Catatan Materi Makhluk Hidup dan Lingkungannya

Pengantar Ekosistem dan Makhluk Hidup

Keseimbangan Ekosistem: Manusia, hewan, tumbuhan, dan segala sesuatu di alam semesta hidup saling berdampingan dan memengaruhi dalam satu kesatuan yang membentuk keseimbangan ekosistem.
Komponen Ekosistem: Terdiri atas komponen biotik (makhluk hidup) dan komponen abiotik (benda tidak hidup). Keduanya merupakan sumber daya alam yang harus dilestarikan.
Tanggung Jawab Manusia: Sebagai makhluk yang berakal dan berbudi, manusia bertanggung jawab atas kelestarian komponen ekosistem untuk memahami konsep harmoni dan saling ketergantungan antar-ciptaan Tuhan.

Ciri-ciri Makhluk Hidup

Makhluk hidup (organisme) meliputi manusia, hewan, tumbuhan, dan mikroorganisme. Perbedaan mendasar antara makhluk hidup (seperti tumbuhan) dan benda mati (seperti batu) terletak pada kemampuan mempertahankan diri dan melestarikan spesies melalui perkembangbiakan. Ciri-ciri utama makhluk hidup meliputi:

Bernapas (Respirasi)
- Definisi: Proses menghirup oksigen ( $O_2$ ) dari lingkungan dan mengembuskan gas buangan berupa karbon dioksida ( $CO_2$ ).
- Tujuan: Oksigen dibutuhkan untuk membakar zat makanan dan mengubahnya menjadi energi.
Memerlukan Makanan/Nutrisi
- Fungsi Nutrisi: Memenuhi kebutuhan energi, meregenerasi sel-sel tubuh, memelihara jaringan, dan mempertahankan diri dari penyakit.
- Makronutrien (Dibutuhkan dalam jumlah banyak):
  - Karbohidrat: Sumber tenaga utama. Contoh: padi, umbi-umbian, jagung, gandum, dan sagu.
  - Protein: Zat pembangun dan struktural (misalnya pembentuk enzim). Contoh: telur, daging merah, ikan, dan biji-bijian.
  - Lemak: Melarutkan vitamin $A$ , $D$ , $E$ , dan $K$ , menjaga fungsi hormon, serta menjaga keseimbangan gula darah.
- Mikronutrien (Dibutuhkan dalam jumlah sedikit):
  - Vitamin: Zat anorganik sebagai biokatalisator metabolisme dan pertumbuhan.
    - Larut air: $B_1, B_2, B_3, B_5, B_6, B_{11}$ , dan $C$ .
    - Larut lemak: $A, D, E$ , dan $K$ .
  - Mineral:
    - Mineral Makro: $Ca, K, Na, Cl, P, S$ , dan $Mg$ .
    - Mineral Mikro: $Fe, Mn, Zn, I, Se, Cu, Cr, Mo$ , dan $Co$ .
Bergerak
- Gerak Aktif: Terjadi karena perintah pada otot (contoh: manusia/hewan berjalan).
- Gerak Pasif: Respons terhadap rangsangan, umumnya pada tumbuhan.
- Jenis Gerak Tumbuhan:
  - Endonom: Penyebab belum diketahui.
  - Higroskopis: Akibat perubahan kadar air tidak merata dalam sel.
  - Esionom: Akibat rangsangan luar, terbagi menjadi:
    - Tropisme: Arah dipengaruhi sumber rangsang.
    - Taksis: Gerak seluruh tubuh tumbuhan sesuai arah rangsang.
    - Nasti: Arah tidak dipengaruhi sumber rangsang.
Peka terhadap Rangsangan (Iritabilitas)
- Kecenderungan menanggapi rangsang luar (sentuhan, cahaya, bau, rasa).
- Contoh: Air liur keluar saat mencium bau asam; daun putri malu menguncup saat disentuh.
Tumbuh dan Berkembang
- Pertumbuhan: Perubahan ukuran (panjang, massa, volume), dapat diukur secara kuantitatif, dan bersifat $irreversible$ (tidak dapat kembali).
- Perkembangan: Proses menuju kedewasaan, diukur secara kualitatif.
Berkembang Biak (Reproduksi)
- Hewan: Beranak ( $vivipar$ ); Bertelur ( $ovipar$ ); Bertelur-beranak ( $ovovivipar$ ).
- Tumbuhan:
  - Generatif (Kawin): Penyerbukan serbuk sari dan putik.
  - Vegetatif (Tak Kawin): Alami (tunas, akar tinggal, rizom, spora, umbi lapis) dan Buatan (kultur jaringan, setek, cangkok).
Mengeluarkan Zat Sisa (Ekskresi)
- Proses membuang zat sisa metabolisme untuk menjaga kelangsungan hidup.
Beradaptasi
- Adaptasi Morfologi: Penyesuaian bentuk luar (contoh: paruh burung $finch$ , daun lebar tumbuhan air, kulit tebal hewan kutub).
- Adaptasi Fisiologi: Penyesuaian fungsi alat tubuh (contoh: manusia mengeluarkan keringat untuk homeostasis suhu).
- Adaptasi Tingkah Laku: Penyesuaian perilaku (contoh: kadal berjemur saat udara panas).

