Tingkat trofik adalah kumpulan organisme – atau spesies organisme – mereka memiliki posisi yang sama dalam aliran nutrisi dan energi dalam suatu ekosistem . Secara umum, ada tiga tingkat trofik utama: produsen primer, produsen sekunder, dan pengurai.
Produsen utama adalah tumbuhan kemosintetik, alga dan prokariota. Dalam konsumen ada tingkatan yang berbeda, herbivora dan karnivora. Terakhir, pengurai adalah kelompok besar jamur dan prokariota.
Kucing adalah konsumen. Sumber: pixabay.com
Di sebagian besar ekosistem, tingkat trofik yang berbeda ini saling terkait dalam jaring makanan yang kompleks dan saling bergantung. Artinya, setiap predator memiliki lebih dari satu mangsa dan setiap mangsa dapat dimanfaatkan oleh lebih dari satu predator. Plot dapat terdiri dari hingga 100 spesies yang berbeda.
Rantai ini ditandai dengan pendek, karena transfer energi dari satu tingkat ke tingkat lainnya cukup tidak efisien – kira-kira hanya 10% dari energi yang berpindah dari satu tingkat ke tingkat lainnya.
Studi tentang tingkat trofik dan bagaimana mereka berkumpul dalam jaring makanan yang kompleks adalah tema sentral dalam ekologi populasi, komunitas, dan ekosistem. Interaksi antar level dan antar rantai mempengaruhi dinamika dan persistensi populasi dan ketersediaan sumber daya.
Indeks artikel
Autotrof dan heterotrof
Untuk memahami apa itu tingkat trofik, perlu dipahami dua konsep dasar dalam biologi: autotrof dan heterotrof.
Autotrof adalah organisme yang mampu menghasilkan “makanan” mereka sendiri, menggunakan energi matahari dan mesin enzimatik dan struktural yang diperlukan untuk melakukan fotosintesis atau melalui kemosintesis.
Heterotrof, pada bagian mereka, tidak memiliki mekanisme ini dan harus secara aktif mencari makanan – sama seperti kita manusia.
Jamur sering dikacaukan dengan organisme autotrofik (karena ketidakmampuan mereka untuk bergerak dan cara hidup yang mirip dengan tumbuhan). Namun, organisme ini heterotrofik dan mendegradasi nutrisi yang mengelilinginya. Nanti kita akan melihat peran yang dimainkan jamur dalam rantai.
Tingkat trofi dan karakteristiknya
Roddelgado [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Perjalanan energi terjadi secara berurutan, melalui kekuatan. Dengan cara ini, satu organisme dikonsumsi oleh yang lain, yang terakhir oleh yang ketiga, dan sistem berlanjut. Masing-masing “tautan” ini adalah apa yang kita sebut tingkat trofik.
Dengan cara ini, para ahli ekologi mendistribusikan organisme menurut sumber nutrisi dan energi utama mereka.
Secara formal, tingkat trofik terdiri dari semua organisme yang berada dalam posisi yang sama dalam hal aliran energi dalam suatu ekosistem. Ada tiga kategori: produsen, konsumen, dan pengurai. Di bawah ini kita akan menganalisis secara rinci setiap level yang disebutkan.
-Tingkat trofik pertama: produsen
Tingkat trofik pertama dalam rantai selalu terdiri dari produsen primer. Identitas organisme ini berbeda-beda tergantung ekosistemnya. Lantai ini adalah salah satu yang mendukung sisa tingkat trofik.
Misalnya, di lingkungan terestrial produsen utama adalah spesies tanaman yang berbeda. Dalam ekosistem akuatik mereka adalah alga. Secara metabolik, produsen dapat fotosintesis (mayoritas) atau kemosintetik.
Menggunakan energi dari sinar matahari, organisme fotosintetik mensintesis senyawa organik yang kemudian mereka gabungkan dalam proses respirasi sel dan sebagai bahan penyusun untuk melanjutkan pertumbuhannya.
Seperti yang kita harapkan, organisme ini melebihi jumlah konsumen mereka. Bahkan, hampir semua (99%) dari organik materi di dunia hidup terdiri dari tanaman dan ganggang, sedangkan heterotrof menempati hanya tersisa 1%.
Di sisi lain, produsen primer kemosintetik sebagian besar ditemukan di sumber air hidrotermal yang terletak jauh di dalam laut – di mana organisme prokariotik ini sangat melimpah.
Hipotesis dunia hijau
Anda pasti telah memperhatikan bahwa sebagian besar ekosistem alami berwarna hijau. Faktanya, total 83,10 10 ton karbon disimpan dalam biomassa tanaman ekosistem darat – jumlah yang luar biasa tinggi.
Fakta ini tampaknya aneh, karena ada sangat banyak konsumen primer yang memakan bahan nabati.
