Faktor Biotik dan Abiotik

Biologi SMP Kelas 12 : Faktor Biotik dan Abiotik

Komponen biotik terdiri dari berbagai jenis mikroorganisme, cendawan, ganggang, lumut, tumbuhan paku, tumbuhan tingkat tinggi, invertebrata, dan vertebrata serta manusia. Setiap komponen biotic memiliki cara hidup sendiri yang akan menentukan interaksi dengan komponen biotik lainnya dan komponen abiotik. Misalnya tumbuhan hijau melakukan fotosintesis untuk memperoleh makan, herbivora memakan tumbuhan, dan mikroorganisme menguraikan sisa-sisa tumbuhan serta hewan untuk memperoleh energi.

Berdasarkan fungsinya, komponen biotik dapat dibedakan atas:

a. Produsen (berklorofil = autotrof)

b. Konsumen (heterotrof), terdiri atas beberapa tingkat yaitu:

• Konsumen primer (hewan herbivora).
• Konsumen sekunder (hewan yang makan hewan herbivora).
• Konsumen tersier (hewan karnivora).

c. Pengurai (dekomposer: bakteri, cendawan).

Produsen adalah makhluk hidup yang menyusun senyawa organic atau membuat makanannya sendiri dengan bantuan cahaya matahari. Makhluk hidup yang tergolong produsen, meliputi makhluk hidup yang melakukan fotosintesis (tumbuhan, bakteri fotosintesis, ganggang hijau, ganggang hijau-biru).

Konsumen (makhluk hidup heterotrof) adalah makhluk hidup yang tidak mampu menyusun senyawa organik atau membuat makanannya sendiri. Untuk memenuhi kebutuhan makanannya, makhluk hidup ini bergantung pada makhluk hidup lain. Hewan dan manusia tergolong sebagai konsumen.

Dekomposer atau detritivora (pengurai) merupakan makhluk hidup yang menguraikan sisa-sisa makhluk hidup mati untuk memperoleh makanan atau bahan organik yang diperlukan. Penguraian memungkinkan zat-zat organik yang kompleks terurai menjadi zat-zat yang lebih sederhana dan dapat dimanfaatkan kembali oleh produsen. Makhluk hidup yang termasuk dekomposer adalah bakteri, cendawan, cacing, beberapa jenis rodent dan serangga tanah.

Faktor Abiotik

Faktor abiotik merupakan faktor yang bersifat tidak hidup (non hayati), meliputi faktor-faktor iklim atau klimatik (suhu, cahaya, tekanan udara, kelembaban, angin, curah hujan), dan faktor-faktor tanah atau edafik (jenis tanah, struktur dan tekstur tanah, derajat keasaman atapun pH, kandungan mineral dan air, serta dalamnya permukaan air tanah). Masing-masing faktor tersebut dapat diukur dan diketahui pengaruhnya pada makhluk hidup. Faktor abiotik bersifat saling berkaitan dan tidak satu pun bekerja sendiri-sendiri.

Suhu

Suhu atau temperatur adalah derajat energi panas. Sumber utama energi panas adalah radiasi matahari. Suhu merupakan komponen abiotik di udara, tanah, dan air. Suhu sangat diperlukan oleh setiap makhluk hidup, berkaitan dengan reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup. Reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup memerlukan enzim. Kerja suatu enzim dipengaruhi oleh suhu tertentu. Suhu juga mempengaruhi perkembangbiakan makhluk hidup. Contohnya, beberapa jenis burung akan melakukan migrasi menuju ke daerah yang suhunya sesuai untuk berkembang biak.

Cahaya

Sinar matahari menyediakan energi cahaya yang digunakan tumbuhan dalam fotosintesa, tetapi juga menghangatkan lingkungan hidup dan menaikkan suhu air. Selanjutnya akan terjadi penguapan, dan setelah terjadi proses kondensasi dapat turun ke bumi dalam bentuk hujan dan salju. Cahaya matahari terdiri dari beberapa macam panjang gelombang. Panjang gelombang, intensitas cahaya, dan lama penyinaran cahaya matahari berperan dalam kehidupan makhluk hidup. Misalnya tumbuhan memerlukan cahaya matahari dengan panjang gelombang tertentu untuk proses fotosintesis.

Air

Air merupakan pelarut mineral-mineral tanah sangat penting bagi tumbuhan dan keperluan dalam tubuh hewan, serta sebagai medium bagi makhluk hidup hidup. Air dapat berbentuk padat, cair, dan gas. Di alam, air dapat berbentuk padat, misalnya es dan kristal es (salju), serta berbentuk gas berupa uap air. Dalam kehidupan, air sangat diperlukan oleh makhluk hidup karena sebagian besar tubuhnya mengandung air.

Kelembaban

Kelembaban merupakan salah satu komponen abiotik di udara dan tanah. Kelembaban di udara berarti kandungan uap air di udara, sedangkan kelembaban di tanah berarti kandungan air dalam tanah. Kelembaban diperlukan oleh makhluk hidup agar tubuhnya tidak cepat kering karena penguapan. Kelembaban yang diperlukan setiap maklhuk hidup berbeda-beda. Sebagai contoh, cendawan dan cacing memerlukan habitat yang sangat lembab.

Udara

Udara terdiri dari berbagai macam gas, diantaranya nitrogen (78.09%), oksigen (20.93%), karbon dioksida (0.03%), dan gas-gas lain. Nitrogen diperlukan makhluk hidup untuk membentuk protein. Oksigen digunakan makhluk hidup untuk bernafas, sedangkan karbondioksida diperlukan tumbuhan untuk fotosintesis.

Garam-Garam Mineral

Garam-garam mineral antara lain ion-ion nitrogen, fosfat, sulfur, kalsium, dan natrium. Komposisi garam-garam mineral tertentu menentukan sifat tanah dan air. Contohnya kandungan ion-ion hydrogen menentukan tingkat keasaman, sedangkan kandungan ion natrium dan klorida di air menentukan tingkat salinitas (kadar garam). Tumbuhan mengambil garam-garam mineral (unsur hara) dari tanah dan air untuk proses fotosintesis.

Tanah

Tanah merupakan hasil pelapukan batuan yang disebabkan oleh iklim atau lumut, dan pembusukan bahan organik. Tanah memiliki sifat, tekstur, dan kandungan garam mineral tertentu. Tanah yang subur sangat diperlukan oleh makhluk hidup untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Tumbuhan akan tumbuh dengan baik pada tanah yang subur. Setiap makhluk hidup dalam ekosistem menempati suatu tempat yang spesifik. Tempat hidup tersebut antara lain di dasar perairan, di bawah bebatuan, atau di dalam tubuh makhluk lainnya. Itulah sebabnya pada tempat-tempat tertentu kita dapat menemukan makhluk hidup yang khas dan tidak dijumpai di tempat lainnya. Tempat hidup yang spesifik dikenal dengan istilah habitat.

Untuk melakukan berbagai aktivitas hidupnya, setiap makluk hidup membutuhkan energi dan nutrien. Kebutuhan hidup tersebut dapat dipenuhi melalui berbagai proses yang dapat menentukan kedudukan mereka dalam suatu ekosisitem. Dalam hal ini, makhluk hidup dapat berperan sebagai produsen, konsumen, dekomposer, predator, mangsa, parasit, atau pesaing. Masing-masing makhluk hidup dengan peranannya yang berbeda-beda secara bersama-sama dengan lingkungan abiotiknya akan membentuk suatu relung ekologi.

