Ruang Lingkup Biologi

 

A.   Objek Biologi

Istilah “biologi” diambil dari bahasa Yunani, yaitu dari kata bios (βiος) yang berarti hidup dan logos (λόγος) yang berarti ilmu. Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan kehidupannya. Obyek kajian biologi pada masa kini sangat luas dan mencakup semua makhluk hidup dalam berbagai aspek kehidupannya.

Biologi merupakan bidang ilmu yang luas dan bagian dari ilmu pengetahuan alam. Biologi mencakup berbagai cabang bidang ilmu. Cabang biologi dapat dipilah berdasarkan kriteria tertentu. Kriteria pemilahan cabang-cabang biologi antara lain berdasarkan tingkat organisasi kehidupan, kelompok organisme, aspek kehidupan, atau kaitannya dengan ilmu lain (sebagai ilmu campuran dan terapan).

 

1.    Cabang-cabang biologi berdasarkan tingkat organisasi kehidupan antara lain:

a.   Biologi molekuler, mempelajari interaksi antar molekul biologi.

b.   Sitologi, mempelajari sel.

c.    Histologi, mempelajari jaringan.

d.   Organologi, mempelajari organ.

1)    Splanologi, mempelajari organ dalam.

2)    Pulmonologi, mempelajari paru-paru.

3)    Kardiologi, mempelajari jantung.

e.   Endokrinologi, mempelajari sistem endokrin.

f.     Neurologi, mempelajari sistem syaraf.

g.    Osteologi, mempelajari tulang.

h.   Artrologi, mempelajari persendian.

i.     Myologi, mempelajari otot.

j.    Biologi populasi, mempelajari populasi.

k.    Ekologi, mempelajari interaksi makhluk hidup dengan lingkungan alam tempat tinggalnya (habitat).

l.     Biologi tropis, mempelajari bioma tropis.

 

2.    Cabang-cabang biologi berdasarkan kelompok organisme antara lain:

a.   Taksonomi, mempelajari pengelompokan organisme berdasarkan persamaan dan perbedaan.

b.   Mikrobiologi, mempelajari mikroorganisme / mikroba.

1)    Virologi, mempelajari virus.

2)    Bakteriologi, mempelajari bakteri.

3)    Protistologi, mempelajari protista.

4)    Protozoologi, mempelajari protozoa.

5)    Fikologi, mempelajari alga.

6)    Mikologi, mempelajari fungi / jamur.

7)    Parasitologi, mempelajari parasit.

c.    Botani, mempelajari tumbuhan.

1)    Pteridologi, mempelajari tumbuhan paku.

2)    Bryologi, mempelajari lumut.

d.   Zoologi, mempelajari hewan.

1)    Nematologi, mempelajari nematoda.

2)    Malakologi, mempelajari molusca.

3)    Entomologi, mempelajari serangga.

a)   Apiari, mempelajari lebah.

b)   Mirmekologi, mempelajari rayap.

4)    Iktiologi, mempelajari ikan.

5)    Herpetologi, mempelajari reptilia dan amfibi.

6)    Ornitologi, mempelajari unggas.

7)    Mamologi, mempalajari mamalia.

a)   Primatologi, mempelajari primata.

b)   Rodentiologi, mempelajari rodentia.

 

3.    Cabang-cabang biologi berdasarkan aspek kehidupan antara lain:

a.   Biologi perkembangan, mempelajari perkembangan individu organisme.

b.   Embriologi, mempelajari perkembangan embrio.

c.    Morfologi, mempelajari struktur eksternal organisme.

d.   Anatomi, mempelajari struktur internal organisme.

e.   Fisiologi, mempelajari fungsi-fungsi yang terjadi pada kehidupan organisme.

f.     Genetika, mempelajari pewarisan keturunan.

g.    Etologi, mempelajari prilaku makhluk hidup.

h.   Evolusi, mempelajari perubahan yang terjadi pada makhluk hidup.

i.     Ksenobiologi, ilmu pengetahuan spekulatif tentang adanya makhluk hidup selain di bumi.

