Diversitas

A.  Diversitas
Biodiversitas mengacu pada macam dan kelimpahan spesies, komposisi genetiknya, dan komunitas, ekosistem dan bentang alam di mana mereka berada. Definisi yang lain menyatakan bahwa biodiversitas sebagai diversitas kehidupan dalam semua bentuknya, dan pada semua level organisasi. Dalam semua bentuknya menyatakan bahwa biodiversitas mencakup tumbuhan, binatang, jamur, bakteri dan mikroorganisme yang lain. Semua level organisasi menunjukkan bahwa biodiversitas mengacu pada diversitas gen, speses dan ekosistem.
Diversitas genetik mencakup variasi dalam material genetik, seperti gen dan khromosom. Diversitas spesies (taksonomi) kebanyakan diintepretasikan sebagai variasi di antara dan di dalam spesies (termasuk spesies manusia), mencakup variasi satuan taksonomi seperti filum, famili, genus dsb. Diversitas genetik merupakan titik awal dalam memahami dimensi dari isu biodiversitas, tetapi pada level spesies dan ekosistem bidang kehutanan memiliki pengaruh besar.
Diversitas ekosistem atau bahkan dinamakan diversitas biogeografik berkaitan dengan variasi di dalam wilayah (region) biogeografik, bentang alam (landscape) dan habitat. Kita harus menyadari bahwa biodiversitas selalu peduli dengan variabilitas makhluk hidup dalam area atau wilayah yang spesifik.
Belum semua aspek biodversitas sudah diberikan nama. Masih terdapat banyak bentuk variasi, seperti variasi musiman, variasi non-genetik disebabkan oleh pengaruh lingkungan (variasi fenotipik). Juga terdapat variasi karena perbedaan di antara fase kehidupan (diversitas ontogenik) dan mode kehidupan (diversitas kultural). Namun, tiga bentuk diversitas tersebut di atas boleh dikatakan merupakan dimensi biodiversitas yang utama.
Biodiversitas juga mengacu pada macam struktur ekologi, fungsi atau proses pada semua level di atas. Biodiversitas terjadi pada skala spasial yang mulai dari tingkat lokal ke regional dan global
Biodiversitas dapat pula dikelompokkan ke dalam: diversitas komposisional, struktural dan fungsi.

1. Diversitas komposisional mencakup apa yang dikenal dengan diversitas spesies termasuk diversitas genetik dan ekosistem. Menjaga diversitas genetik sangat penting bagi eksistensi diversitas spesies, sedangkan menjaga diversitas ekosistem penting untuk menyediakan habitat yang diperlukan untuk mengonservasi berbagai spesies.
2. Diversitas struktural berkaitan dengan susunan spasial unit-unit fisik. Pada level tegakan, diversitas struktural dapat dikarakterisasi dengan jumlah strata dalam hutan, misalnya kanopi tumbuhan utama, subkanopi, semak, tumbuhan herba. Pada level bentang alam, diversitas struktural dapat diukur dengan distribusi kelas-kelas umur pada suatu hutan atau susunan spasial dari ekosistem yang berbeda.
3. Diversitas fungsional merupakan variasi dalam proses-proses ekologi, seperti pendauran unsur hara atau aliran energi. Ini merupakan komponen yang paling sulit untuk diukur dan dipahami.

Perlu dipahami bahwa ketiga komponen diversitas tersebut saling berkaitan. Misalnya, perubahan dalam diversitas komposisional dan struktural, mengakibatkan perubahan dalam proses-proses ekologi. Ahli ekologi membedakan biodiversitas pada skala spasial pada tiga kategori: alpha, beta dan gamma . Diversitas alpha adalah diversitas di dalam suatu habitat. Diversitas beta merupakan diversitas di antara habitat, sedangkan diversitas gamma merupakan diversitas di antara  geografi (diversitas skala geografi).

Diversitas genetik

Diversitas genetik terdapat dalam empat level organisasi: di antara spesies, di antara populasi, di dalam populasi dan di dalam individu.

