Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Ruang Lingkup Biologi


1. Objek Biologi

Biologi berasal dari dua kata bahasa Yunani, yaitu ‘bios’ dan ‘logos’ yang artinya ‘hidup’ dan ‘ilmu’. Jadi secara sederhana Biologi dapat diartikan sebagai ilmu tentang hidup. Pengertian ini kemudian berkembang dan disempurnakan sehingga mencakup seluruh objek atau kajiannya yang sangat luas itu. Definisi Biologi yang lebih lengkap tersebut adalah sebagai berikut; Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan gejala kehidupan. Objek atau kajian dalam Biologi meliputi kelima Kingdom/Regnum dan Virus. Kelima Kingdom tersebut adalah Animalia (hewan), Plantae (tumbuhan), Fungi (jamur), Protista dan Monera. 


Adapun objek-objek tersebut selanjutnya akan dikaji lebih jauh mulai dari lingkup yang paling kecil yaitu molekul hingga lingkup bioma di permukaan bumi. Dimana interaksi antarbioma di permukaan bumi ini membentuk lapisan makhluk hidup di bumi yang dikenal sebagai Biosfer.
Kemudian bagaimanakah caranya mempelajari Biologi yang objek/kajiannya sangat luas itu? Ya benar, caranya adalah dengan memilah-milah materi-materinya berdasarkan objek atau kajiannya, baru kemudian mempelajarinya secara lebih mendalam pada setiap
objek/kajian tersebut. Baiklah sekarang mari kita mulai saja mempelajari cabang-cabang Biologi tersebut.

2. CABANG-CABANG BIOLOGI

Di atas telah dijelaskan bahwa untuk mempermudah mempelajarinya, maka Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang Biologi yang didasarkan pada objek diantaranya Zoologi, Botani, Mikologi, Mikrobiologi, dan Virologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan cabang-cabang ilmu seperti Ichtyologi, Herpitologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik. Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi, Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Pemilahan ilmu ini terjadi pula pada cabang-cabang ilmu Biologi lainnya.


Adapun cabang Biologi yang didasarkan pada persoalannya antara lain Ekologi, Toksikologi, Taksonomi, Biologi Reproduksi, dan Teratologi. Dan cabang Biologi yang didasarkan pada tingkat organisasi kehidupan antara lain Sitologi, Histologi, Organologi, Biologi Populasi, Biologi Molekuler, dan Genetika Populasi. Pada cabang Biologi Terapan yang bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia pun kini terbagi menjadi Kedokteran, Gizi dan Kesehatan/Higiene, Pertanian, Peternakan, Perikanan, serta Bioteknologi. Kemudian dari ilmu Kedokteran sendiri muncul ilmu-ilmu spesifik antara lain spesialisasi saraf, mata, kandungan, gigi, THT, internis, dan anak. Demikian pula dengan cabang biologi terapan lainnya.


Bagaimana, apakah menurut Anda Biologi merupakan ilmu pengetahuan alam yang sulit untuk dipelajari? Ataukah terlalu luas sehingga terasa akan lama dan membosankan untuk dipelajari? Tentu tidak bukan? Semua cabang ilmu Biologi tersebut sangat perlu dipelajari, karena pengetahuan Biologi dapat membantu kita menyelesaikan segala persoalan sehari-hari, baik dalam lingkungan sekitar diri sendiri maupun hingga lingkup ekosistem yang lebih luas. Selain itu Anda dapat menjadikan cabang-cabang Biologi ini sebagai sarana mengembangkan diri untuk masa depan, maksudnya Anda dapat memilih profesi dan berkarir pada salah satu cabang Biologi. Karena, setiap orang yang senang mempelajari Biologi akan semakin mengkhususkan dirinya bahkan berprofesi pada salah satu cabang ilmu Biologi yang paling disukainya. 


Maksudnya begini, apabila Anda senang mempelajari tentang tubuh manusia, pada akhirnya akan mendorong Anda mengkhususkan diri dan berprofesi pada dunia Kedokteran, mulai dari Kedokteran Umum atau bahkan hingga ke Spesialis tertentu. Atau misalnya Anda senang mempelajari dunia tumbuhan, pada akhirnya akan mendorong Anda menjadi seorang ahli/biologiwan yang mampu menciptakan jenis tumbuhan atau bibit unggul baru dengan sifat unggul tertentu melalui bioteknologi/rekayasa genetika.


Memang ilmu pengetahuan seperti Biologi yang senantiasa berkembang dapat diibaratkan sebagai pohon yang semakin membesar, tumbuh cabang, anak cabang, ranting dan seterusnya hingga pohon tersebut semakin rimbun. Hal ini dikarenakan manusia memiliki rasa keingintahuan yang besar, selain itu pun karena ditunjang oleh kemajuan/perkembangan ilmu pengetahuan lainnya seperti kimia, fisika dan teknologi. Sekarang perhatikanlah gambar 20 berikut ini mengenai Cabang-cabang Ilmu Biologi berdasarkan objek kajiannya.


Selain berdasarkan objek kajian tersebut di atas, Biologi juga mengkaji hal-hal yang berhubungan dengan lingkungan, sehingga terdapat pula cabang-cabang Biologi antara lain:
- Ekologi
- Limnologi
- Toksikologi
- Higiene & Gizi


Biologi juga berperan sebagai Biologi Terapan pada berbagai cabang ilmu seperti:
- Pertanian
- Peternakan
- Perikanan
- Kehutanan
- Kedokteran
- Bioteknologi /Rekayasa Genetika

Sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian mengenai cabang-cabang Biologi? Bagus, sekarang coba Anda jawab tiga pertanyaan berikut ini. Usahakan tidak melihat lagi ke uraian yang telah diberikan di atas.


