Kehidupan di bumi dibuat oleh struktur hierarki yg sangat terencana. Tingkatan organisasi kehidupan ini dimulai dr tingkat molekul, sel, jaringan, organ, tata cara organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem sampai tingkat bioma.
1. Organisasi Fungsional Tingkat Molekul
Semua makhluk hidup, termasuk kita, insan selalu membutuhkan air untuk kelancaran hidup. Untuk mengenang kembali pelajaran kimia, atom apakah yg menyusun air? Tentu Anda sudah mengenali bahwa air terdiri atas dua atom, yaitu dua atom hidrogen & satu atom oksigen.
Jika dua buah atom atau lebih bergabung lewat reaksi kimia, maka akan terbentuk partikel yg disebut molekul. Jadi, Anda sudah mengetahui bahwa air merupakan salah satu contoh molekul. Tahukah Anda bahwa dlm tubuh makhluk hidup ada empat unsur yg mendominasinya, yakni sekitar 99,35% dr jumlah atom, di antaranya yakni hidrogen, karbon, nitrogen, & oksigen.
Penyusun utama organisme adalah air & senyawa-senyawa karbon. Sekitar 70% berat sel yakni air, & apabila air dipisahkan dr sel, maka sekitar 95% berat kering sel yaitu senyawa-senyawa karbon yg meliputi 4 jenis molekul organik besar & sekitar 100 jenis molekul organik kecil, sisanya sebanyak 5% yaitu senyawa-senyawa anorganik berupa garam-garam mineral. Keempat jenis molekul organik besar sering dinamakan makromolekul yg terdiri atas protein, karbohidrat, lipid, & asam nukleat.
Protein
Tubuh kita sungguh memerlukan zat protein. Apa fungsi protein bagi badan? Protein bertindak sebagai material pembangun, yaitu pada otot, kulit, & rambut serta bisa berfungsi selaku pengangkut molekul kecil, contohnya hemoglobin yg memuat O2. Fungsi paling penting dr protein yakni selaku katalis seluruh reaksi dlm sel (enzim-enzim).
Karbohidrat
Karbohidrat sangat diharapkan dlm badan kita. Ibarat “bahan bakar” dlm sebuah kendaraan, itulah kegunaan dr karbohidrat, yaitu akan menciptakan energi bagi tubuh kita. Contoh karbohidrat yaitu glukosa, selulosa, amilum, & glikogen.
Lipid
Lipid merupakan senyawa yg dapat diekstraksi dr makhluk hidup dgn pelarut organik. Lipid ini meliputi banyak sekali ragam senyawa, termasuk lemak. Apa fungsi lemak? Salah satu jenis lipid ialah fosfolipid yg merupakan membran sel. Ada pula jenis lipid yg merupakan hormon mirip steroid, ada pula jenis lipid yg berfungsi sebagai pigmen mirip karotenoid.
Asam Nukleat
Asam nukleat merupakan senyawa polimer untuk sintesis protein yg spesifik, yakni menyimpan gosip genetika yg diwariskan dr generasi ke generasi selanjutnya. Asam ini terdiri atas RNA & DNA. Keempat jenis makromolekul sudah dipelajari, tetapi sel organisme masih mengandung sekitar 100 jenis molekul organik yg kecil.
Beberapa misalnya, antara lain ATP (adenosin trifosfat) yg berfungsi selaku satuan penyimpan energi kimia, misalnya pembakaran glukosa yg disimpan dlm bentuk molekul ATP. Contoh lain adalah vitamin-vitamin. Ingatlah kembali tentang macam-macam vitamin beserta fungsinya! Perhatikan tentang kandungan molekul-molekul pada makhluk hidup berikut ini!
