Populasi

KARAKTERISTIK POPULASI

Sebuah populasi merupakan sebuah entitas yang lebih abstrak dibandingkan dengan suatu organism atau sel, namun populasi memiliki suatu kumpulan karakteristik yang hanya berlaku bagi tingkatan bagi tingkat organisasi biologi tersebut. Kita dapat membayangkan sebuah populasi sebagai individu-individu yang terdiri dari spesies tunggal yang secara bersama-sama menempati luas yang sama; individu-individu mengandalkan sumber daya yang sama, dipengaruhi oleh factor lingkungan yang sama dan memiliki kemungkinan yang tinggi untuk berinteraksi satu sama lain. Karakteristik populasi dibentuk oleh interaksi-interaksi antara individu dengan lingkungannya baik dalam skala ekologis maupun evolusioner dan seleksi alam dapat mengubah semua karakteristik ini. Pada saat tertentu tiap populasi mempunyai batas geografis dan ukuran populasi. Batas suatu populasi bisa merupakan batas alamiah. Dua karakteristik penting satiap populasi adalah kepadatan dan penyebaran. Kepadatan populasi adalah jumlah individu per satuan luas atau volume. Penyebaran adalah pola jarak antara individu di dalam batas geografis populasi.

Pengukuran Kepadatan. Pada kasus yang luar biasa kita mungkin bisa menentukan ukuran dan kepadatan populasi dengan menghitung langsung seluruh individu yang ada dalam batas suatu populasi. Akan tetapi ada sebagian besar kasus tidak praktis atau bahkan tidak mungkin untuk menghitung semua individu yang berada dalam satu populasi. Malahan para ahli ekologi sering menggunakan beberapa macam teknik pengambilan contoh atau sampel untuk menaksi kepadatan dan ukuran total populasi. Pada beberapa kasus, ukuran populasi ditaksir bukan dengan menghitung organismenya akan tetapi dengan menggunakan indicator tidak langsung seperti jumlah sarang atau lubang, atau tanda-tanda seperti kotoran maupun jejak. Teknik pengambilan sampel lainnya yang umum digunakan untuk menaksir populasi binatang liar adalah metode penandaan dan penangkapan kembali.

Pola Penyebaran. Di dalam suatu wilayah geografis populasi, kepadatan local bisa bervariasi secara mendasar karena lingkungan membentuk patch-patch dan karena individu-individu memperlihatkan pola jarak dalam hubungannya dengan anggota-anggota lain populasi tersebut. Pola penyebaran yang paling umum adalah pembentukan rumpun dengan individu-individu berkelompok di dalam patch-patch. Merumpunnya hewan bisa dihubungkan dengan perkawinan atau perilaku social lainnya. Mungkin saja dalam kehidupan berrumpun tersebut ada keselamatan. Konsep ekologis tentang alur berhubungan dengan variasi spasial atau terbentuknya patch-patch dalam lingkungan di sekitar individu organism. Suatu lingkungan beralur kasar adalah lingkungan dimana patch-patch yang ada sedemikian besarnya sehingga suatu organism dapat membedakan dan memilih patch yang diinginkannya. Suatu lingkungan yang beralur halus adalah lingkungan dimana patch-patch yang ada relative kecil terhadap ukuran dan aktivitas suatu organisme dan organism tersebut bahkan tidak bisa berperilaku seolah-olah patch-patch itu ada. Variasi temporal dalam suatu lingkungan dapat beralur kasar dan juga beralur halus, tergantung pada variasi itu dalam hubungannya makhluk hidup. Berlawanan dengan persebaran individu terumpun di dalam suatu populasi, suatu pola penyebaran yang seragam atau yang berjarak sama mungkin dihasilkan dari interaksi langsung antarindividu dalam populasi tersebut. Pengaturan jarak secara acak terjadi karena adanya tarik menarik atau tolak menolak yang kuat antar individu dalam populasi. Secara keseluruhan pola acak tidak umum ditemukan di alam. Taksiran kepadatan populasi dan pola penyebaran local di dalam populasi sangat penting dalam menganalisis dinamika populasi. Tasiran ini memungkinkan peneliti melakukan perbandingan dan pembedaan pertumbuhan atau stabilitas populasi yang menempati luas wilayah yang berbeda. Pada skala yang lebih besar, populasi dalam suatu spesies juga menunjukkan pola penyebaran yang seringkali terkonsentrasi dalam kelompok-kelompok di dalam wilayah hidup suatu spesies.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PENURUNAN POPULASI

