Prinsip-prinsip Ekologi dan Evolusi

Prinsip-prinsip Ekologi dan Evolusi

A. Interaksi ekologi

Ekologi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi antara organisme dan lingkungannya, serta akibat yang ditimbulkannya. Ekologi mempelajari distribusi dan kelimpahan organisme tersebut, dan mekanisme pola yang menentukan penyebarannya.

1. Sumber daya yang bisa diperbaharui dan tidak bisa diperbaharui

Fungsi dari sumber daya sangat penting dalam studi ekologi. Sumber daya adalah material yang melimpah di alam yang dapat dibatasi keterbatasan, pertumbuhan, ataupun perkawinan. Makanan, tempat, dan nutrien anorganik tak terlarut berpotensi membatasi sumber daya. Sumber daya yang bisa habis terkuras dan lama tak tersedia adalah sumber daya yang tidak bisa diperbaharui. Sumber daya yang terus tersedia secara berkelanjutan adalah sumber daya yang bisa diperbaharui.

B. Hierarki ekologi

Ekologi mempelajari berbagai tingkat interaksi hierarki, termasuk individual, populasi, spesies, komunitas, ekosistem. Proses ekologi harus dipelajari pada tingkat-tingkat hierarki. Tingkatan penting, dari universal sampai spesifik, yaitu :

1. Tingkat individu

Individu adalah organisme yang secara psikologi independen dari organisme lain. Pada tingkat individu, kita diminta untuk memahami bagaimana organisme bertahan dibawah bebagai macam kondisi kimiawi fisik, dan bagaimana individu menemukan tempat perlindungan dan pasangan, menghindari predator, dan menemukan makanan.

2. Tingkat populasi

Populasi adalah sekelompok individu dari spesies yang sama yang bereaksi terhadap faktor lingkungan yang sama. Pada tingkat populasi, kita ingin memahami persoalan seperti seberapa besar seharusnya populasi menghasilkan anggota muda agar populasi tersebut bertahan. Kita juga tertarik pada populasi yanag memiliki varietas genetik yang cukup untuk adaptasi evolusi dalam perubahan lingkungan.

3. Tingkat komunitas

Komunitas merupakan sekelompok populasi dari spesies yang berbeda dan hidup di tempat yang sama. Pada tingkat ini, kita tertarik pada interkasi antar spesies yang mungkin dipengaruhi ukuran populasi yang ada.

4. Tingkat ekosistem

Ekosistem merupakan habitat keseluruhan, termasuk seluruh segi abiotik dan seluruh spesies hidup yang ada di dalamnya.

5.Tingkat biosfer

Biosfer merupakan segala bentuk interaksi kehidupan di Bumi dan lingkungannya.

C. Predasi

Ada 2 tipe predator dalam memangsa mangsanya, yaitu tipe mobile dan stasioner. Dalam lingkungan laut, predator dengan tipe memangsa stasioner di antaranya anemone dan coelenterate lainnya. Sedangkan ikan, bintang laut, kelompok gastropoda, burung, dan kepiting merupakan jenis predator mobile. Setiap individu memiliki metode mencari mangsa yang berbeda-beda.

Sebagian besar predator mampu mengkonsumsi berbagai mangsa. Pada Digging snail, misalnya, dapat mengkonsumsi berbagai teritip dan berbagai jenis kerang. Berang-berang laut menyelam dan mengambil sea-urchin, abalone, dan invertebrate bentik besar lainnya. Densitas makanan secara keseluruhan menurun, membayar untuk menjadi kurang pemilih dan memperluas jangkauan mangsa. Kesimpulan ini dapat diubah jika ada beberapa biaya dalam belajar untuk beralih dari satu item mangsa lain. Misalnya, siput mungkin mengembangkan pencetakan penciuman pada jenis mangsa yang diberikan. Mungkin biaya lebih untuk mengubah pencetakan ini daripada terus memburu item mangsa asli. Kekenyangan, atau batas-batas kegiatan pencernaan, mungkin juga penting. hewan predator mungkin melewatkan mangsa jika usus predator yang mengisi dan dapat dikaitkan lagi untuk saat ini .

Waktu yang dihabiskan di tempat makanan juga merupakan daerah penting dari keputusan yang mempengaruhi total asupan pemangsa mangsa. Dengan mempertimbangkan Pasifik Timur spinosa laut hippasteria, yang mengkhususkan diri pada subtidal bintang laut Ptilosarcus gurneyi. Pena laut ditemukan di petak tanah yang kecil padat ukuran yang berbeda. Jika bintang laut menghabiskan waktu yang lama di sepetak laut pena yang sudah sebagian habis, mungkin menginvestasikan banyak waktu panen daerah dengan sedikit imbalan per satuan waktu. Alternatif lainnya, bintang laut mungkin meninggalkan petak tanah yang kecil pertama dan menemukan yang lain, petak tanah yang kecil yang lebih kaya. Teori mencari makan optimal memprediksi bahwa waktu yang dihabiskan di sepetak mangsa harus meningkatkan dengan peningkatan waktu tempuh antara petak tanah yang kecil. Ini sangat masuk akal intuitif, karena peningkatan waktu tempuh mengurangi kesempatan keseluruhan untuk mendapatkan makanan. Itu tidak layak menemukan petak tanah yang kecil yang baru kecuali makanan di dalamnya sesuai dengan waktu perjalanan. Membayangkan makan penyu hijau di tempat tidur rumput laut. Jika ada banyak tempat tidur lain rumput laut yang mudah dijangkau, maka akan berpindah ke salah satu tempat tidur setelah di petak tanah yang kecil saat ini menjadi sulit untuk menemukannya. Jika jarak antara tempat tidur rumput jauh, tetapi, itu akan membuat untuk tinggal lebih lama, karena perjalanan ke petak tanah yang lain relatif jauh dalam hal waktu hilangnya makanan.

