Koloni (biologi)

Dalam bidang biologi, koloni terdiri daripada dua atau lebih individu sama spesies yang hidup dalam pergaulan rapat atau bercantum dengan satu sama lain. Pergaulan ini lazimnya dilakukan untuk faedah bersama seperti memperkukuh pertahanan atau keupayaan untuk menyerang mangsa yang lebih besar.^[1]

Koloni boleh terbentuk dalam pelbagai bentuk dan cara bergantung kepada organisma yang terlibat. Sebagai contoh, koloni bakteria adalah sekumpulan sel yang sama (klon). Koloni ini biasanya berasal daripada sel induk tunggal dan sering terbentuk dan tumbuh pada permukaan (atau di dalam jasad) suatu bahantara pepejal.^[2]

Dalam konteks pertumbuhan organisma, koloni mungkin terdiri daripada dua atau lebih organisma kesatuan (atau bersendirian) atau menjadi organisma modular. Organisma kesatuan mempunyai corak pertumbuhan yang tentu (peringkat kehidupan tetap) dari bentuk zigot ke bentuk dewasa, malah individu atau kumpulan individu (koloni) ternyata kelihatan berbeza. Organisma modular^[3] pula mempunyai corak pertumbuhan tidak tentu (peringkat kehidupan tidak tetap) melalui lelaran berulang modul (atau individu) yang serupa secara genetik, malah sukar untuk membezakan antara koloni secara keseluruhan dan modul di dalamnya.^[4] Dalam kes organisma modular, modul mungkin mempunyai fungsi khusus dalam koloni.

Organisma bersendirian pula tidak terkait dengan koloni, iaitu semua individu hidup secara bebas dan mempunyai semua fungsi yang diperlukan untuk terus hidup dan membiak.

Sesetengah organisma rata-rata hidup bebas dan membentuk koloni fakultatif (tidak wajib) sebagai balasan kepada keadaan persekitaran, manakala yang lain mesti tinggal dalam koloni untuk terus hidup (obligat atau wajib). Sebagai contoh, sesetengah lebah kayu akan membentuk koloni apabila hierarki dominan terbentuk antara dua atau lebih pembina sarang^[5] (koloni fakultatif), manakala karang ialah haiwan yang dihubungkan secara fizikal oleh tisu hidup (senosarka [en]) yang mengandungi rongga gastrovaskular yang dikongsi bersama.

Jenis koloni

Koloni sosial

Organisma unitari unisel dan multisel boleh berkumpul untuk membentuk koloni. Sebagai contoh,

Protis seperti kulapuk lendir [en] adalah sebilangan banyak organisma unisel yang berkumpul untuk membentuk koloni apabila sumber makanan sukar diperoleh, kerana apabila bersama-sama ia lebih reaktif kepada isyarat kimia yang dikeluarkan oleh mangsa pilihan.
Serangga eusosial [en] seperti semut dan lebah madu ialah haiwan multisel yang hidup dalam koloni dengan struktur sosial yang sangat teratur. Koloni sesetengah serangga sosial boleh dianggap sebagai sebuah superorganisma [en]. ^[6]
Haiwan seperti manusia dan tikus membentuk koloni pembiakan atau bersarang supaya mungkin lebih berjaya dalam mengawan dan melindungi anak dengan lebih baik.
- Gua Bracken ialah tempat hidup musim panas kepada koloni kira-kira 20 juta kelawar ekor bebas Mexico, menjadikannya tempat tumpuan mamalia terbesar yang diketahui.^[7]

Organisma modular

Organisma modular ialah organisma di mana suatu genet (atau individu genetik yang terbentuk daripada zigot yang terhasil secara seks) membiak secara aseks untuk membentuk klon yang serupa secara genetik yang dipanggil ramet.^[8]

Koloni klon terjadi apabila ramet-ramet pada suatu genet hidup berdekatan atau disambungkan secara fizikal. Ramet mungkin mempunyai semua fungsi yang diperlukan untuk bertahan sendiri atau saling bergantung pada ramet lain. Sebagai contoh, sesetengah buran melalui proses pemotongan pedal di mana individu yang serupa secara genetik dihasilkan secara aseks daripada tisu yang terputus daripada cakera pedal anemone. Pada tumbuhan pula, koloni klon dicipta melalui pembiakan pokok yang serupa secara genetik oleh stolon atau rizom.

