IF3211 · Komputasi Domain-Spesifik (Biologi) · UAS - Benar/Salah, 60 soal, 50 detik/soal

IF3211 Komputasi Domain-Spesifik - Catatan UAS (Benar/Salah)

Respirasi SelulerSiklus SelEvolusiFilogeniKomunitas EkologiEkosistem
References: Campbell Biology in Focus 3rd Ed. (Ch. 7, 9, 19, 20, 41, 42)

Format Cepat-Baca

Setiap fakta adalah pernyataan BENAR dari slide. Jika soal ujian bertentangan dengan fakta ini → SALAH.


Bab 7 - Respirasi Seluler & Fermentasi

Persamaan Inti

  • Keseluruhan: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Energi (ATP + panas)
  • Respirasi aerob memerlukan oksigen; fermentasi TIDAK menggunakan oksigen

3 Tahap (secara berurutan)

TahapLokasiProduk Utama
GlikolisisSitosol2 ATP (neto) + 2 NADH + 2 piruvat
Oksidasi PiruvatMatriks mitokondria2 NADH + 2 CO₂ + 2 Asetil-CoA
Siklus Asam Sitrat (Krebs)Matriks mitokondria2 ATP + 6 NADH + 2 FADH₂ + 4 CO₂
Fosforilasi oksidatif (RTE + kemiosmosis)Membran dalam mitokondria~26–28 ATP + H₂O
Total~30 atau 32 ATP + 6 CO₂

Fakta Kunci - Respirasi

  • Glikolisis = 2 ATP neto (fosforilasi tingkat substrat); berlangsung di sitosol
  • Sintesis DNA TIDAK terjadi dalam glikolisis; glukosa → 2 piruvat
  • Oksidasi = pelepasan elektron; Reduksi = penerimaan elektron (OIL RIG)
  • Akseptor elektron terakhir dalam respirasi aerob = O₂
  • Hasil ATP yang pasti tidak dapat ditentukan karena fosforilasi tidak terikat langsung pada reaksi redoks
  • Hasil ATP juga bervariasi tergantung apakah elektron dibawa oleh NAD⁺ atau FAD
  • Efisiensi keseluruhan respirasi seluler ≈ 34% (sisanya hilang sebagai panas)
  • Glikolisis kemungkinan berevolusi lebih awal; berlangsung di sitosol (sebelum mitokondria ada)

Fermentasi

  • Fermentasi = glikolisis + reaksi yang meregenerasi NAD⁺ (agar glikolisis dapat berlanjut)
  • NAD⁺ diregenerasi melalui transfer elektron dari NADH ke piruvat atau turunannya
  • Fermentasi TIDAK menggunakan rantai transpor elektron (RTE)
  • Respirasi anaerob MENGGUNAKAN RTE (tetapi dengan akseptor elektron akhir yang berbeda, mis. SO₄²⁻)
  • Fermentasi alkohol: piruvat → asetaldehid (melepas CO₂) → etanol; meregenerasi NAD⁺; digunakan dalam pembuatan bir, anggur, roti (khamir/ragi)
  • Fermentasi asam laktat: piruvat → laktat secara langsung; TIDAK melepas CO₂; digunakan untuk keju, yogurt
  • Serat otot putih manusia dapat menghasilkan laktat bahkan dalam kondisi aerob (cepat tetapi tidak efisien)
  • Fermentasi asam laktat oleh jamur/bakteri digunakan untuk membuat keju dan yogurt

Hands-On M7 - Komputasi Respirasi Seluler

Buka penjelasan komputasional

Neraca ATP - Metode Perhitungan Modern (P/O ratio):

  • NADH → 2.5 ATP; FADH₂ → 1.5 ATP
  • Dari 1 glukosa: 10 NADH × 2.5 = 25; 2 FADH₂ × 1.5 = 3; 4 ATP substrat level → total ≈ 32 ATP
  • Hasilnya perkiraan, bukan tepat - fosforilasi tidak terikat satu-satu dengan reaksi redoks

β-Oksidasi Asam Lemak vs Glukosa:

  • Asam lemak lebih padat energi per gram karena rantai C–H lebih tereduksi
  • Setiap siklus β-oksidasi: 1 FADH₂ + 1 NADH + 1 asetil-CoA
  • Untuk asam lemak nn karbon: n21\frac{n}{2}-1 siklus β-oksidasi + n2\frac{n}{2} asetil-CoA masuk siklus Krebs
  • ATP per karbon asam lemak lebih tinggi dari glukosa

Tipe-tipe Inhibitor Respirasi:

InhibitorTargetMekanisme
Sianida (CN⁻), COKompleks IVBlokir transfer elektron ke O₂
RotenonKompleks IBlokir NADH → koenzim Q
OligomisinATP sintase (F₀)Blokir saluran proton rotor
DNP, CCCPMembran mitokondriaUncoupler - bocorkan H⁺, energi jadi panas

Uncoupler berbeda dari inhibitor: RTE tetap berjalan dan O₂ tetap dikonsumsi, tetapi ATP tidak terbentuk karena gradien proton tidak dapat dipertahankan.

Fermentasi - Mengapa Penting Meski Tidak Efisien: Semua jenis fermentasi hanya menghasilkan 2 ATP neto (dari glikolisis saja). Namun fungsinya adalah meregenerasi NAD⁺ agar glikolisis dapat terus berlanjut saat O₂ tidak tersedia. Tanpa regenerasi NAD⁺, glikolisis berhenti total dan sel tidak dapat menghasilkan ATP sama sekali.

Kode - Neraca ATP per glukosa:

ATP_PER_NADH, ATP_PER_FADH2 = 2.5, 1.5          # modern P/O ratio

total_nadh  = 2 + 2 + 6   # glikolisis + oks-piruvat + krebs (×2 putaran)
total_fadh2 = 2            # krebs saja
atp_substrate = 4          # glikolisis (2) + krebs substrate-level (2)
total_atp = atp_substrate + total_nadh * ATP_PER_NADH + total_fadh2 * ATP_PER_FADH2
# = 4 + 25.0 + 3.0 = 32.0 ATP per glukosa

Kode - β-Oksidasi Asam Lemak:

def hitung_atp_fatty_acid(chain_len, n_betaox, n_acetylCoA):
    atp_bo    = n_betaox * (ATP_PER_NADH + ATP_PER_FADH2)        # per siklus
    atp_krebs = n_acetylCoA * (1 + 3*ATP_PER_NADH + ATP_PER_FADH2)  # 10 per asetil-CoA
    return atp_bo + atp_krebs - 2    # −2 biaya aktivasi (ATP ekuivalen)
# Contoh C16: n_betaox=7, n_acetylCoA=8 → 106.0 ATP total (6.625 ATP/karbon vs 5.33 glukosa)

