Tahukah Anda, apa saja yang dipelajari dalam biologi? Tentu Anda sudah mengetahui bahwa objek kajian biologi sangat banyak dan objek itu berkaitan dengan makhluk hidup, baik pada tingkat molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, ekosistem, sampai tingkat bioma.
Ruang Lingkup Biologi
1. Tingkat Objek Molekul
Semua makhluk hidup, termasuk kita, manusia selalu membutuhkan air untuk kelangsungan hidup. Untuk mengingat kembali pelajaran kimia, atom apakah yang menyusun air? Tentu Anda sudah mengetahui bahwa air terdiri atas dua atom, yaitu dua atom hidrogen dan satu atom oksigen.
Jika dua buah atom atau lebih bergabung melalui reaksi kimia, maka akan terbentuk partikel yang disebut molekul. Jadi, Anda sudah mengetahui bahwa air merupakan salah satu contoh molekul.
Tahukah Anda bahwa dalam tubuh makhluk hidup ada empat unsur yang mendominasinya, yaitu sekitar 99,35% dari jumlah atom, di antaranya adalah hidrogen, karbon, nitrogen, dan oksigen. Penyusun utama organisme adalah air dan senyawa-senyawa karbon.
Sekitar 70% berat sel adalah air, dan apabila air dipisahkan dari sel, maka sekitar 95% berat kering sel adalah senyawa-senyawa karbon yang meliputi 4 jenis molekul organik besar dan sekitar 100 jenis molekul organik kecil, sisanya sebanyak 5% adalah senyawa-senyawa anorganik berupa garam-garam mineral.
Keempat jenis molekul organik besar sering dinamakan makromolekul yang terdiri atas protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat.
a. Protein
Tubuh kita sangat memerlukan zat protein. Apa fungsi protein bagi tubuh? Protein bertindak sebagai material pembangun, yaitu pada otot, kulit, dan rambut serta bisa berfungsi sebagai pengangkut molekul kecil, misalnya hemoglobin yang mengangkut O2. Fungsi paling penting dari protein adalah sebagai katalis seluruh reaksi dalam sel (enzim-enzim).
b. Karbohidrat
Karbohidrat sangat diperlukan dalam tubuh kita. Ibarat “bahan bakar” dalam sebuah kendaraan, itulah kegunaan dari karbohidrat, yaitu akan menghasilkan energi bagi tubuh kita. Contoh karbohidrat adalah glukosa, selulosa, amilum, dan glikogen.
c. Lipid
Lipid merupakan senyawa yang dapat diekstraksi dari makhluk hidup dengan pelarut organik. Lipid ini mencakup berbagai ragam senyawa, termasuk lemak. Apa fungsi lemak?
Salah satu jenis lipid adalah fosfolipid yang merupakan membran sel. Ada juga jenis lipid yang merupakan hormon seperti steroid, ada pula jenis lipid yang berfungsi sebagai pigmen seperti karotenoid.
d. Asam Nukleat
Asam nukleat merupakan senyawa polimer untuk sintesis protein yang spesifik, yaitu menyimpan informasi genetika yang diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya. Asam ini terdiri atas RNA dan DNA.
Keempat jenis makromolekul sudah dipelajari, tetapi sel organisme masih mengandung sekitar 100 jenis molekul organik yang kecil.
Beberapa contohnya, antara lain ATP (adenosin trifosfat) yang berfungsi sebagai satuan penyimpan energi kimia, misalnya pembakaran glukosa yang disimpan dalam bentuk molekul ATP.
Contoh lain adalah vitamin-vitamin. Ingatlah kembali tentang macam-macam vitamin beserta fungsinya! Perhatikan Tabel tentang kandungan molekul-molekul pada makhluk hidup berikut ini!
Tabel Kandungan Molekul pada Makhluk Hidup
Jika kita perhatikan, sel hewan dan manusia lebih banyak mengandung protein dan lemak, sedangkan sel tumbuh-tumbuhan mengandung lebih banyak karbohidrat. Cobalah pikirkan mengapa bisa demikian!
Dengan mempelajari biologi pada tingkat molekul, kita dapat mengkaji lebih mendalam tentang kehidupan ini.
