ILMU BIOLOGI

Ø ILMU BIOLOGI

Biologi adalah ilmu alam yang mempelajari kehidupan dan organisme hidup, termasuk struktur, fungsi, pertumbuhan, evolusi, persebaran, dan taksonominya. Ilmu biologi modern sangat luas dan eklektik, serta terdiri dari berbagai macam cabang dan subdisiplin. Namun, meskipun lingkupnya luas, terdapat beberapa konsep umum yang mengatur semua penelitian, sehingga menyatukannya dalam satu bidang. Biologi umumnya mengakui sel sebagai satuan dasar kehidupan, gen sebagai satuan dasar pewarisan, dan evolusi sebagai mekanisme yang mendorong terciptanya spesies baru. Selain itu, organisme diyakini bertahan dengan mengonsumsi dan mengubahenergi serta dengan meregulasi keadaan dalamnya agar tetap stabil dan vital.

Ø DASAR BIOLOGI MODERN

A.    Teori sel

Menurut teori sel, sel merupakan satuan dasar kehidupan, dan semua kehidupan terdiri dari satu atau lebih atau produk sel yang disekresikan (seperti tempurung). Semua selterbelah dari sel lain. Pada akhirnya, setiap sel di tubuh organisme multiseluler berasal dari satu sel di dalam sel telur yang terfertilisasi. Sel juga dianggap sebagai satuan dasar dalam proses patologis, dan fenomena aliran energi terjadi di sel sebagai bagian dari proses metabolisme. Selain itu, sel mengandung satuan pewarisan (ADN) yang diwariskan dari satu sel ke sel lain selama proses pembelahan sel.

B.      Evolusi

Salah satu konsep penting dalam biologi adalah konsep bahwa kehidupan berubah melalui mekanisme evolusi, dan bahwa semua organisme punya nenek moyang bersama. Berdasarka nteori evolusi, semua organisme di Bumi, baik yang masih hidup maupun yang sudah punah, berasal daru satu nenek moyang atau lungkang gen bersama. Evolusi kini digunakan untuk menjelaskan keanekaragaman kehidupan di Bumi.

Sejarah evolusioner spesies dan hubungan genealogisnya dengan spesies lain disebut filogeni. Informasi tentang filogeni dihasilkan dari berbagai macam pendekatan, seperti perbandingan rangkaian ADN yang dilakukan dalam bidang biologi molekuler atau genomika, dan perbandingan fosil dalam bidang paleontologi. Untuk memperkirakan memperkirakan jangka waktu terjadinya evolusi, ilmuwan juga menggunakan berbagai metode, seperti penanggalan radiokarbon. Ahli biologi menganalisis hubungan evolusioner dengan metode filogenetika, fenetika, dan kladistika.

C.      Genetika

Gen adalah satuan pewarisan utama semua organisme. Gen merupakan bagian dari ADN yang memengaruhi bentuk atau fungsi organisme. Semua organisme, dari bakteri hingga hewan, memiliki mekanisme yang mentranslasi ADN menjadi protein. Sel mentranskripsi ADN menjadi asam ribonukleat (ARN), dan ribosom kemudian mentranslasi ARN menjadi protein, sebuah rangkaian asam amino. Kode translasi semua organisme pada dasarnya sama. Misalnya, rangkaian ADN yang menyandikan insulin dalam tubuh manusia juga menyandikan insulin ketika dimasukkan ke organisme lain seperti tumbuhan.

ADN biasanya berbentuk kromosom linear dalam eukariota, dan kromosom lingkaran dalam prokariota. Kromosom adalah struktur yang terdiri dari ADN dan histon. Rangkaian kromosom dalam sel dan satuan pewarisan lain yang dapat ditemui dalam mitokondria, kloroplas, dan tempat lain secara kolektif disebut genom. Dalam eukariota, ADN genomik terletak di nukleus sel, bersama dengan sejumlahmitokondria dan kloroplas. Dalam prokariota, ADN ada di dalam sitoplasma yang disebut nukleoid. Informasi genetik dalam sebuah genom disimpan dalam gen, dan himpunan informasi tersebut dalam suatu organisme disebut genotip.

