RUANG LINGKUP BIOLOGI

Biologi sebagai salah satu ilmu telah banyak turut berperan menyelesaikan permasalahan-permasalahan manusia. Namun seringkali ilmu ini tidak berperan secara langsung karena Biologi sebagai ilmu dasar ilmu-ilmu terapan. Contohnya ilmu kedokteran, pertanian, peternakan.

1. Biologi sebagai Ilmu

Biologi berasal dari bahasa Yunani yaitu bios (hidup) dan Logos (ilmu). Jadi Biologi adalah ilmu yang mempelajari segala seseatu tentang makhluk hidup. Biologi atau ilmu hayat merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang sering juga disebut Sains. Ilmu Pengetahuan Alam adalah ilmu yang mempelajari gejala alam yang meliputi, Fisika, Kimia, Ilmu pengetahuan Bumi dan Antariksa, serta Biologi. Biologi sebagai ilmu mempunyai beberapa ciri berikut.

a. Mempunyai objek kajian berupa benda kongkret. 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 materialdari Biologi berupa makhluk hidup dan makhluk yang pernah hidup termasuk fosil. Adapun objek formal Biologi berupa struktur, fungsi, dan interaksi dari makhluk hidup tersebut.

b. Dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris, yaitu pengalaman nyata yang dapat dilakukan oleh setiap orang.

c. Sistematis, yaitu menggunakan langkah-langkah yang urut dan bersifat baku.

d. Menggunakan cara berpikir yang logis dan konsisten.

e. Hasil kajiannya bersifat objektif.

f. Teori yang dihasilkan berlaku umum.

Biologi merupakan ilmu yang selalu mengikuti perkembangan zaman. Pada awalnya, Biologi hanya mempelajari makhluk hidup saja, seolah-olah Biologi merupakan ilmu yang berdiri sendiri. Semakin permasalahan yang dihadapi manusia maka Biologi saat ini perlu didukung oleh cabang-cabang Ilmu Pengetahuan Alam yang lain, yaitu Kimia dan Fisika.

Selain itu juga Biologi dapat juga didukung oleh cabang-cabang Ilmu Pengetahuan Sosial, misalnya 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 relatife. Para peneliti perlu melakukan penelitian yang terus-menerus untuk menyempurnakan kebenaran ilmiah yang ada sekarang. Kemajuan di bidang teknologi pada saat ini sangat membantu manusia dalam mempelajari gejala alam. Penelitian-penelitian yang didukung teknologi modern telah menghasilkan teori-teori baru dan menumbangkan teori lama.

2. Cabang-Cabang Biologi        

Biologi memberikan sumbangan yang sangat penting bagi kesejahteraan manusia. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi memberi kesempatan berkembangnya biologi secara luas. Biologi merupakan ilmu yang berkembang pesat. Perkembangan tersebut mendorong terjadinya spesialisasi ilmu. Spesialisasi ini memungkinkan terjadinya pengkajian yang lebih khusus terhadap suatu objek. Biologi mengalami spesialisasi menjadi cabang-cabang ilmu yang mempelajari bidang-bidang tertentu.

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 di bawah ini!

    

a. Organisasi Fungsional Tingkat Molekul

Proton, neutron, dan elektron merupakan penyusun materi yang paling rendah. Partikel proton, neutron, dan elektron bergabung membentuk atom (contohnya atom hidrogen dan atom oksigen). Atom-atom ini kemudian berikatan membentuk molekul. Contohnya molekul air, molekul protein, dan molekul DNA, molekul-molekul tersebut saling  berikatan dan membentuk ikatan yang kompleks menyusun organel pada sel. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa molekul, atom, dan partikel subatomik merupakan organisasi fungsional tingkat biokimia.

b. Organisasi Kehidupan Tingkat Sel.

