Ruang Lingkup Biologi

 RUANG LINGKUP BIOLOGI

RUANG LINGKUP BIOLOGI

A. Karakteristik Makhluk Hidup

Biologi berasal dari kata “bios” dan “logos”. Bios artinya kehidupan dan logos artinya ilmu. Jadi, biologi adalah ilmu yang mempelajari makhluk hidup, yang mencakup manusia, tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Lihatlah hewan dan tumbuhan di lingkungan sekelilingmu. Mereka adalah makhluk hidup. Tentunya kamu dapat mengidentifikasi ciri-ciri hidup dari mereka.

Benda hidup disebut juga organisme.  Sebenarnya sesuatu dikatakan organisme/makhluk hidup jika memiliki ciri-ciri kehidupan, di antaranya :

(1)  bergerak;

(2) bereproduksi;

(3) tumbuh;

(4) mengambil nutrisi;

(5)  peka terhadap rangsang

B. Biologi sebagai Ilmu

Ilmu pengetahuan dan teknologi selalu mengalami perkembangan secara dinamis. Perkembangan tersebut mampu mengungkapkan kaidah-kaidah baru mengenai fenomena alam, sosial atau kemanusiaan serta penerapannya untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Manusia selalu tertarik pada dirinya sendiri, pada organisme lain, juga pada lingkungan sekitar. Mereka berusaha untuk menerangkan sesuatu dan menggunakan apa yang mereka pelajari. Mempelajari biologi akan membantu kita mengerti tentang lingkungan tempat kita hidup serta membantu kita dalam mengatur hidup dan kesehatan kita. Kita dapat memutuskan apa yang harus kita makan, kita minum, kapan kita harus tidur, bekerja, dan melakukan aktivitas lainnya, serta bagaimana kita memilih apa yang terbaik untuk diri kita, dan lingkungan.

Biologi sebenarnya telah lahir jauh sebelum ilmu-ilmu lain berkembang. Diperkirakan ilmu ini lahir sekitar abad XVI, ketika para sarjana ilmu pengetahuan alam pada saat itu telah mengamati dan mempelajari berbagai keanekaragaman makhluk hidup. Untuk memudahkan orang mengenal dan memberi nama terhadap berbagai jenis tumbuhan dan hewan yang ada, lahir botani, yaitu ilmu tumbuh-tumbuhan, dan zoologi, yaitu ilmu hewan.

Persoalan lain kemudian muncul, “Bagaimana agar penamaan tumbuhan dan hewan yang beraneka ragam dapat disusun dalam suatu pola yang teratur dan memudahkan pengenalan?” Kemudian berkembang cabang ilmu yang mempelajari klasifikasi makhluk hidup disebut taksonomi.

Sejalan dengan pesatnya kemajuan ilmu dan teknologi, botani pun ber-kembang ke dalam ilmu-ilmu lain, misalnya:

a. anatomi tumbuhan, khusus mempelajari struktur dan fungsi bagian tubuh tumbuhan;

b. fisiologi tumbuhan, khusus mempelajari kerja alat-alat (organ) tubuh tumbuhan;

c.  ekologi, khusus mempelajari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dan lingkungannya;

d. mikologi, khusus mempelajari jamur;

e. mikrobiologi, khusus mempelajari mikroorganisme.

Dari zoologi lahir cabang-cabang ilmu, misalnya:

a. anatomi hewan, khusus mempelajari struktur dan fungsi bagian tubuh hewan;

b. morfologi hewan, khusus mempelajari bentuk luar tubuh hewan;

c. fisiologi hewan, khusus mempelajari fungsi alat-alat tubuh hewan;

d. embriologi, khusus mempelajari pertumbuhan embrio;

e. entomologi, khusus mempelajari serangga.

Sebagai ilmu murni, biologi memiliki kedudukan yang sama dengan ilmu lain seperti fisika, kimia, geologi, biokimia, genetika, mikrobiologi, dan matematika. Sebagai ilmu terapan biologi melibatkan pemahaman ilmu lain, misalnya kimia, fisika, dan matematika. Dalam bidang agrikultur, misalnya, seorang ahli biologi harus menguasai ilmu kimia dan fisika, dalam bidang farmasi, penguasasan ilmu kimia juga dibutuhkan.

