BIOLOGI POPULASI Populasi : sekumpulan individu yang berada di suatu tempat  Biologi Populasi : ilmu yang mempelajari sekumpulan individu dengan sifat-sifat tertentu di suatu tempat  Populasi terbentuk mulai dari : sel – organisme- kelompok- populasi Sistem hayati kelompok adalah populasi yang mempunyai struktur sosial (populasi monyet ekor panjang) Bukan sistem hayati kelompok dan tidak mempunyai struktur sosial (rumput)

Populasi Variabilitas genetik Variabilitas genetik informasi genetik Seluruh Informasi genetik di dlm sel genom Informasi genetik mengendalikan seluruh fungsi hayati sel sifat individu Sifat2 individu mendasari variabilitas individu di dalam suatu populasi. Kumpulan program genetik yg dibawa individu2 penyusun populasi gene pool Gene pool mempunyai variasi internal dan keutuhan genetik sampai pada tingkat species

Keutuhan genetik sebuah species memungkinkan individu betina dari suatu populasi kawin dengan individu jantan populasi lain reproduksi seksual adanya keutuhan genetik. Jika kedua individu berasal dari populasi yang program genetiknya berbeda atau berasal dari species yang berbeda tdk terjadi reproduksi seksual Konsekuensi dari keutuhan genetik adalah satu individu hanya dapat menurunkan satu individu yg sejenis & tdk dapat kawin dg individu dari species yg berbeda

GEN DI DALAM POPULASI Bagaimana distribusi gen di dalam gen pool? (kumpulan program genetik yg dibw indiv penyusun populasi) Pola-pola persilangan di dalam suatu populasi Persilangan bebas (random mating) misal untuk satu sifat tertentu (A) : Peluang individu bersifat A untuk dapat melakukan persilangan dengan individu lain yang bersifat A sama besarnya dengan individu lain yg bersifat bukan A. Misalnya, tanaman padi dalam dengan padi gogo

2. Persilangan terpilih (assortive mating) Persilngan di dalam suatu populasi dikatakan tidak bebas untuk satu sifat tertentu bila individu2 di dalam populasi itu memilih pasangannya (sifat2 yg berbeda mempunyai peluang yg berbeda dalam penentuan pasangan dalam satu individu). 3. Inbreeding, persilangan yang terjadi antara individu2 yang memiliki kekerabatan yg dekat. Misal : perkawinan antara saudara sepupu.

Konsep keseimbangan Hukum Hardy-Weinberg Variabilitas individu di dalam suatu populasi menimbulkan polimorfisme genetik. Artinya, di dalam populasi ada individu2 yg memiliki alel A dan ada yg a atau alel yg lain. Alel = btk alternatif suatu gen tunggal yg mengendalikan sifat ttt, ex : gen yg mengendalikan rasa buah. Jadi untuk suatu sifat, sebuah alel menyusun bagian tertentu dari keseluruhan kumpulan gen. Bagian tertentu ini disebut frekuensi gen. Gen = faktor yg mengendalikan munculnya sifat ttt (sepasang) Bagaimanakah distribusi gen di dalam populasi dari satu generasi ke generasi berikutnya ? Apakah frekuensi gen akan berubah atau tetap ? Akan dilihat konsep keseimbangan lalu konsep perubahan distribusi gen Hukum Hardy-Weinberg

3. Sebuah populasi besar terjadi persilangan bebas, maka frekuensi genotipnya tidak berubah dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perhatikan suatu lokus yg mempunyai dua alel. Bila frekuensi alel A adalah p dan alel a adalah q (q = 1 - p), maka Genotip Frekuensi AA p² Aa 2pq aa q² Dalam persilangan bebas setiap tetua memberi sumbangan yg sama kepada kumpulan gamet yg ada di dalam populasi individu baru

pA qa pA qa p²AA pq Aa q²aa Sperma pA qa pA qa p²AA pq Aa q²aa telur Pada generasi berikutnya, genotip dan frekuensi gen tdk berubah Genotip Frekuensi AA p² Aa 2pq aa q² Jadi secara umum dapat dikatakan, frekuensi suatu homozigot adalah kuadrat frekuensi alel yg bersangkutan dan frekuensi heterozigot adalah dua kali hasil kali frekuensi alel yg menyusunnya.