Organel adalah subunit sel dengan fungsi spesifik. Contohnya ribosom sebagai tempat sintesis protein. Berbagai senyawa serta organel berinteraksi satu sama lain membentuk satu kesatuan yang disebut sel. Setiap sel memiliki materi untuk melakukan aktivitas metabolisme, 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 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 saraf yang berfungsi menerima dan merespon rangsangan. Jaringan darah terdiri atas sel saraf yang berfungsi menerima dan merespon rangsangan. Jaringan darah terdiri atas sel-sel darah dan plasma darah. Sel-sel darah berfungsi mengangkut oksigen, membunuh kuman, dan membantu pembekuan darah. Adapun plasma darah berfungsi mengangkut sari-sari makanan.

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 tanah 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 menjalankan fungsi tertentu. Contohnya jaringan saraf dan jaringan ikat menyusun organ otak. Jaringan-jaringan tersebut bekerja sama untuk melakukan fungsi kordinasi. Demikian juga dengan jaringan epidermis, jaringan tiang, dan jaringan bunga karang yang menyusun organ daun. Jaringan-jaringan tersebut bekerja sama melakukan fungsi fotosintesis dan transpirasi.

Organ-organ yang melakukan fungsi dan tugas saling terkait disebut sistem organ, contohnya pencernaan. Sistem pencernaan terbentuk dari kerja sama antara organ mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus.

e. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu/Organisme

Individu dapat berupa organisme uniseluler maupun multiseluler. Contoh organisme uniseluler yaitu bakteri dan protozoa. Contoh organisme multiseluler yaitu manusia, kucing, monyet, pohon jambu, dan pohon 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 populasi tersebut. Dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan. Contohnya populasi semut, populasi lebah, dan populasi burung.

g. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas

Pada umumnya terdapat lebih dari satu macam populasi di suatu tempat. Contohnya dalam ekosistem 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 ada interaksi baik antaranggota spesies yang sama maupun antarpopulasi yang berlainan.

h. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem

Suatu organisasi kehidupan selalu menunjukkan saling keterkaitan, kebergantungan, dan hubungan timbal balik antarmakhluk hidup maupun makhluk dengan lingkungan. Bentuk organisasi kehidupan ini disebut organisasi tingkat ekosistem. Contohnya ekosistem darat dan ekosistem laut.Ekosistem merupakan unit fungsional yang meliputi komponen biotik dan komponen abiotik yang saling berinteraksi dan saling mempengaruhi.

Komponen biotik dalam ekosistem meliputi produsen, herbivora, karnivora, omnivora, dan pengurai. Adapun komponen abiotik meliputi tanah, air, udara, dan zat anorganik. Didalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terdapat aliran energi.

i. Organisasi Kehidupan Tingkat Bioma

Bioma merupakan kumpulan ekosistem yang ada di dunia.misalnya 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

Biologi memberikan sumbangan yang sangat penting bagi kesejahtraan manusia. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi memberikan kesempatan berkembangnya biologi secara luas. Biolagi merupakan ilmu murni yang sangat mempengaruhi perkembangan ilmu terapan. Biologi terapan sering digunakan di bidang kedokteran, pertanian, farmasi, industri, dan lain-lain. Contoh peranan biologi di bidang-bidang itu sebagai berikut.

a. Bidang Kedokteran dan kesehatan

1) Penemuan antibiotik yang dihasilkan oleh mikroorganisme.

2) Pembuatan serum

3) Pembuatan antibodi

4) 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

1) Penemuan berbagai varietas unggul melalui persilangan dan inseminasi buatan.

2) Peningkatan produksi ternak dengan meningkatkan kualitas ternak.

3) Pembuatan makanan ternak yang baik dan mampu mengoptimalkan produksi ternak, misalnya daging dan susu

d. Bidang Industri

1) Penemuan serat sutra alam atau kapas yang mampu meningkatkan produksi sandang.

2) Penerapan Biologi pada industri makanan, misalnya pembuatan susu fermentasi dan pengalengan makanan.