D.     Homeostasis

Homeostasis adalah kemampuan suatu sistem terbuka dalam meregulasi stabilitas lingkungan dengan melakukan penyesuaiankeseimbangan dinamika yang diatur oleh mekanisme regulasi yang terkait. Semua organisme hidup, baik uniseluler maupun multiseluler, mengalami homeostasis.

Untuk menjaga keseimbangan dinamika dan melakukan fungsi tertentu secara efektif, suatu sistem harus melacak dan menanggapi gangguan. Setelah melacak gangguan, sistem biologis biasanya menanggapi melalui proses umpan balik negatif. Artinya, sistem tersebut menstabilkan keadaan dengan mengurangi atau meningkatkan aktivitas suatu organ atau sistem. Contohnya adalah pelepasan glukagonketika kadar gula dalam tubuh terlalu rendah.

E.      Energi

Keberlangsungan suatu organisme bergantung pada masukan energi secara terus menerus. Reaksi kimia yang membentuk struktur dan fungsi tertentu dapat mengambil energi dari suatu substansi yang menjadi makanannya untuk membantu membentuk dan mempertahankan sel baru. Dalam proses ini, molekul bahan kimia yang menjadi makanan memainkan dua peran; pertama, makanan tersebut mengandung energi yang dapat diubah untuk mendukung reaksi kimia biologis; kedua, makanan tersebut mengembangkan struktur molekuler baru.

Organisme yang berperan dalam menghantarkan energi ke suatu ekosistem disebut autotrof. Hampir semua organisme autotrof memperoleh energi dari matahari. Tumbuhan danfototrof lainnya menggunakan energi matahari melalui proses fotosintesis yang mengubah bahan baku menjadi molekul organik, seperti ATP, yang dapat dipecahkan ikatannya untuk menghasilkan energy. Namun, beberapa ekosistem hanya bergantung pada kemotrof yang mendapatkan energi dari metana, sulfida, atau sumber energi non-matahari lainnya.

Beberapa energi yang diperoleh digunakan untuk menghasilkan biomassa yang dapat mempertahankan kehidupan dan mendukung pertumbuhan dan perkembangan. Kebanyakan sisa energi hanya menjadi panas dan molekul buangan. Proses penting yang mengubah energi yang terperangkap dalam substansi kimia menjadi energi yang berguna untuk kehidupan disebut metabolismedan respirasi sel.

Ø Penelitian

1)    Struktural

Biologi molekuler mempelajari biologi dalam tingkatan molekul. Bidang ini bersentuhan dengan bidang biologi lainnya, terutama genetika dan biokimia. Biologi molekuler mencoba memahami interaksi antara berbagai sistem sel, termasuk hubungan antar ADN, ARN, dan sintesis protein. Selain itu, bidang ini juga membelajari bagaimana interaksi tersebut diatur.

Biologi sel adalah ilmu yang terkait dengan properti struktural dan fisiologis sel, termasuk perilaku, interaksi, dan lingkungan. Hal ini dilakukan dalam tingkatan mikroskopik dan molekuler untuk mempelajari organisme bersel satu seperti bakteri serta sel dalam organisme multiseluler seperti manusia. Pemahaman akan fungsi dan struktur sel berperan penting dalam ilmu biologi. Kemiripan dan pebedaan antara berbagai jenis sel juga sangat terkait dengan bidang biologi molekuler.

Anatomi mempelajari struktur makroskopik seperti organ dan sistem organ,  sementara genetika merupakan ilmu gen,pewarisan, dan variasi dalam organisme. Gen menyandikan informasi yang penting untuk mensintesiskan protein, yang kemudian membentuk fenotip organisme. Dalam penelitian modern, genetika juga menyelidiki fungsi gen tertentu dan menganalisis interaksi genetik. Di dalam tubuh organisme, informasi genetik biasanya ada di dalam kromosom, di dalam struktur kimia molekul ADN tertentu.

