Biologi Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
55Reproduksi dan Lingkungan
Mengapa paduan suara katak bermula pada bulan Mei dan bukan bulan November? Mengapa sebuah tahun beech yang baik memenuhi hutannya dengan kecambah, dan sebuah bulan Juni yang dingin dan basah mengosongkan kolam musim semi berikutnya dari katak kecil? Bab yang lalu membangun mekanisme generasi berikutnya; bab ini menancapkannya ke dalam dunianya: reproduksi diatur waktunya, dibekali — dan dibatasi — oleh lingkungannya.
55.1 Diatur waktunya oleh musim
Proposisi 55.1 (Pembiakan mengikuti penanggalan kelimpahan)
Spesies mengatur waktu reproduksinya sehingga anaknya tiba ketika kondisi dan makanannya akan melayaninya (Proposisi 38.1):
- gelatik biru bertelur sehingga anaknya menetas pada puncak ulat musim semi (rantai pohon ek pada Contoh 19.4, yang diatur waktunya sampai ke harinya);
- katak mengeluarkan telurnya di kolam yang menghangat, sehingga berudunya memperoleh satu musim panas untuk tumbuh sebelum musim dingin;
- tumbuhan berbunga menurut musim penyerbuknya lalu memasakkan bijinya menurut penanggalan penyebarannya (Soal 38.1);
- lenguhan musim gugur sang rusa jantan menetapkan kelahirannya pada musim semi berikutnya — masa kandungannya sudah diperhitungkan.
Isyarat yang memulai permesinannya adalah isyarat lingkungannya sendiri: terutama hari yang memanjang, kehangatan, hujan.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 55.2 (Anak domba dalam ruangan)
Peternak domba memanfaatkan isyaratnya secara langsung: domba betina masuk ke keadaan siap kawin ketika harinya memendek; kalau dipelihara di bawah cahaya buatan yang dipanjangkan lalu dipendekkan, sekawanan domba dapat dibuat beranak untuk pasar awal yang menguntungkan. Permesinannya membaca cahaya, bukan penanggalan — ubahlah cahayanya dan penanggalannya mengikuti. Isyarat yang diketahui adalah sebuah tuas.
55.2 Dibekali oleh habitatnya
Proposisi 55.3 (Reproduksi dibayar dengan materi)
Telur, susu, nektar, biji dan ranggah semuanya adalah produksi dalam pengertian Definisi 41.4 — materi organik yang harus diperoleh induknya lebih dahulu. Karena itu kekayaan habitatnya menetapkan anggarannya:
- seekor ayam yang cukup makan bertelur setiap hari; yang kelaparan berhenti — pembukuan pada Soal 41.1 yang berimbang pada baris telurnya;
- pohon beech berbuah besar-besaran hanya pada “tahun panen raya” yang menyusul musim tumbuh yang baik — panen bijinya adalah musim panas yang ditabung (Contoh 40.7);
- tahun yang sulit menipiskan kelompok telurnya: banyak burung bertelur lebih sedikit, atau tidak sama sekali, ketika mangsanya kurang.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 55.4 (Menghitung kelompok telur gelatiknya)
Kajian kotak sarang memperlihatkan kelompok telur gelatik biru mengikuti persediaan ulatnya: hutan ek yang kaya, sepuluh telur atau lebih; kebun yang miskin, enam atau tujuh. Burungnya tidak memutuskan hal ini dengan sebuah pembukuan — keadaan tubuhnya, yang dibangun dari makanan habitatnya, menetapkan berapa banyak yang dapat dibekalinya. Besarnya kelompok telur adalah mutu habitat, yang tertulis dalam bentuk telur.
55.3 Dibatasi oleh dunianya: populasi
Definisi 55.5 (Populasi)
Suatu populasi adalah semua individu satu spesies yang hidup di satu tempat — katak di kolamnya, pohon beech di hutannya. Reproduksi menambahnya; kematian dan kepergian menguranginya; lingkungannya menetapkan langit-langitnya.
