BIOGEOGRAFI

1.      Berikan penjelasan bahwa unsur-unsur di bawah ini mempengaruhi distribusi flora dan fauna di permukaan bumi (minimal 400 kata)

a.         Suhu

b.         Curah hujan

c.         Topografi

Jawaban :

a.         Suhu

Faktor iklim termasuk di dalamnya keadaan suhu, kelembaban udara dan angin sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan setiap mahluk di dunia. Kondisi suhu udara sangat berpengaruh terhadap kehidupan hewan dan tumbuhan, karena berbagai jenis spesies memiliki persyaratan suhu lingkungan hidup ideal atau optimal, serta tingkat toleransi yang berbeda-beda di antara satu dan lainnya. Misalnya, flora dan fauna yang hidup di kawasan kutub memiliki tingkat ketahanan dan toleransi yang lebih tinggi terhadap perbedaan suhu yang tajam antara siang dan malam jika dibandingkan dengan flora dan fauna tropis. Pada wilayah-wilayah yang memiliki suhu udara tidak terlalu dingin atau panas merupakan habitat yang sangat baik atau optimal bagi sebagian besar kehidupan organisme, baik manusia, hewan, maupun tumbuhan. Hal ini disebabkan suhu yang terlalu panas atau dingin merupakan salah satu kendala bagi makhluk hidup. Khusus dalam dunia tumbuhan, kondisi suhu udara adalah salah satu faktor pengontrol persebaran vegetasi sesuai dengan posisi lintang, ketinggian tempat, dan kondisi topografinya. Oleh karena itu, sistem penamaan habitat flora seringkali sama dengan kondisi iklimnya, seperti vegetasi hutan tropis, vegetasi lintang sedang, vegetasi gurun, dan vegetasi pegunungan tinggi. Sumber panas bagi seluruh permukaan bumi berasal dari radiasi matahari secara langsung maupun tidak langsung. Radiasi matahari ke bumi dipancarkan  secara merata, akan tetapi karena perbedaan lintang, derajat keawanan, ketinggian dan albedo maka suhunya akan berbeda-beda disetiap tempat. Sehubungan dengan itu biasanya tumbuhan dan hewan beradaptasi  terhadap suhu lingkungan fisiknya, sehingga hanya daerah dengan suhu yang sangat tinggi dan sangat rendah saja yang tidak dapat didiami oleh makluk hidup secara permanen. Faktor suhu sangat menentukan bagaimana persebaran flora dan fauna di suatu daerah. Flora dan fauna tersebut pada akhirnya akan belajar untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya untuk terus dapat bertahan hidup. Akibat perbedaan-perbedaan ini beberapa jenis tumbuhan dan hewan telah berhasil beradaptasi dengan lingkungan tropis yang lembab dan lainnya beradaptasi dengan lingkungan dingin dan kering atau lingkungan panas dan kering. Bagi tumbuhan yang berkembang di daerah tropis, diperlukan variasi suhu untuk proses perkembangbiakan, berbunga, berbuah, dan untuk tumbuh daun-daun baru. Begitu pula tumbuhan didaerah dingin dan kering, memerlukan pola cuaca yang bervariasi untuk melangsungkan serangkaian proses regenerasinya. Karena perbedaan suhu tersebut menghasilkan perbedaan dua vegetasi, yaitu : kelompok vegetasi annual, yaitu kelompok tumbuhan yang hanya  berkembang pada saat-saat tertentu saja terutama pada musim panas. Sedangkan dimusim dingin, tumbuhan jenis ini tidur karena berada dibawah lapisan es yang ketebalannya bervariasi. Umumnya tumbuhan annual adalah tumbuhan kecil atau bunga-bungaan di daerah beriklim dingin dan kelompok vegetasi perennial, yaitu kelompok tumbuhan yang mempunyai mekanisme melindungi diri dari suhu yang sangat rendah di musim dingin secara bergantian, sehingga dapat berkembang terus-menerus. Kemampuan inilah menyebabkan kelompok vegetasi perennial dapat berumur lebih dari satu tahun.