Perilaku mencari makan juga sangat dipengaruhi oleh adanya predator. Ketika moluska kerang yang menyedot-makan, mereka harus mengekspos sifon mereka. Hal ini membuat mereka mangsa bentik ikan karnivora. Paparan siphon yang demikian dapat menyebabkan kerugian, dan ketidakmampuan untuk memberi makan sampai organ telah ulang. Oleh karena itu, pengumpul seperti moluska kerang ini harus memodulasi perilaku makan mereka untuk mengakomodasi potensi kerusakan yang bisa dilakukan kepada mereka oleh predator. Sebagian, hal ini dapat dicapai dengan modulasi frekuensi makan, tetapi predasi juga telah membawa seleksi alam untuk berbagai sifat predator menghindari.

D. Menghindari Predator

Sebuah strategi yang paling jelas untuk menghindari predasi adalah crypsis, atau berbaur dengan latar. Berbagai hewan, termasuk banyak ikan, krustasea, dan cumi, menggunakan kromatofora, yaitu sel-sel yang dapat dengan cepat mengubah warna mereka. Flounders, misalnya, dapat berubah dalam beberapa detik pola warna permukaan dorsal mereka untuk mencocokkan pasir atau bawah berbintik-bintik.

Sebagian besar spesies samar telah tetap warna yang menjemukan dan berbaur dengan baik dengan latar. Misalnya, siput biasanya menyatu dengan latar substrat berbatu mereka; misalnya, saya bahkan melihat populasi siput oranye dalam area granit oranye di Skotlandia. Banyak spesies berbaur dengan latar melalui penutup kamuflase. Untuk menyamarkan permukaan dorsal, kepiting dekorator (spider crab) mengambil fragmen rumput laut, spons, bryozoan, dan senyawa ascidian, dan seluruh anemone. Rostrum dan sisi karapas dihiasi dengan setae doyan. Kepiting biasanya menghabiskan hari bergerak dan menekan bagian bawah, dengan cakarnya terlipat di bawah permukaan ventral. Pada malam hari, adalah waktu yang aman untuk melakukannya, bergerak secara terbuka dan mencari makan.

Sejumlah spesies menunjukkan warna menipu dan perilaku. Banyak ikan karang kecil memiliki bintik-bintik posterior besar. Predator yang tertipu menyerang posterior ikan seperti yang berenang melarikan diri ke arah yang berlawanan. Cumi, sotong, dan kelinci laut Aplysia menyemprotkan tinta gelap, yang menyembunyikan pelarian mereka.

Banyak spesies menanggapi predator dengan cara respon pelarian sangat spesifik, dan beberapa khusus untuk mendeteksi dan menghindari predator spesies tertentu. Ikan dan kepiting mendeteksi predator visual dan dapat menjauh dengan cepat. Banyak invertebrata bentik lamban tanggapan melarikan diri. Misalnya, ketika kontak dengan bintang laut, kerang melarikan diri dengan menutup katup mereka cepat dan mengusir air melalui lubang jet di kedua sisi engsel. Beberapa anemon bereaksi terhadap bintang laut dengan mengangkat dari substrat dan berenang ke dalam kolom air. Untuk melarikan diri dari sebagian besar bintang laut Pycnopodia, di laut Pasifik teripang Parastichopus californicus dengan kontrak kasar yang otot dinding tubuh dan mata air dari bawah, ke dalam air. Kerang Spisula menggali keras membalik kakinya dan secara harfiah dapat naik melalui laut mendekat.

E. Sistem Pertahanan Diri

1. Pertahanan Mekanik

Pertahanan mekanik merupakan salah satu cara beradaptasi yang umum dalam mempertahankan tubuh dari predator. Di beberapa kasus, kekuatan sederhana dari dinding tubuh atau kekakuan yang dihasilkan dari struktur bagian dalam dapat dibuktukan sangat efektif. Di berbagai rumput laut tropis (Halimeda, Pennicillus), bagian thallus-nya diperkuat dengan kalsium karbonat. Dikombinasikan dengan pertahanan kimia di beberapa kasus, kekuatan tersebut efektif untuk menghalangi predator. Banyak gastropoda yang memiliki cangkang yang tebal, dimana dapat mencegah ikan predator. Sebagian besar ikan memiliki duri, beberapa ada yang beracun. Contohnya, kelompok dari family Scorpaenidae, termasuk scorpion fish dan stone fish dilengkapi dengan duri yang beracun. Dalam kasus stone fish di terumbu karang Pacific, racunnya cukup membahayakan dan dapat membunuh orang dewasa. Bulu babi Karibia Diadema antillarum memiliki duri tajam yang panjang dengan duri terbalik. Duri-duri tersebut menghalangi banyak predator, tapi beberapa ikan menggigit bulu babi dan tampak selamat setelah tertusuk oleh durinya.

Di beberapa spesies, predator menyebabkan pertumbuhan pertahanan mekanik. Seperti pertahanan induksi dapat membuktikan keuntungan untuk mangsanya, dimana mungkin sumberdaya terbuang ketika tidak ada predator. Sumberdaya tersebut mungkin dapat digunakan untuk pertumbuhan atau perkembangan. Pertahanan induksi khusus digunakan untuk spesies yang sessile, yang akan menempatkan mereka kea rah serangan predator. Contohnya, Bryozoa sessile Membranipora membrabacea, dimana hidup berupa lembaran individu-individu di permukaan yang keras, yang biasanya diserang oleh siput laut khusus, Doridella steinbergae. Serangannya dapat mengakibatkan produksi bagian perifer dari koloni yang memiliki tulang yang dilengkapi dengan duri (gambar 3.7). Durinya dapat mengurangi pemangsaan sekitar 40 persen, tetapi seluruh koloni tumbuh lebih lambat daripada koloni yang tidak terlihat oleh predator. Pertahanan induksi juga dapat digunakan untuk menghalangi pesaing intraspesifik dan interspesifik.

