Populasi Tumbuhan [PDF]

Citation preview

Populasi Tumbuhan Populasi tumbuhan menurut Billing secara sederhana diartikan sebagai suatu kelompok tumbuhan yang mampu melakukan persilangan diantaranya dan menempati ruangan/kawasan tertentu. Kelompok organisme yang membentuk populasi tidak lain adalah individu-individu yang sama baik secara genetik maupun morfologi. (Syamsurizal, 1999: 12) Dalam situasi tertentu sekelompok individu ada kemungkinan secara genetika terisolasi, persilangan hanya memungkinkan terjadi diantara anggota kelompok itu sendiri. Kelompok organisma-organisma yang terisolasi tersebut biasanya disebut ”populasi lokal”. Populasi lokal adalah merupakan unit dasar dalam proses evolusi, pertukaran gen terjadi secara terus-menerus dalam waktu yang relatif lama shingga terjadi struktur gen yang khusus untuk kelompok tersebut dan akan berbeda dengan struktur gena populasi lokal lainnya meski untuk species yang sama. Hal ini dikarenakan adanya seleksi alami yang beroperasi terhadapnya, sehingga menghasilkan individu-individu dengan susunan gena yang memberi kemungkinan untuk bertahan terhadap lingkungan lokal, dan akan berkembang dalam jumlah yang semakin banyak jika dibandingkan dengan individu-individu yang tidak tahan. Salah satu jalan suatu populasi lokal dapat teradaptasi terhadap suatu lingkungan adalah dengan pengembangan dan pengelolaan diversitas genetikanya melalui reproduksi seksual dalam populasi. Hasilnya adalah sekelompok atau susunan individu-individu yang masing-masing berbeda dalam toleransinya terhadap lingkungan, salah satunya ada kemungkinan mempunyai kemampuan yang sangat baik dalam toleransinya terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim daripada rata-rata anggota populasi lainnya. Dengan demikian kehetrogenan struktur gena dari anggota populasi mempersiapkan populasi terhadap kehancurnnya akibat lingkungan, misal terhadap kemarau yang panjang. Hal yang sejalan terjadi pula dalam kurun waktu yang relatif lama dan lamban sebagai reaksi terhadap perubahan iklim, dalam hal ini bisa ratusan bahkan ribuan tahun. Dengan demikian keheterogenan struktur gena merupakan cara dalam mempertahankan hidup atau kelulusan hidup, dan ini sebagai mekanisma teradaptasinya suatu populasi akibat seleksi alami. Dalam suatu kawasan yang secara umum mempunyai kondisi yang relatif sama, populasi lokal dari species yang ada berkecenderungan untuk memperlihatkan toleransi terhadap lingkungan yang relatif sama pula, tetapi akan berbeda toleransinya dengan species lokal lainnya (dari species yang sama) yang berada pada kondisi iklim yang berbeda. Populasi lokal seperti ini biasa dikenal dengan ras ekologi. Contoh yang terkenal dari ras ekologi adalah di Skandinavia dimana terdapat dua populasi yang secara sistematik dimasukkan dalam satu species yang sama meskipun kedua populasi ini mempunyai karakteristika yang berbeda. Populasi di daerah pegunungan mempunyai karakteristika



