkan gambaran yang lebih tentang rantai makanan ini, dapatlah diberikan contoh : Tikus makan padi, tikus mejadi makanan ular sawah, ular awah menjadi makanan burung elang. Jadi bagannya dapat dilihat di bawah ini :

Dalam contoh tersebut di atas tanaman padi sebagai produsen, tikus merupakan konsumen tingkat pertama, ular sawah sebagai konsumen tingkat kedua, burung elang sebagai konsumen tingkat ketiga. Sebagai pengurai adalah bakteri, jamur dan lain - lain yang memakan sisa - sisa atau bangkai dari tumbuh - tumbuhan atau hewan - hewan tadi. Kalau kita perhatikan akan jelas bahwa konsumen hampir selamanya merupakan tumbuhan berhijau daun, dengan bantuan sinar matahari membentuk makanan. Konsumen tingkat pertama adalah hewan - hewan pemakan tumbuhan (herbivor), sedangkan konsumen tingkat dua - tiga dan seterusnya merupakan hewan - hewan yang karnivor.

|Jaring-jaring Makanan|

     Apabila Anda mencoba menyusun rantai - rantai makanan dari suatu habitat, setelah itu coba Anda perhatikan rantai makanan itu, tentu ada satu organisme yang disukai oleh lebih dari satu organisme atau ada satu organisme. Sebaliknya tentu ada satu organisme yang suka makan lebih dari satu macam organisme. Sehingga kalau Anda perhatikan rantai makanan yang telah Anda buat tadi menjadi saling silang (jaring - jaring). Bentuk rantai makanan yang demikian tadi disebut jaring - jaring makanan. Jadi beberapa kumpulan rantai makanan itu disebut jaring - jaring makanan. Contoh yang dapat Anda lihat dalam kehidupan sehari - hari adalah tumbuhan rumput. Rumput itu dapat dimakan oleh belalang, ulat, kambing, ayam, kuda, sapi dan sebagainya. Begitu pula kelinci dapat dimakan oleh ular dan serigala. Untuk jelasnya Anda dapat melihat contoh jaring - jaring makanan pada Gambar di bawah ini.

|Hubungan Rantai Makanan Dan Tingkat Trofik|

Salah satu cara suatu komunitas berinteraksi adalah dengan peristiwa makan dan dimakan, sehingga terjadi pemindahan energi, elemen kimia, dan komponen lain dari satu bentuk ke bentuk lain di sepanjang rantai makanan.Organisme dalam kelompok ekologi yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat - tingkat trofik. Tinggi trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama di tingkat memakan. Sumber asal energi adalah matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan CO2 dari udara. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut digolongkan dalam tingkat trofik pertama. Hewan herbivor atau organisme yang memakan tumbuhan termasuk anggota tingkat trofik kedua. Karnivor yang secara langsung memakan herbivor termasuk tingkat trofik ketiga, sedangkan karnivor yang memakan karnivor di tingkat trofik tiga termasuk dalam anggota tingkat trofik keempat.

|Piramida Ekologi|
Struktur trofik pada ekosistem dapat disajikan dalam bentuk piramida ekologi. Ada 3 jenis piramida ekologi, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

|Piramida Jumlah|

Organisme dengan tingkat trofik masing - masing dapat disajikan dalampiramida jumlah, Organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivor. Demikian pula jumlah herbivor selalu lebih banyak daripada jumlah karnivor tingkat I. Karnivor tingkat I juga selalu lebih banyak daripada karnivor tingkat II. Piramida jumlah ini didasarkan atas jumlah organisme di tiap tingkat trofik.

|Piramida Biomassa|

Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekologi. Penggambaran yang lebih realistik dapat dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik maka rata – rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian barulah jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan. Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, dan diukur dalam gram. Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan di dapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem. lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.

|Piramida energi |

Seringkali piramida biomassa tidak selalu memberi informasi yang kita butuhkan tentang ekosistem tertentu. Lain dengan piramida energi yang dibuat berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lama. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem. Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut - turut yang tersedia di tingkat trofik. Berkurangnya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal - hal berikut. 

1. Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya. 
2. Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicernakan dan dikeluarkan sebagai sampah. 
3. Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari tubuh organisme, sedangkan sisanya digunakan sebagai sumber energi. 

|Peran Ekosisten dalam Aliran Energi |

Energi dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi diperoleh organisme dari makanan yang dikonsumsinya dan dipergunakan untuk aktivitas hidupnya. Cahaya matahari merupakan sumber energi utama kehidupan kita telah mengenal energi yang masuk ke dalam jaring - jaring kehidupan melalui produsen. Pada umumnya produsen adalah organisme yang berfotosintesis. Organisme lainnya merupakan aneka ragam konsumen. Rumput sewaktu tumbuh menimbun energi dalam tubuhnya; rumput dimakan sapi; sapi kita makan. Jadi energi telah dipindahkan dari rumput ke sapi dan dari sapi ke manusia. Tetapi tidak seluruh energi yang semula ditangkap oleh rumput dipindahkan ke dalam tubuh kita, melainkan hanya sebagian saja. Rumput itu sendiri, karena tumbuh dan mempunyai kegiatan - kegiatan lain, menggunakan sebagian energi yang ditangkapnya dari matahari sebelum energi itu sampai ke sapi. Demikian pula sapi sendiri mengadakan kegiatan yang menggunakan energi, umpamanya untuk berjalan, mengusir lalat dengan ekornya dan lain - lain. Jadi jelaslah bahwa kita hanya mendapat sebagian kecil dari cahaya matahari yang telah ditangkap oleh rumput. Dengan melihat bagaimana organisme memperoleh makanannya sebagai sumber energi, maka organisme dibedakan menjadi dua golongan. Yaitu organisme yang mampu mengolah atau membuat makanannya sendiri dan golongan yang tidak mampu mengolah makanannya sendiri. Energi dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Energi dapat berada dalam berbagai bentuk, seperti energi mekanik, energi listrik, energi cahaya. Energi kimia, energi panas, energi kinetik, energi inti, tetapi bentuk energi yang erat hubungannya dengan kehidupan organisme adalah energi mekanik, energi kimia, energi radiasi dan energi panas. Energi mekanik memiliki dua bentuk yaitu energi kinetik dan energi potensial. 

Energi kinetik dapat dijelaskan sebagai energi yang berguna bila tubuh yang memilikinya melakukan gerakan dan diukur oleh jumlah kerja yang dlakukan sampai tubuh istirahat. Energi potensial merupakan energi cadangan dan berguna bila diubah ke dalam bentuk energi kinetik untuk melakukan kerja. Perubahan bentuk energi potensial ke bentuk energi kin melibatkan kerja atau gerakan. Semua organisme untuk dapat hidup harus melakukan kerja, oleh karena itu memerlukan sumber energi potensial yang dapat digunakan. Sumber energi untuk organisme ialah energi kimia yang terdapat di dalam makanannya. Atom - atom yang terdapat dalam makananya dapat disusun kembali ke dalam gugusan yang berbeda dengan pergerakan atom - atom itu, maka energi kimia dalam bahan makanan dilepaskan. Oksidasi bahan makanan di dalam proses pernafasan (respirasi) dapat menghasilkan energi yang dapat digunakan untuk melakukan kerja. Perubahan bentuk energi di atas adalah perubahan dari bentuk energi kimia ke bentuk energi mekanik. Sekarang masalahnya dari mana organisme di alam memperoleh energi, tidak lain tentu dari makanannya. 

