Ruang Lingkup Biologi meliputi Objek dan Permasalahan Biologi, Metode Ilmiah, dan Peran Ilmu Biologi

Biologi merupakan ilmu yang mempelajari keanekaragaman dan interaksi seluruh makhluk hidup di bumi. Interaksi tersebut dapat terjadi antara sesama makhluk hidup ataupun antara makhluk hidup dan material tidak hidup. Begitu luasnya cakupan biologi, maka para ahli membagi ruang lingkup pembahasan menjadi beberapa cabang disiplin ilmu. Pembagian cabang-cabang disiplin ilmu bertujuan untuk memudahkan dalam hal proses pengelompokkan, pengkajian dan penelitian mendalam, serta dapat mengetahui manfaat dari suatu makhluk hidup.

A. OBJEK DAN PERMASALAHAN BIOLOGI

a. Tingkat Molekul

Molekul merupakan bagian yang menyusun komponen-komponen penting pada makhluk hidup.Molekul yang umum dikenal adalah karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat. Terdapat pula interaksi antara molekul yang dapat diamati pada DNA,RNA, dan asam amino lainnya. Adapun ilmu yang mempelajari tingkat molekul,antara lain: 

1. Biokimia: ilmu yang mempelajari tentang struktur penyusun komponen sel.

2. Biologi molekuler: ilmu yang mempelajari pengaturan komponen sel.

3. Genetika: ilmu yang mempelajari perbedaan karakter genetis pada tiap individu.

b. Tingkat Sel

Sel merupakan satu unit fungsional terkecil pada bagian tubuh makhluk hidup. Pada bagian sel terdapat organel-organel sel yang memiliki peran masing-masing. Makhluk hidup ada yang memiliki satu unit sel (uniseluler), seperti bakteri. Ada pula makhluk hidup yang tersusun dari banyak sel (multiseluler), seperti tumbuhan dan hewan. Ilmu yang mempelajari tingkat sel disebut sitologi.Sitologi adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur dan fungsi sel.

c. Tingkat Jaringan

Jaringan terbentuk oleh sekelompok sel yang terdiferensiasi karenamemilikikesamaanbentukdanfungsi.Umumnyapembahasan tingkat jaringan mengenai analisis dan penanggulangan berbagai penyakit pada makhluk hidup. Ilmu yang mempelajari tingkat jaringan adalah histologi, yaitu ilmu yang mempelajari jaringan pada tumbuhan dan hewan.

d. Tingkat Organ

Organ tersusun dari beberapa jaringan berbeda yang membentuk satu kesatuan. Beberapa contoh organ antara lain jantung, hati, paru-paru, mata, dan ginjal. Organ akan membentuk sistem dalam menjalankan fungsinya yang sering disebut sebagai sistem organ. Ilmu yang mempelajari tingkat organ antara lain:

1. Anatomi: ilmu yang mempelajari tentang struktur organ.

2. Fisiologi: ilmu yang mempelajari tentang fungsi organ.

3. Pulmonologi: ilmu yang mempelajari tentang paru-paru.

4. Kardiologi: ilmu yang mempelajari tentang jantung.

5. Endokrinologi: ilmu yang mempelajari tentang sistem endokrin.

e. Tingkat Individu

Individu merupakan gabungan antara sistem organ yang saling melengkapi satu sama lainnya dan dapat menunjang proses metabolisme tubuh. Individu menjadiunit dasar anggota kehidupan. llmu yang mempelajari tingkat individu, antara lain:

1. Embriologi: ilmu yang mempelajari tentang pertumbuhan dan perkembangan embrio.

2. Taksonomi: ilmu yang mempelajari tentang pengelompokkan spesies berdasarkan kesamaan dan perbedaan karakter.

f. Tingkat Populasi

Populasi terbentuk karena adanya sekelompok individu sejenis yang saling berinteraksi. Interaksi tesebut terjadi pada rentang waktu dan letak geografis yang sama. Misalnya, populasi badak Jawa di Ujung Kulon. Ilmu yang banyak dikaji pada tingkat populasi, yaitu:

1. Biogeografi: ilmu yang mempelajari tentang pola distribusi spesies dan proses penyebabnya.

2. Genetika populasi: ilmu yang mempelajari tentang persebaran dan perubahan frekuensi alel.

3.Virologi: ilmu yang mempelajari virus.