bentuk morfologi yang kerdil dan berbunga cepat, sedangkan populasi di daerah pantai bentuk morfologinya tinggi tetapi berbunga lambat. Orang semula memperkirakan bila individu dari populasi di pegunungan dipindahkan atau ditumbuhkan di pantai maka akan tumbuh dengan karakteristika populasi pantai, demikian pula sebaliknya. Contoh-contoh lain biasanya akan diketemukan pada daerah kontinental yang luas. Jadi suatu ras ekologi adalah juga populasi lokal yang terbentuk oleh karakteritika individu-individunya. Apabila perubahan lingkungan pada suatu kawasan yang luas berubah secara teratur, maka adaptasi genetikanya akan terjadi secara teratur pula, dan dengan demikian sebagai hasilnya akan terjadi perbedaaan yang nyata seperti pada ras yang terbentuk adalah suatu seri tumbuhan, yang berurutan, yang memperlihatkan keteraturan secara terus-menerus atau kontinu dalam sifat genetikanya sebagai penentu dalam toleransi terhadap lingkunganya. Populasi-populasi dari sekelompok organisma-organisma dengan karakteristika yang berbeda secara teratur atau berurutan ini disebut ekoklin. Jadi berdasarkan dua hal di atas, maka suatu species dapat merupakan ras ekologi atau berupa kompleks dari ekoklin. Dua pendekatan dalam kajian populasi ini, yaitu melalui ekologi populasi yang mendalami pertumbuhan suatu populasi dan interaksi diantara populasi-populasi yang berhubungan erat di dalam pengaruh faktor lingkungan yang terkontrol ataupun tidak terkontrol. Pendekatan lainnya yaitu mempelajari satu atau lebih populasi lokal dari suatu species dalam usaha untuk mempelajari genetika species sebagai penentu toleransinya terhadap kondisi lingkungannya, kajian ini disebut ekologi gena atau ekologi fisiologi perbandingan. Pembahasan selanjutnya akan ditekankan pada ekologi populasi. Besarnya suatu populasi di suatu kawasan tertentu biasanya dinyatakan dalam suatu peristilahan kerapatan atau kepadatan populasi. Kerapatan populasi dapat dinyatakan dalam: jumlah individu persatuan luas, atau dapat pula dinyatakan dalam biomasa persatuan luas (bila populasi tersebut dibentuk oleh individu-individu dengan ukuran berbeda, ada kecambah, ada anakan dan tumbuhan dewasa serta tumbuhan tua). Dalam perjalanan waktu suatu populasi besarannya akan mengalami perubahan. Dalam mempelajari perubahan-perubahan ini pengertian kecepatan memegang peranan penting, dan perubahan populasi ini sangat ditentukan oleh berbagai faktor (kelahiram atau regenerasi: kematian, perpindahan masuk, dan perpindahan keluar). Besarnya populasi tumbuhan di alam sangat ditentukan oleh kapasitas tampungnya, yaitu jumlah terbanyak individu yang dapat ditampung dalam suatu ekosistem dimana organisma itu masih dapat hidup. Dalam keadaan ini persaingan intra species adalah dalam keadaan maksimal yang dapat ditanggung oleh organisma tersebut. Berbagai faktor sebagai pendorong untuk



terjadinya fluktuasi ini, yaitu: perubahan musim yang menyebabkan perubahan-perubahan faktor fisika dan mungkin juga kimia lingkungannya. Contoh yang menarik adalah kenaikan jumlah plankton yang sangat menyolok pada musim tertentu, disebut ”plankton bloom”. (http://bayubioumm.blogspot.com) Dalam mempertimbangkan fluktuasi kepadatan populasi menurut waktu, perlu kiranya kita telaah beberapa faktor yang mengendalikan ukurannya. Faktor itu terbagi dalam dua kelompok yaitu faktor atau kejadian yang tak tergantung pada kepadatan dan tergantung pada kepadatan. Faktor yang tak tergantung pada kepadatan mengacu kepada perubahan yang mengakibatkan peruubahan lingkungan secara yang mempengaruhi seluruh anggota populasi itu secara merata, tanpa menghiraukan kepadatan setempatnya. Dengan demikian, faktor yang tidak tergantung kepadatan cenderung menghasilkan fluktuasi besar dalam kepadatan maupun pembasmian sesekali populasi itu. Sebaliknya, faktor tergantung kepadatan merupakan faktor lingkungan dengan jangkauan yang berbeda-beda, tergantung pada kepadatan populasi. Pada umuumnya persediaan makanan terggantung pada kepadatan. (Ewusie, 1980: 36-37) 2.2. Konsep Populasi Tumbuhan 2.2.1. Konsep Faktor Pembatas Meskipun hukum Shelford ini pada dasarnya benar, namun sekarang pakar ekologi berpendapat bahwa hukum Shelford ini terlalu kaku. Akan lebih bermanfaat kalau digabungkan antara konsep minimum dari Liebig dengan konsep toleransi Shelford. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa kehadiran dan keberhasilan makhluk hidup bergantung pada kondisi- kondisi yang tidak sederhana. Makhluk hidup di alam dikendalikan tidak hanya oleh persediaan makanan, minuman yang diperlukannya, tetapi juga oleh faktor-faktor lain yang keadaannya kritis. Faktor apapun yang kurang atau melebihi batas toleransinya mungkin akan merupakan pembatas dalam penyebaran spesis. 2.2.2. Konsep Relung Relung atau niche merupakan cara hidup dari makhluk hidup dalam habitatnya. Relung juga dapat diartikan sebagai deskripsi multidimensional dari kebutuhan sumber daya spesis, kebutuhan habitat dan toleransi lingkungan (Hutchinson,1957). Dalam suatu habitat, dapat hidup berbagai jenis makhluk. Jika ada dua hewan, misalnya mempunyai niche yang sama maka akan terjadi persaingan. Dalam persaingan yang ketat, masing-masing jenis mempertinggi efisiensi cara hidup. Dan masing–masing akan menjadi lebih spesialis yaitu



