1. Ruang Lingkup Biologi

Biologi adalah salah satu cabang dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) atau sains yang mempelajari mahluk hidup. Biologi menyibak semua misteri kehidupan baik di darat, perairan maupun udara. Pernakah muncul pertanyaan di benak kalian, mengapa kita perlu mempelajari Biologi? Ya, salah satu alasan mengapa kita mempelajari biologi adalah adanya rasa keingintahuan. Misalnya, keingintahuan akan pemeliharaan hewan yang baik, budi daya tanaman yang berhasil, keingintahuan penyebab kanker dan masih banyak lagi. Allah Yang Maha Esa, membekali manusia dengan akal budi. Karena adanya akal budi inilah, mendorong sifat ingin tahu manusia menjadi bangkit sehingga terciptalah ilmu pengetahuan.

Sadar atau tidak, rasa ingin tahu tentang kehidupan akan membawa kita untuk berpetualang menjelajahi alam, mempelajarinya di laboratorium bahkan menengok kehidupan masa lalu. Dengan menjelajahi alam, kita dapat mempelajari keunikan keanekaragaman hayati (biodiversitas), penyebab bencana alam atau pun perilaku kawin hewan. Jika ingin mengetahui bagaimana mikroorganisme melakukan aktivitas, seperti apa struktur jaringan penyusun daun, bentuk sel, semua dapat ditemukan jawabannya di Laboratorium.  Dan lagi, jika ingin menemukan jawaban atas keingintahuan terhadap dunia kehidupan jauh sebelum kita, maka mulailah melakukan perjalanan intelektual untuk menembus dunia masa lalu dengan mempelajari temuan  fosil-fosil dan benda-benda purbakala.

A. PERMASALAHAN BIOLOGI

Biologi memiliki lingkup yang luas yang terkait baik dengan kehidupan sehari-hari maupun masa depan kita.  Tidak sedikit ahli biologi meneliti masalah-masalah kehidupan di sekitar manusia yang tengah terjadi.  Masalah utama yang hingga kini menjadi bahan penelitian para biologiwan diantaranya adalah masalah kanker, produksi pangan, ledakan penduduk, AIDS, pemanasan global dan lain-lain. Akan tetapi, permasalahan-permasalahan tersebut pada dasarnya dikaji melalui objek biologi itu sendiri maupun melalui tingkat organisasi kehidupan.

1. Objek Biologi

Dalam buku Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–1822) karangan Gottfried Reinhold Treviranus, tertulis: “Objek penelitian kami adalah berbagai macam bentuk dan perwujudan kehidupan, keadaan dan hukum yang mengatur fenomena tersebut, serta penyebabnya. Ilmu yang terkait dengan objek tersebut kami sebut biologi [Biologie] atau doktrin kehidupan [Lebenslehre]”. Jadi, dapat disimpulkan bahwa objek biologi meliputi mahluk hidup dan lingkungannya.

a. Mahluk Hidup

Sejak dulu, biologiwan membagi keanekaragaman mahluk hidup menjadi 5 kingdom (kerajaan). Pengklasifikasian sistem 5 kingdom ini dikemukakan  oleh Robert H. B. Whittaker pada tahun 1969. Seluruh organisme prokariota termasuk dalam kingdom Monera, sedangkan organisme eukariota dibagi menjadi kingdom  Protista, Fungi (Jamur), Plantae (Tumbuhan) dan Animalia (Hewan). Untuk lebih memahami perbedaan di antara 5 kingdom ini, perhatikan tabel 1.1  berikut!

Tabel 1.1. Klasifikasi Mahluk Hidup Sistem 5 Kingdom

Dewasa ini, kelima kingdom tersebut diklasifikasikan lagi ke tingkat yang lebih tinggi  yaitu domain. Dua anggota kingdom Monera yaitu Eubakteri (Bakteri) dan  Archaeabakteri dipisahkan dalam kelompok yang berbeda yaitu Domain Bakteri dan Domain Archaea. Sedangkan kingdom Protista, Fungi, Plantae dan Animalia dikelompokkan dalam domain Eukariota (Eukarya). Penggolongan ketiga domain ini berdasarkan atas keberadaan nukleus sejati,  perbedaan RNA ribosom (rRNA) dan urutan genom. Materi pengelompokkan mahluk ini akan dibahas lebih lanjut nanti pada Bab 2 Klasifikasi Mahluk Hidup.

b. Lingkungan

Telah disebutkan sebelumnya bahwa yang termasuk dalam objek biologi adalah mahluk hidup dan lingkungannya. Lantas mencakup apa saja lingkungan mahluk hidup? Lingkungan mahluk hidup meliputi lingkungan biotik dan lingkungan abiotik. Lingkungan biotik mencakup semua mahluk hidup yang ada di sekitarnya, sedangkan lingkungan abiotik mencakup segala benda tak hidup yang ada di sekitarnya seperti cahaya matahari, air, pH, suhu dan lain-lain.