Pengkajian biologi tingkat molekul telah banyak menghasilkan pengetahuan yang bermanfaat, contohnya pengetahuan tentang gen yang telah mengungkap beberapa misteri penyakit sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahannya.
2. Objek Tingkat Sel
Coba perhatikan diri Anda sendiri! Bagian-bagian apakah yang menyusun anggota tubuh Anda? Pada bagian kepala terdapat mata, hidung, telinga, mulut, dan lain-lain.
Pada bagian mulut terdapat gigi dan lidah. Pada bagian dalam tubuh kita terdapat organ-organ yang tak terlihat, seperti jantung, hati, lambung, dan lain-lain.
Jika kita teliti lebih lanjut, maka bagian-bagian tubuh itu terdiri atas bagian-bagian paling kecil yang disebut dengan sel. Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke (1635-1703).
Ia menemukan bentuk-bentuk mikroskopis dalam gabus pada kulit pohon Quercus suber yang terlihat barisan-barisan gabus seperti sarang lebah yang disebutnya ‘sel’.
Sel merupakan satuan struktur organisme hidup atau sel merupakan satuan fungsi dalam organisme hidup. Semua sel ini berasal dari sel yang telah ada. Di antara sel-sel terdapat banyak perbedaan dalam ukuran, bentuk, dan struktur dalam.
Pengkajian tentang sel hingga saat ini telah mencapai kemajuan yang sangat pesat sehingga dipelajari tersendiri dalam cabang ilmu sitologi, yang meliputi morfologi dan jenis-jenis sel, berbagai macam organel penyusun sel, misalnya nukleus, mitokondria, retikulum endoplasma, ribosom, dan membran sel.
Demikian juga dalam ilmu ini juga dipelajari tentang fungsi berbagai macam sel, metabolisme dalam sel, transportasi zat ke dalam dan keluar sel, maupun cara sel bereproduksi atau membelah diri.
3. Objek Tingkat Jaringan
Anda telah memahami tentang sel yang merupakan satuan terkecil dari makhluk hidup. Sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi sama akan membentuk suatu jaringan.
Jaringan ini akan dipelajari tersendiri dalam cabang ilmu histologi. Kajian yang dipelajari meliputi berbagai macam jaringan, misalnya jaringan ikat, jaringan epitel, dan jaringan penyokong.
Dipelajari pula mengenai fungsi berbagai macam jaringan tersebut, pembentukan dan perkembangan jaringan dari kultur jaringan, serta kelainan pada jaringan. Bagaimana dengan jaringan pada tumbuhan dan jaringan hewan?
a. Jaringan Tumbuhan
Coba ingatlah kembali pelajaran IPA tentang jaringan pada makhluk hidup yang Anda pelajari di SMP/MTs. Jaringan pada tumbuhan terdiri atas jaringan epidermis, jaringan perenkim, jaringan penunjang, dan jaringan pembuluh.
b. Jaringan Hewan
Jaringan pada hewan hampir sama dengan jaringan pada manusia. Jaringan pada hewan meliputi jaringan otot, jaringan epitel, jaringan darah, jaringan tulang, jaringan ikat, dan sebagainya.
4. Objek Tingkat Organ
Sekelompok jaringan yang mempunyai fungsi (pekerjaan) tertentu akan membentuk suatu organ. Cabang biologi yang mempelajari organ disebut dengan organologi. Organ apa saja yang terdapat di dalam tubuh Anda?
Organ yang ada di dalam tubuh kita, antara lain mata, jantung, telinga, ginjal, paru-paru, lambung, dan lain-lain. Kajian biologi pada tingkat organ meliputi asal usul organ, perkembangannya, fungsi berbagai macam organ, komponen penyusun organ, kelainan pada organ, serta tranplantasi organ.
5. Objek Tingkat Sistem Organ
Masih ingatkah Anda pelajaran mengenai sistem pencernaan, sistem pernapasan, sistem peredaran darah, sistem gerak, sistem reproduksi, dan sistem transportasi yang Anda pelajari di SMP? Masing-masing sistem itu terbentuk oleh beberapa organ.
Misalnya, sistem pencernaan terdiri atas organ-organ pencernaan, yaitu mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus.
Jadi, sistem organ adalah kumpulan organ yang saling berhubungan, bekerja sama, dan berinteraksi membentuk suatu sistem untuk menangani pekerjaan tertentu.