b.         Curah Hujan

Curah hujan berpengaruh terhadap distribusi hewan dan tumbuhan, karena biasanya makhluk hidup mencari tempat tinggal yang biasanya dekat dengan sumber air yang artinya daerah yang mempunyai curah hujan yang cukup untuk bahan persediaan air. Daerah yang mempunyai curah hujan sedikit, biasanya jarang di tempati baik flora dan fauna. Hanya flora dan fauna tersentu saja yang mampu tinggal di daerah tersebut kemudian bisa bertahan dalam daerah yang curah hujannya sedikit. Air merupakan kebutuhan penting bagi keberlangsungan flora dan fauna. Bagi lingkungan kehidupan darat, sumber air untuk memenuhi kebutuhan organisme terutama berasal dari hujan atau bentuk presipatasi lainnya. Perbedaan curah hujan tiap-tiap wilayah permukaan bumi menghasilkan karakteristik vegetasi dan juga menyebabkan perbedaan jenis hewan yang mendiaminya. Hal ini disebabkan tumbuh-tumbuhan merupakan produsen yang menyediakan sumber makanan bagi hewan. Begitu pentingnya air bagi kehidupan mengakibatkan pola penyebaran dan kerapatan makhluk hidup antar wilayah pada umumnya bergantung dari tinggi-rendahnya curah hujan. Wilayah-wilayah yang memiliki curah hujan tinggi pada umumnya merupakan kawasan yang dihuni oleh aneka spesies dengan jumlah dan jenis jauh lebih banyak dibandingkan dengan wilayah yang relatif lebih kering. Sebagai contoh daerah tropis ekuatorial dengan curah hujan tinggi merupakan wilayah yang secara alamiah tertutup oleh kawasan hutan hujan tropis (belantara tropis) dengan aneka jenis flora dan fauna dan tingkat kerapatan yang tinggi. Tingkat intensitas curah hujan pada suatu wilayah akan membentuk karakteristik yang khas bagi formasi-formasi vegetasi (tumbuhan) di muka bumi. Karakter vegetasi yang menutupi hutan hujan tropis sangat jauh berbeda dengan vegetasi yang menutupi kawasan muson, stepa, atau gurun. Karakter vegetasi di wilayah muson didominasi oleh tumbuhan gugur daun untuk menjaga kelembapan saat musim kemarau. Wilayah gurun didominasi oleh jenis tumbuhan yang sangat tahan terhadap kekeringan. Kekhasan pola dan karakteristik vegetasi ini tentunya mengakibatkan adanya hewan-hewan yang khas pada lingkungan vegetasi tertentu. Pada dasarnya tumbuhan merupakan salah satu sumber bahan makanan (produsen) bagi hewan.

c.         Topografi

Faktor topografi meliputi ketinggian dan kemiringan lahan. Ketinggian suatu tempat erat kaitannya dengan perbedaan suhu yang akhirnya menyebabkan pula perbedaan kelengasan udara. Diantara daerah yang mempunyai ketinggian yang berbeda, akan ditumbuhi oleh vegetasi yang jenisnya berbeda pula karena vegetasi tumbuhan maupun hewan mempunyai tingkat adaptasi yang berlainan. Daerah yang mempunyai ketinggian yang ekstrim biasanya hanya sedikit saja di jadikan tempat tinggal baik flora dan fauna. Oleh sebab itu kita mengenal jenis-jenis tumbuhan dan hewan yang khas untuk daerah-daerah dengan ketinggian tertentu. Biasanya flora dan fauna banyak hidup di daerah yang mempunyai ketinggian yang normal, hal itu disebabkan karena mempermuadah flora dan fauna untuk beradaptasi dengan lingkungannya.  Faktor topografi yang lain adalah kemiringan permukaan tanah. Permukaan tanah yang miring menyebabkan air cepat menyusuri lereng. Semakin terjal permukaan semakin besar kekuatan air mengikis permukaan tanah yang subur, sehingga ketebalan tanah menjadi berkurang. Biasanya tanah yang miring setiap unitnya mempunyai jumlah flora dan fauna lebih sedikit dari pada tanah yang relatif rata. Hal ini disebabkan oleh cadangan air cepat hilang karena bergerak kebawah secara cepat. Padahal air itu sendiri merupakan hal yang sangat di butuhkan flora dan fauna untuk menjaga kelangsungan hidupnya.