Ada satu lagi objek biologi yang unik yaitu virus. Disebut unik karena virus memiliki sifat memperbanyak diri seperti mahluk hidup tetapi juga memiliki sifat dapat dikristalkan seperti benda tak hidup. Pembahasan mengenai virus dan keunikannya dapat kalian pelajari nanti pada Bab 3.

2. Tingkat Organisasi Kehidupan (Hirarki dan Organisasi Kehidupan)

Untuk mengkaji lebih lanjut tema permasalahan biologi, maka tiap-tiap objek dipilah-pilah lagi menurut tingkat-tingkat organisasi kehidupan yaitu tingkat molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, organisme, populasi, komunitas, ekosistem dan biosfer. Gambar 1.1 memperlihatkan tingkat organisasi kehidupan dari tingkat terendah hingga tingkat tertinggi. Bagaimana karakteristik tiap-tiap tingkat, mari kita simak uraian berikut.

a. Molekul

Semua benda, baik benda  hidup maupun tak hidup tersusun atas satuan-satuan yang disebut atom. Di dalam tubuh organisme, atom ini terdapat tidak sebagai unsur bebas tetapi dalam bentuk senyawa kimia, yaitu zat yang terdiri atas dua atau lebih jenis atom yang digabung menjadi satu oleh ikatan kimia. Susunan atom yang disatukan dengan ikatan kimia disebut molekul.  Sebagai contoh adalah air (H2O), mengandung dua atom hydrogen dan satu atom oksigen yang membentuk ikatan kimia.

Molekul yang terdapat dalam tubuh organisme terdiri dari 2 jenis yaitu molekul anorganik dan molekul organik. Di antara molekul anorganik yang terdapat dalam mahluk hidup adalah air, CO2, asam, basa dan garam. Sedangkan molekul organik mencakup semua senyawa yang mengandung unsur karbon, seperti karbohidrat, protein, lipid, asam  nukleat dan steroid.

b. Sel

Molekul-molekul di dalam tubuh organisme seperti air, protein, karbohidrat dan lain-lain tidaklah hidup. Akan tetapi, molekul-molekul tersebut membentuk sistem interaksi yang kompleks yang diorganisir di dalam unit-unit yang disebut sel.

Teori sel menggambarkan bahwa sel merupakan unit dasar dari struktur dan fungsi organisme. Sel merupakan tingkat struktural terendah yang mampu melakukan aktivitas kehidupan. Sel memiliki kemampuan membelah diri untuk membentuk sel-sel baru.

Sejumlah organisme, seperti amoeba terdiri dari sel tunggal (uniseluler), tetapi sejumlah organisme lainnya seperti hewan merupakan agregat multiseluler dari berbagai tipe sel yang telah mengalami spesialisasi.

Permasalahan biologi pada tingkat sel telah membuka cakrawala para saintis untuk melakukan penelitian, ditunjang lagi dengan adanya kemajuan IPTEK. Sebagai contoh keinginan manusia untuk memecahkan permasalahan seperti penyakit degeneratif  (stroke, parkinson dan alzheimer) dimana terdapat beberapa kerusakan atau kematian sel-sel tertentu. Salah satu cara untuk mengatasinya, dilakukan teknologi stem cell yaitu teknologi dengan menggunakan bahan dasar berupa sel-sel yang belum/tidak terspesialisasi atau sel-sel induk. Pada keadaan ini stem cell setelah dimanipulasi kemudian ditransplantasikan ke dalam tubuh pasien agar stem cell tersebut dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel organ tertentu yang menggantikan sel-sel yang telah rusak atau mati akibat penyakit degeneratif.

c. Jaringan

Tubuh organisme multiseluler terdiri atas sel-sel yang berbeda baik ukuran, bentuk maupun fungsinya. Sekelompok sel yang memiliki bentuk yang sama dan mengkhususkan diri untuk melakukan satu atau lebih fungsi tertentu disebut jaringan.

Hewan dan tumbuhan memiliki jaringan yang berbeda jenisnya. Pada tumbuhan dikenal adanya jaringan meristem, pelindung, parenkim, kolenkim, sklerenkim, xilem dan floem. Pada hewan dikenal adanya jaringan epitel, pengikat, otot, darah, saraf dan jaringan reproduksi. (Materi tentang jaringan tumbuhan dan hewan akan dibahas lebih detil dan mendalam nanti di kelas XI).

d. Organ

Coba perhatikan tubuh kalian sendiri dan manakah yang termasuk organ! Ya, mata, usus, otak dan lidah adalah sedikit contoh organ yang dapat kita jumpai pada tubuh kita yang juga  pada hewan tingkat tinggi.