Kode - Simulasi Inhibitor:

inhibitors = {
    'Oligomisin':      {'target': 'ATP Synthase',         'blocks': 'FosOks'},
    'Rotenon':         {'target': 'Kompleks I (NADH-DH)', 'blocks': 'FosOks'},
    'DNP (uncoupler)': {'target': 'Membran gradien H⁺',  'blocks': 'FosOks'},
}
blocked_atp = atp_ox_total * (red_pct / 100)
atp_with_inhibitor = total_atp - blocked_atp

Alur respirasi seluler: Glikolisis → Krebs → FosOks Distribusi produksi ATP per komponen (P/O modern) ATP per karbon: asam lemak vs glukosa Dampak inhibitor terhadap total ATP Perbandingan total ATP: aerobik vs fermentasi


Bab 9 - Siklus Sel

Fase Siklus Sel

  • Siklus sel = kehidupan sel sejak terbentuk hingga pembelahannya sendiri
  • Dua fase utama: Interfase (~90%) dan Fase Mitotik (Fase M)
  • Interfase = G₁ (“celah pertama”) → S (“sintesis”) → G₂ (“celah kedua”)
  • Kromosom diduplikasi hanya pada fase S
  • G₁ = sel tumbuh; G₂ = sel mempersiapkan pembelahan; S = replikasi DNA

Fase Mitosis (secara berurutan)

  1. Profase - kromosom memadat; gelendong mulai terbentuk
  2. Prometafase - selubung nukleus hancur; mikrotubulus kinetokor melekat
  3. Metafase - sentromer berbaris di lempeng metafase (titik tengah antara dua kutub)
  4. Anafase - kromatid saudara terpisah; bergerak ke kutub berlawanan
  5. Telofase - selubung nukleus terbentuk kembali; kromosom mengendur

Gelendong Mitotik

  • Gelendong mitotik = mikrotubulus + protein terkait; mengendalikan pergerakan kromosom
  • Pada sel hewan, mikrotubulus gelendong dirakit dari sentrosom (pusat pengorganisasian mikrotubulus)
  • Sentrosom diduplikasi saat interfase; dua sentrosom bermigrasi ke kutub berlawanan saat profase/prometafase
  • Aster = susunan radial mikrotubulus pendek yang memanjang dari setiap sentrosom
  • Kinetokor = kompleks protein di sentromer; melekat pada mikrotubulus kinetokor saat prometafase
  • Lempeng metafase = struktur imajiner di titik tengah antara dua kutub gelendong
  • Pada anafase: kromatid saudara terpisah; mikrotubulus memendek dengan depolimerisasi di ujung kinetokor
  • Mikrotubulus nonkinetokor dari kutub berlawanan saling tumpang tindih dan mendorong satu sama lain, memanjangkan sel

Sitokinesis

  • Sel hewan: sitokinesis melalui pembelahan (cleavage) → membentuk lekukan pembelahan (cincin kontraktil mikrofilamen)
  • Sel tumbuhan: lempeng sel terbentuk saat sitokinesis (BUKAN lekukan pembelahan)
  • Sitokinesis dimulai saat anafase atau telofase

Prokariota vs Eukariota

  • Prokariota bereproduksi melalui pembelahan biner (bukan mitosis)
  • Pembelahan biner: kromosom bereplikasi dari titik asal replikasi; membran plasma mencubit ke dalam
  • Mitosis kemungkinan berevolusi dari pembelahan biner
  • Sel somatik manusia (sel tubuh, bukan reproduktif) = 46 kromosom (2 set masing-masing 23)
  • Gamet manusia (sperma, sel telur) = 23 kromosom (setengah dari sel somatik)
  • Kromosom eukariotik = kromatin (DNA + protein)

Kontrol Siklus Sel & Kanker

  • Siklus sel dikendalikan oleh pos pemeriksaan (checkpoint): pos G₁, G₂, dan M
  • Pos G₁ = paling penting; disebut titik restriksi pada sel mamalia
  • Jika tidak ada sinyal lanjut di G₁ → sel keluar ke G₀ (keadaan tidak membelah)
  • Jika ada sinyal lanjut di G₁ → sel biasanya menyelesaikan S, G₂, M, dan membelah
  • Sel kanker TIDAK merespons sinyal yang biasanya mengatur siklus sel
  • Sel kanker TIDAK memerlukan faktor pertumbuhan untuk tumbuh dan membelah
  • Sel yang membelah tanpa batas dalam kultur telah mengalami transformasi
  • Tumor jinak: tetap di tempat asal
  • Tumor ganas: menyerang jaringan sekitar; mengalami metastasis (menyebar ke bagian tubuh lain)
  • Tumor terlokalisasi: diobati dengan radiasi; tumor metastatik: diobati dengan kemoterapi
  • Efek samping kemoterapi karena obat juga memengaruhi sel normal yang sering membelah

Hands-On M8 - Komputasi Siklus Sel

Buka penjelasan komputasional

Model Komputasional 1 - Proporsi Sel per Fase:

Dalam populasi sel yang tumbuh steady-state, proporsi sel yang teramati pada suatu fase sebanding dengan durasi fase tersebut: Pfase=tfaseTtotalP_{\text{fase}} = \frac{t_{\text{fase}}}{T_{\text{total}}}

Intuisi: seperti mengamati kendaraan di jalan - kendaraan lebih lambat akan lebih sering terlihat di titik observasi mana pun. Karena itu dalam preparat histologis, lebih banyak sel di G₁ (terlama) daripada di M (terpendek).

Model Komputasional 2 - Pertumbuhan Populasi Diskrit: Nt+1=Nt×g(setiap satu siklus penuh selesai)N_{t+1} = N_t \times g \quad \text{(setiap satu siklus penuh selesai)}

gg = growth factor (jumlah sel anak per sel induk). Ketika siklus memanjang (mis. karena checkpoint delay), interval antar pembelahan bertambah → laju pertumbuhan efektif menurun.

Analisis Checkpoint:

CheckpointLokasiYang DiperiksaAkibat jika Gagal
G₁ (Titik Restriksi)Akhir G₁Ukuran sel, faktor pertumbuhan, kerusakan DNASel masuk S dengan sinyal tidak cukup → replikasi DNA tidak terkendali
G₂Akhir G₂Kelengkapan replikasi DNA, kerusakan DNASel masuk mitosis dengan DNA rusak/tidak lengkap → instabilitas kromosom
M (Spindle Assembly)MetafaseSemua kromosom terikat gelendongAnafase prematur → aneuploidi (jumlah kromosom salah)

Implikasi Kanker: Sel kanker tidak merespons checkpoint → proliferasi tanpa batas. Kemoterapi menyerang sel yang membelah cepat (termasuk sel normal yang sering membelah = efek samping).

