Ruang Lingkup Biologi

(PART I)

Materi yang dipelajari :

1. Objek dan Persoalan Biologi

2. Cabang-cabang Biologi

1. Objek dan Persoalan Biologi

Objek atau kajian dalam biologi telah dikelompokkan oleh para ahli Biologi menjadi 5 Kingdom (Animalia, Plantae, Fungi, Protista, dan Monera). Selain kelima kingdom tersebut ada satu objek lain yang juga dikaji dalam Biologi, yaitu Virus. Pengelompokan makhluk hidup yang terbaru menjadi 6 Kingdom (Plantae, Animalium, Fungi, Protista, Archaebacteria, dan Eubacteria). Selain itu, untuk memudahkan dalam mempelajari biologi, objek atau kajiannya dibagi berdasarkan tingkatan organisasi kehidupan, yakni:

(sumber : http://www.artikelsiana.com/2015/07/objek-biologi-tingkat-organisasi.html)

a.  Molekul

1) Molekul Lipid

Di dalam sel terdapat bermacam jenis lipid, diantaranya adalah lemak, fosfolipid dan steroid. Lemak, baik lemak jenuh (yang berasal dari hewan) maupun lemak tak jenuh (yang berasal dari minyak tumbuhan) merupakan sumber cadangan energi bagi organisme hidup. Fosfolipid merupakan bagian penting penyusun membran sel. Steroid misalnya kolesterol merupakan bahan baku pembuatan garam-garam empedu.

2) Molekul Protein

Protein dalam organisme hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, sebagai sumber energi misalnya untuk pergerakan otot, ada yang bertanggung jawab atas pengangkutan materi melalui peredaran darah misalnya hemoglobin dan zat anti bodi. Protein juga merupakan bahan untuk perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh.

3) Molekul Karbohidrat

Karbohidrat merupakan sumber energi dan penyusun sel  pada makhluk hidup. Contoh karbohidrat adalah merupakan glukosa. Glukosa ini merupakan sumber energi atau bahan bakar terpenting bagi organisme hidup. Ada berbagai macam karbohidrat yaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida.

4) Molekul Asam Nukleat

Molekul ini merupakan satu-satunya molekul yang membawa informasi genetik organisme hidup. Terdapat 2 golongan besar asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).

b. Sel

Sel sebagai unit fungsional dan unit struktural terkecil pada organisme multiseluler akan selalu memperlihatkan ciri-ciri hidup, diantaranya adalah: 1) Mampu bereproduksi atau menghasilkan keturunan melalui pembelahan diri secara mitosis atau meiosis. 2) Mampu memperoleh atau menghasilkan energi untuk kehidupannya melalui serangkaian proses respirasi sel di dalam mitokondria, energi ini berbentuk adenosin triphosphat (ATP). 3) Mampu memberikan respons/tanggapan terhadap stimulus/rangsang. 4) Mampu melakukan pencernaan intra seluler (digestive) dan pengeluaran (ekskresi) melalui serangkaian proses.

c. Jaringan

Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah jaringan: epitelium, otot, ikat/penghubung, tulang dan saraf. Sedangkan pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh. Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima, kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem.

d. Organ dan Sistem Organ

Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu melaksanakan satu fungsi tertentu. Contoh organ pada hewan dan manusia adalah usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata, dan sebagainya. Organ pada tumbuhan yakni akar, batang, daun, bunga dan buah. Organ pada tumbuhan ini juga tersusun oleh beberapa macam jaringan.

Sistem organ adalah kumpulan beberapa organ dengan sistem tertentu untuk melaksanakan fungsi hidup tertentu. Contoh sistem organ pada hewan dan manusia yaitu : sistem pencernaan, sistem ekskresi, sistem koordinasi, sistem endokrin, sistem imunitas, sistem reproduksi, sistem peredaran darah, sistem pernapasan, sistem saraf, sistem gerak. Sedangkan sistem organ pada tumbuhan yaitu sistem reproduksi, sistem transportasi, sistem penyokong.

e. Organisme/individu dan Populasi

Seluruh sistem organ saling berinteraksi, saling menunjang atau saling berpengaruh dan membentuk satu tubuh yang dikenal dengan istilah individu. Apabila terjadi gangguan pada salah satu sistem organ pada individu maka sistem organ yang lain juga mengalami gangguan. Oleh karena itu, menjaga keseimbangan fungsi suatu sistem organ berarti menjaga keselarasan kerja antara sistem organ, dan dapat menjadikan tubuh tetap sehat. Jadi individu merupakan satu organisme yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan. Di lingkungan yang lebih luas, individu diartikan sebagai satuan makhluk hidup tunggal, misalnya seekor ikan, seekor ayam, dan sebagainya. Populasi artinya kumpulan dari individu sejenis yang secara bersama menempati suatu habitat.