Istilah relung (niche) dalam ekologi dapat diartikan sebagai tempat atau cara hidup. Relung ekologi setiap spesies meliputi semua macam hubungan antara spesies dengan lingkungannya. Contohnya tikus sawah yang dipengaruhi oleh faktor abiotik, misalnya struktur, air, dan iklim di sawah. Sebaliknya tikus sawah juga mempengaruhi lingkungan abiotik dengan membuat lubang-lubang di pematang sawah tempat berlindung dan menyembunyikan makanan. Cara hidup tikus sawah tersebut tidak akan dapat berlangsung di daerah padang pasir atau habitat lainnya. Setiap spesies memerlukan habitat yang sesuai dengan cara hidupnya. Dengan demikian, relung ekologi merupakan cara hidup suatu makhluk hidup pada suatu habitat.

Komponen Penyusun Ekosistem

Biologi SMA Kelas 12 : Komponen Penyusun Ekosistem

Setiap makhluk hidup berinteraksi dengan lingkungannya. Lingkungan dalam hal ini adalah segala sesuatu yang terdapat di sekeliling makhluk hidup, kecuali makhluk hidup itu sendiri. Ada dua macam faktor, yaitu biotik dan abiotik.

Faktor biotik (hayati) adalah segala makhluk hidup di sekitar dan di dalam makhluk hidup, misalnya: ayah, ibu, teman sekelas, anjing, pinjal pada anjing, dan pohon sepanjang jalan.

Faktor abiotik adalah segala sesuatu yang bersifat tidak hidup tetapi diperlukan untuk kelangsungan hidup makhluk hidup misalnya air, cahaya, suhu, kelembaban udara, tanah, dan angin Beberapa makhluk hidup dari spesies yang sama yang menempati suatu kawasan tertentu pada masa tertentu disebut populasi. Contohnya: populasi kambing di suatu desa, populasi cecak di suatu rumah, dan populasi padi di sebidang tanah.

Kepadatan populasi adalah jumlah individu dalam hubungannya dengan ruang yang mereka tempati pada waktu tertentu (D = N/S). Satuan untuk makhluk hidup di darat adalah satuan luas, misalnya m², sedangkan untuk makhluk hidup yang hidup di air umumnya dipakai satuan volume, seperti m³, dan liter.

Contoh:

Dalam satu kebun yang menempati ukuran 50 m X 100 m terdapat 72 pohon karet, berapakah kepadatan pohon karet dalam kebun tersebut?

Jawab:

Kepadatan pohon karet adalah 72 : (50m x 100m) = 0.014 tiap m². Kepadatan populasi suatu makhluk hidup dalam ruang dan waktu tertentu ditentukan oleh adanya hubungan angka-angka kematian (mortalitas), kelahiran (natalitas), migrasi (emigrasi dan imigrasi). Di alam, kita tidak akan pernah menjumpai sebuah populasi tunggal, melainkan bersama-sama dengan populasi lainnya. Berbagai populasi yang saling berinteraksi dan hidup bersama pada suatu kawasan tertentu dan pada saat tertentu disebut komunitas. Komunitas secara sederhana terdiri atas produsen, konsumen dan dekomposer. Contoh: pada sutun padang rumput dapat kita temukan populasi serangga, populasi rumput, dan populasi mikrob tanah. Rumput merupakan produsen, serangga merupakan konsumen, dan mikrob merupakan dekomposer.

Interaksi antara populasi dalam komunitas itu bermacam-macam, ada yang sangat erat, ada yang kurang erat dan ada yang tidak jelas terlihat. Kita dapat mengkategorikan interaksi antar populasi, sebagai berikut :

a. Netralisme

b. Kompetisi atau persaingan

c. Predasi

d. Parasitisme

e. Komensalisme

f. Mutualisme

g. Antibiosa

Komunitas dengan lingkungan abiotik tempat hidupnya membentuk suatu ekosistem, yaitu suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya (faktor biotik dan abiotik). Contoh ekosistem, misalnya: akuarium, kolam, sawah, padang rumput, dan hutan.

Piramida Energi

Biologi SMA Kelas 12 : Piramida Energi

Materi dan energi kimia potensial ditransfer dari satu tingkatan tropik ke tingkatan tropik yang di atasnya. Dalam proses transfer energy ini tidak pernah 100% efesien. Selalu ada sebagian energi yang hilang ataupun tidak dapat dimanfaatkan. Hal ini dapat dipahami karena masing-masing tingkat tropik melakukan fungsi kehidupan, dan tidak semua anggota tingkatan tropik yang di bawahnya dapat dimanfaatkan oleh anggota tingkat tropik yang di atasnya. Sehubungan dengan itu terjadilah aliran energi, dimana energi berpindah melalui tiap tingkatan tropik yang semakin lama semakin kecil. Energi tidak pernah habis, tetapi berubah menjadi bentuk yang lain, misalnya panas. Berhubungan dengan inilah maka istilah aliran energi digunakan dalam ekosistem, bukan siklus energi.

Kalau jumlah energi untuk tiap-tiap tingkatan tropik ini digambarkan dalam suatu histogram dimana tingkatan tropik yang tinggi di sebelah atas maka akan membentuk semacam piramida yang disebut piramida energi, yang berarti makin tinggi tingkatan tropiknya, jumlah energinya makin kecil.

Data yang diperoleh Howard Odum dari studi ekosistem sungai di Silver Spring, Florida menunjukkan bahwa hanya 17% energi potensial dari produsen yang ditransfer ke herbivora. Konsumen tingkat dua hanya memperoleh 21% dari energi potensial yang ada pada herbivora. Hanya kira-kira 5% energi potensial pada konsumen sekunder yang ditransfer ke konsumen tersier. Dan konsumen tersier hanya menerima kira-kira 0,1% energi potensial yang berasal dari produsen.

Piramida jumlah dan biomassa

Adanya energi yang hilang sepanjang rantai makanan menyebabkan terjadinya piramida jumlah (pyramide of number) dan piramida biomassa (pyramide of biomass).

Piramida jumlah memberi pengertian bahwa makin rendah tingkatan tropiknya makin besar jumlah individunya, sedangkan makin tinggi tingkatan tropiknya makin sedikit jumlah individunya. Selanjutnya piramida biomassa memberi pengertian bahwa makin rendah tingkatan tropiknya makin besar biomassanya, meskipun jumlah individu mungkin sedikit. Biomassa adalah bobot kering makhluk hidup per satuan luas ekosistem.

Produktivitas ekosistem merupakan keseluruhan sistem yang dinyatakan dengan biomassa atau bioenergi dalam kurun waktu tertentu. Produktivitas eksosistem merupakan parameter pengukuran yang penting dalam penentuan aliran energi total melalui semua tingkat trofik dari suatu ekosistem. Energi matahari memasuki seluruh tingkat trofik dalam suatu ekosistem melalui produsen, tersimpan dalam bentuk senyawasenyawa organik (hasil fotosintesis). Seluruh senyawa organik yang dikandung dalam produsen dari suatu eksosistem disebut Produktivitas Primer Kotor (PPK). PPK digunakan oleh produsen untuk respirasi (sekitar 35%), sisanya sebagai Produktivitas Primer Bersih (PPB). PPB dari produsen inilah yang digunakan oleh konsumen pertama dan konsumen berikutnya, dengan nilai PPB yang semakin mengecil.

Siklus Materi dalam Ekosistem

Kalau energi yang ada dalam suatu ekosistem itu merupakan aliran maka materi merupakan aliran yang bersiklus. Artinya materi yang berupa air, CO₂, serta mineral-mineral tanah akan berpindah terusmenerus melalui masing-masing tingkatan tropik dan setelah melalui proses mineralisasi oleh pengurai akan dimanfaatkan kembali oleh produsen. Siklus materi yang terjadi di biosfer disebut siklus biogeokimia artinya suatu siklus dari bahan kimia, dari bagian abiotik dalam ekosistem ke komponen biotik, kemudian diuraikan lagi menjadi mineral. Air (H₂O) dalam biosfer mengalami siklus biogeokimia dimana struktur kimianya tidak berubah. Unsur-unsur kimia lain seperti N, P, S, C, di dalam siklus biogeokimia akan berubah-ubah melalui bentuk molekul yang bermacam-macam misalnya unsur C, di dalam siklus biogeokimia terdapat dalam bentuk CO₂, karbonat, atau karbon organik.