Persamaan karakteristik tersebut di-sebabkan ilmu-ilmu sains ditemukan dan dikembangkan melalui cara-cara yang sama, yaitu logis dan ilmiah.

C. Metode Ilmiah

Urutan Langkah dalam Metode Ilmiah

1.  Rumusan Masalah

2.  Observasi/Literatur

3.  Hipotesis

4.  Prediksi

5.  Eksperimen

6.  Kesimpulan

7.  Mengkomunikasikan

Dalam melakukan eksperimen ada dua hal penting yang perlu dilakukan, yaitu menyiapkan alat dan bahan serta menentukan langkah-langkahnya.

Setelah mempelajari bagaimana cara merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, dan prediksi serta langkah-langkah kerja ilmiah baca artikel berikut.

Suatu hari Andi liburan di rumah neneknya, sebuah dusun di Jawa Tengah. Ketika Andi berkeliling  pekarangan rumah neneknya yang luas, Andi melihat rumput dan beberapa jenis tanaman lain di sekitar kandang kambing, tumbuh hijau dan subur. Sementara itu rumput yang tumbuh jauh dari kandang tidak tumbuh subur. Andi mulai berpikir bahwa ada sesuatu di sekitar kandang yang menyebabkan tanaman-tanaman tersebut tumbuh subur. Apakah kira-kira yang dilakukan Andi selanjutnya?

Di muka telah kita baca sebagai ilustrasi suatu artikel pendek tentang observasi yang dilakukan Andi. Dalam observasinya Andi telah menemukan adanya variabel bebas, yaitu pupuk kandang, dan variabel terikat berupa kesuburan rumput, sekarang coba.

1. Rumuskan masalahnya.

2. Tentukan hipotesis dan prediksinya.

a. Membuat kelompok kontrol dan kelompok eksperimen untuk membuat kelompok kontrol dan kelompok eksperimen sediakan lahan 1m2  untuk kelompok kontrol dan 1m2 untuk kelompok eksperimen. Gemburkan tanahnya. Untuk kelompok eksperimen setelah digemburkan diberi pupuk kandang yang telah tua, misalnya seberat 2 kg, campurkan dengan tanah. Setelah itu, tanami rumput, masing-masing 20 rumpun. Siram secukupnya dan biarkan selama 2 minggu. Jaga jangan sampai kering. Setelah dua minggu lihat hasilnya dan timbang.

b. Mencatat  hasil (berat rumput) dari kelompok kontrol dan kelompok eksperimen.

c. Bandingkan hasilnya dan diinterpretasikan/disimpulkan mana yang lebih baik (kesimpulannya).

d. Buat laporan di buku tugasmu.

Hasil eksperimen dapat dicatat berupa data berbentuk tabel, grafik, atau diagram batang.

D. Objek-Objek dan Permasalahan dalam Biologi

Objek-objek biologi dikaji dari tingkat molekul sampai tingkat individu, bahkan sampai tingkat ekosistem. Jadi, ruang lingkup biologi mencakup struktur yang paling sederhana sampai tingkat yang paling kompleks. Teknologi semakin maju. Adanya mikroskop membantu penemuan bahwa organ tersusun atas bermacam-macam jaringan dan jaringan tersusun atas banyak sel. Bagian-bagian sel pun dapat dilihat, misalnya organel-organel sel, membran sel, membran inti sel, membran organel-organel sel.

Setiap bagian  sel dapat diamati lebih detail lagi, misalnya struktur membran, struktur inti, struktur organel, dan fungsi setiap bagian sel. Selanjutnya misteri alam yang dikandung oleh suatu organisme, misalnya faktor keturunan (gen) dan kromosom dapat diungkapkan lebih jauh. Organisasi kehidupan berjenjang mulai dari kehidupan yang paling kecil (sederhana) sampai tingkat yang kompleks. Jika kita lihat organisasi kehidupan yang dimulai dari tingkat molekuler (DNA), DNA akan membentuk gen, gen dan struktur lain membentuk sel, sekumpulan sel membentuk jaringan, beberapa jaringan berkumpul membentuk organ. Satu organ berfungsi untuk melakukan sebuah tugas tertentu. Kumpulan organ membentuk sistem organ untuk  bekerja sama dengan  dinamis, dan berbagai sistem organ kemudian membentuk sebuah individu (organisme).