Biologi perkembangan mempelajari proses pertumbuhan dan perkembangan organisme. Bidang ini berasal dari embriologi dan menyelidiki kuasa genetik atas pertumbuhan sel,diferensiasi sel, dan morfogenesis, yang merupakan proses yang menghasilkan jaringan, organ, dan anatomi. Organisme yang biasanya menjadi model dalam bidang ini meliputi cacing Caenorhabditis elegans, lalat buah Drosophila melanogaster, ikan zebra Danio rerio, tikus Mus musculus, dan tumbuhan Arabidopsis thaliana. Organisme-organisme tersebut dipelajari untuk memahami fenomena biologi tertentu, dengan harapan penemuan pada organisme tersebut dapat menambah pengetahuan tentang cara kerja organisme lain.

2)      Fisiologis

Fisiologi menyelidiki proses mekanik, fisik, dan biokimia organisme hidup dengan mencoba memahami bagaimana semua struktur bekerja secara keseluruhan. Gagasan “dari struktur ke fungsi” merupakan gagasan yang penting dalam bidang biologi. Penelitian fisiologis secara tradisional terbagi menjadi fisiologi tumbuhan dan hewan, namun beberapa prinsip fisiologi berlaku untuk semua organisme. Misalnya, fisiologi sel ragi mungkin juga berlaku untuk sel manusia. Bidang fisiologi hewan menggunakan alat dan metode dalam fisiologi manusia untuk spesies non-manusia. Fisiologi tumbuhan meminjam teknik dari kedua bidang tersebut.

Fisiologi juga mempelajari bagaimana sistem saraf, kekebalan, endokrin, pernapasan, dan peredaran darah bekerja dan berinteraksi. Penelitian sistem tersebut juga dilakukan oleh bidang yang berorientasi pada kedokteran seperti neurologi dan imunologi.

3)      Evolusioner

Penelitian evolusioner terkait dengan asal usul dan nenek moyang spesies, dan juga perubahannya seiring berjalannya waktu. Bidang ini juga meliputi ilmuwan dari berbagai bidang yang terkait dengan taksonomi. Contohnya adalah ilmuwan yang berspesialisasi dalam organisme tertentu seperti mamalogi, ornitologi, botani, dan herpetologi. Organisme-organisme tersebut digunakan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan evolusi yang umum.

Biologi evolusioner sebagian didasarkan dari paleontologi (yang menggunakan catatan fosil untuk menjawab pertanyaan tentang cara dan tempo evolusi)dan sebagian lagi dari genetika populasi dan teori evolusioner. Pada tahun 1980-an, biologi perkembangan memasuki kembali bidang biologi evolusioner setelah sebelumnya dikeluarkan darisintesis modern akibat penelitian biologi perkembangan evolusioner.Bidang lain yang terkait dan sering dianggap sebagai bagian dari biologi evolusioner adalah filogenetika,sistematika, dan taksonomi.

4)      Sistematika

Pohon filogenetik semua kehidupan berdasarkan data gen rRNA, yang menunjukkan perpisahan antara tiga domain bakteri, arkea, dan eukariota seperti yang dideskripsikan oleh Carl Woese. Pohon yang dibentuk berdasarkan gen lain juga sangat mirip, meskipun mungkin penempatan percabangan berbeda-beda akibat evolusi rRNA yang cepat. Hubungan pasti antara ketiga domain tersebut masih diperdebatkan.