1. Cabang ilmu Biologi apa sajakah yang dapat dipilah dari Ilmu Botani?
2. Apabila Anda terjun ke dalam dunia kedokteran, cabang ilmu Biologi apa sajakah yang perlu Anda pelajari?
3. Apakah bidang kajian dari Ekologi, Genetika, Embriologi, Mikrobiologi dan Evolusi?
Bagaimana? Pasti Anda dapat menjawab ketiga pertanyaan tersebut bukan? Bagus! Sekarang coba Anda cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawabannya berikut ini.


1. Dari Ilmu Botani dapat dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu sebagai berikut: Taksonomi Tumbuhan, Morfologi Tumbuhan, Anatomi Tumbuhan, Fisiologi Tumbuhan, Genetika, Ekologi Tumbuhan, dan Patologi Tumbuhan.
2. Cabang-cabang ilmu Biologi yang berkaitan dengan bidang Kedokteran antara lain sebagai berikut: Anatomi Manusia, Fisiologi Manusia, Biologi Reproduksi, Embriologi, Genetika, Endokrinologi, Patologi, Mikrobiologi, Virologi, Farmakologi, Radiobiologi, Gizi dan Higiene.
3. Bidang kajian dari Ekologi adalah hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Bidang kajian dari Genetika adalah mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat. Bidang kajian dari Embriologi adalah perkembangan embrio dari zigot hingga janin beserta faktor-faktor yang mempengaruhinya. Bidang kajian dari Mikrobiologi adalah mikroorganisme atau jasad renik dan seluk beluknya. Dan bidang kajian dari Evolusi adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi.


Sudah Anda cocokkan? Bagaimana hasilnya, apakah sesuai dengan kunci jawaban yang diberikan? Bagus! Berarti Anda sudah memahami uraian mengenai cabang-cabang Biologi. Sekarang lanjutkanlah mempelajari uraian materi selanjutnya yaitu Pemanfaatan Biologi bagi Manusia dan Lingkungannya.


3. PEMANFAATAN BIOLOGI BAGI MANUSIA DAN LINGKUNGANNYA

Negara kita terkenal kaya akan berbagai sumber daya alamnya, baik sumber daya alam hayati, seperti hutan yang meliputi flora dan satwanya, maupun sumber daya alam non hayati seperti emas, minyak bumi dan batu baranya. Berbekal pengetahuan Biologi kita akan mengetahui bagaimana mengelola sumber-sumber daya alam tersebut secara bijaksana, agar berdaya guna dan berhasil guna, baik untuk generasi sekarang maupun yang akan datang.


Kurangnya pengetahuan akan Biologi atau kurangnya sikap yang bijaksana dalam mengeksploitasi sumber daya alam, dapat mengancam keseimbangan dan kelestarian alam kita sendiri di masa datang. Misalnya begini, jika hutan-hutan ditebangi secara sewenang-wenang, bukan saja akan timbul banjir, erosi, tanah longsor dan kesuburan tanah menurun kualitasnya, tetapi juga sejumlah makhluk hidup akan kehilangan tempat tinggal/habitatnya bahkan mati. Coba pikirkan, apa akibatnya jika hewan-hewan yang menyusun jaring-jaring makanan dalam ekosistem musnah? Tentu akan mengakibatkan keseimbangan ekosistem menjadi terganggu bahkan merugikan manusia sendiri bukan? Akan ada jumlah populasi hewan yang ‘habis’ dan akan ada jumlah populasi hewan yang ‘meledak’. Hal ini sedikit banyak akan mempengaruhi kuantitas dan kualitas penyediaan bahan pangan bagi manusia itu sendiri.

Sebagai contoh lainnya, tentu Anda sudah ketahui bahwa gangguan yang datang dari alam sendiri kadang membuat masalah bagi dunia pertanian, seperti gempa bumi, musim kemarau panjang dan letusan gunung berapi. Apalagi jika ditambah dengan gangguan yang datang dari tangan-tangan manusia yang kurang pengetahuan dan tak bertanggung jawab. Sekarang coba Anda simak sebuah berita dari surat kabar berikut ini;


Hama belalang kembara (Locusta migratoria) dewasa ini mengepung sentra-sentra produksi padi, jagung dan sorgum di Kabupaten Sumba Timur NTT. Pemerintah kabupaten dan petani sudah kewalahan menghadapinya. Akan tetapi belalang tetap berkembang meski segala upaya sudah dilakukan, baik dengan pestisida, musuh alami (predatornya) atau dengan menangkapnya. Hama ini merusak mulai dari batang, daun muda hingga pucuknya, umumnya padi usia muda. 


Saat ini musim kemarau sedang berlangsung di NTT, termasuk di Sumba Timur. Bersamaan dengan itu, musim tanam gadu di seluruh daerah persawahan sedang berlangsung. Sementara itu daerah sekitarnya yang berupa savana sangat luas sedang kering kerontang. Akibat tidak ada keseimbangan ekosistem, atau karena habitatnya terganggu, tidak ada pilihan lain bagi belalang untuk bermigrasi ke sentra produksi pangan. Ditambah lagi perilaku penduduk yang suka membakar padang, belalang pun pindah ke sawah atau lahan pertanian. Satu hal yang menyebabkan belalang semakin mengganas karena pemakaian pestisida yang berlebihan selama ini sehingga belalang menjadi kebal. (Sumber: Kompas 31 Juli 2004).