Berbagai macam masalah yang dihadapi oleh organisme juga dihadapi oleh teritip acorn, Chthamalus anisopoma, dimana hidup di Teluk California. Teritip ini tediri dari dua bentuk, kerucut dan membungkuk(membulat). Bentuk kerucut merupakan yang khas dari kebanyakan teritip acorn. Di kasus bentuk membungkuk, pada dasarnya teritip tumbuh dengan tepi aperture yang berorientasi tegak lurus (daripada sejajar). Bentuk pertumbuhan yang protektif diakibatkan oleh adanya siput karnivora Achantina angelica, dimana keberadaannya melimpah secara spasial. Orang mungkin bertanya kenapa teritip tidak selalu menghasilkan bentuk yang membungkuk. Tampaknya, bentuk yang melengkung ini dihasilkan dengan mengorbankan fekunditas dan pertumbuhan somatic. Dengan demikian, terdapat keuntungan untuk menjadi bentuk kerucut ketika tingkat predasi rendah. Situasi ini yang menstabilkan kehadiran dari dua bentuk tersebut.

Banyak spesies kekurangan induksi pertahanan, tapi mungkin ada variasi genetic di tingkat penguatan mekanik. Ini terjadi pada stickleback berduri tiga Gasterosteus aculeatus, ikan yang umum berada di lingkungan dekat pesisir pantai, estuaria, dan danau. Terdapat tiga bentuk yang diketahui, muali dari bentuk piringan kuat hingga satu piring lateral yang tidak betulang (gambar 3.9). Bentuk berlapis terjadi di perairan dimana karnivora yang lebih umum. Ikan ini juga memiliki sepasang duri bagian dorsal yang dapat mengeras dan ini dapat membantu untuk menghalangi ular dan ikan predator.

Di berbagai kasus belum jelas antara cangkang yang menebal atau adanya duri yang berkembang dari variasi genetis oleh seleksi alam atas bentuk yang tidak dilindungi, atau pertahanan induksi. Kami akan kembali dengan diskusi kami tentang variasi morfologi di populasi laut yang lalu.

2. Pertahanan Dengan Racun

Zat aktif dari spesies yang umum dan berbagai stimulant digunakan oleh manusia sebagai hasil dari respon evolusioner dari berbagai tumbuhan kepada predator. Nikotin, kafein, dan mustard adalah beberapa dari sekian banyak zat. Karena komponen ini tidak sering digunakan oleh beberapa tumbuhan dalam proses metabolism, setidaknya ketika konsentrasinya meningkat dapat digunakan untuk pertahanan kimia, yang sering disebut dengan senyawa sekunder.

Senyawa racun yang diproduksi meliputi sekresi asam oleh rumput laut dan tunikata, dan pembuatan senyawa oleh species tanaman laut yang lebih tinggi, rumput laut, dan hewan. Zat ini biasanya di sintesis oleh organisme, walaupun beberapa hewan dapat mengkonsumsi tanaman beracun dan menyimpan zat racun dalam tubuhnya, praktek yang dapat menghalangi hewan pemangsa. Contohnya, kelinci laut Aplysia dapat memakan alga Laurencia dan organisme halogen ini menyerap gumpalan terpen, yang sangat beracun. Jadi, kelinci laut ini juga beracun.

3. Pertahanan Dengan Menyamar

Banyak dari organisme laut yang beracun yang mencolok daripada samar-samar. Tunikata hitam beracun Phallusia nigra mudah terlihat berlawanan dengan latar belakang pada umumnya : terumbu karang putih atau pasir. Tunik tersebut dapat mengandung sebanyak satu persen vanadium, logam yang beracun tinggi, dan tunikata juga dapat menghasilkan vakuola asam sulfat. Banyak spesies tropis beracun yang merah cerah atau kuning. Tunikata Panama yang asam Rhopaela birklandii adalah biru elektrik terang. Beberapa bivalvia memiliki struktur bentuk tentakel yang mencolok dan hamper terlihat untuk menggoda ikan. Spesies bivalvia Lima mungkin memiliki tentakel mantel yang dapat autotomy, melepaskan, yang tidak disukai. Ikan menggigit tentakel tersebut dan meludah mereka keluar, meninggalkan hewan terluka. Kemudian berenang menjauh.

F. Komensalisme

Spesies komensal memperoleh manfaat dari spesies lain, namun kembali tidak bermanfaat. Hubungan komensal mungkin fakultatif atau wajib. Spesies komensal fakultatif tidak sepenuhnya tergantung pada spesies tunggal tertentu, tetapi dapat hidup pada berbagai spesies. Teritip, misalnya, dapat menetap dan hidup pada berbagai jenis kerang, atau teritip lain, rumput laut, atau bahkan batu. Di sisi lain, komensal wajib bisa hidup hanya dengan spesies tertentu lainnya. Perkamen cacing Atlantik utara bagian barat Chaetopterus sering berisi kepiting komensal Pinnixa chaetopterans, yang mengendap dan menyerang tabung cacing sebagai larva. Kepiting akhirnya tumbuh terlalu besar untuk meninggalkan tabung, dan makan makanan yang tersapu oleh arus yang dihasilkan oleh cacing parapodia. Liang dari Pasifik timur echiurid cacing Urechis caupo sering mengandung ikan gobiid, sebuah polychaete polynoid, dan kepiting pinnotherid. Polychaete pakan pada beberapa kantong lendir dibangun oleh Urechis untuk makan suspensi. Ikan dan polychaete mungkin berasal perlindungan dari predator dan juga mungkin memakan detritus dan mangsa di liang.

