Sel (biologi)

Sel selaput penyusun umbi bawang bombai (Allium cepa) dilihat dengan mikroskop cahaya. Tampak dinding sel yang membentuk “ruang-ruang” dan inti sel berupa noktah di dalam setiap ruang (perbesaran 400 kali pada berkas aslinya).
Sel bakteri Helicobacter pylori dilihat menggunakan mikroskop elektron. Bakteri ini memiliki banyak flagela pada permukaan selnya.

Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu melakukan semua aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan berlangsung di dalam sel. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel tunggal, atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan ameba. Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel. Namun demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel. Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara tubuh tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi.

Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing berdiri sendiri. Sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, yang membangun organ dan kemudian sistem organ yang membentuk tubuh organisme tersebut. Contohnya, sel otot jantung membentuk jaringan otot jantung pada organ jantung yang merupakan bagian dari sistem organ peredaran darah pada tubuh manusia. Sementara itu, sel sendiri tersusun atas komponen-komponen yang disebut organel.

Sel terkecil yang dikenal manusia ialah bakteri Mycoplasma dengan diameter 0,0001 sampai 0,001 mm, sedangkan salah satu sel tunggal yang bisa dilihat dengan mata telanjang ialah telur ayam yang belum dibuahi. Akan tetapi, sebagian besar sel berdiameter antara 1 sampai 100 µm (0,001–0,1 mm) sehingga hanya bisa dilihat dengan mikroskop. Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke-17. Robert Hooke pertama kali mendeskripsikan dan menamai sel pada tahun 1665 ketika ia mengamati suatu irisan gabus (kulit batang pohon ek) dengan mikroskop yang memiliki perbesaran 30 kali. Namun demikian, teori sel sebagai unit kehidupan baru dirumuskan hampir dua abad setelah itu oleh Matthias Schleiden dan Theodor Schwann. Selanjutnya, sel dikaji dalam cabang biologi yang disebut biologi sel.

Teori sel

Beberapa ilmuwan pada abad ke-18 dan awal abad ke-19 telah berspekulasi atau mengamati bahwa tumbuhan dan hewan tersusun atas sel, namun hal tersebut masih diperdebatkan pada saat itu. Pada tahun 1838, ahli botani Jerman Matthias Jakob Schleiden menyatakan bahwa semua tumbuhan terdiri atas sel dan bahwa semua aspek fungsi tubuh tumbuhan pada dasarnya merupakan manifestasi aktivitas sel. Ia juga menyatakan pentingnya nukleus (yang ditemukan Robert Brown pada tahun 1831) dalam fungsi dan pembentukan sel, namun ia salah mengira bahwa sel terbentuk dari nukleus. Pada tahun 1839, Theodor Schwann, yang setelah berdiskusi dengan Schleiden menyadari bahwa ia pernah mengamati nukleus sel hewan sebagaimana Schleiden mengamatinya pada tumbuhan, menyatakan bahwa semua bagian tubuh hewan juga tersusun atas sel. Menurutnya, prinsip universal pembentukan berbagai bagian tubuh semua organisme adalah pembentukan sel.

Yang kemudian memerinci teori sel sebagaimana yang dikenal dalam bentuk modern ialah Rudolf Virchow, seorang ilmuwan Jerman lainnya. Pada mulanya ia sependapat dengan Schleiden mengenai pembentukan sel. Namun, pengamatan mikroskopis atas berbagai proses patologis membuatnya menyimpulkan hal yang sama dengan yang telah disimpulkan oleh Robert Remak dari pengamatannya terhadap sel darah merah dan embrio, yaitu bahwa sel berasal dari sel lain melalui pembelahan sel. Pada tahun 1855, Virchow menerbitkan makalahnya yang memuat motonya yang terkenal, omnis cellula e cellula (semua sel berasal dari sel).[20][21]

Perkembangan biologi sel

Antara tahun 1875 dan 1895, terjadi berbagai penemuan mengenai fenomena seluler dasar, seperti mitosis, meiosis, dan fertilisasi, serta berbagai organel penting, seperti mitokondria, kloroplas, dan badan Golgi.] Lahirlah bidang yang mempelajari sel, yang saat itu disebut sitologi.

