KONSEP DASAR TENTANG MATERI DAN ENERGI,
ALAM SEMESTA, SERTA ASAL MULA KEHIDUPAN DI
BUMI
DAN PERKEMBANGAN VARIABILITAS MAKHLUK HIDUP
A. Kompetensi Dasar
Mahasiswa mampu memahami konsep
dasar tentang materi dan energi, alam semesta serta asal mula
kehidupan di bumi dan perkembangan variabilitas makhluk hidup.
B. Deskripsi Materi
1. Konsep dasar tentang materi dan energi.
2. Konsep dasar tentang alam semesta dan tata
surya..
3. Teori tentang asal mula kehidupan di bumi.
4. Perkembangan dan variabilitas makhluk hidup.
C. Uraian Materi
1. Konsep Dasar tentang Materi dan Energi
Dunia benda terdiri atas dua unsur, yaitu:
a. Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa
dan menempati ruang (pembangun organisme hidup dan tak hidup)
b. Energi adalah suatu kemampuan untuk
melakukan kerja atau kegiatan (diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme)
Materi
Wujud materi ada tiga macam yakni:
1) Padat:
Bentuk dan volume tetap, selama tidak ada pengaruh dari luar.
2) Cair
: Bentuknya berubah-ubah sesuai
bentuk tempatnya dan volume tetap.
3) Gas
: Bentuk dan volume tidak tetap,
mengisi seluruh ruang yang tersedia.
Massa dan Berat
»
Massa : menyatakan
jumlah materi yang ada pada suatu benda dan bersifat tetap.
»
Berat : menyatakan
gaya gravitasi bumi terhadap benda dan bergantung pada letak benda dari
pusat bumi.
Berat
dapat diukur langsung dengan menimbang, sedangkan massa dapat dihitung
bila diketahui beratnya dan gaya gravitasi di tempat penimbangan itu dilakukan.
Menimbang dengan neraca berarti
membandingkan massa benda yang ditimbang dengan massa benda lain yang diketahui
(anak timbangan). Dengan demikian berat
sebuah benda adalah massanya.,sehingga pengertian massa = berat (Maskoeri Jasin, 1999 : 57 – 58).
Klasifikasi Materi
1) Homogen disebut zat / substansi, terdiri
dari:
a. Unsur (zat yang tidak bisa diuraikan
lagi), terdiri dari unsur logam
(misalnya Fe dan Zn) dan unsur
non logam (misalnya C, O, H).
b. Senyawa (bisa diuraikan karena terdiri dari
beberapa unsur) misalnya air (H2O).
2) Heterogen disebut campuran, terdiri dari:
a. Campuran homogen, misalnya larutan gula.
b. Campuran heterogen, misalnya camuran
minyak dan air.
Struktur Materi
a.
Menurut Demokritos (460 – 370 SM) : semua materi
tediri atas partikel-partikel yang amat
kecil (tidak dapat dibagi lagi) yang disebut atom.
b. Menurut Robert Boyle (abad XVII) :
partikel terkecil dari zat disebut molekul, molekul-molekul zat yang
sama akan sama semua sifatnya. (Maskoeri Jasin, 1999 ; 59)
Energi
Energi adalah suatu kemampuan untuk
melakukan kerja atau kegiatan. Tanpa energi dunia ini akan diam atau beku.
Dalam kehidupan manusia selalu terjadi
kegiatan, untuk kegiatan otak dan kegiatan otot diperlukan energi.
Energi diperoleh dari :
-
Proses
oksidasi atau pembakaran zat makanan yang masuk ke dalam tubuh.
-
Sumberdaya
alam (natural resources) untuk kegiatan memproduksi barang,
transportasi, dan untuk kegiatan yang lainnya.
Sumberdaya alam dibedakan menjadi dua :
1) Sumberdaya alam yang dapat
diperbaharui (renewable) atau
hampir tidak akan habis, misalnya kayu bakar, sinar matahari, angin, dan
sebaginya.
2) Sumberdaya alam yang tidak dapat
diperbaharui (unrenewable) atau habis, misalnya minyak bumi dan batu
bara. (Maskoeri Jasin, 1999: 69)
Macam-macam bentuk energi:
1. Energi Mekanik
a. Energi potensial (energi tempat) bersifat tidak aktif.
Misalnya energi yang tersimpan dalam waduk.
b. Energi kinetik (energi gerak) bersifat
aktif. Misalnya energi pada air waduk yang mengalir deras. Semakin tinggi letak
air waduk dari permukaan laut, semakin besar pula energi potensialnya.