Beberapa commensals menggunakan spesies lain sebagai tempat melekat. Berbagai macam hewan dan tumbuhan yang melekat pada ikan, mamalia laut, dan penyu. Teritip Paus dari keluarga Coronulidae melampirkan paus dan memakan fitoplankton sebagai paus berenang. Remora adalah ikan dengan sirip punggung yang sangat dimodifikasi menjadi pengisap, yang melekat pada hiu atau kura-kura laut. Remora melampirkan hiu pelagis, namun dapat dengan cepat memisahkan diri untuk memakan makanan hiu. Sebaliknya, ikan percontohan tidak memiliki pengisap khusus, namun berkumpul di sekitar hiu dan makan sisa-sisa mereka.

G. Mutualisme

Sebuah mutualisme adalah asosiasi antara dua atau lebih spesies yang saling menguntungkan. Banyak spesies laut yang sering ditemukan di mana saling menguntungkan jelas. Hubungan seperti ini mungkin mulai sebagai interaksi fakultatif, tetapi variasi genetik memungkinkan ketergantungan lengkap. Varian genetik yang saling bergantung mungkin memiliki lebih banyak keturunan daripada yang tidak berpartisipasi di dalamnya.Kebanyakan mutualisme adalah suatu keseimbangan antara perlindungan terhadap predasi di satu sisi spesies dan beberapa manfaat lainnya di sisi spesies lainnya di dalamm mutualisme. Salah satu mutualisme paling luar biasa di terumbu karang yaitu antara udang pembersih atau ikan pembersih dengan sebagian besar spesies ikan. Udang pembersih atau ikan pembersih makan dengan cara mengambil ectoparasit pada ikan yang menempel di ikan secara teratur. Ikan Labroides dimidiatus mengurus stasiun pembersihan yang dikunjungi sekitar 50 spesies ikan setiap harinya. Pelanggan tertarik karena gerakan bergelombang dari si ikan ini. Ikan Aspidonotus taeniatus meniru gerakan ini, namun daripada mengambil parasit, ikan ini menyerang ikan yang datang dan menggigit sirip mereka.

H. Parasitisme

Parasitisme terjadi ketika salah satu spesies hidup dengan mengorbankan individu dari spesies lain, idealnya tanpa mengkonsumsi inangnya secara penuh sebagai makanan dan dengan demikian membunuh inangnya.

Parasit hidup dengan mengorbankan spesies lainnya dan mendapatkan nutrisi atau tempat berlindung dengan melukai inangnya. Ectoparasit hidup dengan menempel di bagian luar permukaan tubuh. Sebaliknya, endoparasit hidup di dalam tubuh dan mengambil alih sirkulasi pembuluh atau pertumbuhan di dalam organ atau jaringan. Jika suatu parasit tidak efektif dalam memanfaatkan inangnya, parasit lain dapat masuk dan menggantikan mereka melalui persaingan. Jika mereka terlalu efektif , mereka dapat membunuh inangnya atau membawa inangnya menuju kepunahan.

1. Parasit dari invertebrate sering mempengaruhi reproduksi inangnya.

Beberapa parasit nampak lebih mempengaruhi organ reproduksi dari inangnya dibandingkan dengan organ lainnya. Hasilnya, Inang dapat bertahan hidup namun mandul. Contohnya Sacculina yang memiliki cirri khas larva crustacean planktonik yang menyerang jaringan lemak dari organ reproduksi dari inang kepitingnya dan menyebar. Parasit ini menggunakan lemak untuk reproduksinya sendiri, dengan mengorbankan inangnya, yang kemungkinan tidak memiliki gonad yang berfungsi.2. Parasit sering memiliki siklus hidup yang rumit yang bergantung dengan lebih dari satu spesies inangnya.

Karena inangnya mati pada akhirnya, atau karena kematiannya dipercepat karena keberadaan parasit, parasit harus berpindah ke inang lainnya. Hasilnya, parasit memiliki siklus hidup yang rumit, dengan morfologi yang sangat berbeda disesuaikan dengan fungsinya di lingkungan mikro yang sangat berbeda. Ada kebahayaan dalam ketergantungan di inang yang banyak, karena satah satu inang mungkin tidak ada atau sulit dicaritahu letaknya.I. Tingkat Populasi

Ukuran populasi merujuk ke jumlah suatu organism di suatu daerah. Kepadatan populasi merujuk ke jumlah individu per satuan luas(/m2), atau per satuan volum (/m3) dan memberikan gambaran tentang tingkat kesesakan, atau gambaran tingkat akses individu terhadap sumber daya yang langka seperti makanan dan ruang. Untuk menghitung jumlah bahan dalam suatu populasi, kita sering mengukur kepadatan dengan aturan dari biomassa, yaitu massa individu per meter persegi (g/m2).

1. Perubahan populasi berasal dari kelangsungan hidup, kelahiran, kematian, imigrasi, dan emigrasi

Kelangsungan hidup dewasa adalah faktor utama dalam perubahan populasi. Jika tingkat kelangsungan hidup tinggi maka ukuran populasi saat itu berperan utama dalam menggambarkan ukuran populasi di masa yang akan datang. Kelahiran dan suksesnya kelangsungan hidup anak muda juga jelas pentingnya. Waktu generasi adalah jangka waktu antara kelahiran dengan reproduksi pertama. Imigrasi dan emigrasi para dewasa juga mempengaruhi perubahan kelimpahan populasi. Kita dapat menggambarkan kemungkinan kelangsungan hidup dari tingkat umur yang berbeda dengan menggunakan grafik yang dikenal dengan kurva kelangsungan hidup (survivorship curve).

