Jenis-jenis jaring-jaring makanan
Jaring-jaring makanan harus dikumpulkan dan hanya menggambarkan sebagian kecil dari kompleksitas ekosistem yang sebenarnya. Sebagai contoh, jumlah spesies di planet ini kemungkinan besar berada pada urutan umum 107, lebih dari 95% dari spesies ini terdiri dari mikroba dan invertebrata, dan relatif sedikit yang telah diberi nama atau diklasifikasikan oleh para ahli taksonomi. Secara eksplisit dipahami bahwa sistem alam itu 'ceroboh' dan bahwa posisi trofik jaring-jaring makanan menyederhanakan kompleksitas sistem nyata yang terkadang terlalu menekankan banyak interaksi yang jarang terjadi. Sebagian besar penelitian berfokus pada pengaruh yang lebih besar di mana sebagian besar transfer energi terjadi. “Kelalaian dan masalah ini menjadi perhatian, tetapi berdasarkan bukti yang ada, tidak ada kesulitan yang tidak dapat diatasi.”
Ada berbagai jenis atau kategori jaring-jaring makanan:
- Jaring-jaring sumber - satu atau lebih simpul, semua pemangsa mereka, semua makanan yang dimakan oleh pemangsa ini, dan seterusnya.
- Jaring-jaring makanan (sink web) - satu atau beberapa simpul, semua mangsanya, semua makanan yang dimakan oleh mangsa, dan seterusnya.
- Jaring komunitas (atau keterhubungan) - sekelompok simpul dan semua hubungan siapa yang memakan siapa.
- Jaring aliran energi - aliran energi yang terukur di antara simpul-simpul di sepanjang hubungan antara sumber daya dan konsumen.
- Jejaring paleoekologi - jejaring yang merekonstruksi ekosistem dari catatan fosil.
- Jaring fungsional - menekankan signifikansi fungsional dari hubungan tertentu yang memiliki kekuatan interaksi yang kuat dan pengaruh yang lebih besar terhadap organisasi masyarakat, lebih dari jalur aliran energi. Jaring fungsional memiliki kompartemen, yang merupakan sub-kelompok dalam jaringan yang lebih besar dengan kepadatan dan kekuatan interaksi yang berbeda. Jaring-jaring fungsional menekankan bahwa “pentingnya setiap populasi dalam menjaga keutuhan suatu komunitas tercermin dari pengaruhnya terhadap tingkat pertumbuhan populasi lain.”: 511
Dalam kategori ini, jaring-jaring makanan dapat diatur lebih lanjut sesuai dengan berbagai jenis ekosistem yang sedang diselidiki. Misalnya, jaring makanan manusia, jaring makanan pertanian, jaring makanan detrital, jaring makanan laut, jaring makanan akuatik, jaring makanan tanah, jaring makanan Arktik (atau kutub), jaring makanan terestrial, dan jaring makanan mikroba. Karakterisasi ini berasal dari konsep ekosistem, yang mengasumsikan bahwa fenomena yang sedang diselidiki (interaksi dan umpan balik) cukup untuk menjelaskan pola di dalam batas-batas, seperti tepi hutan, pulau, garis pantai, atau beberapa karakteristik fisik yang jelas.
- Jaring detrital
Dalam jaring detrital, materi tumbuhan dan hewan diuraikan oleh pengurai, misalnya bakteri dan jamur, dan berpindah ke detritivora dan kemudian ke karnivora. Sering kali terdapat hubungan antara jaring detrital dan jaring penggembalaan. Jamur yang dihasilkan oleh pengurai di jaring detrital menjadi sumber makanan bagi rusa, tupai, dan tikus di jaring penggembalaan. Cacing tanah yang dimakan oleh burung robin adalah detritivora yang memakan daun-daun yang membusuk.
