RUANG LINGKUP

         Biologi merupakan asal kata dari bios (hidup) dan logos (ilmu) oleh karena itu pengertian biologi adalah kajian tentang makhluk hidup. Biologi mempelajari makhluk hidup dan segala aspek yang menyertainya, mulai dari proses biokimia di dalam sel sampai pada tingkatan ekosistem, bahkan hingga ke perubahan iklim global.

Pada awal perkebanganya, ahli biologi banyak mempelajari tentang tingkatan organisme sel. Seperti apa yang dilakukan oleh Anthony Van Leuwenhoek yaitu mempelajari organisme mikroskopis setelah ia menemukan mikroskop cahaya pertamanya dengan kekuatan perbesaran yang sangat baik pada Zamanya. Namun pada perjalananya perkembangan biologi mengalami peningkatan dari zaman ke zaman hal ini dikarnakan oleh berkembang pesatnya IPTEK dengan baik, bisa kita ketahui para ahli biologi sekarang lebih memfokuskan penelitianya pada tingkatan molekul. Hal ini dimulai sejak ditemukanya struktur DNA dan RNA oleh James Watson dan Francis Crik kajian mengenai DNA sangatlah menarik karena memungkinkan para ahli dapat memecahkan misteri prilaku makhluk hidup dan penyakit-penyakit menurun. 

Selain pengembangan biologi terdapat pula pengembangan penerapan biologi  yang dikenal sebagai biologi terapan. Tujuan dari penerapan ilmu adalah agar ilmu itu dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia.

A. Lingkup Biologi

Sesuai dengan penamaanya, biologi merupakan kajian tentang makhluk hidup oleh karena itu, biologi hanya mempelajari bagaimana proses didalam jasad atau dengan katalain mempelajari ciri-ciri makhluk hidup.

1. Ciri- ciri makhluk hidup

Dialam terdapat pengolongan benda kedalam kelompok makhluk hidup dan benda mati. Perbedaan keduanya didasarkan pada ciri-ciri hidup, benda mati tidak memiliki ciri-ciri kehidupan. Beberapa ahli biologi menyepakati bahwa ciri-ciri makhluk hidup sebagai berikut.

a. Disusun oleh sel
Setiap makhluk hidup minimal harus tersusun dari sebuah sel, karena sel merupakan komponen penyusun setia makhluk hidup. Terdapat pembagian makhluk hidup berdasarkan pada jumlah sel penyusunya yaitu organisme uniseluler (hanya terdiri dari satu sel saja) dan organisme multiseluler (tersusun dari banyak sel)

b. Tumbuh dan berkembang
Proses penyusunan dan penumpukan zat organic dalam tubuh makhluk hidup yang menyebabkan organisme mengalami pertambahan senyawa kimia, jumlah sel, serta volume sel penyusunya. Perubahan tersebut dinamakan pertumbuha, pada organisme yang memiliki jaringan pertumbuhan di ikuti dengan proses diferensiasi dan spesialisasi, artinya sel-sel yang mula-mula sejenis mengalami perubahan bentuk dengan ciri-ciri khusus.  sedangkan perkembangan merupakn proses menuju pendewasaan dimana perilaku organisme mengalami perubahan secara total.

c. Metabolisme
Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi reksi penyusunan dan penguraian senyawa-senyawa, yang disebut dengan metabolisme. Metabolism berlangsung secara terus menerus tanpa henti karena tujuan dari metabolisme adalah menghasilkan energy bagi makhluk hidup. Hingga tubuh makhluk hidup selalu berada dalam kondisi yang homeostatis.

d. Peka terhadap rangsangan
Setiap makhluk hidup sensitive terhadap rangsangan, baik rangsangan dari luar tubuh maupun dari dalam, contoh hewan berdarah panas memiliki thermostat untuk mengatur suhu tubuhnya tetap hanggat,  walupun suhu diluar tubuh berubah ubah maka tubuh akan menyeimbangkan keadaan sesuai dengan rangsangan yang di terima missal disaat kita kepanasan kita mengeluarkan keringat untuk mendinginkan suhu tubuh.

e. Reproduksi
Untuk mempertahankan jenisnya makhluk hidup dapat berkembang biak dengan mewariskan sifat dari induk kepada keturunanya.