Di alam ada yang kita kenal dengan istilah tingkat trofik, yaitu urutan tingkat makan - memakan. Dalam tingkat trofik ini ada urutan organisme apa memakan organisme mana dan dimakan oleh organisme lain mana. Organisme dilihat dari segi memperoleh makanannya sebagai sumber energi, maka organisme dibagi menjadi dua golongan, yaitu yang pertama organismeyang mampu mengolah atau membuat makanannya sendiri dari bahan organik dengan bantuan energi dari lingkungannya. Organisme seperti golongan ini disebut organisme ototrof. Dilihat dari sumber energi yang digunakan organisme ototrof dibagi menjadi dua, yaitu ototrof yang berfotosintesis jika sumber energinya cahaya matahari dan ototrof berkemosintesis jika sumber energinya diperoleh dengan mensintesis bahan organik yang berasal dari reaksi kimia. Yang kedua adalah organisme yang menggunakan organisme ototrof sebagai sumber makanan penting. Organisme golongan kedua ini disebut organisme heterotrof. Sampai sekarang kita telah menunjukkan bahwa energi diteruskan dari satu organisme lain. Akhirnya semua energi yang ditangkap oleh produsen akan kembali ke alam tak hidup. Tetapi energi ini tidak lagi dalam bentuk cahaya seperti waktu diterimanya. Suatu perkecualian adalah cahaya pada kunang - kunang. Pada umumya energi meninggalkan sistem kehidupan dalam bentuk panas. Karena panas ini tidak dapat digunakan dalam fotosintesis, maka energi mengalir ke luar melalui jaring – jaring kehidupan dalam satu jurusan. Setiap organisma hidup melakukan kegiatan - kegiatan yang mengakibatkan pelepasan energi. Oleh karena itu setiap tingkat konsumen bagian yang lebih kecil dari energi semula yang ditangkap oleh produsen. Ini membentuk Piramida energi. 

|Interaksi antar Organisme |

Interaksi antarorganisme dapat dikategorikan sebagai berikut: 

1. Netral Hubungan tidak saling mengganggu antarorganisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Contohnya : antara capung dan sapi. 
2. Predasi adalah hubungan antara mangsa dan pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat hidup. Sebaliknya, predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa. Contoh : Singa dengan mangsanya, yaitu kijang, rusa,dan burung hantu dengan tikus. 
3. Parasitisme adalah hubungan antarorganisme yang berbeda spesies, bilasalah satu organisme hidup pada organisme lain dan mengambil makanan dari hospes/inangnya sehingga bersifat merugikan inangnya. contoh : Plasmodium dengan manusia, Taeniasaginata dengan sapi, dan benalu dengan pohon inang. 
4. Komensalisme merupakan hubunganantara dua organisme yang berbeda spesies dalam bentuk kehidupan bersama untuk berbagi sumber makanan; salah satu spesies diuntungkan dan spesies lainnya tidak dirugikan. Contohnya anggrek dengan pohon yang ditumpanginya.

|Tingkat Trofik dalam Ekosistem|

Mahluk hidup didalam ekosistem berdasarkan jaringjaring makanan berada pada tingkat berbeda. Tingkatan tropik paling bawah adalah produsen, tingkatan kedua adalah herbivora dan tingkatan selanjutnya adalah karnivora. Tingkatan paling bawah mempunyai populasi lebih besar dibandingkan tingkat diatasnya. Berdasarkan ukuran populasi sensitifitas tingkat tropik paling atas relatif lebih sensitif terhadap kepunahan.

Tingkat trofik yang secara mendasar mendukung yang lainnya dalam suatu ekosistem terdiri dari dari organisme autotrof, atau produsen primer ekosistem tersebut. Sebagian besar produsen primer adalah organisme fotosintetik yang menggunakan energi cahaya untuk mensintesis gula dan senyawa organik lainnya, yang kemudian digunakan oleh produsen primer tersebut sebagai bahan bakar untuk respirasi seluler dan sebagai bahan bangunan untuk pertumbuhan. Organisme yang menempati tingkat pertama dalam trofik ini adalah tumbuhan. Tumbuhan dapat melakukan proses fotosintesis sehingga ia disebut sebagai organisme autotrof.

Tingkatan selanjutnya yaitu konsumen primer. Konsumen tingkat primer ini biasanya ditempati oleh organisme herbivora. Herbivora yang memakan tumbuhan atau alga, adalah konsumen primer. Tingkat trofik yang berikutnya terdiri dari kosumen sekunder, karnivora yang memakan herbivora. Karnivora ini selanjtnya dapat dimakan karnivora yang lain yang merupakan konsumen tersier, dan beberapa ekosistem bahkan memiliki karnivora dengan tingkat yang lebih tiggi lagi. Beberapa konsumen, detritivora, mendapat energinyadari detritus, yang merupakan bahan organik yang tak hidup, seperti feses, daun yang gugur dan bangkai organisme mati dari semua tingkat trofik.