Kode - Proporsi Fase & Pertumbuhan Populasi:

def proporsi_fase(durations):
    total = sum(durations.values())
    return {fase: dur / total for fase, dur in durations.items()}
# Misal {G1:11, S:8, G2:4, M:2} → G1=44%, S=32%, G2=16%, M=8%

def simulasi_populasi(initial_cells, cycle_hours, growth_factor, observation_hours):
    waktu, sel = [0], [initial_cells]
    t, n = 0, initial_cells
    while t + cycle_hours <= observation_hours:
        t += cycle_hours
        n *= growth_factor
        waktu.append(t)
        sel.append(n)
    return waktu, sel
# g=1.9 per siklus, cycle=25h, obs=72h → 2 siklus selesai

def checkpoint_delay(durations, checkpoint_type):
    perturbed = durations.copy()
    delays = {'g1_delay': ('G1', 2), 's_delay': ('S', 2),
              'g2_delay': ('G2', 2), 'm_delay': ('M', 1)}
    if checkpoint_type in delays:
        fase, dt = delays[checkpoint_type]
        perturbed[fase] += dt
    return perturbed
# Delay memperpanjang siklus → laju pertumbuhan populasi menurun

Bab 19 - Evolusi: Penurunan dengan Modifikasi

Darwin & Sejarah

  • Darwin menerbitkan On the Origin of Species pada 1859
  • Pelayaran Darwin: HMS Beagle, Desember 1831 – Oktober 1836
  • Alfred Russel Wallace secara independen mengembangkan teori serupa; dipresentasikan bersama Juli 1858
  • Variasi paruh burung finch di Kepulauan Galápagos = bukti yang diamati Darwin
  • Evolusi = “penurunan dengan modifikasi” (descent with modification)
  • “Penurunan” = leluhur bersama; “Modifikasi” = akumulasi perbedaan antarGenerasi
  • Georges Cuvier mengembangkan paleontologi; fosil ditemukan di lapisan batuan sedimen (lebih muda = atas)
  • Lamarck mengusulkan penggunaan/tidak-penggunaan + pewarisan sifat yang diperoleh - TIDAK didukung

Seleksi Alam

  • Seleksi alam: individu dengan sifat herediter yang menguntungkan bertahan hidup dan bereproduksi lebih banyak
  • Populasi (BUKAN individu) yang berevolusi
  • Seleksi alam hanya bekerja pada sifat herediter yang berbeda antar individu
  • Seleksi alam TIDAK menciptakan sifat baru - memilih dari variasi herediter yang sudah ada
  • Sifat yang adaptif bervariasi menurut tempat dan waktu
  • Evolusi terjadi lebih cepat pada spesies dengan waktu generasi singkat
  • Seleksi buatan: pemuliaan selektif untuk sifat yang diinginkan (mis. sawi liar → brokoli, kol, kale)

4 Jenis Bukti Evolusi

  1. Pengamatan langsung (mis. resistensi antibiotik MRSA)
  2. Homologi (kemiripan dari leluhur bersama)
  3. Catatan fosil
  4. Biogeografi

Kasus Kunci

  • MRSA: S. aureus menjadi resisten terhadap penisilin dalam 2 tahun penggunaan luas (pada 1945); lalu resistensi metisillin juga berevolusi dalam 2 tahun
  • Transisi fosil (evolusi paus): Pakicetus → Rodhocetus → Dorudon → Cetacea modern
  • Homologi ≠ Analogi: Homologi = berasal dari leluhur bersama; Analogi = evolusi konvergen
  • Evolusi konvergen (fitur analogis): sugar glider vs. tupai terbang - BUKAN bukti leluhur bersama
  • Biogeografi = ilmu tentang distribusi geografis spesies

Hands-On M11 - Komputasi Evolusi Populasi

Buka penjelasan komputasional

Hardy–Weinberg sebagai Null Model:

5 kondisi HWE: populasi besar, perkawinan acak, tidak ada mutasi, tidak ada migrasi, tidak ada seleksi. fAA=p2,fAa=2pq,faa=q2f_{AA}=p^2, \quad f_{Aa}=2pq, \quad f_{aa}=q^2

Tanpa evolusi, pp invariant lintas generasi. Deviasi dari HWE = bukti salah satu kondisi dilanggar = evolusi sedang terjadi.

Seleksi Deterministik - Persamaan Rekursif: wˉ=p2w11+2pqw12+q2w22,p=p2w11+pqw12wˉ\bar{w} = p^2 w_{11} + 2pq\, w_{12} + q^2 w_{22}, \qquad p' = \frac{p^2 w_{11} + pq\, w_{12}}{\bar{w}}

ModeFitness AA / Aa / aaEkuilibrium pp^*Stabil?Interpretasi
Directional1/1hs/1s1 / 1{-}hs / 1{-}s1 (fiksasi A)YaAlel A selalu lebih baik
Heterozygote advantage1s1/1/1s21{-}s_1 / 1 / 1{-}s_2s2/(s1+s2)s_2/(s_1+s_2)YaPolimorfisme stabil
Underdominance1/1s/11 / 1{-}s / 10.5TidakSistem bistable, tergantung kondisi awal

Genetic Drift - Wright-Fisher: kBinomial(2N,p)pbaru=k/(2N)k \sim \text{Binomial}(2N,\, p') \quad \Rightarrow \quad p_{\text{baru}} = k/(2N)

Pola: Ns1Ns \ll 1 → drift mendominasi; Ns1Ns \gg 1 → seleksi mendominasi. Pada populasi kecil, alel menguntungkan pun bisa hilang secara kebetulan.

Heterozygote Advantage - Mengapa Mempertahankan Polimorfisme: Saat frekuensi A terlalu tinggi, frekuensi AA naik dan rata-rata fitness turun (karena wAA<wAaw_{AA} < w_{Aa}). Saat A terlalu rendah, frekuensi aa naik dan fitness juga turun. Sistem memiliki satu titik ekuilibrium stabil yang memaksimalkan wˉ\bar{w}.

Contoh sickle-cell: Ss (heterozigot) → resistansi malaria + tidak anemia berat. Di daerah endemik malaria, alel ss dipertahankan ~20% karena manfaat Ss melebihi kerugian ss.