Proposisi 55.6 (Mengapa populasi tidak meledak)
Setiap spesies menghasilkan berlebih — ribuan telur per pasangan katak, ribuan biji per pohon beech (Proposisi 23.7) — namun kolamnya tidak padat oleh katak. Kelebihannya dibelanjakan melawan penahan lingkungannya:
- pemangsaan — kuntul dan larva capung pada Contoh 23.8;
- makanan dan ruang — ulat, lubang sarang, dan petak cahaya di lantai hutannya hanya sekian banyaknya;
- kondisi — embun beku yang terlambat pada bunganya (Latihan 16.9), kemarau pada kolam berudunya yang menyusut.
Rata-rata, di dalam sebuah habitat yang mantap, tiap pasangan menggantikan dirinya sendiri — keseimbangan pada Proposisi 34.6, yang dilihat dari sisi induknya.
Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎
Contoh 55.7 (Dua musim semi di kolamnya)
Musim semi 1, lunak dan basah: airnya tinggi, serangganya datang awal — ribuan telur, ratusan katak kecil, populasinya menanjak. Musim semi 2, sebuah kemarau: kolamnya menyusut menjadi genangan, berudunya berdesakan, oksigennya turun (Proposisi 48.3), kuntulnya berpesta atas gerombolan yang memekat — segelintir katak kecil. Katak yang sama, mekanisme yang sama, dua putusan: lingkungannya menandatangani balik setiap generasinya.
Catatan 55.8 (Manusia menggeser penahannya)
Kebanyakan pengaruh manusia atas satwa liar berjalan lewat penahan ini, bukan lewat mekanisme intinya: kolam yang dikeringkan dan pagar tanaman yang dibongkar menyingkirkan habitat pembiakannya (Proposisi 11.7); pestisida mengosongkan puncak ulat yang menjadi acuan waktu gelatiknya; kotak sarang di kebun dan padang rumput basah yang dipulihkan pada Contoh 30.10 menambahkan langit-langitnya kembali. Melindungi sebuah spesies dalam praktiknya berarti melindungi lingkungan tempat reproduksinya ditancapkan — isyarat, anggaran dan penahannya sekaligus.
Metode 55.9 (Mengaudit sebuah perubahan populasi)
Ketika sebuah populasi naik atau turun, auditlah secara berurutan:
- pengaturan waktunya: apakah isyaratnya dan puncak sumber dayanya masih berimpit? (musim semi yang datang terlalu awal dapat menelantarkan anaknya sesudah ulatnya lewat);
- anggarannya: apa yang dibiarkan habitat musim itu untuk dibekalkan induknya?
- penahannya: mana yang berubah — pemangsa, makanan, ruang, kondisi?
- habitatnya: apakah lahan pembiakannya sendiri bertambah atau hilang?
55.4 Latihan
Latihan 55.1 ★
Mengapa gelatik biru bertelur pada waktu ia bertelur? Sebutkan aturannya dan isyaratnya.
Solusi
Solusi Latihan 55.1.
Aturannya: anaknya harus tiba ketika makanan dan kondisinya melayani mereka — bagi anak gelatiknya, puncak ulat musim semi di pohon eknya. Isyarat yang memulai permesinannya: hari yang memanjang.
Latihan 55.2 ★
Apa yang dicapai pengaturan waktu musim gugur sang rusa jantan, dan apa yang harus diperhitungkan?
Solusi
Solusi Latihan 55.2.
Kelahirannya pada musim semi, ketika rumput dan cuaca yang lunak menyambut anaknya. Bulan-bulan masa kandungannya harus dihitung mundur — perkawinan musim gugur adalah hitung-hitungan musim semi.
Latihan 55.3 ★
Mengapa reproduksi “dibayar dengan materi”? Berikan tiga pembayarannya dari Proposisi 55.3.
Solusi
Solusi Latihan 55.3.
Karena setiap telur, biji dan tetes susu adalah materi organik yang harus diperoleh lalu dibangun ulang induknya lebih dahulu (Definisi 41.4). Pembayarannya: telur harian ayamnya, panen biji tahun panen raya pohon beechnya, susu rusa betinanya (atau ranggah rusa jantannya yang tumbuh kembali).
Latihan 55.4 ★
Apa itu populasi? Apa yang menambah, apa yang mengurangi, apa yang menetapkan langit-langitnya?