2. Sumber daya yang terbatas akan mempengaruhi pertumbuhan populasi

Jika sumber daya tak terbatas dan tidak ada bencana alam seperti badai, maka suatu populasi dapat meningkat tanpa batas. Dalam dunia nyata, makana atau ruang akan habis pada akhirnya. Dengan sumberdaya yang semakin langka, keterbatasan sumber daya dari kelangsungan hidup, pertumbuhan dan reproduksi akan terjadi.

3. Populasi sering bermetapopulasi, ini merupakan serangkaian sub-populasi yang saling berhubungan, beberapa di antaranya dapat berkontribusi dalam jumlah proporsional besar untuk individu yang bermetapopulasi secara keseluruhanHal itu masuk akal karena dinamika populasi dan perbedaan generik akan sangat dikendalikan oleh hubungan timbal balik antara populasi-populasi. Maka bisa dipastikan bahwa pencampuran lengkap individu di setiap generasi akan menekan perbedaan genetik antara populasi-populasi, karena perubahan yang terjadi dalam satu generasi akan meluas penyebarannya. Penyebaran secara luas tahap larva pada planktonic mungkin terjadi pada situasi tersebut. Satu-satunya perbedaan antara subpopulasi karena subpopulasi harus berkembang dalam rentang waktu satu generasi. Misalnya, predator memiliki mangsa berupa individu berbeda dari satu populasi ke populasi yang berikutnya. Dalam satu populasi, predator-predator yang besar mungkin membunuh semua mangsa baik individu kecil; tetapi dalam populasi lain, kehadiran predator kecil mungkin memberikan kekebalan pada individu terbesar.Oleh karena itu anda mungkin hanya menemukan mangsa hewan kecil pada populasi pertama dan hanya hewan besar dipopulasi kedua. Point yang penting adalah bahwa dalam setiap generasi, tahap penyebaran yang kuat akan bercampur pada subpopulasi tersebut.Ada adaptasi local untuk berbagai tipe dari predator, oleh karena itu, sangat sulit.Kemungkinan setiap individu untuk bereaksi dan membela diri akan berbeda-beda terhadap resiko berbagi jenis predator dan memungkinkan dirinya untuk berkembang pada plastisitas fenotipnya.maka semua proses mungkin akan didominasi oleh penyebaran dari "daratan". Subpopulation untuk pulau daerah terumbu karang ( gambar 3.17b ) subpopulation dapat menghasilkan individu tetapi mereka tidak akan memberikan kontribusi yang hampir sama dengan banyak keturunan metapopulation terutama untuk terumbu karang yang paling utama.

Jika Anda mempertimbangkan subpopulasi tertentu, mungkin menjadi sumber penampung atau akan menghilang dalam metapopulation.Sebuah sumber adalah subpopulasi yang akan memberikan kontribusi proporsional lebih pada individu di metapopulation tersebut. Hal ini dapat terjadi ketika reproduksi dan penyebaran yang sangat tinggi dalam subpopulasi lokal.Kehilangan populasi terjadi ketika subpopulasi menerima imigran dari populasi lain tetapi tidak memberikan kontribusi individu untuk metapopulation tersebut.Pengujian yang jelas diberikan pada kematian semua imigran ke dalam hilangnya subpopulasi dan kegagalan individu lokal untuk bereproduksi.

Pemikiran tentang Metapopulasi sangat sesuai untuk sistem di laut, di mana penyebaran larva antara subpopulasi yang relatif terisolasi adalah umum.Sebuah contoh menarik baru-baru ini ditemukan dalam sebuah studi dari kelas gastropoda pada Mangrove pusat Queensland, Australia. Di zona intertidal siput arboreal Littoraria Filosa (gambar 3.18a)terdapat biasanya pada daun bakau dan mampu bertahan terhadap kekeringan.Siput ini memiliki jenis kelamin terpisah, yang bersanggama, dan penyebaran larva planktotrophic yang berenang di air selama sekitar satu bulan. Stephen dan Ruth Mckillup4 telah mengamati populasi selama beberapa tahun dan menemukan bahwa siput terlihat memiliki siklus tahunan;kebanyakan siput dewasa mati selama periode mulai dari penyebaran larva sampai menetap,dan ada sedikit hubungan temporal antara generasi-generasi.Mereka terkejut ketika mereka mulai menyelidiki pohon bakau individu (lihat Bab 14 untuk penjelasan hutan manggrove)dan menemukan bahwa siput di pohon terisolasi (misalnya, siput di pohon-pohon yang terisolasi hanya 10-15 m dari hutan)yang tidak semusim, dan terus hidup setelah reproduksi. Itu jelas bahwa siput di hutan mangrove utama tidak "diprogram untuk mati"; tapi,kemudian,mengapa tidak mati sama sekali?Ternyata,spesies yang belum dideskripsikan dari pemakan daging lalat adalah penyebab utama.Setelah lalat betina bertelur dan menjadi larva kemudian merangkak dekat cangkang keong,larva akan merangkak ke kulit siput dan menggerogoti tubuh siput.Secara terus-menerus di hutan bakau, proses ini sangat efektif sehingga tidak ada siput yang selamat.Lebih buruk dari itu, setelah pemeriksaan lebih lanjut terlihat jelas bahwa tidak ada siput ini yang pernah berhasil bereproduksi. Penyelesaian larva harus datang dari beberapa sumber lain.Pohon-pohon bakau yang terisolasi ternyata memberikan jawabannya. Beberapa siput diparasiti oleh lalat, mungkin karena angin mencegah lalat dari lokasi pohon yang terisolasi. Siput berkembang biak dengan baik. Sekarang jika kita kembali ke ide metapopulation kami, kami bisa menyamakan situasi ini untuk skema daratan pulau-inreverse (gambar 3.19) Populasi utama didistribusikan dalam karang besar di hutan mangrove sebenarnya.