1. Diversitas di antara spesies sudah cukup jelas, sungguhpun kita sering tidak berpikir bahwa perbedaan di antara spesies sebagai manifestasi dari diversitas genetik karena kita dapat membedakan spesies dengan mudah tanpa mengetahui komposisi gennya.
2. Diversitas genetik di antara populasi dari suatu spesies  juga sering sangat besar. Di dunia pertanian misalnya ada berbagai macam varietas (padi, jagung), meskipun ini hasil seleksi buatan. Di spesies pohon perbedaan antara populasi pada spesies yang sama (dikenal  dengan istilah provenans) sering besar.
3. Dalam populasi kebanyakan populasi alami, perbedaan genetik di antara individu sering juga besar. Akhirnya diversitas genetik terdapat di dalam suatu individu bilamana ada dua alel untuk gen yang sama (perbedaan konfigurasi DNA yang menduduki lokus yang sama pada suatu kromosom). Di masa lalu hanya sedikit perhatian diberikan pada diversitas genetik pada populasi alami, sungguhpun ini sangat krusial bagi kelestarian dari bentuk-bentuk biologi, perkembangan diversitas spesies (evolusi) dan berfungsinya biosfer, ekosistem serta komunitas biologi.
4. Bersarnya diversitas di dalam suatu spesies tergantung pada jumlah individu, kisaran penyebaran geografinya, tingkat isolasi dari populasi dan sistem genetiknya.

Peran penting juga dilakukan oleh proses-proses seleksi alami dan antropogenik, serta juga faktor-faktor yang berpengaruh pada perubahan spasial dan temporal pada komposisi genetik dari spesies atau populasi.
Diversitas genetik penting bagi kemampuan spesies dan populasi beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan dan karena itu merupakan persyaratan bagi kelangsungan hidupnya.
Pada spesies yang berkembang biak secara seksual, setiap populasi lokal mengandung kombinasi gen tertentu. Jadi, suatu spesies merupakan kumpulan populasi yang berbeda secara genetik satu sama lain.  Perbedaan genetik ini diwujudkan sebagai  perbedaan di antara populasi dalam sifat morfologi, fisiologi, kelakuan, dan sejarah hidup (life history). Dengan kata lain, sifat-sifat genetik (genotipe) mempengaruhi sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe).
Seleksi alami pada awalnya bekerja pada level fenotipik, memihak kepada atau tidak menguntungkan untuk sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe). Lukang gen (gene pool) – agregat total gen pada suatu populasi pada suatu waktu, akan berubah  ketika organisme dengan fenotipe yang kompatibel dengan lingkungan akan lebih mampu bertahan hidup dalam jangka lama dan akan berkembang biak lebih banyak dan meneruskan gen-gennya lebih banyak pula ke generasi berikutnya.
Besarnya diversitas genetik dalam populasi lokal sangat bervariasi. Banyak kegiatan konservasi peduli dengan penjagaan diversitas genetik tumbuhan atau hewan. Populasi kecil  yang berbiak secara aseksual dan terisolasi, sering memiliki diversitas genetik yang kecil di antara individu, sedangkan pada populasi besar dan berbiak secara seksual sering memiliki variasi yang besar. Dua faktor utama yang bertanggung kepada jawab adanya variasi ini, yaitu  cara bereproduksi (seksual atau aseksual) dan ukuran populasi.

Ukuran populasi

Dalam jangka panjang, diversitas genetik akan lebih lestari dalam populasi besar daripada dalam populasi kecil. Melalui efek damparan genetik (genetic drift- perubahan dalam lukang gen dari suatu populasi kecil yang berlangsung semata-mata karena proses kebetulan), suatu sifat genetik dapat hilang dari populasi kecil dengan cepat.
Sebagai contoh, populasi memiliki dua atau lebih bentuk gen (dinamakan alel). Tergantung alel mana suatu individu mewarisi, suatu fenotipe tertentu akan dihasilkan. Bila populasi tetap berukuran kecil dalam jangka waktu lama, mereka mungkin kehilangan salah satu alel dari setiap gen karena proses kebetulan. Kehilangan alel terjadi karena eror sampling. Ketika beberapa individu kawin, mereka bertukar gen. Bayangkan awalnya separuh populasi memiliki satu bentuk gen tertentu, dan separuhnya populasi yang lain memiliki bentuk gen yang lain. Karena kebetulan, dalam populasi kecil pertukaran gen dapat mengakibatkan semua individu pada generasi berikutnya memiliki alel yang sama. Satu-satunya cara bagi populasi ini mengadung variasi dari gen ini lagi adalah melalui mutasi gen atau imigrasi individu dari populasi lain. Meminimalkan kehilangan diversitas genetik pada populasi kecil merupakan problem utama yang dihadapi dalam upaya konservasi.
       Genotipe                  AB                                        BC
Alel                 A              B         x               B                    C
Genotipe F1                              BB