Perubahan frekuensi gen bisa terjadi karena : Mutasi Hanyutan gen fertilisasi random sampling dari satu generasi ke generasi berikutnya fluktuasi frekuensi. Dalam populasi kecil fluktuasi akan menjadi besar gen bisa hanyut Seleksi alam seleksi fenotipe dan genotipe Migrasi anggota populasi yang mungkin pindah ke populasi lain, sehingga akan menyebabkan perubahan distribusi gen di dalam populasi

DINAMIKA POPULASI Di dalam pertumbuhan suatu populasi jumlah populasi (N) tidak selalu sama, bisa semakin besar dapat pula semakin kecil anggotanya (Yi). Besarnya populasi ( jumlah populasi yg menyusun populasi) ditentukan oleh 4 faktor yaitu : 1. Natalitas : Kemampuan untuk bertambah besar , yaitu kemampuan untuk menghasilkan individu baru . Natalitas diukur dg menghitung jumlah individu yg dilahirkan dalam jangka waktu tertentu = laju kelahiran

2. Mortalitas : Kehilangan indvidu di dalam suatu populasi karena kematian. Jumlah kematian per satuan waktu disebut laju kematian 3. Migrasi : Perpindahan individu dari satu populasi ke populasi lain sehingga ada pupulasi bertambah 4. Emigrasi Perpindahan individu dari satu populasi ke populasi lain sehingga ada pupulasi berkurang

Besarnya populasi dapat diukur berdasarkan satuan lingkungannya Besarnya populasi dapat diukur berdasarkan satuan lingkungannya. Misalnya, per satuan luas habitat atau persatuan volume habitat. Besar populasi per satuan lingkungan disebut dengan kerapatan atau densitas populasi. Pertumbuhan Populasi Bila melihat andil satu individu terhadap populasinya maka individu tsb mempunyai laju pertumbuhan rata-rata atau laju pertumbuhan khusus (r) . Perubahan besar populasi (dN) ditentukan oleh laju pertumbuhan .

dN/dt = pertumbuhan populasi per satuan waktu Untuk suatu waktu tertentu populasi bertumbuh menurut rumus : dN/dt = r.N dN/dt = pertumbuhan populasi per satuan waktu r = laju pertumbuhan khusus yi, laju pertumbuhan populasi per individu N = Besar populasi Dengan menggunakan kalkulus maka dapat dilihat r = (ln Nt – ln No ) / t Misal : sebuah populasi meningkat 10 kali setiap 2 hari. Maka pada hari ke 0 hanya ada satu organisme induk , hari ke dua ada 10 dan hari ke 4 ada 100. Jadi r = ( ln 100 – ln 1 ) / (4-2) = (2.4 – 2.1 ) / 2 = 8 – 2 / 2 = 3

DAYA DUKUNG LINGKUNGAN Laju pertumbuhan populasi seperti di atas adalah laju pertumbuhan maksimum yg dimiliki oleh organisme yg disebut potensi biotik atau potensi reproduktif bagi organisme yg bersangkutan. Sebuah populasi hidup di suatu habitat tertentu yg mempunyai berbagai pembatas. Misalnya untuk tumbuh, maka populasi harus memperoleh materi & energi yg bisa disediakan oleh lingkungannya yg tidak tak terbatas. Dengan demikian lingkungan memberi batas bagi besar populasi yg mampu ditampungnya. Besar populasi yg mampu ditampung oleh suatu lingkungan disebut daya dukung lingkungan.

