Ruang Lingkup Biologi

Biologi dan Peranannya bagi Kehidupan

Kata Biologi berasal dari bahasa Yunani yaitu bios (hidup) dan logos (ilmu). Jika merujuk pada dua kata tersebut, dapat diartikan bahwa Biologi adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang makhluk hidup. Biologi merupakan ilmu dasar bagi ilmu-ilmu terapan seperti ilmu kedokteran, pertanian, dan peternakan.

1. Biologi sebagai Ilmu

Biologi atau ilmu hayat merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang sering disebut juga sains. Ilmu Pengetahuan Alam adalah ilmu yang mempelajari gejala alam yang meliputi Fisika, Kimia, Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa, serta Biologi. Biologi sebagai ilmu sains mempunyai beberapa ciri berikut.

1. Mempunyai objek kajian berupa benda konkret. Objek dapat dibedakan menjadi objek material dan objek formal. Objek material merupakan objek yang dibahas, sedangkan objek formal merupakan cara memandang objek tersebut. Contoh objek material dari Biologi berupa makhluk hidup dan makhluk yang pernah hidup termasuk fosil. Adapun objek formal Biologi berupa struktur, fungsi, dan interaksi dari makhluk hidup tersebut.
2. Dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris, yaitu pengalaman nyata yang dapat dilakukan oleh setiap orang.
3. Sistematis, yaitu menggunakan langkah-langkah yang urut dan bersifat baku.
4. Menggunakan cara berpikir yang logis dan konsisten.
5. Hasil kajiannya bersifat objektif.
6. Teori yang dihasilkan berlaku umum.

Biologi hanya mempelajari makhluk hidup, seolah-olah Biologi merupakan ilmu yang berdiri sendiri. Semakin berkembangnya permasalahan yang dihadapi manusia maka Biologi pada saat ini perlu didukung oleh cabangcabang Ilmu Pengetahuan Alam yang lain, yaitu Kimia dan Fisika. Selain itu, Biologi juga dapat didukung oleh cabang-cabang Ilmu Pengetahuan Sosial, seperti Sejarah, Ekonomi, dan Hukum. Setiap cabang ilmu pengetahuan tersebut saling berhubungan sehingga dapat dimanfaatkan untuk memecahkan permasalahan-permasalahan dalam kehidupan. Setiap permasalahan perlu diteliti secara ilmiah sehingga diperoleh kebenaran ilmiah yang dapat digunakan sebagai sarana untuk memecahkan masalah. Namun, kebenaran ilmiah bukanlah kebenaran yang mutlak. Kebenaran ilmiah bersifat relatif. Para peneliti perlu melakukan penelitian yang terus-menerus untuk menyempurnakan kebenaran ilmiah yang ada sekarang. Penelitian-penelitian yang didukung teknologi modern telah menghasilkan teori-teori baru untuk melengkapi teori lama.

2. Cabang-cabang Biologi

Biologi merupakan ilmu yang memiliki ruang lingkup sangat luas, sehingga ilmu biologi berkembang membentuk cabang-cabang ilmu berdasarkan kriteria-kriteria tertentu yaitu tingkat organisasi kehidupan, kelompok organisme, aspek kehidupan, atau kaitannya dengan ilmu lain (sebagai ilmu terapan). Berbagai cabang Biologi dan bidang kajiannya diantaranya yaitu:

• Anatomi yang mengkaji tentang struktur dalam tubuh makhluk hidup
• Bakteriologi yang mengkaji tentang kehidupan bakteri dan peranannya bagi makhluk hidup
• Biologi molekuler yang mengkaji tentang penyusun tubuh makhluk hidup di tingkat molekuler
• Botani yang mengkaji tentang kehidupan tumbuhan dan peranannya bagi makhluk hidup
• Ekologi yang mengkaji tentang hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya
• Entomologi yang mengkaji tentang kehidupan serangga dan peranannya bagi makhluk hidup
• Evolusi yang mengkaji tentang perkembangan makhluk hidup dari yang sederhana sampai yang kompleks
• Fikologi yang mengkaji tentang kehidupan ganggang dan peranannya bagi makhluk hidup
• Fisiologi yang mengkaji tentang proses dan kegiatan yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup
• Genetika yang mengkaji tentang cara pewarisan sifat makhluk hidup kepada keturunannya
• Histologi yang mengkaji tentang susunan dan fungsi jaringan tubuh makhluk hidup
• Imunologi yang mengkaji tentang sistem kekebalan tubuh
• Mikologi yang mengkaji tentang kehidupan jamur dan peranannya bagi makhluk hidup
• Mikrobiologi yang mengkaji tentang kehidupan mikroorganisme dan peranannya bagi makhluk hidup
• Morfologi yang mengkaji tentang susunan dan bentuk luar makhluk hidup
• Organologi yang mengkaji tentang organ dan alat-alat tubuh makhluk hidup
• Paleontologi yang mengkaji tentang kehidupan makhluk hidup pada masa lampau dilihat dari fosil-fosil
• Parasitologi yang mengkaji tentang kehidupan parasit dan pengaruhnya pada makhluk hidup
• Patologi yang mengkaji tentang perihal berbagai jenis penyakit
• Sitologi yang mengkaji tentang susunan dan fungsi bagian-bagian sel
• Taksonomi yang mengkaji tentang penggolongan makhluk hidup
• Virologi yang mengkaji tentang kehidupan virus dan pengaruhnya pada makhluk hidup
• Zoologi yang mengkaji tentang hewan dan kehidupannya