Kode - Seleksi Deterministik & Genetic Drift:

def next_p(p, w11, w12, w22):
    q    = 1 - p
    wbar = p**2*w11 + 2*p*q*w12 + q**2*w22
    return (p**2*w11 + p*q*w12) / wbar   # rekursif satu generasi

def wf_step(p, N, w11, w12, w22, rng):
    p_sel = next_p(p, w11, w12, w22)     # koreksi seleksi dulu
    k     = rng.binomial(2*N, p_sel)     # sampling stokastik (2N alel)
    return k / (2*N)

# R=50 ulangan, iterasi G generasi
trajs = np.empty((R, G+1))
for r in range(R):
    trajs[r, 0] = p0
    for t in range(G):
        trajs[r, t+1] = wf_step(trajs[r, t], N, w11, w12, w22, rng)

fixation_pr   = np.mean(trajs[:, -1] == 1.0)   # Pr(alel A terfiksasi)
extinction_pr = np.mean(trajs[:, -1] == 0.0)   # Pr(alel A punah)

Bab 20 - Filogeni dan Pohon Kehidupan

Klasifikasi

  • Filogeni = sejarah evolusi suatu spesies atau kelompok
  • Sistematika = mengklasifikasikan organisme DAN menentukan hubungan evolusioner
  • Taksonomi = pembagian dan penamaan organisme secara teratur
  • Nomenklatur binomial: diperkenalkan oleh Carolus Linnaeus (abad ke-18)
  • Format: Genus (huruf kapital) + epitet spesifik (huruf kecil); seluruh nama dicetak miring
  • Kedua bagian bersama-sama menamai spesies (BUKAN hanya epitet spesifik saja)

Hierarki Taksonomi (PALING TIDAK inklusif → PALING inklusif)

Spesies → Genus → Famili → Ordo → Kelas → Filum → Kingdom → Domain

Mnemonik: “Saya Guru Favorit Orang Kelas Filum Kingdom Dunia”

  • Contoh: Macan tutul = Panthera pardus; Famili Felidae; Ordo Carnivora; Kelas Mammalia; Filum Chordata; Kingdom Animalia; Domain Eukarya
  • Takson (jamak: taksa) = unit taksonomi yang diberi nama pada tingkatan mana pun
  • 3 Domain: Bacteria, Archaea, Eukarya

Pohon Filogenetik

  • Pohon filogenetik = diagram percabangan yang merepresentasikan hipotesis evolusioner
  • Titik percabangan = divergensi dua silsilah dari leluhur bersama
  • Taksa saudara = kelompok yang berbagi leluhur bersama secara langsung
  • Cabang DAPAT dirotasi tanpa mengubah hubungan yang digambarkan
  • Pohon dapat digambar secara horizontal, vertikal, atau diagonal - hubungan tidak berubah
  • Simpul/cabang internal tanpa label dapat merepresentasikan kelompok yang telah punah
  • Hanya homologi (BUKAN analogi) yang dapat digunakan untuk menyimpulkan hubungan filogenetik
  • Analogi = kemiripan dari evolusi konvergen → TIDAK menunjukkan leluhur bersama

Hands-On M12 - Komputasi Filogeni

Buka penjelasan komputasional

Membaca Pohon Filogenetik:

  • Clade = leluhur bersama + semua keturunannya
  • Sister taxa = dua kelompok yang berbagi titik percabangan langsung
  • Outgroup = takson di luar ingroup; digunakan untuk menentukan akar dan mengidentifikasi kondisi ancestral vs derived
  • Rotasi cabang di titik simpul tidak mengubah hubungan yang digambarkan

Karakter Ancestral vs Derived:

TipeNama TeknisKegunaannya
Shared derivedSynapomorfiMendefinisikan clade - informatif untuk filogeni
Shared ancestralPlesiomorfiDimiliki semua ingroup - tidak informatif untuk memisahkan subclade
Karakter ambiguHomoplasiMuncul lebih dari sekali secara independen (evolusi konvergen)

Jarak Hamming (dari data karakter biner): dij=jumlah posisi yang berbeda antara takson i dan jd_{ij} = \text{jumlah posisi yang berbeda antara takson } i \text{ dan } j

Takson dengan jarak terkecil = kandidat sister taxa. Matriks jarak simetris.

Algoritma UPGMA:

  1. Gabungkan dua takson dengan jarak terkecil → cluster baru
  2. Hitung jarak cluster baru ke semua takson lain (rata-rata)
  3. Ulangi hingga satu pohon terbentuk

Keterbatasan UPGMA: mengasumsikan laju evolusi konstan (molecular clock) di semua silsilah. Jika laju berbeda, topologi bisa salah.

Mengapa Homologi > Analogi untuk Filogeni: Homologi mencerminkan pewarisan dari leluhur bersama → mengikuti sejarah evolusioner nyata. Analogi (evolusi konvergen) menghasilkan kemiripan tanpa leluhur bersama → mengelompokkan takson tidak berkerabat secara keliru. Contoh: sayap kelelawar dan serangga (analogi) vs. forelimb tetrapoda (homologi).

Outgroup wajib untuk rooting: Tanpa outgroup, kita tidak dapat membedakan kondisi ancestral dari derived → arah evolusi karakter tidak dapat ditentukan.

Kapan data morfologi masih berguna: Untuk organisme fosil yang tidak memiliki DNA yang dapat disequencing, dan sebagai verifikasi independen terhadap hasil molekuler.

Kode - Hamming Distance & UPGMA:

def hamming_from_character_table(df):
    taxa = list(df.index)
    dist = {a: {b: int((df.loc[a] != df.loc[b]).sum()) for b in taxa} for a in taxa}
    return dist
# Takson dengan jarak terkecil = kandidat sister taxa

def pairwise_seq_distance(seqs):
    taxa = list(seqs.keys())
    dist = {a: {b: sum(x != y for x, y in zip(seqs[a], seqs[b])) for b in taxa} for a in taxa}
    return dist

def upgma(distance_df):
    # Greedy: gabungkan dua kluster titerdekat, perbarui jarak (rata-rata)
    # Tinggi cabang = jarak_minimum / 2
    # Output: Newick string, misal "(Lancelet:0.50,(Lamprey:0.25,Bass:0.25):0.25);"
    clusters = {name: [name] for name in distance_df.index}
    while len(clusters) > 1:
        a, b = min(((i,j) for i in clusters for j in clusters if i<j),
                   key=lambda p: distance_df.loc[p[0], p[1]])
        new_h = distance_df.loc[a, b] / 2
        # update jarak ke kluster baru = rata-rata tertimbang
        clusters[a+'+'+b] = clusters.pop(a) + clusters.pop(b)
    # return Newick string

Bab 41 - Komunitas Ekologi

Interaksi Antarspesies

InteraksiPengaruhContoh
Kompetisi−/−Dua spesies bersaing untuk makanan yang sama
Predasi+/−Singa memakan zebra
Herbivori+/−Ulat memakan daun
Parasitisme+/−Cacing pita dalam inang
Mutualisme+/+Pohon akasia + semut
Komensalisme+/0Kuntul sapi pada kerbau

Kompetisi

  • Prinsip eksklusi kompetitif: dua spesies yang bersaing untuk sumber daya pembatas yang sama tidak dapat hidup berdampingan secara permanen
  • Contoh klasik: Paramecium aurelia menyebabkan kepunahan P. caudatum saat dibiakkan bersama
  • Relung ekologi = kumpulan spesifik sumber daya biotik dan abiotik yang digunakan organisme
  • Pemisahan sumber daya = diferensiasi relung yang memungkinkan hidup berdampingan
  • Pergeseran karakter = perbedaan karakter lebih besar ketika spesies bersifat simpatrik (wilayah sama) daripada alopatrik (wilayah berbeda)