Kajian yang akan dipelajari meliputi fungsi dari berbagai sistem dalam mendukung kehidupan, penyusun sistem, cara kerja sistem, serta kelainan atau gangguan yang terjadi pada sistem tersebut.
Anda sudah mengetahui sistem organ manusia, bagaimana dengan sistem organ pada tumbuhan? Sistem organ tumbuhan pada umumnya terdiri atas:
a. sistem pengangkutan yang meliputi pembuluh kayu dan pembuluh tapis;
b. sistem pernapasan, terdiri atas stomata (mulut daun) dan pembuluh pengangkut;
a. sistem reproduksi (perkembangbiakan), terdiri atas putik dan benang sari pada bunga.
6. Objek Tingkat Individu
Setiap manusia melakukan proses hidup dalam tubuhnya. Proses hidup ini berjalan terpisah dan berbeda dalam tiap-tiap tubuh manusia. Jadi, kita masing-masing merupakan individu.
Bagaimana dengan tiap-tiap ekor sapi, tiap-tiap ikan, tiap-tiap batang pohon karet, dan sebagainya? Dapatkah Anda membedakan antara individu satu dengan yang lain?
Kadang-kadang organisme yang sama berkelompok menjadi satu sehingga secara keseluruhan terlihat sebagai satu individu, tetapi tidak demikian jika diselidiki lebih lanjut.
Untuk itu, perlu dipelajari lebih lanjut tentang kajian biologi yang meliputi jenis-jenis organisme, kedudukan secara taksonomis, cara memperoleh makanan, cara bereproduksi, cara bergerak, cara mempertahankan diri, dan cara beradaptasi terhadap lingkungannya.
7. Objek Tingkat Populasi
Anda sudah memahami pengertian ‘individu’. Sekelompok individu sejenis yang tinggal di suatu tempat pada waktu tertentu disebut ‘populasi’.
Contoh populasi, yaitu sepuluh tanaman bunga mawar di kebun bunga; sepasang merpati atau kupu-kupu di taman bunga. Coba Anda sebutkan contoh populasi yang lain!
Objek kajian biologi pada tingkat populasi ini meliputi perkembangan populasi, angka atau jumlah kelahiran/kematian, perpindahan atau migrasi, kompetisi atau persaingan antaranggota populasi dalam memperebutkan pasangan, makanan, atau tempat.
8. Objek Tingkat Ekosistem
Cobalah Anda amati tempat-tempat yang ada di sekitar rumah atau tempat tinggal Anda, seperti sawah, sungai, ladang, kebun, halaman sekolah atau rumah, kolam, akuarium! Benda-benda apa saja yang ada di tempat tersebut?
Anda tentu sudah mengetahui bahwa di tempat-tempat itu ada benda mati (abiotik) seperti tanah, air, udara, batu/kerikil, cahaya matahari, bahkan ada kotoran hewan. Selain itu, ada pula benda hidup (biotik) seperti bermacam-macam jenis tumbuhan serta bermacam-macam jenis hewan.
Pada tempat tersebut kedua macam komponen akan membentuk hubungan saling ketergantungan (interaksi) yang menjadi unsur-unsur suatu ekosistem.
Kajian biologi pada tingkat ekosistem meliputi berbagai jenis ekosistem, komponen biotik dan abiotik penyusun ekosistem, fungsi masing-masing komponen dalam ekosistem, hubungan antara makhluk hidup dan lingkungannya, aliran energi, rantai makanan, serta jaring-jaring makanan.
9. Objek Tingkat Bioma
Apakah perbedaan antara kolam, sungai, dengan gurun, tundra, taiga, padang rumput atau hutan hujan tropis?
Jika Anda berpikir bahwa gurun, tundra, memiliki wilayah yang jauh lebih luas daripada kolam, sungai, dan seterusnya (contoh dari ekosistem lihat di depan), inilah yang disebut dengan bioma.
Selain memiliki wilayah yang jauh lebih luas, bioma juga memiliki ciri khas, yaitu dipengaruhi adanya iklim tertentu.
Objek kajian biologi pada tingkat bioma meliputi berbagai macam bioma yang ada di dunia dan dipengaruhi oleh iklim, misalnya curah hujan, kelembapan, suhu, dan angin.