Clipart.com/famly

gambar 1.1 berkembang biak (reproduksi) merupakan salah satu ciri makhluk hidup untuk mempertahankan jenisnya.

f. Adaptasi

Organisme memiliki kemampuan menyesuaikan diri dengan keadaan lingkungan sekitarnya. Penyesuaian diri dalam kurun waktu yang pendek disebut toleransi. Penyesuaiaan diri dalam waktu yang relative lebih panjang disebut dengan adaptasi. Organisme yang tidak bisa beradaptasi akan pindah ketempat lain atau mati (Solomon et al. 2005).

2. Ruang lingkup biologi dan permasalahanya

a. Organisasi Fungsional Tingkat Molekul

Pada pelajaran kimia, kita mempelajari bahwa tingkatan materi terendah adalah proton, neutron, dan elektron. Partikel proton, neutron, dan elektron bergabung membentuk atom (contohnya atom hidrogen, karbon, nitrogen, dan oksigen). Atom-atom lalu berikatan membentuk molekul, contohnya molekul air, glukosa, protein, dan DNA. Molekul-molekul ini saling berikatan dan membentuk ikatan yang lebih kompleks penyusun organel pada sel. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa molekul, atom, dan partikel subatomik merupakan organisasi fungsional tingkat biokimia (senyawa kimia penyusun makhluk hidup).

b. Organisasi Kehidupan Tingkat Sel

Berbagai jenis molekul saling berikatan dan membentuk organel. Organel adalah subunit sel dengan fungsi spesifik, contohnya ribosom sebagai tempat sintesis protein. Sintesis protein merupakan proses penyusunan protein. Berbagai senyawa serta organel berinteraksi satu sama lain membentuk suatu kesatuan yang disebut sel (Gambar 1.2).

Biology selulart.com/cell

Gambar 1.2 Gambar sel hewan dan sel tumbuhan. (a) Sel hewan dan (b) sel tumbuhan merupakan organisasi kehidupan tingkat sel.

Suatu sel tunggal memiliki karakteristik makhluk hidup. Setiap sel memiliki materi hereditas, melakukan aktivitas metabolisme, mampu tumbuh serta berkembang. Karena memiliki karakteristik yang dibutuhkan sebagai makhluk hidup, sel disebut sebagai satuan unit terkecil kehidupan. Ukuran sel sangat kecil sehingga untuk melihatnya dibutuhkan mikroskop.

c. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan

Jaringan ditemukan pada organisme multiseluler (bersel banyak). Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk serta fungsi yang sama. Kelompok sel ini memiliki fungsi yang spesifik. Berikut ini contoh-contoh jaringan pada makhluk hidup.

1) Jaringan pada hewan

Jaringan pada hewan terdiri atas beberapa jenis. Jaringan-jaringan tersebut di antaranya adalah jaringan epitel (Gambar 1.3a), jaringan saraf, jaringan otot, dan jaringan darah. Jaringan epitel terdiri atas sel-sel epitel yang saling berhubungan. Jaringan saraf terdiri atas sel saraf yang berfungsi menerima serta merespons rangsangan. Jaringan otot merupakan serat panjang yang memiliki fungsi sebagai alat gerak aktif. Adapun jaringan darah terdiri atas sel-sel darah. Sel-sel darah ini memiliki fungsi yang berbeda. Ada yang mengedarkan oksigen, zat-zat makanan, ada pula yang berfungsi sebagai antibodi atau sistem kekebalan tubuh.

2) Jaringan pada tumbuhan

Seperti jaringan pada hewan, jaringan pada tumbuhan (Gambar 1.3b) juga terdiri atas berbagai jenis. Jaringan yang terdapat pada tumbuhan di antaranya jaringan epidermis, jaringan pembuluh, jaringan penguat, dan jaringan meristem. Jaringan epidermis merupakan jaringan yang melapisi permukaan tumbuhan. Jaringan pembuluh terdiri atas xilem dan floem. Xilem berfungsi mengangkut air dan zat hara tanah dari akar ke daun, sedangkan floem berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh

tumbuhan. Jaringan penguat pada tumbuhan terdiri atas sel-sel yang tebal dan kuat. Jaringan penguat ini berfungsi menyokong tubuh tumbuhan. Adapun jaringan meristem merupakan jaringan yang aktif membelah untuk menghasilkan sel-sel baru.

