Aliran Energi di Ekosistem, Rantai Makanan, Jaring, Piramida, Jenis, Contoh, Gambar, Dinamika Populasi & Soal
Daftar Materi IPA Terpadu
Aliran Energi dalam Ekosistem
Tanaman padi mampu melakukan fotosintesis untuk membuat makanannya sendiri, sehingga termasuk sebagai produsen. Makanan yang dibuat sendiri oleh tanaman ini sebenarnya merupakan suatu bentuk penyimpanan energi.
Coba kalian amati perusak tanaman padi, misalnya kalian jumpai tikus yang memakan batang padi muda. Dalam hal ini, energi dari tanaman padi berpindah ke tikus. Kalian mungkin akan terkejut, jika pada suatu saat menjumpai tikus dimakan oleh ular yang hidup di persawahan padi.
Jika tikus tersebut adalah tikus yang memakan batang padi muda tadi, berarti energi dari tikus berpindah ke dalam ular. Bagaimana jika ular tersebut diterkam dan dimakan elang? Ini mungkin terjadi, karena elang pemakan ular. Jadi, energi dalam ular pun pada akhirnya pindah ke burung elang tadi.
Nah proses perpindahan energi dari padi ke tikus, kemudian berpindah ke ular dan terakhir berpindah ke burung elang ini dimakan aliran energi. Aliran energi ini sendiri terdiri dari 3 proses yaitu rantai makanan, jaring-jaring makanan, dan piramida makanan. Mari kita bahas satu persatu.
1. Rantai Makanan
Bila hewan yang merupakan konsumen memakan tumbuhan, maka energi yang ada pada tumbuhan berpindah ke hewan. Selanjutnya hewan-hewan tersebut dimakan oleh hewan lain, yang juga akan dimakan hewan lain. Secara bertahap energi makanan berpindah dari satu hewan ke hewan berikutnya. Energi juga berpindah saat pengurai menguraikan organisme yang telah mati. Hubungan organisme ini seperti rangkaian dalam suatu rantai.
Dengan demikian, Rantai makanan adalah peristiwa makan dan dimakan yang digambarkan secara skematis dalam bentuk garis lurus searah dan tidak bercabang. Misalnya rantai makanan yang terdapat di sebuah sawah secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut.
Rantai makanan ini terjadi jika satu jenis produsen dimakan oleh satu jenis konsumen pertama, konsumen pertama dimakan oleh satu jenis konsumen kedua, dan seterusnya. Konsumen yang menjadi pemakan terakhir disebut konsumen puncak. Pada contoh rantai makanan di atas dapat kita ketahui sebagai berikut:
Padi → Produsen
Tikus → Konsumen I
Ular → Konsumen II
Elang → Konsumen III (Konsumen Puncak)
Sekarang kalian perhatikan tabel di bawah ini.
Penyusun Rantai Makanan | Peran Organisme |
 | Tumbuhan menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan makanan dalam bentuk zat gula, dan disimpan dalam biji, batang, dan bagian lainnya |
 | Tikus makan tumbuhan. Tubuh tikus mengubah sejumlah makanan menjadi energi untuk lari, makan, dan bereproduksi. |
 | Ular makan tikus. Tikus merupakan sumber energi untuk ular agar tetap hidup. |
 | Burung elang makan ular. Tubuh elang menggunakan energi yang tersedia dari ular untuk melangsungkan proses kehidupan. |
Tabel di atas menunjukkan komponen-komponen rantai makanan yang sederhana. Tumbuhan menghasilkan makanan untuk dirinya sendiri yang disimpan dalam akar, batang dan daun. Hewan makan tumbuhan, dan selanjutnya hewan tersebut dimakan oleh hewan lain. Dengan cara ini energi dari matahari disebarkan ke seluruh ekosistem.
Dari peristiwa makan dan dimakan di atas, akan terjadi perpindahan atau aliran energi dari produsen (padi) ke konsumen I (tikus) hingga konsumen puncak (elang). Sebagai sumber energi utama dalam ekosistem adalah sinar matahari.