relungnya menyempit. Akan tetapi bila populasi semakin meningkat, maka persaingan antar individu di dalam jenis tersebut akan terjadi pula. Dalam persaingan ini individu yang lemah akan terdesak ke bagian niche yang marginal. Sebagai efeknya ialah melebarnya relung, dan jenis tersebut akan menjadi lebih generalis. Ini berarti jenis tersebut semakin tahan atau kuat. Misalnya, perlu kita bedakan antara tumbuhan yang memiliki relung yang sempit karena sempitnya toleransi terhadap faktor-faktor lingkungan dan tumbuhan yang sebenarnya memiliki relung yang luas tetapi karena berkompetisi dengan spesis lainnya, relungnya menjadi sempit. Ringkasnya relung sebagai kesesuaian yang kompleks dari spesis terhadap atribut ekologi termasuk toleransi abbiotik, laju pertumbuhan relatif yang maksimum, fenologi, pengaruh dari berbagai musuh, kemampuan berkompetisi dengan tumbuhan lain. 2.2.3. Spesies taksonomi Yang dimaksud dengan dengan spesies taksonomi adalah spesis yang terdiri dari sejumlah populasi yang memiliki kesamaan morfologi dan ekologi yang mungkin dapat atau tidak dapat saling kawin, tetapi secara reproduksi terpisah dari kelompok itu. Dalam defenisi ini dikombinasikan 3 aspek : 1) Perwujudan luar (morfologi). 2) Tingkah laku kawin. 3) Perbedaan habitat. Para pakar taksonomi biasanya tidak terlalu menekankan aspek ketiga, tetapi lebih menekankan aspek pertama, meskipun secara terbatas sebagai indikator lingkungan. 2.2.4. Spesies Ekologi Pakar ekologi tumbuh-tumbuhan ingin menggunakan spesies sebagai alat alternatif untuk memahami ekosistem. Bilamana kebutuhan spesies dapat dipahami, sumber dayanya diketahui, maka keberadaan spesies tersebut dengan sifat-sifatnya dapat dipergunakan untuk memperkirakan kondisi lingkungan, seperti kondisi tanah, nutrisi, intensitas sinar, adanya gangguan, adanya tanaman atau hewan. (http://dedhydjara.wordpress.com) 2.2.5. Ekotipe Linnaeus dan pakar taksonomi sesudahnya menyadari bahwa spesies itu tidaklah homogen: anggota tubuhnya berbeda dalam ketinggian, ukuran dan waktu berbunga, atau sifat-sifat lainnya dapat berubah karena intensitas cahaya, ketinggian lintang, ketinggian tempat atau sifat-sifat tempat lainnya.