Organ adalah sekelompok jaringan  yang melakukan fungsi tertentu. Pada organ mata dapat ditemukan adanya beberapa jaringan yang menyusunnya  yaitu jaringan epitel, ikat, otot, saraf dan darah. Jaringan-jaringan tersebut berinteraksi untuk melakukan fungsi tertentu yaitu sebagai indra penglihat. Bagaimana dengan tumbuhan? Dapatkah kalian menyebutkan contoh organ tumbuhan dan jaringan yang menyusunnya?

e. Sistem Organ

Jika kalian menyebutkan urutan jalannya makanan, artinya kalian telah menyebutkan sekelompok organ yang menyusun sistem pencernaan. Jadi sekelompok organ yang melakukan fungsi tertentu disebut sistem organ. Bagaimana dengan sistem peredaran darah, sistem pernafasan,  sistem ekskresi, sistem saraf dan sistem reproduksi? Dapatkah kalian menyebutkan organ-organ yang membentuknya?

f. Organisme

Berbagai sistem organ berinteraksi satu sama lain untuk melakukan fungsi yang lebih kompleks akan membentuk organisme. Jadi organisme adalah satuan mahluk hidup itu sendiri, contohnya sebatang pohon pisang, seekor burung pelikan dan lain-lain. Kalian tentu dapat menambahkan contohnya lebih banyak lagi!

g. Populasi

Jika dalam suatu kandang terdapat beberapa ayam, maka beberapa ayam tersebut dikatakan populasi. Ya, jadi populasi adalah sekelompok organisme sejenis yang bersama-sama mendiami area  tertentu. Jika populasi senantiasa bertambah pada suatu tempat maka akan menimbulkan permasalahan dalam hal perebutan makanan.

h. Komunitas

Beberapa populasi dari berbagai spesies yang berbeda dan hidup di daerah yang sama akan membentuk suatu komunitas. Populasi-populasi tersebut hidup berdekatan sehingga memungkinkan adanya interaksi antarspesies.

i. Ekosistem

Suatu ekosistem terdiri dari organisme yang berada pada suatu komunitas yang melakukan interaksi dengan lingkungannya. Jadi jelas bahwa komponen penyusun ekosistem meliputi komponen biotik (mahluk hidup) dan komponen abiotik (benda tak hidup). Komponen abiotik contohnya  udara, tanah, air dan cahaya matahari.

Mahluk hidup dalam suatu ekosistem terbagi menjadi tingkat trofik yang berbeda-beda tergantung sumber nutrien utama. Tingkat trofik paling bawah diduduki oleh organisme autotrof yang berperan sebagai produsen seperti tumbuhan. Tingkat trofik di atas produsen diduduki organisme  heterotrof yang disebut dengan konsumen. Herbivora adalah konsumen primer yang memakan produsen. Karnivora adalah konsumen sekunder, tersier bahkan quartener yang memakan karnivora lain. Dekomposer memakan limbah organik dan organisme yang mati dari semua tingkat trofik. Perpindahan energi (makanan) dari produsen ke berbagai tingkat konsumen dikenal sebagai suatu rantai makanan.

j. Biosfer

Biosfer terdiri dari semua lingkungan di bumi yang mendukung kehidupan baik berupa daratan, perairan dan lapisan atmosfer terendah. Jadi, biosfer tersusun atas semua ekosistem yang ada di bumi termasuk bioma. Istilah bioma mengacu pada jenis ekosistem utama yang menempati suatu wilayah yang luas mencakup wilayah terrestrial (daratan) maupun akuatik (perairan). Bioma terrestrial meliputi hutan tropis, savanna, gurun, semak belukar, padang rumput, hutan gugur, hutan konifer dan tundra. Bioma akuatik  terbagi menjadi bioma air tawar dan air laut. Contoh bioma air tawar yaitu danau, sungai, lahan basah dan muara (estuaria), sedangkan contoh bioma air laut yaitu zona pasang surut, terumbu karang dan zona bentik.

Bioma ataupun ekosistem secara umum bersifat dinamis, apalagi dengan adanya aktivitas manusia, banyak mengubah pola kealamiahannya. Penebangan hutan untuk kepentingan pengembangan pertanian, industri dan pemukiman, jelas sekali akan menyebabkan gangguan ekosistem alamiah. Bahkan perang antar Negara maupun perang saudara bisa mengakibatkan kerusakan besar-besaran pada setiap habitat alamiah.

Untuk lebih memudahkan kalian dalam memahami materi hirarki dan organisasi kehidupan, simak video berikut ini:

B. CABANG-CABANG BIOLOGI

Seiring dengan timbul dan beragamnya permasalahan-permasalahan dalam biologi, menjadikan biologi semakin berkembang pesat  dan menjadi suatu ilmu yang pada akhirnya membentuk beberapa cabang yang terspesialisasi. Cabang-cabang biologi ini mempelajari bidang kajian yang lebih spesifik lagi yang dapat dilihat pada Tabel 1.4 berikut!

Tabel 1.4. Cabang-Cabang Biologi

Masih banyak cabang-cabang biologi lain, tidak hanya yang tersebut pada Tabel 1.4, karena memang biologi adalah ilmu yang bersifat dinamis yang terus berusaha mengupayakan peningkatan kebutuhan dan kualitas hidup manusia.