Energi ini diubah oleh produsen menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa karbon (misalnya berupa karbohidrat, lemak, dan protein). Jika produsen dimakan konsumen, energi yang tersimpan dalam bahan makanan itu berpindah ke tubuh konsumen dan dapat diubah menjadi energi panas, energi gerak, dan sebagian disimpan dalam bentuk senyawa kimia yang menyusun tubuh makhluk hidup.
Ketika konsumen I dimakan konsumen II, terjadi lagi perpindahan energi. Demikian seterusnya dalam setiap peristiwa makan dan dimakan diikuti dengan perpindahan energi. Selama perjalanan itu, terjadi pengurangan energi sehingga tidak semua energi dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup.
Jenis-Jenis Rantai Makanan
Berdasarkan organisme yang mengawali, rantai makanan dikategorikan kedalam beberapa macam, yaitu rantai makanan perumput, detritus, parasit, dan saprofit. Berikut ini pengertian dari keempat jenis rantai makanan tersebut beserta contohnya.
A. Rantai Makanan Perumput (Grazing Food Chain)
Rantai makanan perumput adalah rantai makanan yang diawali dari tumbuhan sebagai produsen pada tingkat trofik pertamanya. Rantai makanan satu ini paling sering ditemui dan dikenali. Contoh dari siklus rantai makanan perumput adalah sebagai berikut.
Rumput → belalang → burung → ular
B. Rantai Makanan Detritus
Rantai makanan detritus adalah rantai makanan yang dimulai dari detritus pada tingkatan trofik pertamanya. Detritus adalah fragmen (serpihan/hancuran) dari organisme baik hewan maupun tumbuhan yang mati dan sisa organisme seperti kotoran hewan, daun, ranting yang gugur yang diuraikan oleh pengurai (dekomposer). Kemudian yang termasuk organisme pemakan detritus disebut detritivor, misalnya cacing, rayap, keluwing, lipan dan sebagainya. Contoh rantai makanan detritus adalah sebagai berikut.
Serpihan daun (sampah) → cacing tanah → ayam → manusia
C. Rantai Makanan Parasit
Parasit adalah istilah bagi organisme yang hidup dengan cara merugikan organisme lain (inang). Ciri khas tipe rantai makanan ini adalah terdapat organisme kecil yang memangsa organisme besar. Contoh rantai makanan parasit adalah sebagai berikut.
Kerbau (darah) → kutu → burung jalak → elang
D. Rantai Makanan Saprofit
Rantai makanan saprofit dimulai dari penguraian jasad mati makhluk hidup oleh organisme saprofit. Saprofit adalah organisme yang mampu mengurai sisa-sisa organisme yang telah mati. Contoh saprofit adalah bakteri, jamur, dan lumut kerak.
Organisme saprofit berbeda dengan detritivor. Saprofit mengurai bahan organik sisa jasad mati menjadi bahan anorganik (mineral) yang diserap lagi oleh tumbuhan. Contoh rantai makanan saprofit adalah sebagai berikut.
Kayu lapuk → jamur → ayam → rubah
2. Jaring-Jaring Makanan
Hubungan makan dan dimakan pada satu rantai makanan seperti di atas tergolong sederhana. Namun demikian banyak organisme memperoleh makanan lebih dari satu sumber. Sebagai contoh beruang makan ikan, buah beri, madu dan serangga. Burung hantu makan bermacam-macam hewan mengerat dan ular. Kadang-kadang satu jenis makanan dapat menjadi sumber makanan untuk beberapa organisme yang berbeda. Sebagai contoh rumput dimakan oleh kelinci, lembu, kijang dan kuda. Sebagai akibatnya satu organisme dapat menjadi bagian dari beberapa rantai makanan yang berbeda.
Bila rantai-rantai makanan yang berhubungan dikombinasikan atau digabung maka terbentuklah jaring makanan. Jaring makanan adalah gabungan dari rantai-rantai makanan yang tumpang tindih dalam ekosistem. Gambar di bawah ini adalah contoh jaring makanan.