Perkembangan teknik baru, terutama fraksinasi sel dan mikroskopi elektron, memungkinkan sitologi dan biokimia melahirkan bidang baru yang disebut biologi sel. Pada tahun 1960, perhimpunan ilmiah American Society for Cell Biology didirikan di New York, Amerika Serikat, dan tidak lama setelahnya, jurnal ilmiah Journal of Biochemical and Biophysical Cytology berganti nama menjadi Journal of Cell Biology. Pada akhir dekade 1960-an, biologi sel telah menjadi suatu disiplin ilmu yang mapan, dengan perhimpunan dan publikasi ilmiahnya sendiri serta memiliki misi mengungkapkan mekanisme fungsi organel sel.

Sel tumbuhan

Sel tumbuhan adalah bagian terkecil dari setiap organ tumbuhan. Sel tumbuhan adalah penggerak dari suatu tumbuhan itu sendiri. Sel tumbuhan cukup berbeda dengan sel organisme eukariotik lainnya. Fitur-fitur berbeda tersebut meliputi:

Tipe sel

  • Sel Parenkim – Sel ini memiliki fungsi untuk menyokong berdirinya tumbuhan, juga merupakan dasar bagi semua struktur dan fungsi tumbuhan. Sel parenkim memiliki dinding primer yang tipis, dan sitoplasma yang sangat fungsional. Sel ini hidup saat dewasa, dan bertanggung jawab terhadap fungsi biokimia.
  • Sel kolenkim Sel kolenkim tersusun sebagai berkas atau silinder dekat permukaan korteks pada batang dan tangkai daun serta sepanjang tulang daun besar pada helai daun. Kolenkim jarang ditemukan pada akar. Kolenkim adalah jaringan hidup, erat hubungannya dengan parenkim, dan terspesialisasi sebagai penyokong dalam organ yang muda. Bentuk sel berkisar antara bentuk prisma hingga bentuk memanjang. Sel-sel kolenkim memiliki dinding primer yang lebih tebal dibandingkan sel-sel parenkim. Dinding tidak menebal secara merata dan itu merupakan ciri khasnya. Sel-sel parenkim tidak memiliki dinding sekunder dan lignin.
  • Sel skelerenkim Sel sklerenkim membentuk kumpulan sel yang berkesinambungan atau berupa berkas yang ramping. Selain itu, sklerenkim juga terdapat tersendiri di antara sel-sel lain. Sklerenkim dapat berkembang dalam tubuh tumbuhan primer ataupun sekunder. Dindingnya tebal, sekunder dan sering berlignin, dan pada saat dewasa protoplasnya bisa hilang.

Jaringan sklerenkim juga termasuk tipe jaringan permanen sederhana. Ada dua tipe sel pada jaringan ini, yaitu, serabut dan sklereida. Kedua macam sel tersebut berdinding sangat tebal yang mengandung selulosa dan lignin yang disekresikan oleh protoplas sel-sel itu. Protoplas mati apabila dinding mencapai tebal maksimumnya. Serabut adalah sel-sel yang sangat panjang dengan ujung sel lancip. Serabut memiliki kekuatan dan fleksibilitas yang besar. Karena kekuatan serta kelenturannya maka sel-sel ini digunakan orang dalam pembuatan lilitan, tali, tikar dan berbagai tekstil. Sklereida seperti serabut berdinding tebal dan keras, namun sel sklereida pendek dan tidak sepanjang serabut. Sklerida dapat ditemukan misalnya pada buah apel, sklereida membangun bagian penting pepagan pohon.

Tipe jaringan

  • Jaringan epidermis – jaringan paling luar yang membungkus tumbuhan
  • Jaringan pengangkut – berperan dalam pengangkutan di dalam tubuh tumbuhan
  • Jaringan tanah- melakukan fotosintesis, penyimpanan makanan, dan penyokong struktur.
    • Parenkim – Dinding primer tipis, tidak memiliki dinding sekunder; dapat berkembang menjadi jaringan tumbuhan yang lebih terspesialisasi.
    • Kolenkim – Dinding primer yang tebal, bergabung untuk menyokong bagian tumbuhan yang sedang tumbuh.
    • Sklerenkim – Dinding sekunder tebal, menyokong bagian tumbuhan yang tidak tumbuh.

Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan memiliki beberapa kekhususan yang tidak ditemukan pada sel hewan. jika kamu perhatikan beberapa jenis hewan, baik invertebrate maupun vertebrata dapat melakukan pergerakan untuk berpindah-pindah dari tempat satu ke tempat lainnnya. Seekor harimau dengan sangat lentur berlari kencang mengejar mangsanya. Hal tersebut karena struktur satuan penyusun jaringan tubuhnya tidak kaku.
Tumbuhan sama sekali tidak mampu melakukan pergerakan dan bersifat menetap serta kaku. Perbedaan ini jelas menggambarkan bahwa komponen penyusun sel pada tumbuhan berbeda dengan penyusun sel pada hewan, tumbuhan mampu menghasilkan atau mensintesis makanan sendiri, sedangkan hewan sama sekali tidak mampu. Hal ini membuktikan bahwa komponen sel tumbuhan berbeda dengan hewan.