J. Variasi Spasial

Pola spasial adalah fitur yang berguna atas populasi alam. Distribusi spasial adalah tipe ukuran dari jenis jarak diantara antar individu. Mengingat setiap meter persegi batu ditepi pantai terdapat beberapa kerang-kerangan. Jika setiap kerang memiliki kesempatan yang sama berada di satu tempat atau ditempat lainnya, maka populasi itu dinamakan Distribusi Acak. Gambar 3.20 menampikan distribusinya, dimana memiliki tampilan seperti percikan butiran garam secara acak. Jika terjadi lebih banyak kerang dalam salah satu sub-area, dan daerah lain akan terdapat jarak jarak kosong akan disebut aggregated distribusi Gambar 3.20 c . jika sub-area yang sama berisi semjulah individu yang tetap atau setidaknya jumlahnya hampir sama dinamakan Distribusi seragam, dmana idealnya terlihat seperti jaring. Gambar 3.20 b.

Distribusi spasial berguna karena distribusi ini memberikan hipotesis mengenai pengaruh mekanisme populasi alam. Hal tersebut jarang terjadi pada populasi yang memiliki distribusi acak. Biasa terjadi ketika larval penyelesaian dari air kolom adalah acak atau berpindah seperti lumpur yang pindah kepermukaan. Distribusi seragam terjadi ketika binatang memaksimalkan jarak antara satu dengan yang lainnya dan akan membentuk suatu wilayah, sebagai contoh larca dari cacing Spirorbis borealis berdiam pada rumput laut pada lajur air, biaany akan bergerak bebas menjauh dari tempat larva sebelumnya sebelum bermetamofosis menjadi cacing dewasa. Pada suatu kejadian dpat terlihat susunan yang seragam dari tiny spiral tubes dari daun rumput laut. Perkumpulan akan menyatan beberapa bagian macam keidaksempurnaan mengenai lingkungan. Tetapi organisme yang secara sosial tertarik dengan yang lainnya untuk berteman atau bersatu, atau membentuk perkumpulan yang berguna untuk melindungi diri dari predator.

Hubungan spasial dapat terjadi jika

1. Ada perbedaan lingkungan yang mempengaruhi pertahanan hidup atau perbedaan pilihan sub-habitat.

2. Populasi berpindah pada sebuah arah perpindahan (perpindahan pada kepadatan dapat tercermin contohnya ada bagian akhir migrasi ikan).

3. Sebuah proses acak yang terjadi dimana terkadang dapat menyebabkan terjadi pola sapasial tidak acak.

Seluruh anggota kelompok telah membagikan karakter evolusi dimana bagian . dimana menyatukan mereka dengan keturunan dan membedakan mereka dari kelompok kelompok lain. dengan demikian , moluska memiliki cangkang luar kalsium karbonat, membedakan dalam hal mematuhi dari anggota filum lainnya . Arthopods seperti serangga , tapal kuda, dan udang , semua memiliki kutikula luar, jarak segmentasi, dan pelengkap bersama. Kami berpendapat bahwa banyak karakter anggota yang lebih unik dari sebuah kelompok dapat berbagi, semakin besar kemungkinan bahwa kelompok berevolusi dari nenek moyang. Gagasan ini memungkinkan kita untuk membangun hubungan pohon evolusi, atau cladograms, seperti gambar 3.21 , yang menunjukkan hubungan beberapa makhluk hipotetis alami. Tercatat bahwa kami tidak yakin tentang sejarah yang tepat , seperti yang leluhur. Kita hanya dapat mengatakan siapa yang lebih dekat.

Analisis makhluk nyata mengarah pada kompleksitas yang tinggi, analisis tersebut mengarah pada analisis tentang hubungan evolusi. Kelompok-kelompok disatukan oleh ketetapan-ketetapan dari karakter-karakter unik yang berevolusi bersama. Jadi saat Anda melihat ke 'hulu' yaitu di dasar pohon, Anda dihadapkan dengan organisme yang memiliki ciri-ciri yang menyatukan semua kelompok 'hilir'.

K. Sifat Dasar Genetik Dari Organisme

Variabel organisme laut bersifat universal dalam bentuk, warna, dan biokimia. polimorfisme adalah variasi yang dapat diidentifikasi dalam hal serangkaian bentuk berbeda. Dalam kasus lain, variasi dapat diukur hanya sebagai variasi yang berkelanjutan, seperti perbedaan ukuran tubuh, atau ukuran proporsional sirip. Kita harus membedakan antara genotipe dan fenotipe. Genotipe mengacu pada gen yang menjadi ciri individu atau orang-orang yang berfungsi untuk mengendalikan sifat tertentu , seperti warna mata. Sebaliknya, fenotip adalah bentuk organisme membutuhkan. Misalnya ada kemungkinan bahwa semua individu berambut coklat dalam populasi manusia tidak akan memiliki genotipe yang sama . Sebaliknya, orang-orang dengan rambut abu-abu atau pirang mungkin memiliki genotipe yang identik.

Variasi morfologi dalam suatu populasi dapat dijelaskan dengan persamaan sederhana :

morfologi variasi = variasi dijelaskan oleh faktor genetik + variasi dijelaskan oleh faktor lingkungan + interaksi antara faktor genetik dan envvironmental.

Jika kita melihat variasi dalam suatu populasi, kita perlu menyadari bahwa banyak dari populasi tersebut tidak ada sama sekali hubungannya dengan variasi genetik. Dampak lingkungan seperti status gizi dan iklim mikro mengubah arah pertumbuhan dan perkembangan hewan dengan genotipe yang identik. Bubur variasi yang kita lihat dalam populasi alami muncul karena ada pewarisan gen yang berbeda. di dalam moluska, warna kulit adalah contoh mencolok. Bagaimanapun juga seringkali komponen genetik dan nongenetic turut menentukan ciri. Ukuran tubuh adalah contoh yang berguna. Ciri-ciri ini selalu dikendalikan secara terpisah oleh gen, namun lingkungan juga memiliki dampak yang besar.