3) Pengolahan limbah industri agar tidak menimbulkan pencemaran lingkungan.

e. Bidang Farmasi

1) Penemuan bebagai vaksin dan obat untuk penyakit.

2) Inventarisasi hewan atau tumbuhan yang dapat digunakan sebagai bahan obat-obat.

Kemajuan Biologi yang sangat pesat harus diimbangi dengan iman dan taqwa sehingga kemajuan tersebut tidak disalahgunakan. Penyalahgunaan Biologi dapat mengakibatkan tatanan lingkungan menjadi rusak.

5. Kerja Ilmiah

Para ilmuan mempelajari gejala alam dan permasalahannya menggunakan metode ilmiah. Metode ilmiah merupakan suatu kegiatan penelitian objektif untuk menemukan, mengembangkan, dan menguji ilmu pengetahuan. Langkah-langkah metode ilmiah dapat disimak dalam bagan berikut.

Suatu kegiatan penelitian menggunakan metode ilmiah yang meliputi tujuh langkah berikut.

a. Pemilihan Masalah dan Studi Pendahuluan

Sebelum melakukan suatu penelitian, ada dua hal yang harus dilakukan yaitu mengidentifikasi masalah dan studi pendahuluan. Masalah dapat timbul secara sengaja atau tidak sengaja ditemukan untuk dipecahkan. 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 dapat dengan 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. Masalah juga dapat ditemukan melalui pengamatan (observasi).

b. Perumusan Masalah

Perumusan masalah bertujuan untuk memperjelas batasan permasalahan yang akan dipecahkan. Untuk memperoleh rumusan masalah yang baik dapat dituliskan sebagai sebuah kalimat tanya seperti apa, bagaimana, dan mengapa.

Contoh :

Mengapa tanaman di tempat terbuka tumbuh lebih subur dibandingkan dengan tanaman di tempat 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 maka 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 yag diajukan.

d. Pengajuan Hipotesis

Hipotesis merupakan jawaban sementara dari permasalahan yang diajukan. Hipotesis bersifat teoritis sehingga harus diuji kebenarannya.

Contoh:

Cahaya mempengaruhi 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 kelompok-kelompok 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 pada suatu eksperimen dan memiliki nilai yang dapat diubah-ubah. Beberapa variabel dalam eksperimen sebagai berikut.

1) Variabel bebas adalah variabel yang sengaja dibuat tidak sama dalam satu eksperimen.

2) Variabel terikat adalah variabel yang terjadi karena perlakuan variabel bebas.

3) Variabel terkontrol adalah variabel yang dibuat sama dalam suatu eksperimen

4) Variabel penggangu adalah variabel yang tidak diharapkan tetapi dapat menggangu hasil percobaan. Variabel penggangu ini harus diusahakan tidak ada.

f. Analisis Data

Data diperoleh dari hasil eksperimen. Data tersebut harus diolah dalam bentuk tabel, grafik, dan diagram.

6. Pengambilan Kesimpulan

Kesimpulan harus mengacu pada hasil eksperimen. Ada dua kemungkinan yang ada dalam pengambilan kesimpulan, yaitu kemugkinan hipotesis diterima dan kemungkinan hipotesis ditolak.

Seorang peneliti harus mempunyai sikap ilmiah ketika menerapkan metode ilmiah. Beberapa sikap ilmiah sebagai berikut.

a. Mampu membedakan opini dan fakta

Opini adalah suatu pendapat yang belum teruji kebenarannya melalui suatu penelitian. Adapun fakta adalah hasil dari suatu penelitian yang kebenarannya sudah teruji.

b. Memiliki Rasa Ingin Tahu

Seorang peneliti biasanya selalu ingin mengetahui segala hal. Keingintahuan dan minat atas segala seseatu merupakan salah satu dasar ditemukannya konsep, teori, dan hukum dalam bidang sains.