Menurut Anda masalah lingkungan tersebut disebabkan oleh gangguan alam, ulah manusia ataukah keduanya? Ya benar, karena kedua hal tersebut. Selanjutnya, menurut Anda hal-hal apa yang akan terjadi kemudian pada masyarakat di sana? Ya benar; kelaparan, kurang gizi, bahkan terserang berbagai penyakit. Cabang-cabang Biologi apa sajakah yang terkait dengan permasalahan tersebut? Ya bagus, cabang-cabang Biologi yang tertkait pada permasalahan tersebut diantaranya adalah ekologi, patologi, fisiologi, higiene, dan entomologi. Dan menurut Anda, tindakan-tindakan apa saja yang sebaiknya dilakukan untuk mengatasi masalah lingkungan di sana? Diskusikanlah bersama teman-teman Anda.


Sebagai contoh lainnya, tahukah Anda kejadian apa yang akhir-akhir ini terjadi pada saudara-saudara kita yang tinggal di Teluk Buyat Ratatotok, Kabupaten Minahasa Selatan, Sulawesi Utara? Sungguh mengerikan dan menyedihkan jika kita melihat mereka di media cetak maupun di televisi; baik bayi, balita, hingga orang dewasa menunjukkan gejala ‘penyakit Minamata’, bahkan ada yang sampai meninggal dunia. Apa sebenarnya yang telah menimpa mereka? Ternyata mereka telah mengkonsumsi ikan dan menggunakan air untuk kegiatan sehari-hari dari teluk tersebut, yang ternyata telah tercemar oleh logam berat yaitu arsen dan air raksa (Hg). Dari manakah kedua logam berat itu berasal hingga mencemari perairan di teluk tersebut? Untuk mengatasi masalah lingkungan hidup di sana perlu ditangani dengan pendekatan Biologi. Menurut Anda cabang-cabang Biologi apa saja yang terkait untuk penyelesaian masalah tersebut? Coba Anda diskusikan bersama teman-teman Anda.


Kedua contoh di atas menggambarkan bagaimana pengeksploitasian sumber daya alam telah dilakukan dengan cara-cara yang tidak bijaksana, juga dikarenakan oleh kurangnya pengetahuan tentang Biologi, sehingga dapat membahayakan keseimbangan lingkungan, yang pada akhirnya akan merugikan manusia di sekitarnya atau manusia itu sendiri. Kedua contoh di atas hanyalah sebagian saja dari banyak permasalahan lingkungan yang sedang melanda negeri tercinta kita akhir-akhir ini. Di sinilah pentingnya bagi Anda sebagai generasi mendatang membekali diri dengan pengetahuan Biologi dengan cabang-cabang ilmunya, agar dalam mengelola sumber daya alam kelak, Anda dapat bersikap lebih arif dan bijaksana, sehingga tindakan yang akan Anda ambil dapat bersifat ‘ramah lingkungan’.
Sekarang Anda akan pelajari sudah seberapa besar Biologi dengan seluruh cabang-cabang ilmunya telah memberikan sumbangan-sumbangan pada dunia IPTEK yang pada hakikatnya bertujuan meningkatkan kualitas hidup bagi kesejahteraan manusia.


a). PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG KEDOKTERAN

Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan, manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa besarkah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan manusia telah dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian selanjutnya berikut ini.
Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat. Tetapi berkat perkembangan Biologi, khususnya dalam cabang ilmu: anatomi dan fisiologi manusia, mikrobiologi, virologi dan patologi, telah banyak membantu para dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut. Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang menakutkan manusia.
Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.


a. Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu organ tubuhnya, kini telah mendapatkan jalan keluarnya yaitu melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal, jantung, sumsum tulang belakang maupun hati. 


b. Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.


c. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan. Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.

d. Virologi pun telah memberikan sumbangannya pada dunia kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan vaksin-vaksin. Misalnya pada kasus yang baru saja terjadi yaitu mengenai Virus Flu Burung. Sebuah surat kabar memberitakan bahwa Virus Flu Burung atau disebut juga Virus Avian Influenza, yang hanya dapat diteruskan kepada manusia melalui kontak yang sangat dekat, telah dapat ditemukan vaksinnya oleh para pakar Imunologi dan Bioteknologi di Badan Kesehatan Dunia (WHO). Caranya adalah dengan menggabungkan gen Avian dengan gen flu pada manusia agar menjadi ‘aman’. Mereka mengambil satu gen virus flu burung kemudian menggantikan gennya tadi dengan gen flu manusia. Hasil dari kombinasi virus buatan ini kemudian dipersiapkan sebagai basis untuk pembuatan vaksinnya. (Sumber: Pikiran Rakyat 5 Februari 2004).