Habitat dan niche

Habitat adalah tempat hidup asli (di dalam alam) suatu makhluk hidup. Pengertiannya dapat disamakan dengan tempat tinggal atau alamat suatu makhluk hidup di alam. Sebagai contoh, habitat kecebong adalah air yang tergenang, tidak terlalu keruh dan terdapat tumbuhtumbuhan air.

Niche atau relung yang berasal dari bahasa Prancis (Niche) atau bahasa Latin (Nidus) yang berarti sarang. Dalam ekologi, niche memiliki dua pengertian yang berbeda.

Pertama:

Niche adalah lingkungan kecil (micro environment) yang khusus bagi suatu jenis makhluk hidup yang berbeda dengan makhluk hidup yang lain walaupun keduanya terdapat dalam suatu ekosistem.

Kedua:

Niche adalah peranan suatu makhluk hidup dalam komunitas, misalnya sebagai produsen, konsumen atau pengurai. Dalam pengertian ini, niche dikenal sebagai jabatan, profesi, pekerjaan, ataupun status fungsional.

Di dalam suatu ekosistem yang stabil, setiap spesies menempati niche tersendiri. Kalau dua spesies menempati niche yang sama, maka akan terjadi persaingan yang sangat besar, karena mereka mempunyai kebutuhan biologi yang sama.

Predasi Biologi SMA Kelas 12

Biologi SMA Kelas 12 : Predasi Biologi SMA Kelas 12

Predasi merupakan jenis interaksi makan dan dimakan. Pada predasi, umumnya satu spesies memakan spesies lainnya. Ada juga beberapa hewan memangsa sesama jenisnya (sifat kanibalisme). Makhluk hidup yang memakan disebut pemangsa (predator), sedangkan makhluk hidup yang dimakan disebut mangsa (prey).

Predasi tidak terbatas antar hewan, tetap juga dapat terjadi pada herbivora dan tumbuhan. Pada predasi antar hewan, predator kebanyakan berukuran lebih besar daripada mangsanya.

Ekologi dan saling ketergantungan

Di dalam ekosistem, diantara komponen pembentuknya terdapat hubungan saling ketergantungan, sehingga perubahan pada komponen yang satu akan menyebabkan perubahan pada komponen yang lain. Contoh: Kepadatan suatu tanaman tergantung pada jenis dan kesuburan tanah, sebaliknya keadaan dan kesuburan tanah tergantung juga pada tanaman dan hewan yang hidup di kawasan itu.

Salah satu hubungan saling ketergantungan yang jelas antara komponen pembentuk ekosistem adalah peristiwa makan dan dimakan yang melukiskan suatu rantai makanan atau jaring-jaring makanan. Adanya rantai makanan menyebabkan terjadinya piramida energi, piramida jumlah, piramida biomassa dan aliran materi yang berupa siklus atau daur.

Rantai makanan dan jaring-jaring makanan

Petunjuk yang dapat digunakan sebagai ciri keberadaan sebuah ekosistem adalah energetika (produsen, konsumen dan dekomposer), produktivitas ekosistem, dan daur unsur diantaranya adalah nitrogen, karbon dan fosfor

Dalam ekosistem, produsen yang berupa tumbuhan merupakan makanan dari hewan-hewan herbivora (konsumen primer). Selanjutnya macam-macam herbivora menjadi makanan dari hewan-hewan karnivora (konsumen sekunder). Hewan-hewan karnivora dapat pula menjadi makanan dari hewan karnivora lain (konsumen tersier atau karnivora puncak = top carnivor). Proses transfer energi makanan dari sumbernya (tumbuhan) melalui serangkaian proses makan dimakan disebut rantai makanan (food chain).

Pada umumnya jumlah tingkatan dalam rantai makanan terdiri dari 4 atau 5 tingkatan. Masing-masing tingkatan disebut tingkatan tropic (tropic level). Tumbuhan menempati tingkatan tropik pertama, hewanhewan herbivora menempati tingkatan tropik kedua, hewan-hewan karnivora menempati tingkatan tropik ketiga, demikian seterusnya. Proses saling makan dalam ekosistem biasanya tidak terjadi dalam urutan yang linear, melainkan merupakan proses yang kompleks. Proses saling makan yang kompleks ini disebut jaring makanan (food web). Hal ini disebabkan karena satu makhluk hidup seringkali mempunyai makanan banyak. Misalnya ikan kecil, makan microcrustaceae, alga, serangga dan mikroorganisme lainnya. Jadi dalam ekosistem alamiah, sebenarnya rantai makanan yang linear hampir tidak pernah terjadi.

Kompetisi dan Simbiosis

Biologi SMA Kelas 12 : Kompetisi dan Simbiosis

Beberapa spesies dapat hidup berdampingan di dalam sebuah komunitas sepanjang mereka mempunyai kebutuhan yang berbeda dalam suatu relung ekologi, meskipun relung mereka saling tumpang tindih. Kehidupan demikian dapat terpenuhi selama kebutuhan hidup terhadap sumber yang sama tersedia dalam jumlah yang berlebihan. Akan tetapi jika sumber kebutuhan terbatas, maka hubungan antarspesies akan berubah menjadi suatu bentuk persaingan atau kompetisi. Kompetisi adalah interaksi antara dua makhluk hidup yang mengakibatkan kedua makhluk hidup tersebut mengalami kerugian. Adapun kebutuhan hidup yang sering diperebutkan antara lain, adalah makanan, tempat berlindung, tempat bersarang, sumber air, dan pasangan untuk kawin. Semakin besar tumpang tindih relung ekologi, semakin sering terjadi kompetisi. Bentuk kompetisi yang terjadi berupa

kompetisi intraspesifik (kompetisi antar anggota satu spesies), contohnya jenis burung di hutan yang memakan serangga yang sama.

Kompetisi interpesifik merupakan kompetisi antar anggota yang berbeda spesies. Kompetisi ini terjadi jika dua atau lebih populasi pada suatu wilayah memiliki kebutuhan hidup yang sama, sedangkan ketersediaan kebutuhan tersebut terbatas. Sebagai contoh adalah rusa dan kambing yang sama-sama membutuhkan rumput sebagai pakan di tempat yang sama. Di alam, persaingan antar individu dalam spesies penting artinya untuk mengatur populasi spesies tersebut sehingga terjadi suatu keseimbangan.

2. Simbiosis

Sebuah hubungan yang dekat antara dua spesies makhluk hidup yang berbeda disebut simbiosis, yang berarti hidup bersama. Simbiosis dapat dibedakan menjadi parasitisme, komensalisme, protokooperasi, dan mutualisme.

Simbiosis parasitisme merupakan bentuk interaksi antara dua jenis populasi dengan satu jenis memperoleh keuntungan sedangkan jenis lain menderita kerugian. Makhluk hidup yang memperoleh keuntungan dari interaksi ini disebut parasit, sedangkan makhluk hidup yang dirugikan disebut inang.

Parasit memperoleh makanan dari inang (hospes). Ada dua jenis parasit, yaitu endoparasit (makhluk hidup yang hidup di dalam jaringan tubuh inangnya, seperti bakteri paru-paru, cacing perut, dan Plasmodium) dan ektoparasit (parasit yang hidup dipermukaan tubuh inangnya, seperti kutu daun, hama wereng, benalu).