Sangat penting untuk menyadari bahwa gen yang ada tidak memberikan garansi untuk tetap konstan. Genotipe yang sama bisa saja memiliki perbedaan fenotip di dalam lingkungan yang berbeda-beda. Hal ini diketahui sebagai interaksi lingkungan oleh genotip.

Dalam beberapa kasis, variasi yang tergantung pada genetic locus atau lokasi tunggal pada material gen atau DNA. Dalam kasis ini, individual memiliki dua gen untuk sifat, satumewarisi dari ayah dan satu dari ibu. Gen ini mungkin identik atau gen tersebut memiliki varian yang berbeda atau alleles. Jika ada dua alleles, a dan b, maka kemungkinan ada tiga genotip; aa, ab, dan bb. Ketiga varian ini mungkin terlihat berbeda atau salah satu allele terlihat lebih dominan. Contohnya, jika allele a adalah dominan, maka genotip aa dan ab bisa jadi memiliki fenotip yang identik.

Kerang Mytilus edulis dapat berwarna biru-hitam atau coklat karena kontrol dari gen tunggak locus dengan tua allele. Allele coklat adalah lebih dominan jika dibanding biru-hitam dan heterozygote, dimana mewarisi satu allele coklat dan satu allele biru-hitam yang mana kerang itu menjadi berwarna coklat. Dalam kebanyakan sifat, banyak genetik lokus ada dalam kendali. Contohnya adalah ukuran tubuh biasnya dikendalikan oleh banyak lokus. Dalam kasus ini, komponen genetik dapat ditemukan melalui mempelajaritingkat kemiripan antara sanik korelasi dari suatu sifat antara orang tua dan anak . Misalnya , dapat memberikan komponen genetik . Gambar 3.23 menunjukkan korespondensi antara jumlah vertebra pada ibu dan keturunan eelpout Zoarces viviparus. Korelasinya tinggi, dan kami menyimpulkan bahwa variasi dalam sifat yang oleh karenanya sebagian besar dengan variasi genetik ada beberapa jenis variasi umum diamati pada populasi laut. Jumlah kromosom dapat variabel dalam populasi alami. Atlantik pengeboran snaol Nucella lapillus adalah variabel di krom beberapa nomor saat ditemui dalam derajat dofferent paparan gelombang. Banyak spesies memiliki polimorfisme warna. Polymorphins ini dapat dijelaskan terutama oleh variasi genetik.

Variasi biokimia dan sifat psikologi ( misalnya kehadiran protein tertentu, berbagai tingkat konsumsi oksigen ) adalah umum dan polymorphims enzim terjadi secara luas. Urutan DNA yang sekarang digunakan secara aktif untuk menentukan apakah populasi memiliki urutan yang unik yang menjadi indikasi bahwa mereka agak terisolasi dari populasi lainnya. Ini akan menjadi awal dari proses isolasi yang menghasilkan spesiasi.

L. Kelangsungan Hidup Organisme

Kelangsungan hidup relative dan reproduksi genotype yang diberikan adalah kebugaran. Adaptasi terjadi ketika seleksi alam karena evolusioner mengubah sebuah populasi, yang akan meningkatkan kemampuan tipe anggota populasi untuk dilakukan di lingkungannya. Kita biasanya menilai kinerja dengan respek terhadap fungsi atau kegunaan. Seperti melawan sengatan panas.Variasi dapat dipertahankan oleh pergeseran lingkungan, yang dapat menguntungkan suatu varian genetic dan yang lainnya. Selain itu, sebuah lingkungan yang kompleks dapat mendukung beberapa varian genetic, tetapi di habitat mikro yang berbeda. Di beberapa kasus, sebuah gen yang disukai hanya karena jarang, yang akan menyebabkan pergeseran balik dinamis frekuensi gen. proses ini, dikenal sebagai seleksi frekuensi tergantung, harus bekerja umuumnya ketika morphs langka yang disukai dikawin. Akhirnya, variasi tingkat gen dapat dipertahankan jika heterozygotes yang disukai diseleksi alam.hal ini cenderung untuk menjaga alel dalam populasi, karena seleksi untuk homozygotes, atau organism dengan identik alel untuk sifat di lokus genetic akan mendukung satu alel dengan mengorbankan yang lain. Akhirnya, imigrasi berbagai varian genetic dari populasi berdekatan dapat meningkatkan variabilitas.

Meskipun seleksi alam dimana-mana dalam populasi alam, kejadian cak juga dapat mempengaruhi genetika populasi laut. Apabila populasinya sangat kecil, kesempatan acara dapat menyebabkan hilangnya varian tertentu dari populasi. Hasil ini, lebih mungkin ketika ada sedikit perbedaan dalam kebugaran antara genotype, telah diklaim terutama untuk beberapa variasi biokimia protein.

1. Genotype tunggal dapat memiliki kapasitas untuk berkembang menjadi jelas dengan morfologi berbeda

Genotipe diberikan membuat mengambil bentuk yang berbeda di bawah keadaan yang berbeda, dikontrol ketat oleh keadaan lingkungan. Fenomena ini dikenal sebagai plastisitas fenotipik, yang merupakan kemampuan genotype tungggal untuk berkembang menjadi bentuk berbeda, biasanya sebagai tanggapan terhadap keadaan lingkungan. Satu dapat benar mengatakan bahwa populasi telah berevolusi individu yang plastic dan mampu menanggapi keadaan masing masing. Setiap individu memiliki, dalam keadaan siap, kapasitas untuk merespon situasi local. kami mengalami plastisitas fenotipik tersebut dalam diskusi kita pertahanan diinduksi. Banyak organisme laut dapat tumbuh duri, meningkatkan ketebalan shell, atau mengubah morfologi sepenuhnya dalam merespon atau menanggapi predator. Bekerja dengan dianna padilla dan rekan telah menunjukkan bahwa siput herbivora benar-benar dapat mengubah morfologi gigi makan mereka hanya dengan beralih dari satu makanan alga yang lain.

