Ruang Lingkup Biologi- Apakah Biologi itu? Biologi adalah
ilmu tentang makhluk hidup beserta lingkungannya. Biologi memiliki
cabang-cabang tersendiri yang mempelajari lebih spesifik lagi tentang
makhluk hidup. Apa manfaat dari mempelajari Biologi ini? Banyak sekali
manfaat yang didapatkan. Selain manfaat, dampak dari perkembangan
Biologi bagi kehidupan manusia dan alam sekitarnya memiliki nilai
positif dan nilai negatifnya. Dari uraian tersebut, ruang lingkup
Biologi dapat dikatakan cukup luas. Menarik, bukan?
Tingkatan Objek yang Dipelajari dalam Biologi
Kehidupan
di bumi dibentuk oleh struktur hierarki yang sangat teratur. Tingkatan
organisasi kehidupan ini dimulai dari tingkat molekul, sel, jaringan,
organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, sampai tingkat
bioma.
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 1.9).
Gambar 1.9 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 1.10a),
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. Lebih jauh mengenai materi ini,
akan dibahas di Kelas XI.
2) Jaringan pada tumbuhan
Seperti jaringan pada hewan, jaringan pada tumbuhan (Gambar 1.10b)
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. Lebih jauh lagi tentang materi jaringan pada tumbuhan ini
akan dibahas di Kelas XI.
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 1.11a) 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 1.11b) untuk pertukaran gas, bunga untuk perkembangbiakan, dan akar untuk menyerap air dan garam mineral.
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 1.12) 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.
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. Apa yang dapat
terjadi pada tumbuhan jika salah satu organnya tidak berfungsi dengan
baik?
f. Organisasi Kehidupan 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.
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.
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.
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 yangterjadi pada contoh kasus di
atas.