Pertahanan terhadap Predasi

  • Pewarnaan kriptik = kamuflase (menyatu dengan latar belakang)
  • Pewarnaan aposematik = warna peringatan mencolok (menandakan ketoksikan)
  • Mimikri Batesian = spesies tidak berbahaya meniru penampilan spesies berbahaya

Parasitisme

  • Endoparasit: hidup di dalam inang
  • Ektoparasit: hidup di luar inang

Keanekaragaman Spesies & Struktur Komunitas

  • Keanekaragaman spesies = kekayaan spesies + kelimpahan relatif
  • Kekayaan spesies = jumlah spesies berbeda dalam komunitas
  • Kelimpahan relatif = proporsi yang diwakili setiap spesies dari seluruh individu
  • Indeks keanekaragaman Shannon: H = −(p_A ln p_A + p_B ln p_B + …)
  • Struktur tropik: hubungan makan; rantai makanan menghubungkan dari produsen hingga karnivora puncak
  • Jaring-jaring makanan = rantai makanan yang saling terhubung dengan interaksi tropik kompleks
  • Spesies fondasi: pengaruh kuat pada komunitas karena ukuran besar atau kelimpahan tinggi
  • Spesies kunci: pengendalian komunitas yang kuat melalui peran ekologi yang kritis (TIDAK harus berlimpah)
  • Insinyur ekosistem: menyebabkan perubahan fisik pada lingkungan (mis. berang-berang membangun bendungan)
  • Model bawah-atas (bottom-up): pasokan nutrien/tingkat tropik bawah membatasi kelimpahan di tingkat atas
  • Model atas-bawah (top-down): predasi mengendalikan organisasi komunitas (predator membatasi herbivora yang membatasi produsen)
  • Biomanipulasi = penerapan model atas-bawah untuk meningkatkan kualitas air danau yang tercemar

Gangguan & Suksesi

  • Gangguan = peristiwa yang mengubah komunitas dengan menyingkirkan organisme atau mengubah ketersediaan sumber daya
  • Hipotesis gangguan menengah: gangguan sedang mendorong keanekaragaman spesies yang terbesar
  • Gangguan tinggi → menyingkirkan spesies tumbuh lambat; Gangguan rendah → dominan kompetitif menyingkirkan yang lain
  • Suksesi ekologi = perubahan bertahap komposisi komunitas setelah gangguan besar
  • Suksesi primer: dimulai di daerah yang hampir tidak bernyawa (pulau vulkanik, mundurnya gletser)
  • Suksesi sekunder: dimulai di mana gangguan menyingkirkan sebagian besar tetapi TIDAK semua organisme (mis. setelah kebakaran)
  • Aktivitas manusia = gangguan terkuat pada ekosistem; umumnya mengurangi keanekaragaman spesies

Hands-On M13 - Komputasi Ekologi Komunitas

Buka penjelasan komputasional

Model Lotka-Volterra dengan Daya Dukung (K): dxdt=rxx ⁣(1xK)αxy(prey),dydt=βxyγy(predator)\frac{dx}{dt} = r_x x\!\left(1-\frac{x}{K}\right) - \alpha xy \quad \text{(prey)}, \qquad \frac{dy}{dt} = \beta xy - \gamma y \quad \text{(predator)}

Ekuilibrium stabil: x=γ/βx^* = \gamma/\beta, y=r(1x/K)/αy^* = r(1-x^*/K)/\alpha.

Perbedaan dengan LV klasik (tanpa K): LV klasik menghasilkan osilasi netral (amplitudo bergantung kondisi awal). LV + K: osilasi meredam dan konvergen ke ekuilibrium (lebih realistis). Predator selalu memuncak dengan time lag setelah prey - karena butuh waktu untuk merespons kelimpahan mangsa via reproduksi.

Indeks Diversitas Shannon: H=i=1Spilnpi,J=HlnS(evenness, 0–1)H' = -\sum_{i=1}^{S} p_i \ln p_i, \qquad J = \frac{H'}{\ln S} \quad \text{(evenness, 0–1)}

Richness tinggi tidak otomatis berarti H’ tinggi - komunitas dengan satu spesies dominan memiliki J rendah meski richness besar. Komunitas lebih rentan jika J rendah (tergantung pada satu spesies dominan).

Struktur Food Web - Connectance: C=EN2(E=jumlah link,N=jumlah spesies)C = \frac{E}{N^2} \quad (E = \text{jumlah link}, N = \text{jumlah spesies})

Keystone species ≠ dominant species: Keystone species memiliki pengaruh yang tidak proporsional terhadap strukturnya (out-degree tinggi atau peran ekologi kritis), tetapi biomasa/kelimpahannya bisa rendah. Hilang 1 keystone species → trophic cascade ke seluruh jaring makanan.

Island Biogeography (Species-Area Curve): S=cAzlogS=logc+zlogAS = c \cdot A^z \quad \Rightarrow \quad \log S = \log c + z \log A

Nilai zz tipikal: 0.20–0.35. Fragmentasi habitat memotong konektivitas dan meningkatkan edge effect sehingga penurunan nyata bisa jauh melebihi prediksi teoritis.

Hipotesis Gangguan Menengah (IDH):

  • Gangguan sangat rendah → exclusion kompetitif → hanya spesies terkuat bertahan → H’ rendah
  • Gangguan sangat tinggi → hanya spesies toleran gangguan bertahan → H’ rendah
  • Gangguan sedang → mencegah monopoli, membuka ceruk → H’ maksimal

Suksesi Ekologi & Shannon: H’ cenderung naik selama suksesi awal (pioneer membuka ceruk bagi spesies baru). Pada suksesi akhir, spesies klimaks kompetitif bisa mendominasi dan menekan H’.