Semakin banyak permasalahan biologi yang teridentifikasi, semakin banyak pula usaha-usaha manusia untuk mencari cara pemecahannya sehingga dari waktu ke waktu cabang-cabang biologi membuka kesempatan pengembangan karir yang berkaitan dengan biologi itu sendiri.

Konseling genetik merupakan hal yang dapat dijadikan pilihan sebagai karir. Seorang ahli biologi, dengan pengetahuan dasar genetika khususnya tentang penyebab penyakit menurun dan kelainan genetik dapat menawarkan jasa layanan konsultasi cara-cara pencegahan penyakit dan kelainan tersebut.

Seorang ahli biologi juga dapat mengembangkan karirnya sebagai herbalis. Berbekal pengetahuan dasar botani yang dipadukan dengan farmakologi dikembangkanlah produksi herbal sebagai alternatif pengganti obat kimia sintetis.Karir di dunia bisnis ikan hias juga tak lepas dari pengaruh pengetahuan biologi. Ichtiologi (ilmu tentang seluk beluk ikan), dapat membawa ahli biologi terjun dalam dunia bisnis ini. Cabang biologi ini  pun dapat dijadikan sarana pengembangan karir di bidang kesehatan. Dewasa ini, banyak bermunculan usaha-usaha peningkatan kesehatan dengan terapi ikan.  Apa dan bagaimana terapi ikan? Silakan kalian  memperdalam pengetahuan ini lewat media internet.

C. PERANAN BIOLOGI DALAM KEHIDUPAN

Manusia diciptakan Allah Yang Maha Kuasa untuk menjadi khalifah di muka bumi, oleh karena itu apa-apa yang ada di muka bumi (sumber daya alam) diperuntukkan bagi kepentingan manusia. Dengan tugas sebagai khalifah ini yang tentu saja disertai dengan kemampuan berpikirnya, manusia melakukan upaya-upaya untuk meningkatkan kualitas hidupnya melalui berbagai kajian ilmu pengetahuan di antaranya adalah biologi.

Pengaruh kemajuan dan perkembangan biologi,  memberikan andil yang besar bagi peningkatan kualitas hidup melalui berbagai bidang kehidupan. Berikut peranan biologi di beberapa bidang kehidupan.

1. Bidang Pertanian

Pengetahuan biologi telah membawa ilmuwan mempelajari usaha-usaha pemuliaan tanaman melalui seleksi bibit unggul secara konvensional maupun modern untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi pertanian. Secara konvensional  banyak dilakukan perbanyakan tanaman dengan teknik cangkok, stek, sambung (grafting)dan okulasi. Secara modern sudah banyak dilakukan teknik kultur jaringan, biopestisida mikroba dan rekayasa genetika untuk mendapatkan tanaman transgenik.

Teknik kukltur jaringan dilakukan guna memperoleh bibit unggul tanaman bebas virus dan penyakit dalam waktu singkat dengan jumlah banyak. Biopestisida mikroba dilakukan  untuk mengendalikan hama dan penyakit secara biologi dengan menggunakan mikroorganisme. Tanaman transgenik yang diperoleh melalui rekayasa genetika diharapkan memiliki sifat-sifat berupa kandungan nutrisi lebih tinggi, rasa dan kesegaran lebih lama (lebih lambat busuk), tahan terhadap hama dan penyakit serta dapat memfiksasi nitrogen sendiri.

2. Bidang Peternakan

Sama halnya yang dilakukan di bidang pertanian, perkembangan pengetahuan biologi di bidang peternakan juga dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi. Dahulu, untuk mendapatkan bibit unggul dilakukan cara-cara sederhana melalui kawin silang, kini banyak sekali metode yang dilakukan dengan memanfatkan teknologi rekayasa genetika seperti inseminasi buatan, fertilisasi in vitro (bayi tabung), hewan transgenik dan kloning.

3. Bidang Kesehatan dan Pengobatan

Peran biologi dalam bidang kesehatan dan pengobatan manusia diantaranya yaitu pembuatan antibiotik,  vaksin dan insulin. Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya. Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme dan virus. Pembuatan insulin dilakukan untuk mengobati penderita kencing manis (diabetes melitus) melalui suntikan karena tubuh penderita tidak bisa memproduksi insulin sendiri.

4. Bidang Pangan

Sejak dulu, biologi sangat dekat sekali dengan usaha manusia meningkatkan produksi pangan baik makanan dan minuman melalui proses fermentasi. Objek biologi seperti beberapa jenis jamur dan bakteri dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan berbagai macam bahan makanan dan minuman, misalnya tempe, tape, kecap, keju, roti, nata de coco, cuka, kefir, yoghurt dan lain-lain.

Pada masa kini, pemanfaatan ilmu biologi dalam  bidang pangan tidak hanya melalui fermentasi tetapi juga dengan menggunakan prinsip-prinsip bioteknologi yang memanfaatkan organisme sel tunggal seperti alga, khamir, kapang yang berfilamen, dan bakteri yang kaya akan protein sebagai bahan pangan alternatif  yang dinamakan Protein Sel Tunggal (PST).

