Pertumbuhan Populasi Paramecium Sp. dan Daya Dukung Lingkungan

Kunjungi juga webku di http://wilda.comxa.com

PERTUMBUHAN POPULASI Paramecium sp.
DAN DAYA DUKUNG LINGKUNGAN

I. PENGANTAR
I.1 Latar belakang
Carrying Capacity atau Daya dukung lingkungan mengandung pengertian kemampuan suatu tempat dalam menunjang kehidupan mahluk hidup secara optimum dalam periode waktu yang panjang. Daya dukung lingkungan dapat pula diartikan kemampuan lingkungan memberikan kehidupan organisme secara sejahtera dan lestari bagi penduduk yang mendiami suatu kawasan.
Konsep daya dukung lingkungan berasal dari pengelolaan hewan ternak dan satwa liar (Soemarwoto, 1997). Daya dukung itu menunjukkan besarnya kemampuan lingkungan untuk mendukung kehidupan hewan yang dinyatakan dalam jumlah ekor per satuan luas lahan. Jumlah hewan yang dapat didukung kehidupannya itu tergantung pada biomas (bahan organik tumbuhan) yang tersedia untuk makanan hewan.
Daya dukung dapat dibedakan dalam beberapa tingkat, yaitu daya dukung maksimum, daya dukung subsisten, daya dukung optimum, dan daya dukung suboptimum. Daya dukung maksimum menunjukkan jumlah maksimum hewan yang dapat didukung per satuan luas lahan. Dengan jumlah hewan yang maksimum, makanan sebenarnya tidak cukup. Walaupun hewan itu masih hidup, tetapi hewan itu tidak sehat, kurus, dan lemah serta mudah terserang oleh penyakit dan hewan pemangsa. Padang penggembalaan akan mengalami kerusakan, karena menjadi padat terinjak-injak; rumput dan tumbuhan lain termakan lebih cepat daripada kemampuan regenerasi. Secara umum lingkungan menjadi rusak dan apabila berjalan terlalu lama, kerusakan itu akan bersifat tak terbalikkan.
Pada daya dukung subsisten jumlah hewan agak kurang. Persediaan makanan lebih banyak, tetapi masih pas-pasan. Hewan mash kurus dan ada dalam ambang batas antara sehat dan lemah. Mereka masih mudah terserang oleh penyakit dan hewan pemangsa. Lingkungan juga masih mengalami kerusakan.
Pada daya dukung optimum, jumlah hewan lebih rendah dan terdapat keseimbangan yang baik antara jumlah hewan dan persediaan makanan. Kecepatan dimakannya rumput atau tumbuhan lain seimbang dengan kecepatan regenerasi tumbuhan itu. Kondisi tubuh hewan baik: gemuk, kuat dan sehat. Hewan itu tidak mudah terserang oleh penyakit dan hewan pemangsa.
Pada daya dukung suboptimum jumlah hewan lebih rendah lagi. Persediaan makanan melebihi yang diperlukan. Karena itu kecepatan dimakannya rumput atau tumbuhan lain lebih kecil daripada kecepatan pertumbuhan. Akibatnya batang rumput dan tumbuhan lain mengayu dan menjadi keras. Mutu padang penggembalaan menurun. Jadi sebenarnya terjadi pula kerusakan. Pada umumnya kerusakan itu bersifat terbalikkan.
Dilampauinya batas daya dukung akan menyebabkan kematian, karena tidak tersedianya sumber daya, hilangnya kemampuan degradasi limbah, meningkatnya pencemaran dan timbulnya gejolak sosial yang merusak struktur dan fungsi kehidupan.
Populasi yang ada di suatu daerah akan selalu berubah setiap saat. Perubahan ini disebabkan oleh perubahan jumlah individu. Bergantung pada faktor lingkungan jumlah individu dapat bertambah atau berkurang. Bila sumber daya berlimpah tidak teerbatas maka populasi akan tumbuh sangat cepat. Daya dukung pertumbuhan populasi Paramecium sp antara lain adalah luas atau volume tempat hunian, nutrisi dan air yang terkandung dalam tempat tersebut, dan tempat bersarang.
Makhluk hidup di alam semesta tidak akan hidup sendiri dan terlepas dari faktor lainnya. Kelangsungan semua makhluk hidup saling mempengaruhi dan ketergantungan dengan berbagai variasi faktor di sekelilingnya. Hubungan antar individu, populasi dengan habitat atau relung hidupnya, akan kompleks, spesifik dan beraneka, bahkan bisa menjadi rumit keterkaitan antar komponen yang ada dalam suatu ekosistem.
Populasi merupakan kelompok organisme atau individu spesies yang sama, yang mendiami satu tempat tertentu pada satu waktu tertentu. Secara definisi populasi dibatasi ruang dan waktu (limited and defined) sedangkan lingkungan merupakan variabel fisik dan hayati yang mempengaruhi keberadaan populasi, termasuk interaksi antara individu di dalam populasi itu sendiri maupun dengan spesies yang berbeda. Populasi memiliki sifat-sifat (karakteristik) yang dapat diukur secara statistik dan bukan sifat daripada individu-individu penyusunnya, di antara sifat-sifat tersebut adalah kepadatan, natalitas dan mortalitas, distribusi umur, potensi biotic, penyebaran dan bentuk pertumbuhan.
Terbatasnya sumber-sumber seperti ruang dan makanan dan juga adanya jumlah populasi yang terlalu padat menyebabkan populasi dibatasi oleh suatu daya dukung lingkungan sehingga pertumbuhan populasi lambat laun akan menurun dan akhirnya akan berhenti jika daya dukung lingkungan tercapai. Berdasarkan waktu, model pertumbuhan populasi dapat dibagi menjadi model pertumbuhan kontinu dan model pertimbuhan diskret. Model yang dibahas dalam laporan kali ini adalah model pertumbuhan kontinu yang disebut sebagai persamaan logistik. Besar daya dukung lingkungan berpengaruh pada jumlah individu. Makin banyak jumlah individu makin berkurang kemungkinan setiap individu untuk mendapatkan makanan dan sumber daya lain. Untuk mempertahankan hidupnya maka individu dalam populasi tersebut mau tidak mau harus berkompetisi dengan sesama, selain dengan jenis lain. Tingkat kompetisi antar individu dalam populasi dinyatakan dalam koefisien kompetisi internal dan dilambangkan dengan huruf γ (gamma). Model pertumbuhan populasi dengan menggunakan tingkat kompetisi internal dapat dirumuskan sebagai berikut :
dN = N(r- γN) = rN-γN2
dt
Hubungan antara K dengan γ dinyatakan dalam persamaan berikut :
K=