Tabel Kandungan Molekul pada Makhluk Hidup
|
Kandungan Sel
|
Sel Hewan & Manusia
|
Sel Tumbuh-Tumbuhan
|
|
Air
|
67%
|
75%
|
|
Protein
|
15%
|
2%
|
|
Lemak (lipid)
|
13%
|
1%
|
|
Karbohidrat
|
2%
|
20%
|
|
Zat-zat lain
|
3%
|
2%
|
Jika kita perhatikan, sel binatang & insan lebih banyak mengandung protein & lemak, sedangkan sel tumbuh-tumbuhan mengandung lebih banyak karbohidrat. Cobalah fikirkan kenapa bisa demikian! Dengan mempelajari biologi pada tingkat molekul, kita dapat mengkaji lebih mendalam perihal kehidupan ini.
Di tingkat molekul, dipelajari struktur subselular (organel). Molekul dapat dibedakan menjadi makromolekul yg lebih sederhana hingga atom-atom (proton, neutron, & elektron) yg membangunnya. Sekumpulan atom-atom akan membentuk molekul-molekul yg disebut molekul organik.
Ada empat golongan molekul organik, yaitu molekul lipid, protein, karbohidrat, & asam nukleat. Interaksi antarmolekul-molekul tersebut akan membentuk organel yg memiliki fungsi tertentu. Selanjutnya, interaksi tersebut membentuk organisasi tingkat sel.
Contoh permasalahan biologi yg mampu timbul di tingkat molekul ialah virus. Meskipun virus hanya tersusun dr protein & molekul asam nukleat, virus dapat meningkat biak & menjadikan penyakit. Selanjutnya, virus dimasukkan dlm kelompok tersendiri.
2. Organisasi Kehidupan Tingkat Sel
Sel adalah tingkat organisasi di atas molekul. Semua makhluk hidup tersusun oleh sel, ada yg bersel satu atau bersel banyak. Sel selaku unit fungsional & struktural terkecil bagi makhluk hidup bersel banyak senantiasa menampilkan ciri-ciri hidup, di antaranya, sebagai berikut:
● dapat meningkat biak atau menghasilkan keturunan;
● mampu menciptakan energi lewat serangkaian proses respirasi sel dlm mitokondria;
● memberikan respons atau tanggapan kepada rangsang;
● melaksanakan pencernaan intraseluler (digestive) & pengeluaran (ekskresi);
● berkembang & berkembang. Sel-sel anak hasil pembelahan sel (mitosis) akan tumbuh hingga mencapai ukuran tertentu, kemudian mulai berkembang & berdiferensiasi atau berspesialisasi (berubah bentuk berdasarkan fungsi-fungsi tertentu).
Teori tentang Sel
Sejak inovasi mikroskop sederhana oleh Antonie Van Leeuwenhook (1623 – 1723) pada kala ke-16, penelitian di bidang biologi makin meningkat pesat, yaitu:
■ Theodor Schwann (1810 – 1882) mengemukakan bahwa sel merupakan struktur terkecil dr binatang.
■ Mathias Jacob Schleiden (1804 – 1881) menyatakan bahwa sel ialah struktur terkecil dr flora.
Kedua teori yg dikenal selaku teori sel itu menjadi pedoman bagi observasi biologi modern. Selain Schwann & Schleiden, tokoh yg berjasa di dlm pengembangan ilmu biologi, antara lain:
■ Baron George Cuvier (1769 – 1832), pencetus ilmu anatomi perbandingan.
■ Carolus Linnaeus (1707 – 1778), perintis ilmu taksonomi.
■ Johann Gregor Mendel (1822 – 1884), pencetus ilmu genetika.
■ Charles Darwin (1809 – 1882), pencetus teori evolusi.
Sejarah Penelitian wacana Sel
Sel pertama kali didapatkan oleh Robert Hooke (1635-1703). Ia memperoleh bentuk-bentuk mikroskopis dlm gabus pada kulit pohon Quercus suber yg tampakbarisan-barisan gabus seperti sarang lebah yg disebutnya “sel”. Kemudian Schleiden (1804 – 1881) & Schwann (1810 – 1882) yg menyelenggarakan observasi berulang-ulang terhadap sel-sel hewan & tumbuhan dgn mikroskop.