Konsumen dengan beberapa macam makanan, memiliki kesempatan hidup yang lebih baik dibandingkan dengan konsumen yang sumber makanannya terbatas. Bila terjadi sesuatu yang memusnahkan salah satu jenis persediaan makanan, konsumen dapat memilih makanan lain dari rantai makanannya dalam jaring makanan.
Jika kamu memperhatikan jaring-jaring makanan, kamu akan menemukan bahwa jaring-jaring makanan selalu berawal dari produsen dan diakhiri oleh pengurai. Bahan-bahan yang diuraikan itu akan kembali digunakan oleh produsen, sehingga daur materi dan energi tidak pernah terputus.
3. Piramida Makanan
Pada rantai makanan telah kita ketahui bahwa tingkat trofik yang terdiri atas produsen, konsumen tingkat I, konsumen tingkat II, dan seterusnya. Produsen yang bersifat autotrof selalu menempati tingkatan trofik utama, herbivora menempati tingkat trofik kedua, karnivora menduduki tingkat tropik ketiga, dan seterusnya.
Setiap perpindahan energi dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya akan terjadi pelepasan sebagian energi berupa panas sehingga jumlah energi pada rantai makanan untuk tingkat trofik yang semakin tinggi, jumlahnya semakin sedikit. Maka terbentuklah piramida ekologi/piramida makanan. Perhatikan gambar berikut ini.
Piramida makanan adalah suatu piramida yang menggambarkan perbandingan komposisi jumlah biomassa dan energi dari produsen sampai konsumen puncak dalam suatu ekosistem. Komposisi biomassa terbesar terdapat pada produsen yang menempati dasar piramida. Demikian pula jumlah energi terbesar terdapat pada dasar piramida.
Dalam ekosistem yang seimbang jumlah produsen lebih banyak daripada jumlah konsumen tingkat I, jumlah konsumen tingkat II lebih banyak daripada konsumen tingkat III, demikian seterusnya. Hal ini disebabkan oleh hilangnya energi pada setiap tingkatan makanan. Besarnya energi yang diperoleh dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya hanya sekitar 10% dari yang dimakannya. Contohnya, apabila produsen memiliki energi 1.000 kalori, maka tiap konsumen akan memperoleh energi:
■ Konsumen I = 1.000 kalori × 10% = 100 kalori
■ Konsumen II = 100 kalori × 10% = 10 kalori
■ Konsumen III = 10 kalori × 10% = 1 kalori
■ Konsumen IV = 1 kalori × 10% = 0,1 kalori
Agar rantai makanan dan jaring-jaring makanan di dalam ekosistem dapat terus berlanjut, maka produsen harus lebih banyak daripada konsumen I, konsumen I harus lebih banyak dari konsumen II, konsumen II harus lebih banyak dari konsumen III, dan konsumen III harus lebih banyak dari konsumen IV. Keadaan perbandingan jumlah produsen dengan konsumen dapat digambarkan dengan piramida makanan di bawah ini.
Pada piramida makanan, produsen menempati tingkat trofik I, konsumen I menempati tingkat trofik II, konsumen II menempati tingkat trofik III, dan seterusnya.
Dinamika Populasi
Pada sebuah ekosistem, jumlah populasi makhluk hidup dapat mengalami penurunan maupun kenaikan jumlah. Naik turunnya suatu populasi yang disebabkan oleh faktor tertentu disebut dinamika populasi. Ada beberapa peristiwa yang dapat mempengaruhi dinamika populasi di habitatnya.
1. Interaksi Predasi
Predasi adalah peristiwa suatu jenis hewan memangsa hewan tertentu. Saat populasi mangsa meningkat, maka populasi predator akan terpengaruh, yaitu akan meningkat juga. Sebaliknya jika populasi predator meningkat, maka populasi mangsa bisa menurun. Hal ini disebabkan karena mangsa akan dimangsa oleh predator yang jumlahnya banyak.
