Rantai Makanan, Jaring-jaring Makanan dan Piramida Ekologi

Rantai Makanan, Jaring-jaring Makanan dan Piramida Ekologi - Proses makan dan dimakan yang diikuti perpindahan energi dari satu organisme ke organisme lain dalam tingkatan tertentu disebut rantai makanan (food chain). Tingkatan dalam rantai makanan disebut juga trofik. Tingkat trofik yang secara mendasar mendukung tingkatan lainnya dalam suatu ekosistem terdiri dari organisme autotrof yang berperan sebagai produsen primer. Produsen primer meliputi tumbuhan, alga, dan banyak spesies bakteri. Produsen primer utama pada sebagian besar ekosistem terestrial adalah tumbuhan. Sedangkan di dalam zona limnetik danau dan dalam lautan terbuka, fitoplankton (alga dan bakteri) adalah autotrof yang paling penting, sementara alga multiseluler dan tumbuhan akuatik kadang-kadang merupakan produsen primer yang lebih penting di zona litoral dalam ekosistem air tawar maupun air laut. Akan tetapi di dalam zona afotik di laut dalam, sebagian besar kehidupan bergantung pada produksi fotosintetik di dalam zona fotik. Dalam hal ini energi dan nutrien turun ke bawah dalam bentuk plankton yang mati dan detritus lainnya.

Tingkat trofik di atas produsen primer adalah konsumen primer atau konsumen tingkat I. Konsumen ini merupakan organisme herbivora. Konsumen primer ini akan dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya, yaitu konsumen sekunder atau konsumen tingkat II yang sebagian besar berupa organisme karnivora. Konsumen sekunder ini akhirnya akan dimakan oleh konsumen tersier atau konsumen tingkat III. Beberapa ekosistem bahkan memiliki tingkat trofik yang lebih tinggi lagi.

Beberapa konsumen, detritivora, mendapatkan energinya dengan memakan detritus. Detritus adalah sisa-sisa organisme yang mati, misalnya feses, daun yang gugur, dan bangkai dari semua tingkat trofik. Detritus ini akan mengembalikan senyawa-senyawa organik kembali ke tanah menjadi senyawa-senyawa anorganik sehingga dapat dimanfaatkan kembali oleh organisme autotrof. Proses dekomposisi menjadi proses yang vital karena membuat siklus energi dapat berlangsung terus-menerus.


Tumbuhan Epifit

Tumbuhan yang hidup menumpang pada tumbuhan lain disebut epifit. Tumbuhan yang hidup menumpang pada tanaman inang ini bisa disebut tidak bersifat parasit karena mereka mampu berfotosintesis sendiri. Sedangkan tumbuhan inang hanya dijadikan sebagai tempat hidup (substrat). Contoh tumbuhan epifit adalah berbagai jenis lumut dan anggrek yang hidup di pepohonan.

Berdasarkan komponen tingkat trofiknya, rantai makanan dibedakan menjadi dua, yaitu rantai makanan perumput dan rantai makanan detritus. Rantai makanan perumput merupakan rantai makanan yang diawali dari tumbuhan pada trofik awalnya. Contohnya tumbuhan dimakan belalang, belalang dimakan burung, burung dimakan ular, dan ular dimakan burung elang. Sedangkan rantai makanan detritus tidak dimulai dari tumbuhan, tetapi dimulai dari detritus sebagai trofik awalnya. Contoh rantai makanan detritus adalah seresah atau dedaunan dimakan cacing tanah, cacing tanah dimakan ikan, dan ikan dimakan manusia.

Detritivora seringkali mejadi penghubung utama antara produsen dan konsumen dalam suatu ekosistem. Di ekosistem sungai, misalnya, banya bahan organik yang dibutuhkan oleh konsumen disediakan oleh tumbuhan terestrial. Bahan organik tersebut masuk ke dalam ekosistem sungai sebagai guguran dedauan dan serpihan-serpihan lain yang jatuh ke dalam air atau tercuci oleh aliran permukaan. Seekor siput air (Lymnaea sp.) mungkin bisa memakan detritus tersebut di dasar sungai dan kemudian siput tersebut dimakan ikan. Contoh lain adalah organisme prokariotik yang menguraikan sampah-sampah organik berupa dedauan di lantai hutan.

