Tabel Periodik Kimia

Berikut adalah daftar unsur kimia, diurutkan berdasarkan nama, dan warna menunjukkan jenis unsur.

Pada masing-masing unsur meliputi: lambang unsur, nomor atom, massa atom atau isotop yang paling stabil, serta golongan dan nomor periode dalam tabel periodik.

Deret kimia tabel periodik

Logam alkali	Alkali tanah	Lantanida	Aktinida	Logam transisi
Logam	Metaloid	Nonlogam	Halogen	Gas mulia

Nama	Lambang	Nomor atom	Massa atom	Golongan	Periode
Aktinium	Ac	89	[227]1		7
Alumunium	Al	13	26,9815386(8)	13	3
Amerisium	Am	95	[243]1		7
Antimon (Stibium)	Sb	51	121,760(1)2	15	5
Argentum—lihat Perak	Ag
Argon	Ar	18	39,948(1)2 4	18	3
Arsenik	As	33	74,92160(2)	15	4
Astatin	At	85	[210]1	17	6
Aurum—lihat Emas	Au
Barium	Ba	56	137,327(7)	2	6
Belerang	S	16	32,065(5)2 4	16	3
Berkelium	Bk	97	[247]1		7
Berilium	Be	4	9,012182(3)	2	2
Besi (Ferrum)	Fe	26	55,845(2)	8	4
Bismut	Bi	83	208,98040(1)	15	6
Bohrium	Bh	107	[264]1	7	7
Boron	B	5	10,811(7)2 3 4	13	2
Brom	Br	35	79,904(1)	17	4
Cuprum—lihat Tembaga	Cu
Darmstadtium	Ds	110	[271]1	10	7
Dubnium	Db	105	[262]1	5	7
Disprosium	Dy	66	162,500(1)2		6
Einsteinium	Es	99	[252]1		7
Emas (Aurum)	Au	79	196,966569(4)	11	6
Erbium	Er	68	167,259(3)2		6
Europium	Eu	63	151,964(1)2		6
Fermium	Fm	100	[257]1		7
Ferrum—lihat Besi	Fe
Flerovium	Fl	114	[289]1	14	7
Fluor	F	9	18,9984032(5)	17	2
Fosfor	P	15	30,973762(2)	15	3
Fransium	Fr	87	[223]1	1	7
Gadolinium	Gd	64	157,25(3)2		6
Galium	Ga	31	69,723(1)	13	4
Germanium	Ge	32	72,64(1)	14	4
Hafnium	Hf	72	178,49(2)	4	6
Hassium	Hs	108	[277]1	8	7
Helium	He	2	4,002602(2)2 4	18	1
Hidrogen	H	1	1,00794(7)2 3 4	1	1
Holmium	Ho	67	164,930 32(2)		6
Hydrargyrum—lihatRaksa	Hg
Indium	In	49	114,818(3)	13	5
Iodine—lihat Yodium	I
Iridium	Ir	77	192,217(3)	9	6
Iterbium	Yb	70	173,04(3)2		6
Itrium	Y	39	88,90585(2)	3	5
Kadmium	Cd	48	112,411(8)2	12	5
Kalium	K	19	39,0983(1)	1	4
Kalsium	Ca	20	40,078(4)2	2	4
Kalifornium	Cf	98	[251]1		7
Karbon	C	6	12,0107(8)2 4	14	2
Klor	Cl	17	35,453(2)2 3 4	17	3
Krom	Cr	24	51,9961(6)	6	4
Kobalt	Co	27	58,933195(5)	9	4
Kopernisium	Cn	112	[285]1	12	7
Tembaga (Cuprum)	Cu	29	63,546(3)4	11	4
Kurium	Cm	96	[247]1		7
Kripton	Kr	36	83,798(2)2 3	18	4
Lantanum	La	57	138,90547(7)2		6
Lawrensium	Lr	103	[262]1	3	7
Timbal (Plumbum)	Pb	82	207,2(1)2 4	14	6
Litium	Li	3	6,941(2)2 3 4 5	1	2
Livermorium	Lv	116	[292]1	16	7
Lutetium	Lu	71	174,967(1)2	3	6
Magnesium	Mg	12	24,3050(6)	2	3
Mangan	Mn	25	54,938045(5)	7	4
Meitnerium	Mt	109	[268]1	9	7
Mendelevium	Md	101	[258]1		7
Molibden	Mo	42	95,94(2)2	6	5
Natrium	Na	11	22,98976928(2)	1	3
Neodimium	Nd	60	144,242(3)2		6
Neon	Ne	10	20,1797(6)2 3	18	2
Neptunium	Np	93	[237]1		7
Nikel	Ni	28	58,6934(2)	10	4
Niobium	Nb	41	92,906 38(2)	5	5
Nitrogen	N	7	14,0067(2)2 4	15	2
Nobelium	No	102	[259]1		7
Osmium	Os	76	190,23(3)2	8	6
Oksigen	O	8	15,9994(3)2 4	16	2
Paladium	Pd	46	106,42(1)2	10	5
Perak (Argentum)	Ag	47	107,8682(2)2	11	5
Plumbum—lihat Timbal	Pb
Potasium—lihat Kalium	K
Sodium—lihat Natrium	Na
Platina	Pt	78	195,084(9)	10	6
Plutonium	Pu	94	[244]1		7
Polonium	Po	84	[210]1	16	6
Praseodimium	Pr	59	140,90765(2)		6
Prometium	Pm	61	[145]1		6
Protaktinium	Pa	91	231,03588(2)1		7
Radium	Ra	88	[226]1	2	7
Radon	Rn	86	[220]1	18	6
Raksa (Hydrargyrum)	Hg	80	200,59(2)	12	6
Renium	Re	75	186,207(1)	7	6
Rodium	Rh	45	102,905 50(2)	9	5
Roentgenium	Rg	111	[272]1	11	7
Rubidium	Rb	37	85,4678(3)2	1	5
Rutenium	Ru	44	101,07(2)2	8	5
Rutherfordium	Rf	104	2611	4	7
Samarium	Sm	62	150,36(2)2		6
Skandium	Sc	21	44,955912(6)	3	4
Seaborgium	Sg	106	[266]1	6	7
Selenium	Se	34	78,96(3)4	16	4
Serium	Ce	58	140,116(1)2		6
Sesium	Cs	55	132,9054519(2)	1	6
Silikon	Si	14	28,0855(3)4	14	3
Seng	Zn	30	65,409(4)	12	4
Stannum—lihat Timah	Sn
Stibium—lihat Antimon	Sb
Strontium	Sr	38	87,62(1)2 4	2	5
Tantalum	Ta	73	180,94788(2)	5	6
Teknetium	Tc	43	[98]1	7	5
Telurium	Te	52	127,60(3)2	16	5
Terbium	Tb	65	158,92535(2)		6
Talium	Tl	81	204,3833(2)	13	6
Timah (Stannum)	Sn	50	118,710(7)2	14	5
Torium	Th	90	232,03806(2)1 2		7
Tulium	Tm	69	168,93421(2)		6
Titanium	Ti	22	47,867(1)	4	4
Ununoktium	Uuo	118	[294]1	18	7
Ununpentium	Uup	115	[288]1	15	7
Ununtrium	Uut	113	[284]1	13	7
Uranium	U	92	238,02891(3)1 23		7
Vanadium	V	23	50,9415(1)	5	4
Wolfram	W	74	183,84(1)	6	6
Xenon	Xe	54	131,293(6)2 3	18	5
Yodium	I	53	126,904 47(3)	17	5
Zinc—lihat Seng	Zn
Zirkonium	Zr	40	91,224(2)2	4	5