Kode - Lotka-Volterra, Shannon, Food Web:

def lotka_volterra(state, t, r, K, alpha, beta, gamma):
    x, y = state              # x=prey, y=predator
    dxdt = r*x*(1 - x/K) - alpha*x*y
    dydt = beta*x*y - gamma*y
    return [dxdt, dydt]
# Ekuilibrium: x*=γ/β, y*=r(1−x*/K)/α
# sol = odeint(lotka_volterra, [200, 20], t, args=(0.4, 1000, 0.04, 0.005, 0.3))

def shannon_diversity(counts):
    p = np.array(counts, dtype=float); p = p[p > 0] / p.sum()
    return -np.sum(p * np.log(p))

def species_evenness(H, S):
    return H / np.log(S) if S > 1 else 0.0   # J ∈ [0,1]

# Food web - connectance
G = nx.DiGraph(); G.add_edges_from(food_web_edges)
C = G.number_of_edges() / G.number_of_nodes()**2   # C = E/N²

# Species-Area Curve (log-log regresi)
slope, intercept, r2, p = linregress(np.log10(A), np.log10(S))
# log(S) = intercept + slope × log(A);  slope = z (tipikal 0.20–0.35)

Bab 42 - Ekosistem dan Energi

Dasar-dasar Ekosistem

  • Ekosistem = semua organisme dalam suatu komunitas + faktor abiotik yang berinteraksi dengannya
  • Dua sifat emergent utama: aliran energi + daur kimia
  • Energi MENGALIR melalui ekosistem (tidak didaur ulang); bahan kimia BERDAUR dalam ekosistem
  • Hukum termodinamika ke-1: energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan - hanya dipindahkan/ditransformasi
  • Hukum termodinamika ke-2: setiap pertukaran energi meningkatkan entropi; sebagian energi selalu hilang sebagai panas
  • Hukum kekekalan massa: materi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan; unsur kimia DAPAT didaur ulang

Produksi Primer

  • ~1% cahaya tampak yang mengenai organisme fotosintetik diubah menjadi energi kimia
  • PPK / GPP (Gross Primary Production = Produksi Primer Kasar) = total produksi primer
  • PPB / NPP (Net Primary Production = Produksi Primer Bersih) = PPK − respirasi autotrof = biomasa baru yang ditambahkan
  • PEB / NEP (Net Ecosystem Production = Produksi Ekosistem Bersih) = laju akumulasi biomasa total
  • PEB > 0 → rosot karbon (memperoleh lebih banyak karbon daripada yang dilepaskan)
  • PEB < 0 → sumber karbon (melepaskan lebih banyak karbon daripada yang diperoleh)
  • Perubahan iklim dapat menyebabkan ekosistem beralih dari rosot karbon menjadi sumber karbon

Tingkatan Tropik & Transfer Energi

TingkatanJenisContoh
Produsen primerAutotrof (membuat makanan sendiri)Tumbuhan, fitoplankton
Konsumen primerHerbivoraZooplankton, serangga
Konsumen sekunderKarnivoraIkan kecil, tikus
Konsumen tersierKarnivoraElang, ikan besar
Detritivora / PenguraiMemakan detritusProkariota, jamur
  • Efisiensi tropik10% produksi dipindahkan dari satu tingkat tropik ke tingkat berikutnya
  • Contoh piramida: 1.000.000 J sinar matahari → 10.000 J produsen → 1.000 J konsumen primer → 100 J sekunder → 10 J tersier
  • Produksi sekunder = energi kimia dalam makanan yang diubah menjadi biomasa baru
  • Efisiensi produksi = produksi sekunder bersih / asimilasi produksi primer × 100%
  • Asimilasi = total energi yang dikonsumsi dan digunakan untuk pertumbuhan, reproduksi, DAN respirasi

Nutrien Pembatas

  • Nutrien pembatas = unsur yang, jika ditambahkan, meningkatkan produksi
  • Laut: nitrogen (N) dan fosfor (P) paling sering membatasi produksi; besi (Fe) juga membatasi di beberapa wilayah (mis. Laut Sargasso - penambahan N + P + Fe meningkatkan produksi 12×)
  • Daratan: nitrogen membatasi pertumbuhan tanaman paling besar secara global; fosfor juga dapat membatasi (terutama tanah tua)
  • Penambahan nutrien pembatas hanya meningkatkan produksi sampai nutrien lain menjadi pembatas
  • Penetrasi cahaya di akuatik: setengah radiasi matahari diserap dalam 15 m pertama; hanya 5–10% yang mencapai 75 m
  • Eutrofikasi = peningkatan dramatis produksi primer akibat kelebihan nutrien dalam ekosistem akuatik

Daur Nutrien & Dekomposisi

  • Daur nutrien = siklus biogeokimia (melibatkan komponen biotik dan abiotik)
  • Siklus biogeokimia dapat bersifat global atau lokal
  • Pertumbuhan pengurai dikendalikan oleh suhu, kelembapan, dan ketersediaan nutrien
  • Laju dekomposisi lebih cepat di ekosistem yang lebih hangat
  • Hutan Eksperimental Hubbard Brook: kehilangan nutrien jauh lebih besar di lahan yang ditebang dibanding hutan utuh
  • Tumbuhan mengendalikan jumlah nutrien yang meninggalkan ekosistem hutan utuh
  • Bioremediasi = penggunaan organisme (prokariota, jamur, tumbuhan) untuk mendetoksifikasi ekosistem tercemar
  • Augmentasi biologis = penggunaan organisme untuk menambahkan bahan esensial ke ekosistem yang terdegradasi (mis. lupin pengikat nitrogen untuk menambah N; simbiont mikoriza untuk meningkatkan akses nutrien)

Hands-On M14 - Komputasi Ekosistem

Buka penjelasan komputasional

Menghitung Piramida Energi:

  1. Konversi NPP: NPPkJ=NPPg×20kJ/g\text{NPP}_{kJ} = \text{NPP}_{g} \times 20\, \text{kJ/g} (1 g dry mass biomassa ≈ 20 kJ)
  2. Setiap level berikutnya: En+1=En×effE_{n+1} = E_n \times \text{eff} (efisiensi trofik, biasanya 10%, bisa bervariasi 5–20%)
  3. Proporsi yang sampai ke konsumen terakhir = effn1\text{eff}^{n-1} (sangat kecil untuk rantai panjang)

NPP Berbagai Ekosistem (Campbell Bab 55, Fig 55.6):

EkosistemNPP (g/m²/yr)
Tropical rain forest~2 200
Temperate rain forest~1 300
Tropical dry forest~1 000
Savanna~900
Boreal forest~800
Temperate grassland~600
Desert~90

Faktor pembatas NPP: cahaya, air, suhu, nutrien. Di darat: nitrogen paling sering membatasi. Di laut: N, P, dan Fe.

Salt Marsh Teal (1962) - Analisis Energi:

  • GPP rumput / energi matahari = 34 580 / 600 000 = 5.76% (efisiensi fotosintesis)
  • NPP / energi matahari = 6 585 / 600 000 = 1.10%
  • Respirasi rumput = GPP − NPP = 27 995 kcal/m²/yr (energi yang dipakai produsen sendiri)
  • NPP yang keluar sebagai detritus = 3 671/6 585 = 55.7% (sebagian besar NPP masuk jalur detritivor, bukan herbivori)

Energi Mengalir, Nutrien Bersiklus - Mengapa?