D. METODE ILMIAH

Biologi merupakan salah satu cabang dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) atau sering dikenal dengan Sains. Sebagai bagian dari sains biologi lahir dan berkembang dari rasa keingintahuan akan diri sendiri, dunia dan alam semesta. Awalnya, saintis (ilmuwan)mengajukan pertanyaan-pertanyaan kemudian melakukan pendekatan ilmiah untuk mendapatkan sebuah kesimpulan baik hanya melalui observasi maupun melalui observasi dan eksperimen. Untuk melakukan observasi dan eksperimen, para saintis membekali dirinya dengan ketrampilan yang disebut dengan Ketrampilan Proses Sains (KPS). Dengan bekal KPS inilah para saintis melakukan penelitian dengan menggunakan sebuah metode yang disebut dengan Metode Ilmiah.

1. Ketrampilan Proses Sains

Sama halnya dengan saintis, jika kalian belajar Biologi, maka tidak cukup hanya dengan menghafalkan fakta dan konsep yang sudah jadi, tetapi dituntut pula menemukan fakta-fakta dan konsep-konsep tersebut melalui observasi dan eksperimen. Oleh karena itu, perlu pula bagi kalian menguasai KPS. Pada dasarnya KPS terdiri atas KPS dasar dan KPS terintegrasi, namun di sini yang akan dijelaskan adalah KPS tingkat dasar sebagaimana berikut:

a. Observasi (Mengamati)

Melakukan pengamatan pada sebuah objek berarti memeriksa seluruh informasi yang dimiliki objek tersebut dengan seksama dan dalam wujud yang sesungguhnya. Masing-masing objek memiliki informasi yang berbeda, sehingga cara mengamatinya berbeda pula satu sama lain. Penggunaan indera seperti melihat, mendengar, meraba, mengecap dan membaui merupakan ciri khas dari observasi. Acap kali, observasi dengan indera melihat membutuhkan alat bantu seperti mikroskop atau lup.

b. Mengukur

Ketika melakukan kerja ilmiah, seringkali membutuhkan alat ukur seperti penggaris, termometer, kertas lakmus, sphymomanometer, neraca dan lain-lain. Dengan bantuan alat ukur tersebut maka hasil observasi jauh dari unsur subjektif, artinya jika beberapa orang disuruh mengukur suatu objek yang sama dalam waktu yang relatif sama, maka akan didapatkan hasil yang sama pula.

c. Klasifikasi (Menggolongkan)

Selain melakukan pengukuran, terkadang ketika melakukan observasi diperlukan ketrampilan menggolongkan. Klasifikasi meliputi mencari perbedaan, mengontraskan ciri-ciri, mencari kesamaan, membandingkan dan mencari dasar penggolongan.

Menggolongkan dapat dilakukan dengan satu tahap yaitu pemisahan seperangkat objek menjadi dua atau lebih didasarkan pada paling tidak satu unsur yang diamati. Misal, biji dipisahkan menjadi dua kelompok berdasarkan unsur kotiledonnya yaitu yang berkeping satu (monokotil) dan berkeping dua (dikotil) atau hewan dipisahkan menjadi dua kelompok berdasarkan ada tidaknya tulang belakang yaitu vertebrata (bertulang belakang) dan invertebrata (tidak bertulang belakang).

Menggolongkan dapat pula dilakukan dengan beberapa tahap yaitu pemisahan seperangkat objek menjadi dua atau lebih kemudian dipisahkan lagi dan lagi. Misalnya, hewan dipisahkan menjadi dua kelompok yaitu vertebrata dan invertebrata. Kemudian hewan vertebrata dipisahkan lagi menjadi ikan, amfibi, reptil, burung dan mamalia. Kemudian ikan dipisahkan lagi menjadi ikan bertulang rawan dan bertulang sejati dan seterusnya.

d. Mengkomunikasikan

Setelah kalian melakukan observasi, apa  hasilnya? Ya, hasil observasi adalah data dan data tersebut harus dikomunikasikan. Data hasil observasi bisa berupa data kuantitatif maupun kualitatif.

Data kuantitatif berupa bilangan dan biasanya didapatkan dengan bantuan alat ukur, misalnya tinggi batang, lebar daun, suhu air, pH mulut, berat badan, tekanan darah dan lain-lain. Hasil observasi dalam bentuk data kuantitatif dapat dikomunikasikan dalam bentuk tabel, grafik maupun diagram.

