Definisi Hukum Liebig pada Ikan atau Hewan Air - Blog Rindang Yuliani

Catatan: Artikel ini kubuat untuk memenuhi tugas untuk mata kuliah Ekologi. Boleh dikutip, asal menyebutkan sumber blog ini dan sumber lainnya yang terdapat pada daftar pustaka di bagian akhir artikel.

Pada tahun 1840 Justus von Liebig, seorang pakar kimia dari Jerman, memprakarsai suatu kajian yang dipengaruhi oleh berbagai faktor terhadap pertumbuhan tanaman. Dia berpendapat bahwa hasil dari suatu panen tanaman sering dibatasi oleh nutrisi yang diperlukan dalam jumlah yang banyak seperti karbon dan air. Dia juga menemukan bahwa kekurangan posfor seringkali merupakan faktor yang membatasi pertumbuhan tanaman tersebut. Penemuan ini membawa pada pemikiran bahwa adanya faktor penentu yang mungkin membatasi produktivitas tanaman.

Hukum Minimum Liebeg berbunyi “Pertumbuhan dari tanaman tergantung pada sejumlah bahan makanan yang berada dalam kuantitas terbatas atau sedikit sekali”. Hukum minimum hanya berperan dengan baik untuk materi kimia yang diperlukan untuk pertumbuhan dan reproduksi. Liebig tidak mempertimbangkan peranan faktor lainnya, baru kemudian peneliti lainnya mengembangkan Hukum Minimum Liebig yang menyangkut faktor suhu dan cahaya. Sebagai hasilnya mereka menambahkan dua pernyataan, yaitu:

1. Hukum ini berlaku hanya dalam kondisi keseimbangan yang dinamis atau steady state. Apabila masukan dan keluaran energi dan materi dari ekosistem tidak berada dalam keseimbangan, jumlah berbagai substansi yang diperlukan akan berubah terus dan hukum minimum tidak berlaku.

2. Hukum minimum harus memperhatikan juga adanya interaksi diantara faktor-faktor lingkungan. Konsentrasi yang tinggi atau ketersediaan yang melimpah dari sesuatu substansi mungkin akan mempengaruhi laju pemakaian dari substansi lain dalam jumlah yang minimum. Sering juga terjadi organisasi hidup memanfaatkan unsur kimia tambahan yang mirip dengan yang diperlukan yang ternyata tidak ada di habitatnya.

Sama halnya seperti pada tanaman, organisme lain seperti hewan air khususnya ikan juga mempunyai zat tertentu atau nutrisi yang berfungsi sebagai pembatas kehidupan mereka. Jika zat ini berada dalam jumlah tertentu hewan air ini masih bisa hidup namun jika kurang dari jumlah tersebut hewan air akan mati, inilah yang dimaksud dengan Hukum Minimum Liebig pada hewan air. Selain nutrisi, hal-hal lain yang jika berada dalam batas minimum akan mempengaruhi keberlangsungan hidup hewan air adalah faktor lingkungan.

Hukum Minimum Liebig pada hewan air jika ditinjau dari segi ketersediaan kuantitas makanannya, akan sangat berkaitan dengan rantai makanan. Karena dalam ekosistem perairan dan khususnya pada hewan terdapat proses memakan dan dimakan. Sehingga jika salah satu kekurangan makanan, maka tingkat trophik di atasnya juga akan merasakan akibatnya (kekurangan makanan dan akhirnya mati). Ikan besar akan mati apabila tidak terdapat ikan-ikan kecil yang berperan sebagai makanannya. Sedangkan ikan kecil juga mati karena tidak terdapat zooplankton atau fitoplankton yang merupakan sumber makanan utama ikan kecil. Pada akhirnya rantai makanan ini bermuara pada energi cahaya matahari yang merupakan sumber energi utama kehidupan di bumi. 

Cahaya matahari dapat diolah dengan baik oleh tumbuhan air yang melalui proses fotosintesis. Dari produk fotosintesis inilah kehidupan dunia air berawal dan terjadi rantai makanan. Zat lain, selain energi kimia dari cahaya matahari yang berperan dalam kondisi minimum pada Hukum Minimum Liebig untuk hewan air adalah Oksigen, Karbondioksida dan Nitrogen. Besar kandungan ketiganya dalam perairan sangat mempengaruhi viabilitas (kemampuan hidup) hewan-hewan di perairan. Contohnya saja kadar oksigen yang terlarut dalam suatu perairan (Dissolved Oxygen atau DO). Jika DO tinggi maka kualitas perairan dan kehidupannya akan baik dan “sehat”, namun sebaliknya jika DO rendah maka kualitas perairan dan kehidupan makhluk air pun akan ikut rendah. Penurunan DO dapat diakibatkan oleh pencemaran air yang mengandung bahan organic sehingga menyebabkan organisme air terganggu. Selain DO, hal yang juga berpengaruh dalam kehidupan hewan perairan adalah COD (Chemical Oxygen Demand) dan BOD (Biochemical Oxygen Demand).