Bila jumlah individu lebih banyak dari besarnya daya dukung lingkungan maka populasi akan kekurangan sumber daya sehingga tingkat reproduksinya menurun beremigrasi, akibatnya ukuran populasi mengecil. Jumlah individu akan stabil di sekitar daya dukung lingkungan, dengan demikian ukuran populasi akan konstan. Kenyataannya tidak demikian, yang sering terjadi adalah berfluktuasi di atas dan di bawah daya dukung lingkungan. Hal ini di sebabkan karena populasi perlu waktu untuk menanggapi lingkungan.
Pada pengamatan untuk topik praktikum kali ini, kami menggunakan organisme Paramecium sp. Untuk diteliti bagaimana pertumbuhannya setiap dua hari sekali pengecekan terhadap medium air jerami sebagai media pertumbuhannya. Paramecium sp. merupakan salah satu protista mirip hewan. Protista ini berukuran sekitar 50-350ɰm sehingga memerlukan mikroskop untuk mengamatinya. Mikroskop yang digunakan adalah mikroskop cahaya dengan perbesaran 10x. Paramecium sp. Akan bergerak dengan menggetarkan silianya, yang bergerak melayang-layang di dalam air, ini merupakan pengamatan sebelum Paramecium sp. Diberi larutan JKJ untuk mematikannya. Sedangkan cara menangkap makanan adalah dengan cara menggetarkan rambut (silianya), maka terjadi aliran air keluar dan masuk mulut sel. Saat itulah bersamaan dengan air masuk bakteri bahan organik atau hewan uniseluler lainnya. Perkembangbiakan Paramecium sp. adalah dengan cara:
a.Aseksual atau dengan cara membelah diri yaitu dengan pembelahan biner dimana sel membelah menjadi 2 kemudian menjadi 4, 8 dan 16 dst. Pembelahan diawali dengan pembelahan mikronukleus dan diikuti dengan pembelahan makronucleus.
b.Seksual atau perkembangbiakan secara kawin. Caranya adalah dua sel saling mendekat, menempel pada bagian mulut sel untuk kawin. Artinya kedua hewan ini sedang mengalami konjugasi. Selanjutnya terbentuk saluran konjugasi diantara kedua sel ini. Dan melalui saluran ini terjadi tukar-menukar mikronukleus. Mikronukleus dari sel yang satu pindah ke sel yang lain, demikianlah sebaliknya.