e. Para penderita obesitas (penyakit kegemukan) kini pun telah mendapatkan jalan keluar dalam mengatasi kelebihan berat badannya. Hal ini dijelaskan dalam suatu kutipan dari sebuah surat kabar bahwa; Para ahli fisiologi dan ilmu gizi dari Universitas Texas Southwestern Medical Centre, Dallas Amerika Serikat, telah berhasil mengubah sel-sel lemak biasa menjadi lemak yang bisa terbakar. Penelitian dilakukan melalui penyuntikan gen Leptin (suatu protein yang terkait dengan proses metabolisme) pada tikus percobaan. Hasil penyisipan gen membuktikan bahwa sel-sel yang biasanya menimbun lemak berubah menjadi sel-sel pembakar lemak. Akibatnya, tikus menjadi langsing dengan hilangnya 26% bobot tubuhnya selama dua pekan. (Sumber: Pikiran Rakyat 26 Februari 2004).
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang kedokteran, yang pada dewasa ini sudah banyak kemajuan yang dicapai. Di samping itu, berkat penelitian yang terus menerus, bermunculan berbagai cabang ilmu kedokteran (spesialisasi) berikut teknik-tekniknya, yang pada dasarnya dilakukan untuk meningkatkan kesehatan manusia. Masyarakat pun kini semakin mengetahui bagaimana cara hidup sehat, mengatur gizi, menghindari serta mencegah penyakit, yaitu dengan selalu menjaga kebersihan diri dan lingkungan, berolah raga secara teratur dan mengkonsumsi makanan bergizi dengan menu 4 sehat 5 sempurna dan pola gizi seimbang.


Lalu bagaimanakah pemanfaatan Biologi dalam bidang Pertanian dan Peternakan? Sudah seberapa banyakkah sumbangan Biologi yang telah diberikan? Pelajarilah uraiannya berikut ini. 


b). PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN

Dahulu para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/tradisional, yakni hanya dengan mencangkul tanah kemudian menanaminya dengan tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Dan hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan baik mutu maupun jumlahnya. Jika hal ini tidak segera diperbaiki maka kebutuhan masyarakat akan pangan tidak dapat tercukupi, dan akan terjadi kekurangan bahan pangan (rawan pangan). Apalagi pada masa sekarang ini, dimana telah terjadi ledakan jumlah penduduk, tentunya masalah rawan pangan merupakan masalah yang harus segera ditangani.Usaha yang harus dilakukan tidak hanya pada bagaimana membatasi pertambahan jumlah penduduk, tetapi juga harus dipikirkan bagaimana caranya meningkatkan produksi pangan.
Berkat kemajuan cabang-cabang Biologi dan teknologinya, sudah banyak orang mengetahui bagaimana cara meningkatkan hasil pertaniannya. Masyarakat khususnya para petani, kini telah banyak mengetahui bagaimana cara memilih bibit tanaman unggul, bagaimana cara memilih pupuk yang diperlukan berikut cara memupuknya, serta bagaimana cara memberantas hama dengan pestisida atau insektisida, dengan maksud meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panennya. Mereka pun telah banyak mengetahui teknik-teknik berkebun seperti mencangkok, menempel, mengenten dan sebagainya. 


Untuk mendapatkan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman sekarang tidaklah sulit. Hampir di seluruh pelosok tanah air, bibit unggul berbagai jenis tanaman bukan merupakan barang langka lagi. Hal ini berkat makin berkembangnya prinsip-prinsip Genetika yang sudah banyak diketahui oleh para petani, seperti dengan melakukan penyilangan (bastar), yang dapat dilakukan sendiri oleh mereka. Selain itu, dengan menerapkan prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan, para petani melalui para ahli pertanian yang telah banyak mengetahui jenis pupuk yang baik untuk berbagai jenis tanaman.
Adapun dalam penggunaan pupuk, pestisida atau insektisida pada persawahan, perkebunan atau perladangan ini, para petani harus memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem di sekitarnya. Misalnya dengan mengikuti/mematuhi dosis (takaran) serta intensitas yang ditetapkan oleh setiap jenis pupuk atau pestisidanya. Jika pemakaian zat-zat kimia tersebut melebihi aturan yang ditetapkan biasanya akan menimbulkan pencemaran air sungai di sekitar areal pertanian tersebut.
Contoh kasus yang sering terjadi akibat pemakaian zat kimia yang tidak memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem adalah pada pemakaian pupuk N yang intensif. Pemakaian pupuk N secara terus menerus dapat menyebabkan kadar nitrat dalam air sungai di areal penanaman menjadi tinggi. Akibat yang terjadi kemudian adalah timbulnya penyakit methemoglobinemia jika air sungai tersebut dikonsumsi oleh manusia. Selain timbulnya penyakit itu, dapat terjadi pula eutrofikasi. Apakah methemoglobinemia itu, dan apa yang dimaksud dengan eutrofikasi?


Methemoglobinemia merupakan ketidakmampuan hemoglobin di dalam sel-sel darah merah untuk mengikat oksigen, karena hemoglobin diikat oleh nitrit. Nitrit ini dihasilkan dari pengubahan nitrat yang mengkontaminasi air minum oleh mikroorganisme pada saluran pencernaan manusia. Dan tahukah Anda apa akibatnya jika tubuh kita kekurangan oksigen? Sedangkan eutrofikasi adalah pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya alga dan eceng gondok pada perairan yang tercemar nitrat. Eutrofikasi ini menyebabkan organisme seperti ikan-ikan di perairan tersebut menjadi mati. (perhatikan gambar 21). Maka dari itulah, pengetahuan mengenai Ekologi serta teknik bertani sangat diperlukan agar tidak terjadi hal-hal yang pada akhirnya akan merugikan masyarakat sekitar atau para petani sendiri. Menurut Anda bagaimanakah mencegah pencemaran perairan oleh pupuk nitrat? Ya betul, diantaranya dengan mengadakan pergiliran penanaman jenis tanaman atau rotasi tanaman, sehingga pupuk yang digunakan juga berganti-ganti.