Organisma kolonial ialah koloni klon yang terdiri daripada banyak individu yang saling berkaitan secara fizikal dan saling bergantung. Subunit organisma kolonial boleh menjadi unisel, seperti dalam alga Volvox (sejenis senobium [en]), atau multisel, seperti dalam filum Bryozoa. Organisma kolonial mungkin merupakan langkah pertama ke arah organisma multisel.^[9] Individu dalam organisma kolonial multisel boleh dipanggil ramet, modul, atau zooid [en]. Variasi struktur dan fungsi (polimorfisme), apabila ada, menetapkan tanggungjawab ramet seperti memberi makan, pembiakan dan pertahanan. Untuk itu, hubungan fizikal membolehkan organisma kolonial mengagihkan nutrien dan tenaga yang diperolehi dengan memberi makan kepada zooid-zooid di seluruh koloni. Ubur-ubur api adalah satu contoh klasik organisma kolonial dan salah satu daripada pelbagai jenis seumpamanya dalam kelas taksonominya iaitu Hydrozoa [en].^[10]

Koloni mikrob

Koloni mikrob ditakrifkan sebagai sekumpulan mikroorganisma yang kelihatan tumbuh pada permukaan atau dalam bahantara pepejal, mungkin terbiak daripada satu sel tunggal.^[11] Oleh sebab koloni terdiri daripada klon dengan semua organisma di dalamnya turun dari satu leluhur (dengan mengandaikan tiada pencemaran), semua ahli mempunyai genetik yang seiras kecuali jika ada sebarang mutasi (dan itu pun jarang terjadi). Mendapatkan organisma yang serupa secara genetik (atau strain tulen) boleh berguna; ini dilakukan dengan menyebarkan organisma pada plat kultur dan memulakan stok baru dari satu koloni yang terhasil.^[12]

Biofilem ialah koloni mikroorganisma yang selalunya terdiri daripada beberapa spesies, dengan sifat dan keupayaan lebih besar daripada agregat keupayaan organisma individu.^{[perlu rujukan]}.

Sejarah hidup

Individu dalam koloni sosial dan organisma modular menerima manfaat daripada cara hidup sedemikian. Sebagai contoh, mungkin lebih mudah untuk mencari makanan, mempertahankan tapak bersarang atau meningkatkan keupayaan bersaing dengan spesies lain. Keupayaan organisma modular untuk membiak secara aseks dan seks membolehkannya mendapat faedah unik yang tidak dimiliki oleh koloni sosial.^[8]

Tenaga yang diperlukan untuk pembiakan seks berbeza-beza berdasarkan kekerapan dan tempoh aktiviti pembiakan, bilangan dan saiz anak, dan penjagaan induk.^[13] Individu yang bersendirian menanggung semua penggunaan tenaga tersebut, padahal individu dalam sesetengah koloni sosial berkongsi sebahagian daripada tanggungan itu.

Organisma modular menjimatkan tenaga dengan menggunakan pembiakan aseks sepanjang hidupnya. Tenaga yang disimpan dengan cara ini membolehkannya menyalurkan lebih banyak tenaga ke arah pertumbuhan koloni, menjana semula modul-modul yang hilang (disebabkan pemangsa atau punca kematian lain), atau tindak balas kepada keadaan persekitaran.