Adapun klasifikasi Paramecium sp. sebagai berikut:
Kingdom : Animalia
Phylum : Protozoa
Sub Phylum : Ciliophora
Class : Ciliata
Sub class : Holotricha
Ordo : Hymenostomatida
Family : Paramaecidae
Genus : Paramaecium
Spesies : Paramaecium sp.

I.2 Rumusan Masalah
1. Apakah daya dukung lingkungan mempengaruhi pertumbuhan populasi dari Paramecium sp. ?
2. Seberapa besar nilai daya lingkungan mempengaruhi jumlah populasi dari Paramecium sp. ?





I.3 Hipotesis
1. Hipotesis kerja
Hipotesis : bila jumlah populasi Paramecium sp. lebih besar daripada nilai daya dukung lingkungan maka sumberdaya untuk populasi akan berkurang.
2. Hipotesis statistik
H0 : tidak ada pengaruh antara jumlah populasi Paramecium sp. dengan daya dukung lingkungan.
H1 : ada pengaruh antara jumlah populasi Paramecium sp. dengan daya dukung lingkungan.


I.4 Tujuan
1. Mengetahui tingkat pertumbuhan Paramecium sp. Yang dibiakkan dalam medium air jerami dengan volume tertentu.
2. Mengetahui nilai daya dukung lingkungan (nilai intrinsik pertumbuhan) terhadap jumlah populasi Paramecium sp.
II. Alat dan Bahan

Alat :
1. Gelas ukur
2. Pipet tetes
3. Objek glass
4. Mikroskop cahaya
5. Bilik hitung Sedgewich-Rafter counting chamber
6. Tabung pembiakkan
7. Digicounter
Bahan :
1. Biakan Paramecium sp.
2. Larutan JKJ
3. Air rebusan jerami

III. Prosedur Kerja

Menyiapkan biakan Paramecium sp.
1. Ambil 1-5 tetes air biakan Paramecium sp. berukuran kecil, letakkan pada objek glass kemudian tutup dengan cover glass dan hitung jumlahnya menggunakan mikroskop.
2. Lakukan hal tersebut hingga mendapatkan Paramecium sp. dengan jumlah yang ditugaskan (pada kelompok kami mendapatkan sebanyak 10 ekor).
Membuat biakan Paramecium sp.
1. Siapkan satu tabung selai kosong bersih, beri label / penanda.
2. Beri tanda pada dinding luar tabung tersebut dengan ketinggian 60 cc, 80 cc, dan 100 cc menggunakan spidol permanent.
3. Masukkan air rebusan jerami kurang lebih setengahnya.
4. Memasukkan 10 ekor Paramecium sp. pada tabung.
5. Tambahkan air rebusan jerami sampai batas 100 cc.
6. Tutup tabung dengan kertas, ikat dengan tali kemudian beri lubang.
7. Amati 3 kali dalam seminggu selama 1 bulan.
Menghitung Paramecium sp.
1. Aduk biakan dengan pipet.
2. Ambil biakan dengan menggunakan pipet, teteskan pada bilik hitung Sedgewich-Rafter counting chamber dan tambahkan 3 tetes larutan JKJ.
3. Penuhi bilik hitung hingga tidak terlihat adanya gelembung.
4. Tutup dengan gelas penutup dan hitung menggunakan mikroskop cahaya.
5. Ulangi kegiatan tersebut sampai lima kali pengamatan.
6. Buang biakan Paramecium sp. tadi sampai batas 80 cc.
7. Tambahkan air rebusan jerami hingga batas 100 cc.
8. Tutup botol yang berisi biakan tadi dengan kertas yang telah diberi lubang.

IV. Hasil Pengamatan

Hasil pengamatan dan rata-rata populasi Paramecium sp.
No Tanggal t Usia Hari Rata-rata (1cc) Rata-rata (100cc)
1 3 November 2009 0 8 652,67 65267
2 5 November 2009 2 10 316,33 31633
3 6 November 2009 1 11 311,67 31167
4 9 November 2009 3 14 176 17600
5 11 November 2009 2 16 82,67 8267
6 13 November 2009 2 18 260,33 26033
7 16 November 2009 3 21 83 8300
8 18 November 2009 2 23 232,67 23267
9 20 November 2009 2 25 143,33 14333
10 23 November 2009 3 28 42,33 4233
11 25 November 2009 2 30 23,33 2333
12 26 November 2009 1 31 9,33 933
13 30 November 2009 4 35 5,67 567
14 2 Desember 2009 2 31 12,67 1267
15 3 Desember 2009 1 38 4,33 433