Ilmu Pengetahuan Biologi

Biologi adalah ilmu alam yang mempelajari kehidupan dan organisme hidup, termasuk struktur, fungsi, pertumbuhan, evolusi, persebaran, dan taksonominya.^[1] Ilmu biologi modern sangat luas dan eklektik, serta terdiri dari berbagai macam cabang dan subdisiplin. Namun, meskipun lingkupnya luas, terdapat beberapa konsep umum yang mengatur semua penelitian, sehingga menyatukannya dalam satu bidang. Biologi biasanya mengakui sel sebagai satuan dasar kehidupan, gen sebagai satuan dasar pewarisan, dan evolusi sebagai mekanisme yang mendorong terciptanya spesies baru. Selain itu, organisme diyakini bertahan dengan mengonsumsi dan mengubah energi serta dengan meregulasi keadaan dalamnya agar tetap stabil dan vital.

Subdisiplin biologi didefinisikan berdasarkan skala organisme yang dipelajari, jenis organisme yang dipelajari, dan metode yang digunakan untuk mempelajarinya: biokimia mempelajari kimia kehidupan; biologi molekuler terkait dengan interaksi antarmolekul biologis; botani mempelajari biologi tumbuhan; biologi seluler meneliti satuan dasar semua kehidupan, yaitu sel;fisiologi mempelajari fungsi fisik dan kimia jaringan, organ, dan sistem organ suatu organisme; biologi evolusioner menelitiproses yang menghasilkan keanekaragaman hayati; dan ekologi mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya.^[2]

Sejarah

Pohon kehidupan Ernst Haeckel(1879).

Istilah biologi berasal dari kata dalam bahasa Yunani βίος, bios, yang berarti "kehidupan", dan akhiran -λογία, -logia, yang artinya "ilmu."^[3][4] Bentuk Latin dari kata tersebut (biologi) pertama kali digunakan oleh Linnaeus (Carl von Linné) dalam karyanya yang berjudulBibliotheca botanica pada tahun 1736. Kata tersebut dipakai lagi pada tahun 1766 oleh Michael Christoph Hanov dalam tulisannya yang berjudul Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis. Terjemahan bahasa Jermannya, yaitu Biologie, pertama kali muncul dalam terjemahan karya Linnaeus pada tahun 1771. Pada tahun 1797, Theodor Georg August Roose menggunakan istilah tersebut dalam pendahulu bukunya yang bertajuk Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft. Karl Friedrich Burdach pada tahun 1800 memakai istilah ini dalam arti yang lebih sempit, yaitu penelitian manusia dari sudut pandang morfologis, fisiologis, dan psikologis (Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst). Istilah biologi dalam pengertian modern baru muncul dalam buku Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–22) yang ditulis oleh Gottfried Reinhold Treviranus. Di dalam buku tersebut tertulis:^[5]

“

Objek penelitian kami adalah berbagai macam bentuk dan perwujudan kehidupan, keadaan dan hukum yang mengatur fenomena tersebut, serta penyebabnya. Ilmu yang terkait dengan objek tersebut kami sebut biologi [Biologie] atau doktrin kehidupan [Lebenslehre].