Masalah penyakit-penyakit yang menyerang tanaman, kini juga sudah banyak diketahui penyebabnya. Sudah banyak jenis virus, bakteri dan parasit lain yang menyerang tanaman budi daya yang berhasil diidentifikasi dan ditemukan cara pemberantasannya. Hal ini tentu berkaitan dengan kemajuan di bidang cabang-cabang Biologi seperti virologi, mikrobiologi dan parasitologi. Jadi, cabang-cabang Biologi yang berhubungan dengan bidang pertanian adalah botani, anatomi tumbuhan, fisiologi tumbuhan, virologi tumbuhan, parasitologi, mikrobiologi, genetika dan ekologi.
Perkembangan bioteknologi seperti teknik Rekayasa Genetika, Kultur Jaringan, dan teknik Mutasi Buatan pun kini sudah berhasil membantu mengatasi masalah rawan pangan. Coba Anda perhatikan uraian berikut ini, mengenai contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia pertanian:


a. Bioteknologi dan Biologi Molekuler telah berhasil menemukan teknik-teknik untuk Rekayasa Genetika, seperti teknik transfer nukleus, teknik pemotongan, penyambungan dan penyisipan gen, dimana teknik-teknik ini bertujuan untuk mencari atau menciptakan jenis tanaman dengan sifat unggul tertentu (tanaman transgenik). Teknik-teknik rekayasa genetika seperti ini biasanya dilanjutkan dengan suatu teknik yang disebut Kloning. Istilah Klon merupakan garis turunan individu-individu yang secara genetik identik. Klon juga diartikan sebagai usaha membuat satu atau lebih replika (duplikat) suatu individu, sel, ataupun gen. Pengaplikasian yang sudah berhasil dilakukan adalah pada terciptanya tanaman budi daya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri, sehingga tanaman tersebut tidak perlu disemprot insektisida lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman pangan yang telah berhasil di rekayasa dengan tiujuan tersebut adalah tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli, dan kentang. Teknik rekayasa genetika ini juga sudah berhasil menciptakan tanaman budi daya yang mampu mengikat nitrogen bebas sendiri dari udara, sehingga tanaman tersebut tidak perlu diberi pupuk nitrogen sintetik lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman yang sudah berhasil direkayasa untuk tujuan tersebut adalah pada padi dan gandum.


b. Melalui kemajuan di bidang Biologi Molekuler, telah dapat diketahui pula urutan gen pada genom sel-sel tumbuhan, sehingga para biologiwan dapat mengidentifikasi urutan-urutan gen tertentu yang bertanggungjawab untuk perkembangan organ. Dengan demikian para biologiwan dapat memodifikasi arah perkembangan tanaman yang diinginkan. Pengaplikasian teknik ini yang sudah berhasil dilakukan adalah telah terciptanya batang pohon jati yang dapat tumbuh dengan diameter besar dan lurus.

c. Dengan menggunakan teknik kultur Jaringan, tanaman yang sudah diketahui berkhasiat sebagai obat, atau pun tanaman budi daya yang sudah diketahui keunggulan mutunya, dapat diproduksi dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril. Teknik kultur jaringan ini termasuk salah satu usaha kloning, dimana individu-individu baru yang dihasilkan akan sama persis atau identik dengan suatu tanaman yang sudah diketahui manfaat maupun keunggulannya. Adapun contoh-contoh tanaman budi daya yang sudah berhasil diperbanyak dengan teknik kultur jaringan tersebut antara lain tanaman kelapa sawit, tanaman anggrek, tanaman pisang barangan, dan wortel.

d. Teknik Mutasi Buatan merupakan usaha merubah susunan atau jumlah materi genetik/DNA dengan menggunakan radiasi sinar radioaktif (sinar X, alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa kimia (kolkisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya ditujukan untuk menghasilkan biji-biji tanaman padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan hama wereng. Selain itu, terdapat teknik mutasi buatan lainnya, yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah yang besar dan tidak berbiji; misalnya buah semangka, pepaya, jeruk, dan anggur tanpa biji, seperti pada gambar 22 berikut. Namun sayangnya tanaman ini tidak dapat menghasilkan tanaman baru sebagai keturunannya, karena buah-buahan yang dihasilkan tidak memiliki organ reproduksi yaitu biji. Lalu bagaimanakah caranya bila kita menghendaki buah-buahan tanpa biji lagi? Ya benar, kita harus memulai lagi dari perendaman biji-biji (benih) dari buah yang memiliki biji, dengan senyawa kolkisin. Baru kemudian ditanam dan ditunggu hasil buahnya yang pasti tidak memiliki biji.


Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang pertanian. Bagaimana, sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian yang diberikan? Bagus! Untuk memperkaya wawasan Anda mengenai pemanfaatan Biologi bagi kehidupan manusia, sekarang pelajarilah bagaimana pemanfaatan Biologi pada dunia Peternakan berikut ini. Sumbangan apakah yang sudah diberikan Biologi dalam upaya mengatasi masalah rawan pangan dan perbaikan gizi masyarakat?

c). PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PETERNAKAN

Seperti halnya pada bidang pertanian, pemanfaatan Biologi pada bidang peternakan pun sudah sedemikian besar. Dengan menerapkan pengetahuan cabang-cabang Biologi seperti zoologi, anatomi hewan, fisiologi hewan, genetika, biologi reproduksi, embriologi, dan biologi molekuler/rekayasa genetika, para peternak dan masyarakat yang lebih luas telah dapat menikmati hasilnya. Melalui penerapan ilmu-ilmu tersebut telah banyak dihasilkan ternak varietas unggul, diantaranya adalah ayam penghasil banyak telur, ayam pedaging, sapi pedaging, sapi penghasil banyak susu, dan domba pedaging.
Dalam usaha perbanyakan ternak unggul tersebut kini pun telah banyak menggunakan teknik kawin silang (hibridisasi) dan teknik kawin suntik (inseminasi buatan). Dengan teknik inseminasi buatan, dapat dihasilkan keturunan sapi atau domba yang diharapkan tanpa mengenal musim kawin, serta tidak melibatkan sapi atau domba jantan.

Teknik inseminasi buatan ini diikuti dengan teknik superovulasi, yakni teknik perbanyakan ternak unggul dengan cara menyuntikkan hormon reproduksi berupa PMSG (pregnant mare serum gonadotrophin) dan HCG (human chorionic gonadotrophin). Hormon-hormon ini berfungsi merangsang terbentuknya sel telur dalam jumlah banyak sebelum sapi atau domba diinseminasi. Adapun spermatozoa yang berasal dari ternak jantan dapat diperoleh tidak harus dari ternak jantan secara langsung, tetapi diambil dari tempat penyimpanan spermatozoa. Teknik penyimpanan spermatozoa menggunakan nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius.
Selain teknik inseminasi dan superovulasi, dewasa ini telah dikembangkan juga teknik fertilisasi in vitro. Pada teknik ini, embrio dapat dihasilkan di luar uterus (kandungan) induk betina dalam jumlah tertentu. Dan sebelum embrio ini diimplantasikan (ditanam dalam uterus induk betina) dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu pada nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius. Embrio dari jenis unggul ini kemudian dapat diimplantasikan ke induk sapi betina yang tidak unggul bunting semu dari species yang sama. Dengan demikian akan cepat diperoleh banyak sapi unggul.
Demikianlah pemanfaatan Biologi pada bidang peternakan. Dan sampai di sini diharapkan Anda sudah memahaminya.


d). PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERIKANAN

Ikan, baik ikan yang hidup di air tawar maupun yang hidup di laut, merupakan organisme air yang dapat dimanfaatkan manusia sebagai salah satu bahan pangan, karena diketahui kandungan proteinnya sangat tinggi. Selain itu, ikan-ikan yang bentuk ataupun permukaan tubuhnya tampak menarik dapat dijadikan hiasan dalam sebuah akuarium. 


Adapun pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan tampak antara lain dalam upaya pembudidayaan ikan, juga dalam usaha pelestarian ekosistem perairannya. Pembudidayaan ikan yang telah banyak dilakukan yakni dalam (1) pembuatan tambak-tambak, karamba jala apung (kajapung), maupun rumpon, serta (2) pelestarian terumbu karang, mangrove, hutan bakau, dan lamun.


Pada tambak-tambak, usaha pembudidayaan ikan-ikan yang diketahui bernilai gizi tinggi atau yang bernilai ekonomis adalah dengan dilakukannya pemijahan. Dengan teknik pemijahan dalam tambak-tambak, spermatozoa dan sel telur dari ikan jantan dan ikan betina, dapat dengan mudah bertemu menjadi zigot, tanpa harus terganggu oleh arus air laut. Selain itu telur-telur yang dihasilkan juga akan terhindar dari para pemangsa/predatornya, sehingga besar kemungkinannya telur-telur itu akan menetas dan menjadi ikan. Contoh pemanfaatan Biologi lainnya dalam bidang ini adalah dengan diketemukannya manfaat daun singkong yang ternyata dapat dijadikan pakan tambahan bagi ikan nila merah sehingga dapat mempercepat pertumbuhan ikan tersebut. 


Melalui penelitian-penelitian dalam bidang Biologi juga diketahui bahwa manfaat hutan bakau, mangrove, serta lamun adalah penting dalam ekosistem pantai. Selain berperan sebagai produsen, ketiga macam ekosistem tersebut diketahui juga memiliki fungsi fisik. Fungsi fisik tersebut adalah; dengan adanya hutan bakau, mangrove dan lamun, energi hempasan gelombang laut yang masuk ke pantai dapat tertahan atau berkurang, dengan demikian dapat mencegah abrasi (erosi daratan akibat pasang surut air laut). Selain itu, ketiga jenis ekosistem pantai tersebut diketahui berperan sebagai penyaring sedimen/lumpur dari daratan, hal ini sangatlah penting bagi ekosistem terumbu karang, karena terumbu karang memerlukan perairan yang jernih. 


Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan. Diharapkan Anda sudah memahaminya. Kini, sebelum kita melangkah pada pemanfaatan biologi pada bidang industri, perhatikanlah kesimpulan singkat berikut ini.


a. Perkembangan bioteknologi dan biologi molekuler saat ini adalah ditemukannya beberapa teknik rekayasa genetika seperti; teknik transfer nukelus, pemotongan dan penyambungan gen, serta teknik penyisipan gen. Teknik-teknik ini sudah diaplikasikan untuk keperluan bidang peternakan, pertanian, dan kedokteran, melalui kloning. 


b. Pada bidang pertanian, teknik rekayasa genetika yang bertujuan menciptakan tanaman dengan sifat unggul tersebut, dilanjutkan dengan teknik kultur jaringan, sehingga tanaman-tanaman berjenis unggul tersebut dapat segera diperoleh dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril.


c. Pada bidang peternakan, teknik rekayasa genetika tersebut dilanjutkan dengan teknik fertilisasi in vitro atau teknik superovulasi, dan kemudian teknik inseminasi buatan, dengan tujuan segera diperoleh ternak jenis unggul dalam jumlah banyak.


d. Pada bidang kedokteran teknik rekayasa genetika dilakukan untuk membantu pasangan suami isteri yang sulit mendapat keturunan/anak, atau bagi mereka yang menghendaki keturunan dengan jenis tertentu (laki-laki atau perempuan). Untuk maksud yang kedua ini, sebelum dilakukan fertilisasi in vitro, terlebih dahulu dilakukan pemisahan gen dari genom sang ayah (X dan Y nya), lalu dipertemukan dengan genom sang ibu. Fertilisasi in vitro dilakukan di luar tubuh sang ibu, dan setelah terbentuk embrio/zigot barulah di implantasikan ke dalam kandungan sang ibu. 


e. Pada bidang perikanan, pemanfaatan Biologi adalah sebagai landasan pengetahuan (basic science) dalam usaha pembudidayaan ikan-ikan atau hewan laut lainnya yang telah diketahui memiliki nilai gizi tinggi (yaitu sebagai sumber protein hewani) dan bernilai ekonomis. Selain itu, Biologi juga dapat dijadikan landasan pengetahuan dalam penelitian-penelitian lain yang lebih luas lingkupnya, yakni pada lingkup ekosistem perairan laut dan pantai.


Demikianlah pemanfaatan Biologi pada bidang kedokteran, pertanian dan peternakan, serta perikanan. Sampai di sini apakah Anda sudah memahaminya? Bagus! Sekarang marilah kita pelajari bagaimana pemanfaatan Biologi pada bidang industri.

e). PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG INDUSTRI

Dahulu manusia hanya mengambil sesuatu dari lingkungannya yang langsung dapat dimanfaatkan untuk kehidupannya, misalnya buah-buahan langsung dipetik untuk dimakan, sementara bagian lain dari tumbuhan itu dibiarkan atau dibuang begitu saja. Begitu pula pemanfaatan manusia terhadap hewan, hanya diambil daging atau telurnya saja. Namun setelah berkembangnya Biologi, khususnya pada cabang zoologi, botani, taksonomi, biokimia, mikrobiologi, dan bioteknologi, manusia telah berhasil menemukan berbagai bagian tubuh tumbuhan atau hewan yang dapat diolah menjadi bahan baku industri. 


Berikut ini adalah contoh-contoh pemanfaatan Biologi pada bidang industri:
a. Ditemukannya kandungan gula yang cukup tinggi pada batang tebu, menyebabkan berkembangnya pabrik pengolahan tebu menjadi gula.
b. Diketahuinya bahwa serabut biji kapas dan bulu domba dapat diolah menjadi benang, dan kepompong ulat sutera dapat diolah menjadi benang sutera, maka berkembanglah industri tekstil/kain, kain wol dan kain sutera.
c. Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang menguntungkan maupun yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit), maka berkembanglah industri obat-obatan, makanan/minuman yang berkhasiat obat. 


Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam . Contoh lainnya pemanfaatan mikrobiologi dalam bidang industri makanan adalah pada industri kecap, tempe, oncom, keju, roti, dan nata de coco, serta minuman anggur.


Dalam industri obat-obatan, telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi penderita penyakit Diabetes Melitus pada manusia.

Insulin untuk penderita diabetes melitus yang di produksi oleh bakteri E.coli.
Contoh perkembangan mikrobiologi dalam industri obat-obatan lainnya adalah pada industri pembuatan antibiotik dan vaksin. Macam-macam antibiotik yang sudah berhasil dibuat antara lain adalah: Penisilin (dibuat dari jamur Penicillium), Sefalosporin (dihasilkan oleh jamur Cephalosporium), dan Tetrasiklin (dihasilkan oleh jamur Streptomycin). 


Demikianlah sumbangan-sumbangan Biologi kepada dunia industri. Sekarang, coba Anda sebutkan 2 macam industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi. Dan menurut Anda, cabang-cabang Biologi apa saja yang terkait di dalamnya? Untuk menjawab persoalan ini Anda boleh berdiskusi bersama teman-teman Anda. 


Sebagai contoh; Industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi adalah industri jamu. Cabang-cabang Biologi yang terkait pada industri tersebut adalah ilmu Botani yang meliputi taksonomi tumbuhan, anatomi tumbuhan, dan fisiologi tumbuhan, juga mikrobiologi, patologi, mikologi, dan bioteknologi. 


Jika Anda sudah menjawabnya, tanyakan kepada guru bina Biologi Anda, apakah jawaban Anda tersebut sudah tepat atau masih perlu diperbaiki. Jika jawaban Anda sudah tepat, berarti Anda sudah memahami pemanfaatan Biologi pada bidang industri.
Dari seluruh uraian yang telah Anda pelajari di atas, jelaslah bahwa pengetahuan mengenai Biologi sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia bukan? Selain itu, dengan pengetahuan Biologi yang baik, maka kita akan;


a. Semakin mengenali diri kita sebagai mahluk hidup.
b. Semakin mengenal dan mengetahui hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
c. Semakin menyayangi mahluk hidup yang ada di sekitar kita dan dapat memanfaatkannya secara bijaksana
d. Selalu berusaha menjaga kelestarian lingkungan dan dapat mengatasi masalah yang timbul dalam hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
e. Semakin menyadari kebesaran Tuhan Yang Maha Esa yang menciptakan kehidupan di bumi ini.



