Daur biogeokimia adalah daur materi melalui makhluk hidup, tanah,
dan reaksi kimia. Berfungsinya daur biogeokimia menentukan kelestarian
makhluk hidup. Pernahkah kalian membayangkan bahwa dalam nasi atau
makanan yang kalian makan ada molekul zat yang berasal dari molekul
zat yang pernah dikeluarkan oleh tubuh kalian sendiri? Mungkin itu satu
molekul air atau satu molekul hidrogen yang pernah singgah di dalam
tubuh kalian mengikuti daur materi hingga akhirnya singgah lagi di dalam
tubuh kalian. Bagian tubuh itu mungkin berasal dari bagian tubuh hewan
yang telah punah berjuta tahun yang lalu atau mungkin juga bagian tubuh
kalian yang sudah kalian keluarkan besok menjadi bagian tubuh makhluk
hidup di masa yang akan datang. Dengan demikian, dapat dikatakan
bahwa aliran materi yang dibutuhkan dunia kehidupan pada dasarnya
berasal dari dua arah karena keterbatasan bahan kimia sehingga harus
dimanfaatkan lagi melalui proses perputaran (siklus).
Aliran bahan kimia dalam tubuh makhluk hidup terjadi melalui rantai
makanan mengikuti arus aliran oksigen dalam makhluk hidup, kemudian
mengikuti siklus abiotik. Ada dua siklus abiotik,
yaitu fase atmosfer seperti nitrogen dan fase
sedimen seperti fosfor.
Daur biogeokimia sangat diperlukan untuk
kelestarian makhluk hidup dan ekosistem. Jika daur
ulang ini berhenti, makhluk hidup akan mati dan
ekosistem akan punah.
Daur biogeokimia yang akan disajikan adalah
daur karbon, daur nitrogen, daur belerang, dan
daur fosfor.
Bagaimana daur karbon berlangsung ?
Semua karbon memasuki makhluk hidup
melalui daun-daun hijau dan keluar melalui respirasi
hingga menjadi siklus yang lengkap. Akan tetapi,
sebagian ada yang difermentasikan dan atau
membentuk jaringan lain menjadi karbon terikat.
Lautan juga dapat menjadi sumber pemasok
karbon. Sumber karbon ada yang sebagai senyawa
anorganik karbonat (CO=
3
) dan tidak dalam bentuk organik terikat. Proses ini dapat terjadi pada ekosistem laut,
misalnya, dalam pembuatan kulit kerang satwa laut (kerang, tiram,
beberapa protozoa, dan ganggang).
Bagaimana daur Nitrogen berlangsung ?
Cadangan nitrogen di atmosfer terdapat dalam bentuk nitrogen
molekuler (N2
) yang mulia dan hanya bakteri yang dapat memanfaatkannya. Nitrogen memasuki rantai makanan melalui akar tumbuhan
vaskuler atau dinding sel tumbuhan, nonvaskuler yang diikat menjadi
molekul organik, seperti asam amino, protein, pigmen, asam nukleat,
dan vitamin yang masuk dalam rantai makanan. Dalam rantai makanan,
nitrogen dikeluarkan melalui urine dan kotoran, bukan dari respirasi
atmosfer, kecuali pada peristiwa kebakaran hutan atau padang rumput.
Daur ulang nitrogen terjadi melalui proses deaminisasi, yaitu rantai
makan detritur oleh nitrosoman menjadi senyawa amino (NH2
) dan
membebaskan amonia (NH3
) yang oleh bakteri nitrosomonas dioksidasi
menjadi nitrit, kemudian oleh bakteri nitrobaktum diubah menjadi nitrit
yang dibutuhkan dan tersedia bagi tanaman.
Proses terbentuknya nitrat disebut dengan nitrifikasi, kemudian
nitrat memasuki rantai makanan. Ketika tumbuhan sudah mulai
membusuk, nitrat kembali dibebaskan. Proses ini disebut denitrifikasi.
Bagaimana daur sulfur berlangsung ?