”

Aristoteles, salah satu tokoh yang paling berjasa dalam mengembangkan ilmu biologi.

Walaupun biologi modern merupakan perkembangan yang relatif baru, ilmu yang terkait sudah dipelajari dari masa lampau. Filsafat alam dapat ditemui di peradaban Mesopotamia, Mesir, India, danCina. Namun, asal usul dan pendekatan biologi modern berasal dari masa Yunani Kuno.^[6] Walaupun penelitian kedokteran dapat ditilik ke masa Hippocrates (ca. 460 SM – ca. 370 SM), Aristoteles (384 SM – 322 SM) adalah tokoh yang paling berjasa dalam mengembangkan biologi. Salah satu karya terpentingnya adalah Historia Animalium dan beberapa karya lain yang menunjukkan cara pandang seorang peneliti alam, serta karya-karya empirisnya yang mencoba mempelajari sebab-akibat biologis dan keanekaragaman hayati. Penerus Aristoteles di Lyceum, yaitu Theophrastus, menulis buku-buku tentang botani yang berpengaruh hingga ke Abad Pertengahan.

Ilmuwan Islam abad pertengahan yang mempelajari biologi meliputi al-Jahiz (781–869), Ad-Dinawari (828–896), yang menulis tentang botani,^[7] dan ar-Razi (865–925), yang menulis tentang anatomi dan fisiologi. Kedokteran dipelajari berdasarkan tradisi filsuf Yunani, sementara ilmu alam sangat dipengaruhi oleh pemikiran Aristoteles, terutama perihal hierarki kehidupan.

Biologi mulai berkembang pesat setelah Antony van Leeuwenhoek memperbaiki mikroskopnya. Berkatnya, spermatozoa, bakteri, infusoria, dan berbagai macam kehidupan mikroskopik lain berhasil ditemukan. Penyelidikan yang dilakukan oleh Jan Swammerdam membangkitkan ketertarikan terhadap bidang entomologi dan membantu mengembangkan teknik pembedahan dan pewarnaan (staining) mikroskopik.^[8]

Kemajuan mikroskop juga sangat memengaruhi pemikiran tentang biologi. Pada awal abad ke-19, sejumlah ahli biologi mulai menyadari pentingnya konsep sel. Kemudian, pada tahun 1838, Schleiden dan Schwann mulai menganjurkan gagasan (yang kini diterima secara luas) bahwa (1) satuan dasar organisme adalah sel dan (2) masing-masing sel memiliki karakteristik kehidupan, walaupun mereka menentang gagasan bahwa (3) semua sel berasal dari pembagian sel lain. Akan tetapi, berkat karya Robert Remak dan Rudolf Virchow, pada tahun 1860-an sebagian besar ahli biologi menerima ketiga hal tersebut yang kini disebut teori sel.^[9]

Sementara itu, taksonomi dan klasifikasi menjadi pusat perhatian sejarawan alam. Carl Linnaeus menerbitkan taksonomi dasar pada tahun 1735 (berbagai macam variasi telah digunakan semenjak itu), dan pada tahun 1750-an memperkenalkan nama ilmiah untuk spesies.^[10] Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, menganggap spesies sebagai kategori buatan dan menyatakan bahwa kehidupan dapat berubah—bahkan mengusulkan kemungkinan adanya nenek moyang bersama. Walaupun menentang teori evolusi, Buffon merupakan tokoh penting dalam sejarah pemikiran evolusi; karyanya memengaruhi teori evolusi Lamarck dan Darwin.^[11]

Struktur molekulADN.

Pemikiran evolusioner dapat ditilik kembali ke karya Jean-Baptiste Lamarck.^[12] Ia menyatakan bahwa evolusi merupakan hasil dari tekanan lingkungan terhadap properti suatu hewan, yang berarti semakin sering suatu organ digunakan, semakin kompleks dan efisien organ itu, sehingga membuat hewan teradaptasi dengan lingkungan. Lamarck juga meyakini bahwa sifat yang didapat ini dapat diturunkan ke generasi berikutnya, yang akan terus mengembangkan dan menyempurnakannya.^[13] Namun, hipotesis ini kini ditolak, dan baru pada akhir abad ke-19 Charles Darwin berhasil merumuskan teori evolusi berdasarkan seleksi alam dengan menggabungkan pendekatan biogeografis Humboldt, geologi Lyell, tulisan Malthus tentang pertumbuhan populasi, dan keahlian morfologis serta pengamatannya sendiri di alam; penalaran dan bukti yang mirip juga membuat Alfred Russel Wallace mencapai kesimpulan yang sama.^[14] Meskipun banyak ditentang oleh agamawan, teori Darwin diterima oleh komunitas ilmiah dan segera menjadi aksioma dasar dalam ilmu biologi.