2. Energi panas (kalor)
Pemberian
kalor kepada suatu benda mengakibatkan kenaikan suhu benda sehingga terjadi
perubahan bentuk, ukuran atau volume benda tersebut. Misalnya ketika merebus
air hingga mendidih, jika dibiarkan terus maka air akan berubah menjadi uap
air.
3. Energi magnetik
Yaitu energi
yang tersimpan di dalam magnet. Setiap magnet memiliki 2 kutub ( +, - ), di sekitar
kutub ada medan magnet (daerah di
sekeliling kutub magnet) di mana energi magnetic masih dapat dirasakan.
4. Energi Listrik
Yaitu energi
yang ditimbulkan atau dibangkitkan dengan berbagai macam cara, misalnya dari:
a. Air sungai atau air terjun ( energi
kinetic)
·
energi
angin (kincir angin)
·
accu
(energi kimia)
·
tenaga
uap (memutar generator listrik)
·
tenaga
diesel
·
tenaga
nuklir
5. Energi kimia
Yaitu energi
yang diperoleh melalui suatu proses kimia. Misalnya energi dalam tubuh manusia
yang diperoleh dari proses oksidasi makanan.
6. Energi bunyi (getaran)
Pada saat
suatu benda jatuh di lantai, maka energi kinetiknya berubah menjadi energi
panas dan juga energi getaran, yaitu timbulnya suatu getaran pada lantai yang
menimbulkan bunyi. Contoh lain: meledaknya
bom menimbulkan getaran yang
hebat dan dapat merobohkan bangunan.
7. Energi nuklir
Energi nuklir
didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atau yang lain, dan pecahannya itu
disertai pembebasan energi. Satu-satunya sumber energi nuklir yang sangat besar
adalah uranium. Energi nuklir dapat digunakan sebagai pembangkit tenaga
listrik, untuk transportasi dan untuk bidang kesehatan.
8. Energi cahaya
-
Dari
cahaya matahari yang diperlukan terutama oleh tumbuhan berhijau daun dan
digunakan oleh makhluk hidup lainnya.
-
Dari
sinar laser yaitu sinar pada suatu gelombang yang sama dan amat kuat. Sinar
laser banyak digunakan dalam bidang industri dan kesehatan.
Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke
bentuk lain, misalnya energi potensial
air dapat diubah menjadi energi listrik dan seterusnya. Dari berbagai
bentuk energi di atas, energi dari cahaya matahari merupakan energi paling
besar dan paling murah di alam, karena manusia tidak perlu membeli untuk
mendapatkan energi tersebut.
Cahaya matahari menurut Maskoeri Jasin (
1999 : 157) merupakan sumber energi bagi aliran energi dan siklus materi yang
terjadi dalam interaksi antara komponen biotik dan abiotik di dalam suatu
ekosistem.
Siklus
materi dan aliran energi dapat dilihat pada gambar berikut ini.
a. Proses Terbentuknya Alam Semesta
1) Pandangan Klasik
Abu Raihan Al-Bairuni ilmuwan muslim (abad
X) adalah orang yang pertama kali menyatakan universalitas hukum alam, dengan
mengatakan bahwa fenomena gravitasi di bumi sama dengan yang ada di langit dan
dia juga tidak sependapat dengan teori geosentris Ptolomeus.
Ketika enam abad kemudian Johannes Kepler
berhasil menemukan hubungan antara waktu edar planet-planet dengan sumbu utama
elips masing-masing, maka muncullah teori ‘Principia’ karya Isaac Newton pada
abad ke-17. Sejak itu orang mengetahui
apa kendala yang mengekang planet-planet tata surya untuk bergerak mengitari
matahari (A. Baiquni, 1996 : 9). Sekarang bagaimanakah konsepsi ilmuwan tentang
penciptaan alam dan pemikiran apa yang melandasinya?
Para ahli fisika klasik sesuai hasil observasinya
mempunyai konsep tentang penciptaan alam semesta sebagai berikut:
-
Langit
atau ruang alam tidak terbatas dan
besarnya tidak berhingga.
-
Alam
juga tidak berubah status totalitasnya dari waktu yang tidak berhingga lamanya
yang telah lampau sampai yang tidak berhingga akan datang. (A.Baiquni, 1996 :
10)
Dari konsep tersebut melahirkan beberapa
teori:
-
Newton
(abad ke-17) : materi itu kekal adanya,
walaupun terjadi reaksi kimia dan fisika.
-
Lavoisier
(abad ke-18) : kekekalan massa.