c. Peduli terhadap Lingkungan

Sikap peduli terhadap lingkungan harus tertanam dalam jiwa seorang peneliti karena suatu penelitian akan sia-sia jika proses maupun hasilnya merusak lingkungan. Sikap ilmiah ini dapat diwujudkan dengan ikut menjaga kelestarian lingkungan.

d. Jujur terhadap fakta

Seorang peneliti harus jujur dalam mengambil dan mengolah data suatu penelitian. Tidak boleh ada pemalsuan (manipulasi) meskipun hasilnya tidak sesuai dengan keinginannya.

e. Terbuka dan fleksibel

Seorang peneliti harus terbuka dalam menyampaikan hasil kajiannya. Terbuka disini berarti mau menerima masukan, saran, dan kritikan agar hasil penelitian menjadi lebih baik.

f. Berani Mencoba

Rasa ingin tahu tentang seseatu tidak akan pernah terwujud tanpa keberanian untuk mencoba. Seorang peneliti harus berani mencoba mencari jawaban atas berbagai pertanyaan yang ada di pikirannya.

g. Berpendapat secara Ilmiah dan Kritis

Peneliti harus mampu berpendapat secara ilmiah dan kritis. Setiap pendapat harus mempunyai dasar yang kuat dan tepat. Oleh karena itu, seorang peneliti harus banyak membaca buku-buku literatur untuk menambah wawasan.

h. Bekerja Sama

Pada saat melakukan percobaan, seorang peneliti harus mampu bekerja sama dengan orang lain sehingga percobaan dapat berhasil dengan baik.

i. Ulet dan Gigih

Seorang peneliti tidak boleh cepat berputus asa, jika gagal dalam suatu penelitian, peneliti harus segera mencari penyebab kegagalan itu dan mencobanya lagi untuk memperoleh kesuksesan.

j. Bertanggung jawab

Dalam melakukan penelitian, seorang peneliti harus dapat bertanggung jawab terhadap hasil penelitiannya. Selain itu, keselamatan lingkungan juga menjadi tanggung jawabnya.

Hasil penelitian perlu dikomunikasikan kepada orang lain sehingga dapat bermanfaat bagi kehidupan. Hasil penelitian dapat dikomunikasikan dalam bentuk laporan, makalah, atau jurnal. Sebuah laporan ilmiah harus mempunyai unsur-unsur berikut.

a. Judul laporan

b. Prakata, berisi ucapan rasa syukur penulis atas selesainya laporan ilmiah. Selain itu, prakata juga berisi ucapan-ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian.

c. Daftar isi.

d. Pendahuluan, berisi latar belakang penelitan, perumusan masalah, hipotesis yang diajukan, dan tujuan penelitian.

e. Tinjauan pustaka,berisi teori, konsep, fakta-fakta, dan penelitian sebelumnya yang berkaitan dengan topik penelitian.

f. Bahan dan metode kerja, berisi tentang cara kerja penelitian dan bahan-bahan yang digunakan dalam melaksanakan penelitian. Selain itu, bab ini juga dapat berisi waktu dan tempat melaksanakan penelitian serta cara pengambilan data.

g. Hasil dan pembahasan, berisi tentang data dan fakta yang diperoleh selama penelitian. Selain itu, bab ini juga berisi tentang pengolahan data dan analisis penulis terhadap hasil yang diperoleh selama melaksanakan penelitian.

h. Kesimpulan, berisi tentang kesimpulan secara singkat dari keseluruhan hasil penelitian.

i. Daftar pustaka atau referensi, berisi sumber-sumber yang digunakan penulis sebagai acuan dalam menunjang penelitiannya.

j. Lampiran, menyajikan tabel-tabel, grafik-grafik, gambar, dan informasi pendukung lainnya.

Penelitian menggunakan metode ilmiah akan menghasilkan produk ilmiah dalam bentuk fakta, konsep, prinsip, prosedur, teori, postulat, atau hukum.