 

4.    Cabang-cabang biologi berdasarkan kaitannya dengan ilmu lain (sebagai ilmu campuran dan terapan)

a.   Biokimia, mempelajari proses-proses kimia dalam sistem kehidupan.

b.   Biofisika, mempelajari proses-proses fisika dalam sistem kehidupan.

c.    Bioteknologi, mempelajari teknologi yang memanfaatkan organisme.

d.   Paleontologi, mempelajari perkembangan sejarah kehidupan berdasarkan fosil.

e.   Sistematika, mempelajari keanekaragaman organisme dan hubungannya dengan relasi tertentu.

f.     Higien, mempelajari pemeliharaan kesehatan manusia.

 

B.   Permasalahan Biologi

Permasalahan biologi dapat dilihat dari berbagai tingkat organisasi kehidupan. Tingkat organisasi kehidupan dari yang terkecil hingga terbesar, tersusun dari molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, bioma, dan biosfer. 

Permasalahan biologi pada berbagai tingkat organisasi kehidupan dapat diuraikan sebagai berikut:

1.    Molekul

Molekul adalah sekelompok atom yang terhubung satu sama lain dengan sangat kuat dan berperan dalam mengendalikan struktur serta fungsi sel. Molekul merupakan tingkat organisasi kehidupan yang paling sederhana. Contoh molekul yang terdapat pada makhluk hidup yaitu karbohidrat, protein, lipid, dan asam nukleat. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat molekul misalnya, virus atau rekayasa padi tahan hama.

2.    Sel

Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil penyusun makhluk hidup. Sel tersusun dari berbagai jenis molekul. Contoh sel yaitu sel hewan dan sel tumbuhan. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat sel misalnya, perbedaan struktur sel hewan dan sel tumbuhan atau penanggulangan penyakit kanker.

3.    Jaringan

Jaringan adalah kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama. Contoh jaringan pada hewan yaitu jaringan epitel, ikat, otot, atau saraf, sedangkan contoh jaringan pada tumbuhan yaitu jaringan meristem, epidermis, parenkim, penyokong, atau pengangkut. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat jaringan misalnya cara kerja jaringan otot atau struktur jaringan epidermis pada tumbuhan.

4.    Organ

Organ adalah kumpulan jaringan yang memiliki fungsi tertentu. Contoh organ pada hewan yaitu jantung, ginjal, mata, telinga, atau kaki, sedangkan contoh organ pada tumbuhan yaitu akar, batang, daun, bunga, buah, atau biji. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat organ misalnya dampak penyakit TBC yang menyerang paru-paru atau fungsi daun pada tumbuhan.

5.    Sistem organ

Sistem organ adalah kumpulan dari beberapa organ yang saling berinteraksi satu sama lain dalam melaksanakan suatu fungsi tertentu. Contoh sistem organ yaitu sistem gerak, sistem peredaran darah, atau sistem pencernaan. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat sistem organ misalnya struktur alat gerak pada manusia atau proses pencernaan pada hewan ruminansia.

6.    Individu

Individu adalah suatu organisme tunggal yang hidupnya berdiri sendiri. Individu tersusun dari beberapa sistem organ. Contoh individu yaitu satu pohon mangga, seekor kuda, atau seorang manusia. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat individu misalnya proses pertumbuhan kacang hijau atau perkembangan embrio manusia.

7.    Populasi

Populasi adalah kumpulan individu yang berada pada waktu dan tempat yang sama. Contoh populasi yaitu populasi padi di sawah, populasi ikan mas di kolam, populasi manusia di suatu kota. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat populasi misalnya cara budi daya ikan mas atau masalah kepadatan penduduk di suatu daerah.

8.    Komunitas

Komunitas adalah kumpulan berbagai macam populasi yang saling berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Contoh komunitas yaitu komunitas sawah (ada populasi padi, populasi belalang, populasi katak, populasi ular, dan sebagainya). Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat komunitas misalnya hubungan antara populasi padi dan belalang di sawah.

9.    Ekosistem

Ekosistem adalah sistem ekologi yang terbentuk dari hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Contoh ekosistem yaitu ekosistem laut, ekosistem danau, atau ekosistem hutan. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat ekosistem misalnya pengaruh pencemaran lingkungan terhadap makhluk hidup atau dampak penebangan liar bagi lingkungan.