Sedangkan data kualitatif adalah data yang tidak terukur, contohnya warna bunga, rasa buah, bentuk sisik, jumlah sayap, tekstur daging,  bagian-bagian bunga dan lain-lain. Hasil observasi dalam bentuk data kualitatif dapat dikomunikasikan dalam bentuk tabel, gambar maupun bagan.

e. Menarik Kesimpulan

Sebuah kesimpulan merupakan sebuah pernyataan yang berusaha untuk menjelaskan seperangkat pengamatan. Membuat kesimpulan berarti memberi arti pada apa yang diamati dan menghubung-hubungkan hasil pengamatan.

f. Memprediksi (membuat prakiraan)

Prediksi merupakan sebuah ramalan/prakiraan berdasarkan analisis data mengenai akan seperti apakah hasil pengamatan di masa yang akan datang. Jadi keterampilan memprediksi adalah keterampilan membuat prakiraan tentang sesuatu yang mungkin terjadi berdasarkan suatu pola yang sudah ada.

2. Langkah-Langkah Metode Ilmiah

Tiap-tiap saintis memiliki masalah yang berbeda-beda, akan tetapi ada kesamaan dalam pola (metoda) yang dipakai. Metode ilmiah, digunakan para saintis untuk memecahkan masalah dengan langkah-langkahnya meliputi:

a. Merumuskan masalah

Pernahkah kalian melakukan penelitian ilmiah? Jika kalian melakukan penelitian ilmiah, perlu dipupuk kebiasaan sadar akan adanya masalah. Masalah dalam kerja ilmiah, diungkapkan dalam bentuk pertanyaan yang harus dicari jawaban/pemecahannya. Pertanyaan yang baik diawali dengan kata Apa, Mengapa, Kapan, Di mana, Siapa dan Bagaimana. Namun, jawaban yang diperlukan dalam kerja ilmiah  diperoleh melalui proses, maka pertanyaan yang dianjurkan menggunakan kata tanya “bagaimana”. Kita ambil sebuah contoh untuk dijadikan rumusan masalah yang akan dicari jawabannya yaitu:” Bagaimana pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan Larva Udang Windu (Penaeus monodon)?”.

b. Melakukan observasi

Observasi atau pengamatan dilakukan dengan tujuan untuk mengumpulkan data atau informasi. Teori tentang salinitas yang dibutuhkan untuk kehidupan Larva Udang Windu kemungkinan sudah ada, oleh karena itu kita perlu menggali informasinya. Informasi yang kita butuhkan dapat diperoleh melalui pengalaman, wawancara, buku-buku teks, jurnal penelitian, majalah dan literatur lain. Informasi awal ini merupakan bahan kajian (kerangka teoritis) untuk melakukan penelitian ilmiah.

c. Merumuskan hipotesis

Kerangka teoritis yang sudah disusun, merupakan dasar untuk merumuskan hipotesis atau jawaban sementara. Misalnya, hipotesis yang dapat dirumuskan dalam contoh ini yaitu “salinitas mempengaruhi pertumbuhan Larva Udang Windu”.

d. Melakukan eksperimen

Apakah diterima hipotesis yang telah dirumuskan tersebut? Belum tentu diterima! Diterima ataiu tidak suatu hipotesis, perlu diuji dengan melakukan serangkaian eksperimen atau percobaan.

Untuk melakukan eksperimen perlu membuat rancangan eksperimen, misalnya dengan memberi perlakuan berupa media Larva Udang Windu pada air bersalinitas tinggi (air laut) dan bersalinitas rendah (air payau). Selanjutnya kita perlu menentukan variabel. Variabel adalah faktor yang mempengaruhi dan memiliki nilai. Ada tiga macam variabel dalam penelitian yaitu variabel kontrol, bebas dan terikat. Variabel kontrol adalah variabel yang dibuat sama misalnya wadah, jumlah larva, volume air, umur larva, tempat dan waktu percobaan. Variabel bebas adalah variabel yang bisa diubah, misalnya air bersalinitas tinggi dan air bersalinitas rendah.  Sedangkan variabel terikat adalah variabel yang diobservasi dan ini bisa berubah akibat variabel bebas, misalnya pertumbuhan Larva Udang Windu.

Selama melakukan eksperimen, dilakukan pengumpulan data melalui observasi. Data utama dalam contoh ini adalah pertumbuhan Larva Udang Windu dan diobservasi dengan bantuan alat ukur.  Data pertumbuhan larva tersebut dicatat dan dianalisis. Berdasarkan analisis data ini dapat diketahui, apakah hipotesis diterima atau ditolak.

e. Menarik Kesimpulan

Jika terbukti pertumbuhan larva pada air laut lebih bagus daripada air payau, berarti salinitas mempengaruhi pertumbuhan Larva Udang Windu. Hal ini berarti pula bahwa hipotesis diterima. Dengan demikian, dapat ditarik kesimpulan yang senada dengan hipotesis. Dari kesimpulan ini dapatlah dikembangkan suatu teori atau hukum yang nantinya dapat digunakan sebagai kerangka teoritis oleh peneliti lain yang akan melakukan penelitian lebih lanjut.

Untuk mendalami materi tentang metode ilmiah, simak video pembelajaran sebagai berikut!