"Detritus dapat didefinisikan secara luas sebagai segala bentuk bahan organik tak hidup, termasuk berbagai jenis jaringan tanaman (misalnya serasah daun, kayu mati, makrofita akuatik, ganggang), jaringan hewan (bangkai), mikroba mati, kotoran (pupuk kandang, kotoran, pelet feses, guano, frass), serta produk yang dikeluarkan, diekskresikan, atau dipancarkan dari organisme (misalnya g. polimer ekstra seluler, nektar, eksudat dan lindi akar, bahan organik terlarut, matriks ekstra seluler, lendir). Pentingnya bentuk-bentuk detritus ini, dalam hal asal, ukuran, dan komposisi kimia, bervariasi di seluruh ekosistem.": 585
Jaring-jaring makanan kuantitatif
Ahli ekologi mengumpulkan data tentang tingkat trofik dan jaring-jaring makanan untuk memodelkan secara statistik dan menghitung parameter secara matematis, seperti yang digunakan dalam jenis analisis jaringan lainnya (misalnya, teori graf), untuk mempelajari pola dan sifat yang muncul dan dimiliki bersama di antara ekosistem. Ada beberapa dimensi ekologi yang dapat dipetakan untuk membuat jaring-jaring makanan yang lebih rumit, termasuk: komposisi spesies (jenis spesies), kekayaan (jumlah spesies), biomassa (berat kering tanaman dan hewan), produktivitas (tingkat konversi energi dan nutrisi ke dalam pertumbuhan), dan stabilitas (jaringan makanan dari waktu ke waktu). Diagram jaring makanan yang menggambarkan komposisi spesies menunjukkan bagaimana perubahan pada satu spesies dapat secara langsung dan tidak langsung mempengaruhi banyak spesies lainnya. Studi mikrokosmos digunakan untuk menyederhanakan penelitian jaring makanan ke dalam unit semi-terisolasi seperti mata air kecil, batang kayu yang membusuk, dan eksperimen laboratorium menggunakan organisme yang bereproduksi dengan cepat, seperti daphnia yang memakan ganggang yang tumbuh di bawah lingkungan terkontrol dalam stoples berisi air.
Meskipun kompleksitas hubungan jaring-jaring makanan yang sebenarnya sulit untuk diuraikan, para ahli ekologi telah menemukan model matematika pada jaringan sebagai alat yang sangat berharga untuk mendapatkan wawasan tentang struktur, stabilitas, dan hukum perilaku jaring-jaring makanan relatif terhadap hasil yang dapat diamati. “Teori jejaring makanan berpusat pada gagasan keterhubungan.”: 1648 Rumus kuantitatif menyederhanakan kompleksitas struktur jaring-jaring makanan. Jumlah hubungan trofik (tL), misalnya, dikonversi menjadi nilai keterhubungan:
di mana, S(S-1)/2 adalah jumlah maksimum hubungan biner di antara S spesies. “Konektivitas (C) adalah bagian dari semua kemungkinan hubungan yang terealisasi (L/S2) dan mewakili ukuran standar kompleksitas jaring-jaring makanan...”: 12913 Jarak (d) antara setiap pasangan spesies dalam sebuah jaring dirata-ratakan untuk menghitung jarak rata-rata antara semua simpul dalam jaring (D) dan dikalikan dengan jumlah total tautan (L) untuk mendapatkan kerapatan tautan (LD), yang dipengaruhi oleh variabel yang bergantung pada skala, seperti kekayaan spesies. Rumus-rumus ini merupakan dasar untuk membandingkan dan menyelidiki sifat pola non-acak dalam struktur jaringan rantai makanan di berbagai jenis ekosistem.
Hukum skala, kompleksitas, kekacauan, dan korelasi pola adalah fitur umum yang dikaitkan dengan struktur jaringan makanan.