 

Evolusi

Pokok Kehidupan yang menunjukkan proses evolusi sejak detik bermulanya kehidupan.

Evolusi ialah teori sains yang dikemukakan oleh ahli biologi untuk menerangkan perubahan rupa dan sifat haiwan dan tumbuhan sepanjang zaman sehingga kini.Kaji selidik nyata membuktikan bahawa setiap hidupan banyak berubah dari zaman ke zaman, berdasarkan bentuk fosil yang terdapat di bumi. Oleh itu, adalah nyata bahawa hidupan zaman sekarang jauh berbeza dari hidupan zaman dahulu. Semakin lama zaman silamnya, semakin berlainan rupa bentuk fosilnya. Ini merupakan kesan evolusi yang diterima sebagai fakta kerana banyak sekali bukti yang menyokongnya. Pada masa yang sama, persoalan-persoalan evolusi masih giat diselidik oleh para ahli biologi.Teori evolusi ini merupakan asas kepada ilmu biologi moden; dalam erti kata lain, tiada apa dalam ilmu biologi yang membawa erti tanpa pemahaman evolusi.

Namun begitu, tujuan sebenar evolusi adalah menjelaskan dan membantu kefahaman, kerana inilah penjelasan baik terulung bagi sebab setiap hidupan memperoleh rupa bentuk dan ciri-ciri yang kita kenali. Perkara-perkara amalinya berasal dari bidang genetik yang dimulakan oleh Gregor Mendel.

Penggolongan hidupan

Apabila mengkaji hidupan, ahli biologi mendapat bahawa setiap jenis haiwan dan tumbuhan tergolong kepada kelompok sama ciri. Contohnya, semua serangga adalah bersaudara kerana berkongsi struktur badan yang serupa, iaitu ada enam batang kaki, badan luaran yang keras (rangka luar), mata yang berbilang-bilang kebuk, dan sebagainya. Ahli biologi menerangkan secara teori evolusi, bahawa semua serangga adalah keturunan sekelompok haiwan yang pernah hidup lama dahulu, yang mana struktur badan asas kekal sama tetapi sifat-sifat terperincinya (enam kaki dsb) berubah. Serangga masa kini kelihatan berbeza kerana banyak mengalami perubahan dalam pelbagai aspek; inilah evolusi namanya.

Fosil sebagai bukti evolusi

Leluhur kepada kuda masa kini hidup dalam hutan. (lukisan poskad, 1920)

Inilah satu contoh bukti evolusi melalui fosil: terjumpanya fosil terlama bagi kuda prasejarah yang berusia kira-kira 52 juta tahun. Kuda prasejarah ini merupakan binatang kecil yang ada berjari lima pada kaki depan dan berjari empat pada kaki belakangnya. Kawasan hutan lebih luas ketika itu berbanding masa kini. Oleh itu, kuda prasejarah yang hanya sebesar anjing ini hidup di kawasan hutan, dengan memakan dedaun, kekacang dan buah-buahan dengan giginya yang ringkas.

Kira-kira 30 juta tahun dahulu, Bumi mula menjadi semakin dingin dan kering. Kawasan hutan semakin berkurangan dan memberi laluan kepada perluasan padang rumput, maka berubahlah rupa bentuk dan sifat kuda yang beralih kepada rumput sebagai makanan, bertumbuh semakin besar, dan berlari lebih pantas kerana perlunya menyelamatkan diri daripada pemangsa yang juga semakin pantas. Bentuk giginya juga berubah kerana pengunyahan rumput cepat menghauskan gigi. Akhirnya, terbentuknya kuda moden hasil evolusi, yang giginya tumbuh sepanjang hayat, berjari tunggal yang berkuku telapuk, berkaki panjang untuk mempercepatkan perlarian, dan badan yang cukup besar dan kuat untuk hidup dalam kawasan lapang. Memandangkan kebanyakan fosilnya dijumpai di Amerika Utara, maka nyatalah bahawa kuda yang kita kenali berasal dari benua itu juga.

Oleh itu, adalah nyata bahawa perubahan telah berlaku secara beransur-ansur sepanjang masa yang lama, dan perubahan sedemikianlah yang dijelaskan oleh teori evolusi.