Pada tahun 1940-an dan awal tahun 1950-an, penelitian berhasil membuktikan bahwa asam deoksiribonukleat (ADN) merupakan komponen kromosomyang mengandung satuan pewarisan yang kini disebut gen. Pemusatan perhatian pada model organisme baru seperti virus dan bakteri serta penemuan struktur untai ganda ADN pada tahun 1953 menandai jalannya peralihan ke masa genetika molekuler. Kode genetik berhasil dipecahkan oleh Har Gobind Khorana, Robert W. Holley dan Marshall Warren Nirenberg setelah memahami bahwa ADN mengandung kodon. Akhirnya, Proyek Genom Manusia diluncurkan pada tahun 1990 dengan tujuan untuk memetakan semua genom manusia DNA. Proyek ini selesai pada tahun 2003,^[15] dan merupakan langkah pertama dalam menggabungkan pengetahuan biologi dengan definisi tubuh manusia dan organisme lain secara fungsional dan molekuler.

Dasar biologi moder[sunting sumber]

Teori sel[  sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sel (biologi)

Menurut teori sel, sel merupakan satuan dasar kehidupan, dan semua kehidupan terdiri dari satu atau lebih atau produk sel yang disekresikan (seperti tempurung). Semua selterbelah dari sel lain. Pada akhirnya, setiap sel di tubuh organisme multiseluler berasal dari satu sel di dalam sel telur yang terfertilisasi. Sel juga dianggap sebagai satuan dasar dalam proses patologis,^[16] dan fenomena aliran energi terjadi di sel sebagai bagian dari proses metabolisme. Selain itu, sel mengandung satuan pewarisan (ADN) yang diwariskan dari satu sel ke sel lain selama proses pembelahan sel.

Evolusi[ sunting sumber]

Seleksi alam suatu populasi.

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Evolusi

Salah satu konsep penting dalam biologi adalah konsep bahwa kehidupan berubah melalui mekanisme evolusi, dan bahwa semua organisme punya nenek moyang bersama. Berdasarka nteori evolusi, semua organisme di Bumi, baik yang masih hidup maupun yang sudah punah, berasal daru satu nenek moyang atau lungkang gen bersama. Nenek moyang bersama terakhir diyakini muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu.^[17] Ahli biologi biasanya memandang keseragaman kode genetiksebagai bukti yang mendukung teori nenek moyang bersama semua bakteri, archaea, dan eukariot.^[18]

Walaupun diperkenalkan dalam kamus ilmiah oleh Jean-Baptiste de Lamarck pada tahun 1809,^[19] evolusi baru dikukuhkan sebagai teori ilmiah lima puluh tahun kemudian oleh Charles Darwin dengan menjelaskan mekanisme pendorongnya: seleksi alam.^[20][21] (Alfred Russel Wallace juga diakui sebagai salah satu penemu evolusi karena ia membantu penelitian dan percobaan yang terkait dengan konsep ini.)^[22] Darwin menjelaskan bahwa spesies dan ras berkembang melalui prosesseleksi alam dan seleksi buatan atau pengembangbiakan buatan.^[23] Hanyutan genetik dianggap sebagai mekanisme tambahan dalam sintesis modern teori evolusi.^[24] Evolusi kini digunakan untuk menjelaskan keanekaragaman kehidupan di Bumi.

Sejarah evolusioner spesies dan hubungan genealogisnya dengan spesies lain disebut filogeni. Informasi tentang filogeni dihasilkan dari berbagai macam pendekatan, seperti perbandingan rangkaian ADN yang dilakukan dalam bidang biologi molekuler atau genomika, dan perbandingan fosil dalam bidang paleontologi.^[25] Untuk memperkirakan memperkirakan jangka waktu terjadinya evolusi, ilmuwan juga menggunakan berbagai metode, seperti penanggalan radiokarbon.^[26] Ahli biologi menganalisis hubungan evolusioner dengan metode filogenetika, fenetika, dan kladistika.

Persegi Punnett yang menggambarkan persilangan antara dua tanaman kacang yang heterozigotuntuk warna ungu (B) dan putih (b).

Genetika[| sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Genetika

Gen adalah satuan pewarisan utama semua organisme. Gen merupakan bagian dari ADN yang memengaruhi bentuk atau fungsi organisme. Semua organisme, dari bakteri hingga hewan, memiliki mekanisme yang mentranslasi ADN menjadi protein. Sel mentranskripsiADN menjadi asam ribonukleat (ARN), dan ribosom kemudian mentranslasi ARN menjadi protein, sebuah rangkaian asam amino. Kode translasi semua organisme pada dasarnya sama. Misalnya, rangkaian ADN yang menyandikan insulin dalam tubuh manusia juga menyandikan insulin ketika dimasukkan ke organisme lain seperti tumbuhan.^[27]

ADN biasanya berbentuk kromosom linear dalam eukariota, dan kromosom lingkaran dalam priokariota. Kromosom adalah struktur yang terdiri dari ADN dan histon. Rangkaian kromosom dalam sel dan satuan pewarisan lain yang dapat ditemui dalam mitokondria, kloroplas, dan tempat lain secara kolektif disebut genom. Dalam eukariota, ADN genomik terletak di nukleus sel, bersama dengan sejumlahmitokondria dan kloroplas. Dalam prokariota, ADN ada di dalam sitoplasma yang disebut nukleoid.^[28] Informasi genetik dalam sebuah genom disimpan dalam gen, dan himpunan informasi tersebut dalam suatu organisme disebut genotip.^[29]