V. Analisis Perhitungan

a. Perhitungan K secara analisis

= No r- No2y


Keterangan:

N = Jumlah individu
Nt = Jumlah individu pada saat t
No = Jumlah individu saat awal atau sebelum t
T = Waktu pertumbuhan populasi
r = Derajat intrinsik
γ = Kompetisi / persaingan antar individu

b. Perhitungan secara analisis numerik (eliminasi dua persamaan)

1. Dari data (3) dan (2)






2. Dari data (3) dan (4)






3. Dari persamaan (1) dan (2) dieliminasi

-466 = r-31633γ

= 0,355



Subsitusi:

-466 = r-31633
-466 = r-31633 (0,355)
-466 = r-11229,715

-466+11229,715 = r
10763,715 = r

= 30320,323

c. Penghitungan K secara ekponensial

Nt = No ert
Keterangan :

N = jumlah individu
No= jumlah individu saat awal atau sebelum t
Nt = jumlah individu saat t
t = waktu pertumbuhan populasi
r = derajat pertumbuhan intrinsik

1. Nt = No ert
316,33 = 652,57(2,72)r2
0,485 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 0,485
2r =
2r = -0,723
r = -0,361

2. Nt = No ert
311,67 = 316,33(2,72)r1
0,985 = (2,72)r
r = 2,72 log 0,985
r =
r = -0,015

3. Nt = No ert
176 = 315,67(2,72)r3
0,564 = (2,72)3r
3r = 2,72 log 0,564
3r =
3r = -0,567
r = -0,189

4. Nt = No ert
82,67 = 176(2,72)r2
0,469 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 0,469
2r =
2r = -0,756
r = -0,378

5. Nt = No ert
260,33 = 82,67(2,72)r2
3,149 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 3,149
2r =
2r = 1,146
r = 0,573
6. Nt = No ert
83 = 260,33(2,72)r3
0,319 = (2,72)3r
3r = 2,72 log 0,319
3r =
3r = -1,141
r = -0,381

7. Nt = No ert
232,67 = 83(2,72)r2
2,803 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 2,803
2r =
2r = 1,030
r = 0,515

8. Nt = No ert
143,33 = 232,67(2,72)r2
0,616 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 0,616
2r =
2r = -0,484
r = -0,242

9. Nt = No ert
42,33 = 143,33(2,72)r3
0,295 = (2,72)3r
3r = 2,72 log 0,295
3r =
3r = -1,22
r = -0,406

10. Nt = No ert
23,33 = 42,33(2,72)r2
0,551 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 0,551
2r =
2r = -0,595
r = -0,297

11. Nt = No ert
9,33 = 23,33(2,72)r1
0,399 = (2,72)r
r = 2,72 log 0,399
r =
r = -0,918

12. Nt = No ert
5,67 = 9,33(2,72)r4
0,607 = (2,72)4r
4r = 2,72 log 0,607
4r =
4r = -0,498
r = -0,125

13. Nt = No ert
12,67 = 5,67(2,72)r2
2,234 = (2,72)2r
2r = 2,72 log 2,234
2r =
2r = 0,803
r = 0,401

14. Nt = No ert
4,33 = 12,67(2,72)r1
0,342 = (2,72)r
r = 2,72 log 0,342
r =
r = -1,072

Berikut adalah tabel antara derajat pertumbuhan intrinsik (r)
dengan jumlah individu (N):

usia hari r N
0 sd 4 0 65267
4 sd 6 -0,361 31633
6 sd 9 -0,015 31167
9 sd 11 -0,189 17600
11 sd 13 -0,378 8267
13 sd 16 -0,573 26033
16 sd 18 -0,381 8300
18 sd 20 0,515 23267
20 sd 23 -0,242 14333
23 sd 25 -0,406 4233
25 sd 27 -0,297 2333
27 sd 30 -0,918 933
30 sd 32 -0,125 567
32 sd 34 0,401 1267
34 sd 37 -1,072 433