4. Bakteriologi: ilmu yang mempelajari bakteri.

5. Mikologi: ilmu yang mempelajari kelompok jamur.

6. Botani: ilmu yang mempelajari dunia tumbuhan:anggrek (orchidologi).

7. Zoologi: ilmu yang mempelajari tentang hewan: burung (ornitologi), serangga (entomologi), molusca (malakologi), dan ikan(iktiologi). 

g. Tingkat Komunitas

Interaksi antarpopulasi di wilayah tertentu, akan membentuk suatu komunitas. Interaksi tersebut dapat menciptakan hubungan timbal balik berupa simbiosis ataupun predasi. Ilmu yang mengkaji pada tingkat komunitas adalah etologi. Etologi adalah ilmu yang mempelajari tentang perilaku makhluk hidup.

h. Tingkat Ekosistem

Ekosistem merupakan hubungan timbal balik antara makhluk hidup (biotik) dan lingkungan (abiotik) yang membentuk keseimbangan alam (homeostatis). Ekosistem dapat berupa ekosistem air (akuatik) maupun darat (terestrial). Ilmu yang mempelajari pada tingkatan ekosistem, antara lain:

1. Ekologi: ilmu yang mempelajari tentang tempat hidup makhluk hidup dan interaksinya.

2. Toksikologi: ilmu yang mempelajari tentang pengaruh zat kimia terhadap makhluk hidup.

3. Limnologi: ilmu yang mempelajari tentang perairan tawar.

i. Tingkat Bioma

Bioma terbentuk dengan adanya sekelompok hewan dan tumbuhan yang tinggal pada lingkungan geografis tertentu. Beberapa contoh objek bioma, sepertikawasan hutan tropis,padang rumput, padang pasir, dan tundra.

B. METODE ILMIAH 

Dalam rangka mengembangkan penelitian pada ruang lingkup biologi, para ilmuan menetapkan suatu metode baku yang disebut dengan metode ilmiah. Terdapat beberapa tahapan dalam menerapkan metode ilmiah agar dapat memperoleh hasil penelitian yang baik, akurat, dan dapat dipercaya. Tahapan tersebut sebagai berikut:  

a. Penentuaan Rumusan Masalab dan Hipotesis

Umumnya diawali dengan munculnya pertanyaan akan sebuah fenomena yang terjadi. Setelah itu dilanjutkan dengan menginventarisasi  kemungkinan-kemungkinan  hipotesis yang berlaku.

b. Penetapaan Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian harus dibuat dengan baik agar dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan atas fenomena yang ada sehingga dapat menentukan hipotesis yang tepat. Tujuan juga harus dibuat dengan detail agar metode yang dipilih juga tepat.

c. Pengumpulan Literatur

Studi litaratur menjadi bagian yang sangat penting dalam metode ilmiah karena dapat menjadikan pemahaman seorang peneliti lebih komperhensif dalam menganalisis permasalahan dan mengaitkannya dengan hasil yang diperoleh. Tanpa adanya studi literatur yang baik akan berdampak pada miskinnya pembahasan atas hasil yang diperoleh.

d. Penentuaan Metode Penelitian

Metode merupakan penjabaran mengenai hal-hal yang akan dilakukan untuk dapat mencapai tujuan yang diinginkan. Metode dapat berupa cara kerja, langkah kerja, serta penggunaan alat dan bahan.