Diversitas ekosistem (biogeografik)
Diversitas spesies ditentukan tidak hanya oleh jumlah spesies di dalam komunitas biologi, misalnya kekayaan spesies (species richness), tetapi juga oleh kelimpahan relatif individu (relative abundance) dalam komunitas.
Kelimpahan spesies merupakan jumlah individu per spesies dan kelimpahan relatif mengacu pada kemerataan distribusi individu di antara spesies dalam suatu komunitas.
Dua komunitas mungkin sama-sama kaya dalam spesies, tetapi berbeda dalam kelimpahan relatif. Misalnya, dua komunitas mungkin masing-masing mengandung 10 spesies dan 500 individu, tetapi pada komunitas yang pertama  semua spesies sama-sama umum (misal, 50 individual untuk setiap spesies), sementara pada komunias yang kedua  satu spesies secara signifikan jumlahnya lebih banyak  daripada empat spesies yang lain. Maka komunitas pertama dikatakan memiliki kelimpahan relatif yang lebih tinggi daripada komunitas kedua.
Komponen diversitas spesies ini merespons berbeda pada kondisi habitat yang berbeda. Suatu wilayah yang tidak memiliki variasi habitat yang luas biasanya miskin spesies, tetapi beberapa spesies yang mampu menduduki wilayah ini mungkin berlimpah karena kompetisi dengan spesies lain untuk sumberdaya akan berkurang.
Tren dalam kekayaan spesies mungkin mengindikasikan kondisi masa lalu dan sekarang dari suatu wilayah. Kontinen antartika memiliki sedikit spesies karena lingkungannya yang keras, tetapi pulau-pulau kecil di tengah samudra  miskin akan spesies karena sulit dicapai dari lokasi lain.
Gradien global juga berpengaruh pada kekayaan spesies. Gradien yang paling nyata adalah garis lintang; terdapat lebih banyak spesies di daerah tropis daripada di daerah temperit. Faktor-faktor ekologis berperan dalam perbedaan ini. Temperatur lebih tinggi, kepastian iklim, dan musim tumbuh yang lebih lama menciptakan habitat yang lebih kondusif sehingga menghasilkan diversitas spesies yang lebih besar. Hutan hutan hujan yang paling beragam, padang rumput tropis lebih beragam daripada padang rumput temperit.
Faktor lain yang berpengaruh pada kekayaan spesies pada suatu area adalah jarak atau barier yang memisahkan area tersebut dengan sumber spesies. Probabilitas bahwa spesies akan mencapai suatu pulau di samudra atau lembah terisolasi adalah kecil. Binatang terutama yang tidak terbang kemungkinanannya juga kecil mencapai area seperti ini.
Berdasarkan pengalaman tumbuhan dan hewan pada suatu wilayah berbeda dengan wilayah lain. Mengapa terjadi ? Mengapa spesies yang sama tidak dijumpai pada suatu wilayah meskipun kondisinya cocok untuk berkembang?
Kondisi genografis di seluruh dunia yang memiliki kondisi lingkungkan yang sama mampu menghasilkan tipe biota yang sama.  Situasi ini secara efektif memisahkan biosfer ke dalam biom – komunitas ekologi yang memiliki kondisi iklim dan fitur geologi  yang sama  yang mendukung spesies dengan strategi hidup dan adaptasi yang sama.
Hutan hujan tropis merupakan salah satu tipe bioma terestrial, ini terletak pada beberapa tempat di bumi di mana kondisi iklim dan geologi menghasilkan lingkungan yang mirip. Bioma hutan hujan tropis mengandung komunitas biologi yang secara umum sama, tetapi spesiesnya  tidak sama dari satu hutan tropis ke hutan tropis yang lain.  Tetapi, setiap hutan tropis akan mengandung organisme yang secara ekologis ekuivalen, yaitu spesies berbeda  tetapi memiliki siklus hidup serupa dan cara beradaptasi  yang mirip pada kondisi lingkungan.
Penyebaran hewan dan tumbuhan yang unik pada berbagai bioma tidak dapat hanya dijelaskan melalui faktor iklim dan zonasi lintang. Peristiwa geologis seperti damparan kontinen dan kondisi iklim masa lalu harus dipertimbangkan juga.