10. Bioma

Bioma adalah kumpulan ekosistem yang mencakup suatu wilayah yang luas. Contoh bioma yaitu bioma hutan hujan tropis, bioma gurun, atau bioma padang rumput. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat bioma misalnya ciri khas tumbuhan-tumbuhan di gurun.

11. Biosfer

 Biosfer adalah sistem ekologi yang menyatukan seluruh makhluk beserta hubungan antar mereka, meliputi interaksi antara batuan (litosfer), air (hidrosfer), dan udara (atmosfer). Biosfer merupakan tingkat organisasi kehidupan yang paling kompleks mencakup semua makhluk hidup dan lingkungan yang bisa didiami olehnya. Permasalaan biologi yang muncul pada tingkat biosfer misalnya dampak pemanasan global.

 

C.   Manfaat Biologi

Seiring kemajuan teknologi, biologi memberikan manfaat atau sumbangan terhadap kemajuan teknologi. Biologi bermanfaat dalam bidang pertanian, peternakan, kedokteran dan industri.

1. Bidang Pertanian

a.   Teknik Pertanian

Para petani dahulu hanya menanam tanaman pertanian secara tradisional. Sekarang para petani telah mampu meningkatkan produksi pertanian, misalnya dengan bibit unggul dan dengan pola pemupukan yang sesuai dengan jenis tanaman.

b.   Kultur Jaringan

Dengan teknik kultur jaringan, tanaman dapat dibudidayakan dengan waktu yang singkat dan jumlah yang banyak. Contohnya kelapa sawit, anggrek, pisang dan wortel.

c.    Rekayasa Genetika Tanaman

Melalui perkembangan bioteknologi dan biologi molekuler, telah berhasil ditemukan rekayasa genetika untuk tanaman. Pengaplikasian yang sudah berhasil dilakukan adalah terciptanya tanaman budidaya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri, sehingga tanaman tersebut tidak perlu disemprot insektisida. Contohnya tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli dan kentang. Dengan berbekal genetika telah berhasil diciptakan buah-buahan tanpa biji. Misalnya semangka, pepaya, jeruk dan anggur tanpa biji.

2. Bidang Peternakan

a.   Inseminasi Buatan

Dengan kemajuan anatomi hewan, fisiologi hewan, genetika, dan embriologi hewan telah berhasil ditemukan inseminasi buatan (kawin suntik). Teknik ini bertujuan untuk memperoleh hewan ternak dengan kualitas yang diinginkan serta produksi yang meningkat.

b.   Fertilisasi In Vitro

Selain teknik inseminasi, dewasa ini telah dikembangkan juga teknik fertilisasi in vitro. Pada teknik ini, embrio dapat dihasilkan diluar uterus (kandungan) induk betina dalam jumlah tertentu. Sebelum embrio bibit unggul diimplantasikan (ditanam dalam uterus induk betina), embrio dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu pada nitrogen cair bersuhu 196⁰ C. Embrio dari dari jenis unggul ini kemudian dapat diimplantasikan ke induk sapi betina yang tidak unggul dari spesies yang sama. Dengan demikian akan cepat diperoleh banyak sapi unggul.

3. Bidang Kedokteran

a.   Transplantasi Organ

Transplantasi (pencangkokan) organ telah memberikan pemecahan masalah terhadap orang yang mengalami kerusakan pada tubuhnya.

b.   Vaksin

Virologi telah memberikan sumbangan pada dunia kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan vaksin-vaksin.

c.    Bayi Tabung

Teknik bayi tabung telah memberikan pemecahan masalah bagi pasangan suami istri yang tidak memiliki anak.

d.   Antibiotika

Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifiksi beberapa jenis bakteri penyebab penyakit pada manusia. Dengan demikian, antibiotik untuk bakteri tersebut dapat dibuat.

4. Bidang Industri

a.   Industri Pangan

Pemanfaatan beberapa jenis mikroorganisme dalam industri makanan, misalnya industri pembuatan nata de coco, yoghurt, kecap, tempe, keju atau minuman dan makanan fermentasi lainnya.

b.   Industri Farmasi

Pemanfaatan beberapa jenis mikroorganisme dalam industri obat-obatan, misalnya industri pembuatan antibiotik tertentu.