Apakah setiap organisme hanya memakan satu jenis organisme saja? Tentu tidak. Dalam rantai makanan, konsumen pada tingkat trofi k tertentu tidak hanya memakan satu jenis organisme yang ada di tingkat trofik bawahnya. Akan tetapi, setiap organisme dapat memakan dua atau lebih organisme lain. Ini menyebabkan terjadinya beberapa rantai makanan di dalam ekosistem saling berhubungan satu sama lain. Hubungan antar-rantai makanan tersebut membentuk susunan yang lebih kompleks, disebut jaring-jaring makanan (food web). Sehingga rantai makanan dari produsen → konsumen primer → konsumen sekunder → dan seterusnya, sebenarnya hanyalah penyederhanaan dari beberapa permutasi yang dapat dimiliki oleh interaksi makan dan dimakan. Contoh jaring-jaring makanan yang terjadi pada suatu ekosistem dapat kalian lihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Jaring-jaring makanan terdiri dari beberapa rantai makanan

Dari gambar tersebut, coba kalian diskusikan permasalahan berikut.

Diskusikan bersama teman sebangku kalian pertanyaan-pertanyaan berikut.

1. Berdasarkan gambar jaring-jaring makanan pada Gambar 1, tuliskan semua rantai makanan yang ada.
2. Coba kalian amati dan catat hewan-hewan pada ekosistem sawah dan ekosistem kolam di sekitar kalian. Lalu, buatlah diagram jaring-jaring makanan seperti gambar tersebut.
3. Presentasikan hasil diskusi kalian di depan kelas. Mintalah pendapat teman dan guru kalian.

Interaksi di dalam ekosistem yang sehat menunjukkan adanya keseimbangan dinamis. Lalu bagaimana keseimbangan tersebut terjadi, mengapa interaksi makan dan dimakan di dalam jaring-jaring makanan tersebut bisa seimbang? Hal ini terjadi karena adanya proporsi yang sesuai pada setiap tingkatan trofik di dalam rantai makanan.

Kalian telah memahami bahwa pada rantai makanan terdapat tingkat trofik tertentu. Organisme yang menempati tingkat trofik di bagian bawah merupakan sumber makanan bagi organisme di tingkat trofik selanjutnya. Untuk menjaga kesimbangan antara bahan makanan dan pemangsa, organisme di tingkat trofik atas mempunyai jumlah yang lebih sedikit dari organisme di tingkat trofik bawahnya. Sebagai contoh, pada rantai makanan rumput, jumlah rumput pada suatu ekosistem lebih banyak dari jumlah hewan herbivora.

Begitu pula, jumlah hewan herbivora lebih banyak daripada hewan karnivora. Keadaan ini dapat digambarkan dalam piramida makanan seperti Gambar 2.

Gambar 2. Piramida makanan

Piramida tersebut merupakan salah satu jenis piramida ekologi. Piramida ekologi merupakan gambaran yang menunjukkan hubungan struktur trofik dan fungsi trofik. Berdasarkan fungsinya, piramida ekologi dibedakan menjadi tiga macam, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

Piramida jumlah didasarkan pada jumlah individu pada setiap tingkatan trofik. Organisme yang menempati tingkat dasar adalah produsen selalu memiliki jumlah jauh lebih banyak daripada konsumen primer (tingkat trofik di atasnya). Sementara jumlah konsumen primer lebih banyak dari jumlah konsumen sekunder. Konsumen sekunder ini jumlahnya pun lebih banyak dari konsumen tersier. Organisme yang berada di puncak piramida mempunyai jumlah paling sedikit dibandingkan organisme di tingkat bawahnya. Perhatikan kembali Gambar 2.

Jika piramida jumlah didasarkan pada jumlah individu pada setiap tingkatan trofik, piramida biomassa didasarkan pada pada pengukuran massa individu per m2 pada setiap tingkatan trofik. Biomassa merupakan ukuran massa organisme hidup pada waktu tertentu. Biomassa pada setiap tingkat trofik dicari sebagai rata-rata massa organisme pada suatu daerah dengan luas tertentu.

Pada piramida biomassa, massa rata-rata produsen lebih besar dari massa rata-rata konsumen di atasnya. Piramida biomassa umumnya menyempit secara tajam dari produsen di bagian dasar ke karnivora tingkat teratas. Pada beberapa ekosistem akuatik terjadi piramida biomassa terbalik karena konsumen primer melebihi produsen. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar 3.

Gambar 3. Piramida biomassa (a) Piramida biomassa yang ideal (b) Piramida biomassa yang terbalik

Jenis piramida ekologi yang ketiga adalah piramida energi. Kalian telah memahami bahwa proses makan dan dimakan yang terjadi pada sebuah ekosistem juga diikuti oleh perpindahan energi. Kalian masih ingat Hukum Kekekalan Energi bukan? Menurut Hukum Kekekalan Energi, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Semua energi yang ada di bumi sebenarnya berasal dari satu sumber yaitu matahari. Energi cahaya matahari diubah menjadi makanan oleh produsen melalui proses fotosintesis. Energi ini kemudian dimanfaatkan oleh konsumen primer dan berlanjut sampai konsumen tersier.