Homeostasis[ sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Homeostasis

Hipotalamus mengeluarkan CRH, yang membuat kelenjar pituitarimengeluarkan ACTH. Kemudian, ACTH membuat korteks adrenal mengeluarkan glukokortikoid, sepertikortisol. Glukokortikoid kemudian mengurangi laju sekresi hipotalamus dan kelenjar pituitari bila jumlah glukokortikoid yang dikeluarkan sudah cukup.^[30]

Homeostasis adalah kemampuan suatu sistem terbuka dalam meregulasi stabilitas lingkungan dengan melakukan penyesuaiankeseimbangan dinamika yang diatur oleh mekanisme regulasi yang terkait. Semua organisme hidup, baik uniseluler maupun multiseluler, mengalami homeostasis.^[31]

Untuk menjaga keseimbangan dinamika dan melakukan fungsi tertentu secara efektif, suatu sistem harus melacak dan menanggapi gangguan. Setelah melacak gangguan, sistem biologis biasanya menanggapi melalui proses umpan balik negatif. Artinya, sistem tersebut menstabilkan keadaan dengan mengurangi atau meningkatkan aktivitas suatu organ atau sistem. Contohnya adalah pelepasan glukagonketika kadar gula dalam tubuh terlalu rendah.

Skema yang menggambarkan pemrosesan energi dalam tubuh manusia.

Energi[ [sunting sumber]

Keberlangsungan suatu organisme bergantung pada masukan energi secara terus menerus. Reaksi kimia yang membentuk struktur dan fungsi tertentu dapat mengambil energi dari suatu substansi yang menjadi makanannya untuk membantu membentuk dan mempertahankan sel baru. Dalam proses ini, molekul bahan kimia yang menjadi makanan memainkan dua peran; pertama, makanan tersebut mengandung energi yang dapat diubah untuk mendukung reaksi kimia biologis; kedua, makanan tersebut mengembangkan struktur molekuler baru.

Organisme yang berperan dalam menghantarkan energi ke suatu ekosistem disebut autotrof. Hampir semua organisme autotrof memperoleh energi dari matahari.^[32] Tumbuhan dan fototroflainnya menggunakan energi matahari melalui proses fotosintesis yang mengubah bahan baku menjadi molekul organik, seperti ATP, yang dapat dipecahkan ikatannya untuk menghasilkan energi.^[33] Namun, beberapa ekosistem hanya bergantung pada kemotrof yang mendapatkan energi dari metana, sulfida, atau sumber energi non-matahari lainnya.^[34]

Beberapa energi yang diperoleh digunakan untuk menghasilkan biomassa yang dapat mempertahankan kehidupan dan mendukung pertumbuhan dan perkembangan. Kebanyakan sisa energi hanya menjadi panas dan molekul buangan. Proses penting yang mengubah energi yang terperangkap dalam substansi kimia menjadi energi yang berguna untuk kehidupan disebut metabolisme^[35] dan respirasi sel.^[36]

Penelitian 

Struktural[ sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Biologi molekular, Biologi sel, Genetika, dan Biologi perkembangan

Skema sel hewan yang menggambarkan berbagaiorganel dan struktur.

Biologi molekuler mempelajari biologi dalam tingkatan molekul.^[37] Bidang ini bersentuhan dengan bidang biologi lainnya, terutama genetika dan biokimia. Biologi molekuler mencoba memahami interaksi antara berbagai sistem sel, termasuk hubungan antar ADN, ARN, dan sintesis protein. Selain itu, bidang ini juga membelajari bagaimana interaksi tersebut diatur.

Biologi sel adalah ilmu yang terkait dengan properti struktural dan fisiologis sel, termasuk perilaku, interaksi, dan lingkungan. Hal ini dilakukan dalam tingkatan mikroskopik dan molekuler untuk mempelajari organisme bersel satu seperti bakteri serta sel dalam organisme multiseluler seperti manusia. Pemahaman akan fungsi dan struktur sel berperan penting dalam ilmu biologi. Kemiripan dan pebedaan antara berbagai jenis sel juga sangat terkait dengan bidang biologi molekuler.

Anatomi mempelajari struktur makroskopik seperti organ dan sistem organ, ^[38] sementara genetika merupakan ilmu gen,pewarisan, dan variasi dalam organisme.^[39][40] Gen menyandikan informasi yang penting untuk mensintesiskan protein, yang kemudian membentuk fenotip organisme. Dalam penelitian modern, genetika juga menyelidiki fungsi gen tertentu dan menganalisis interaksi genetik. Di dalam tubuh organisme, informasi genetik biasanya ada di dalam kromosom, di dalam struktur kimia molekul ADN tertentu.