Perubahan ukuran populasi mencerminkan laju relative proses penambahan individu ke dalam populasi tersebut dan pengurangan individu dari populasi tersebut. Penambahan terjadi melalui kelahiran dan migrasi, masuknya individu baru ke wilayah lainnya. Yang berlawanan dengan penambahan adalah mortalitas dan emigrasi, perpindahan individu keluar dari suatu populasi. Kajian mengenai statistika kehidupan yang mempengaruhi ukuran populasi disebut demografi.

Struktur Umur dan Rasio Jeinis Kelamin. Banyak organism memperlihatkan generasi-generasi yang saling tumpang tindih, atau individu-individu yang hidup berdampingan lebih dari satu generasi. Setiap kelompok umur memiliki angka kelahiran dan angka kematian yang khas. Angka kelahiran adalah jumlah keturunan yang dihasilkan dalam jangka waktu tertentu seringkali paling besar pada individu-individu yang berumur pertengahan. Angka kematian paling tinggi pada kehidupan tahun pertama dan tentunya pada usia tua. Suatu ciri demografi sangat penting yang berhubungan dengan struktur umur adalah waktu generasi yaitu rata-rata tentang waktu antara kelahiran suatu individu dengan kalahiran keturunannya. Secara umum waktu generasi sangat kuat hubungannya dengan ukuran tubuh dalam suatu kisaran jenis organism yang luas. Rasio jenis kelamin adalah statistic demografi penting lainnya yang mempengaruhi pertumbuhan populasi.

Karena berbagai tekanan fisik alam, sejarah kehidupan sangat beragam. Misalnya Salmon Pasifik, menetas pada hulu suatu anak sungai, kemudian bermigrasi ke lautan terbuka, dimana salmon memerlukan beberapa tahun untuk tumbuh dewasa. Salmon akhirnya kembali ke anak sungai untuk air tawar untuk bertelur yang menghaslkan jutaan telur berukuran kecil dalam satu kesempatan reproduksi tunggal dan kemudian salmon-salmon tersebut mati. Meskipun ada variasi yang besar dalam sifat sejarah kehidupan terdapat beberapa pola dalam cara bervariasinya. Sejarah kehidupan seringkali bervariasi seiring dengan factor lingkungan. Pola lain dalam sifat-sifat sejarah kehidupan adalah bahwa sifat-sifat tersebut seringkali bervariasi dalam hubungannya atau sama lain. Misalnya pada burung-burung, angka kelahiran dan mortalitas cenderung bervariasi dalam keterkaitan yang erat. Sifat lain seperti penundaan kematangan atau kedewasaan dan investasi orang tua dalam setiap keturunan, cenderung berhubungan dengan angka kelahiran dan angka kematian yang rendah.

Kelestarian hidup Darwinian diukur bukan oleh berapa banyak keturunan yang dihasilkan tetapi oleh beberapa banyak keturunan yang berhasil bertahan hiduphingga menghasilkan keturunan sendiri. Karakteristik keehidupan yang dapat diwariskan, yang menghasilkan keturunan yang berhasil secara reproduktif akan terdapat lebih banyak di dalam suatu populasi.

Sejarah kehidupan yang kita amati pada organism menunjukkan pemecahan beberapa permasalahan permintaan. Suatu bagian penting dari kajian sejarah kehidupan adalah pemahaman hubungan antara sumber daya yang terbatas dengan fungsi kompetisi: waktu, energy dan nutrient yang digunakan untuk satu hal tidakdapat digunakan untuk hal lain. Banyak  topic sejarah kehidupan melibatkan keseimbangan antara keuntungan investasi saat ini berupa keturunan dengan biaya prospek dimasa depan. Topic ini dapat dinyatakan dalam tiga pernyataan mendasar: seberapa sering seharusnya suatu organism kawin? Kapan seharusnya mulai bererproduksi? berapa banyak anak yang seharusnya dihasilkan selama setiap peristiwa reproduksi. Cara-cara setiap populasi menyelesaikan pertanyaan ini menghasilkan pola sejarah kehidupan yang utuh yang kita lihat di alam.