 

E. KESELAMATAN KERJA

Belajar biologi tak lepas dari kegiatan-kegiatan praktikum di laboratorium. Tentu kalian sudah pernah melakukan praktikum di laboratorium, menarik dan menyenangkan bukan? Tapi harus hati-hati karena praktikum di laboratorium akan sangat berbahaya jika kalian tidak serius atau waspada dan jika tindakan pencegahan tidak diupayakan setiap saat.

Banyak bahan, peralatan gelas dan instrumentasi khusus yang tersimpan dalam laboratorium.   Sarana ini memerlukan perlakuan khusus sesuai sifat dan karakteristik masing-masing. Perlakuan yang salah dalam membawa, mengoperasikan dan menyimpan dapat menyebabkan kerusakan, kecelakaan kerja dan dapat menimbulkan penyakit. Oleh karena itu, pengetahuan dan pemahaman mengenai simbol dan tata tertib di Laboratorium penting untuk dimiliki.

1. Simbol-Simbol Pengaman

Simbol-simbol pengaman mengingatkan pada upaya tindakan pencegahan dari beberapa resiko kecelakaan. Masing-masing simbol mengindikasikan tindakan pencegahan yang harus diambil setiap kali melakukan kerja ilmiah yang menggunakan sarana-sarana yang bersimbol. Tabel 1.6 berikut memuat beberapa simbol  dan keterangan yang harus diketahui serta dipahami selama melakukan kerja ilmiah di laboratorium:

Tabel 1.6 Simbol-Simbol Pengaman

No	Simbol	Arti	Keterangan
1		Gunakan Kacamata Pengaman	Gunakan kacamata pengaman untuk melindungi mata ketika melakukan kegiatan yang berhubungan dengan  bahan kimia, api atau pemanasan atau kemungkinan terkena pecahan kaca.
2		Kenakan Baju Praktikum	Kenakan baju praktikum untuk melindungi kulit dan pakaian.
3		Awas Mudah Pecah	Peralatan mudah pecah. Bekerja dengan hati-hati, jangan sentuh pecahan kaca.
4		Gunakan Sarung Tangan Tahan Panas	Gunakan sarung tangan tahan panas saat bekerja dengan peralatan panas. Peralatan atau air panas dapat menyebabkan luka bakar. Jangan sentuh langsung benda-benda panas.
5		Gunakan Sarung Tangan Plastik	Kenakan sarung tangan plastik sekali pakai untuk melindungi diri dari bahan kimia atau organisme berbahaya. Jauhkan tangan dari wajah. Buang sarung tangan sesuai petunjuk guru pada akhir kegiatan.
6		Awas Panas	Gunakan penjepit untuk mengambil gelas panas. Jangan sentuh langsung benda-benda panas.
7		Awas Benda tajam	Gunting, pisau bedah, pisau, jarum, peniti atau paku payung dapat melukai atau menusuk kulit. Arahkan bagian yang tajam menjauh dari diri sendiri dan orang lain. Gunakan peralatan tajam sesuai petunjuk.
8		Awas Sengatan Listik	Hindari kemungkinan tersengat listrik. Jangan gunakan peralatan listrik di sekitar air, atau ketika peralatan dan tangan masih basah. Pastikan kabel tidak mengganggu aktivitas. Putuskan hubungan listik bila peralatan tidak digunakan.
9		Awas Bahan Kimia Korosif	Hindarkan kulit, pakaian atau mata dari percikan asam atau bahan kimia korosif lainnya. Jangan menghirup uapnya. Cuci tangan setelah selesai bekerja.
10		Awas Racun	Jangan biarkan bahan kimia beracun mengenai kulit dan jangan menghirup uapnya. Cuci tangan setelah selesai bekerja.
11		Awas Cedera	Jika praktikum harus melibatkan aktivitas fisik, ambil tindakan pencegahan mencederai diri sendiri atau orang lain. Ikuti instruksi guru.
12		Hati-hati memperlakukan Hewan	Perlakukan hewan hidup dengan baik untuk menghindari dampak merugikan terhadap hewan dan diri sendiri. Praktikum berkenaan dengan  bagian-bagian hewan atau awetan hewan juga memerlukan kehati-hatian. Cuci tangan setelah selesai.
13		Hati-Hati Memperlakukan Tanaman	Perlakukan tanaman sesuai petunjuk guru. Jika alergi terhadap tanaman tertentu, beritahu guru sebelum praktikum. Hindari menyentuh tanaman beracun atau tanaman berduri. Cuci tangan setelah selesai.
14		Hati-Hati dengan Api	Jika praktikum berhubungan dengan kegiatan  menyalakan api dari pembakar Bunsen, lilin atau korek api, ikat pakaian dan rambut yang terurai. Ikuti instruksi guru tentang bagaimana menyalakan dan memadamkan api.
15		Jangan Ada Api	Ada bahan-bahan yang mudah terbakar. Pastikan tidak ada api, percikan api atau sumber panas yang bisa terpancing.
16		Awas Asap Berbahaya	Jika ada kemungkinan terhembusnya asap beracun atau bau tidak sedap, lakukan praktikum di tempat  berventilasi. Hindari menghirup asap langsung. Melakukan uji bau hanya jika diinstruksikan guru dan hanya dengan melakukan gerakan mengibaskan asap dengan tangan ke arah hidung.
17		Buanglah Sampah pada Tempatnya	Bahan kimia dan lainnya yang telah digunakan harus dibuang pada tempatnya. Ikuti instruksi guru.
18		Cuci Tangan Anda	Cuci tangan  sampai bersih. Gunakan sabun antibakteri dan air hangat, busakan kedua sisi tangan dan sela-sela jari lalu bilas sampai bersih.
19		Peringatan	Simbol ini muncul ketika tidak ada simbol-simbol lain. Jika demikian, ikuti petunjuk khusus yang diberikan.