Biologi perkembangan mempelajari proses pertumbuhan dan perkembangan organisme. Bidang ini berasal dari embriologi dan menyelidiki kuasa genetik atas pertumbuhan sel,diferensiasi sel, dan morfogenesis, yang merupakan proses yang menghasilkan jaringan, organ, dan anatomi. Organisme yang biasanya menjadi model dalam bidang ini meliputi cacing Caenorhabditis elegans,^[41] lalat buah Drosophila melanogaster,^[42] ikan zebra Danio rerio,^[43] tikus Mus musculus,^[44] dan tumbuhan Arabidopsis thaliana.^[45][46]Organisme-organisme tersebut dipelajari untuk memahami fenomena biologi tertentu, dengan harapan penemuan pada organisme tersebut dapat menambah pengetahuan tentang cara kerja organisme lain.^[47]

Fisiologis[ sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Fisiologi

Fisiologi menyelidiki proses mekanik, fisik, dan biokimia organisme hidup dengan mencoba memahami bagaimana semua struktur bekerja secara keseluruhan. Gagasan “dari struktur ke fungsi” merupakan gagasan yang penting dalam bidang biologi. Penelitian fisiologis secara tradisional terbagi menjadi fisiologi tumbuhan dan hewan, namun beberapa prinsip fisiologi berlaku untuk semua organisme. Misalnya, fisiologi sel ragi mungkin juga berlaku untuk sel manusia. Bidang fisiologi hewan menggunakan alat dan metode dalamfisiologi manusia untuk spesies non-manusia. Fisiologi tumbuhan meminjam teknik dari kedua bidang tersebut.

Fisiologi juga mempelajari bagaimana sistem saraf, kekebalan, endokrin, pernapasan, dan peredaran darah bekerja dan berinteraksi. Penelitian sistem tersebut juga dilakukan oleh bidang yang berorientasi pada kedokteran seperti neurologi dan imunologi.

Evolusioner[ sunting sumber]

Penelitian evolusioner terkait dengan asal usul dan nenek moyang spesies, dan juga perubahannya seiring berjalannya waktu. Bidang ini juga meliputi ilmuwan dari berbagai bidang yang terkait dengan taksonomi. Contohnya adalah ilmuwan yang berspesialisasi dalam organisme tertentu seperti mamalogi, ornitologi, botani, dan herpetologi. Organisme-organisme tersebut digunakan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan evolusi yang umum.

Biologi evolusioner sebagian didasarkan dari paleontologi (yang menggunakan catatan fosil untuk menjawab pertanyaan tentang cara dan tempo evolusi)^[48] dan sebagian lagi dari genetika populasi^[49] dan teori evolusioner. Pada tahun 1980-an, biologi perkembangan memasuki kembali bidang biologi evolusioner setelah sebelumnya dikeluarkan darisintesis modern akibat penelitian biologi perkembangan evolusioner.^[50] Bidang lain yang terkait dan sering dianggap sebagai bagian dari biologi evolusioner adalah filogenetika,sistematika, dan taksonomi.

Sistematika[ sunting sumber]

Pohon filogenetik semua kehidupan berdasarkan data gen rRNA, yang menunjukkan perpisahan antara tiga domain bakteri, arkea, dan eukariota seperti yang dideskripsikan oleh Carl Woese. Pohon yang dibentuk berdasarkan gen lain juga sangat mirip, meskipun mungkin penempatan percabangan berbeda-beda akibat evolusi rRNA yang cepat. Hubungan pasti antara ketiga domain tersebut masih diperdebatkan.

Hierarki delapan tingkatan taksonomi dalam klasifikasi biologi. Diagram ini menggunakan format 3domain / 6 kingdom.

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sistematika

Peristiwa spesiasi menghasilkan hubungan antar spesies yang dapat distrukturisasi seperti pohon. Sistematika mempelajari hubungan tersebut dan perbedaan dan kemiripan antara spesies dan sekelompok spesies.^[51] Namun, sistematika sudah menjadi bidang penelitian yang aktif jauh sebelum pemikiran evolusi menyebar luas.^[52]

Secara tradisional, kehidupan dibagi menjadi lima kingdom:Monera; Protista; Fungi; Plantae; Animalia.^[53] Namun, banyak ilmuwan yang menganggap sistem lima kingdom ini sudah ketinggalan zaman. Sistem klasifikasi modern biasanya dimulai dengan sistem tiga domain: Archaea (awalnya Archaebacteria); Bacteria (awalnya Eubacteria) dan Eukaryota(termasuk protista, fungi, tumbuhan, dan hewan)^[54] Domain tersebut didasarkan pada keberadaan nuklei pada sel dan perbedaan komposisi kimia bagian luar sel.^[54]

Selain itu, setiap kingdom dibagi hingga pada tingkatan spesies. Urutannya adalah: Domain; Kingdom; Filum; Kelas;Ordo; Famili; Genus; Spesies.

Di luar kategori ini terdapat sejumlah parasit intraseluler yang ada “di tepi kehidupan",^[55] yang berarti banyak ilmuwan yang tidak mengklasifikasikan struktur tersebut sebagai kehidupan karena ketiadaan satu atau lebih fungsi atau ciri kehidupan (contohnya ketiadaan aktivitas metabolisme). Struktur tersebut diklasifikasikan sebagai virus, viroid, prion, atau satelit.