2. Kompetisi
Kompetisi adalah persaingan beberapa jenis makhluk hidup yang bertujuan untuk mendapatkan makanan, pasangan, atau wilayah kekuasaan. Dalam sebuah ekosistem, ada banyak predator yang terbagi dalam beberapa tingkat. Nah, predator ini kemudian akan saling berinteraksi dengan cara berkompetisi untuk mendapatkan makanan. Interaksi kompetisi inilah yang kemudian akan menyebabkan adanya dinamika pada masing-masing makhluk hidup.
3. Bencana Alam
Berbagai bencana alam di bumi seperti gunung meletus dan gelombang tsunami dapat mengakibatkan dinamika populasi. Lahar panas akibat letusan gunung berapi dapat merusak lingkungan dan mengakibatkan kematian makhluk hidup.
4. Aktivitas Manusia
Berbagai aktivitas manusia dapat mengakibatkan dinamika populasi. Ada berbagai aktivitas manusia yang menyebabkan dinamika populasi hewan di alam liar. Penebangan pohon di hutan yang dilakukan secara ilegal, pembangunan, perburuan, sampai pencemaran lingkungan menjadi beberapa contoh aktivitas manusia yang memengaruhi dinamika populasi. Kegiatan atau aktivitas manusia tadi akan merusak ekosistem, hingga menyebabkan penurunan populasi hewan serta tumbuhan.
Contoh Soal dan Jawaban
1. Perhatikan beberapa gambar organisme penyusun rantai makanan di bawah ini. Organisme yang tepat untuk mengisi bagan rantai makanan nomor 3 adalah...
A. katak
B. belalang
C. ular
D. elang
2. Urutan rantai makanan yang benar berdasarkan bagan jaring-jaring makanan di bawah ini adalah...
A. pohon --> belalang --> katak --> ular
B. rumput --> belalang --> ayam --> elang
C. pohon --> ulat --> katak --> ayam
D. rumput --> ulat --> katak --> elang
Perhatikan gambar jaring-jaring makanan di bawah ini untuk menjawab pertanyaan nomor 3-5!
3. Organisme yang berperan sebagai konsumen tingkat I adalah...
A. belalang dan burung pipit
B. tikus dan belalang
C. ulat dan katak
D. tikus dan katak
4. Organisme yang berperan sebagai konsumen tingkat II adalah...
A. burung pipit dan katak
B. belalang dan ulat
C. tikus dan elang
D. tikus dan katak
5. Organisme yang mampu bertahan hidup lebih lama apabila jumlah sawi semakin berkurang adalah...
A. tikus
B. belalang
C. katak
D. burung pipit
6. Perhatikan gambar sketsa di bawah ini. Gambar tersebut menunjukkan komunitas yang terdiri atas tikus, ular, dan tanaman gandum. Apa yang terjadi pada komunitas ini bila manusia membunuh ular-ular itu?
A. populasi tikus dan gandum tetap
B. populasi gandum menurun
C. populasi tikus menurun
D. populasi gandum meningkat
7. Jenis rantai makanan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini adalah...
A. rantai makanan parasit
B. rantai makanan perumput
C. rantai makanan detritus
D. rantai makanan saprofit
8. Perhatikan gambar piramida makanan di bawah ini. Organisme yang menempati tingkat trofik III adalah...
A. elang
B. belalang
C. ular
D. katak
9. Dari gambar piramida pada soan nomor 8, apabila jumlah energi yang dikandung oleh produsen sebesar 860 kalori, berapakah energi yang diperoleh oleh konsumen tingkat IV?
A. 0,09 kalori
B. 8,60 kalori
C. 0,86 kalori
D. 86 kalori
10. Perhatikan grafik hubungan antara tikus dengan ular pada ekosistem berikut ini. Kesimpulan dari keadaan populasi pada ekosistem ini adalah...
A. periode 1 populasi tikus menurun yang dikuti oleh menurunnya populasi ular
B. periode 2 populasi tikus mengalami kenaikan karena populasi ular meningkat
C. periode 4 populasi tikus meningkat yang disebabkan penurunan populasi ular
D. periode 3 terjadi penurunan populasi tikus dan ular secara bersamaan