f. Komunitas

Komunitas adalah kumpulan populasi yang tinggal bersama pada suatu areal tertentu, dimana terjadi suatu bentuk hubungan atau interaksi, baik antara individu sejenis (intraspecies) maupun antara jenis yang berbeda (antarspecies). Sepetak sawah, sebuah kolam ikan, sebidang kebun, bahkan halaman rumah Anda dapat merupakan suatu contoh komunitas.

g. Ekosistem

Ekosistem adalah tingkatan organisasi kehidupan yang mencakup organisme dan lingkungan tak hidup, dimana kedua komponen tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. Pada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen ataupun dekomposer. Konsumen dibedakan menjadi beberapa macam yaitu konsumen I, konsumen II, dan seterusnya hingga konsumen puncak. Konsumen II, III, dan seterusnya tidak memakan produsen secara langsung tetapi tetap tergantung pada produsen. Peranan makan dan dimakan di dalam ekosistem akan membentuk rantai makanan bahkan jaring-jaring makanan.

Ekosistem juga merupakan suatu sistem yang terbuka dan dinamis. Keluar masuknya energi dan materi bertujuan mempertahankan organisasinya serta mempertahankan fungsinya. Zat-zat anorganik dalam suatu ekosistem tetap konstan atau seimbang, mengapa? Ya, karena unsur-unsur kimia esensial pembentuk protoplasma beredar dalam biosfer melalui siklus biogeokimiawi. Contoh siklus biogeokimiawi adalah siklus carbon, siklus oksigen, siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus sulfur. (Materi ini akan Anda pelajari khusus pada materi Daur Biogeokimia.) Maka dari itulah keseimbangan dalam ekosistem sangat penting untuk selalu terjaga.

h. Bioma

Bioma berhubungan dengan kumpulan species (terutama tumbuhan) yang dapat hidup di tempat tertentu di muka bumi, tergantung pada iklim regionalnya. Jadi Bioma adalah kumpulan species (terutama tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat tersebut. Oleh karena itu biasanya Bioma diberi nama berdasarkan tumbuhan yang dominan di daerah tersebut. Di permukaan bumi ini terdapat 7 macam bioma, yaitu: tundra, taiga (targe), gurun (padang pasir), padang rumput, savana, hutan hujan tropis, dan hutan decidous. Marilah kita pelajari bagaimana ciri atau karakteristik dari tiap-tiap jenis bioma tersebut.

(1) Tundra, terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah lumut kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub.

(2) Taiga, terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang dengan kutub. Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau hutan boreal. Tumbuhan dominannya adalah konifer atau tumbuhan berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang hitam, dan serigala.

(3) Padang pasir atau Gurun, banyak terdapat di daerah kering dengan curah hujan sedikit. Tumbuh-tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang teradaptasi dengan keadaan kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh kutikula yang tebal dan akar yang panjang. Juga tumbuhan sukulen atau kaktus, yang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya menyempit menjadi duri. Hewan yang hidup pada bioma ini adalah unta, tikus,ular, kadal, kalajengking, dan semut.

(4) Padang rumput; Pada bioma ini terdapat cukup curah hujan, tetapi tidak cukup untuk menumbuhkan hutan. Tumbuhan dominannya adalah rumput, sedangkan pohon dan semak terdapat di sepanjang sungai di daerah tersebut. Macam padang rumput adalah prairi rumput pendek, prairi rumput tinggi dan padang rumput tropis. Prairi adalah padang rumput yang luas tanpa pohon.

(5) Savana, adalah padang rumput yang diselingi dengan sebaran pohon yang tumbuh jarang. Hewan yang hidup pada bioma padang rumput dan savana adalah bison, gajah, jerapah, zebra, domba, biri-biri, harimau, cheetah, serigala dan ular.

(6) Hutan hujan tropis (hutan basah), terdapat di daerah tropis yang banyak turun hujan. Vegetasinya tumbuh sangat rapat. Jenis tumbuhan pada bioma ini sangat beraneka ragam/heterogen, mulai dari tumbuhan pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran tinggi. Juga ada tumbuhan epifit (tumbuhan yang tumbuh pada pohon yang mempunyai naungan/kanopi, seperti anggrek) dan liana (tumbuhan yang memanjat pada tumbuhan lain, seperti rotan). Hewan-hewan yang hidup pada hutan ini antara lain monyet, macan kumbang, harimau, tapir, gajah, dan bermacam-macam burung.

(7) Hutan decidous (Hutan Gugur), terdapat di daerah yang memilki 4 musim (musim semi, panas, gugur dan dingin). Tumbuhan yang dominan adalah tumbuhan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple dan beech. Pohon-pohon di hutan ini menghijau pada musim panas, dan menggugurkan daunnya pada musim gugur, dan pada musim dingin daunnya ‘habis’. Memasuki musim semi pohon-pohon tersebut mulai menumbuhkan daunnya.