Ekotipe menurut Kenner. Kenner melihat variasi yang ada pada spesies tertentu dianggap sebagai tanggapan yang sifatnya plastis dan bukan tanggapan yang sifatnya genetis yang diturunkan. Plastisitas adalah suatu tanggapan individu terhadap lingkungan yang tidak sama. Tanggapan rumput teki dengan haitat sedikit air berbeda dengan tanggapan rumput teki lain dengan habitat yang kering. Ekottipe menurut Turesson. Pada abad ke-19 membuat hipotesis bahwa banyak variasi yang ada dalam spesies dapat diturunkan dan merupakan adaptasi terhadap habitatnya. Untuk menguji hipotesis tersebut Turesson melakukan percobaan dengan mengambil biji-biji tanaman dari Swedia dan seluruh Eropa kemudian ditumbuhkannya dalam kebun uji. Hasil percobaan Turesson dari tiga habitat herba Hieracium umbellatum yaitu: Sifat



Ekotipe Lahan Belukar Dune Habitus Tegak Merayap Intermediet Daun Lebar Intermediet Sempit Rambut Tak ada Ada Tak ada Dormansi tumb. Ada Ada Tak ada Dari tabel tersebut terlihat bahwa Hieracium umbellatum yang diambi dari daerah sedia dengan habitat sand, dune pantai dan dari daerah pedalaman pada belukar memberi petunjuk bahwa tipe-tipe tersebut secara teknis merupakan spesies tunggal dan bukan dari spesies yang berbeda. Turesson menyebutkannya sebagai ekotipe. Dengan demikian ekotipe dapat berbeda secara norfologi maupun fsiologi, tetapi bersifat infertil denga ekotipe lain dari spesies yang sama. Suatu ekotipe hanya terhalang dari proses interberiding alami oleh adanya barrier ekologi seperti isolasi geografis. Sedangkan menurut Clausen, Keck dan Hiesey menyimpulkan ekotipe dalam ukuran populasi tunggal sampai grup regional, makin luas kisaran penyebaran spesies, makin banyak ekotipe dalam spesies tersebut. (Syamsurizal, 1999: 14-16) Ekotipe: dengan sinonim eccologie races atau physiologic races yaitu tipe-tipe spesies yang diperlihatkan terhadap suatu perubahan keadaan lingkungan secara keseluruhan. Terlihat adanya perubahan-perubahan morfologis dan fisiologis dengan respon genetik yang bervariasi sesuai dengan perubahan lingkungan tersebut. Definisi lain dikemukakan oleh Sterbbins yang menyatakan bahwa ekotipe adalah kumpulan organisme yang mempunyai susunan genotipe sama, baik heterozygot maupun homozygot dan beradaptasi pada niche tertentu.



Anggota suatu kelompok organisme dengan susunan genotipe yang sama dalam pembicaraan ekologi disebut biotipe dan niche adalah tempat suatu organisme berfungsi dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Sifat Karakteristik Ekotipe Keistimewaan sifat ekotipe antara lain: 1. Ekotipe spesies selalu interfertil 2. Dapat mempertahankan keistimewaan asalnya bila ditanam dalam habitat lain 3. Ekotipe didasarkan sifat-sifat genetis 4. Suatu spesies dengan ekologi yang luas dibedakan atas dasar sifat-sifat morfologis, fisio-logis dalam habitat yang berbeda 5. Dapat terjadi dalam tipe habitat yang jelas 6. Ekotipe benar-benar mempunyai ciri khas dengan perbedaan sebagian ekotipe yang lain Pembentukan Ekotipe Baru. Ekotipe baru dapat dihasilkan melalui metode: 1. Hebridisasi Ini dihasilkan oleh persilangan alami dari Spartia stricta dengan S. alterriflora, hibrid yang baru S. townsendii, hasil persilangan kedua induk dari habitat alami. 2. Mutasi Hibrid-hibrid baru juga dapat dihasilkan dari mutasi alami dan rekombinasi, gen pool kecil mengumpul dalam jumlah populasi yang lebih baik adaptasinya. Dalam habitat atau lingkungan yang istimewa (khusus) beberapa ekotipe baru timbul karena penanaman (pengolahan) atau dijaga adanya seleksi kompetisi. 3. Pertukaran kromosome (Chromosonal changes) Hilangnya atau penambahan segmen kromosome menghasilkan pertukaran genotipe diikuti oleh pertukaran fenotipe hasil dari pembentukan ekotipe baru karena