Parasit dapat hidup pada permukaan kulit, atau dalam tubuh makhluk hidup(inangnya). Beberapa contoh hubungan para-sitisme adalah : caplak dan pinjal anjing hidup pada permukaan kulit dan menghisap darah anjing; cendawan pada udang; dan Carapus sp. (ikan mutiara) hidup pada Actinopygia sp. (mentimun laut).

Simbiosis komensalisme adalah bentuk interaksi yang menyebabkan satu individu jenis populasi mendapatkan keuntungan, sedangkan individu jenis yang lain tidak terpengaruh (tidak diuntungkan, maupun dirugikan). Contoh: ikan remora yang melekatkan diri dengan alat penghisap pada sisi bawah ikan hiu. Ikan remora mendapat makanan dari sisa-sisa makanan hiu, sedangkan hiu tidak dirugikan dengan kehadiran ikan remora.

Simbiosis protokooperasi merupakan bentuk interaksi yang dapat menghasilkan keuntungan secara bersama-sama, tetapi bukan merupakan keharusan bagi kedua populasi untuk selalu saling behubungan agar dapat hidup. Contoh: burung pemakan kutu dengan kerbau.

Simbiosis mutualisme adalah bentuk interaksi yang menyebabkan kedua spesies sama-sama mendapat keuntungan, disebut juga dengan simbiosis obligat. Contohnya adalah polinasi pada bunga dibantu oleh lebah, kupu-kupu, burung, atau kelewar. Begitu juga interaksi antara semut dengan tumbuhan Acacia di daerah tropis.

Interaksi antar komponen

Biologi SMA Kelas 12 : Interaksi antar komponen

Setiap makhluk hidup berinteraksi dengan lingkungannya. Lingkungan dalam hal ini adalah segala sesuatu yang terdapat di sekeliling makhluk hidup, berupa unsur-unsur biotik maupun unsure abiotik yang mempengaruhi dan dipengaruhi makhluk hidup tersebut. Ruang lingkup ekologi meliputi beberapa unit dalam spektrum biologi.

Unit-unit lingkup ekologi tersebut secara hirarki dimulai dari individu, populasi, komunitas, ekosistem dan bioma.

Individu adalah satuan makhluk hidup dari satu spesies tertentu. Misalnya satu tumbuhan rumput, seekor belalang, seekor burung atau seekor ular.

Populasi merupakan sekelompok makhluk hidup terdiri atas berbagai kumpulan yang saling berinteraksi sesamanya pada suatu tempat dan waktu tertentu. Misalnya populasi rumput, populasi belalang, populasi puyuh, atau populasi ular.

Komunitas adalah kelompok makhluk hidup terdiri atas berbagai populasi yang saling berinteraksi sesamanya pada suatu tempat dan waktu tertentu. Misalnya komunitas padang rumput, meliputi populasi rumput, populasi belalang, populasi burung puyuh, dan populasi ular. Sedangkan komunitas kolam, meliputi populasi ganggang, populasi siput, populasi tanaman air, populasi ikan tertentu.

Eksosistemadalah suatu kondisi hubungan interdependensi (saling ketergantungan) antara faktor biotik (jenis-jenis makhluk hidup) dengan faktor abiotik (fisik dan kimiawi) pada suatu tempat dan waktu tertentu. Misalnya ekosistem kolam, ekositem pantai, atau ekosistem hutan rawa gambut.

Bioma merupakan ekosistem dalam skala besar yang melibatkan iklim akibat perbedaan letak geografis, disebut juga ekosistem klimaks. Misalnya gurun, hutan hujan tropis, hutan gugur, dan tundra. Ekologi merupakan cabang biologi yang relatif baru, namun banyak kaitannya dengan cabang-cabang ilmu biologi lainnya.

Pendekatan ekologi adalah memahami faktor-faktor dan prosesproses penting yang melandasi keberadaan dan kelimpahan jenis di tempat hidupnya. Berbagai faktor atau proses penting itu dijadikan sumber informasi dan titik acuan untuk kepentingan manusia. Makhluk hidup meluangkan waktunya untuk berkompetisi dalam memperoleh makanan, tempat berlindung, dan pasangan kawin. Di dalam lingkungan biotik terdapat interaksi antara individu sejenis maupun antara jenis berbeda. Interaksi antara individu dapat menyebabkan keuntungan, kerugian, atau tidak menimbulkan pengaruh sama sekali seperti terdapat pada Tabel 10.1.

Penentuan Jenis Kelamin

Biologi SMA Kelas 12 : Penentuan Jenis Kelamin 

Gen-gen yang terletak pada kromosom kelamin dinamakan gen rangkai kelamin (sex-linked genes) sementara fenomena yang melibatkan pewarisan gen-gen ini disebut peristiwa rangkai kelamin (linkage). Adapun gen berangkai yang dibicarakan pada Bab V adalah gen-gen yang terletak pada kromosom selain kromosom kelamin, yaitu kromosom yang pada individu jantan dan betina sama strukturnya sehingga tidak dapat digunakan untuk membedakan jenis kelamin. Kromosom semacam ini dinamakan autosom.

Seperti halnya gen berangkai (autosomal), gen-gen rangkai kelamin tidak mengalami segregasi dan penggabungan secara acak di dalam gamet-gamet yang terbentuk. Akibatnya, individu-individu yang dihasilkan melalui kombinasi gamet tersebut memperlihatkan nisbah fenotipe dan genotipe yang menyimpang dari hukum Mendel. Selain itu, jika pada percobaan Mendel perkawinan resiprok (genotipe tetua jantan dan betina dipertukarkan) menghasilkan keturunan yang sama, tidak demikian halnya untuk sifat-sifat yang diatur oleh gen rangkai kelamin.

Gen rangkai kelamin dapat dikelompok-kelompokkan berdasarkan atas macam kromosom kelamin tempatnya berada. Oleh karena kromosom kelamin pada umumnya dapat dibedakan menjadi kromosom X dan Y, maka gen rangkai kelamin dapat menjadi gen rangkai X (X-linked genes) dan gen rangkai Y (Y-linked genes). Di samping itu, ada pula beberapa gen yang terletak pada kromosom X tetapi memiliki pasangan pada kromosom Y. Gen semacam ini dinamakan gen rangkai kelamin tak sempurna (incompletely sex-linked genes). Pada bab ini akan dijelaskan cara pewarisan macam-macam gen rangkai kelamin tersebut serta beberapa sistem penentuan jenis kelamin pada berbagai spesies organisme. 

Pewarisan Rangkai X
Percobaan yang pertama kali mengungkapkan adanya peristiwa rangkai kelamin dilakukan oleh T.H Morgan pada tahun 1910. Dia menyilangkan lalat D. melanogaster jantan bermata putih dengan betina bermata merah. Lalat bermata merah lazim dianggap sebagai lalat normal atau tipe alami (wild type), sedang gen pengatur tipe alami, misalnya pengatur warna mata merah ini, dapat dilambangkan dengan tanda +. Biasanya, meskipun tidak selalu, gen tipe alami bersifat dominan terhadap alel mutannya.

Hasil persilangan Morgan tersebut, khususnya pada generasi F1, ternyata berbeda jika tetua jantan yang digunakan adalah tipe alami (bermata merah) dan tetua betinanya bermata putih. Dengan perkataan lain, perkawinan resiprok menghasilkan keturunan yang berbeda. Persilangan resiprok dengan hasil yang berbeda ini memberikan petunjuk bahwa pewarisan warna mata pada Drosophila ada hubungannya dengan jenis kelamin, dan ternyata kemudian memang diketahui bahwa gen yang mengatur warna mata pada Drosophila terletak pada kromosom kelamin, dalam hal ini kromosom X. Oleh karena itu, gen pengatur warna mata ini dikatakan sebagai gen rangkai X.