Rujukan

^ Jackson, J.B.C. (1977). "Competition on Marine Hard Substrata: The Adaptive Significance of Solitary and Colonial Strategies". The American Naturalist. 111 (980): 743–767. doi:10.1086/283203.
^ "Colony – Biology-Online Dictionary". www.biology-online.org (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2017-05-06.
^ Hiebert, Laurel S.; Simpson, Carl; Tiozzo, Stefano (2020-04-19). "Coloniality, clonality, and modularity in animals: The elephant in the room" (PDF). Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution (dalam bahasa Inggeris). 336 (3): 198–211. doi:10.1002/jez.b.22944. ISSN 1552-5007. PMID 32306502.
^ Begon, Michael; dll. (2014). Essentials of Ecology (ed. 4th). Wiley. ISBN 978-0-470-90913-3.
^ Dunn, T.; Richards, M.H. (2003). "When to bee social: interactions among environmental constraints, incentives, guarding, and relatedness in a facultatively social carpenter bee". Behavioral Ecology. 14 (3): 417–424. doi:10.1093/beheco/14.3.417.
^ Canciani, M.; Arnellos, A.; Moreno, A. (2019). "Revising the Superorganism: An Organizational Approach to Complex Eusociality". Frontiers in Psychology. 10: Article 2653. doi:10.3389/fpsyg.2019.02653. PMC 6901679. PMID 31849768.
^ Grove, Noel (December 1988). "Quietly Conserving Nature". National Geographic. 174 (6): 822.
^ ^a ^b Winston, J. (2010). "Life in the Colonies: Learning the Alien Ways of Colonial Organisms". Integrative and Comparative Biology. 50 (6): 919–933. doi:10.1093/icb/icq146. PMID 21714171. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "Winston2010" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza
^ Alberts, Bruce; dll. (1994). Molecular Biology of the Cell (ed. 3rd). New York: Garland Science. ISBN 0-8153-1620-8. Dicapai pada 2014-06-11.
^ "Hydrozoa". Animal Diversity Web (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2017-05-06.
^ Tortora, Gerard J.; Berdell R., Funke; Christine L., Case (2009). Microbiology, An Introduction. Berlin: Benjamin Cummings. m/s. 170–171. ISBN 978-0-321-58420-5.
^ Sanders, E.R. (2012). "Aseptic Laboratory Techniques: Plating Methods". Journal of Visualized Experiments (63): e3064. doi:10.3791/3064. PMC 4846335. PMID 22617405.
^ Kunz, T.H.; Orrell, K.S. (2004). "Energy Costs of Reproduction". Encyclopedia of Energy. 5: 423–442. doi:10.1016/B0-12-176480-X/00061-9.

[Jackson1977-1] Jackson, J.B.C. (1977). "Competition on Marine Hard Substrata: The Adaptive Significance of Solitary and Colonial Strategies". The American Naturalist. 111 (980): 743–767. doi:10.1086/283203.

[2] "Colony – Biology-Online Dictionary". www.biology-online.org (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2017-05-06.

[3] Hiebert, Laurel S.; Simpson, Carl; Tiozzo, Stefano (2020-04-19). "Coloniality, clonality, and modularity in animals: The elephant in the room" (PDF). Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution (dalam bahasa Inggeris). 336 (3): 198–211. doi:10.1002/jez.b.22944. ISSN 1552-5007. PMID 32306502.

[4] Begon, Michael; dll. (2014). Essentials of Ecology (ed. 4th). Wiley. ISBN 978-0-470-90913-3.

[DunnRichards2003-5] Dunn, T.; Richards, M.H. (2003). "When to bee social: interactions among environmental constraints, incentives, guarding, and relatedness in a facultatively social carpenter bee". Behavioral Ecology. 14 (3): 417–424. doi:10.1093/beheco/14.3.417.

[6] Canciani, M.; Arnellos, A.; Moreno, A. (2019). "Revising the Superorganism: An Organizational Approach to Complex Eusociality". Frontiers in Psychology. 10: Article 2653. doi:10.3389/fpsyg.2019.02653. PMC 6901679. PMID 31849768.

[natgeo-7] Grove, Noel (December 1988). "Quietly Conserving Nature". National Geographic. 174 (6): 822.

[Winston2010-8] Winston, J. (2010). "Life in the Colonies: Learning the Alien Ways of Colonial Organisms". Integrative and Comparative Biology. 50 (6): 919–933. doi:10.1093/icb/icq146. PMID 21714171. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "Winston2010" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza

[9] Alberts, Bruce; dll. (1994). Molecular Biology of the Cell (ed. 3rd). New York: Garland Science. ISBN 0-8153-1620-8. Dicapai pada 2014-06-11.

[10] "Hydrozoa". Animal Diversity Web (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2017-05-06.

[11] Tortora, Gerard J.; Berdell R., Funke; Christine L., Case (2009). Microbiology, An Introduction. Berlin: Benjamin Cummings. m/s. 170–171. ISBN 978-0-321-58420-5.

[12] Sanders, E.R. (2012). "Aseptic Laboratory Techniques: Plating Methods". Journal of Visualized Experiments (63): e3064. doi:10.3791/3064. PMC 4846335. PMID 22617405.

[KunzOrrell-13] Kunz, T.H.; Orrell, K.S. (2004). "Energy Costs of Reproduction". Encyclopedia of Energy. 5: 423–442. doi:10.1016/B0-12-176480-X/00061-9.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]