3. Ruang Lingkup Biologi

Objek dari Biologi berupa tingkat organisasi makhluk hidup, dari yang terkecil hingga yang terbesar. Tingkat organisasi tersebut meliputi molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, bioma, dan biosfer. Perhatikan gambar!

a. Organisasi Fungsional Tingkat Molekul 

Proton, neutron, dan elektron merupakan penyusun materi yang paling sederhana. Partikel proton, neutron, dan elektron bergabung membentuk atom (contoh atom hidrogen dan atom oksigen). Atomatom ini kemudian berikatan membentuk molekul. 

Contoh molekul

air, molekul protein, dan molekul DNA. Molekul-molekul tersebut saling berikatan dan membentuk ikatan yang kompleks menyusun organel sel. Berbagai senyawa serta organel berinteraksi satu sama lain membentuk suatu kesatuan yang disebut sel.

b. Organisasi Kehidupan Tingkat Sel

Setiap sel memiliki materi untuk melakukan aktivitas metabolisme serta mampu tumbuh dan berkembang. Oleh karena memiliki karakteristik yang dibutuhkan sebagai makhluk hidup maka sel disebut sebagai satuan unit terkecil kehidupan.

c. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan

Jaringan hanya ditemukan pada organisme multiseluler (bersel banyak). Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk serta fungsi yang sama. Kelompok sel ini mempunyai fungsi spesifik.

1) Jaringan hewan

Jaringan hewan antara lain jaringan epitel, jaringan otot, jaringan saraf, dan jaringan darah. Jaringan epitel berfungsi melindungi jaringan yang ada di bawahnya. Jaringan otot berfungsi sebagai alat gerak aktif. Jaringan saraf terdiri atas sel-sel saraf yang berfungsi menerima dan merespons rangsang. Jaringan darah berfungsi sebagai alat transportasi dalam tubuh.

2) Jaringan tumbuhan

Jaringan tumbuhan antara lain 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 dari akar ke daun. Floem berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Jaringan penguat berfungsi untuk menyokong tubuh tumbuhan. Adapun jaringan meristem berfungsi untuk menghasilkan sel-sel baru.

d. Organisasi Kehidupan Tingkat Organ dan Sistem Organ

Organ hanya ditemukan pada organisme multiseluler. Organ merupakan struktur yang terbentuk dari beberapa jaringan yang bekerja sama untuk melakukan fungsi tertentu. Contoh jaringan saraf dan jaringan ikat menyusun organ otak. Jaringan-jaringan tersebut bekerja sama untuk melakukan fungsi koordinasi. Organ-organ yang melakukan fungsi dan tugas saling terkait disebut sistem organ, contoh sistem pencernaan. Sistem pencernaan tersusun oleh beberapa organ yang membentuk sebuah sistem, contoh organ mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, hati, dan pankreas.

e. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu atau Organisme

Individu dapat berupa organisme uniseluler maupun multiseluler. Contoh organisme uniseluler yaitu bakteri dan Protozoa. Contoh organisme multiseluler yaitu manusia, kucing, monyet, tanaman jambu, dan tanaman jeruk. Individu multiseluler terbentuk dari sistem-sistem organ yang bekerja sama dalam satu kesatuan. Setiap sistem tidak dapat melakukan fungsinya sendiri-sendiri. Contoh pada manusia, jika salah satu sistem organ mengalami gangguan atau sakit maka sistem organ yang lain juga dapat mengalami gangguan.

f. Organisasi Kehidupan Tingkat Populasi

Individu-individu sejenis jika berkumpul di suatu tempat tertentu pada waktu yang sama akan membentuk organisasi kehidupan yang disebut populasi. Individu-individu dalam satu populasi tersebut dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan yang fertil. Contoh populasi semut, populasi lebah, dan populasi burung. 

g. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas

Pada umumnya terdapat lebih dari satu macam populasi di suatu tempat. Contoh dalam komunitas sawah terdapat populasi padi, populasi rumput, populasi ular, dan populasi semut. Kumpulan populasi yang menempati area yang sama dan saling berhubungan disebut komunitas. Di dalam komunitas, selalu terdapat interaksi baik antaranggota spesies yang sama maupun antarpopulasi yang berlainan.

h. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem

Suatu organisasi kehidupan selalu menunjukkan saling keterkaitan, ketergantungan, dan hubungan timbal balik antarmakhluk hidup maupun makhluk hidup dengan lingkungannya. Bentuk organisasi kehidupan ini disebut organisasi tingkat ekosistem. Contoh ekosistem darat dan ekosistem laut. Ekosistem merupakan unit fungsional yang meliputi komponen biotik dan komponen abiotik yang saling berinteraksi dan saling memengaruhi. Komponen biotik dalam ekosistem meliputi produsen, herbivora, karnivora, omnivora, dan pengurai. Adapun komponen abiotik meliputi tanah, air, udara, dan zat anorganik. Di dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terdapat aliran energi.

i. Organisasi Kehidupan Tingkat Bioma

Bioma merupakan kumpulan ekosistem yang ada di dunia. Misal bioma tundra, bioma taiga, bioma padang rumput, dan bioma gurun. 

j. Organisasi Kehidupan Tingkat Biosfer

Biosfer merupakan tingkatan organisasi kehidupan yang paling kompleks. Biosfer meliputi seluruh lapisan kulit bumi, air, dan atmosfer tempat adanya kehidupan.

4. Peranan Biologi bagi Kehidupan Manusia

Ilmu biologi memiliki banyak manfaat sebagai berikut.
a. Bidang Kedokteran dan Kesehatan

• Penemuan antibiotik yang dihasilkan oleh mikroorganisme.
• Penemuan berbagai vaksin untuk meningkatkan kekebalan tubuh terhadap suatu penyakit.
• Pembuatan serum.
• Pembuatan antibodi.
• Penanganan operasi pembedahan.

b. Bidang Pertanian

• 1) Penemuan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman.
• 2) Pembuatan pupuk organik.
• 3) Pemberantasan hama secara biologis.

c. Bidang Peternakan dan Perikanan

• Penemuan berbagai varietas hewan unggul melalui persilangan dan inseminasi buatan.
• Peningkatan produksi ternak dengan meningkatkan kualitas ternak.
• Pembuatan makanan ternak yang baik dan mampu mengoptimalkan produksi ternak, misal daging dan susu.

d. Bidang Industri

• Penemuan serat sutra alam atau kapas yang mampu meningkatkan produksi sandang.
• Pemanfaatan beberapa jenis mirkroorganisme dalam industri makanan, sehingga makanan yang dihasilkan bersifat tahan lama, memiliki rasa yang lezat, serta memiliki nilai ekonomi yang tinggi.Contoh pembuatan susu fermentasi, keju, nata de coco, anggur, dan pengalengan makanan,
• Pengolahan limbah industri agar tidak menimbulkan pencemaran lingkungan.

e. Bidang Farmasi

• Penemuan berbagai obat untuk penyakit.
• Inventarisasi hewan atau tumbuhan yang dapat digunakan sebagai bahan obat-obatan.

Kemajuan Biologi yang sangat pesat harus diimbangi dengan iman dan taqwa sehingga kemajuan tersebut tidak disalahgunakan. Penyalahgunaan Biologi dapat mengakibatkan tatanan lingkungan menjadi rusak. Salah satu contoh penyalahgunaan Biologi yaitu penggunaan senjata biologis untuk membunuh musuh dalam peperangan.

5. Kerja Ilmiah

Para ilmuwan mempelajari gejala alam dan permasalahannya menggunakan metode ilmiah. Metode ilmiah merupakan suatu kegiatan penelitian objektif untuk menemukan, mengembangkan, dan menguji ilmu pengetahuan. Suatu kegiatan penelitian menggunakan metode ilmiah yang meliputi tujuh langkah berikut.

a. Pemilihan Masalah dan Studi Pendahuluan

Sebelum melakukan suatu penelitian, terdapat dua hal yang harus dilakukan seorang peneliti yaitu mengidentifikasi masalah dan studi pendahuluan. Masalah dapat timbul secara sengaja atau tidak sengaja, contoh masalah yang sengaja ditemukan adalah seorang dokter ingin menguji dosis obat yang tepat untuk mengobati suatu penyakit. Contoh masalah yang tidak sengaja ditemukan adalah tanaman yang tumbuh di dekat kandang sapi tampak lebih subur dibanding tanaman yang tumbuh di tempat lain. Untuk membantu menemukan suatu permasalahan ilmiah yang akan dipecahkan, Anda dapat melihat penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Anda dapat menganalisis hasil penelitian tersebut dan menemukan permasalahan baru. Selain itu, permasalahan juga dapat ditemukan melalui studi pustaka dari berbagai referensi. Semakin banyak buku yang dibaca, semakin mudah menemukan permasalahan. Sumber permasalahan ilmiah juga dapat ditemukan melalui pengamatan (observasi) di lapangan.