Pada Drosophila, dan juga beberapa spesies organisme lainnya, individu betina membawa dua buah kromosom X, yang dengan sendirinya homolog, sehingga gamet-gamet yang dihasilkannya akan mempunyai susunan gen yang sama. Oleh karena itu, individu betina ini dikatakan bersifat homogametik. Sebaliknya, individu jantan yang hanya membawa sebuah kromosom X akan menghasilkan dua macam gamet yang berbeda, yaitu gamet yang membawa kromosom X dan gamet yang membawa kromosom Y. Individu jantan ini dikatakan bersifat heterogametik. 

Rangkai X pada kucing
Warna bulu pada kucing ditentukan oleh suatu gen rangkai X. Dalam keadaan heterozigot gen ini menyebabkan warna bulu yang dikenal dengan istilah tortoise shell. Oleh karena genotipe heterozigot untuk gen rangkai X hanya dapat dijumpai pada individu betina, maka kucing berbulu tortoise shell hanya terdapat pada jenis kelamin betina. Sementara itu, individu homozigot dominan (betina) dan hemizigot dominan (jantan) mempunyai bulu berwarna hitam. Individu homozigot resesif (betina) dan hemizigot resesif (jantan) akan berbulu kuning. 

Istilah hemizigot digunakan untuk menyebutkan genotipe individu dengan sebuah kromosom X. Individu dengan gen dominan yang terdapat pada satu-satunya kromosom X dikatakan hemizigot dominan. Sebaliknya, jika gen tersebut resesif, individu yang memilikinya disebut hemizigot resesif. 

Rangkai X pada manusia
Salah satu contoh gen rangkai X pada manusia adalah gen resesif yang menyebabkan penyakit hemofilia, yaitu gangguan dalam proses pembekuan darah. Sebenarnya, kasus hemofilia telah dijumpai sejak lama di negara-negara Arab ketika beberapa anak laki-laki meninggal akibat perdarahan hebat setelah dikhitan. Namun, waktu itu kematian akibat perdarahan ini hanya dianggap sebagai takdir semata. 

Hemofilia baru menjadi terkenal dan dipelajari pola pewarisannya setelah beberapa anggota keluarga Kerajaan Inggris mengalaminya. Awalnya, salah seorang di antara putra Ratu Victoria menderita hemofilia sementara dua di antara putrinya karier atau heterozigot. Dari kedua putri yang heterozigot ini lahir tiga cucu laki-laki yang menderita hemofilia dan empat cucu wanita yang heterozigot. Melalui dua dari keempat cucu yang heterozigot inilah penyakit hemofilia tersebar di kalangan keluarga Kerajaan Rusia dan Spanyol. Sementara itu, anggota keluarga Kerajaan Inggris saat ini yang merupakan keturunan putra/putri normal Ratu Victoria bebas dari penyakit hemofilia.

Rangkai Z pada ayam
Pada dasarnya pola pewarisan sifat rangkai Z sama dengan pewarisan sifat rangkai X. Hanya saja, kalau pada rangkai X individu homogametik berjenis kelamin pria/jantan sementara individu heterogametik berjenis kelamin wanita/betina, pada rangkai Z justru terjadi sebaliknya. Individu homogametik (ZZ) adalah jantan, sedang individu heterogametik (ZW) adalah betina.

Contoh gen rangkai Z yang lazim dikemukakan adalah gen resesif br yang menyebabkan pemerataan pigmentasi bulu secara normal pada ayam. Alelnya, Br, menyebabkan bulu ayam menjadi burik. Jadi, pada kasus ini alel resesif justru dianggap sebagai tipe alami atau normal (dilambangkan dengan +), sedang alel dominannya merupakan alel mutan.

Pewarisan Rangkai Y
Pada umumnya kromosom Y hanya sedikit sekali mengandung gen yang aktif. Jumlah yang sangat sedikit ini mungkin disebabkan oleh sulitnya menemukan alel mutan bagi gen rangkai Y yang dapat menghasilkan fenotipe abnormal. Biasanya suatu gen/alel dapat dideteksi keberadaannya apabila fenotipe yang dihasilkannya adalah abnormal. Oleh karena fenotipe abnormal yang disebabkan oleh gen rangkai Y jumlahnya sangat sedikit, maka gen rangkai Y diduga merupakan gen yang sangat stabil.

Gen rangkai Y jelas tidak mungkin diekspresikan pada individu betina/wanita sehingga gen ini disebut juga gen holandrik. Contoh gen holandrik pada manusia adalah Hg dengan alelnya hg yang menyebabkan bulu kasar dan panjang, Ht dengan alelnya ht yang menyebabkan pertumbuhan bulu panjang di sekitar telinga, dan Wt dengan alelnya wt yang menyebabkan abnormalitas kulit pada jari.

Pewarisan Rangkai Kelamin Tak Sempurna
Meskipun dari uraian di atas secara tersirat dapat ditafsirkan bahwa kromosom X tidak homolog dengan kromosom Y, ternyata ada bagian atau segmen tertentu pada kedua kromosom tersebut yang homolog satu sama lain. Dengan perkataan lain, ada beberapa gen pada kromosom X yang mempunyai alel pada kromosom Y. Pewarisan sifat yang diatur oleh gen semacam ini dapat dikatakan tidak dipengaruhi oleh jenis kelamin, dan berlangsung seperti halnya pewarisan gen autosomal. Oleh karena itu, gen-gen pada segmen kromosom X dan Y yang homolog ini disebut juga gen rangkai kelamin tak sempurna. 

Pada D. melanogaster terdapat gen rangkai kelamin tak sempurna yang menyebabkan pertumbuhan bulu pendek. 

Sistem Penentuan Jenis Kelamin
Telah disebutkan di atas bahwa pada manusia dan mamalia, dalam hal ini kucing, individu pria/jantan adalah heterogametik (XY) sementara wanita/betina adalah homogametik (XX). Sebaliknya, pada ayam individu jantan justru homogametik (ZZ) sementara individu betinanya heterogametik (ZW). Penentuan jenis kelamin pada manusia/mamalia dikatakan mengikuti sistem XY, sedang pada ayam, dan unggas lainnya serta ikan tertentu, mengikuti sistem ZW.
Selain kedua sistem tersebut, masih banyak sistem penentuan jenis kelamin lainnya. Berikut ini akan dijelaskan beberapa di antaranya.

Sistem XO
Sistem XO dijumpai pada beberapa jenis serangga, misalnya belalang. Di dalam sel somatisnya, individu betina memiliki dua buah kromosom X sementara individu jantan hanya mempunyai sebuah kromosom X. Jadi, hal ini mirip dengan sistem XY. Bedanya, pada sistem XO individu jantan tidak mempunyai kromosom Y. Dengan demikian, jumlah kromosom sel somatis individu betina lebih banyak daripada jumlah pada individu jantan. Sebagai contoh, E.B. Wilson menemukan bahwa sel somatis serangga Protenor betina mempunyai 14 kromosom, sedang pada individu jantannya hanya ada 13 kromosom.

Sistem nisbah X/A
C.B. Bridge melakukan serangkaian penelitian mengenai jenis kelamin pada lalat Drosophila. Dia berhasil menyimpulkan bahwa sistem penentuan jenis kelamin pada organisme tersebut berkaitan dengan nisbah banyaknya kromosom X terhadap banyaknya autosom, dan tidak ada hubungannya dengan kromosom Y. Dalam hal ini kromosom Y hanya berperan mengatur fertilitas jantan. Secara ringkas penentuan jenis kelamin dengan sistem X/A pada lalat 

Jika kita perhatikan kolom pertama pada Tabel 6.1 akan terlihat bahwa ada beberapa individu yang jumlah kromosom X-nya lebih dari dua buah, yakni individu dengan jenis kelamin metabetina, betina triploid dan tetraploid, serta interseks. Adanya kromosom X yang didapatkan melebihi jumlah kromosom X pada individu normal (diploid) ini disebabkan oleh terjadinya peristiwa yang dinamakan gagal pisah (non disjunction), yaitu gagal berpisahnya kedua kromosom X pada waktu pembelahan meiosis.