e. Penyajian Hasil

Hasil adalah hal-hal yang ditemukan dan terjadi pada saat penelitian dilakukan. Hasil tersebut harus dapat terdokumentasikan dengan baik agar dapat menjadi dasar untuk pengambilan kesimpulan ataupun sebagai alat validasi. Hasil yang diperoleh dapat bersifat data kualitatif (dapat berupa ciri morfologi) dan data kuantitatif (dapat berupa angka satuan ukur yang tersaji dalam bentuk tabel, diagram, atau grafik).

f. Pembabasaan Hasil yang Biperoleb

Pembahasan hasil dilakukan untuk menjawab hipotesis awal yang telah ditentukan. Analisis yang mendalam dilakukan dengan adanya studi literatur yang relevan, sikap ilmiah peneliti yang baik, serta penulisan sistematika yang sesuai kaidah.

g. Kesimpulan

Kesimpulan menjadi bagian intisar dari hasil penelitian yang dilakukan. Kesimpulan dibuat untuk dapat menjawab pertanyaan dalam rumusan masalah dan dapat menunjukkan apakah hasil percobaan tersebut mendukung atau tidak hipotesis yang sudah dibuat sebelumnya.

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam mendesain sebuah penelitian adalah penentuan variabel yang akan digunakan. Terdapat dua istilah variabel dalam penelitian, yaitu variabel bebas (independent variable) dan variabel terikat (dependent variable). Variabel bebas adalah faktor perlakuan yang dapat dengan bebas diubah sesuai desain penelitian. Contoh varibel bebas, yaitu pemberian kadar pupuk dan intensitas cahaya.

Variabel terikat merupakan pengaruh atau respon yang terjadi setelah diberikannya perlakuan. Contoh variabel terikat,yaitu kecepatan pertumbuhan kecambah pada kadar pupuk tertentu dan laju pertambahan massa ikan dengan penggunaan pakan tertentu. Variabel terikat bersifat alami sesuai dengan perlakuan yang diberikan (variabel bebasnya).

Berdasarkan pemahaman tentang variabel bebas dan variabel terikat, seorang peneliti juga harus mampu menetapkan kelompok perlakuan yang akan diteliti. Umumnya, kelompok perlakuan dibedakan menjadi dua, yaitu kelompok uji dan kelompok kontrol.

Kelompok uji merupakan kelompok yang diberikan perlakuan sedangkan kelompok kontrol merupakan kelompok yang tidak diberikan perlakuan. Kelompok kontrol digunakan sebagai alat pembanding apakah perlakuan yang kita lakukan sesuai dengan hipotesis atau tidak.

C. PERAN ILMU BIOLOGI

Penelitian yang dilakukan dalam bidang biologi umumnya mengarah ke pada dua hal, yaitu yang bernilai positif dan nilai negatif. Nilai positif yang diteliti akan dikategorikan menjadi suatu pemberdayaan atau pemanfaatan sumberdaya hayati. Pemanfaatan sumberdaya hayati tersebut dapat meningkatan kesejahteraan hidup manusia. Contoh pemanfaatan sumberdaya hayati sebagai berikut:

a. Sumber Pangan

Sumber pangan dapat berupa pengelolaan makhluk hidup dalam bidang pertanian, perkebunan, dan peternakan.

b. Sumber Kesehatan

Sumber kesehatan dapat berupa pembentukan vaksin oleh mikroorganisme, teknik bayi tabung, dan perkembangan teknik-teknik kedokteran.

c. Sumber Industri

Sumber industri dapat dilakukan dengan memanfaatkan proses fermentasi dan bioteknologi oleh mikroorganisme dan pengembangan teknologi hasil pangan.

Semua penelitian dalam biologi dapat bernilai negatif jika dilakukan dengan tujuan yang salah dan cara yang tidak benar. Tujuan yang salah, salah satunya ialah adanya hasrat untuk meningkatkan keuntungan semata, sehingga ingin mengeksploitasi semua sumberdaya hayati. Adapun cara yang tidak benar dapat terjadi karena seorang peneliti tidak mengindahkan kaidah-kaidah metode ilmiah dengan baik, melanggar norma etika, susila dan agama, serta tidak memahami konsep keseimbangan alam.