Pada tahun 1831 Robert Brown spesialis biologi dr Scotlandia, melaporkan pengamatannya wacana adanya benda kecil yg terapung dlm cairan sel yg disebut sebagai inti sel atau nukleus. Penyelidikan sel selanjutnya terkonsentrasi pada cairan sel yg disebut protoplasma oleh Felix Dujardin (1835), Johannes Purkinje (1787 – 1869) & Max Schultze (1825 – 1874).
Teori sel yg semula cuma menyatakan bahwa sel merupakan kesatuan struktural dr kehidupan, ditambah dgn pernyataan bahwa sel pula merupakan kesatuan fungsional dr kehidupan. Rudolf Virchow pada tahun 1858 menyatakan bahwa semua sel berasal dr sel-sel pula (omnis cellula cellula), maka dgn kata lain, sel pula merupakan kesatuan pertumbuhan makhluk hidup.
Periode kedua sejarah penelitian sel ialah eksperimen-eksperimen, salah satu hasilnya yaitu diketahui adanya faktor mempesona yg terdapat di dlm nukleus, yaitu kromosom. Berdasarkan pengetahuan itu, maka mampu dibilang bahwa sel merupakan kesatuan hereditas. Penemuan yg paling modern dikala ini yakni adanya mikroskop elektron yg dapat menawarkan gambar dgn skala 1.000.000 × ukuran benda yg bahwasanya.
Permasalahan biologi dapat timbul pada tingkat sel, antara lain, adanya perbedaan struktur sel binatang & struktur sel flora. Pada kenyataannnya, terdapat perbedaan antara sel hewan & sel tanaman. Perhatikan gambar sel hewan & sel tumbuhan berikut ini.
Bagian-Bagian Sel & Fungsinya
■ Selaput plasma & dinding sel
Selaput plasma terdiri dr dua lapisan lipoprotein, yakni:
● Lapisan luar terdiri dr protein yg mudah dilalui oleh molekulmolekul zat kimia.
● Lapisan dlm terdiri dr lemak (lipid) yg bersifat pilih-pilih (memilih) kepada molekul-molekul zat kimia & cuma molekul yg mampu larut dlm lemak saja yg dapat masuk.
Fungsi selaput plasma menertibkan angkutanzat-zat dr sel ke sel.
Dinding sel terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel merupakan kepingan terluar dr sel & merupakan hasil proses hidup dr protoplasma. Dinding sel primer yaitu dinding sel yg dibentuk sewaktu sel membelah, & sehabis sel mengalami penebalan berubah menjadi dinding sekunder. Dinding sel berfungsi untuk:
(1) Melindungi kepingan sel yg berada di dalamnya.
(2) Sebagai susukan & keluar air beserta zat-zat terlarut.
(3) Memberi bentuk sel & memperkokoh sel.
(4) Bersama-sama vakuola berperan dlm menjaga turbiditas sel.
■ Sitoplasma
Cairan yg dibatasi oleh selaput plasma & terletak di luar inti sel. Di dlm sitoplasma ini terjadi proses kehidupan yg penting. Pada sitoplasma ini terdapat organel-organel sel, antara lain:
● Retikulum endoplasma Saluran yg menghubungkan inti sel dgn sitoplasma.
● Ribosom Sebagai kawasan terjadinya sintesis protein.
● Mitokondria Tempat terjadinya respirasi sel, untuk menghasilkan energi.
● Badan golgi Berfungsi selaku alat pengeluaran limbah atau zat-zat dr sel.
● Lisosom Berperan dlm membunuh kuman penyakit, yg menyerang sel (alat pertahanan).
■ Inti sel (nukleus)
Terletak di dlm sitoplasma dibatasi oleh selaput inti/dinding inti. Di dalamnya terdapat cairan yg disebut nukleoplasma & butir-butir inti (nukleous). Inti sel berperan selaku sentra pengaturan segala proses yg terjadi di dlm sel.
3. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan
Jaringan ditemukan pada organisme multiseluler (bersel banyak). Jaringan adalah kumpulan sel yg memiliki bentuk serta fungsi yg sama. Kelompok sel ini memiliki fungsi yg spesifik. Berikut ini contoh-contoh jaringan pada makhluk hidup.
Jaringan pada Hewan
■ Jaringan epitel Berfungsi melapisi aneka macam rongga atau di saluran tubuh & membentuk kulit yg membungkus badan.
■ Jaringan ikat Berfungsi mengikat & menghubungkan antarjaringan.
■ Jaringan rangka/tulang Berfungsi menyokong, melindungi badan, & menjadi alat gerak.
■ Jaringan darah Berfungsi mengedarkan zat makanan & oksigen maupun memuat sisa metabolisme ke alat pengeluaran.
■ Jaringan saraf Berfungsi mengoordinasikan & meneruskan rangsang (stimulus).
■ Jaringan otot Berfungsi bersama dgn jaringan tulang mendukung fungsi gerak.
Jaringan pada Tumbuhan
■ Jaringan epidermis Berfungsi melindungi permukaan badan tanaman.
■ Jaringan mesofil Berfungsi membuat makanan dgn proses fotosintesis.
■ Jaringan parenkim (dilengkapi plastida) Plastida yg terkena cahaya matahari selaku kawasan fotosintesis. Plastida yg tak terkena cahaya matahari selaku cadangan makanan.
■ Jaringan pembuluh (berupa xilem & floem) Xilem berfungsi memuat air & garam-garam mineral dr akar ke daun. Floem berfungsi mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh.
■ Jaringan sklerenkim Berfungsi menyokong & menguatkan badan tanaman.
■ Jaringan meristem Berfungsi menciptakan sel-sel gres untuk pertumbuhan.
4. Organisasi Kehidupan Tingkat Organ
Sekelompok jaringan yg memiliki fungsi (pekerjaan) tertentu akan membentuk suatu organ. Cabang biologi yg mempelajari organ disebut dgn organologi. Organ apa saja yg terdapat di dlm tubuh Anda? Organ yg ada di dlm badan kita, antara lain mata, jantung, pendengaran, ginjal, paru-paru, lambung, & lain-lain.
Kajian biologi pada tingkat organ meliputi asal seruan organ, perkembangannya, fungsi berbagai macam organ, komponen penyusun organ, kelainan pada organ, serta tranplantasi organ. Bagaimana dgn organ pada tanaman & binatang?
Organ pada hewan
Dibedakan menjadi 2:
■ Organ luar misalnya: tangan, kaki, hidung, mulut, telinga, mata.
■ Organ dalam misalnya: hati, ginjal, usus, jantung, paru-paru, saraf.
Organ pada flora
■ Akar Berfungsi menyerap air & zat-zat makanan, memperkukuh berdirinya batang, menyimpan cadangan makanan, & alat perkembangbiakan vegetatif.
■ Batang Berfungsi selaku kawasan tumbuhnya daun, alat penyimpanan cadangan makanan, alat perkembangbiakan vegetatif, alat transportasi zat kuliner dr akar ke daun & hasil asimilasi dr daun ke seluruh potongan tumbuhan.
■ Daun Berfungsi sebagai kawasan fotosintesis, daerah menyimpan bahan kuliner, alat perkembangbiakan vegetatif (pada tanaman tertentu), alat evaporasi (penguapan), & alat respirasi (lewat stomata).
■ Bunga Berfungsi sebagai alat pembentuk sel kelamin.
■ Buah Berfungsi menciptakan biji yg mengandung embrio atau forum selaku alat perkembangbiakan bagi flora.