b. Perumusan Masalah

Perumusan masalah bertujuan untuk memperjelas batasan permasalahan yang akan dipecahkan. Untuk memperoleh rumusan masalah yang baik dapat dituliskan dalam kalimat tanya seperti apa, bagaimana, dan mengapa.
Contoh:
Mengapa tanaman di tempat terbuka tumbuh lebih subur dibandingkan dengan tanaman di tempat yang ternaungi? Sebelum melakukan penelitian dari masalah yang ditemukan perlu dirumuskan tujuannya. Hal ini agar penelitian lebih terarah dan mencapai hasil yang optimal. Apabila masalah yang dihadapi cukup luas ruang lingkupnya, permasalahan dapat dipersempit dengan merumuskan tujuannya.

c. Pengumpulan Informasi

Pengumpulan informasi dalam bentuk studi literatur berupa teori, konsep, dan hasil penelitian yang sesuai dengan masalah yang diajukan. Sumber pengetahuan tersebut dapat digunakan untuk memperoleh jawaban sementara dari permasalahan yang diajukan.

d. Pengajuan Hipotesis

Hipotesis merupakan jawaban sementara dari permasalahan yang diajukan. Hipotesis bersifat teoritis sehingga harus diuji kebenarannya.
Contoh:
Cahaya memengaruhi kecepatan pertumbuhan tanaman jagung.

e. Melakukan Eksperimen

Hipotesis yang kita ajukan harus diuji kebenarannya dengan melakukan percobaan (eksperimen). Sebelum melakukan percobaan, alat dan bahan yang akan digunakan harus ditentukan terlebih dahulu. Selain itu, kita juga harus menentukan kelompokkelompok
percobaan. Ada dua macam kelompok percobaan dalam Biologi, yaitu kelompok kontrol (kelompok yang tidak diberi perlakuan) dan kelompok perlakuan (kelompok yang diberi perlakuan). Kelompok perlakuan dapat diberi satu variabel atau lebih. Variabel adalah faktor-faktor yang berpengaruh dalam suatu eksperimen dan memiliki nilai yang dapat diubah-ubah. Beberapa variabel dalam eksperimen sebagai berikut.

• Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat tidak sama dalam suatu eksperimen.
• Variabel terikat adalah variabel yang muncul karena perlakuan variabel bebas.
• Variabel kontrol adalah variabel yang dibuat sama dalam suatu eksperimen.
• Variabel pengganggu adalah variabel yang tidak diharapkan tetapi dapat mengganggu hasil percobaan. Variabel pengganggu ini harus diusahakan tidak ada.

f. Analisis Data

Data diperoleh dari hasil eksperimen. Data hasil eksperimen dapat dibedakan menjadi dua jenis sebagai berikut.

• Data kualitatif yaitu data yang tidak disajikan dalam bentuk angka tetapi dalam bentuk deskripsi. Contoh data ciri morfologi tanaman anggrek bulan.
• Data kuantitatif yaitu data yang disajikan dalam bentuk angka. Contoh data hasil pengukuran tinggi batang suatu tanaman.

Data kuantitatif harus diolah dalam bentuk tabel, grafik, atau diagram sehingga mudah dipahami orang lain. Selanjutnya, hasil olahan data tersebut dibandingkan dengan teori, fakta, dan konsep yang ada dalam studi literatur. Contoh tabel, grafik, dan diagram sebagai berikut.

Grafik Garis Pertumbuhan

Diagram Batang Pertumbuhan

Tes Pemahaman Materi Ruang Lingkup Biologi
Petunjuk: Jumlah poin untuk lanjut ke sesi berikut adalah 7 poin

---

1. Untuk memecahkan masalah-masalah yang timbul dengan metode ilmiah, langkah pertama yang harus dilakukan adalah . . .
melakukan eksperimen
mengemukakan teori
mengadakan observasi untuk mengumpulkan informasi
menyusun hipotesis
merumuskan masalah
2. Contoh soal nomor 2?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
3. Contoh soal nomor 3?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
4. Contoh soal nomor 4?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
5. Contoh soal nomor 5?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
6. Contoh soal nomor 6?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
7. Contoh soal nomor 7?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
8. Contoh soal nomor 8?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
9. Contoh soal nomor 9?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D
10. Contoh soal nomor 10?
Contoh Jawaban A
Contoh Jawaban B
Contoh Jawaban C
Contoh Jawaban D