5)      Ekologi dan lingkungan

Ekologi mempelajari persebaran dan berlimpahnya kehidupan, serta interaksi antara organisme dengan lingkungannya.Habitatsuatu organisme dapat dideskripsikan sebagai faktor abiotik lokal seperti iklim, di samping keberadaan organisme dan faktor biotiklainnya.Sistem biologis cukup sulit dipelajari karena ada sangat banyak interaksi yang mungkin terjadi antara organisme dengan lingkungan, bahkan dalam skala kecil. Bakteri di dalam gradien gula memberikan tanggapan terhadap lingkungan sama seperti seekor singa yang sedang mencari makanan di sabana Afrika. Spesies apapun juga dapat menunjukkan berbagai macam perilaku, seperti kerjasama, agresi, parasitisme, atau mutualisme. Masalah menjadi semakin rumit ketika dua atau lebih spesies berinteraksi dalam suatu ekosistem.

Sistem ekologi dipelajari dalam beberapa tingkatan yang berbeda, dari individu hingga populasi, ekosistem, dan biosfer. Istilah biologi populasi sering digunakan bergantian dengan ekologi populasi, meskipun istilah biologi populasi lebih sering digunakan ketika mempelajari penyakit, virus, dan mikroba, sementara ekologi populasi lebih sering dipakai ketika mempelajari tumbuhan dan hewan. Ekologi juga mengacu pada berbagai subdisiplin yang ada.

Ø CABANG-CABANG UTAMA ILMU BIOLOGI

Pada masa kini, biologi mencakup bidang akademik yang sangat luas, bersentuhan dengan bidang-bidang sains yang lain, dan sering kali dipandang sebagai ilmu yang mandiri. Berikut adalah cabang-cabang utama biologi :

a.      Aerobiologi – mempelajari partikel organik di udara

b.      Agrikultur – mempelajari proses produksi hasil panen, dan lebih menekankan pada penerapannya

c.       Anatomi – mempelajari bentuk dan fungsi tumbuhan, hewan, dan organisme lain (terutama manusia)

d.      Arachnologi – mempelajari arachnida

e.      Astrobiologi – mempelajari evolusi, distribusi, dan masa depan kehidupan di alam semesta—juga disebut eksobiologi,eksopaleontologi, dan bioastronomi

f.        Biofisika – mempelajari proses biologis dalam kerangka fisika, dengan menerapkan teori dan metode yang secara tradisional digunakan dalam ilmu fisika

g.      Biogeografi – mempelajari persebaran spesies dalam konteks keruangan dan waktu

h.      Bioinformatika – penggunaan teknologi informasi untuk meneliti, mengumpulkan, dan menyimpan data genomik atau data biologis lainnya

i.        Biokimia – mempelajari reaksi kimia yang diperlukan kehidupan agar tetap berfungsi, biasanya pada tingkatan seluler

j.        Biologi bangunan – meneliti lingkungan hidup di dalam ruangan

k.       Biologi evolusioner – mempelajari asal usul dan nenek moyang spesies

l.        Biologi integratif – mempelajari semua organisme

m.    Biologi kelautan (atau oseanografi biologis) – mempelajari ekosistem , tumbuhan, hewan, dan kehidupan samudra lainnya

n.      Biologi konservasi – mempelajari pelestarian, perlindungan, dan pemulihan lingkungan alam, ekosistem alam, vegetasi, dan margasatwa

o.      Biologi lingkungan – mempelajari dunia alam secara keseluruhan atau dalam wilayah tertentu, terutama dampak manusia terhadapnya

p.      Biologi molekuler – mempelajari biologi dan fungsi biologi dalam tingkatan molekuler, bertumpang tindih dengan biokimia

q.      Biologi populasi – mempelajari sekelompok organisme, termasuk

r.       Ekologi populasi – mempelajari dinamika dan kepunahan populasi

s.       Genetika populasi – mempelajari perubahan frekuensi gen dalam populasi suatu organisme

t.        Biologi perkembangan – mempelajari proses pembentukan organisme dari zigot

u.      Biologi sel – meneliti sel sebagai satuan yang utuh, dan interaksi molekuler dan kimia yang terjadi di dalam sel