Menurut hipotesis ini, herbivora mengkonsumsi sedikit bahan tanaman, karena mereka dikendalikan oleh berbagai faktor yang membatasi populasi mereka, seperti keberadaan predator, parasit, dan jenis penyakit lainnya. Selain itu, tanaman memiliki zat kimia beracun yang mencegah konsumsi.
Perhitungan yang dibuat sejauh ini memperkirakan bahwa herbivora mengkonsumsi sekitar 17% dari total produksi bersih produsen setiap tahun – sisanya dikonsumsi oleh detritivora.
Sekarang dengan mengingat angka-angka ini, kita dapat menyimpulkan bahwa herbivora bukanlah gangguan nyata bagi tanaman. Namun, ada pengecualian yang sangat spesifik, di mana herbivora mampu menghilangkan seluruh populasi dalam waktu yang sangat singkat (beberapa hama).
-Tingkat trofik kedua: konsumen
Tingkat trofik yang berada di atas produsen primer dibentuk oleh organisme heterotrofik , dan bergantung secara langsung atau tidak langsung pada produsen autotrofik. Dalam kelompok konsumen kita juga menemukan beberapa tingkatan.
Konsumen primer: herbivora
Energi masuk melalui konsumen primer. Ini terdiri dari hewan yang mengkonsumsi tumbuhan atau ganggang. Di setiap ekosistem kita akan menemukan kelompok hewan tertentu yang membentuk tingkat konsumen primer.
Salah satu karakteristik yang paling mencolok dari herbivora adalah bahwa sebagian besar bahan diekskresikan tidak tercerna. Energi yang tercerna selanjutnya menggerakkan aktivitas harian herbivora dan sebagian lagi akan diubah menjadi biomassa hewan.
Yang pertama sering disebut “kehilangan” oleh respirasi. Namun, bernapas adalah aktivitas vital yang harus dilakukan hewan.
Konsumen sekunder: karnivora
Tingkat berikutnya terdiri dari konsumen sekunder atau karnivora: hewan yang memakan hewan lain. Hanya sebagian kecil dari tubuh herbivora yang dimasukkan ke dalam tubuh karnivora.
Beberapa konsumen sekunder mungkin memiliki pola makan campuran, termasuk tumbuhan dan hewan dalam makanan mereka. Oleh karena itu, klasifikasi mereka biasanya tidak terlalu jelas dan mereka hadir di lebih dari satu tingkat trofik.
Konsumen tersier dan kuarterner
Beberapa rantai trofik dicirikan oleh konsumen tersier dan kuaterner, yang menunjukkan bahwa mereka masing-masing mengkonsumsi hewan tingkat sekunder dan tersier.
Detritivora atau pemulung
Salah satu jenis konsumen tertentu terdiri dari individu-individu yang dikenal sebagai pemulung. Jenis makan ini ditandai dengan konsumsi mangsa mati dan bukan mangsa hidup.
Makanan pemulung meliputi detritus : bagian sayuran yang membusuk, seperti daun, akar, cabang dan batang atau juga hewan mati, eksoskeleton, dan kerangka.
-Tingkat trofik ketiga: pengurai
Seperti detritivora dari kelompok sebelumnya, organisme tingkat trofik ketiga bekerja pada bahan yang membusuk. Namun, mereka bukanlah entitas biologis yang tumpang tindih, karena fungsi masing-masing sangat bervariasi.
Fungsi utama dekomposer adalah mengubah bahan organik menjadi bahan anorganik, sehingga menutup siklus materi dalam ekosistem. Dengan cara ini, sayuran memiliki bahan untuk dibuang. Yang bertugas melaksanakan tugas akhir yang penting ini adalah bakteri dan jamur.
Jamur adalah organisme yang mengeluarkan enzim yang substratnya adalah zat organik yang mengelilinginya. Setelah pencernaan enzimatik, jamur dapat menyerap produk untuk makanan.
Kebanyakan pengurai adalah agen mikroskopis yang tidak dapat kita lihat dengan mata telanjang. Namun, kepentingannya melampaui ukurannya, karena jika kita menghilangkan semua pengurai di planet ini, kehidupan di bumi akan berhenti karena kekurangan bahan untuk pembentukan zat organik baru.
Contoh
Padang rumput
Contoh pertama kita difokuskan pada padang rumput. Untuk tujuan praktis, kita akan menggunakan rantai sederhana untuk menunjukkan bagaimana tingkat trofik terkait dan bagaimana mereka bervariasi tergantung pada ekosistem. Namun, pembaca harus memperhitungkan bahwa rantai sebenarnya lebih kompleks dan dengan lebih banyak peserta.
Rumput dan tanaman lain akan membentuk tingkat produsen primer. Berbagai serangga yang menghuni padang rumput hipotetis kita (misalnya, jangkrik) akan menjadi konsumen utama rumput tersebut.
Jangkrik akan dikonsumsi oleh konsumen sekunder, dalam contoh kita ini akan menjadi hewan pengerat kecil. Tikus pada gilirannya akan dikonsumsi oleh konsumen tersier: seekor ular.