2.      Jelaskan mengapa bioma savana di Indonesia hanya terdapat di Nusa Tenggara? (minimal 200 kata)

Jawab :

Sabana adalah padang rumput yang diselingi oleh pohon-pohon yang tumbuhnya menyebar, biasanya pohon palem dan akasia. Sabana pada umumnya terbentuk di daerah tropik sampai subtropik. Ciri-ciri sabana antara lain : bersuhu panas sepanjang tahun, hujan terjadi secara musiman, terdapat di daerah khatulistiwa (iklim tropis), curah hujan anatara 100 - 150 mm/tahun, curah hujan sedang dan tidak teratur, porositas (air yang meresap ke tanah) dan drainase (pengairan) cukup baik . Sabana berubah menjadi semak belukar apabila terbentuk mengarah ke daerah yang intensitas hujannya makin rendah. Sabana akan berubah menjadi hutan basah apabila mengarah ke daerah yang intensitas hujannya makin tinggi.

Sabana banyak terdapat di daerah Nusa Tenggara, karena daerah Nusa Tenggara cuacanya kering yang di sebabkan hujan yang terjadi secara musiman yang pada akhirnya menyebabkan suhu yang panas di daerah tersebut. Nusa Tenggara yang merupakan bagian dari kepulauan Indonesia yang di lewati garis khatulistiwa sehingga menyebabkan iklim di daerah tersebut menjadi tropis yang pada akhirnya sumber cadangan air di daerah tersebut menjadi sedikit.  Jika kita melihat faktor-faktor distribusi flora dan fauna, di sana tercatat jika curah hujan menjadi faktor yang penting dalam distribusi flora dan fauna, jadi tidak mengerankan jika di Nusa tenggara memiliki daerah sabana yang cukup luas yang di sebabkan karena sumber air yang sedikit sehingga tumbuhan-tumbuhan yang mampu bertahan dengan lingkungan seperti itu sedikit. Selain itu jika kita melihat iklim yang berada di daerah Nusa Tenggara merupakan iklim tropis yang mempunyai suhu yang relatif tinggi, hal itu menyebabkan banyak flora dan fauna yang tidak mampu hidup di wilayah Nusa Tenggara.

3.    Jelaskan siklus nitrogen, seberti gambar di bawa ini (minimal 250 kata) !

Jawaban :                       

Siklus Nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Diantara beberapa siklus biogeokimia lainnya seperti siklus fosfor dan sulfur, siklus nitrogen adalah siklus biokimia yang sangat kompleks.

a.       Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara menjadi ammonia (NH₃). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof. Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis sebagai berikut : N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2. Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae, Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof. Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga terjadi pada proses non-biologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat mengkonversi unsur nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :

1.      Fiksasi biologis: beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan) dan beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen organik. Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium mutualistik, yang hidup dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas bakteri Azotobacter.

2.      Industri fiksasi nitrogen : Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan katalis besi, nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi) dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk membuat pupuk dan bahan peledak.