v.       Biologi struktural – cabang biologi molekuler, biokimia, dan biofisika yang terkait dengan struktur molekuler makromolekul biologis

w.     Biologi sintetis – mengintegrasi biologi dengan teknik; membuat fungsi biologis yang tidak ada di alam

x.       Biomatematika (atau biologi matematis) – penelitian proses biologis secara kuantitatif atau matematis, dan lebih menekankan pada permodelan

y.       Biomekanika – penelitian mekanika kehidupan yang lebih menekankan pada penerapan melalui prostetik atau ortotik. Bidang ini sering dianggap sebagai cabang kedokteran

z.       Biomusikologi – mempelajari musik dari sudut pandang biologis

aa.  Bioteknologi – cabang biologi yang baru dan kadang-kadang kontroversial yang mempelajari manipulasi materi hidup, termasuk modifikasi genetik dan biologi sintetik

bb.  Botani – mempelajari tumbuhan

cc.   Ekologi – mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya

dd.  Embriologi – mempelajari perkembangan embrio (dari pembuahan hingga kelahiran)

ee.  Entomologi – mempelajari serangga

ff.     Epidemiologi – komponen penting dalam penelitian kesehatan, mempelajari faktor yang memengaruhi kesehatan suatu populasi

gg.  Epigenetik – mempelajari perubahan ekspresi gen atau fenotip seluler yang diakibatkan oleh mekanisme selain perubahan rangkaian ADN

hh.  Etologi – mempelajari perilaku hewan

ii.      Farmakologi – mempelajari persiapan, penggunaan, dan pengaruh obat-obatan

jj.      Fisiologi – mempelajari cara kerja organisme hidup serta organ-organnya

kk.   Fitopatologi – mempelajari penyakit pada tumbuhan (juga disebut patologi tumbuhan)

ll.      Genetika – mempelajari gen dan pewarisan

mm.         Hematologi – mempelajari darah dan organ pembentuk darah

nn.  Herpetologi – mempelajari reptil dan amfibi

oo.  Histologi – mempelajari sel dan jaringan, cabang mikroskopik anatomi

pp.  Iktiologi – mempelajari ikan

qq.  Kriobiologi – mempelajari pengaruh suhu yang rendah terhadap kehidupan

rr.    Limnologi – mempelajari perairan di daratan

ss.    Mamalogi – mempelajari mamalia

tt.     Mikrologi – meneliti organisme mikroskopik (mikroorganisme) dan interaksinya dengan kehidupan lainnya

uu.  Mikologi – mempelajari fungi

vv.   Neurobiologi – mempelajari sistem saraf, termasuk anatomi, fisiologi, dan patologinya

ww.           Onkologi – mempelajari proses kanker

xx.   Ornitologi – mempelajari burung

yy.   Paleontologi – mempelajari fosil dan bukti geografis kehidupan prasejarah

zz.    Patobiologi atau patologi – meneliti penyakit, seperti penyebab, proses, ciri, dan perkembangannya

aaa.          Parasitologi – mempelajari parasit dan parasitisme

bbb.          Penelitian biomedis – meneliti tubuh manusia yang sehat dan sakit

ccc.            Psikobiologi – mempelajari dasar psikologi secara biologis

ddd.          Sosiobiologi – mempelajari dasar sosiologi secara biologis

eee.          Teknik biologis – mempelajari biologi dari sudut pandang teknik dan lebih menekankan pada pengetahuan terapan. Bidang ini terkait dengan bioteknologi

fff.   Virologi – mempelajari virus dan agen yang seperti virus

ggg.          Zoologi – mempelajari hewan, termasuk klasifikasi, fisiologi, perkembangan, dan perilaku (cabang meliputi entomologi, etologi, herpetologi, iktiologi, mamalogi, dan ornitologi)

Ø SUMBER

http://id.wikipedia.org/wiki/Biologi