-
Einstein
(abad ke-18) : kekekalan massa dan
energi (kekekalan materi).
Teori Einstein ini ditentang oleh Friedman
yang menyatakan bahwa jagad raya bersifat dinamis, bukan statis seperti model
Einstein.
Dapat disimpulkan bahwa alam semesta dalam
pandangan klasik bukan seperti dalam ajaran Islam yakni yang diciptakan pada
suatu waktu dan ditiadakan pada saat lain, melainkan alam semesta yang tidak pernah diciptakan
sesuai dengan hasil pengukuran dari pengamatan yang telah dilakukan.
2) Pandangan Modern
Pada tahun 1929 Edwin Hubble (Amerika)
dengan teropong bintang terbesar di dunia
menyatakan : “alam semesta tidak statis, tetapi dinamis seperti model
Friedman “.
Dengan penemuan Edwin Hubble tersebut para
ilmuwan berkesimpulan bahwa:
-
Alam
yang kita huni ini mengembang, volume ruang jagad raya ini bertambah besar
setiap saat.
-
Semua
galaksi di jagad raya ini semula bersatu padu dengan galaksi Bima Sakti sekitar
15 milyard tahun yang lalu. ( A. Baiquni, 1996 : 12)
Dari konsep tersebut melahirkan beberapa
teori tentang terbentuknya alam semesta.
a) Teori Big Bang (Ledakan Besar)
Teori ini
bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang sangat besar sekali dan mempunyai
berat jenis yang sangat besar, meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti.
Massa itu kemudian bergerak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat
ledakan membentuk kelompok-kelompok
galaksi ( Mawardi, 2007 : 21).
Para
fisikawan ( Gamow, Alpher dan Herman ) berdasarkan hasil pengamatan mereka
menyatakan bahwa: “Pada saat itu terjadi ledakan (dentuman besar) yang maha
dahsyat, yang melemparkan materi seluruh jagad raya ke semua arah dan kemudian
membentuk bintang-bintang dan galaksi“ (A. Baiquni, 1996 : 14).
Akhirnya para
fisikawan mengakui bahwa semula alam semesta ini tiada, tetapi kemudian sekitar
15 milyar tahun yang lalu tercipta dari ketiadaan. Jika kita ingin
membandingkan teori ini dengan al-Qur’an, dapat kita lihat dalam Surah
Al-Anbiya ayat 30
ŰŁَÙَÙَÙ
ْ Ùَ۱َ
ۧÙَّŰ°ِÙÙَ ÙَÙَ۱ُÙۧ ŰŁَÙَّ ۧÙŰłَّÙ
َۧÙَۧŰȘِ ÙَۧÙۣ۱ْ۶َ ÙَۧÙَŰȘَۧ ۱َŰȘْÙًۧ
ÙَÙَŰȘَÙْÙَۧÙُÙ
َۧ ÙَŰŹَŰčَÙْÙَۧ Ù
ِÙَ ۧÙْÙ
َۧۥِ ÙُÙَّ ŰŽَÙْŰĄٍ ŰَÙٍّ ŰŁَÙَÙۧ
ÙُŰ€ْÙ
ِÙُÙÙَ (ÙŁÙ )
Artinya: “Dan tidaklah orang-orang
kafir itu mengetahui bahwa langit (ruang alam) dan bumi (materi alam) itu
dahulu sesuatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air
Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tidak juga
beriman ?”
Keterpaduan
ruang dan materi seperti dinyatakan di dalam ayat itu hanya dapat kita pahami
jika keduanya berada di satu titik, singularitas fisis yang merupakan volume
yang berisi seluruh materi. Sedangkan pemisahan mereka terjadi dalam suatu
ledakan dahsyat yang melontarkan materi ke seluruh penjuru ruang alam yang
berkembang dengan sangat cepat.
b) Teori Ekspansi dan Kontraksi
Teori ini
berdasarkan adanya suatu siklus dari
alam semesta, yaitu masa ekspansi dan masa kontraksi. Dalam jangka waktu 30.000 juta tahun dalam
masa ekspansi, terbentuklah galaksi beserta bintang-bintangnya. Ekspansi
tersebut didukung oleh adanya tenaga yang bersumber dari reaksi inti hidrogen yang
akhirnya membentuk berbagai unsur yang lebih kompleks. Pada masa kontraksi terjadi galaksi dan
bintang-bintang yang meredup, sehingga unsur-unsur yang terbentuk menyusut
dengan menimbulkan tenaga berupa panas yang sangat tinggi (Hendro Darmojo, 1999 : 39).
