Tugas ke-4 Matematika dan Ilmu Alamiah Dasar

A. Himpunan dan Bilangan

1. Pengertian Himpunan dan Anggota Himpunan
Himpunan adalah kumpulan benda-benda atau objek-objek yang didefinisikan dengan jelas. Benda-benda atau objek-objek yang termasuk dalam suatu himpunan disebut anggota atau elemen atau unsur dari suaru himpunan. Suatu himpunan dapat dinyatakan dengan menggunakan tanda kurung kurawal “{ }” dan diberi nama dengan huruf kapital, misalkan A, B, C, D dan seterusnya.

Anggota himpunan adalah benda-benda atau objek-objek yang termasuk dalam suatu himpunan. Objek-objek yang merupakan suatu anggota himpunan, ditulis dengan simbol “ϵ”, sedangkan yang bukan anggota himpunan ditulis dengan simbol “∉”.

2. Macam-macam Himpunan Berdasarkan Jumlah Anggota

a. Himpunan berhingga.
Suatu himpunan yang jumlah anggotanya dapat dihitung.
Contohnya D = {bilangan genap kurang dari 10} atau A = {2,4,6,8}.
Himpunan D jumlah angotanya dapat dihitung yaitu sebanyak 4 buah.

b. Himpunan tak hingga.
Suatu himpunan yang jumlah anggotanya tidak terbatas atau tak hingga.
Contohnya A = {bilangan genap}, B = {bilangan ganjil}

c. Himpunan kosong.
Suatu himpunan yang tidak memiliki anggota sama sekali. Himpunan kosong dilambangkan dengan tanda {}. Contohnya B = {bilangan genap antara 2 dan 4}, ditulis B = {} = {0}.

d. Himpunan ekuivalen/himpunan sama.
Himpunan yang anggotanya sama. Contohnya A = {b,c,d} B={d,c,b} A=B

e. Himpunan semesta.
Himpunan dari semua unsur yang sedang dibicarakan. Himpunan semesta juga disebut himpunan uiversal dan ditulis dengan huruf S.
Contohnya: A = {1,3,5,7,9} himpunan semestanya berupa: S = {bilangan asli} S = {bilangan cacah} S = {bilangan ganjil kurang dari 10}.

f. Himpunan bilangan cacah.
Himpunan bilangan yang anggotanya dimulai dari nol dan seterusnya.
Contoh K = {0,1,2,3,4,5}

g. Himpunan bagian.
Apabila setiap unsur dalam himpunan B termasuk juga anggota A, maka B merupakan bagian dari himpunan A. Contohnya B = {a,c,e}, A = {a,b,c,d,e} jadi B bagian dari A. Anggota himpunan n adalah suatu unsur dari suatu himpunan. Contohnya : A = (a,b,c,d,e} maka a elemen A

h. Himpunan lepas.
Suatu himpunan yang tidak mempunyai anggota persekutuan dengan himpunan lain. Contohnya A = {d,e,f} B = {g,h,i} maka himpunan A tidak mempunyai anggota persekutuan dengan himpunan B atau A//B bukan anggota himpunan adalah unsur ini tidak termasuk dalam himpunan tersebut. Contohnya A = {a,b,c,d} e bukan anggota himpunan A.

i. Himpunan bilangan asli.
Himpunan bilangan yang anggotanya dimulai dari bilangan satu dan seterusnya.
Contohnya D = {1,2,3,4,...}.

j. Himpunan bilangan genap.
Himpunan yang anggotanya dimulai dari angka dua dan selalu genap atau habis dibagi dua. Contohnya G = {2,4,6,8,10}

k. Himpunan bilangan ganjil,
Himpunan yang anggota bilanganya tidak habis dibagi dua. Contohnya K = {1,3,5,7}

l. Himpunan bilangan prima.
Himpunan bilangan yang anggotanya semua bilangan yang memiliki dua faktor. Contohnya Y = {2,3,5,7}

m. Himpunan kuadrat bilangan cacah.
Himpunan bilangan cacah yang anggotanya dipangkatkan dua. Contohnya Y = {0^2,1^2,3^2)

3. Operasi Antar Himpunan Beserta Contoh

a. Irisan (intersection)
Irisan himpunan X dan Y adalah himpunan yang anggotanya merupakan anggota X dan juga anggota Y, dinotasikan X∩Y (dibaca irisan himpunan X dan Y).