Nama ilmiah organisme berasal dari genus dan spesiesnya. Misalnya, nama ilmiah spesies manusia adalah Homo sapiens. Homo adalah genusnya dan sapiens adalah spesiesnya. Ketika menulis nama ilmiah suatu organisme, huruf pertama harus ditulis dengan menggunakan huruf besar, dan selebihnya dalam huruf kecil. Selain itu, nama ilmiah dapat dimiringkan atau digarisbawahi.^[56][57]

Sistem klasifikasi yang banyak digunakan saat ini adalah taksonomi Linnaeus. Sistem ini meliputi tingkatan dan tatanama binomial. Cara penamaan organisme diatur oleh persetujuan internasional seperti International Code of Botanical Nomenclature (ICBN), International Code of Zoological Nomenclature (ICZN), dan International Code of Nomenclature of Bacteria (ICNB). Klasifikasi virus, viroid, prion, dan agen sub-viral ditentukan oleh International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) dan sistemnya disebut International Code of Viral Classification and Nomenclature (ICVCN).^{[58][59][60][61]}

Sebuah usulan yang disebut BioCode diterbitkan pada tahun 1997 dengan maksud untuk menstandardisasi tata nama di tiga bidang tersebut, namun usulan ini masih belum diterapkan.^[62] BioCode tidak banyak diperhatikan semenjak tahun 1997; rencana penerapannya pada tahun 1 Januari 2000 tidak banyak disadari. Revisi BioCode yang tidak mengganti kode yang ada dan hanya menyediakan konteks pemersatu diusulkan pada tahun 2011.^[63][64][65] Namun, International Botanical Congress pada tahun 2011 menolak mempertimbangkan usulan BioCode. ICVCN berada di luar ranah BioCode karena BioCode tidak meliputi klasifikasi virus.

Ekologi dan lingkungan [sunting sumber]

Simbiosis mutualisme antara ikan badutdari genus Amphiprion dengan anemon laut. Ikan badut melindungi anemon dari ikan pemakan anemon, dan sebagai gantinya tentakel anemon melindungi ikan badut dari predatornya.

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Ekologi, Etologi, Perilaku, dan Biogeografi

Ekologi mempelajari persebaran dan berlimpahnya kehidupan, serta interaksi antara organisme dengan lingkungannya.^[66] Habitatsuatu organisme dapat dideskripsikan sebagai faktor abiotik lokal seperti iklim, di samping keberadaan organisme dan faktor biotiklainnya.^[67] Sistem biologis cukup sulit dipelajari karena ada sangat banyak interaksi yang mungkin terjadi antara organisme dengan lingkungan, bahkan dalam skala kecil. Bakteri di dalam gradien gula memberikan tanggapan terhadap lingkungan sama seperti seekor singa yang sedang mencari makanan di sabana Afrika. Spesies apapun juga dapat menunjukkan berbagai macam perilaku, sepertikerjasama, agresi, parasitisme, atau mutualisme. Masalah menjadi semakin rumit ketika dua atau lebih spesies berinteraksi dalam suatu ekosistem.

Sistem ekologi dipelajari dalam beberapa tingkatan yang berbeda, dari individu hingga populasi, ekosistem, dan biosfer. Istilah biologi populasi sering digunakan bergantian dengan ekologi populasi, meskipun istilah biologi populasi lebih sering digunakan ketika mempelajari penyakit, virus, dan mikroba, sementara ekologi populasi lebih sering dipakai ketika mempelajari tumbuhan dan hewan. Ekologi juga mengacu pada berbagai subdisiplin yang ada.

Etologi menyelidiki perilaku hewan (terutama hewan sosial seperti primata dan canid), dan kadang-kadang dianggap sebagai cabangzoologi. Etolog juga mempelajari evolusi perilaku dan mencoba memahami perilaku dalam konteks seleksi alam. Salah satu etolog modern pertama adalah Charles Darwin, karena bukunya yang berjudul The Expression of the Emotions in Man and Animalsmemengaruhi etolog-etolog penerusnya.^[68]

Biogeografi terkait dengan persebaran organisme di Bumi,^[69] dan memusatkan perhatian pada topik seperti tektonika lempeng, perubahan iklim, persebaran, migrasi, dankladistika.

Cabang-cabang[sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Daftar ilmu-ilmu hayati

Rangkaian dari
Sains
Sains formal[tampilkan]
Sains fisik[tampilkan]
Sains kehidupan[tampilkan]
Ilmu sosial[tampilkan]
Ilmu terapan[tampilkan]
Interdisipliner[tampilkan]
Portal   Kategori
l   b   s

Pada masa kini, biologi mencakup bidang akademik yang sangat luas, bersentuhan dengan bidang-bidang sains yang lain, dan sering kali dipandang sebagai ilmu yang mandiri. Berikut adalah cabang-cabang utama biologi:^[70][71]