Sekarang
dari mana sumber tenaga/kekuatan yang dikatakan dari reaksi inti hydrogen? Dalam Al-Qur’an Surah Adz-Dzariat ayat 47
disebutkan: “Dan langit (ruang alam) itu Kami bangun dengan kekuatan dan
Kamilah sesungguhnya yang meluaskannya”.
Ayat tersebut
menjawab pertanyaan di atas bahwa hanya kekuatan dari Sang Pencipta lah yang
dapat menaburkan materi paling tidak sebanyak 100 milyar galaksi yang
masing-masing berisi rata-rata 100 milyar bintang ke seluruh jagad raya ini.
b.
Mengenal
alam semesta dan tata surya.
Dalam alam semesta terdapat sekitar 100
milyard galaksi. Sedangkan galaksi merupakan kumpulan dari 100 milyard
bintang-bintang, salah satunya adalah matahari sebagai pusat tata surya kita.
Galaksi dari bumi kita berinduk dinamakan Milky way atau Bima sakti.
Kumpulan bintang-bintang dalam galaksi
bentuknya menyerupai lensa cembung yang pipih atau berbentuk cakram, garis
tengahnya mempunyai panjang 100 tahun cahaya dan tebalnya 10 tahun cahaya.
Matahari sebagai pusat tata surya berada pada jarak 30 tahun cahaya dari pusat
Bima Sakti.
Di mana 1 detik cahaya = 300.000 km. Jarak
bumi ke matahari = 81/3 menit cahaya = 500 detik cahaya, berarti = 150 juta km.
Satu tahun cahaya = jarak yang ditempuh
cahaya selama 1 tahun (maskoeri Jasin, 1999 : 80).
·
Tata
Surya
Surya adalah kata lain dari matahari. Tata
surya berarti adnya suatu organisasi yang teratur pada matahari tersebut.
Seperti kita ketahui matahari kita ini dikelilingi oleh planet-planet, antara
lain bumi kita ini. Planet-planet juga dikitari oleh benda lain yaitu satelit
(Hendro Darmojo, 1999 : 50).
Pada abad ke-16 ilmuwan Polandia bernama
Nikolas Copernikus berhasil mengubah pandangan yang salah dari geosentris.
Susunan tata surya menurut teori heliosentris dapat dilihat pada gambar berikut
ini:
Planet merkurius dan venus yang berada di
antara bumi dan matahari disebut planet dalam. Planet mars, asteroida, yupiter,
saturnus, uranus, neptunus dan Pluto yang beredar di luar garis peredaran bumi
disebut planet luar. Planet-planet mengelilingi matahari melalui lintasan atau
orbit yang bentuknya elips. Di mana matahari berada dalam salah satu titik
fokusnya.
Matahari seperti halnya bintang-bintang
dapat dilihat karena memancarkan cahaya sendiri. Sedangkan satelit dan
planet hanya memantulkan cahaya dari
matahari. Peredaran planet mengelilingi matahari disebut gerak revolusi. Disamping itu planet-planet beredar mengelilingi sumbunya yang
disebut gerak rotasi. Dilihat dari selatan gerak revolusi maupun gerak rotasi planet-planet searah jarum jam atau dari Timur
ke Barat (Maskoeri Jasin, 1999 : 83).
Di samping planet dan satelit, benda
angkasa lain yang beredar mengelilingi matahari adalah komet-komet, meteor-meteor,
debu dan gas antar planet.
·
Bumi
Bumi menempati urutan ketiga terdekat
dengan matahari, ukuran besarnya hampir sama dengan venus dan bergaris tengah 12.640 km.
Jarak antara bumi dengan matahari adalah 149 juta km. Satu kali rotasi bumi
menjalani 360 Âș yang ditempuh selama 24 jam.
Akibat dari rotasi bumi adalah:
-
Gerak
semu harian dari matahari, yang seakan-akan benda-benda langit terbit dari
Timur dan terbenam di Barat.
-
Pergantian
siang dan malam.
-
Penyerongan
atau penyimpangan arah angin dan arus laut. Arus-arus angin tidak bergerak
lurus dari daerah maksimum ke daerah minimum, tetapi
membias ke kanan bagi belah bulatan utara dan membias ke kiri bagi belah bulatan selatan.
-
Penggelembungan
di katulistiwa serta Pemepetan di kedua kutub bumi.
-
Adanya
dua kali air pasang naik dan pasang surut dalam sehari semalam.