Faktor lingkungan juga tidak dapat dipisahkan dari kehidupan hewan air. Hewan-hewan air biasanya mempunyai rentangan toleransi yang sempit terhadap suhu. Hal ini berhubungan dengan rentangan perubahan suhu air yang tidak terlalu jauh. Meskipun beberapa jenis hewan dapat bertahan hidup pada suhu ekstrem atas atau bawah, tetapi kebanyakan hewan hanya bertahan hidup pada temperatur yang sesuai dengan kemampuan adaptasinya. Perubahan temperatur juga berpengaruh terhadap perkembangbiakan dan pertumbuhan hewan. Selain temperatur, faktor lingkungan yang juga berpengaruh pada kehidupan hewan air adalah kadar keasaman perairan (pH), kadar garam (salinitas), kuat arus air/kecepatan arus serta kedalaman tempat hewan air atau ikan itu berhabitat karena itu akan berpengaruh terhadap penetrasi cahaya matahari yang kemudian berkaitan dengan proses fotosintesis pada tumbuhan air dan atau suhu pada kedalaman tersebut.

Hukum Minimum Liebig berkaitan erat dengan Hukum Toleransi yang dikemukakan oleh Shelford serta juga tidak terlepas dari kajian tentang faktor pembatas. Fungsi suatu makhluk dikendalikan atau dibatasi oleh faktor lingkungan yang esensial atau oleh gabungan faktor yang ada di dalam jumlah yang paling tidak layak kecilnya, sebagaimana ditunjukkan di dalam Hukum Minimum Liebig. Suatu faktor pembatas bukan hanya sesuatu yang tersedianya terlalu sedikit, seperti yang diusulkan oleh Liebig, tetapi yang terlalu banyak pun seperti dalam hal faktor sebagai misalnya panas, cahaya, dan air dapat pula merupakan faktor pembatas. Untuk tiap-tiap spesies ada suatu kisaran dalam suatu faktor lingkungan (daerah toleransi). Sesungguhnya kebanyakan spesies dan kebanyakan aktivitas hanya terbatas di kisaran suhu yang lebih sempit (suhu optimum). Beberapa hewan air terutama yang berada dalam fase “istirahat” lebih cocok berada dalam suhu yang sangat rendah dalam waktu yang singkat, sedangkan beberapa mikroorganisme terutama bacteria dan algae dapat hidup dan bereproduksi di dalam mata air panas yang suhunya mendekati suhu air mendidih.

Brian K. Walker dan kawan-kawan meneliti hubungan antara kumpulan Reef Fish (ikan karang) dan kompleksitas topografi di lautan berkarang di bagian tenggara Florida. Mereka menemukan bahwa hubungan linear yang lemah antara parameter kumpulan ikan karang yang dan metrik kompleksitas topografi menunjukkan bahwa kompleksitas topografi bukan merupakan satu-satunya faktor pembatas kelimpahan ikan karang dan kekayaan spesiesnya. Banyak faktor yang secara signifikan dapat mempengaruhi proses ekologi. 

Menurut Hukum Minimum Liebig faktor yang paling membatasi kehidupan suatu makhluk hidup adalah faktor yang memiliki hubungan paling kuat dengan makhluk hidup tersebut. Hukum ini berlaku untuk semua proses ekologi. Ketika faktor pembatas diukur, maka ikatan akan terjalin kuat antara faktor dan proses yang diharapkan. Namun faktor ini mungkin membatasi hanya dalam keadaan spesifik. Kehadiran faktor pembatas tambahan akan melemahkan hubungan antara proses dan faktor pembatas utama. Karena hubungan antara kelimpahan ikan dan kompleksitas topografi tidak kuat dalam penelitian ini, maka Hukum Minimum Liebig menunjukkan ada faktor-faktor lain yang mungkin memainkan peran penting bersama dengan kompleksitas topografi dalam menentukan distribusi ikan karang di selatan Florida. Seperti misalnya kadar garam di laut tersebut, tekanan permukaan dan jumlah pemangsa serta ketersediaan nutrisi di sekitar daerah tersebut.

Daftar Pustaka:

Biologi FKIP Universitas Islam Riau. 2010. Ekologi Ekosistem.

http://elfisuir.blogspot.com

Diakses pada 3 Januari 2012

Brian K. Walker, Lance K.B. Jordan, and Richard E. Spieler. 2009. Relationship of Reef Fish Assemblages and Topographic Complexity on Southeastern Florida Coral Reef Habitats. Nova Southeastern University, US.

Ize-Iyamu, O.K., Asia, I. O and Egwakhide, P. A. 2007. Concentrations of residues from organochlorine pesticide in water and fish from some rivers in Edo State Nigeria. Department of Chemistry, Ambrose Alli University, Ekpoma, Nigeria dan Department of Chemistry, University of Benin, Benin-City, Nigeria.

Rachmawati, Riana. 2011. Hukum Minimum dan Hukum Toleransi, Ekologi Perairan.

http://rianarachmawati.blogspot.com

Diakses pada 3 Januari 2012

Ricky. 2011. Ekologi.

http://rickybiologi.blogspot.com

Diakses pada 3 Januari 2012

Sadi S. Grimm, Quirino Paris, and William A. Williams. 1987. A von Liebig Model for Water and Nitrogen Crop Response. Western Journal of Agricultural Economics, US.