Clipart.com/famly 

Hemera terchnology.com/tisue

Gambar 1.3a dan b Organisasi kehidupan tingkat jaringan pada hewan dan tumbuhan. (a) Jaringan epitel pada manusia dan (b) jaringan pada daun.

d. Organisasi Kehidupan Tingkat Organ dan Sistem Organ

Organ hanya ditemukan pada organisme multiseluler. Organ merupakan struktur yang terbentuk dari beberapa jenis jaringan yang bekerja sama untuk menjalankan fungsi tertentu. Misalnya, jaringan saraf dan jaringan ikat menyusun organ otak dan bekerja sama untuk melaksanakan fungsi koordinasi. Jaringan epidermis, jaringan tiang, dan jaringan bunga karang menyusun organ daun dan bekerja sama untuk melaksanakan fungsi fotosintesis, transpirasi, serta pertukaran gas. Contoh-contoh organ lainnya adalah organ jantung (Gambar 1.4a) yang berperan untuk memompa darah; organ paru-paru untuk pertukaran oksigen dan karbon dioksida; organ telinga untuk mendengar; dan organ mata untuk melihat. Organ-organ pada tumbuhan, contohnya daun (Gambar 1.4b) untuk pertukaran gas, bunga untuk perkembangbiakan, dan akar untuk menyerap air dan garam mineral.

Clipart.com/leaf

Gambar 1.4a dan b  Organisasi tingkat organ pada hewan dan tumbuhan. (a) Organ jantung pada hewan dan (b) organ daun pada tumbuhan.

Organ-organ yang melakukan fungsi dan tugas saling berkait disebut sebagai sistem organ. Sebagai contoh, sistem pernapasan terbentuk dari kerja sama organ hidung, faring, laring, trakea, bronkus, dan paru-paru untuk menjalankan fungsi respirasi. Sistem pencernaan terbentuk dari kerja sama organ mulut, kerongkongan, lambung, usus, hati, dan pankreas. Sistem pencernaan (Gambar 1.5) berfungsi menjalankan pencernaan dan penyerapan sari-sari makanan. Sistem gerak untuk menyokong dan menggerakkan tubuh terdiri atas otot dan rangka. Sebutkan oleh Anda contoh sistem organ lainnya beserta nama organ-organ penyusunnya.

Gambar 1.5 Pada tumbuhan, pembagian organ-organ untuk yang melakukan kerja spesifik dalam sistem organ tertentu tidak terlihat dengan jelas. Sistem organ pada tumbuhan itu sendiri di antaranya adalah sistem pernapasan, transpirasi, dan transportasi.

 e. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu

Individu dapat berupa organisme bersel tunggal (uniseluler) atau bersel banyak (multiseluler) seperti pada. Bakteri dan protozoa adalah contoh organisme bersel tunggal. Satu bakteri dan satu protozoa dikatakan sebagai satu individu. Manusia, kucing, pohon kelapa, dan tanaman melati merupakan contoh organisme multiseluler. Seorang manusia, seekor kucing, sebatang pohon kelapa, dan setangkai tanaman melati juga dikatakan satu individu. Individu multiseluler terbentuk dari sistem organ-sistem organ yang bekerja sama dalam suatu kesatuan. Setiap sistem organ tidak dapat melaksanakan fungsinya sendiri-sendiri. Setiap sistem organ memiliki kebergantungan pada sistem organ yang lainnya. Contohnya pada manusia, sistem pernapasan, sistem peredaran darah, sistem pencernaan, sistem pengeluaran, sistem koordinasi, sistem gerak, dan sistem reproduksi memiliki saling kebergantungan. Sistem peredaran darah tidak akan berfungsi dengan baik jika terjadi gangguan pada sistem pernapasan. Karena untuk memompa darah, jantung membutuhkan energi yang didapat dari oksigen. Jika jantung tidak dapat bekerja secara optimal maka peredaran oksigen dan sari-sari makanan pada tubuh akan terganggu pula. Hal ini dapat berakibat fatal bagi tubuh secara keseluruhan.  