3.      Pembakaran bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan berbagai nitrogen oksida (NOx).

4.      Proses lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat memfiksasi nitrogen.

b.      Asimilasi

Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka makan. Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui rambut akarnya. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion amonium untuk dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada tanaman yang memiliki hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi dalam bentuk ion amonium langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul organik kecil.

c.       Amonifikasi

Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH4+) oleh bakteri dan jamur.

d.      Nitrifikasi

Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4 +) dan mengubah amonia menjadi nitrit (NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan racun bagi kehidupan tanaman.

e.       Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Mereka menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi. Fakultatif anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerobik.

f.        Oksidasi Amonia Anaerobik

Dalam proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2) gas nitrogen. Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan. Reduksi dalam kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang disebut oksidasi amonia anaerobic

4.    Jelaskan apa yang anda ketahui mengenai faktor pembatas dalam distribusi flora dan fauna di permukaan bumi ? (minimal 300 kata)

Jawaban :

Faktor pembatas yang akan berpengaruh terhadap pertumbuhan, reproduksi dan distribusi tumbuhan menurut Brown dan Gibson (1983), antara lain adalah:

a.       Jenis tumbuhan karena jenis tumbuhan setempat cenderung mempunyai reproduksi yang sesuai dengan kondisi setempat.

Setiap makhluk hidup mempunyai cara-caraya tersendiri untuk beradaptasi dengan kondisi tempat yang mereka jadikan tempat tinggal, hal itu di lakukan untuk tetap bertahan hidup. Cara bereproduksi hewan yang berada di daerah tropis tentunya berbeda dengan hewan yang berada di daerah iklim sedang, iklim dingin dll. Contihnya cara reproduksi beruang berbeda dengan cara reproduksi burung cendrawasih.

b.      Kepekaan dan sifat adaptasi tumbuhan terhadap spektrum cahaya

c.       Preferensi tumbuhan terhadap sifat-sifat fisik tanah.

d.      Ada dan tidak adanya jenis tumbuhan tertentu yung berhubungan erat dengan kemampuannya menghadapi gangguan secara periodik "catastrophe", seperti pencemaran atau banjir

e.       Interaksi-spesifik antara tumbuhan dengan tumbuhan atau antara tumbuhan dengan hewan.

Distribusi organisme dipengaruhi oleh sejarah, iklim masa lalu dan susunan atau bentuk benua-benua dan hubungan ekologis masa lalu dan masa sekarang, serta semua interaksi satu sama lainnya. Karena kompleksitas hubungan ini, maka para pakar biogeografi telah cenderung memusatkan pada salah satu dari dua pendekatan utama terhadap bidang ilmu ini.
a. Biogeografi Sejarah

Menekankan terutama pada sejarah evolusi (perkembangan) dari kelompok-kelompok organisme. Dari mana mereka berasal ? Bagaimana mereka menyebar ? Bagaimanakah distribusinya pada masa sekarang dapat menjelaskan kepada kita tentang sejarahnya masa lalu ?

b. Biogeografi Ekologi

Memusatkan pada interaksi organisme pada saat ini dengan lingkungan fisik dan interaksi satu sama lainnya serta untuk memahami bagaimana hubungan-hubungan ini mempengaruhi dimana spesies dan takson yang lebih luar ditemukan pada masa sekarang.

5.    Jelaskan dan berikan contoh tahapan adaptasi makhluk hidup ! (minimal 300 kata)

Jawaban :

Dalam proses adaptasi, tumbuhan melalui berbagai tahapan, yaitu:

1.         Tahap Aklimatisasi : tahap di mana tumbuhan  maupun hewan berusaha keras untuk dapat mempertahankan hidup di tempat baru dengan mengubah kemampuan fisiologis dan atau morfologi dalam menyesuaikan diri dengan lingkungan baru. Hal ini didasarkan pada kemampuan organisme untuk dapat mengatur morfologi, perilaku, dan jalur metabolisme biokimia di dalam tubuhnya untuk menyesuaikannya dengan lingkungan. Beberapa kondisi yang pada umumnya disesuaikan adalah suhu lingkungan, derajat keasaman (pH), dan kadar oksigen. Proses penyesuaian ini berlangsung dalam waktu yang cukup bervariasi tergantung dari jauhnya perbedaan kondisi antara lingkungan baru yang akan dihadapi, dapat berlangsung selama beberapa hari hingga beberapa minggu.