Solusi
Solusi Latihan 55.4.
Semua individu satu spesies di satu tempat. Reproduksi (dan kedatangan) menambahnya; kematian dan kepergian menguranginya; makanan, ruang, pemangsa dan kondisi lingkungannya menetapkan langit-langitnya.
Latihan 55.5 ★
Sebutkan ketiga penahan yang membelanjakan kelebihan kataknya.
Solusi
Solusi Latihan 55.5.
Pemangsaan (kuntul, larva capung); makanan dan ruang (yang dapat dimakan dan tempat yang tersedia hanya sekian banyaknya); kondisi (embun beku, kemarau, kolam yang menyusut).
Latihan 55.6 ★
Apa yang dilaporkan kelompok telur gelatik sepuluh butir dibandingkan enam butir, dan tentang apa?
Solusi
Solusi Latihan 55.6.
Mutu habitatnya, yang tertulis dalam bentuk telur: habitat ulat yang kaya membangun seekor induk yang dapat membekali sepuluh butir; yang miskin, enam atau tujuh.
Latihan 55.7 ★★
Jelaskan kiat cahaya para peternak dombanya, dan apa yang dibuktikannya tentang isyarat.
Solusi
Solusi Latihan 55.7.
Permesinan pembiakan domba betinanya dimulai oleh hari yang memendek; penerangan buatan memutar ulang isyarat itu menurut jadwal peternaknya, dan kawanannya beranak lebih awal. Ini membuktikan bahwa pengaturan waktunya dibaca dari isyaratnya sendiri — ubahlah cahayanya, dan “penanggalannya” menurut.
Latihan 55.8 ★★
Ceritakan kembali Contoh 55.7 sebagai keempat pertanyaan Metode 55.9, yang dijawab untuk musim semi 2.
Solusi
Solusi Latihan 55.8.
Pengaturan waktunya: isyarat dan pengeluaran telurnya biasa saja — tidak ada ketidakcocokan. Anggarannya: induknya membekali seperti biasa — ribuan telur. Penahannya: ketiganya mengencang — kemaraunya menyusutkan ruang dan oksigennya, kepadatannya membuat kelaparan, kuntulnya memusatkan perburuannya. Habitatnya: kolam pembiakannya sendiri nyaris lenyap — itulah baris yang menentukan.
Latihan 55.9 ★★
Sebuah iklim yang menghangat mendatangkan ulat pohon ek dua minggu lebih awal, tetapi isyarat panjang hari gelatiknya tidak berubah. Ramalkan ketidakcocokannya dan baris auditnya.
Solusi
Solusi Latihan 55.9.
Anaknya menetas menuju sebuah pesta yang sudah usai: ulatnya memuncak sementara isyarat panjang harinya masih berkata “tunggu”. Keberhasilan terbangnya turun walaupun cuaca, anggaran dan pemangsanya ramah — baris pengaturan waktu pada auditnya yang gagal: isyarat dan puncak sumber dayanya tidak lagi berimpit.
Latihan 55.10 ★★
“Jutaan telur ikan kod tidak terbuang — keduanya dibelanjakan.” Belalah kalimat itu dengan Proposisi 55.6.
Solusi
Solusi Latihan 55.10.
Jutaan itu adalah siasatnya: tiap telur adalah sebuah taruhan yang dimainkan melawan pemangsaan, kelaparan dan kondisinya, dan penahannya memungut hampir semuanya — itulah rencananya, bukan kegagalannya. Rata-rata yang selamat menggantikan induknya; pembelanjaannya adalah cara sebuah siasat yang tidak merawat membeli segelintir pemenangnya (Latihan 23.7 sudah mengatakannya lebih dahulu).
Latihan 55.11 ★★
Penahan yang mana yang digeser tiap tindakan manusia ini: mengeringkan sebuah rawa; menggantungkan kotak sarang; menyemprot kebun buahnya terhadap ulat pada bulan Mei; memulihkan sebuah padang rumput basah?
Solusi
Solusi Latihan 55.11.