5. Organisasi Kehidupan Tingkat Sistem Organ
Masih ingatkah Anda pelajaran mengenai sistem pencernaan, sistem pernapasan, sistem peredaran darah, tata cara gerak, tata cara reproduksi, & tata cara transportasi yg Anda pelajari di Sekolah Menengah Pertama? Masing-masing metode itu terbentuk oleh beberapa organ. Misalnya, tata cara pencernaan terdiri atas organ-organ pencernaan, yakni verbal, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, & anus.
Jadi, metode organ yaitu kumpulan organ yg saling bekerjasama, melakukan pekerjaan sama, & berinteraksi membentuk suatu sistem untuk menanggulangi pekerjaan tertentu. Kajian yg akan dipelajari meliputi fungsi dr banyak sekali sistem dlm mendukung kehidupan, penyusun metode, cara kerja sistem, serta kelainan atau gangguan yg terjadi pada tata cara tersebut.
6. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu
Individu dapat berupa organisme bersel tunggal (uniseluler) atau bersel banyak (multiseluler). Bakteri & protozoa yaitu pola organisme bersel tunggal. Satu basil & satu protozoa dikatakan selaku satu individu. Manusia, kucing, pohon kelapa, & tumbuhan melati merupakan contoh organisme multiseluler. Seorang manusia, seekor kucing, sebatang pohon kelapa, & setangkai tanaman melati pula dibilang satu individu.
Individu multiseluler terbentuk dr tata cara organ-metode organ yg melakukan pekerjaan sama dlm suatu kesatuan. Setiap sistem organ tak dapat melaksanakan fungsinya sendiri-sendiri. Setiap metode organ memiliki kebergantungan pada metode organ yg lainnya.
Contohnya pada insan, tata cara pernapasan, tata cara peredaran darah, sistem pencernaan, tata cara pengeluaran, metode koordinasi, metode gerak, & sistem reproduksi mempunyai saling kebergantungan. Sistem peredaran darah tak akan berfungsi dgn baik bila terjadi gangguan pada sistem pernapasan. Karena untuk memompa darah, jantung membutuhkan energi yg didapat dr oksigen.
Jika jantung tak mampu bekerja dengan-cara maksimal maka peredaran oksigen & sari-sari kuliner pada tubuh akan terusik pula. Hal ini dapat berakibat fatal bagi tubuh dengan-cara keseluruhan. Apa yg dapat terjadi pada tumbuhan kalau salah satu organnya tak berfungsi dgn baik?
7. Organisasi Kehidupan Tingkat Populasi
Tingkat selanjutnya ialah populasi. Masih ingatkah kalian apa arti populasi? Populasi artinya kumpulan dr individu sejenis yg dengan-cara bareng menempati suatu habitat. Bagaimana kalian dapat mengetahui bahwa individu-individu itu sejenis? Sejenis atau spesiesnya sama ditandai dgn adanya kesanggupan untuk mengadakan perkawinan & menciptakan keturunan yg fertil (subur).
Dengan demikian, dlm kelas kalian yg berisi 31 individu, terdapat berapa populasikah? Jawabnya, ada satu populasi, yaitu populasi insan. Contoh permasalahan biologi yg mampu muncul di tingkat populasi yakni kecerdikan daya ikan mas. Untuk budi daya ikan mas, kita memerlukan individu-individu sejenis yg memiliki sifat unggul sehingga hasil perkawinan di antara ikan mas yaitu keturunan yg fertil.
8. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas
Umumnya di suatu kawasan terdapat lebih dr satu macam populasi. Perhatikan halaman sekolah Anda. Di sana mungkin terdapat populasi rumput, populasi cacing, populasi belalang, & populasi semut. Kumpulan populasi yg menempati area sama & saling berafiliasi disebut komunitas.
Di dlm komunitas selalu ada interaksi, baik antaranggota spesies yg sama, maupun interaksi antarpopulasi yg berbeda. Spesies dlm komunitas dapat berperan sebagai produsen, konsumen, pengurai, & detritrivor. Contoh komunitas yakni komunitas sawah (ada populasi belalang, ada populasi padi, ada populasi ular, & lain-lain).
9. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem
Perhatikan kembali halaman sekolah Anda. Di manakah rerumputan menancapkan akarnya? Pada tanah, bukan? Dari mana rerumputan memperoleh karbon dioksida yg dibutuhkan untuk proses fotosintesisnya? Dari udara di sekelilingnya, bukan? Apakah syarat yg diperlukan selain ketersediaan karbon dioksida biar rerumputan mampu melakukan fotosintesis? Tentu sinar matahari & air.
Rerumputan pula memerlukan senyawa anorganik yg didapatkan dr hasil penguraian, misalnya oleh cacing tanah, semoga dapat melakukan fotosintesis dgn baik. Proses fotosintesis yg dikerjakan rerumputan menghasilkan senyawa karbohidrat yg dibutuhkan makhluk hidup yang lain, contohnya oleh belalang. Belalang pula menerima oksigen dr fotosintesis rerumputan tersebut.
Dari keterangan di atas, Anda dapat mendapatkan suatu organisasi kehidupan yg menunjukkan saling keterkaitan, kebergantungan, & hubungan timbal balik antarmakhluk hidup & antarmakhluk hidup dgn lingkungannya. Bentuk organisasi kehidupan ini dinamakan organisasi kehidupan tingkat ekosistem.
Ekosistem Berasal dr kata oikos yang berarti rumah sendiri dan systema yang memiliki arti terdiri atas cuilan-penggalan yg utuh atau saling memengaruhi. Ekosistem merupakan unit fungsional yg mencakup organisme (biotik) dgn lingkungannya yg tak hidup (abiotik) dlm relasi saling memengaruhi & berinteraksi.
Komponen biotik ekosistem terdiri atas produsen (tumbuhan), konsumen, & pengurai. Pada contoh tersebut, yg bertindak sebagai produsen ialah rumput, konsumennya yakni belalang, & pengurainya adalah cacing tanah. Adapun komponen abiotik pada contoh tersebut ialah tanah, udara, sinar matahari, zat anorganik, & air. Di dlm organisasi kehidupan tingkat ekosistem, kita pula mampu menyaksikan adanya aliran energi dr organisme fotosintetik ke herbivora & karnivora.
10. Organisasi Kehidupan Tingkat Bioma
Apakah perbedaan antara kolam, sungai, dgn gurun, tundra, taiga, padang rumput atau hutan hujan tropis? Jika Anda berpikir bahwa gurun, tundra, mempunyai wilayah yg jauh lebih luas dibandingkan dengan kolam, sungai, & seterusnya, inilah yg disebut dengan bioma.
Selain mempunyai wilayah yg jauh lebih luas, bioma pula memiliki ciri khas, yaitu dipengaruhi adanya iklim tertentu. Objek kajian biologi pada tingkat bioma meliputi banyak sekali macam bioma yg ada di dunia & dipengaruhi oleh iklim, contohnya curah hujan, kelembapan, suhu, & angin.
Menurut garis lintang, kita mengenal 6 macam bioma, mulai dr khatulistiwa sampai kutub, yaitu bioma gurun, padang rumput, hutan gugur, hutan hujan tropis, taiga, & bioma tundra. Pemberian nama bioma didasarkan pada jenis tumbuhan yg mayoritas. Misalnya bioma padang rumput didominasi oleh tumbuhan rumput & binatang mamalia besar, seperti herbivor & karnivor.
Semua komunitas biotik berhubungan dgn komunitas biotik lain di sekelilingnya. Demikian pula ekosistem bekerjasama dgn ekosistem lain di sekelilingnya. Ekosistem hutan berafiliasi dgn ekosistem sungai. Ekosistem sungai berafiliasi dgn maritim. Dengan demikian, semua ekosistem di bumi ini saling berhubungan, sehingga bumi merupakan suatu ekosistem besar disebut juga biosfer.