Ciri-ciri

Setiap jenis hidupan, tidak kira kuman, tumbuhan, haiwan mahupun manusia, memiliki sesuatu yang membezakannya dari hidupan-hidupan lain, iaitu sifat atau ciri-ciri, dan sifat-sifat yang asas sekali termasuk anatomi (struktur badan hidupan), fungsi (perjalanan badan hidupan), dan perilaku atau tabii (tindak-tanduk hidupan). Sifat-sifat asas ini dikongsi oleh semua ahli dalam sekelompok; inilah sebabnya ahli-ahli tersebut tergolong dalam kelompok yang sama. Ciri-ciri lain pula hanya dikongsi oleh sebilangan kecil dalam kelompok itu.

Contohnya:

  • Zirafah berleher panjang sebagai sifat anatomi, maka semua zirafah ada sifat ini.
  • Burung bertelur untuk berzuriat sebagai fungsi fisiologi, maka semua burung ada sifat ini.
  • Serigala hidup dan berburu sekawan sebagai tabii; manakala harimau pula hidup dan berburu sendirian.

Variasi

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Keanekaragaman genetik dan Genetika populasi

Fenotipe suatu individu organisme dihasilkan dari genotipe dan pengaruh lingkungan organisme tersebut. Variasi fenotipe yang substansial pada sebuah populasi diakibatkan oleh perbedaan genotipenya. Sintesis evolusioner modern mendefinisikan evolusi sebagai perubahan dari waktu ke waktu pada variasi genetika ini. Frekuensi alel tertentu akan berfluktuasi, menjadi lebih umum atau kurang umum relatif terhadap bentuk lain gen itu. Gaya dorong evolusioner bekerja dengan mendorong perubahan pada frekuensi alel ini ke satu arah atau lainnya. Variasi menghilang ketika sebuah alel mencapai titik fiksasi, yakni ketika ia menghilang dari suatu populasi ataupun ia telah menggantikan keseluruhan alel leluhur.

Variasi berasal dari mutasi bahan genetika, migrasi antar populasi (aliran gen), dan perubahan susunan gen melalui reproduksi seksual. Variasi juga datang dari tukar ganti gen antara spesies yang berbeda; contohnya melalui transfer gen horizontal pada bakteria dan hibridisasi pada tanaman. Walaupun terdapat variasi yang terjadi secara terus menerus melalui proses-proses ini, kebanyakan genom spesies adalah identik pada seluruh individu spesies tersebut.Namun, bahkan perubahan kecil pada genotipe dapat mengakibatkan perubahan yang dramatis pada fenotipenya. Misalnya simpanse dan manusia hanya berbeda pada 5% genomnya.

 

Pewarisan

Ciri-ciri seseorang ada dua jenisnya, iaitu ciri-ciri yang diwarisi daripada ibu bapanya, dan ciri-ciri yang berpunca daripada faktor luaran. Ada ciri-ciri yang diwarisi sepenuhnya, ada yang diwarisi separanya, dan ada juga yang langsung tidak diwarisi.

Warna mata manusia merupakan sifat genetik diwarisi sepenuhnya, manakala ketinggian dan berat badan pula diwarisi separa sahaja, dan bahasa yang dituturkan pula langsung bukan sifat yang diwarisi. Sebagai penjelasan, kebolehan bercakap memang diwarisi, tetapi bahasa mana yang dipelajari tertakluk kepada tempat tinggal dan sukatan pembelajaran yang diterima oleh seseorang.

Evolusi hanya melibatkan ciri-ciri yang boleh diwarisi. Dalam pada itu, ciri-ciri keturunan yang diturunkan dari satu generasi ke generasi seterusnya menerusi maklumat gennya. Gen-gen yang terkandung dalam seseorang ini mengandungi segala ciri-ciri yang boleh diwarisinya dari ibu bapanya; tetapi tidak bagi mana-mana pengalaman yang terserap sepanjang hidupnya.

Evolusi

Sesetengah ahli biologi berhujah bahawa proses evolusi berlaku apabila sifat yang berpunca dari genetik semakin berlebihan atau berkurangan dalam sekelompok organisme.  Ada juga yang menerima kemunculan spesies baru sebagai berlakunya evolusi.