Fase atmosfer daur ini kurang terkenal karena fase sedimennya
lebih dominan. Akan tetapi, seiring dengan adanya peningkatan peristiwa
belerang di udara, fase atmosfer mulai mengemuka. Belerang diserap
oleh tumbuhan sebagai SO4
=
yang diikat dalam asam amino dan protein.
Seperti pada daur nitrogen dan daur lainnya, belerang mengikuti rantai
makanan secara umum dengan limbah berupa feses. Penyimpangan
terjadi hanya karena adanya kebakaran hutan yang menyebabkan
oksidasi menjadi dioksida.
Pada lingkungan aerobik dan anaerobik sedimen atau dasar laut,
peranan bakteri menjadi sangat besar untuk tersedianya belerang bagi
makhluk hidup lain. Secara garis besar, fase sedimen dan fase atmosfer
pada daur belerang peranannya sama penting karena mengikuti rantai
makanan makhluk hidup.
Peningkatan fase atmosfer pada daur ini terjadi karena adanya
pelepasan belerang organik dan hidrogen sulfida akibat kebakaran hutan,
pembakaran batu bara, dan BBM yang menyebabkan terbentuknya SO2
yang bereaksi menjadi SO3
dengan air, kemudian menjadi asam sulfit.
Pada saat turun hujan, terjadilah hujan asam yang kurang menguntungkan
bagi manusia.
Bagaimana daur fosfor berlangsung ?
Di alam, fosfor dapat dijumpai sebagai PO4
=
, HPO4
=
, atau H2
PO4
berbentuk ion fosfat anorganik, larutan fosfat organik, fosfat partikulat,
atau fosfat mineral dalam batuan atau sedimen. Sumber fosfat utama
adalah batuan kristal yang lapuk atau hanyut karena erosi. Fosfat
tersedia di alam sebagai ion fosfat dan masuk ke dalam tanaman melalui
perakaran ke jaringan hidup. Selanjutnya, mengikuti rantai makanan.
Fosfat dapat lepas ke atmosfer melalui peristiwa kebakaran hutan.
Pada daur detritus, molekul yang lebih besar berisi fosfat dipisahkan
menjadi ion fosfat anorganik yang diendapkan sebagai butir sedimen
ekosistem perairan. Daur fosfor sangat sederhana. Daur ini bersifat fase
sedimen yang lambat dan ditambah dengan tidak dapat larutnya fosfor
dalam air sehingga sering kali terjadi kekurangan fosfor bagi pertumbuhan tanaman
Bagaimana daur air berlangsung ?
Air sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup meskipun air tidak
melewati reaksi kimia menjadi senyawa organik maupun anorganik. Air
masuk dalam daur ini secara utuh. Di dalam jaringan hidup, air relatif
tidak terikat sebagai senyawa kimia meskipun hampir 3/4 jaringan hidup
mengandung air. Di dalam jaringan, air mempunyai banyak fungsi, antara
lain, sebagai medium hara tanaman yang menjadi pengantar ke tanaman
autotropik, sebagai cairan dari molekul organik, menjadi regulator panas
tubuh, menjadi medium sedimen, sumber utama nutrisi di muka bumi,
dan sangat penting bagi ekosistem akuatik
Daur hidrologi didukung oleh energi matahari dan gaya tarik bumi.
Jika terdapat cukup butir-butir hujan, uap air itu segera turun kembali
sebagai hujan karena cukup berat untuk ditarik oleh gaya tarik bumi.
Penyebaran air di muka bumi tidak merata, paling besar diserap oleh
bebatuan dan tidak ikut dalam sirkulasi. Sebagian besar dari sisa yang
diikat batuan tersimpan di lautan, sebagian kecil berbentuk gunung es
di kutub bumi dan sisanya lagi berupa air segar dalam bentuk uap air
atmosfer, air bumi, air tanah, atau air permukaan di daratan.
TUGAS :
Secara berkelompok, analisislah peran produsen, konsumen, dekomposer dan detrivor dalam setiap daur materi/daur biogeokimia.
Tulislah hasilnya pada selembar kertas, kumpulkan pada gurumu
Sumber : Ari S,2009,Biologi 1 untuk SMA/MA,Jakarta,Pusat Perbukuan Nasional
0 Komentar