  • Energi: setiap transfer kehilangan sebagian besar (~90%) sebagai panas (hukum termodinamika II) → tidak dapat digunakan ulang → harus selalu ada input baru dari matahari
  • Nutrien (N, C, P): atom tidak rusak saat digunakan, dilepas kembali saat dekomposisi → dapat digunakan ulang oleh organisme baru → bersiklus

Bioremediation vs Augmentasi Biologis:

StrategiCara KerjaContoh
BioremediationOrganisme mengurai/menetralkan polutanShewanella mereduksi uranium terlarut
Augmentasi biologisOrganisme memulihkan fungsi ekosistem yang hilangLegum pengikat N₂, mikoriza untuk akses nutrien

Kode - Piramida Energi & Analisis Salt Marsh:

# Piramida energi: transfer antar level trofik
npp_kJ   = npp_g * 20             # 1 g dry mass ≈ 20 kJ
eff      = eff_pct / 100          # misal 0.10 (10%)
energies = [npp_kJ * eff**i for i in range(n_levels)]
# Contoh Temperate Grassland (NPP=600 g): 12000 → 1200 → 120 kJ

# Perbandingan NPP (data Campbell Bab 55)
df_npp = pd.DataFrame(EKOSISTEM_LIST, columns=["Ekosistem", "NPP (g/m²/yr)"])
df_npp = df_npp.sort_values("NPP (g/m²/yr)", ascending=True)

# Analisis Salt Marsh Teal (1962)
solar, GPP_grass, NPP_grass = 600000, 34580, 6585
GPP_ins, detritus           = 305, 3671
pct_GPP      = GPP_grass / solar * 100          # 5.76% - efisiensi fotosintesis
pct_NPP      = NPP_grass / solar * 100          # 1.10%
resp_grass   = GPP_grass - NPP_grass            # 27995 kcal - respirasi produsen
pct_detritus = detritus / NPP_grass * 100       # 55.7% NPP masuk jalur detritivor
eff_trophic  = GPP_ins / GPP_grass * 100        # 0.88% transfer rumput → serangga

Piramida energi per level trofik Perbandingan NPP antar ekosistem Diagram siklus nutrisi


Jebakan Benar/Salah Berisiko Tinggi

Jebakan UmumFakta yang Benar
”Individu berevolusi”Yang berevolusi adalah POPULASI, bukan individu
”Seleksi alam menciptakan sifat baru”Seleksi alam MEMILIH dari variasi herediter yang sudah ada
”Fermentasi menggunakan RTE”Hanya respirasi ANAEROB yang menggunakan RTE; fermentasi TIDAK
”Fermentasi asam laktat melepas CO₂”Fermentasi ALKOHOL yang melepas CO₂; asam laktat TIDAK
”Hasil ATP dari respirasi tepat 32”Hasilnya KIRA-KIRA 30 atau 32 (tidak pasti)
“Kromosom diduplikasi di G₁”Kromosom diduplikasi HANYA pada fase S
”Lekukan pembelahan terbentuk di sel tumbuhan”Lekukan pembelahan = sel HEWAN; lempeng sel = sel TUMBUHAN
”Fitur analogis menunjukkan leluhur bersama”Hanya fitur HOMOLOGIS yang menunjukkan leluhur bersama
”Epitet spesifik saja sudah menamai spesies”KEDUA bagian (genus + epitet spesifik) bersama-sama menamai spesies
”Energi berdaur dalam ekosistem”Energi MENGALIR; bahan kimia yang BERDAUR
”Efisiensi 10% berarti 90% terbuang”BENAR - hanya ~10% yang dipindahkan ke tingkat tropik berikutnya
”Spesies kunci sangat berlimpah”Spesies kunci mengendalikan melalui PERAN, bukan kelimpahan
”Suksesi primer terjadi setelah kebakaran”Kebakaran = suksesi sekunder; primer = daerah tidak bernyawa
”Pos G₂ paling penting”Pos G₁ yang paling penting (titik restriksi)
“Tumor jinak mengalami metastasis”Hanya tumor GANAS yang bermetastasis
”Teori Lamarck diterima”Pewarisan sifat yang diperoleh menurut Lamarck TIDAK didukung
”Domain KURANG inklusif daripada Kingdom”Domain LEBIH inklusif daripada Kingdom