Di samping kelainan-kelainan tersebut pernah pula dilaporkan adanya lalat Drosophila yang sebagian tubuhnya memperlihatkan sifat-sifat sebagai jenis kelamin jantan sementara sebagian lainnya betina. Lalat ini dikatakan mengalami mozaik seksual atau biasa disebut dengan istilah ginandromorfi. Penyebabnya adalah ketidakteraturan distribusi kromosom X pada masa-masa awal pembelahan mitosis zigot. Dalam hal ini ada sel yang menerima dua kromosom X tetapi ada pula yang hanya menerima satu kromosom X.

Partenogenesis
Pada beberapa spesies Hymenoptera seperti semut, lebah, dan tawon, individu jantan berkembang dengan cara partenogenesis, yaitu melalui telur yang tidak dibuahi. Oleh karena itu, individu jantan ini hanya memiliki sebuah genom atau perangkat kromosomnya haploid. 

Sementara itu, individu betina dan golongan pekerja, khususnya pada lebah, berkembang dari telur yang dibuahi sehingga perangkat kromosomnya adalah diploid. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa partenogenesis merupakan sistem penentuan jenis kelamin yang tidak ada sangkut pautnya sama sekali dengan kromosom kelamin tetapi hanya bergantung kepada jumlah genom (perangkat kromosom).

Sistem gen Sk-Ts
Di atas disebutkan bahwa sistem penentuan jenis kelamin pada lebah tidak berhubungan dengan kromosom kelamin. Meskipun demikian, sistem tersebut masih ada kaitannya dengan jumlah perangkat kromosom.
Pada jagung dikenal sistem penentuan jenis kelamin yang tidak bergantung, baik kepada kromosom kelamin maupun jumlah genom, tetapi didasarkan atas keberadaan gen tertentu. Jagung normal monosius (berumah satu) mempunyai gen Sk, yang mengatur pembentukan bunga betina, dan gen Ts, yang mengatur pembentukan bunga jantan. Jagung monosius ini mempunyai fenotipe Sk_Ts_.

Sementara itu, alel-alel resesif sk dan ts masing-masing menghalangi pembentukan bunga betina dan mensterilkan bunga jantan. Oleh karena itu, jagung dengan fenotipe Sk_tsts adalah betina diosius (berumah dua), sedang jagung skskTs_ adalah jantan diosius. Jagung sksktsts berjenis kelamin betina karena ts dapat mengatasi pengaruh sk, atau dengan perkataan lain, bunga betina tetap terbentuk seakan-akan tidak ada alel sk.

Pengaruh lingkungan
Sistem penentuan jenis kelamin bahkan ada pula yang bersifat nongenetik. Hal ini misalnya dijumpai pada cacing laut Bonellia, yang jenis kelaminnya semata-mata ditentukan oleh faktor lingkungan.. F. Baltzer menemukan bahwa cacing Bonellia yang berasal dari sebuah telur yang diisolasi akan berkembang menjadi individu betina. Sebaliknya, cacing yang hidup di lingkungan betina dewasa akan mendekati dan memasuki saluran reproduksi cacing betina dewasa tersebut untuk kemudian berkembang menjadi individu jantan yang parasitik.

Kromatin Kelamin
Seorang ahli genetika dari Kanada, M.L. Barr, pada tahun 1949 menemukan adanya struktur tertentu yang dapat memperlihatkan reaksi pewarnaan di dalam nukleus sel syaraf kucing betina. Struktur semacam ini ternyata tidak dijumpai pada sel-sel kucing jantan. Pada manusia dilaporkan pula bahwa sel-sel somatis pria, misalnya sel epitel selaput lendir mulut, dapat dibedakan dengan sel somatis wanita atas dasar ada tidaknya struktur tertentu yang kemudian dikenal dengan nama kromatin kelamin atau badan Barr. 

Pada sel somatis wanita terdapat sebuah kromatin kelamin sementara sel somatis pria tidak memilikinya. Selanjutnya diketahui bahwa banyaknya kromatin kelamin ternyata sama dengan banyaknya kromosom X dikurangi satu. Jadi, wanita normal mempunyai sebuah kromatin kelamin karena kromosom X-nya ada dua. Demikian pula, pria normal tidak mempunyai kromatin kelamin karena kromosom X-nya hanya satu. 

Dewasa ini keberadaan kromatin kelamin sering kali digunakan untuk menentukan jenis kelamin serta mendiagnosis berbagai kelainan kromosom kelamin pada janin melalui pengambilan cairan amnion embrio (amniosentesis). Pria dengan kelainan kromosom kelamin, misalnya penderita sindrom Klinefelter (XXY), mempunyai sebuah kromatin kelamin yang seharusnya tidak dimiliki oleh seorang pria normal. Sebaliknya, wanita penderita sindrom Turner (XO) tidak mempunyai kromatin kelamin yang seharusnya ada pada wanita normal.

Mary F. Lyon, seorang ahli genetika dari Inggris mengajukan hipotesis bahwa kromatin kelamin merupakan kromosom X yang mengalami kondensasi atau heterokromatinisasi sehingga secara genetik menjadi inaktif. Hipotesis ini dilandasi hasil pengamatannya atas ekspresi gen rangkai X yang mengatur warna bulu pada mencit. Individu betina heterozigot memperlihatkan fenotipe mozaik yang jelas berbeda dengan ekspresi gen semidominan (warna antara yang seragam). Hal ini menunjukkan bahwa hanya ada satu kromosom X yang aktif di antara kedua kromosom X pada individu betina. Kromosom X yang aktif pada suatu sel mungkin membawa gen dominan sementara pada sel yang lain mungkin justru membawa gen resesif. 

Hipotesis Lyon juga menjelaskan adanya mekanisme kompensasi dosis pada mamalia. Mekanisme kompensasi dosis diusulkan karena adanya fenomena bahwa suatu gen rangkai X akan mempunyai dosis efektif yang sama pada kedua jenis kelamin. Dengan perkataan lain, gen rangkai X pada individu homozigot akan diekspesikan sama kuat dengan gen rangkai X pada individu hemizigot.

Hormon dan Diferensiasi Kelamin
Dari penjelasan mengenai berbagai sistem penentuan jenis kelamin organisme diketahui bahwa faktor genetis memegang peranan utama dalam ekspresi sifat kelamin primer. Selanjutnya, sistem hormon akan mengatur kondisi fisiologi dalam tubuh individu sehingga mempengaruhi perkembangan sifat kelamin sekunder.

Pada hewan tingkat tinggi dan manusia hormon kelamin disintesis oleh ovarium, testes, dan kelenjar adrenalin. Ovarium dan testes masing-masing mempunyai fungsi ganda, yaitu sebagai penghasil sel kelamin (gamet) dan sebagai penghasil hormon kelamin. Sementara itu, kelenjar adrenalin menghasilkan steroid yang secara kimia berhubungan erat dengan gonad.