Itu Sangat Menarik Untuk Bertanya Mengapa Beberapa Spesies Menunjukkan Plastisitas Dan Dapat Beradaptasi Dengan Segala Situasi, sedangkan dalam kasus lain morph hidup berdampingan secara genetik berbeda dalam populasi alami, dengan masing-masing morph menjadi lebih cocok untuk fungsi dalam situasi yang berbeda. Ini cukup pertanyaan yang mendalam, dan evolusi plastisitas fenotipik merupakan bidang penelitian aktif. Dalam kedua kasus, Anda dapat membayangkan bahwa mungkin ada biaya besar. Jika Anda fenotip plastic, Anda mungkin dapat menghasilkan berbagai morfologi, dengan tidak satupun dari mereka benar. Dengan kata lain, Anda akan menjadi jack-of-all-perdagangan tapi tidak menguasai apapun. Jika lingkungan sangat tidak terduga dan tidak jelas bahwa Anda akan atau tidak akan menghadapi situasi tertentu, maka plastisitas fenotipik mungkin dipilih untuk. Dalam satu set stabil habitat mikro, di sisi lain, polimorfisme genetik untuk individu khusus mungkin dipilih, dengan asumsi bahwa morphs khusus memiliki efisiensi yang lebih besar daripada yang dapat dicapai Teluk bentuk fenotip plastik.

2. Kesempatan Geografis Di Frekuensi Varian Genetik yang disebut Sebuah Kemerosotan

Itu adalah umum untuk anggota spesies yang berbeda dari satu tempat ke tempat morfologi, warna, atau ukuran. Ketika perbedaan tersebut jelas dan diskrit, spesies dapat dibagi menjadi subspecies. lebih sering, variasi lebih kontinyu. misalnya, polimorfisme warna dalam otot, dijelaskan erlier, menunjukkan peningkatan dalam bentuk coklat sebagai salah satu bergerak ke selatan. Variasi geografis tersebut juga sering terjadi pada polimorfisme biokimia. Setiap perubahan dalam frekuensi geografis dikenal sebagai sebuah kemerosotan. Gambar 3.24 menunjukkan perubahan frekuensi alel pada lokus enzim sebagai salah satu sampel jambul purpurescens blenny anoplarchus di lintang yang berbeda di wilayah Puget suara.

Variasi Clinal dapat ditemukan di banyak skala geografis. Perbedaan varian genetik warna dan protein biokimia dapat ditemukan pada tingkat yang berbeda dari pantai berbatu surut. Variasi ini mungkin karena seleksi alam jangka pendek pada larva yang telah menetap sepanjang pantai, tapi selamat berbeda-beda, tergantung pada genotipe. Pada skala yang lebih besar, clines ditemukan biasanya di sepanjang skala dari 100 - 1000 km di sepanjang pantai. Clines tersebut mungkin juga disebabkan perbedaan seleksi alam di sepanjang pantai, tapi isolasi antara masyarakat pesisir yang berdekatan dapat menyebabkan mereka untuk dibesar-besarkan. Karena sebagian besar garis pantai di laut memiliki orientasi utara-selatan, populasi differencesin genetik di lintang yang berbeda mungkin sering berhubungan dengan diferensial kinerja pada temperatur laut yang berbeda.

3. Spesies baru biasanya origionate setelah spesies dibagi oleh penghalang geografis

Untuk spescies baru berasal, biasanya diperlukan untuk penghalang untuk mengisolasi spesies menjadi dua atau lebih populasi. Jika penghalang ini berumur pendek, populasi akan menyambung kembali. Jika penghalang ini lagi-hidup, dan terutama jika populasi berbeda secara genetik, maka mereka mungkin relatif tidak kompatibel ketika menghubungkan kembali. Keturunan populasi persilangan antara populasi akan kurang subur dibandingkan salib dalam populasi. Hal ini akan menyebabkan seleksi untuk kawin dengan seseorang anak sendiri, menyebabkan perbedaan genetik antara populasi jauh, dimana spesies terpisah akan berkembang. Dalam beberapa kasus kita bisa melihat efek baru-baru ini hambatan tersebut. Banyak pasang spesies yang serumpun ditemukan di kedua sisi tanah genting dari panama, yaitu hanya sekitar 3 juta tahun. Sejumlah pars penghalang pesisir mungkin telah diperbesar oleh evolusi penduduk lokal untuk beradaptasi dengan rezim yang sangat berbeda suhu utara (dingin) dan selatan (hangat) dari Cape. Dalam banyak kasus, spesies baru berevolusi sangat mirip bahwa mereka adalah identik, atau hampir tidak bisa dibedakan, morfologis. Spesies seperti, yang dikenal sebagai saudara spesies, sangat umum di kalangan spesies laut. Meskipun spesies saudara mungkin memiliki rentang geografis yang terpisah, banyak kasus co-kejadian telah ditemukan. Sebagai contoh, polychaete Annelida cacing "spesies" Capitella capitata lumpur yang tinggal sekarang dikenal terdiri dari beberapa spesies terkait erat, yang tidak dapat dibedakan dengan mudah sebagai orang dewasa, tetapi sangat berbeda dalam tahap larva, dan juga dalam jumlah kromosom.