Hidupan-hidupan yang lebih kecil dan ringkas lebih cepat mengalami perubahan berbanding yang lebih besar dan kompleks. Contohnya, kebanyakan bakteria berpenyakit tidak boleh lagi dihapuskan dengan sesetengah ubat antibiotik yang mula-mulanya nyata berkesan ketika diperkenalkan berpuluh-puluh tahun dahulu, tetapi bakteria ini telah berevolusi sehingga tidak lagi terjejas oleh antibiotik yang sama.] Ubat-ubat tersebut berjaya menghapuskan semua bakteria, kecuali sebilangan kecil yang menikmati daya tahan. Bakteria bertahan inilah yang menghasilkan generasi bakteria yang seterusnya.

Hanyutan genetik

Hanyutan genetik menerangkan bagaimana proses evolusi terdedah kepada pengaruh luar biasa daripada peluang rawak, tetapi hanya jika bilangan sesejenis hidupan agak kecil. Mekanisme asas hanyutan ini adalah bahawa kelainan genetik dikurangkan oleh peluang rawak tersebut, menjadikan hidupan individu lebih seiras sesama sendiri, oleh itu daya kemandiriannya makin terjejas.

  1. Hanyutan genetik mengurangkan variasi genetik dalam populasi, oleh itu boleh membantutkan keupayaan populasi untuk mengharungi tekanan pemilihan yang baru.
  2. Hanyutan genetik bertindak lebih cepat dan meninggalkan kesan yang lebih drastik dalam populasi yang lebih kecil yang selalunya berada di ambang kepupusan.
  3. Hanyutan genetik boleh menyumbang kepada penspesiesan, jika kelompok kecil tersebut dapat bertahan.
  4. Peristiwa jejalan: apabila sesebuah populasi besar dengan tiba-tibanya dikurangkan bilangannya secara mendadak akibat suatu peristiwa,terutamanya sekali jangkitan wabak dan perubahan iklim mendadak, maka semakin berkurangan juga variasi genetiknya. Adakalanya, kemasukan spesies baru ke dalam persekitaran di mana daya saingannya mengatasi spesies tempatan tidak kurang hebat kesan buruknya. Misalnya, banyak sekali spesies marsupial Australia yang terjatuh dalam kancah kepupusan akibat kemasukan spesies asing.
    • Pada 1880/90-an, kegiatan memburu mengurangkan bilangan anjing laut gajah Utara menjadi 20 ekor sahaja. Biarpun bilangannya kembali meningkat, namun kevarianan genetiknya agak berkurangan berbanding anjing laut gajah Selatan.
    • Cheetah pula sangat sedikit sekali variasinya. Boleh dikatakan bahawa suatu ketika dahulu, bilangan spesies ini pernah jatuh dengan amat mendadak. Disebabkan kurangnya variasi genetik, maka cheetah terdedah kepada ancaman penyakit berjangkit.
  1. Peristiwa pengasas: ini berlaku apabila sekelompok kecil berpecah lalu hidup berasingan daripada populasi yang lebih besar, misalnya spesies manusia sendiri, apabila meninggalkan benua Afrika untuk bertempat di rantau lain (rujuk evolusi manusia). Nampaknya, manusia tidak menikmati variasi yang secukupnya seperti yang diharapkan daripada kesan taburan sedunia.
    Begitu juga dengan kelompok-kelompok yang tiba di kepulauan yang agak jauh dari tanah besar, tetapi disebabkan bilangannya yang kecil, tidak dapatlah membawa sekali seluruh alel yang terdapat dalam populasi induknya.

Akibat evolusi

Evolusi memengaruhi setiap aspek dari bentuk dan perilaku organisme. Yang paling terlihat adalah adaptasi perilaku dan fisik yang diakibatkan oleh seleksi alam. Adaptasi-adaptasi ini meningkatkan kebugaran dengan membantu aktivitas seperti menemukan makanan, menghindari predator, dan menarik lawan jenis. Organisme juga dapat merespon terhadap seleksi dengan berkooperasi satu sama lainnya, biasanya dengan saling membantu dalam simbiosis. Dalam jangka waktu yang lama, evolusi menghasilkan spesies yang baru melalui pemisahan populasi leluhur organisme menjadi kelompok baru yang tidak akan bercampur kawin.