Individu tidak hidup sendiri, tetapi saling bergantung satu sama lain, maka terbentuklah populasi. Kumpulan populasi membentuk komunitas, dan komunitas berinteraksi dengan faktor-faktor lingkungan membentuk ekosistem. Semua ekosistem yang ada di muka bumi disebut biosfer. Tingkatan-tingkatan mulai dari struktur yang sederhana di atas dapat disusun dalam sebuah hierarki organisasi kehidupan yang tampak seperti berikut.

Partikel à Atom à Molekul à Organel à Sel à Jaringan à Organ à Sistem organ à Organisme à Populasi à Komunitas à Ekosistem à Biosfer

Gambar : Hierarki organisasi kehidupan

E. PERMASALAHAN BIOLOGI

Permasalahan-permasalahan biologi dapat muncul pada berbagai tingkatan organisasi kehidupan, dapat terjadi pada tingkat molekul, senyawa, jaringan sampai biosfer. Pada tingkat molekul, misalnya kelainan yang terjadi pada DNA dapat berakibat sangat serius. Berbagai penyakit dan cacat menurun, seperti  albino,  buta warna, dan  sindroma down (keterbelakangan mental) disebabkan oleh ketidaknormalan pada tingkat DNA. Masalah biologi juga dapat terjadi pada tingkat jaringan, contoh mengecilnya otot karena kurang beraktivitas dan kerusakan jaringan saraf.

Pada tingkat organ, masalah biologi paling banyak ditemukan, misalnya patah tulang, kanker kulit, kanker darah, gagal ginjal, kanker hati, infeksi pada otak, kerusakan alat indra, dan masih banyak lagi contoh lainnya. Masalah biologi dalam skala yang lebih besar adalah tingkat ekosistem, bahkan tingkat biosfer. Pada tingkat ini, contoh yang paling jelas adalah kerusakan ekosistem. Kerusakan tersebut dapat disebabkan oleh bencana alam atau justru akibat ulah manusia. Kerusakan tersebut dapat berupa terjadinya pencemaran, rusaknya hutan akibat pembalakan liar dan kebakaran hutan, rusaknya lahan pertanian, hancurnya sumber daya alam, punahnya keanekaragaman hayati, dan masih banyak lagi.

Sumber: Biology, Postlethewait

Carilah contoh-contoh tentang rusaknya lingkungan hidup yang lain!

D. Manfaat Mempelajari Biologi

Kita telah mempelajari cabang-cabang biologi, selanjutnya muncul pertanyaan-pertanyaan, “Apakah manfaat cabang-cabang biologi yang demikian banyaknya ini? “Tuhan menciptakan manusia menjadi makhluk yang mampu berpikir sehingga mampu mengembangkan ilmu pengetahuan. Semua ilmu apabila dimanfaatkan dengan benar dan untuk kebaikan pasti bermanfaat. Kita semua menyadari bahwa berkembangnya biologi telah memberikan manfaat yang demikian luas bagi kehidupan manusia. Dalam bidang pertanian misalnya, penemuan bibit-bibit unggul, teknik pemupukan, pemberantasan hama, dan teknologi pascapanen telah mampu meningkatkan produksi pangan. Selain itu, tidak diragukan lagi kemajuan dalam bidang kedokteran, farmasi, genetika, perikanan, peternakan, industri pangan, perkebunan, kehutanan, dan lingkungan hidup juga tidak lepas dari biologi.

Dewasa ini, bioteknologi merupakan ilmu yang demikian popular sehingga mampu membuat biologi sebagai ilmu yang perlu diperhitungkan. Bioteknologi, sebuah ilmu yang menggunakan teknologi tinggi, telah dapat memberikan sumbangan yang besar bagi kehidupan manusia. Dengan bioteknologi, bibit-bibit unggul dapat diciptakan, penyakit-penyakit bawaan dapat dihindari, vitamin dapat dibuat dengan mudah, dan berbagai penyakit dapat diatasi. Pengetahuan bioteknologi secara detail dipelajari di kelas XII kelak.