Detrivora sering membentuk suatu hubungan utama antara produsen primer dalam suatu ekosistem. Di sungai, misalnya banyak diantara bahan organik yang digunakan oleh konsumen, disediakan oleh tumbuhan terestial yang memasuki ekosistem sebagai dedaunan dan serpihan-serpihan lain yang jatuh ke dalam air atau tercuci oleh aliran permukaan. Seekor udang karang mungkin bisa memeakan detritus tumbuhan didasar sebuah sungai atau danau yang kemudian udang karang tersebut dimakan oleh seekor ikan. Dalam sebuah hutan, burung kemungkinan memakan cacing tanah yang telah memakan sampah dedaunan dipermukaan tanah.

|Hubungan Trofik Dalam Ekosistem|

Setiap ekosistem memiliki suatu struktur trofik dari hubungan makan-memakan. Jalur di sepanjang perpindahan makanan dari tingkat trofik satu ke yang lainnya dikenal sebagai rantai makanan.

Tingkat trofik rantai makanan 

Produsen primer                      : Tumbuhan

Konsumen primer                   : Herbivora

Konsumen sekunder               : Karnivora (tikus)

Konsumen tersier                    : Karnivora (ular)

Konsumen kuartener               : Karnivora (elang)

Detritivora                               : Bakteri, fungi dll.

1. Efisiensi ekologis, persentase energi yang di transfer dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya.
2. Piramida jumlah, dimana ukuran masing- masing tingkat trofik sebanding dengan jumlah organisme yang terdapat pada masing-masing tingkat trofik. Makin tinggi tingkat trofik maka jumlahnya semakin sedikit.
3. Piramida biomassa, dimana setiap tingkat menggambarkan biomassa tanaman t egakkan dalam suatu tingkat trofik.transfer energi tidak efisien.

|Siklus biogeokimia|

Meskipun ekosistem menerima masukan energi matahari yang pada prinsipnya tidak akan habis, unsur kimia hanya tersedia dalam jumlah terbatas. Dengan demikian kehidupan di bumi bergantung pada siklus ulang (daur ulang) unsur-unsur kimia yang penting. Karena perputaran kimia melibatkan komponen biotik dan abiotik suatu ekosistem, perputaran itu juga disebut siklus biogeokimia.

• Siklus air, air sangat penting bagi organisme hidup. Selain kontribusi air secara langsung bagi keseluruhan hidup lingkungan, pergerakan di dalam dan antarekosistem juga mentransfer zat-zat lain dalam beberapa siklus biogeokimia. 
• Siklus karbon, karbon adalah bahan utama penyusun dasar seua senyawa organik. Pergerakannya melalui sutu ekosistem berbarengan dengan pergerakan energi, melebihi zat kimia lain. Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi seluler bertanggung jawab atas perubahan dan pergerakan utama karbon. 
• Siklus nitrogen, nitrogen adalah suatu unsur kimia utama lain dalam ekosistem. Nitrogen merupakan penyusun protein organisme-organisme.nitrogen memasuki ekosistem melalui dua jalur alamiah yang keutamaan relatifnya sangat bervariasi dari satu ekosistem ke ekosistem yang lainnya. Jalur lain untuk memasuki ekosistem adalah melalui fiksasi nitrogen (hanya prokariota tertentu yang dapat mengfiksasi nitrogen). 
• Siklus fosfor, fosfor dibutuhkan untuk bahan utama penyusun asam nukleat, fosfolipid, atp dan pembawa energi lainnya. Siklus fosfor tidak melalui atmosfer karena tidak ada gas yang mengandung fosfor secara signifikan. 

Sumber:

Campbell, Neil A. 2004. Biologi Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Campbell, N. A. Reece, dan L.G. Mitchell. 2004. Biologi jilid II. Erlangga. Jakarta.