Akibat evolusi kadang-kadang dibagi menjadi makroevolusi dan mikroevolusi. Makroevolusi adalah evolusi yang terjadi pada tingkat di atas spesies, seperti kepunahan dan spesiasi. Sedangkan mikroevolusi adalah perubahan evolusioner yang kecil, seperti adaptasi yang terjadi dalam spesies atau populasi. Secara umum, makroevolusi dianggap sebagai akibat jangka panjang dari mikroevolusi. Sehingga perbedaan antara mikroevolusi dengan makroevolusi tidaklah begitu banyak terkecuali pada waktu yang terlibat dalam proses tersebut. Namun, pada makroevolusi, sifat-sifat keseluruhan spesies adalah penting. Misalnya, variasi dalam jumlah besar di antara individu mengijinkan suatu spesies secara cepat beradaptasi terhadap habitat yang baru, mengurangi kemungkinan terjadinya kepunahan. Sedangkan kisaran geografi yang luas meningkatkan kemungkinan spesiasi dengan membuat sebagian populasi menjadi terisolasi. Dalam pengertian ini, mikroevolusi dan makroevolusi dapat melibatkan seleksi pada tingkat-tingkat yang berbeda, dengan mikroevolusi bekerja pada gen dan organisme, versus makroevolusi yang bekerja pada keseluruhan spesies dan memengaruhi laju spesiasi dan kepunahan.

Terdapat sebuah miskonsepsi bahwa evolusi bersifat “progresif”, namun seleksi alam tidaklah memiliki tujuan jangka panjang dan tidak perlulah menghasilkan kompleksitas yang lebih besar. Walaupun spesies kompleks berkembang dari evolusi, hal ini terjadi sebagai efek samping dari jumlah organisme yang meningkat, dan bentuk kehidupan yang sederhana tetap lebih umum. Sebagai contoh, mayoritas besar spesies adalah prokariota mikroskopis yang membentuk setengah biomassa dunia walaupun bentuknya yang kecil, serta merupakan mayoritas pada biodiversitas bumi. Organisme sederhana oleh karenanya merupakan bentuk kehidupan yang dominan di bumi dalam sejarahnya sampai sekarang. Kehidupan kompleks tampaknya lebih beranekaragam karena ia lebih mudah diamati.

Kingdom Plantae: Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji)

Sesungguhnya Allah menumbuhkan butir tumbuh-tumbuhan dan biji buah-buahan. Dia mengeluarkan yang hidup dari yang mati dan mengeluarkan yang mati dari yang hidup. (Yang memiliki sifat-sifat) demikian ialah Allah, maka mengapa kamu masih berpaling?(QS Al An’am: 95)

Tumbuhan berbiji atau Spermatophyta (Yunani, sperma=biji , phyton=tumbuhan) merupakan kelompok tumbuhan yang memiliki ciri khas, yaitu adanya suatu organ yang berupa biji. Biji merupakan bagian yang berasal dari bakal biji dan di dalamnya mengandung calon individu baru, yaitu lembaga. Lembaga akan terjadi setelah terjadi penyer bukan atau persarian yang diikuti oleh pembuahan.

Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji)

1. Ciri tubuh

Ciri-ciri Spermatophyta sebagai berikut.
a.Menghasilkan biji sebagai alat perkembangbiakan.
b.Termasuk golongan Cormophyta berbiji.
c.Mempunyai alat kelamin yang jelas (Phanerogamae) dan menghasilkan embrio (Embriophyta Siphonogamae).
d. Cara hidupnya fotoautotrof.
e. Mempunyai berkas pembuluh.
f. Habitatnya di darat, ada beberapa yang hidup mengapung di air.

2. Ciri tubuh

Ciri tumbuhan berbiji meliputi ukuran, bentuk, struktur, dan fungsi tubuh.

Ukuran dan bentuk tubuh Tumbuhan berbiji berukuran makroskopik dengan ketinggian yang sangat bervariasi. Tumbuhan biji tertinggi berupa pohon dengan tinggi melebihi 100 m. masalnya pohon konifer Sequoiadendron giganteum d taman Nasional Yosemite California, dengan tinggi sektar 115 m dan diameter batang sekitar 14 m. Habitus atau perawakan tumbuhan berbiji sangat bervariasi, yaitu Pohon, misalnya jati, duku, kelapa, beringin, cemara; Perduk, misalnya mawar, kembang merak, kembang sepatu; semak, misalnya arbei; dan Herba, misalnya sayur-sayuran, bunga lili, serta bunga krokot.

3. Struktur Tubuh
Struktur tubuh Spermatophyta sebagai berikut.
a. Akar
Akar pada tumbuhan berbiji ada yang berbentuk serabut dan ada yang berupa akar tunggang. Sel-sel akar mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, serta silinder pusat yang di dalamnya
terdapat xilem dan floem.
b. Batang
Batang tumbuhan berbiji dapat tegak, condong, berbaring, atau merayap. Sel-selnya mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, dan silinder pusat (terdapat xilem dan floem).