Gen terpengaruh kelamin
Gen terpengaruh kelamin (sex influenced genes) ialah gen yang memperlihatkan perbedaan ekspresi antara individu jantan dan betina akibat pengaruh hormon kelamin. Sebagai contoh, gen autosomal H yang mengatur pembentukan tanduk pada domba akan bersifat dominan pada individu jantan tetapi resesif pada individu betina. Sebaliknya, alelnya h, bersifat dominan pada domba betina tetapi resesif pada domba jantan. Oleh karena itu, untuk dapat bertanduk domba betina harus mempunyai dua gen H (homozigot) sementara domba jantan cukup dengan satu gen H (heterozigot).

Contoh lain gen terpengaruh kelamin adalah gen autosomal B yang mengatur kebotakan pada manusia. Gen B dominan pada pria tetapi resesif pada wanita. Sebaliknya, gen b dominan pada wanita tetapi resesif pada pria. Akibatnya, pria heterozigot akan mengalami kebotakan, sedang wanita heterozigot akan normal. Untuk dapat mengalami kebotakan seorang wanita harus mempunyai gen B dalam keadaan homozigot.

Gen terbatasi kelamin
Selain mempengaruhi perbedaan ekspresi gen di antara jenis kelamin, hormon kelamin juga dapat membatasi ekspresi gen pada salah satu jenis kelamin. Gen yang hanya dapat diekspresikan pada salah satu jenis kelamin dinamakan gen terbatasi kelamin (sex limited genes). Contoh gen semacam ini adalah gen yang mengatur produksi susu pada sapi perah, yang dengan sendirinya hanya dapat diekspresikan pada individu betina. Namun, individu jantan dengan genotipe tertentu sebenarnya juga mempunyai potensi untuk menghasilkan keturunan dengan produksi susu yang tinggi sehingga keberadaannya sangat diperlukan dalam upaya pemuliaan ternak tersebut.

Pewarisan Watak (Hereditas)

Biologi SMA Kelas 12 : Hereditas

Hereditas adalah pewarisan watak dari induk ke keturunannya baik secara biologis melalui gen atau secara sosial melalui pewarisan gelar, atau status social. Sudah terlihat jelas oleh manusia-manusia sejak dahulu bahwa keturunan menyerupai induknya. Seperti contohnya pada buku kejadian 30-46 meceritakan bagaimana Jacob dan Laban membagi domba mereka menjadi domba yan putih dan domba yang berbintik-bintik untuk memastikan tidak ada yang tercuri. Walaupun sudah jelas bagi orang-orang jaman dahulu bahwa dalam hereditas sifat dan watak di wariskan, mekanisme dari hereditas itu sendiri masih belum jelas.

Konsep kuno Hereditas
Filsuf Yunani mempunyai bermacam-macam ide tentang hereditas. Theophrastus mengajukan bahwa bunga jantan membuat bunga betina menjadi matang, Hiprokrates menduga bahwa "benih" diproduksi oleh berbagai anggota tubuh dan di wariskan pada saat pembuahan, Aristoteles bahwa semen pejantan dan betina becampur pada saat pembuahan, sedangkan Aeskhylus, pada tahun 458 SM mengajukan ide bahwa sang pejantan adalah orang tua yang sebenarnya dan betina adalah "perawat dari bayi yang disemai di dalamnya".Bermacam-macam mekanisme hereditas di ajukan tanpa diuji atau dikuantifikasi dengan layak. Mekanisme ini diantaranya pewarisan campuran, dan pewarisan sifat dapatan. 

Namun demikian, hewan dan tanaman domestik dapat dikembangkan melalui seleksi artifisial. Pewarisan sifat dapatan juga membentuk bagian dari ide evolusi Lamarck.Pada abad kedelapan belas, ahli mikroskop Antoine van Leeuwenhoek (1632-1723) menemukan "binatang kecil" di dalam sperma manusia dan hewan lainnya. Penemuan ini menjadi dasar dari teori "spermis" yang menyatakan bahwa dalam sebuah sperma terdapat "orang kecil" (homunculius) dan satu-satunya sumbangan yang dilakukan oleh pihak wanita adalah kandungan yang didalamnya homonculus tumbuh dan berkembang. Teori lainnya yang bertentangan, "ovis" menduga bahwa wanitalah yang menyimpan manusia kecil di dalam ovum. Pangenesis adalah sebuah ide yang menyatakan bahwa pria dan wanita membentuk sebuah "pangen" di dalam setiap organ. Pangen ini kemudian berjalan melalui darah ke alat kelamin kemudian ke dalam bakap anak. Konsep ini bermula pada zaman yunani kuno dan memengaruhi ilmu hayat sampai sekitar seratus tahun yang lalu. Istilah "hubungan darah", "darah murni", dan "darah bangsawan" adalah sisa-sisa dari teori Pangenesis. Pada dasawarsa 1870 Francis Galton, sepupu dari Charles Darwin melakukan percobaan yang menyangkal Pangenesis. 

Charles Darwin mengajukan teori evolusi pada tahun 1859 dan salah satu masalah utamanya adalah kurangnya mekanisme dasar untuk hereditas. Darwin percaya akan pewarisan dampiran dan pewarisan sifat dapatan. Pewarisan campuran akan menghasilkan keseragaman di antara populasi hanya dalam beberapa generasi sehingga akan menghilangkan variasi dari sebuah populasi yang kepadanya seleksi alam dapat berlaku. Hal ini membuat Darwin mengadopsi idea Lamarck pada makalahnya yang setelah The Origin. Pendekatan utama Darwin untuk hereditas adalah untuk mengaris bawahi bagaimana pewarisan itu dapat bekerja.bModel awal Darwin akan konsep hereditas diadopsi oleh saudaranya Francis Galton dan kemudian dimodifikasi olehnya untuk membuat sebua kerangka kerja akan teori biometrik. Galton menolak aspek dari pangenesis darwin yang bertumpu pada sifat dapatan. Pewarisan sifat dapatan terbukti kesalahannya pada dasawarsa 1880 ketika August Weismann memotong ekor dari beberapa generasi tikus dan mendapati bahwa keturunannya tetap mempunyai ekor.

Sintesis evolusiner mutakhir
Ide akan pewarisan gen sebagian dapat di atribusikan ke seseorang pendeta Moravia gregor Mendel[1] monk yang menerbitkan penelitiannya akan kacang polong pada tahun 1865. Namun karyanya tidak dikenal luas dan baru ditemukan kembali pada tahun 1901. Pada awalnya dianggap bahwa pewarisan ala Mendel hanya dihitung untuk perbedaan yang besar seperti yang dimatai oleh mendel pada tanaman polongnya dan ide akan pengaruh kumultive pada gen tidak disadari sampai ketika makalah oleh Ronald Fisher pada tahun 1918 berjudul "Hubungan Antara Keturunan Dalam Pewarisan Mendel]]. Untuk sejarah genetika lebih lanjut dapat dilihat dalam artikel Sejarah ilmu genetika

Perkembangan Modern Genetika dan Hereditas
Pada dasawarsa 1930, tulisan FIsher dan lainnya menghasilkan sebuah teori gabungan dari teori Mendel dan Biometeri menjadi sintesis mutakhir Evolusi. Trofim Lysenko namun menyebab kemunduran dalam apa yang sekarang dikenal Lysenkoisme pada Uni Soviet ketika dia menekankan ide Lamarck tentang [Pewarisan sifat dapatan]]. Gerakan ini mempengaruhi penelitian dalam bidang pertanian dan mengakibatkan kekurangan pangan pada dasawarsa 1960 di USSR.

Reproduksi Sel

Biologi SMA Kelas 12 : Reproduksi Sel 

Kita mengenal tiga jenis reproduski sel, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis (pembelahan reduksi). Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.

Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti.

Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:

1. Profase :

pada tahap ini yang terpenting adalah benang-benang kromatin menebal menjadi kromosom dan kromosom mulai berduplikasi menjadi kromatid.

