Mengapa Ekosistem Harus Terbuka?

Perkembangan ekosistem adalah fenomena yang terkait dengan dinamika alam yang kompleks. Kebun yang dulunya lahan terbuka dapat berubah drastis dalam beberapa dekade berkembang menjadi ekosistem yang lebih kompleks dengan peningkatan keanekaragaman hayati.

Sinar matahari dalam ekosistem yang terbuka mendukung keberlangsungan seluruh ekosistem termasuk pepohonan. Foto: ttps://www.pexels.com/

Pohon-pohon kecil yang awalnya hanya setinggi satu meter dapat tumbuh menjadi raksasa setinggi tiga puluh meter. Perubahan ini, baik secara struktural maupun fungsional menunjukkan pentingnya keterbukaan dalam ekosistem.

Ekosistem tidak dapat dianggap sebagai sistem yang terisolasi. Entropi dalam sistem terisolasi akan selalu meningkat yang akhirnya membawa sistem ke kondisi kesetimbangan termodinamika atau keadaan mati. Namun, kebun yang berkembang pesat berfungsi sebaliknya. Setiap tahun, kebun semakin menjauh dari kesetimbangan termodinamika menunjukkan bahwa ia harus terbuka atau setidaknya non-terisolasi.

Energi matahari berperan sebagai elemen kunci yang menjaga ekosistem tetap terbuka. Sinar matahari menyediakan energi yang dibutuhkan untuk fotosintesis yang mendukung keberlangsungan seluruh ekosistem.

Radiasi matahari memungkinkan tumbuhan dan organisme lain untuk tumbuh, membangun struktur, memperkaya keanekaragaman hayati, dan meningkatkan interaksi ekologis antar spesies. Input eksternal seperti serangga, burung, dan mamalia dari luar juga memperkaya dinamika ekologis dan membantu sistem bergerak semakin jauh dari kesetimbangan.

Keterbukaan ekosistem adalah syarat yang diperlukan untuk mencegah degradasi energi total dan peningkatan entropi menuju kesetimbangan stagnan. Namun, keterbukaan bukanlah syarat yang cukup. Tidak semua sistem terbuka akan berkembang menjadi ekosistem karena ekosistem memerlukan syarat tambahan seperti adanya proses biologis dan interaksi kompleks.

Dalam ekosistem kebun, keterbukaan terhadap lingkungan dan input energi eksternal adalah syarat yang memungkinkan sistem berkembang. Jika kebun terisolasi, sistemnya akan berangsur-angsur menuju kesetimbangan dan mengalami kematian seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan entropi dalam sistem terisolasi. Keterbukaan menjadi aspek mendasar yang perlu diperhatikan dalam studi ekologi jangka panjang.

Pentingnya keterbukaan ekosistem tidak hanya berkaitan dengan energi, tetapi juga dengan disipasi entropi. Entropi sebagai ukuran ketidakberaturan dalam sistem terus meningkat dalam sistem terisolasi hingga mencapai keadaan kesetimbangan di mana tidak ada lagi energi yang dapat digunakan untuk kerja.

Dalam ekosistem terbuka, entropi dapat dikelola dan didisipasikan ke lingkungan sehingga memungkinkan sistem untuk terus melakukan pekerjaan dan mempertahankan strukturnya. Pada tingkat ekosistem, entropi yang terdisipasi melalui interaksi dengan lingkungan memastikan bahwa sistem tetap hidup dan dinamis.

Ekosistem adalah contoh sistem kompleks yang mampu menjaga ketidakstabilan internalnya melalui keterbukaan terhadap input energi dan materi eksternal. Dalam hal ini, hukum termodinamika memberikan dasar ilmiah untuk memahami mengapa ekosistem harus terbuka agar tetap bertahan dan berkembang.

Ekosistem yang terisolasi akan terjebak dalam proses degradasi energi dan menuju kondisi entropi maksimum yang pada akhirnya akan menghentikan segala bentuk kehidupan dan aktivitas di dalamnya. Dengan kata lain, keterbukaan ekosistem merupakan syarat penting untuk keberlangsungan kehidupan dan pertumbuhan jangka panjang.

Dalam konteks konservasi, pemahaman tentang keterbukaan dapat memandu kebijakan yang mendukung keanekaragaman hayati. Misalnya perlunya koridor ekologis dalam pengelolaan habitat untuk memfasilitasi interaksi antar spesies dan pertukaran gen (Jorgensen dkk, 2007).

Alhasil, ekosistem yang berkembang dan kompleks menawarkan wawasan penting tentang peran keterbukaan dalam menjaga dinamika ekologis. Tanpa keterbukaan terhadap input energi dan interaksi dengan lingkungan eksternal, setiap sistem akan berangsur-angsur menuju kesetimbangan termodinamika dan mengalami kematian entropik.