-
Perbedaan
waktu antara tempat-tempat yang berbeda derajat busurnya. (Maskoeri Jasin, 1999 : 88)
Gerak revolusi dari bumi mengakibatkan:
-
Pergantian
empat musim yakni di sebelah utara garis balik utara ( 23 ½ LU ).
-
Perubahan
lamanya siang dan malam.
-
Terlihatnya
rasi (konstelasi) bintng yang beredar dari bulan ke bulan. (Maskoeri Jasin,
1999 : 89)
Adapun struktur bumi menurut Maskoeri
Jasin (1999 : 111) terdiri dari lapisan:
a.
Lithosfer dan Centrosfer
Lithosfer ini
tebalnya kurang lebih 32 km, merupakan bagian yang penting dalam kehidupan
manusia yang berupa benua-benua dan pulau-pulau sebagai tempat tinggal. Ketebalan Lithosfer
tidak sama, bagian benua setebal 8 km, bagian tipis berupa dasar laut yang
dalam setebal 3,5 km.
Di bawah Lithosfer terdapat Centrosfer yang terdiri atas : bagian paling dalam (inti dalam),
bagian luar (inti luar) dan bagian mantel yang menyelimuti inti luar.
b. Hidrosfer
Hidrosfer
tidak sepenuhnya menutupi seluruh permukaan bumi, tapi hanya 75 % yang meliputi
lautan, danau-danau dan es di
kutub. Kedalaman laut rata-rata 4000 m, yang terdalam terdapat di dekat Pulau
Busm dengan kedalaman 11000 m.
Hidrosfer
mempunyai pengaruh besar terhadap atmosfer, karena air yang menguap akan membentuk
awan yang selanjutnya menimbulkan hujan, kembali ke laut lagi.
c. Atmosfer
Atmosfer
merupakan lapisan gas yang menyelubungi bumi, dalam kehidupan sehari-hari
disebut udara. Tebal atmosfer sebesar 4800 km terhitung dari permukaan air
laut.
Atmosfer terbagi
atas tiga lapisan yaitu :
1) Troposfer
Lapisan setebal 16 km pada daerah khatulistiwa,
menipis hingga hanya 8 km pada kutub-kutub bumi. Hampir seluruh uap air yang
terkandung dalam atmosfer terdapat didalam lapisan ini, sehingga terjadinya
hujan, salju, angina dan badai juga pada lapisan ini. Pesawat terbang
mengarungi udara hanya samppai batas troposfer. Suhu troposfer terhitung dari
permukaan bumi ke atas ternyata turun secara teratur, setiap 1,6 km turun
drastis menjadi 0.
2) Stratosfer
Lapisan ini mulai dari 16 km sampai 80 km
di atas bumi. Suhu rata-rata skitar - 35ÂșC. Pesawat terbang sebenarnya masih
dapat mengarungi pada lapisan terbawah dari straosfer, asal semua pintu kabin
dapat ditutup rapat dan udara di dalam pesawat diatur terutama kadar oksigen,
hingga seperti kondisi dalam troposfer.
Dalam lapisan stratosfer ini terdapat ozon
( O3 ) yang merupakan lapisan vital bagi kehidupan makhluk hidup di muka bumi,
karena dapat menolak sinar ultraviolet dari matahari. Sinar ultraviolet kadar
tinggi dapat merusak semua sel makhluk hidup.
3) Ionosfer
Lapisan ini terdapat di atas 80 km, dengan
tekanan udara sangat rendah, sehigga semua partikel terurai menjadi ion-ion.
Lapisan ini sangat penting sehubungan dengan komunikasi radio jarak jauh,
karena lapisan ini merupakan pemantul gelombang radio. Permukaan bumi bentuknya
melengkung sehingga dalam troposfer sering terjadi gangguan cuaca.
3. Asal Mula Kehidupan di Bumi
Ada berbagai pendapat berupa hipotesis
ataupun teori tentang asal mula
kehidupan di bumi, antara lain:
a. Generatio Spontanea (Abiogenesis)
Oleh Aristoteles sebelum abad 17 yang
menyatakan : “makhluk hidup itu terbentuk secara spontan (sendirinya) atau
berasal dari bukan makhluk hidup (abiogenesis) “
Contoh : - ulat timbul dengan sendirinya dari
bangkai tikus.