Jumlah Peristiwa Reproduktif Setiap Masa Hidup. Beberapa tumbuhan dan hewan menginvestasikan sebagian besar energinya dalam upaya reproduksi tunggal yang besar dan kemudian mati. Sebagian serangga mempunyai sejarah kehidupan seperti ini yang disebut semelparitas. Organism lain yang menghasilkan lebih sedikit keturunan dimana rentang waktu pada banyak musim, suatu adaptasi sejarah kehidupan yang disebut iteroparitas. Keuntungan relative masing-masing strategi dapat dianggap sebagai suatu barter antara angka kelahiran dan peluang bertahan hidup. Peristiwa perkawinan yang berkali-kali memerlukan suatu organism yang mengalokasikan sebagian sumberdayanya untuk kelangsungan hidupnya. Dalam keadaan apa kita dapat menduga bahwa semelparitas dan iteroparitas dapat berkembang. Para ahli ekologi populasi telah mengembangkan model matematis untuk menentukan hasil relative masing-masing sejarah kehidupan dan menunjukkan bahwa pertimbangan yang relevan adalah peluang bertahan hidup bagi individu dewasa maupun individu yang belum dewasa. Iteroparitas diprediksi terjadi jika individu bertahan hidup dengan baik segera sesudah individu tersebut telah mantap, tetapi individu yang belum dewasa tidak mungkin bertahan. Semelparitas jarang sekali ditemukan dalam tumbuhan dan hewan yang hidup lebih lama dari satu atau dua tahun; saat organism menginvestasikan sumber daya yang diperlukan untuk ketahanan dan kelangsunagn hidup di antara musim-musim tanam, reproduksi setiap tahun kelihatan paling berhasil. Akan tetapi beberapa organism hidup selama beberapa musim dan menginvestasikan seluruh energinya untuk suatu upaya reproduksi tunggal yang sangat besar.

MODEL PERTUMBUHAN POPULASI

Untuk memulai memahami potensi peningkatan populasi. Suati populasi yang mulai pada tingkat rendah dalam lingkungan yang sesuai bisa meningkat secara cepat untuk sementara waktu akan tetapi pada akhirnya jumlah itu akan berhenti tumbuh sebagai akibat dari kelangkaan sumberdaya dan factor-faktor lain. Penemuan jawaban untuk banyak pertanyaan ekolonbgis bergantung pada kombinasi pengamatan, percobaan dan pemodelan matematika. Kedua kekuatan utama yang mempengaruhi pertumbuhan populasi- angka kamatian dan angka kematian- dapat diukur dalam banyak populasi dan digunakan untuk memprediksi bagaimana populasi itu akan berubah jumlahnya sesuai dengan perjalanan waktu. Model matematis untuk pengujian hipotesis mengenai pengaruh factor-faktor yang berbeda pada pertumbuhan populasi dapat menjadi suatu bahan alternative pada eksperimen yang sulit atau bahkan tidak mungkin dilakukan.

Bayangkan sebuah populasi hipotesis yang terdir dari beberapa individu yang hidup dalam satu lingkungan ideal dan tidak terbatas. Dengan kondisi ini tidak ada batasan pada kemampuan individu untuk mengambil energy, tumbuh dan bereproduksi, salain dari keterbatasan fisiologi yang merupakan hasil dari sejarah kehidupannya. Populasi tersebut akan meningkat ukurannya dengan terjadinya setiap kelahiran dan dengan imigrasi individu populasi lainnya sedangkan populasi akan menurun jika terjadi peristiwa kematian dan emigrasi individu dari populasi lainnya.

Model eksponensial pertumbuhan populasi menjelaskan suatu populasi idela dalam lingkungan yang tidak terbatas. Dengan mengabaikan imigrasi dan emigrasi, laju pertumbuhan suatu populasi, r, adalah angka kelahiran dikurangi angka kematian. Persamaan pertumbuhan eksponensial dN/dt = r_maksimumN menunjukkan suatu pertumbuhan potensial suatu populasi dalam lingkungan yang tak terbatas, sementara r_maksimum adalah laju pertumbuhan maksimum yang mungkin dan N adalah jumlah individu dalam populasi.