B.  Indeks Diversitas/Keanekaragaman
Indeks keanekaragaman dapat digunakan untuk menyatakan hubungan
kelimpahan species dalam komunitas. Keanekaragaman terdiri dari 2 komponen yakni:

1. Jumlah total spesies.
2. Kesamaan (Bagaimana data kelimpahan tersebar diantara banyak spesies itu).

Keanekaragaman spesies terdiri dari 2 komponen;

1. Jumlah species dalam komunitas yang sering disebut kekayaan species
2. Kesamaan species. Kesamaan menunjukkan bagaimana kelimpahan
   species itu (yaitu jumlah individu, biomass, penutup tanah, dan
   sebagainya) tersebar antara banyak species itu.
   Contohnya : pada suatu komunitas terdiri dari 10 species, jika 90% adalah 1
   species dan 10% adalah 9 jenis yang tersebar, kesamaan disebut rendah. Sebaliknya jika masing-masing species jumlahnya 10%, kesamaannya maksimum. Beberapa tahun kemudian muncul penggolongan indeks atas indeks kekayaan dan indeks kesamaan. Setelah itu digabungkan menjadi Indeks Keanekaragaman dengan variable yang menggolongkan struktur komunitas:
   1. Jumlah species
   2. Kelimpahan relatif species (kesamaan)
   3. Homogenitas dan ukuran dari area sample

C.  Indeks Kekayaan
Indeks kekayaan species (S), yaitu jumlah total species dalam satu komunitas. S tergantung dari ukuran sampel (dan waktu yang diperlukan untuk mencapainya), ini dibatasi sebagai indeks komperatif (Yap,1979) . Karena itu, sejumlah indeks diusulkan untuk menghitung kekayaan species yang tergantung pada ukuran sampel. Ini disebabkan karena hubungan antara S dan jumlah total individu yang diobservasi n, yang meningkat dengan meningkatnya ukuran sampel.

1. Indeks Margalef (1958) R1 = S – 1

In (n)

1. n2 Indeks Menhirick (1964) R2 = S

Peet (1974) mengatakan jika asumsi bahwa ada hubungan fungsional S dan n dalam komunitas S = kÖn, dimana K = konstan harus dapat dipertahankan. Jika tidak indeks kekayaan akan berubah dengan ukuran sampel. Salah satu alternatif untuk indeks kekayaan dengan menghitung secara langsung . Jumlah species dalam sampel dalam ukuran yang sama. Sedangkan untuk sampel dengan ukuran yang berbeda dipakai metode Statistika rafefraction.
Hurlbernt (1971) menunjukkan bahwa jumlah species yang dapat diduga dalam sampel individu n (ditunjukkan dengan E (Sn) ) menggambarkan penyebaran populasi total individu N antara S species adalah :

E (Sn) = S {1-[(N-ni )] ⁄ ( N )  n n

Dimana, ni jumlah individu dari satu species. Pendugaan jumlah species dalam ukuran sampel random n sebagai jumlah kemungkinan bahwa setiap species dimasukkan dalam sampel . Contoh : pada habitat 20 total 38 species(S), total pohon 122 (N). pendugaan jumlah species pada ukuran sampel yang bebeda yaitu, E (Sn), pada n = 120, 110, 100 dan seterusnya. N menggambarkan parameter populasi . Bagaimana pun, Peet (1974) menunjukkan bahwa untuk 2 komunitas memiliki perbedaan jumlah individu dan kelimpahan relatif, rarefraction memprediksikan bahwa ke-2 komunitas mempunyai jumlah species yang sama pada ukuran sampel yang kecil. Jadi, ketika menggunakan metode ini , diasumsikan bahwa komunitas yang dipelajari tidak beda speciesnya – hubungan individu (Peet, 1974). Jadi berhati-hatilah terhadap keterbatasan dari setiap metode keanekaragaman.