 

2. Tata Tertib di Laboratorium

Bekerja di laboratorium akan sangat berbahaya jika tata tertib tidak diikuti setiap saat. Pastikan setiap aturan sudah dipahami, jika masih ragu bisa ditanyakan kepada guru.  Pada tiap-tiap laboratorium mungkin memiliki tata tertib yang berbeda. Berikut tata tertib yang biasanya diberlakukan di Laboratorium Biologi:

a. Aturan Umum

1. Serius dan hati-hati ketika bekerja di laboratorium (praktikum).
2. Pastikan sudah memahami prosedur praktikum yang akan dilakukan dan kemungkinan-kemungkinan bahaya yang terkait.
3. Baca dan ikuti semua petunjuk praktikum seperti yang tertulis. Jika  belum jelas, tanyakan kepada guru.
4. Jangan pernah mengoperasikan peralatan apapun kecuali tanpa petunjuk yang jelas.
5. Upayakan tidak menumpahkan bahan apapun di laboratorium. Jika kemudian tumpahan terjadi, tanyakan guru segera tentang prosedur pembersihan yang tepat. Jangan pula sembarangan menuangkan bahan kimia atau bahan lainnya ke dalam wastafel atau tempat sampah.
6. Jangan makan, mencicipi atau mencoba apapun ketika praktikum kecuali atas arahan guru.
7. Beritahu guru jika memiliki permasalahan medis (kesehatan), seperti alergi terhadap bahan tertentu atau asma.
8. Jagalah laboratorium agar tetap bersih dan bebas dari buku, kertas, dan peralatan yang tidak diperlukan.
9. Ketika praktikum selesai, bersihkan area kerja dan kembalikan semua peralatan ke tempat yang semestinya.
10. Cuci tangan setiap kali selesai praktikum.
11. Matikan semua pembakar sebelum meninggalkan laboratorium. Periksa dan matikan juga saluran gas utama yang terhubung ke pembakar.

b. Tata Tertib Berpakaian

1. Kenakan baju praktikum setiap kali bekerja dengan bahan kimia atau zat dipanaskan. Singkirkan atau ikat kembali setiap asesoris pakaian atau perhiasan yang menggelantung agar tidak menyentuh bahan kimia dan api.
2. Jangan memakai kontak lensa.
3. Ikat rambut yang panjang untuk menjaga rambut terhindar dari bahan kimia, pembakar dan lilin atau peralatan laboratorium lainnya.
4. Jangan memakai sandal atau sepatu berujung terbuka dan jangan berjalan di sekitar laboratorium tanpa alas kaki.

c. Pertolongan Pertama

1. Laporkan segera kepada guru jika terjadi kecelakaan betapapun kecil.
2. Pelajari apa yang harus dilakukan dalam kasus kecelakaan tertentu seperti terkena cipratan asam di mata  atau pada kulit. (Bilas asam dari mata atau kulit yang terkena dengan banyak air.)
3. Ketahui dengan pasti dimana letak kotak P3K untuk melakukan pertolongan pertama.

==============================================================

DAFTAR PUSTAKA

Campbell et al. (2003). Biologi Edisi Kelima Jilid2. Erlangga: Jakarta

___________. (2009). Biologi, Concepts and Conections. Pearson Education, Inc. : San

Fransisco

Kimball, J.W. (1999). Biologi Edisi Kelima Jilid 3. Erlangga: Jakarta

Indrawan, Mochamad dkk. 2007. Biologi Konservasi. Yayasan Obor Indonesia: Jakarta.

Syamsuri, Istamar dkk. (2007). Biologi 1A untuk SMA Kelas X, Semester 1. Erlangga: Jakarta.

Winatasasmita, D dan Sukarno. (2000). Biologi 1 untuk Sekolah Menengah Umum Kelas 1. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional: Jakarta.

http://www.biologycorner.com. Scientific Method. [Diakses: 27 Maret 2013]

www.m-edukasi.web.id. Kesehatan Laboratorium dan Keselamatan Kerja di Laboratorium. [Diakses: 11 Februari 2013].