C. Uji Kompetensi

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (X) pada huruf di depan jawaban dari soal-soal berikut!
1. Cabang biologi yang mengkaji hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan lingkungannya adalah ....
A. zoologi
B. ekologi
C. sitologi
D. botani
E. evolusi


2. Mikologi merupakan cabang Biologi yang mengkaji ….
A. virus
B. jaringan
C. jamur
D. sel
E. jasad renik


3. Mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat dikaji dalam .…
A. anatomi
B. fisiologi
C. morfologi
D. genetika
E. taksonomi


4. Taksonomi mengkaji ....
A. kesehatan
B. struktur luar tubuh mahluk hidup
C. serangga dan seluk beluknya
D. pengelompokan / klasifikasi mahluk hidup
E. mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat


5. Sejak perkembangan mahluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi dipelajari pada cabang biologi ....
A. evolusi
B. histologi
C. sitologi
D. ekologi
E. taksonomi


6. Cabang-cabang biologi berikut ini berkaitan dengan dunia pertanian, kecuali .…
A. ekologi
B. genetika
C. virologi
D. fisiologi
E. ornitologi


7. Pernyataan berikut ini benar, kecuali .…
A. pengelolaan sumber daya alam harus didasari pemahaman biologi yang baik
B. sikap arif dan bijaksana sangat diperlukan dalam pengelolaan sumber daya alam
C. pencemaran limbah industri dapat merusak lingkungan biotik sekitarnya
D. hutan lindung boleh dieksploitasi setelah diketahui terdapat kandungan emas yang banyak di sana
E. IPTEK bertujuan meningkatkan kualitas hidup manusia 


8. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi jenis-jenis mikroba yang bersifat patogen, dan telah dapat dibuat pula … nya.
A. antigen
B. antibiotik
C. in vitro
D. kloning
E. kultur jaringan


9. Melalui teknik kultur jaringan para ahli dapat menumbuhkan beberapa jenis tanaman potensial untuk kesejahteraan hidup manusia. Berikut ini yang bukan beberapa keuntungan teknik kultur jaringan tumbuhan adalah ….
A. waktunya singkat
B. mudah dikontrol
C. tidak memerlukan lahan luas
D. efisien
E. tidak perlu kondisi steril


10. Cabang biologi yang mendasari beberapa cabang biologi lainnya adalah ….
A. bioteknologi
B. fisiologi
C. anatomi
D. genetika
E. sitologi


11. Berikut ini yang merupakan aplikasi cabang biologi bidang mikrobiologi adalah .…
A. pembuatan yoghurt
B. penyisipan gen
C. pemisahan genom X dan Y
D. superovulasi
E. transpalasi organ


12. Agar ternak sapi betina jenis unggul mengalami superovulasi maka ternak tersebut diberi suntikan hormon ….
A. PMSG
B. HCG
C. PMSG dan HCG
D. Estrogen dan PMSG
E. HCG dan estrogen


13. Hormon insulin untuk penderita diabetes mellitus dapat dibuat dari bakteri ....
A. Bacillus thuringiensis
B. Monilia sitophila
C. Salmonella
D. Thyposa
E. Escherichaia coli


14. Embrio hasil fertilisasi in vitro sebelum diimplantasikan ke uterus induk sapi atau domba, dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu dalam ....
A. hidrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
B. nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
C. oksigen cair bersuhu –100 derajat celcius
D. nitrogen cair bersuhu –120 derajat celcius
E. hidrogen cair bersuhu –120 derajat celcius


15. Pemanfaatan cabang biologi yang terkait pada industri jamu adalah sebagai berikut, kecuali ….
A. taksonomi tumbuhan
B. mikrobiologi
C. fisiologi tumbuhan
D. anatomi tumbuhan
E. evolusi tumbuhan


16. Tanaman padi dan palawija yang berumur pendek, tahan terhadap serangan hama wereng, dan hasil produksinya banyak, dapat diperoleh dengan cara ….
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutai buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro


17. Penggunaan pupuk N yang berlebihan pada areal pertanian atau perkebunan dapat mengakibatkan hal-hal berikut ini, kecuali ....
A. eutrofikasi oleh eceng gondok
B. blooming algae
C. penyakit methemoglobinemia
D. penyakit minamata
E. organisme air mati


18. Buah-buahan dapat berukuran besar dan tanpa biji dapat diperoleh dengan cara ....
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutasi buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro


19. Berikut ini adalah contoh-contoh aplikasi biologi pada dunia kedokteran, kecuali ....
A. transplantasi organ
B. penyuntikan gen leptin
C. teknik superovulasi
D. fertilisasi in vitro
E. pembuatan vaksin virus flu burung


20. Pernyataan manakah yang salah?
A. objek /kajian biologi mencakup 5 kingdom tanpa virus
B. biologi terapan /bioteknologi diantaranya mencakup pertanian, peternakan, dan kedokteran
C. toksikologi termasuk ke dalam cabang biologi yang mengkaji lingkungan
D. fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi dipelajari dalam palaeontologi
E. ornitologi merupakan cabang dari kajian zoologi

Posting Komentar untuk "Ruang Lingkup Biologi"