Mengeringkan sebuah rawa: menyingkirkan habitat pembiakannya — baris habitatnya. Kotak sarang: menambah ruang — meringankan penahan itu. Penyemprotan bulan Mei: mengosongkan puncak makanannya — penahan makanan, pada saat yang paling buruk. Memulihkan sebuah padang rumput basah: mengembalikan habitat dan makanannya sekaligus (Contoh 30.10).
Latihan 55.12 ★★★
Hubungkan tiga bab dalam satu alinea: garis siasatnya (Proposisi 23.7), kehilangan pada piramidanya (Contoh 41.7), dan penahan bab ini — sebagai satu penjelasan tentang mengapa kolamnya tidak padat oleh katak.
Solusi
Solusi Latihan 55.12.
Katak duduk di ujung banyak-dan-tak-terawat pada garis siasatnya: ribuan telur yang murah, tanpa penjagaan. Hitung-hitungan piramidanya menjamin bahwa sebagian besar materi berudunya pasti memberi makan konsumen kolamnya alih-alih menjadi katak — tiap lantainya hanya meneruskan sebuah pecahan. Dan penahannyalah tempat hitung-hitungan itu ditegakkan: pemangsaan, makanan, ruang dan kondisinya memungut kelebihannya tiap musim, sehingga rata-rata tersisa sepasang untuk menggantikan sepasang. Kolamnya tidak padat oleh katak karena siasatnya merencanakan kehilangannya, piramidanya menghargainya, dan penahannya memungutnya.
55.5 Soal: Pembukuan Kotak Sarang
Soal 55.1
Soal akhir pekan — sepuluh tahun perjalanan gelatik biru, yang diaudit kotak demi kotak
Sebuah sekolah memantau dua puluh kotak sarang selama sepuluh tahun: tanggal bertelurnya, besar kelompok telurnya, jumlah anak yang berhasil terbang tiap kotaknya — di samping catatan cuacanya dan buku harian penjaga halamannya.
Bagian I — Membaca tahun yang biasa.
- Tahun 1–4: bertelur pada akhir bulan April, kelompok telurnya delapan sampai sepuluh butir, kebanyakan telurnya berhasil terbang. Sebutkan isyarat yang menetapkan akhir April itu, dan puncak yang menjadi sasaran pengaturan waktunya.
- Kelompok telur tahun 3 berjumlah satu atau dua butir lebih besar sesudah bulan Mei tahun 2 yang hangat dan kaya ulat — induknya melewati musim dinginnya dengan baik. Proposisi yang mana yang digambarkan hubungan itu?
- Bahkan pada tahun yang baik, kira-kira seperlima telurnya tidak pernah berhasil terbang. Daftarkan penahan yang mungkin bertanggung jawab, dari Proposisi 55.6.
- Mengapa sekolahnya mencatat cuaca dan pekerjaan halamannya di samping telurnya? (Jawablah dengan keempat pertanyaan auditnya.)
Bagian II — Keganjilannya.
- Tahun 5: bulan Maret yang luar biasa hangat mengeluarkan ulatnya dua minggu lebih awal; tanggal bertelurnya nyaris tidak bergeser. Ramalkan keberhasilan terbang tahun 5, lalu sebutkan baris kegagalan pada auditnya.
- Tahun 6: buku harian penjaga halamannya mencatat dahan mati pohon ek yang tua disingkirkan dan jalur padang rumputnya dipangkas tiap bulan. Keberhasilan terbangnya turun walaupun cuacanya ramah. Baris audit mana yang ditunjuk buku hariannya?
- Tahun 7: sepasang alap-alap menetap. Kelompok telurnya tidak berubah, tetapi jumlah anak yang berhasil terbang melorot. Penahan yang mana yang bergeser, dan mengapa baris kelompok telurnya tidak ikut bergeser?
- Tahun 8: kotaknya dilipatduakan menjadi empat puluh; jumlah seluruh anak yang berhasil terbang naik, tetapi keberhasilan per kotak bertahan tetap. Langit-langit apa yang dinaikkan kotak barunya, dan langit-langit mana yang dibiarkannya tidak tersentuh?
Bagian III — Laporannya.