Persoalan Biologi

Persoalan-persoalan yang ada pada objek kajian Biologi dapat dikelompokkan menjadi 10 tema dan persoalan, sebagai berikut:

1. Biologi sebagai penemuan

Tema atau persoalan ini berkaitan dengan konsep Biologi yang telah dikenal banyak orang yang dihasilkan dari serangkaian penemuan dan riset yang dilakukan dengan metode ilmiah, contoh: penemuan penisilin oleh Alexander Flemming.

2. Sejarah perkembangan Biologi

Sejarah Perkembangan Biologi berkaitan dengan perkembangan sejarah Biologi yang sangat berkembang cepat seiring dengan hasil penelitian atau riset yang semakin modern didukung denga kemajuan teknologi. Pergeseran konsep Biologi menunjukkan bahwa Biologi sebagai ilmu yang terus berkembang secara dinamis. Contohnya: Konsep asal-usul kehidupan seperti teori Abiogenesis, Biogenesis, Teori Evolusi Kimia, dan terakhir Teori Evolusi Biologi.

3. Keanekaragaman dan Keseragaman

Biologi sebagai ilmu pengetahuan juga memiliki cakupan dalam bidang keanekaragaman makhluk hidup. Sumber dari keanekaragaman makhluk hidup ialah evolusi, sebuah proses perubahan bertahap dari sebuah spesies dan menghasilkan spesies baru. Keanekaragaman dan Keseragaman berkaitan dengan adanya variasi atau macam materi dalam gen pada seluruh tingkatan organisasi kehidupan. Hal ini dipelajari di bidang keanekaragaman hayati dan klasifikasi makhluk hidup.

4. Hubungan Struktur dan Fungsi

Hubungan Struktur dan Fungsi berkaitan dengan struktur dan fungsi dari suatu jaringan serta organ penyusun tubuh dari makhluk hidup. Contohnya, bentuk dan struktur alat pernapasan pada pisces berupa insang yang difungsikan untuk berdaptasi di air, sedangkan kuda memiliki struktur alat pernapasan berupa paru-paru yang berfungsi untuk beradaptasi di darat.

5. Genetik dan Kelangsungan Hidup

Organisme bersel tunggal (uniseluler) bereproduksi dengan cara, pertama menduplikasi DNA, kemudian membaginya menjadi dua sel yang baru. Genetik dan Kelangsungan Hidup berkaitan dengan kemampuan gen-gen yang dimiliki makhluk hidup sebagai pengendali aktivitas organisme dalam berdaptasi dengan perubahan lingkungan yang memiliki sifat tidak dapat diprediksi secara teratur untuk menjaga kelestarian dan keseimbangan jenisnya. Contoh, komodo merupakan reptile besar yang masih tetap lestari karena mampu berdaptasi dan bertahan dengan lingkungannya dibandingkan dengan jenis dinosaurus yang telah punah.

6. Organisme dan Lingkungan

Organisme dan Lingkungan berkaitan dengan interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungan atau ekosistem dengan makhluk hidup dalam rangka menjaga keseimbangan namun bersifat dinamis pada kehidupan di bumi. Contoh, rantai makanan, fenomena memakan dan dimakan pada suatu ekosistem.

7. Kelakuan Organisme (Perilaku)

Kelakuan Organisme berkaitan dengan perilaku makhluk hidup pada waktu-waktu tertentu yang mencakup persoalan lain secara kompleks, contoh: perilaku burung pada masa kawin.

8. Evolusi

Evolusi berkaitan dengan perubahan makhluk hidup yang berlangsung secara bertahap dan lama meuju tebentuknya spesies baru, contoh: proses evolusi pada kuda.

9. Regulasi

Seluruh organisme hidup di bumi memiliki struktur dan regulasi tubuh yang kompleks, bahkan pada organisme yang berukuran kecil sekalipun.Dengan regulasi tubuh yang kompleks tersebut, mekanisme regulasi dibutuhkan untuk mengkoordinasikan fungsi organ-organ internal, merespon stimulus saraf, dan untuk mengatasi kendala lingkungan (environmental stress)

10. Homeostatis

Untuk menjalankan fungsinya dengan baik, sel membutuhkan penyesuaian dengan factor-faktor eksternal maupun internal, seperti suhu, dan pH. Dengan adanya kondisi yang tidak selalu stabil, sel dapat menyesuaikan untuk berubah menyesuaikan dengan keadaan lingkungan. Organisme dapat mengatur kondisi internal tubuhnya sendiri untuk dapat menstabilkan kondisi internal tubuhnya, hal demikian disebut dengan Homeostatis. Homeostatis adalah kemampuan dari organisme untuk mengatur kondisi internal tubuhnya sendiri. Contohnya, suatu organisme yang akan mengatur suhu tubuhnya yang disebut dengan proses Thermoregulasi (Thermoregulation).

2. Cabang-cabang Biologi

Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang Biologi yang didasarkan pada objek diantaranya Zoologi, Botani, Mikologi, Mikrobiologi, dan Virologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan cabangcabang ilmu seperti Ichtyologi, Herpitologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik. Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi, Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Pemilahan ilmu ini terjadi pula pada cabang-cabang ilmu Biologi lainnya.