ALIRAN ENERGI / TRANSFER ENERGI

A. Energi 

Energi berasal dari bahasa Yunani (en: dalam; ergon=kerja). Energi didefinisikan sebagai “kemampuan dalam melakukan usaha”. Alasan mengapa kita bisa bergerak, bekerja, dan berlari adalah karena kita memiliki energi. Energi bagi manusia seperti aliran listrik pada baterai. Bila energi berkurang tubuh menjadi lemas. Lantas, bagaimana bila manusia kehabisan energi?

Anak-anak, tahukah kalian apa sumber energi utama bumi?

Betul sekali, sumber energi utama bumi berasal dari cahaya matahari. Loh, bagaimana mungkin kita bisa menggunakan cahaya matahari. Kita memang tidak bisa mengambilnya langsung, tumbuhan yang menyimpannya untuk kita. Energi cahaya matahari diubah tumbuhan menjadi energi kimia.  Energi kimia tersebut disimpan tumbuhan di dalam makanan. Jadi energi kita berasal dari makanan yang kita makan. 

Energi tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya misalnya menjadi energi cahaya, energi listrik, energi kimia, energi potensial, dll. Nah, Pada bab ini kalian akan belajar tentang proses perpindahan energi dari satu organisme ke organisme yang lain. Tentu energi yang berpindah tersebut mengalami perubahan bentuk. 

B. ALIRAN ENERGI

Kalian tahu mengapa disebut aliran energi? Itu karena energi yang mengalir dari sumber energi ke komponen biotis tidak kembali lagi ke sumbernya (matahari). Energi cahaya matahari dikonversi tumbuhan menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Energi kimia yang disimpan dalam makanan oleh tumbuhan kemudian didistribusikan ke konsumen I (herbivora) melalui proses rantai makanan. Karnivora mendapatkan energi dengan memangsa herbivora. Detritivor dan pengurai mendapatkan energi dari proses penguraian jasad mati makhluk hidup. Amati gambar berikut ini.

Gambar T.1 Aliran energi

Matahari adalah penyedia energi paling besar bagi kehidupan bumi. Walaupun demikian tidak semua energi cahaya mampu diserap klorofil untuk menyusun bahan organik. Tumbuhan hanya mampu menyerap 0,01% energi cahaya matahari. Energi cahaya yang ditangkap tumbuhan  diubah menjadi energi kimia dan disimpan sebagai bahan makanan. 

Sekitar 10% energi produsen berpindah ke konsumen I melalui proses rantai makanan. Konsumen I menggunakan energi tersebut untuk respirasi, pertumbuhan, reproduksi, dan aktivitas lainnya dalam hidupnya. 10% energi dari konsumen I berpindah ke konsumen II melalui predasi. Konsumen II menggunakan energi sebagaimana yang terjadi pada konsumen I. Begitu seterusnya hingga energi tersebut sampai pada konsumen puncak.

Energi yang terkandung dalam tubuh produsen maupun konsumen akan dimanfaatkan oleh detritivor dan dekomposer jika produsen dan konsumen mati. Detritivor dan dekomposer juga memperoleh sisa energi dari penguraian zat buang pencernaaan organisme.

C. PRODUKTIVITAS EKOSISTEM

Energi yang masuk atau di serap suatu organisme tidak seluruhnya digunakan untuk aktivitas tetapi ada sebagian yang disimpan. Pemasukan dan penyimpanan energi dalam suatu ekosistem disebut produktivitas ekosistem. Produktivitas ekosistem dibagi menjadi dua yaitu produktivitas primer dan produktivitas sekunder.

1. Produktivitas Primer

Produktivitas primer adalah kecepatan organisme autotrof menyimpan dan mengubah energi cahaya matahari menjadi molekul organik. Seluruh energi atau bahan organik yang dihasilkan dari fotosintesis disebut dengan produktivitas primer kotor (PPK). Energi yang dihasilkan tersebut tidak seluruhnya di simpan dalam tubuh tumbuhan. Sebagian energi digunakan dalam proses respirasi. Jumlah energi yang dihasilkan dari proses fotosintesis (PPK) dikurangi dengan energi yang digunakan dalam aktivitas respirasi disebut produktivitas primer bersih (PPB). 