Glosarium

Istilah IndonesiaIstilah InggrisDefinisi Singkat
AnalogiAnalogyKemiripan akibat evolusi konvergen, BUKAN leluhur bersama
Augmentasi BiologisBiological AugmentationPenggunaan organisme untuk menambahkan bahan esensial ke ekosistem yang terdegradasi
BiogeografiBiogeographyIlmu tentang distribusi geografis spesies
BioremediasiBioremediationPenggunaan organisme untuk mendetoksifikasi ekosistem tercemar
Daur BiogeokimiaBiogeochemical CycleDaur unsur kimia antara komponen biotik dan abiotik ekosistem
DetritivoraDetritivoreOrganisme yang memakan detritus (bahan organik mati); termasuk prokariota dan jamur
DomainDomainTingkatan taksonomi tertinggi: Bacteria, Archaea, Eukarya
Efisiensi TropikTrophic EfficiencyPersentase produksi yang dipindahkan dari satu tingkat tropik ke tingkat berikutnya (~10%)
EkosistemEcosystemSemua organisme dalam suatu komunitas beserta faktor abiotik yang berinteraksi dengannya
EktoparasitEctoparasiteParasit yang hidup di luar tubuh inang
EndoparasitEndoparasiteParasit yang hidup di dalam tubuh inang
Epitet SpesifikSpecific EpithetBagian kedua dari nama binomial; harus dikombinasikan dengan nama genus untuk menamai spesies
EutrofikasiEutrophicationPeningkatan dramatis produksi primer akibat kelebihan nutrien dalam ekosistem akuatik
Evolusi KonvergenConvergent EvolutionKemunculan ciri serupa secara independen pada silsilah yang tidak berkerabat dekat
FermentasiFermentationGlikolisis + reaksi yang meregenerasi NAD⁺; TIDAK menggunakan RTE
Fermentasi AlkoholAlcoholic FermentationPiruvat → asetaldehid (CO₂ dilepas) → etanol; meregenerasi NAD⁺
Fermentasi Asam LaktatLactic Acid FermentationPiruvat → laktat; TIDAK melepas CO₂; terjadi pada otot dan beberapa bakteri
FilogeniPhylogenySejarah evolusi suatu spesies atau kelompok organisme
Fosforilasi OksidatifOxidative PhosphorylationSintesis ATP menggunakan energi dari transfer elektron melalui RTE; mencakup kemiosmosis
Gelendong MitotikMitotic SpindleSusunan mikrotubulus yang mengendalikan pemisahan kromosom selama mitosis
GlikolisisGlycolysisPemecahan glukosa menjadi 2 piruvat di sitosol; menghasilkan 2 ATP neto + 2 NADH
Hipotesis Gangguan MenengahIntermediate Disturbance HypothesisGangguan dengan intensitas sedang mendorong keanekaragaman spesies terbesar
HomologiHomologyKemiripan yang diwariskan dari leluhur bersama; dasar inferensi filogenetik
Insinyur EkosistemEcosystem EngineerOrganisme yang menyebabkan perubahan fisik pada lingkungan (mis. berang-berang membangun bendungan)
InterfaseInterphaseFase siklus sel di luar fase mitotik; terdiri dari G₁, S, dan G₂ (~90% durasi siklus)
Jaring-jaring MakananFood WebKumpulan rantai makanan yang saling terhubung dalam suatu komunitas
Keanekaragaman SpesiesSpecies DiversityGabungan kekayaan spesies dan kelimpahan relatif dalam suatu komunitas
KemiosmosisChemiosmosisSintesis ATP menggunakan energi dari aliran H⁺ melalui ATP sintase melewati membran
KinetokorKinetochoreKompleks protein di sentromer yang melekat pada mikrotubulus gelendong
KomensalismeCommensalismInteraksi di mana satu spesies diuntungkan (+) dan spesies lain tidak terpengaruh (0)
KompetisiCompetitionInteraksi antarspesies yang merugikan kedua pihak (−/−) dalam memperebutkan sumber daya
KromatinChromatinMaterial penyusun kromosom eukariotik: DNA + protein
Lempeng MetafaseMetaphase PlateBidang imajiner di tengah sel tempat sentromer kromosom berbaris saat metafase
Lempeng SelCell PlateStruktur yang terbentuk selama sitokinesis sel tumbuhan (menggantikan lekukan pembelahan)
MetastasisMetastasisPenyebaran sel kanker dari tumor ganas ke bagian tubuh lain
Mimikri BatesianBatesian MimicrySpesies tidak berbahaya meniru penampilan spesies berbahaya untuk menghindari predasi
MitosisMitosisPembelahan inti sel eukariotik menjadi dua inti anakan identik; fase: Profase → Prometafase → Metafase → Anafase → Telofase
MutualismeMutualismInteraksi yang menguntungkan kedua spesies (+/+)
Nomenklatur BinomialBinomial NomenclatureSistem penamaan dua kata (Genus + epitet spesifik) yang dikembangkan Linnaeus; nama dicetak miring
Nutrien PembatasLimiting NutrientUnsur yang, jika ditambahkan, paling meningkatkan produksi primer
ParasitismeParasitismInteraksi yang menguntungkan parasit (+) dan merugikan inang (−)
PEB / NEPNet Ecosystem ProductionLaju akumulasi biomasa total ekosistem; positif = rosot karbon
Pembelahan BinerBinary FissionReproduksi prokariota dengan duplikasi kromosom dan pembelahan sel menjadi dua
Pergeseran KarakterCharacter DisplacementPerbedaan karakter yang lebih besar pada spesies simpatrik dibanding alopatrik
Pewarnaan AposematikAposematic ColorationWarna peringatan mencolok yang menandakan sifat beracun atau berbahaya
Pewarnaan KriptikCryptic ColorationKamuflase yang membantu organisme menyatu dengan latar belakangnya
Pos PemeriksaanCheckpointTitik kontrol dalam siklus sel; pos G₁, G₂, dan M
PPB / NPPNet Primary ProductionProduksi primer kasar dikurangi respirasi autotrof; = biomasa baru yang tersedia bagi konsumen
PPK / GPPGross Primary ProductionTotal energi kimia yang dihasilkan oleh produsen melalui fotosintesis
PredasiPredationInteraksi di mana predator (+) membunuh dan memakan mangsanya (−)
Produksi SekunderSecondary ProductionEnergi kimia dalam makanan yang diubah oleh konsumen menjadi biomasa baru
Relung EkologiEcological NicheKumpulan spesifik sumber daya biotik dan abiotik yang digunakan oleh suatu organisme
Respirasi AnaerobAnaerobic RespirationRespirasi yang menggunakan akseptor elektron akhir selain O₂ (mis. SO₄²⁻); TETAP menggunakan RTE
Respirasi SelulerCellular RespirationProses oksidasi glukosa menjadi CO₂ dan H₂O untuk menghasilkan ATP; terdiri dari glikolisis, siklus krebs, dan fosforilasi oksidatif
Rosot KarbonCarbon SinkEkosistem dengan PEB > 0 yang memperoleh lebih banyak karbon dari atmosfer daripada yang dilepaskan
RTEETC (Electron Transport Chain)Rantai Transpor Elektron - rangkaian protein di membran dalam mitokondria yang memindahkan elektron dan memompa H⁺
Seleksi AlamNatural SelectionMekanisme evolusi di mana individu dengan sifat herediter menguntungkan bereproduksi lebih banyak
SentromerCentromereDaerah penyempitan kromosom tempat dua kromatid saudara menyatu dan kinetokor melekat
SentrosomCentrosomePusat pengorganisasian mikrotubulus pada sel hewan; menduplikasi diri saat interfase
Siklus Asam SitratCitric Acid Cycle (Krebs Cycle)Serangkaian reaksi di matriks mitokondria yang mengoksidasi asetil-CoA; juga disebut Siklus Krebs
Siklus SelCell CycleUrutan pertumbuhan dan pembelahan sel dari saat sel terbentuk hingga membelah sendiri
SistematikaSystematicsIlmu yang mengklasifikasikan organisme dan menentukan hubungan evolusioner
SitokinesisCytokinesisPembelahan sitoplasma setelah mitosis; pada sel hewan via lekukan pembelahan, pada sel tumbuhan via lempeng sel
Spesies FondasiFoundation SpeciesSpesies yang berpengaruh kuat pada komunitas karena ukuran atau kelimpahan tinggi
Spesies KunciKeystone SpeciesSpesies yang mengendalikan komunitas melalui peran ekologi kritis, TIDAK harus berlimpah
Suksesi EkologiEcological SuccessionPerubahan bertahap komposisi komunitas setelah gangguan besar
Suksesi PrimerPrimary SuccessionSuksesi yang dimulai di daerah yang hampir tidak bernyawa (mis. setelah letusan gunung berapi)
Suksesi SekunderSecondary SuccessionSuksesi setelah gangguan yang menyingkirkan sebagian organisme (mis. setelah kebakaran hutan)
Taksa SaudaraSister TaxaKelompok yang paling dekat hubungannya karena berbagi leluhur bersama secara langsung
TaksonomiTaxonomyIlmu pemberian nama dan pengelompokan organisme secara teratur
Transformasi (kanker)Transformation (cancer)Perubahan sel sehingga membelah tanpa batas dalam kultur
Tumor GanasMalignant TumorTumor yang menyerang jaringan sekitar dan dapat bermetastasis
Tumor JinakBenign TumorTumor yang tetap di tempat asal dan tidak menyerang jaringan lain