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.