-
cacing timbul dengan sendirinya dari dalam lumpur.
b. Cosmozoa
Bahwa makhluk hidup di bumi ini
asal-usulnya dari luar bumi (planet
lain), berbentuk spora yang aktif jatuh ke bumi lalu berkembang biak. Hipotesis
ini terlalu lemah karena tidak didukung oleh fakta-fakta dan tidak menjawab
asal mula kehidupan.
c. Omne vivum ex ovo
Oleh Fransisco Redi (1626 – 1697 ) yang
membuktikan bahwa ulat pada bangkai tikus berasal dari telur lalat yang
meletakkan telurnya dengan sengaja di situ. Jadi asal mula kehidupan adalah
dari telur (omne vivum ex ovo).
d. Omne ovo ex vivo
Oleh Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799)
dengan percobaan terhadap kaldu, membuktikan bahwa jasad renik atau
mikroorganisme yang mencemari kaldu dapat membusukkan kaldu itu. Tetapi bila
kaldu ditutup rapat setelah mendidih maka tidak terjadi pembusukan. Sehingga ia
berkesimpulan bahwa untuk adanya telur harus ada jasad hidup terlebih dahulu.
Maka muncullah teori ‘ omne ovo ex vivo’ atau telur itu berasal dari makhluk
hidup.
e. Omne vivum ex vivo
Oleh Louis Pasteur (1822-1895) yang
berkesimpulan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup juga yang disebut
teori omne vivum ex vivo atau biogenesis.
f. Teori Urey
Oleh Harold Urey (1893) mengemukakan bahwa
atmosfer bumi pada awal mulanya kaya akan gas-gas metana (CH4), amoniak (NH3),
hydrogen (H2) dan air (H2O) yang merupakan unsur-unsur penting dalam tubuh
makhluk hidup.
Diduga karena adanya energi dari aliran
listrik halilintar dan radiasi sinar kosmos unsur-unsur itu mengadakan
reaksi-reaksi kimia membentuk zat-zat hidup seeperti virus , berjuta-juta
tahun berkembang menjadi berbagai jenis organisme.
g. Teori Oparin- Haldane
Oparin ahli biologi dari Rusia tahun 1924
mempublikasikan pendapatnya tentang asal mula kehidupan dan baru ditanggapi
pada tahun 1936 setelah diterbitkan dalam berbagai bahasa. J.B.S. Haldane ahli
biologi dari Inggris secara terpisah mempunyai pendapat yang sama. Kesimpulan
mereka adalah: Bahwa jasad hidup terbentuk dari senyawa kimia dalam laut pada
saat atmosfir bumi belum mengandung oksigen bebas. Senyawa organik tersebut
antara lain : asam amino sederhana, basa purin dan pirimidin, senyawa-senyawa
golongan gula, asam polinukleat dan polisakarida, dengan bantuan sinar UV, petir, panas dan radiasi
senyawa-senyawa tersebut bereaksi membentuk
jasad hidup pertama yang disebut protobiont (hidup sekitar 5 – 10 m di bawah permukaan
laut). Teori ini kembali pada generatio spontanea tapi melalui proses evolusi.
h. Stanley L. Miller
Menguji kembali teori Urey selama satu
minggu dengan bantuan kilatan listrik
dan suhu yang cukup mereaksikan metana, amoniak, hidrogen dan air yang kemudian
terbentuk senyawa-senyawa organik (asam amino, purin, pirimidin, gula
ribose/deoksiribosa, asam nukleat/nukleosida). Senyawa-senyawa organik tersebut
merupakan senyawa dasar dari jasad hidup ( Hendro Darmojo, 1999 : 82).
a.
Reproduksi
dan Perkembangbiakan
1) Reproduksi dari sel
Dalam reproduksi sel, inti sel memegang
peranan yang penting. Adapun sitoplasma memegang peranan penting dalam
metabolisme, sedangkan membran berperan di antaranya untuk iritabilitas, namun
ketiganya tidak dapat berbuat sendiri-sendiri.
Dari hasil pengamatan melalui mikroskop
terhadap berbagai jenis makhluk hidup ternyata terlihat ada dua macam pembelahan
sel yaitu tipe mitosis dan tipe amitosis (Hendro Darmojo, 1999 : 95).
a) Amitosis
Disebut juga pembelahan sel secara
langsung, karena tanpa melalui fase-fase tertentu, misalnya pada bakteri dan
ganggang. Prosesnya sebagai berikut:
-
mula-mula
terbentuk dinding baru pada sel dewasa dan inti sel mendekati dinding itu.
-
Inti
membelah dua dan bergerak saling menjauhi.
-
Gerakan
saling menjauhi itu diikuti oleh dinding sel.