Contohnya :

a.       System pelatihan atletik dimana tubuh dipaksa untuk mengkompensasi tekanan dari kondisi iklim yang baru atau berbeda. Melalui kompensasi, tubuh mampu mentoleransi tekanan fisik seperti dengan cara yang lebih efisien, dan atlet biasanya akan mencapai kinerja fisik yang lebih baik. Toleransi dikembangkan untuk kondisi pelatihan tertentu umumnya akan menghasilkan hasil yang lebih baik kompetitif, dalam kompetisi di mana kondisi iklim yang ada pelatihan, serta di lingkungan atlet terbiasa.

b.      Tanaman  budi daya dan pada teknik kultur jaringan. Dalam teknik kultur jaringan, tanaman yang masih berada di dalam botol steril akan disiapkan untuk dipindahkan ke lingkungan aslinya, yaitu di tanah terbuka dengan kondisi lingkungan yang lebih tidak terkontrol.

2.         Tahap Naturalisasi : tahap di mana tumbuhan maupun telah mampu menyesuaikan dirinya dengan faktor lingkungan dan terus berusaha untuk menyempurnakan proses adaptasinya ke arah yang positif.

Contoh :

a.       Bunga teratai memiliki daun yang lebar-lebar dan tipis. Daun teratai yang tipis berguna untuk mengapung di permukaan air, sedangkan daunnya yang lebar berfungsi menangkap cahaya matahari lebih banyak sehingga penguapan air lebih banyak. Teratai juga memilki akar yang panjang dan melekat di dasar air. Bentuk akar ini membantu teratai memperoleh mineral dari dasar air dan memancangkan dirinya agar tidak lepas.

b.      Banyak hewan menunjukkan fitur penyamaran, yang membantu mereka bersembunyi dari predator dan juga membantu mereka menangkap mangsanya. Jerapah memiliki mantel kamuflase yang membantu mereka menyembunyikan diri dari musuh-musuh mereka. Lapisan putih beruang kutub membantu kamuflase dengan salju putih. Ikan tertentu memiliki kemampuan untuk mengubah warna kulit mereka dengan mengubah makanan mereka.

a.         Tahap Domestikasi : tahap di mana proses adaptasi tumbuhan maupun sudah dapat menyesuaikan diri dengan, lingkungan barunya dan sudah mulai dapat menjalankan kehidupannya untuk melewati siklus hidupnya dengan baik. Domestikasi merupakan pengadopsian tumbuhan dan hewan dari kehidupan liar ke dalam lingkungan kehidupan sehari-hari manusia. Dalam arti yang sederhana, domestikasi merupakan proses "penjinakan" yang dilakukan terhadap hewan liar. Perbedaannya, apabila penjinakan lebih pada individu, domestikasi melibatkan populasi, seperti seleksi, pemuliaan (perbaikan keturunan), serta perubahan perilaku/sifat dari organisme yang menjadi objeknya.

Contoh :

a.       Migrasi adalah bentuk lain dari contoh adaptasi biasanya terlihat pada burung, yang, dalam beberapa bulan setahun, bermigrasi ke daerah dengan kondisi iklim yang kondusif untuk kelangsungan hidup mereka. Mereka mencari tempat di mana banyak menyediakan makanan untuk kehidupan mereka dengan berpindah-pindah.

b.      Tumbuhan dikatakan telah terdomestikasi apabila sejumlah penampilannya mengalami perubahan dan ia menjadi tergantung pada campur tangan manusia dalam pertumbuhan dan perbanyakan keturunannya. Untuk tanaman pangan paling tidak ada dua jenis yang diketahui tidak pernah ditemukan tumbuh liar di alam: jagung dan beberapa jenis rapa (Brassica napus). Selain itu gandum roti yang heksaploid juga tidak ditemukan di alam liar. Domestikasi tumbuhanlah yang "memaksa" manusia untuk menghentikan perilaku pengembaraan dan mulai menetap sehingga melahirkan peradaban dan teknologi budidaya pertanian. Tumbuhan budidaya biasa disebut sebagai tanaman.