2. Produktivitas Sekunder

Produktivitas sekunder adalah kecepatan organisme heterotrof mengubah energi kimia dari bahan organik yang dimakan menjadi simpanan energi kimia baru di dalam tubuhnya. Energi kimia dalam bahan organik yang berpindah dari produsen ke organisme heterotrop (konsumen primer) dipergunakan untuk aktivitas hidup dan hanya sebagian yang dapat diubah menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam tubuhnya sebagai produktivitas bersih.

D. Faktor Penyebab Hilangnya Energi

Anak-anak, coba perhatikan kembali gambar T.1 di atas. Berapa banyak energi yang dapat ditransfer dari produsen ke konsumen? Benar sekali, hanya 10% energi yang ditransfer. Konsumen II juga hanya memperoleh 10% dari konsumen I. Energi yang dialirkan dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya terus mengalami penurunan. Ini berarti semakin panjang rantai makanan semakin sedikit energi yang tersisa bagi konsumen puncak. Itulah mengapa jumlah konsumen puncak di bumi sangat terbatas. Konsumen puncak hanya menikmati sepersekian persen dari energi yang dihasilkan produsen.

Sekarang kalian tahu bahwa jumlah energi yang ditransfer dari tiap trofik hanya 10%. Pertanyaannya, ke manakah 90% sisa energi dialirkan? Anak-anak, sebagian besar energi tersebut terbuang ke alam dalam bentuk panas. Wah sayang sekali ya. Makhluk hidup ternyata tidak mampu menggunakan seluruh energi yang tersedia secara optimal. Mengapa demikian? Setidaknya ada 3 faktor yang menyebabkan hilangnya energi dalam suatu proses ini, yaitu:

 

1. Populasi konsumen tidak dapat memanfaatkan seluruh sumber makanan yang ada

2. Ketidaksempurnaan dalam proses pencernaan makanan

3. Gerakan serta respirasi menyebabkan energi hilang dalam bentuk panas

E. Ringkasan

• Sumber energi utama bumi berasal dari cahaya matahari.
• Energi cahaya (matahari) dikonversi tumbuhan menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. 
• Tumbuhan hanya mampu menyerap 0,01% energi cahaya matahari.
• Energi kimia hasil fotosintesis disimpan tumbuhan sebagai makanan kemudian didistribusikan ke konsumen melalui proses rantai makanan.
• Makhluk hidup tidak mampu mengoptimalkan energi yang tersedia di lingkungan. 
• Tiap-tiap konsumen hanya memperoleh 10% energi dari organisme yang dimangsa.
• 90% energi terbuang ke lingkungan dalam bentuk panas.

Download materi aliran energi dalam bentuk PDF

F. Referensi

Buku

Sri Pujianto. 2011.  Buku biologi “Menjelajah Dunia Biologi 1”. Solo: Tiga Serangkai Pustaka Mandiri

Istamar Syamsuri. 2005. Buku biologi SMU Jilid 1B. Jakarta : Erlangga

Buku Sekolah Elektronik :

Idun, Kistinah. 2009. Biologi 1 : Makhluk Hidup dan Lingkungannya Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Fictor Ferdinand P. 2009. Praktis Belajar Biologi 1. Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Herni Budiati. 2009. Biologi: untuk SMA dan MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Rikky Firmansyah. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Biologi 1: untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Sri Widiyati. 2009. Biologi: SMA dan MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Subardi. 2009. Biologi 1: untuk Kelas X SMA/MA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Riana Yani. 2009. Biologi 1: Kelas X SMA dan MA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

G. Latihan Soal

Kerjakan soal-soal berikut ini dengan benar.

1. Bagaimana cara makhluk hidup menggunakan energi matahari?
2. Adakah hubungan antara jumlah populasi konsumen puncak dengan jumlah energi yang dialirkan, jelaskan.
3. Gambarkan skema aliran energi dalam ekosistem.
4. Mengapa makhluk hidup tidak mampu menggunakan semua energi yang tersedia?
5. Jelaskan istilah-istilah di bawah ini:

• produksi primer kotor, 
• produksi primer bersih, 
• produktivitas produsen, dan 
• produktivitas konsumen.

Posted in: EKOSISTEM, transfer energi