Jika padang rumput dihuni oleh burung karnivora, seperti elang atau burung hantu, mereka akan memakan tikus dan bertindak sebagai konsumen kuaterner.
laut
Sekarang, mari kita lakukan penalaran hipotetis yang sama tetapi dalam ekosistem akuatik. Di laut, produsen utama adalah fitoplankton, yaitu organisme tumbuhan yang hidup tersebar di perairan. Yang terakhir akan dikonsumsi oleh konsumen utama, zooplankton.
Berbagai spesies ikan yang menghuni ekosistem akan menjadi konsumen sekunder.
Konsumen tersier yang makan ikan bisa anjing laut atau karnivora lainnya.
Rantai kita di lautan berakhir dengan konsumen kuaterner yang terkenal: hiu putih besar, yang akan memakan segel tingkat sebelumnya.
Transfer energi antar tingkat trofik
Telah ditetapkan, sebagai aturan umum, bahwa transfer energi bersih antara masing-masing tingkat trofik mencapai efisiensi maksimum hanya 10%, dan dikenal sebagai “aturan 10%”. Namun, dalam setiap komunitas, pendekatan ini dapat sangat bervariasi.
Artinya, dari total energi yang disimpan oleh herbivora, misalnya, hanya mewakili 10% dari total energi yang ada di produsen primer yang mereka konsumsi. Dengan cara yang sama, pada konsumen sekunder kita menemukan 10% energi yang disimpan oleh konsumen primer.
Jika kita ingin melihatnya secara kuantitatif, perhatikan contoh berikut: misalkan kita memiliki 100 kalori energi matahari yang ditangkap oleh organisme fotosintetik. Dari jumlah tersebut, hanya 10 kalori yang akan masuk ke herbivora, dan hanya 1 untuk karnivora.
Rantai makanan tidak sederhana
Ketika kita berpikir tentang rantai makanan, kita dapat berasumsi bahwa tingkat yang menyusunnya diatur dalam rangkaian linier, sangat dibatasi satu sama lain. Namun, di alam kita menemukan bahwa satu tingkat berinteraksi dengan beberapa tingkat, membuat rantai terlihat mirip dengan jaringan.
Rantai makanannya pendek
Saat melihat rantai makanan, kita akan melihat bahwa mereka hanya terdiri dari beberapa tingkatan – kebanyakan dari mereka terdiri dari lima mata rantai atau kurang. Beberapa rantai khusus, seperti di jaringan Antartika, memiliki lebih dari tujuh tautan.
Oleh karena itu, para peneliti mempertanyakan keberadaan beberapa tingkat trofik. Hipotesis yang relevan dengan subjek adalah sebagai berikut:
Hipotesis energi
Ada dua hipotesis untuk menjelaskan batasan panjang ini. Yang pertama adalah apa yang disebut “hipotesis energi”, di mana batasan utama rantai adalah inefisiensi transmisi energi dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Pada titik ini, perlu diingat hipotesis 10% yang disebutkan di bagian sebelumnya.
Mengikuti asumsi hipotesis sebelumnya, kita harus menemukan bahwa dalam ekosistem dengan produktivitas primer yang tinggi oleh organisme fotosintesis di daerah tersebut, rantainya lebih panjang, karena energi yang digunakan untuk memulainya lebih besar.
Hipotesis stabilitas dinamis
Hipotesis kedua terkait dengan stabilitas dinamis dan mengusulkan bahwa rantai pendek karena mereka menghadirkan stabilitas yang lebih besar daripada rantai yang lebih panjang. Jika fluktuasi populasi tiba-tiba terjadi di tingkat yang lebih rendah, kita dapat menemukan kepunahan lokal atau penurunan tingkat trofik atas.
Di lingkungan yang lebih rentan terhadap variabilitas lingkungan, predator tingkat tinggi harus memiliki plastisitas untuk menemukan mangsa baru. Juga, semakin panjang rantai, semakin sulit untuk pulih dari sistem.
Bukti
Dengan mempertimbangkan data yang dikumpulkan oleh para peneliti, hipotesis yang paling mungkin muncul adalah hipotesis energi. Melalui eksperimen manipulasi, telah disimpulkan bahwa produktivitas primer secara proporsional mempengaruhi panjang rantai makanan.
Referensi
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
- Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB,… & Wilcove, DS (Eds.). (2009). Panduan Princeton untuk ekologi . Pers Universitas Princeton.
- Maynard-Smith, J. (1978). Model dalam ekologi . Arsip Piala.
- Parga, ME, & Romero, RC (2013). Ekologi: dampak masalah lingkungan saat ini terhadap kesehatan dan lingkungan . Edisi Eco.
- Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Biologi Campbell . Pearson.
- Rockwood, LL (2015). Pengantar ekologi populasi . John Wiley & Sons.