2. Metafase:
pada tahap ini kromosom/kromatid berjejer teratur dibidang pembelahan (bidang equator) sehingga pada tahap inilah kromosom/kromatid mudah diamati dan dipelajari.

3. Anafase:
pada fase ini kromatid akan tertarik oleh benang gelendong menuju ke kutub-kutub pembelahan sel.

4. Telofase:
pada tahap ini terjadi peristiwa KARIOKINESIS (pembagian inti menjadi dua bagian) dan SITOKINESIS (pembagian sitoplasma menjadi dua bagian).

Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.

Meiosis terbagi menjadi due tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis II Baik meiosis I maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis. Secara lengkap pembagian tahap pada pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :

 

Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara telofase I dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface). Setelah selesai telofase II dan akan dilanjutkan ke profase I barulah terdapat fase istirahat atau interface.

PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS

Aspek yang dibedakan	Mitosis	Meiosis
Tujuan	Untuk pertumbuhan	Sifat mempertahan-kan diploid
Hasil pembelahan	2 sel anak	4 sel anak
Sifat sel anak	diploid (2n)	haploid (n)
Tempat terjadinya	sel somatis	sel gonad

Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet, yaitu Oogenesis dan Speatogenesis. Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporogenesis (Megasporogenesis) dan Mikrosporogenesis.

Metabolisme Sel

Biologi SMA kelas 12 - Metabolisme Sel. Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.

Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.

Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:

1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis

yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.

Contoh : fotosintesis (asimilasi C)

6 CO₂+ 6 H₂O ———————————> C₆H₁₂0₆+ 6 0₂

Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebutreaksi endoterm.

2. Katabolisme (Dissimilasi)

yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.

Contoh:

C₆H₁₂O₆+ 6 O₂ ———————————> 6 CO₂ + 6 H₂O + 686 KKal.

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Ekosistem dan Konservasi

Bilogi SMA Kelas 12 : Ekosistem dan Konservasi

Untuk memudahkan pelajar SMA kelas 12 mempelajari Bioligi SMA khusus pembahasan Ekosistem dan Konservasi, berikut ini disajikan rangkuman pokok-pokok isi materi Ekosistem dan Konservasi :

Setiap makhluk hidup berinteraksi dengan lingkungannya. Lingkungan adalah segala sesuatu yang terdapat di sekeliling makhluk hidup, berupa unsur-unsur biotik dan abiotik yang saling mempengaruhi makhluk hidup tersebut. Unit-unit lingkup ekologi tersebut secara hirarki dimulai dari individu, populasi, komunitas, ekosistem dan bioma yang ditunjukkan dalam spektrum biologi.

Pendekatan ekologi adalah memahami faktor-faktor dan prosesproses penting yang melandasi keberadaan dan kelimpahan jenis di tempat hidupnya.

Makhluk hidup meluangkan waktu untuk berkompetisi dalam memperoleh makanan, tempat berlindung, dan pasangan kawin. Didalam lingkungan biotik terdapat interaksi antara individu sejenis maupun antara jenis yang berbeda, terdiri atas kompetisi, dan simbiosis.

Kompetisi terbagi atas: kompetisi intraspesifik (kompetisi antar anggota satu spesies), dan kompetisi interspesifik (kompetisi antar anggota yang berbeda spesies).

Simbiosis terdiri dari amensalisme, protokooperasi, mutualisme, komensalisme, parasitisme, dan predasi. Antara komponen pembentuk ekosistem terdapat hubungan saling ketergantungan, sehingga perubahan pada komponen yang satu akan menyebabkan perubahan pada komponen yang lain.

Peristiwa makan dan dimakan yang melukiskan suatu rantai makanan atau jaring-jaring makanan. Peristiwa rantai makanan menyebabkan terjadinya piramida energi, piramida jumlah, piramida biomassa dan aliran materi yang berupa siklus atau daur materi dalam ekosistem.

Siklus materi yang terjadi di biosfer disebut siklus biogeokimia artinya suatu siklus dari bahan kimia, dari bagian abiotik dalam ekosistem ke komponen biotik, kemudian diuraikan lagi menjadi mineral.
 

Habitat adalah tempat hidup asli (di dalam alam) suatu makhluk hidup. Niche dapat bermakna ganda. Pertama, lingkungan kecil (micro environment) yang khusus bagi suatu jenis makhluk hidup. Kedua, peranan suatu makhluk hidup dalam komunitas, misalnya sebagai produsen, konsumen atau pengurai. 

Daya dukung lingkungan adalah ketersediaan sumber daya alam cukup ruang untuk memenuhi kebutuhan dasar pada tingkat kestabilan sosial tertentu.

Perubahan lingkungan dapat terjadi secara alami dan buatan manusia. Secara alami, misalnya: akibat gempa bumi, gunung meletus, angin ribut dan banjir. Sedangkan secara buatan akibat aktivitas manusia, misalnya: akibat penebangan hutan untuk pertanian, pembangunan rumah, jalan besar, pabrik, dan bendungan.

Manusia mampu mengubah lingkungan misalnya pemberian pupuk, penghijauan, reboisasi, irigasi dan sebagainya untuk meningkatkan bidang pertanian dan melestarikan lingkungan.

Setiap makhluk hidup berinteraksi dengan lingkungannya. Komponen penyusun eksosistem terdiri atas dua, yaitu biotik dan abiotik. Faktor biotik (hayati) adalah segala makhluk hidup di sekitar dan di dalam makhluk hidup, sedangkan abiotik terdiri dari lingkungan, fisik (iklim, suhu, penyinaran, tekanan udara, kelembaban, angin, curah hujan, dan faktor-faktor tanah edafik, dan kimia (pH, senyawa kimia, dan lainnya. Interaksi antar populasi dikategorikan dalam bentuk netral, kompetisi atau persaingan, predasi, parasitisme, komensalisme, mutualisme dan antibiosa.
 

Seluruh ekosistem yang ada di dunia ini disebut Biosfer. Biosfer didefenisikan sebagai bagian bumi yang mengandung makhluk hidupmakhluk hidup . Ekosistem dapat dibedakan atas ekosistem darat, pantai, air tawar dan ekosistem air laut.
 

Beberapa bioma darat antara lain: pamah, pegunungan, gurun, padang rumput, hutan basah, hutan gugur, taiga dan tundra. Sedangkan bioma pantai terdiri dari mangrove, formasi pes caprae, formasi baringtonia, dan air payau. Ekosistem air tawar dapat dibedakan atas perairan dengan air tenang, misalnya danau, rawan, kolam; serta perairan dengan air mengalir. Berdasarkan bagian daerah tempat hidup, dibagi tiga yaitu litoral, limnetik dan profundal.
 

Bioma perairan terdiri dari berdasarkan daya tembus sinar matahari ke dalam air laut, terbagi atas fotik dan afotik. Secara fisik, habitat laut dibagi empat yaitu, berupa: litoral, neritik, batial dan abisal. Berdasarkan kebiasaan hidup, makhluk hidup perairan dibedakan menjadi plankton, perifiton, nekton, neuston, dan bentos.

Sebuah komunitas terbentuk melalui serangkaian proses yang disebut suksesi suksesi. Dibedakan atas 2 bentuk, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder.
 

Suksesi primer terbentuk pada suatu wilayah yang belum pernah terjadi kehidupan sama sekali, sedangkan suksesi sekunder terbentuk pada wilayah yang pernah ada kehidupan kemudian rusak akibat kejadian alam atau akibat aktivitas manusia. Contoh: komunitas yang terbentuk setelah letusan Gunung Krakatau, Gunung Kelud, atau hutan yang terbentuk setelah kebakaran.

Suksesi akan mencapai klimaks, bila terbentuk suatu komunitas tertentu yang komposisi populasinya relatif tetap dan stabil disebut komunitas klimaks