-
Terbentuk
dua sel anak yang akan berkembang jadi dewasa dan membelah lagi, begitu
seterusnya.
b) Mitosis
Pembelahan sel secara mitosis melalui
beberapa fase, yaitu:
1) Interfase: sel dalam keadaan dewasa,
khromatin nampak sebagai butiran-butiran yang tersebar dalam inti sel,
sentrosom tampak di luar inti.
2) Profase : sentrosom membelah menjkadi dua
(sentriole) dan bergerak berlawanan arah. Khromatin menjadi benang-benang yang
nampak jelas (khromosom). Diakhir profase khromosom menjadi khromatida, sedang
pada sentriole terbentuk benang-benang protoplasma (aster).
3) Metafase : butir nucleolus tidak tampak
lagi, pasangan khromosom menjadi pendek, menempatkan diri dalam bidang ekuator
dengan sentriol sebagai kutub-kutubnya.
4) Anafase: pasangan khromatid mulai
memisahkan diri masing-masing kea rah kutub yang berlawanan.
5) Telofase: masing-masing khromatid sudah
benar-benar terpisah dan terbentuk dua buah sel yang identik. Sementara itu
khromatid yang sebenarnya suatu khromosom anak ini kemudian mengkerut menjadi
butir-butir khromatin. Nucleolus dan membran inti terbentuk kembali (Hendro
Darmojo, 1999 : 96).
2.
Perkembangbiakan Makhluk Hidup Bersel Banyak
a) Perkembangbiakan aseksual
Terdapat beberapa cara perkembangbiakan
aseksual yang menghasilkan individu yang identik dengan induknya karena berasal
dari satu sel induk di mana protoplasma dengan unsur-unsur penentu keturunannya
juga identik. Di antara perkembangbiakan aseksual adalah :
1) Pembelahan kembar
Sel membelah menjadi dua sel
anak dengan jumlah sitoplasma yang sama dan induknya tidak mati. Misalnya pada
Amoeba, Paramecium, Bakteri dan Spirogyra.
2) Kuncupan
Inti membelah menjadi dua
belahan yang sama, tetapi sitoplasmanya membelah tidak tidak sama besar, bagian
yang kecil disebut kuncup. Misalnya pada Hydra (binatang bunga karang).
3) Pembentukan spora
Spora adalah sel yang kecil
sekali, diliputi oleh dinding sellulosa yang keras. Spora dibentuk dari inti
makhluk hidup bersel satu. Inti ini akan membelah menjadi banyak inti. Tiap
inti dengan sedikit sitoplasma dan dikelilingi oleh dinding akan membentuk
spora. Dengan menembus dinding sel dari sel induknya, spora dapat berkembang
menjadi sel baru. Proses ini disebut sporulasi. Misalnya
perkembangbiakan pada jamur roti.
4) Perkembangbiakan vegetatif
Adalah perkembangbiakan
melalui salah satu organ dari tubuh makhluk hidup itu yang diberi fungsi untuk
reproduksi.
Contoh : - tunas batang,
misalnya pisang dan singkong
- tunas akar, misalnya kentang
dan wortel
Perkembangbiakan vegetatif
selain secara alami bisa dengan cara buatan manusia, seperti cangkok, stek,
okulasi dan sebagainya (Ibnu Mas’ud, 1998 : 118).
b) Perkembangbiakan secara seksual
Ada beberapa tipe dari perkembangbiakan
seksual, yaitu:
1) Konjugasi
Yakni proses peleburan dua
isogamet (dua sel kelamin yang sama) membentuk zygot. Contohnya pada tumbuhan
dan hewan tingkat rendah.
2) Fertilisasi
Yakni proses peleburan dua heterogamet membentuk
zygot. ( Ibnu Mas’ud, 1998 : 120 )
Adalah proses perubahan yang terjadi
secara perlahan dan terus-menerus pada makhluk hidup yang menyebabkan
terbentuknya variasi atau keanekaragaman makhluk hidup ( Hendro Darmojo, 1999
: 101 ).
Teori-teori evolusi :
-
Lamarck
: evolusi disebabkan karena adaptasi makhluk hidup pada lingkungan yang
kemudian diteruskan pada keturunannya.
-
Darwin:
evolusi disebabkan oleh seleksi alam.
-
Darwin
– Weismann: evolusi adalah gejala seleksi
alam terhadap faktor genetika.
-
De
Vries : evolusi disebabkan oleh adanya mutasi dari gen.