biology goganza.com/human organ

Gambar 1.6  manusia merupakan organisme multiseluler yang terdiri dari beberapa system organ yang menjadikan sebuah kordinasi dalam satu kesatuan.

f. Tingkat Populasi

Individu-individu sejenis yang berkumpul di suatu tempat tertentu pada waktu yang sama membentuk tingkat organisasi kehidupan yang disebut sebagai populasi. Murid-murid yang berada di sekolahmu dinamakan sebagai populasi manusia, kumpulan rumput yang ada di halaman sekolah dinamakan populasi rumput, kumpulan belalang dinamakan populasi belalang, kumpulan cacing tanah dinamakan populasi cacing, dan kumpulan lebah dinamakan populasi lebah.  

Clipart.com/wolrus

Gambar 1.7 kumpulan dari anjing laut di suatu pantai yang berbatu merupakan salah satu populasi dari anjing laut.

g. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas

Umumnya di suatu tempat terdapat lebih dari satu macam populasi. Perhatikan halaman sekolah Anda. Di sana mungkin terdapat populasi rumput, populasi cacing, populasi belalang, dan populasi semut. Kumpulan populasi yang menempati area sama dan saling berhubungan disebut komunitas. Di dalam komunitas selalu ada interaksi, baik antaranggota spesies yang sama, maupun interaksi antarpopulasi yang berlainan. Iklim di suatu daerah yang berinteraksi dengan komponen biotik di dalamnya akan menghasilkan satuan komunitas yang besar, bahkan menghasilkan komunitas dominan suatu vegetasi. Hal tersebut dapat disebut bioma. Bioma adalah salah satu komunitas utama dunia yang diklasifikasikan berdasarkan vegetasi dominan dan ditandai oleh adaptasi organisme terhadap lingkungan suatu habitat tertentu. Contohnya, bioma tundra, bioma taiga, bioma gurun, bioma savana, bioma hutan hujan tropis, dan bioma hutan gugur.

biologygoganza.com/artic

Gambar 1.8 interaksi antar populasi dari beberapa jenis makhluk hidup merupakan bentuk komintas.

 h. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem

Perhatikan kembali halaman sekolah Anda. Di manakah rerumputan menancapkan akarnya? Pada tanah, bukan? Dari mana rerumputan memperoleh karbon dioksida yang dibutuhkan untuk proses fotosintesisnya? Dari udara di sekelilingnya, bukan? Apakah syarat yang dibutuhkan selain ketersediaan karbon dioksida agar rerumputan dapat melakukan fotosintesis? Tentu sinar matahari dan air. Rerumputan juga membutuhkan senyawa anorganik yang didapatkan dari hasil penguraian, misalnya oleh cacing tanah, agar dapat melakukan fotosintesis dengan baik. Proses fotosintesis yang dilakukan rerumputan menghasilkan senyawa karbohidrat yang dibutuhkan makhluk hidup lainnya, misalnya oleh belalang. Belalang juga mendapatkan oksigen dari fotosintesis rerumputan tersebut. Dari keterangan di atas, Anda dapat menemukan suatu organisasi kehidupan yang menunjukkan saling keterkaitan, kebergantungan, dan hubungan timbal balik antarmakhluk hidup dan antarmakhluk hidup dengan lingkungannya. Bentuk organisasi kehidupan ini dinamakan organisasikehidupan tingkat ekosistem.

  biologygoanza.com/ekosystem

Gambar 1.9  intraksi biotic dan abiotik di sebuah hutan.

Ekosistem merupakan unit fungsional yang mencakup organisme (biotik) dengan lingkungannya yang tidak hidup (abiotik) dalam hubungan saling memengaruhi dan berinteraksi. Komponen biotik ekosistem terdiri atas produsen (tumbuhan), konsumen, dan pengurai. Pada contoh tersebut, yang bertindak sebagai produsen adalah rumput, konsumennya adalah belalang, dan pengurainya adalah cacing tanah. Adapun komponen abiotik pada contoh tersebut adalah tanah, udara, sinar matahari, zat anorganik, dan air. Di dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem, kita juga dapat melihat adanya aliran energi dari organisme fotosintetik ke herbivora dan karnivora. Perhatikan kembali contoh di atas. Jelaskan bagaimana aliran energi yang terjadi pada contoh kasus di atas.