Model logistic pertumbuhan populasi menyertakan konsep daya tampung. Pertumbuhan eksponensial tidak dapat dipertahankan tanpa batas dalam populasi apapun. Suatu model yang lebih nyata membatasi pertumbuhan dengan menyertakan daya tampung (K), ukuran populasi maksimum yang didukung oleh sumberdaya yang tersedia. Persamaan logistic dN/dt = r_maksimum­N (K-N)/K menjelaskan suatu kurva berbentuk S, dimana pertumbuhan populasi mendekati daya tampung. Model ini memprediksi laju pertumbuhan yang berbeda pada kepadatan populasi yang berbeda. Berdasarkan hubungan yang diusulkan antara kepadatan populasi dengan sejarah kehidupan, seleksi alam seherusnya lebih menyukai sifat-sifat yang memungkinkan ketahanan hidup dan reproduksi dengan sumberdaya sedikit dalam populasi yang hidup pada kepadatan yang mendekati daya tampung (K) sementara adaptasi yang meningkatkan reproduksi yang tinggi (r yang tinggi) seharusnya lebih disukai pada kepadatan rendah. Organism yang cenderung hidup pada atau di dekat daya tampungnya disebut terseleksi oleh –K (K-selected); organism yang ditemukan dalam lingkungan yang bervariasi dimana jumlahnya berfluktuasi atau di dalam habitat terbuka disebut terseleksi oleh r (r selected). Tetapi sejarah kehidupan berevolusi dalam konteks yang kompleks dan cenderung menunjukkan suatu campuran dari sifat-sifat yang terseleksi oleh K dan yang terseleksi oleh r

FAKTOR-FAKTOR PEMBATAS POPULASI

Pertumbuhan populasi di batasi oleh factor-faktor yang bergantung dan yang tidak bergantung pada kepadatan yang keutamaan relatifnya bervariasi sesuai dengan spesies dan keadaan.

Factor-faktor yang bergantung pada kepadatan mengatur pertumbuhan populasi dengan cara yang bervariasi sesuai dengan kepadatan. Factor yang bergantung pada kepadatan akan semakin intesif ketika kepadatan populasi meningkat dan akhirnya daoat menstabilkan suatu populasi di dekat daya tampungnya. Beberapa factor yang bergantung pada kepadatan dapat menyebabkan laju pertumbuhan populasi menurun pada kepadatan populasi yang tinggi.

Kejadian dan kehebatan factor-faktor yang tidak bergantung pada kepadatan, tidak berhubungan dengan kepadatan populasi. Faktor yang tidak bergantung pada kepadatan seperti kejadian karena iklim dan kebakaran menurunkan ukuran populasi pada fraksi tertentu terlepas dari tingkat kepadatan.

Gabungan factor-faktor yang bergantung pada kepdatan dan tidak bergantung pada kepadatan, kemungkinan membatasi pertumbuhan pada sebagian populasi. Populasi yang secara umum bersifat stabil kemungkinan mendekati daya tampung yang ditentukan oleh batas-batas yang bergantung pada kepadatan akan tetapi fluktuasi jangka pendeknya bergantung pada kepadatan. Populasi beberapa spesies berfluktuasi sangat tidak menentu. Gabungan jenis factor-faktor pembatas yang berbeda sangat kompleks dalam dinamika banyak populasi.

Beberapa populasi memiliki siklus ledakan dan siklus penurunan yang beraturan. Sejumlah populasi memiliki fluktuasi kepadatan yang bersiklus. Kepadatan yang tinggi bisa mengatur populasi seperti itu, atau siklus populasi mungkin disebabkan karena adanya kesenjangan waktu dalam merespons factor-faktor yang bergantung pada kepadatan yang menghasilkan fluktuasi besar di atas dan di bawah daya tampungnya. Variasi populasi pada beberapa hewan herbivore bisa menyebabkan fluktuasi secara bersamaan pada populasi pemangsanya. Penyebab siklus herbivore adalah kompleks; meliputi pengaruh pemangsa dan fluktuasi sumber makanan.