- Kompleksitas dan stabilitas
Jaring-jaring makanan sangat kompleks. Kompleksitas adalah istilah yang menunjukkan kesulitan mental untuk memahami semua efek tingkat tinggi yang mungkin terjadi dalam jaring-jaring makanan. Kadang-kadang dalam terminologi jaring-jaring makanan, kompleksitas didefinisikan sebagai hasil kali antara jumlah spesies dan keterhubungan, meskipun ada kritik terhadap definisi ini dan metode lain yang diusulkan untuk mengukur kompleksitas jaringan. Keterhubungan adalah “sebagian kecil dari semua kemungkinan hubungan yang direalisasikan dalam sebuah jaringan” ..: 12917 Konsep-konsep ini diturunkan dan distimulasi melalui saran bahwa kompleksitas mengarah pada stabilitas dalam jaring-jaring makanan, seperti meningkatkan jumlah tingkat trofik dalam ekosistem yang lebih kaya spesies. Hipotesis ini ditantang melalui model matematika yang menunjukkan sebaliknya, tetapi penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa premis tersebut berlaku dalam sistem nyata.
Pada tingkat yang berbeda dalam hirarki kehidupan, seperti stabilitas jaring makanan, “struktur keseluruhan yang sama dipertahankan meskipun ada aliran dan perubahan komponen yang terus menerus.”: 476 Semakin jauh suatu sistem kehidupan (misalnya, ekosistem) bergoyang dari keseimbangan, semakin besar kompleksitasnya. Kompleksitas memiliki banyak arti dalam ilmu kehidupan dan di ruang publik yang membingungkan penerapannya sebagai istilah yang tepat untuk tujuan analisis dalam sains. Kompleksitas dalam ilmu kehidupan (atau biokompleksitas) didefinisikan sebagai “sifat-sifat yang muncul dari interaksi perilaku, biologis, fisik, dan interaksi sosial yang memengaruhi, menopang, atau dimodifikasi oleh organisme hidup, termasuk manusia.” 1018
Beberapa konsep telah muncul dari studi tentang kompleksitas dalam jaring-jaring makanan. Kompleksitas menjelaskan banyak prinsip yang berkaitan dengan pengorganisasian diri, non-linearitas, interaksi, umpan balik sibernetik, diskontinuitas, kemunculan, dan stabilitas dalam jaring-jaring makanan. Nestedness, misalnya, didefinisikan sebagai “pola interaksi di mana spesialis berinteraksi dengan spesies yang membentuk subset sempurna dari spesies yang berinteraksi dengan generalis”,: 575 “-yaitu, makanan spesies yang paling terspesialisasi merupakan subset dari makanan spesies yang lebih umum, dan makanannya merupakan subset dari yang lebih umum, dan seterusnya.” Sampai saat ini, diperkirakan bahwa jaring-jaring makanan hanya memiliki sedikit struktur bersarang, tetapi bukti empiris menunjukkan bahwa banyak jaring-jaring yang telah dipublikasikan memiliki sub-jaring yang bersarang di dalamnya.
Jaring-jaring makanan adalah jaringan yang kompleks. Sebagai jaringan, mereka menunjukkan sifat struktural dan hukum matematika yang sama yang telah digunakan untuk menggambarkan sistem kompleks lainnya, seperti dunia kecil dan sifat bebas skala. Atribut dunia kecil mengacu pada banyaknya simpul yang terhubung secara longgar, pengelompokan padat non-acak dari beberapa simpul (misalnya, trofik atau spesies kunci dalam ekologi), dan panjang jalur yang kecil dibandingkan dengan kisi-kisi biasa. "Jaringan ekologi, terutama jaringan mutualistik, umumnya sangat heterogen, terdiri dari area dengan hubungan yang jarang antar spesies dan area yang berbeda dengan spesies yang terkait erat. Wilayah dengan kepadatan hubungan yang tinggi ini sering disebut sebagai kelompok, pusat, kompartemen, sub-kelompok kohesif, atau modul... Dalam jaring-jaring makanan, terutama pada sistem akuatik, kesarang tampaknya terkait dengan ukuran tubuh karena makanan predator yang lebih kecil cenderung bersarang di dalam himpunan bagian dari predator yang lebih besar (Woodward & Warren, 2007; YvonDurocher et al. 2008), dan kendala filogenetik, di mana taksa terkait bersarang berdasarkan sejarah evolusi yang sama, juga terlihat jelas (Cattin et al. 2004).": 257 ”Kompartemen dalam jaring-jaring makanan merupakan subkelompok taksa di mana banyak interaksi yang kuat terjadi di dalam subkelompok dan hanya sedikit interaksi yang lemah yang terjadi di antara subkelompok. Secara teoritis, kompartemen meningkatkan stabilitas dalam jaringan, seperti jaring-jaring makanan."