g. Organisasi Kehidupan Tingkat bioma

Merupakan kumpulan dari ekosistem dalam wilayah yang luas. setiap ekosistem tersebut meliputi jangkauan yang luas  dari sebuah daerah dan pada umumnya setiap ekosistem yang menjadi komponen sebuah bioma memiliki karateristik yang berbeda namun berada dalam satu wilayah.

h. Organisasi Kehidupan Tingkat biosfer 

Keseluruhan kesatuan makhluk hidup dalam sebuah lingkup ruang yang dibatasi oleh sebuah lapisan atmosfer dan didalamnya memiliki system yang menjalankan fungsi kehidupan yang berjalan secara sinergi disebut biosfer.

 bilogygoganza.com/biosfer 

Gambar 1.10 diagram tingkat biosfer beserta komponen penyusunya.  

B. Perkembangan biologi

 Bilogi merupakan kajian mengenai makhluk hidup, karena cakupan makhluk hidupnya luas oleh karena itu sesuai perkembangan zaman bilogi mulai terbagi-bagi lagi menjadi sub-sub kajian ilmunya. Biologi murni pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua, yaitu pembagian berdasarkan lapisan (vertikal) dan keratan taksonomi..

No Lapisan vertikal

1 Morfologi Tentang bentuk luar tubuh 

2 Anatomi Tentang bagian-bagian dalam tubuh

3 Hitologi Tentang jaringan mikroskopis

4 Fisiologi Tantang proses kerja tubuh

5 Genetika Tentang pewarisan sifat

6 Embriologi Tentang perkembangan embrio

7 Ekologi Tentang rumah tangga makhluk hidup

8 Evolusi Tentang perkembangan makhluk hidup untuk mencapai kesempurnaan

No Keratan taksonomi

1 Mikologi Tentang jamur

2 Mikrobiologi Tentang jasad renik

3 Virology Tentang virus

4 Entomologi Tentang seranga

5 Ornitologi Tentang burung

6 Botani Tentang tumbuhan

7 Zoology Tentang hewan

8 Bacteriology Tentang mikroba

 C. Metode ilmiah 

Metode ilmiah adalah langkah-langkah yang dilakukan secara berurutan dan sistematis untuk mendapatkan pengetahuan.

Langkah-Langkah dalam metode ilmiah yaitu:

1.  Observasi/Pengamatan (untuk Menemukan Masalah)

2.  Merumuskan Masalah

3.  Kajian Pustaka

4.  Mengajukan Hipotesis

5.  Melakukan Percobaan/Eksperimen

6.  Menarik Kesimpulan

Masalah dirumuskan dalam bentuk pertanyaan yang spesifik.

Contoh : Bagaimanakah pengaruh dosis pupuk urea terhadap pertumbuhan tanaman jagung?  

Hipotesis adalah Jawaban sementara dari rumusan masalah. Untuk menjawab jawaban sementara (HIPOTESIS)maka perlu diadakan percobaan/Eksperimen. Variabel Variabel adalah faktor yang mempengaruhi eksperimen yang memiliki ukuran dan dapat diukur.

Macam Variabel:

1.  Bebas/Manipulasi yaitu faktor yang diubah oleh sang peneliti (dosis pupuk)

2.  Terikat/Respon yaitu Faktor yang berubah tergantung perubahan variabel bebas (pertumbuhan tanaman)

3.  Kontrol yaitu faktor yang Sengaja tidak diberi perlakuan untuk pembanding

Macam Hipotesis:

1. Hipotesis  Nol (H0), yaitu hipotesis yang menyatakan tidak ada pengaruh dari variabel bebas terhadap variabel rspon

2. Hipotesis Alternatif (Ha), yaitu hipotesis yang menyatakan adanya pengaruh variabel bebas terhadap variabel respon

Ha dibedakan menjadi 2 yaitu:

a.  Ha positif, yaitu adanya pengaruh baik dari variabel bebas terhadap variabel respon

b. Ha negatif, yaitu adanya pengaruh buruk/jelek dari variabel bebas terhadap variabel respon      

sekian semoga bermanfaat .....