- Tuliskan kalimat rangkuman sepuluh tahunnya yang menghubungkan besar kelompok telur dengan mutu habitat, dengan mengutip Contoh 55.4.
- Kotanya mengusulkan menebang barisan pohon eknya untuk sebuah tempat parkir, dengan “ganti rugi” berupa lima puluh kotak sarang tambahan. Auditlah tawarannya: di antara isyarat, anggaran, penahan dan habitat, mana yang digantikan kotaknya, dan mana yang hanya disediakan pohon eknya?
- Sarankan dua tindakan halaman untuk tahun ke-11, masing-masing terikat pada baris auditnya.
- Tutuplah dengan pelajaran moral bab ini dalam satu kalimat: selain dua induk, apa lagi yang dibutuhkan setiap anak yang akan terbang?
Solusi
Solusi Soal 55.1.
1. Hari musim semi yang memanjang memberi isyarat bagi bertelurnya; pengaturan waktunya membidikkan anaknya yang lapar pada puncak ulat pohon eknya.
2. Proposisi 55.3: reproduksinya dibekali dari habitatnya — induk yang dibangun oleh sebuah musim yang kaya membekali kelompok telur yang lebih besar sesudahnya.
3. Pemangsaan atas telur dan anaknya; kekurangan makanan pada udara yang mendadak dingin; kondisinya — seminggu yang basah dan mendinginkan di dalam sarangnya; (ruangnya adalah yang disediakan kotaknya sendiri).
4. Karena telurnya sendirian tidak menjelaskan apa pun: auditnya membutuhkan pengaturan waktu isyarat-dan-puncaknya (catatan cuacanya), anggarannya (apa yang ditawarkan musimnya), penahannya dan habitatnya (pekerjaan halamannya). Pembukuannya hanya dapat dibaca di samping lajur konteksnya.
5. Keberhasilan terbangnya turun: anaknya menetas sesudah puncak awalnya lewat — baris pengaturan waktunya: isyaratnya tidak berubah, sumber dayanya bergeser, keberimpitannya patah.
6. Anggaran dan penahan lewat habitatnya: dahan matinya menampung serangganya dan lubang alaminya, jalur yang dipangkas tiap bulan tidak memberi makan ulat atau laba-laba — penahan makanannya mengencang dan habitatnya memiskin, seramah apa pun cuacanya.
7. Pemangsaan. Kelompok telurnya sudah dibekali sebelum bea elangnya jatuh — anggaran induknyalah yang menetapkannya; elangnya memungut kemudian, atas anak yang siap terbang. Baris pembukuan yang berbeda, pemungut yang berbeda.
8. Penahan ruang sarangnya — lebih banyak tempat berbiak, sehingga lebih banyak pasangan seluruhnya. Yang tidak tersentuh: langit-langit makanan tiap wilayahnya, dan itulah sebabnya keberhasilan tiap kotaknya bertahan alih-alih naik.
9. “Sepuluh tahun kelompok telurnya mengikuti halamannya: tahun yang kaya ulat dan pohon ek yang tidak dirapikan mengisi kotaknya dengan delapan sampai sepuluh telur, tahun yang miskin dan dirapikan dengan enam — besar kelompok telur adalah mutu habitat, yang tertulis dalam bentuk telur.”
10. Kotaknya hanya menggantikan ruang sarangnya. Pohon eknya adalah sasaran isyarat sekaligus anggarannya — puncak ulat yang menjadi bidikan pengaturan waktunya dan makanan yang membekali kelompok telur serta anaknya — dan sekaligus peringan penahan (dapur alami pada dahannya). Lima puluh kotak di atas sebuah tempat parkir adalah rak di dalam sebuah dapur yang dikosongkan.
11. Biarkan jalur padang rumputnya tidak dipangkas sepanjang musim semi — mengisi ulang anggaran makanannya; pertahankan (atau gantikan) dahan mati dan pohon ek yang tua — melestarikan habitatnya dan puncak yang menjadi bidikan seluruh penanggalannya.
12. Sebuah habitat: isyaratnya pada waktu yang tepat, makanan untuk membayarnya, dan penahan yang cukup lunak sehingga rata-rata tersisa sepasang untuk menggantikan sepasang.