Dan biji-bijian yang berkulit dan bunga-bunga yang harum baunya (QS Ar Rahmaan:12)

c. Daun
Sel-sel daun mengalami diferensiasi menjadi epidermis dan mesofil. Mesofil tersusun dari jaringan tiang dan jaringan bunga karang.

Tumbuhan berbiji merupakan heterospora. Tumbuhan berbiji membetuk struktur megasporangia dan mikrosporangia yang berkumpul pada suatu sumbuh pendek.

4. Cara hidup dan habitat reproduksi

Tumbuhan berbiji kebanyakan hidup di darat. Namun, tumbuhan berbiji ada yang hidup mengapung di air, misalnya teratai. Tumbuhan berbiji merupakan tumbuhan fotoautotrof.

5. Klasifikasi

Berdasarkan posisi biji terhadap daun buahnya, Spermatophyta dibedakan menjadi Gymnospermae dan Angiospermae.
a. Gymnospermae (Tumbuhan Berbiji Terbuka)
Pada Gymnospermae bakal biji tidak dilindungi oleh daun buah, tetapi tersusun dalam strobilus. Berdasarkan struktur strobilusnya, Gymnospermae dibedakan menjadi empat kelas sebagai berikut.
1) Cycadinae
Ciri-ciri Cycadinae yaitu tubuh menyerupai pohon kelapa, batang berbentuk tiang, daun majemuk menyirip, daun tersusun berjejal di ujung batang, daun yang muda menggulung, sporofil tersusun dalam strobilus jantan dan betina, serta umumnya berumah satu. Contoh  Cycas rumphii, Zamia
sp., Microcycas  sp., dan Dioon sp.

2) Ginkgoinae
Ginkgoinae merupakan satu-satunya kelompok Gymnospermae yang mempunyai spesies paling sedikit sehingga dianggap sebagai tumbuhan primitif. Ciri-ciri Ginkgoinae yaitu berumah dua, termasuk pohon meranggas, serta daun lebar dan berbentuk kipas dengan tulang daun mirip rusuk yang menonjol. Contoh Ginkgo biloba .

3) Gnetinae
Ciri-ciri Gnetinae yaitu berumah dua, ada anggotanya yang memiliki percabangan banyak dan ada yang tidak bercabang, pertulangan daun menyirip, serta bunga tersusun berkarang. Gnetinae lebih maju dibandingkan kelas-kelas lain karena mempunyai perhiasan pada strobilus. Contoh  Gnetum gnemon (melinjo).

4) Coniferinae
Ciri-ciri Coniferinae yaitu batang besar berkayu, daunnya berbentuk jarum, ada yang berumah satu dan ada yang berumah dua, serta strobilus betina lebih besar dibanding strobilus jantan dan terletak di ketiak daun atau di ujung batang berupa kerucut sehingga disebut tumbuhan berkerucut. Contoh podokarpus (Podocarpus imbricatus), cemara ( Cupressus lusitanica), dan pinus ( Pinus merkusii). Tumbuhan dalam kelompok ini memiliki ciri khas selalu hijau sepanjang tahun sehingga disebut juga
tumbuhan  evergreen.

image

 

image

b. Angiospermae (Tumbuhan Berbiji Tertutup)

Pada Angiospermae bakal biji tumbuh di dalam daun buah. Angiospermae sering disebut pula Anthophyta atau tumbuhan berbunga. Angiospermae dibagi menjadi dua kelas berikut.

1) Monocotyledoneae (monokotil)
Ciri-cirinya mempunyai satu daun lembaga, akar serabut, tulang daun sejajar atau melengkung, batang tidak bercabang dengan ruas yang jelas, tidak
berkambium, dan perhiasan bunganya berjumlah 3 atau kelipatannya.

Kelas Monocotyledoneae terdiri atas beberapa famili berikut.
a) Liliaceae, contoh kembang sungsang.
b) Poaceae atau Gramineae, contoh padi, alang-alang, dan jagung.
c) Zingiberaceae, contoh jahe, lengkuas, dan kencur.
d) Musaceae, contoh pisang.
e) Orchidaceae, contoh anggrek.
f) Arecaceae, contoh kelapa dan palem.

2) Dicotyledoneae (dikotil)
Ciri-cirinya mempunyai dua daun lembaga, akar tunggang, tulang daun menyirip atau menjari, batang bercabang-cabang dengan ruas tidak jelas, mempunyai kambium, dan perhiasan bunganya berjumlah 2, 4, 5, atau kelipatannya.