Jaring-jaring makanan juga kompleks dalam hal perubahan skala, musiman, dan geografis. Komponen-komponen jaring-jaring makanan, termasuk organisme dan nutrisi mineral, melewati ambang batas ekosistem. Hal ini memunculkan konsep atau area studi yang dikenal sebagai subsidi lintas batas. “Hal ini menyebabkan anomali, seperti perhitungan jaring makanan yang menentukan bahwa suatu ekosistem dapat mendukung separuh karnivora puncak, tanpa menentukan ujung yang mana.” Meskipun demikian, perbedaan nyata dalam struktur dan fungsi telah diidentifikasi ketika membandingkan berbagai jenis jaring-jaring makanan ekologis, seperti jaring-jaring makanan terestrial vs akuatik.
Sejarah jaring-jaring makanan
Jaring-jaring makanan berfungsi sebagai kerangka kerja untuk membantu para ahli ekologi dalam mengatur jaringan interaksi yang kompleks di antara spesies yang diamati di alam dan di seluruh dunia. Salah satu deskripsi paling awal tentang rantai makanan dijelaskan oleh seorang sarjana Afro-Arab abad pertengahan bernama Al-Jahiz: “Semua hewan, singkatnya, tidak dapat hidup tanpa makanan, dan hewan yang diburu juga tidak dapat menghindar dari buruannya.”: 143 Penggambaran grafis paling awal dari jaring makanan adalah oleh Lorenzo Camerano pada tahun 1880, diikuti secara terpisah oleh Pierce dan rekan-rekannya pada tahun 1912 dan Victor Shelford pada tahun 1913. Dua jaring makanan tentang ikan haring dibuat oleh Victor Summerhayes dan Charles Elton serta Alister Hardy pada tahun 1923 dan 1924. Charles Elton kemudian memelopori konsep siklus makanan, rantai makanan, dan ukuran makanan dalam buku klasiknya tahun 1927 “Animal Ecology”; 'siklus makanan' Elton digantikan oleh 'jaring makanan' dalam teks ekologi berikutnya. Setelah Charles Elton menggunakan jaring-jaring makanan dalam sintesisnya pada tahun 1927, jaring-jaring makanan menjadi konsep utama dalam bidang ekologi. Elton mengorganisasikan spesies ke dalam kelompok-kelompok fungsional, yang menjadi dasar bagi sistem klasifikasi trofik dalam karya klasik dan penting Raymond Lindeman pada tahun 1942 tentang dinamika trofik. Gagasan tentang jaring makanan memiliki pijakan historis dalam tulisan-tulisan Charles Darwin dan terminologinya, termasuk “bank yang terjerat”, “jaring kehidupan”, “jaring hubungan yang rumit”, dan mengacu pada tindakan dekomposisi cacing tanah, ia berbicara tentang “pergerakan partikel-partikel bumi yang terus berlanjut”. Bahkan sebelumnya, pada tahun 1768, John Bruckner menggambarkan alam sebagai “satu jaringan kehidupan yang berkelanjutan”.
Ketertarikan pada jaring makanan meningkat setelah studi eksperimental dan deskriptif Robert Paine tentang pantai intertidal yang menunjukkan bahwa kompleksitas jaring makanan adalah kunci untuk menjaga keragaman spesies dan stabilitas ekologi. Banyak ahli ekologi teoretis, termasuk Sir Robert May dan Stuart Pimm, terdorong oleh penemuan ini dan yang lainnya untuk meneliti sifat-sifat matematis jaring-jaring makanan.
Disadur dari: https://en.wikipedia.org/