VI. PEMBAHASAN
Paramecium sp. merupakan organisme yang cepat sekali berkembang biak. Dalam praktikum kali ini kami mengembangbiakkan Paramecium sp. di dalam media air jerami secara tertutup. Kemudian pengamatan dilakukan setiap dua hari sekali. Berdasarkan analisis hitung diatas dapat dibuat kurva pertumbuhan populasi dari Paramecium sp. kurva yang terbentuk adalah pertumbuhan secara teoritis berbentuk sigmod, yaitu kecepatan pertumbuhan meningkat dari jumlah mula-mula yang sedikit dan terus-menerus bertambah hingga kemudian sampai pada titik maksimum pertumbuhan. Pada saat seperti itu jumlah mikroorganisme statis dan nilai daya dukung lingkungan berimpit dengan jumlah pertumbuhan populasi.
Pada awal pembiakan, digunakan 10 ekor Paramecium sp. sebagai jumlah populasi awal. Setelah hari kedua, pertumbuhannya meningkat pesat karena masih banyaknya nutrisi yang terkandung dalam media pertumbuhan. Hari ke-2 mengalami penurunan drastis hingga hampir 50% dari jumlah populasi awal, hal ini kemungkinan dikarenakan Paramecium sp. masih beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang didiaminya. Hingga hari ke-6 pertumbuhan mulai meningkat lagi, hari ke-7 turun lagi dan hari ke-8 naik lagi begitu seterusnya. Pertumbuhan mengalami titik maksimum yang artinya titik dimana Paramecium sp. tidak lagi melakukan pembelahan diri atau perkembangbiakan. Ini terjadi pada hari ke-13 sampai hari ke-15. Hal ini disebabkan karena habisnya nutrisi dalam media, terlalu sering pengambilan Paramecium sp. atau pada waktu jumlah Paramecium sp. pesat nutrisi kurang memadai sehingga terjadi kompetisi antar individu yang menyebabkan kematian.
Dan kebanyakan jumlah populasi ini dipengaruhi oleh adanya kompetisi intrinsik antar individu. Besar nilai K yang ditentukan dengan cara persamaan linear dan eliminasi dua persamaan terdapat perbedaan. Hal ini terjadi karena penghitungan dilakukan dengan pendekatan yang berbeda, sehingga asumsi bahwa populasi berfluktuasi pada harga K tidak dapat digunakan atau lonjakan yang terlalu tinggi menunjukkan bahwa populasi tidak berfluktuasi di sekitar harga K.

VII. RINGKASAN
Dari hasil pengamatan pertumbuhan populasi Paramecium sp. yang dikembangbiakkan dalam media air rebusan jerami selama 1 bulan dengan cara tertutup, dapat dijelaskan bahwa pertumbuhan pupulasi Paramecium sp. dipengaruhi oleh media hidupnya atau daya dukung lingkungannya. Hal ini dapat dibuktikan melalui hasil pengamatan selama 1 bulan. Ketika media tersebut mengandung cukup nutrisi sebagai sumber hidup Paramecium sp., pertumbuhan Paramecium sp. sangat pesat sebab daya dukung lingkungannya tinggi. Dan sebaliknya, semakin hari kandungan nutrisinya akan habis sedangkan Paramecium sp. terus membelah sehingga timbullah kompetisi antar individu atau saling makan-memakan. Terjadilah kematian, hal ini disebabkan daya dukung lingkungan semakin rendah dan tidak mencukupi kebutuhan hidup Paramecium sp. akhirnya untuk terus hidup, yang lebih kuat akan memakan yang lebih lemah. Lama-kelamaan akan habis oleh kematian.
Jadi intinya, populasi Paramecium sp. disini dipengaruhi oleh daya dukung lingkungannya. Semakin tinggi daya dukung lingkungannya, semakin besar pula jumlah populasi Paramecium sp. Dan sebaliknya, semakin rendah daya dukung lingkungannya, semakin sedikit pula jumlah populasi Paramecium sp. Karena semakin rendah daya dukung lingkungan jika jumlah populasi besar akan tidak memadai kebutuhan. Sehingga terjadilah kompetisi alam antar individu untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya.






VIII. DAFTAR PUSTAKA

Deshmukh, Ian. 1992. Ekologi dan Biologi Tropika. Jakarta : Yayasan Obor Indonesia.
Eric, R. Pianka. 2000. Evolutionary Ecology. San Fransisco : Educational Publisher INC.
Odum, Eugene P. 1993. Dasar-dasar Ekologi. Yogyakarta : UGM University Press.
http://lumele.blogspot.com/2009/01/populasi.html diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://optilabinfo.blogspot.com/2009/11/paramecium.html diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://id.wikipedia.org/wiki/Paramecium diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://www.e-dukasi.net/mol/mo_subject.php?kls_id=1&subject_id=3 diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/daya-dukung-lingkungan/ diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kategori:Protista diakses pada tanggal 10 Desember 2009.
http://math.ipb.ac.id/ daya%20dukung%20lingk_files/ diakses pada tanggal 10 Desember 2009.