6. Keanekaragaman makhluk hidup
Keanekaragaman makhluk hidup
diklasifikasikan dengan sistem binominal dari C. Linnaeus, yakni dengan
menggunakan dua kata untuk nama tumbuhan
atau hewan, misalnya pisang nama latinnya Musa paradisiaca. Kata pertama
menunjukkan nama genus yang awalnya ditul;is huruf besar, dan kata kedua menunjukkan spesies.
Semua organisme hidup dibagi dalam dua
kelompok besar yakni dunia tanaman dan dunia hewan. Kemudian dibagi lagi dalam
phylum (hewan) dan division (tumbuhan), kelas, ordo/bangsa, familia/suku, genus
dan spesies (Ibnu Mas’ud, 1998 : 124).
Dunia tanaman dibagi menjadi beberapa
divisio, yaitu:
1) Thallophyta (ganggang dan jamur)
2) Bryophyta (lumut)
3) Pterodophyta (paku)
4) Spermatophyta (tumbuhan biji)
Dunia hewan dibagi menjadi beberapa phyllum, yaitu
1) Protozoa (bersel satu)
2) Porifera (hewan bunga karang)
3) Coelenterata
4) Platyhelminthes (cacing gepeng)
5) Nemantheminthes (cacing bundar)
6) Annelida (cacing tanah)
7) Echinodermata (bintang laut)
8) Molluska
9) Artropoda
10) Chordata (bertulang belakang)
D. Rangkuman
Materi dan energi adalah dua unsur yang terdapat
pada organisme. Materi bisa berwujud padat, cair atau gas. Energi
diperoleh makhluk hidup dari proses oksidasi dan dari sumber daya alam (renewable
/ unrenewable). Energi dapat dirubah dari suatu bentuk ke bentuk
yang lain.
Ada dua teori yang berkenaan dengan
terbentuknya alam semesta. Yang pertama ialah teori Big Bang (ledakan besar)
dari massa yang amat besar yang membentuk beribu-ribu galaksi. Semua galaksi
nampak bergerak menjauhi satu titik pusat. Yang kedua adalah teori
ekspansi-kontraksi yang bersiklus 30.000 juta tahun.
Matahari sebagai pusat tata surya
dikelilingi oleh 9 planet. Matahari seperti halnya bintang-bintang dapat
dilihat karena memancarkan cahaya sendiri. Sedangkan satelit dan planet hanya memantulkan cahaya dari matahari. Peredaran
planet mengelilingi matahari disebut gerak revolusi. Selain itu planet-planet
beredar mengelilingi sumbunya yang disebut gerak rotasi. Dilihat dari selatan
gerak evolusi maupun gerak rotasi planet-planet searah jarum jam atau dari timur
ke barat. Di samping planet dan satelit, benda angkasa lain yang beredar
mengelilingi matahari adalah komet-komet, meteor-meteor, debu dan gas antar
planet.
Bumi yang merupakan salah satu dari
planet, diselimuti oleh gas yang disebut atmosfer. Pada permukaan bumi terdapat
lapisan air yang disebut hidrosfer. Bagian bumi yang padat tediri atas kulit
bumi (lithosfer) dan bagian inti (centrosfer).
Ada dua macam reproduksi sel yaitu secara
mitosis dan amitosis. Sedangkan reproduksi dari makhluk hidup bersel banyak
juga ada dua cara yaitu aseksual (pembelahan kembar, kuncupan, pembentukan
spora dan vegetatif) dan secara seksual (konjugasi dan fertilisasi). Selain
dari reproduksi, evolusi juga menyebabkan adanya variabilitas pada makhluk
hidup.
Keanekaragaman makhluk organisme hidup
dibagi dalam dua kelompok besar yakni dunia tanaman dan dunia hewan. Kemudian
dibagi lagi dalam phylum (hewan) dan division (tumbuhan), kelas, ordo/bangsa,
familia/suku, genus dan spesies.
F. Daftar Pustaka
Abu Ahmadi, 1991, Ilmu Alamiah Dasar,
Rineka Cipta, Jakarta.
A. Baiquni, 1996, Al-Qur’an
Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, Dana Bhakti Prima Yasa, Yogyakarta.
Handro Darmojo, 1999, Ilmu Alamiah Dasar,
Universitas Terbuka, Jakarta..
Ibnu Mas’ud, 1998, Ilmu Alamiah Dasar,
Pustaka Setia, Bandung.
Mawardi, 2007, IAD,ISD, IBD , Pustaka
Setia, Bandung.
Maskoeri Jasin, 1999, Ilmu Alamiah Dasar,
Radja Grafindo Persada, Jakarta.