Satu hal yang perlu diingat adalah tidak semua konsumen memanfaatkan energi dari makanan yang didapatnya. Keadaan ini mengisyaratkan adanya pengurangan energi pada setiap tingkatan trofik pada suatu piramida. Piramida semacam ini disebut sebagai piramida energi. Piramida energi mampu memberikan gambaran akurat tentang kecepatan aliran energi dalam suatu ekosistem atau produktivitas pada tingkat trofik. Tingkatan trofik pada piramida energi didasarkan pada energi yang dikeluarkan individu dan dinyatakan dalam kilokalori/m2/waktu. Contoh piramida energi dapat kalian lihat pada Gambar 5.

Gambar 4. Contoh piramida energi

Energi dapat berada dalam berbagai bentuk. Misalnya energi kimia, energi potensial, energi kinetik, energi panas, energi listrik, dan lain-lain. Namun, semua bentuk energi tersebut berasal dari satu sumber yaitu matahari. Perubahan bentuk energi ke bentuk energi lain ini dinamakan transformasi energi. Sedangkan perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain disebut transfer energi atau aliran energi.

Dalam suatu ekosistem, energi matahari diubah oleh produsen menjadi makanan bagi konsumen primer. Oleh konsumen primer, makanan yang diperoleh diubah kembali menjadi energi. Konsumen sekunder juga melakukan hal yang sama setelah memakan konsumen primer. Namun, tidak semua makanan yang dikonsumsi diubah menjadi energi. Perhatikan Gambar 5. yang menggambarkan pembagian energi di dalam sebuah mata rantai pada rantai makanan.

Gambar 5. Pembagian energi pada salah satu tingkatan trofik rantai makanan

Selama proses transfer energi, selalu terjadi pengurangan jumlah energi setiap melewati suatu tingkat trofik. Selama terjadi aliran energi dalam suatu rantai makanan, terjadi pula aliran materi. Materi berupa unsur- unsur dalam bentuk senyawa kimia yang merupakan materi dasar makhluk hi dup dan tak hidup. Bagan terjadinya transfer energi pada suatu ekosistem dapat kalian lihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Aliran energi dari satu organisme ke organisme lain (kkal/m²/tahun)

Pergerakan energi dan materi melalui ekosistem saling berhubungan karena keduanya berlangsung melalui transfer zat-zat di dalam rantai makanan. Dari 200 J energi yang dikonsumsi oleh ulat, misal nya, hanya sekitar 33 J (seperenam) yang digunakan untuk pertumbuhannya, sedangkan sisanya dibuang sebagai feses atau digunakan untuk respirasi seluler. Tentunya, energi yang yang terkandung dalam feses tersebut tidak hilang dari ekosistem karena masih dapat dikonsumsi oleh detritivora. Akan tetapi, energi yang digunakan untuk respirasi hilang dari ekosistem. Dengan demikian, jika radiasi cahaya matahari merupakan sumber utama energi untuk sebagian ekosistem, maka kehilangan panas pada respirasi adalah tempat pembuangan energi. Hal inilah yang menyebabkan energi dikatakan mengalir melalui ekosistem dan bukan didaur di dalam ekosistem.

Hanya energi kimia yang di simpan untuk pertumbuhan (atau produksi keturunan) oleh herbi vora yang tersedia sebagai makanan bagi konsumen sekunder. Energi berbeda dengan materi karena energi tidak dapat didaur ulang (disiklus ulang). Sehingga suatu ekosistem harus terus-menerus diberi tenaga dari sumber eksternal (matahari). Dengan demikian, energi mengalir melewati ekosistem, sementara materi bersiklus di dalam ekosistem tersebut.


Komunitas Khusus di Dasar Laut

The Black smokers atau celah air panas di bagian dasar laut dalam merupakan komunitas yang unik. Salah satu pengecualian khusus dalam komunitas ini adalah dalam hal produsen dalam rantai makanannya. Bakteri kemoautotrof yang mendapatkan energi dari oksidasi hidrogen sulfida (H2S) merupakan produsen utama dalam ekosistem ini. Berbeda dengan produsen yang umumnya didukung oleh energi cahaya matahari, produsen dalam ekosistem ini mendapat dukungan energi berupa energi kimia. Namun demikian, karena bakteri tersebut memerlukan oksigen untuk mengoksidasi hidrogen sulfida, maka ekosistem celah air panas secara total tidak bergantung pada energi kimia saja. Hal ini disebabkan oleh kenyatann bahwa oksigen hanya dapat diperoleh dari fotosintesis.

Anda sekarang sudah mengetahui Rantai Makanan. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Widayati, S., S. N. Rochmah dan Zubedi. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 290.