Sistem Pernapasan Manusia

Manusia bernapas menggunakan paru-paru. Mekanisme terjadi berdasarkan perbedaan tekanan udara: udara masuk saat tekanan paru-paru lebih rendah dan keluar saat tekanan lebih tinggi. Organ-organ yang terlibat:

Hidung: Saluran masuk udara; terdapat selaput lendir dan rambut untuk menyaring serta menghangatkan udara.
Faring: Pembatas antara saluran pernapasan dan pencernaan.
Laring: Memiliki katup $epiglotis$ untuk mengatur jalur makanan dan udara.
Trakea: Batang tenggorokan dengan jaringan epitel bersilia sebagai penyaring.
Bronkus: Cabang tenggorokan menuju paru-paru kanan dan kiri.
Bronkiolus: Cabang lebih kecil dari bronkus.
Alveolus: Ujung bronkiolus; tempat pertukaran $O_2$ dan $CO_2$ .

Lingkungan Hidup

Definisi Lingkungan: Kondisi fisik dan kimiawi yang mendukung kehidupan.
Definisi Lingkungan Hidup (UU No. 32 Tahun 2009): Kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup (termasuk manusia dan perilakunya) yang memengaruhi alam, kelangsungan kehidupan, serta kesejahteraan.
Definisi Menurut Soegianto (2010): Seluruh faktor luar yang memengaruhi organisme, baik faktor biotik maupun abiotik.
Tiga Bagian Lingkungan:
1. Lingkungan Fisik: Benda mati di sekitar manusia.
2. Lingkungan Biologis: Organisme hidup lainnya.
3. Lingkungan Sosial: Manusia lain (keluarga, tetangga, teman).

Komponen Biotik

Berdasarkan Tingkat Organisasi:

Individu: Satuan terkecil organisme (contoh: seekor bebek, seorang manusia).
Populasi: Kumpulan individu sejenis pada waktu dan tempat yang sama. Jumlah berubah karena kelahiran/imigrasi (perpindahan masuk) atau kematian/emigrasi (perpindahan keluar).
Komunitas: Semua populasi yang berinteraksi di suatu wilayah geografis yang sama.
Ekosistem: Tatanan kesatuan komunitas yang berinteraksi dengan komponen abiotik.
- Alami: Sungai, danau, laut, hutan.
- Buatan: Akuarium, $green house$ .
Biosfer: Lapisan kehidupan di permukaan bumi yang mencakup seluruh ekosistem terestrial dan akuatik.

Berdasarkan Peranannya:

Produsen (Autotrof): Menghasilkan makanan sendiri lewat fotosintesis (tumbuhan, fitoplankton, arkea, ganggang). Reaksi kimia: $6CO_2(aq) + 6H_2O(aq) \xrightarrow{\text{Sinar matahari, Klorofil}} C_6H_{12}O_6(s) + 6O_2(g)$
Konsumen (Heterotrof):
- Herbivor: Pemakan tumbuhan (Konsumen I). Contoh: sapi, zebra.
- Karnivor: Pemakan hewan lain (Konsumen II atau III). Contoh: harimau, elang.
- Omnivor: Pemakan segala (Konsumen II). Contoh: ayam, tikus.
Pengurai:
- Dekomposer: Mengurai zat organik menjadi anorganik (jamur, bakteri).
- Detritivor: Memakan sisa makhluk hidup yang sudah mati (cacing tanah, keluwing, rayap).

Komponen Abiotik

Komponen fisik dan kimiawi yang memengaruhi ketahanan makhluk hidup:

Sinar Matahari: Sumber energi utama, membantu fotosintesis, dan pembentukan tulang. Perbedaan intensitas sinar menyebabkan variasi iklim, cuaca, dan suhu.
Suhu: Memengaruhi aktivitas biologis. Umumnya makhluk hidup bertahan pada kisaran $0\,^{\circ}\text{C}$ hingga $45\,^{\circ}\text{C}$ . Adaptasi suhu ekstrem meliputi rambut tebal (beruang kutub) atau migrasi burung.
Lainnya: Air, udara, dan tanah.

Pertanyaan & Diskusi

Aktivitas Mandiri: Pengamatan Rangsangan Suhu pada Putri Malu

Tujuan: Mengamati pengaruh suhu (panas dari korek api dan dingin dari es) terhadap penutupan daun putri malu.
Langkah Utama: Mendekatkan sumber suhu ke bagian bawah daun tanpa menyentuh tangkainya, lalu mengukur durasi hingga daun kembali ke kondisi semula.

Uji Kemampuan Diri 1: Bentuk Paruh Burung dan Peralatan

Pemecah biji disamakan cara kerjanya dengan tang hidung jarum.
Bentuk paruh tertentu disamakan dengan saringan, sedotan, atau pahat berdasarkan fungsi makanannya.

Uji Kemampuan Diri 2: Klasifikasi Tingkat Organisasi

Seekor tupai = Individu.
Lima kambing dalam kandang = Populasi.
Sepasang sapi, 5 kambing, sepasang burung, kupu-kupu, dan bunga di padang rumput = Komunitas.
Seekor lebah dalam botol = Individu.