Kelas Dicotyledoneae terdiri atas beberapa famili berikut.
a) Euphorbiaceae, contoh karet.
b) Moraceae, contoh beringin.
c) Papilionaceae, contoh kacang tanah.
d) Labiatae, contoh kentang.
e) Convolvulaceae, contoh kangkung.
f) Apocynaceae, contoh kamboja.
g) Rubiaceae, contoh kopi.
h) Verbenaceae, contoh jati.
i) Myrtaceae, contoh cengkih.
j) Rutaceae, contoh jeruk.
k) Bombacaceae, contoh durian.
l) Malvaceae, contoh waru.
m) Mimosaceae, contoh putri malu.
n) Caesalpiniaceae, contoh asam.

6. Manfaat tumbuhan berbiji bagi manusia

Jenis tumbuhan berbiji yang dimanafaatkan bagi kepentingan manusia antara lain sebagai berikut:

  • Gandum, padi, jagung dan sagu merupakan makanan utama sebagian besar penduduk di dunia.
  • Kacang, tomat, kol, kentang, dan wortel merupakan makanan sayuran sebagai sumber serat, protein, dan vitamin.
  • Kapas dan rami sebagai bahan sandang.
  • Kayu sebagai bahan papan dan perabotan.
  • Kumis kucing, jati, mahoni, dan pinus sebagai peneduh, penyimpan air, penyerap karbon dioksida, dan sumber oksigen.
  • Berbagai jenis bunga untuk dekorasi, upacara adat dan agama, serta kosmetik.

Bakteri

 

Escherichia coli, salah satu bakteri berbentuk batang

Escherichia coli, salah satu bakteri berbentuk batang

          Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks.

Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan dalam tubuh manusia.Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 μm, tetapi ada bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 μm, yaitu Thiomargarita. Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan). Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel.

A. Sejarah

Model mikroskop awal yang dirancang oleh Robert Hooke; dimuat dalam Micrographia.

Bakteri merupakan organisme mikroskopik. Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Barulah setelah abad ke-19 ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi), mulai berkembang. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, berbagai hal tentang bakteri telah berhasil ditelusuri. Akan tetapi, perkembangan tersebut tidak terlepas dari peranan berbagai tokoh penting seperti Robert Hooke, Antoni van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch. Istilah bacterium diperkenalkan di kemudian hari oleh Ehrenberg pada tahun 1828, diambil dari kata Yunani βακτηριον (bakterion) yang memiliki arti “batang-batang kecil”. Pengetahuan tentang bakteri berkembang setelah serangkaian percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur, yang melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang mempelajari biologi bakteri.

Robert Hooke (1635-1703), seorang ahli matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, menulis sebuah buku yang berjudul Micrographia pada tahun 1665 yang berisi hasil pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop sederhana.Akan tetapi, Robert Hooke masih belum dapat menumukan struktur bakteri. Dalam bukunya tersebut, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang. Walau demikian, buku inilah yang menjadi sumber deskripsi awal dari mikroorganisme.

B. Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran  rata-rata 1 s/d 5 mikron.
5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam
6. Hidup bebas atau parasit
7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan
8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan

C. Struktur sel

Struktur sel bakteri

Seperti prokariot (organisme yang tidak memiliki membran inti) pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana. Sehubungan dengan ketiadaan membran inti, meteri genetik (DNA dan RNA) bakteri melayang-layang di daerah sitoplasma yang bernama nukleoid. Salah satu struktur bakteri yang penting adalah dinding sel. Bakteri dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok besar berdasarkan struktur dinding selnya, yaitu bakteri gram negatif dan bakteri gram positif. Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tersusun dari lapisan peptidoglikan (sejenis molekul polisakarida) yang tebal dan asam teikoat, sedangkan bakteri gram negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan mempunyai struktur lipopolisakarida yang tebal. Metode yang digunakan untuk membedakan kedua jenis kelompok bakteri ini dikembangkan oleh ilmuwan Denmark, Hans Christian Gram pada tahun 1884.

Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi. Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae. Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola gas, dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim. Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri pengebab keracunan pada makanan kaleng.

D. Struktur dasar sel bakteri

struktur-bakteri1

struktur-bakteri1

Struktur dasar bakteri :
1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).

2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.

3. Sitoplasma adalah cairan sel.

4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.

5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

granula

Berbagai bentuk tubuh bakteri