D.  Perubahan Komunitas Menurut Waktu

1. Pada 1-500 Tahun : Terjadi Suksesi

Komunitas yang terdiri dari berbagai populasi bersifat dinamis dalam interaksinya yang berarti dalam ekosistem mengalami perubahan sepanjang masa. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan dikenal sebagai suksesi ekologis atau suksesi. Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis).
Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.
1) Suksesi Primer
Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru. Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru di muara sungai, dan endapan pasir di pantai. Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi. Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Bila tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai. Zat yang terbentuk karma aktivitas penguraian bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks susunannya. Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tapi sebaliknya.
Sementara itu, rumput dan belukar dengan akarnya yang kuat terns mengadakan pelapukan lahan.Bagian tumbuhan yang mati diuraikan oleh jamur sehingga keadaan tanah menjadi lebih tebal. Kemudian semak tumbuh. Tumbuhan semak menaungi rumput dan belukar maka terjadilah kompetisi. Lama kelamaan semak menjadi dominan kemudian pohon mendesak tumbuhan belukar sehingga terbentuklah hutan. Saat itulah ekosistem disebut mencapai kesetimbangan atau dikatakan ekosistem mencapai klimaks, yakni perubahan yang terjadi sangat kecil sehingga tidak banyak mengubah ekosistem itu.

2)    Suksesi sekunder
Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, baik secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada. Contohnya, gangguan alami misalnya banjir, gelombang taut, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja. Contoh komunitas yang menimbulkan suksesi di Indonesia antara lain tegalan-tegalan, padang alang-alang, belukar bekas ladang, dan kebun karet yang ditinggalkan tak terurus.

2. Pada Ribuan Tahun : Perubahan Iklim
Perubahan iklim adalah berubahnya kondisi fisik atmosfer bumi antara lain suhu dan distribusi curah hujan yang membawa dampak luas terhadap berbagai sektor kehidupan manusia.Perubahan fisik ini tidak terjadi hanya sesaat tetapi dalam kurun waktu yang panjang. LAPAN (2002) mendefinisikan perubahan iklim adalah perubahan rata-rata salah satu atau lebih elemen cuaca pada suatu daerah tertentu. Sedangkan istilah perubahan iklim skala global adalah perubahan iklim dengan acuan wilayah bumi secara keseluruhan. IPCC (2001) menyatakan bahwa perubahan iklim merujuk pada variasi rata-rata kondisi iklim suatu tempat atau pada variabilitasnya yang nyata secara statistik untuk jangka waktu yang panjang (biasanya dekade atau lebih). Selain itu juga diperjelas bahwa perubahan iklim mungkin karena proses alam internal maupun ada kekuatan eksternal, atau ulah manusia yang terus menerus merubah komposisi atmosfer dan tata guna lahan.
3. Pada Jutaan Tahun : Perubahan Evolusioner
Evolusi merupakan proses perubahan makhluk hidup secara lambat dalam waktu yang sangat lama, sehingga berkembang menjadi berbagai spesies baru yang lebih lengkap struktur tubuhnya. Menurut teori evolusi, makhluk hidup yang sekarang berbeda dengan makhluk hidup jaman dahulu. Nenek moyang makhluk hidup sekarang yang bentuk dan strukturnya (mungkin) berbeda mengalami perubahan-perubahan baik struktur maupun genetis dalam waktu yang sangat lama, sehingga bentuknya jauh menyimpang dari struktur aslinya dan akhirnya menghasilkan berbagai macam spesies yang ada sekarang. Jadi tumbuhan dan hewan yang ada sekarang bukanlah makhluk hidup yang pertamakali berada di bumi, tetapi berasal dari makhluk hidup di masa lampau.