Secara umum : dN/dt = r.N dengan batas tertentu bagi N Dalam situasi seperti ini : - Mula-mula populasi meningkat secara lambat – fase akselerasi positif - Kemudian pertumbuhan semakin cepat – fase logaritmik - Selanjutnya laju pertumbuhan menurun karena menghadapi hambatan lingkungan - fase akselerasi negatif - Sampai akhirnya keseimbangan tercapai – fase keseimbangan

Batas tertinggi yg mungkin dicapai oleh populasi dilambangkan dengan K. K : merupakan daya dukung yg dapat dihuni oleh suatu populasi. (K – N) / K Untuk suatu waktu tertentu populasi berubah menurut : dN / dt = r N ( (K – N ) / t) Jadi dinamika populasi dikendalikan melalui interaksi antara: Potensi biotik dan faktor2 kingkungan

Satrategi reproduksi Lingkungan yg berbeda ditanggapi secara perlahan-lahan oleh bermacam-macam organisme . Pengendalian populasi mengenal 2 jenis strategi reproduksi umum 1. Strategi-r – populasi yg tumbuh dengan cepat (yg menghasilkan banyak keturunan dg perkembangan yg cepat) tetapi mempunyai mortalitas yg tinggi. Misalnya, katak menghasilkan banyak telur yg tdk dipelihara sehingga sedikit yg bisa tumbuh hingga umur reproduktif. Daya saing rendah 2. Strategi- k – populasi yg tumbuh lambat (sedikit menghasilkan keturunan dg perkembangan yg lambat) tetapi mempunyai mortalitas yg rendah. Misalnya : orang utan, hanya menghasilkan anak sedikit yg dipelihara dg baik.

Faktor lingkungan yg mempengaruhi besar populasi dapat berupa : Faktor yg tdk dipengaruhi densitas , misal cuaca Faktor yg merupakan fungsi dari densitas, misal persaingan Dengan melihat persamaan 2. diketahui bahwa (K – N ) / K akan berubah bila besar populasi (Yi. N) berubah atau tumbuh. Maka (K – N ) / K dapat dikatakan sebagai salah satu dari faktor2 bergantung densitas yg mengendalikan populasi. Umumnya bila densitas tinggi, mk populasi itu mempunyai laju kelahiran yg rendah dan laju kematian yg tinggi sehingga laju pertumbuhan populasi rendah Berbagai populasi yg hidup pada satu habitat membentuk komunitas .

Variabilitas genetik yg berbeda menentukan bgmn suatu populasi menanggapi lingkungannya. Di dlm komunitas, populasi yg satu berinteraksi dg komunitas pop yg lain. Bagi dua populasi yg berlainan dg interaksi itu bisa bersifat : 1. netralisme – kedua pop tidk saling mempengaruhi pertumbuhan pop masing2 2. persaingan – kedua pop saling menghambat pertumbuhan pop masing2 3. komansalisme – sebuah pop mendapat keuntungan sedangkan pop yg lain tdk terhambat dan tdk teruntungkan 4. mutualisme – kedua pop mendapat keuntungan dari interaksinya

Interaksi antar pop ini ditentukan oleh : 5. parasitisme – satu pop beruntung & yg lain terhambat tetapi pop yg beruntung tergantung kpd pop yg dirugikan ; pop yg beruntung biasanya lebih kecil dp pop yg dirugikan; pop yg beruntung dipandang sbg penyakit bg pop yg dirugikan 6. pemangsaan – spt parasitisme, tetapi pop yg beruntung biasanya lebih besar dp pop yg dirugikan; pop yg beruntung disebut pemangsa sedang pop yg dirugikan sbg mangsa; Interaksi antar pop ini ditentukan oleh : densitas pop masing2 shg pola2 interaksi di atas termasuk ke dalam faktor2 pengendali pop yg bergantung densitas.

TUGAS : Fotosintesis Respirasi Homeostatis Pertumbuhan & perkembangan angiospermae Pertumbuhan & perkembangan jamur Pertumbuhan & perkembangan bakteri Pertumbuhan & perkembangan khamir Pengangkutan air dan mineral pada tumbuhan Pengangkutan makanan pada tumbuhan Ekosistem alam Ekosistem pertanian Daur carbon 13. Daur hidrogen, 14. Daur nitrogen, 15. Daur fosfor