Bab 1

Ruang Lingkup Biologi

Biologi berasal dari dua kata, yaitu ‘bios’ yang berarti hidup dan ‘logos’ yang berarti ilmu.
Biologi adalah ilmu yang mempelajari makhluk hidup. Apakah makhluk hidup itu? Dirimu, orang tuamu,
hewan peliharaanmu, pohon-pohon di halamanmu, semuanya adalah contoh makhluk hidup yang ada di
sekitar kita. Mulai dari paus raksasa hingga kuman kecil di atas bukumu. Makhluk hidup ada berkilo-kilo
meter di atmosfer hingga ke lautan terdalam.

Pendahuluan

Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup. Biologi mempelajari makhluk hidup dan segalaaspek yang menyertainya, mulai dari proses biokimia di dalam sel sampai pada tingkatan ekosistem,bahkan hingga ke perubahan iklim global.

Pada awal perkembangannya, ahli biologi banyak mempelajari tingkatan organism. Tentu kita
masih ingat apa yang dilakukan oleh Antony Van Leuwenhoek dan Carolus Linneaus. Leuwenhoek
banyak mempelajari organism mikroskopis setelah ia menemukan mikroskop. Sejak itu manusia
menyadari bahwa di lingkungan terdapat berbagai macam organisme yang tak tampak oleh mata. Carolus
Linnaeus mencetuskan system penamaan spesies dan penamaan berbagai macam tumbuhan. Pada masa
itu kajian tentang gen dan biokimia sel belum dilakukan.

Selain mengkaji tingkatan organism, ahli biologi saat ini lebih banyak menfokuskan penelitiannya
pada tingkatan molekul, misalnya proses biokimia di dalam sel, bagaimana otak manusia bekerja,
komposisi gen, dan kerja system organ. Kajian para ahli pada gen dimulai sejak ditemukannya struktur
DNA dan RNA oleh James Watson dan Francis Crick. Gen dan urutan DNA manusia merupakan topic
kajian dalam biologi yang menarik karena memungkinkan para ahli dapat memecahkan misteri perilaku
manusia dan penyakit menurun.

Peneliti biologi saat ini juga sedang mencari sumber makanan baru, baik untuk menemukan jenis
organism baru maupun cara menstimulasi suatu tumbuhan dan hewan agar berkembang lebih cepat
sehinga menghasilkan sumber makanan dalam waktu yang singkat.

Apakah ahli biologi dapat menjawab semua tantangan tersebut saat ini? Tentu tidak. Ini berarti

bahwa kita dapat belajar menjadi peneliti untuk menjawab permasalahan biologi yang selalu berkembang.

Selain pengembangan biologi, terdapat pula pengembangan penerapan biologi yang dikenal
sebagai biologi terapan. Tujuan penerapan ilmu adalah agar ilmu itu dapat digunakan untuk meningkatkan
kesejahteraan umat manusia. bidang yang tergolong biologi terapan misalnya kesehatan, pertanian,
perikanan, kedokteran, bioteknologi, dan farmasi.

A. Lingkup Biologi

Sesuai dengan penamaannya, biologi merupakan ilmu yang mempelajari makhluk hidup. Apayang disebut hidup? Definisi tentang hidup tidak dipelajari dalam biologi. Biologi hanya mempelajaribagaimana proses di dalam jasad atau dengan kata lain mempelajari ciri-ciri makhluk hidup.

1. Ciri-ciri Makhluk Hidup

Di alam terapat penggolongan benda ke dalam kelompok makhluk hidup dan benda mati.
Perbedaan keduanya didasarkan pada ciri-ciri hidup. Benda mati tidak memiliki ciri-ciri kehidupan,
sedangkan benda hidup memiliki ciri-ciri hidup. Para pakar biologi telah menyepakati bahwa makhluk
hidup memiliki ciri-ciri hidup sebagai berikut:

a. Membutuhkan nutrisi

Setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi. Bentuk dari nutrisi ini berbeda tergantung pada jenis
makhluk hidup. Tumbuhan memerlukan nutrisi berupa zat organic, sedangkan jamur, protozoa,
invertebrate, vertebrata, dan manusia memerlukan zat anorganik. Zat organic adalah zat yang tersusun
atas senyawa karbon kompleks. Zat organic disusun dari zat-zat anorganik, terutama melalui proses

fotosintesis. Proses fotosintesis hanya terjadi pada tumbuhan. Oleh karena itulah semua makhluk hidupyang tidak mampu berfotosintesis, misalnya jamur dan hewan, sangat tergantung pada tumbuhan untukmendapatkan makanan (zat organic). Nutrient yang dikonsumsi makhluk hidup digunakan antara lainuntuk pertumbuhan, reproduksi, dan sumber energy.

b. Transportasi Sel

Nutrient, oksigen, serta zat-zat lain yang diperlukan makhluk hidup harus diangkut menuju sel
yang memerlukan, sedangkan karbondiosida dan sisa metabolism harus dikeluarkan. Jadi, di dalam tubuh
organism harus ada mekanisme transportasi. Contoh system transportasi pada hewan vertebrata adalah
system peredaran darah.

c. Respirasi

Respirasi merupakan proses pemecahan zat organic (karbohidrat, lemak, protein) menjadi zat
anorganik (CO2) dan air serta menghasilkan energy. Jadi, tujuan utama proses respirasi adalah
menghasilkan energy. Proses respirasi terjadi di dalam semua sel. Proses respirasi dibedakan menjadi dua
berdasarkan kebutuhan oksigennya, yaitu respirasi aerobic yang menggunakan oksigen, dan respirasi
anaerobic (fermentasi) yang tidaki membutuhkan oksigen. Jumlah energy yang dihasilkan pada proses
aerob lebih banyak daripada proses anaerob.