poliploid-



poliploid hampir tidak menunjukkan toleransi ekologi seperti induknya. Macam-macam Ekotipe. Menurut macam-macam kondisi lingkungan, ekotipe dibagi: 1. Klimatik ekotipe yaitu ekotipe yang terjadi akibat pengaruh faktor-faktor iklim seperti cahaya, temperatur, air dan angin. Turesson (1930) telah menyelidiki klimatik ekotipe misalnya: Leontodon auntumnalis. 2. Edhaphik ekotipe ialah ekotipe yang terjadi akibat perbedaan tipe dan reaksi tanah atau faktor-faktor tanah seperti kelembaban tanah, kelebihan atau kekurangan nutrien dan sebagainya. Misa dan Rao (1948) telah mempelajari Lindenbergia Polyantha dan Rankishman (1961) mempelajari Euphorbia thymifolia.



3. Klimatik adhapik ekotipe. Kadang-kadang ekotipe terjadi karena pengaruh faktor iklim dan tanah disebut klimatik edhapik ekotipe. Pandey dan Jayan (1970) mempelajari Cenchrus ciliaris. 4. Altitudinal dan latitudinal ekotipe adalah suatu ekotipe yang terjadi akibat perubahan tinggi tempat dan akibat perbedaan lintang seperti Cassia tora, Anagalis arvensis, Pinus dan Gymnospermae lain. 5. Fisiologik ekotipe yaitu ekotipe yang terjadi akibat perubahan fisiologis seperti penyinaran (photoperiode), absorbsi air, cyclus nutrien misalnya: Boutelona curtipendula. Pada tanaman ada dua photoperiode yaitu ecotpe short day plant dan long day plant meskipun morfologinya sama. 2.2.6. Ekospesies Ada dua istilah yang sejajar yaitu “Coenospecies” dan “Ecospecies”, Gregor, (1939) cit. Shukla et al., (1985) mendefinisikan Coenospecies dan Ecospecies berdasarkan pada kriteria sterilitas, fertilitas, menghilangkan beberapa dari perbedaan morfologis, fisiologis dan cytologis. Menurut beliau Coenospecies membicarakan populasi (sekelompok spesies) yang mungkin tidak mampu menukar gen secara langsung dengan populasi yang lain, tetapi ada kemungkinan menukar gen secara tidak langsung melalui hibridisasi. Ecospecies, adalah sekelompok spesies yang mampu melakukan tukar menukar gen dengan keturunan yang fertil tetapi kesuburan berkurang apabila melkaukan hibridisasi dengan spesies lain. (Hanum, 2009: 140-145) 2.2.7. Ekokline Ekoklin adalah gradasi sifat-sifat spesies (atau komunitas atau ekosistem) yang dikaitkan dengan gradasi lingkungan. Ekoklin digunakan untuk memprediksi gradasi lingkungan sendiri. Memang disadari bahwa habitat itu kadang-kadang diskrit pula. (http://bayubioumm.blogspot.com) Apabila perubahan lingkungan pada suatu kawasan yang luas berubah secara teratur, maka adaptasi genetikanya akan terjadi secara teratur pula, dan dengan demikian sebagai hasilnya akan terjadi perbedaaan yang nyata seperti pada ras yang terbentuk adalah suatu seri tumbuhan, yang berurutan, yang memperlihatkan keteraturan secara terus-menerus atau kontinu dalam sifat genetikanya sebagai penentu dalam toleransi terhadap lingkunganya. Populasi-populasi dari sekelompok organisma-organisma dengan karakteristika yang berbeda secara teratur atau berurutan ini disebut ekoklin. Jadi berdasarkan dua hal di atas, maka suatu species dapat merupakan ras ekologi atau berupa kompleks dari ekoklin.