• Aerobiologi – mempelajari partikel organik di utara
• Agrikultur – mempelajari proses produksi hasil panen, dan lebih menekankan pada penerapannya
• Anatomi – mempelajari bentuk dan fungsi tumbuhan, hewan, dan organisme lain (terutama manusia)
• Arachnologi – mempelajari arachnida
• Astrobiologi – mempelajari evolusi, distribusi, dan masa depan kehidupan di alam semesta—juga disebut eksobiologi,eksopaleontologi, dan bioastronomi
• Biofisika – mempelajari proses biologis dalam kerangka fisika, dengan menerapkan teori dan metode yang secara tradisional digunakan dalam ilmu fisika
• Biogeografi – mempelajari persebaran spesies dalam konteks keruangan dan waktu
• Bioinformatika – penggunaan teknologi informasi untuk meneliti, mengumpulkan, dan menyimpan data genomik atau data biologis lainnya
• Biokimia – mempelajari reaksi kimia yang diperlukan kehidupan agar tetap berfungsi, biasanya pada tingkatan seluler
• Biologi bangunan – meneliti lingkungan hidup di dalam ruangan
• Biologi evolusioner – mempelajari asal usul dan nenek moyang spesies
• Biologi integratif – mempelajari semua organisme
• Biologi kelautan (atau oseanografi biologis) – mempelajari ekosistem , tumbuhan, hewan, dan kehidupan samudra lainnya
• Biologi konservasi – mempelajari pelestarian, perlindungan, dan pemulihan lingkungan alam, ekosistem alam, vegetasi, dan margasatwa
• Biologi lingkungan – mempelajari dunia alam secara keseluruhan atau dalam wilayah tertentu, terutama dampak manusia terhadapnya
• Biologi molekuler – mempelajari biologi dan fungsi biologi dalam tingkatan molekuler, bertumpang tindih dengan biokimia
• Biologi populasi – mempelajari sekelompok organisme, termasuk
  • Ekologi populasi – mempelajari dinamika dan kepunahan populasi
  • Genetika populasi – mempelajari perubahan frekuensi gen dalam populasi suatu organisme
• Biologi perkembangan – mempelajari proses pembentukan organisme dari zigot
• Biologi sel – meneliti sel sebagai satuan yang utuh, dan interaksi molekuler dan kimia yang terjadi di dalam sel
• Biologi struktural – cabang biologi molekuler, biokimia, dan biofisika yang terkait dengan struktur molekuler makromolekul biologis
• Biologi sintetis – mengintegrasi biologi dengan teknik; membuat fungsi biologis yang tidak ada di alam
• Biomatematika (atau biologi matematis) – penelitian proses biologis secara kuantitatif atau matematis, dan lebih menekankan pada permodelan
• Biomekanika – penelitian mekanika kehidupan yang lebih menekankan pada penerapan melalui prostetik atau ortotik. Bidang ini sering dianggap sebagai cabang kedokteran
• Biomusikologi – mempelajari musik dari sudut pandang biologis
• Bioteknologi – cabang biologi yang baru dan kadang-kadang kontroversial yang mempelajari manipulasi materi hidup, termasuk modifikasi genetik dan biologi sintetik
• Botani – mempelajari tumbuhan
• Ekologi – mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya
• Embriologi – mempelajari perkembangan embrio (dari pembuahan hingga kelahiran)
• Entomologi – mempelajari serangga
• Epidemiologi – komponen penting dalam penelitian kesehatan, mempelajari faktor yang memengaruhi kesehatan suatu populasi
• Epigenetik – mempelajari perubahan ekspresi gen atau fenotip seluler yang diakibatkan oleh mekanisme selain perubahan rangkaian ADN
• Etologi – mempelajari perilaku hewan
• Farmakologi – mempelajari persiapan, penggunaan, dan pengaruh obat-obatan
• Fisiologi – mempelajari cara kerja organisme hidup serta organ-organnya
• Fitopatologi – mempelajari penyakit pada tumbuhan (juga disebut patologi tumbuhan)
• Genetika – mempelajari gen dan pewarisan
• Hematologi – mempelajari darah dan organ pembentuk darah
• Herpetologi – mempelajari reptil dan amfibi
• Histologi – mempelajari sel dan jaringan, cabang mikroskopik anatomi
• Iktiologi – mempelajari ikan
• Kriobiologi – mempelajari pengaruh suhu yang rendah terhadap kehidupan
• Limnologi – mempelajari perairan di daratan
• Mamalogi – mempelajari mamalia
• Mikrologi – meneliti organisme mikroskopik (mikroorganisme) dan interaksinya dengan kehidupan lainnya
• Mikologi – mempelajari fungi
• Neurobiologi – mempelajari sistem saraf, termasuk anatomi, fisiologi, dan patologinya
• Onkologi – mempelajari proses kanker
• Ornitologi – mempelajari burung
• Paleontologi – mempelajari fosil dan bukti geografis kehidupan prasejarah
• Patobiologi atau patologi – meneliti penyakit, seperti penyebab, proses, ciri, dan perkembangannya
• Parasitologi – mempelajari parasit dan parasitisme
• Penelitian biomedis – meneliti tubuh manusia yang sehat dan sakit
• Psikobiologi – mempelajari dasar psikologi secara biologis
• Sosiobiologi – mempelajari dasar sosiologi secara biologis
• Teknik biologis – mempelajari biologi dari sudut pandang teknik dan lebih menekankan pada pengetahuan terapan. Bidang ini terkait dengan bioteknologi
• Virologi – mempelajari virus dan agen yang seperti virus