Jika kulit tubuh suatu organism merupakan lapisan yang kedap (tidak dapat tembus) oksigen,
maka perlu ada mekanisme pengangkutan oksigen ke dalam tubuh dan pengangkutan karbondioksida ke
luar tubuh yang disebut proses bernapas. Proses bernapas sering disamakan dengan proses respirasi.
Tahukah kamu perbedaannya?

d. Metabolisme

Di dalam tubuh organism terjadi proses reaksi kimia yang dibantu oleh enzim. Reaksi tersebutdinamakan metabolism. Proses metabolism dapat dibedakan atas reaksikatabolisme dananabolisme.Katabolisme merupakan proses pembongkaran zat organic kompleks menjadi zat organic sederhana.Misalnya, pembongkaran karbohidrat menjadi glukosa, lemak menjadi asam-asam lemak, glukosamenjadi CO2 dan H2O, protein menjadi NH3, CO2, dan H2O. jadi, proses respirasi merupakan proseskatabolisme.

Proses anabolisme merupakan proses penyusunan, misalnya pembentukan lemak, peotein, dan zat

organic kompleks (karbohidrat, vitamin). Proses anabolisme dan katabolisme dikendalikan oleh enzim.

e. Ekskresi

Ekskresi merupakan pengeluaran senyawa sisa-sisa proses metabolism. Sisa metabolism yang

dikeluarkan melalui proses ekskresi, misalnya karbondioksida, uap air, dan ammonia.

f. Pertumbuhan dan perkembangan

Proses penyusunan dan penumpukan zat organic menybabkan organism mengalami pertambahan
jumlah senyawa kimia, volume sel, dan jumlah sel. Perubahan tersebut dinamakan pertumbuhan. Pada
organism yang memiliki jaringan (jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk, ciri, struktur, dan
fungsi yang sama), pertambahan jumlah sel selalu diikuti dengan proses diferensiasi dan spesialisasi.
Artinya sel-sel yang mula-mula sejenis mengalami perubahan membentuk jaringan dengan ciri-ciri
khusus.

Pertumbuhan diikuti dengan proses perubahan menuju dewasa. Pada manusia misalnya terjadi
perubahan zigot menjadi embrio kemudian menjadi janin (bayi) dan pada usia tertentu terjadi proses
perubahan menjadi dewasa. Proses pendewasaan disebut perkembangan. Pembentukan bunga pada
tanaman juga merupakan proses perkembangan.

g. Reproduksi

Setiap organism melakukan perbanyakan. Organism bersel tunggal melakukan pembelahandirinya dari 1 menjadi 2, dari 2 menjadi 4, dan seterusnya. Organism bersel banyak, misalnya alga,melepaskan sebagian tubuhnya untuk membentuk individu baru. Pada manusia dan vertebrata terjadi

proses pembentukan sel kelamin jantan dan betina. Jika sel kelamin jantan melebur dengan sel kelaminbetina, akan terbentuk individu baru. Proses menghasilkan keturunan ini disebut reproduksi. Setiap jenisorganism melakukan proses reproduksi untuk melestarikan jenisnya.

h. Regulasi dan kepekaan menanggapi rangsang

Di dalam tubuh organism terdapat proses pengaturan kesetimbangan dalam tubuh atau
homeostasis. Hewan berdarah panas (homoiotermik) memiliki thermostat untuk mengatur suhu tubuhnya
agar konstan meskipun suhu di luar tubuh berubah-ubah. Proses reaksi enzimatis juga dikendalikan oleh
produk akhir agar tidak berlebihan.

Proses regulasi juga terkait dengan kemampuan menaggapi rangsang. Pada mamalia (hewan
menyusui), terjadi proses pengaturan intensitas cahaya yang masuk dalam mata agar tidak merusak lensa
mata. Proses pengaturan cahaya ini dilakukan oleh pupil mata. Tumbuhan juga memiliki kepekaan
terhadap rangsang, misalnya tumbuhan akan tumbuh ke arah cahaya.

i. Adaptasi

Organisme memiliki kemampuan menyesuaikan diri dengan lingkungan. Penyesuaian diri
terhadap factor lingkungan pada waktu relative pendek disebut toleransi. Penyesuaian diri dalam waktu
yang relative panjang disebut dengan adaptasi. Organism yang tidak mampu melakukan adaptasi biasanya
akan pindah ke tempat lain atau mengalami kematian.

2. Ruang Lingkup Biologi dan Permasalahannya

System biologi terbentang dari lingkup yang paling kecil yaitu molekul, hingga lingkup bioma dipermukaan bumi. Dalam system molekul, biologi mempelajari berbagai macam struktur dan ciri molekulyang melakukan reaksi penyusunan dan pembongkaran.