Contoh:

C = {1, 4, 9, 16, 25}
D = {4, 8, 12, 16, 20}
C ∩ D = {4, 16}
Diagram Venn:

b. Gabungan (union)
Gabungan adalah himpunan semua elemen yang menjadi anggota himpunan X saja atau himpunan Y saja atau anggota himpunan A dan himpunan B, dinotasikan X υ Y (dibaca X union Y atau gabungan dari X dan Y).

Contoh:
P = {1, 3, 5, 7, 9}
Q = {2, 3, 5, 7}
P υ Q = {1, 2, 3, 5, 7, 9}

c. Komplemen

Komplemen suatu himpunan X adalah himpunan yang anggotanya bukan anggota himpunan X, dinotasikan Xʿ.

4. Himpunan Bilangan dan Sifat-sifat Bilangan

Himpunan bilangan adalah kumpulan bilangan yang terdefinisi dengan jelas. Adapun jenis-jenis bilangan yaitu bilangan asli (N), bilangan cacah (C), bilangan bulat (B), bilangan rasional (Q), bilangan irrasional (I). Bilangan-bilangan tersebut apabila dikumpulkan dalam tiap jenisnya akan membentuk suatu himpunan.

Sifat-sifat bilangan meliputi:

a. Sifat Komutatif
Dalam penjumlahan dan perkalian, angka yang akan dijumlahkan atau dikalikan dapat dibolak – balik:
5 + 2 = 7 dan 2 + 5 = 7
5 x 2 = 10 dan 2 x 5 = 10

Ini adalah merupakan sifat komutatif, yaitu jika angka yang akan dijumlahkan atau dikalikan menghasilkan hasil yang sama. Dalam sebuah variable dapat dituliskan :
a + b = b + a
a x b = b x a

Sifat ini tidak berlaku pada operasi pengurangan dan pembagian.
5 – 2 = 3 sedangkan 2 – 5 = -3
4 : 2 = 2 sedangkan 2 : 4 = 0,5

b. Sifat Asosiatif
Dalam operasi penjumlahan dan perkalian pada tiga bilangan, tidak menjadi masalah apakah anda menggabungkan dua bilangan pertama kemudian bilangan ketiga, atau jika anda mulai dengan menggabungkan bilangan kedua dan ketiga baru kemudian bilangan pertama.

Contoh :
5 + ( 3 + 6 ) = 14 dan ( 5 + 3 ) + 6 = 14
5(3x6) = 90 dan (5x3)6 = 90

Dalam bentuk variable dapat dituliskan sebagai berikut
a + ( b + c ) = ( a + b ) + c
a(b xc ) = (axb)c

Sedangkan pada operasi pengurangan dan pembagian sifat asosiatif tidak berlaku.

c. Sifat Distributif
Perkalian dapat didistribusikan pada operasi penjumlahan atau pembagian.

Contoh :
3( 4 + 5 ) = 3 x 9 = 27 dan 3(4) + 3(5) = 12 + 15 = 27

Dalam bentuk variable dapat dinyatakan dengan :
a( b + c ) = a(b) + a(c)

Pada operasi pambagian tidak dapt di distribusikan pada operasi penjumlahan ataupun operasi pengurangan.

5. Perbedaan Bilangan Bulat dengan Bilangan Riil

Bilangan bulat adalah bilangan yang terdiri atas bilangan negatif, bilangan 0 (nol) dan bilangan positif, yaitu: …, -2, -1, 0, 1, 2, 3, …, dan seterusnya. Sedangkan bilangan riil atau bilangan real adalah bilangan yang merupakan gabungan dari bilangan rasional dan bilangan irasional sendiri, contohnya 0, 1, 2, ½, 4/7, 5/7, √2, √3, √5, …, dan seterusnya.

B. Relasi

1. Definisi Relasi

Suatu relasi (biner) F dari himpunan A ke himpunan B adalah suatu perkawanan elemen-elemen di A dengan elemen-elemen di B, didefinisikan sebagai suatu fungsi f dari himpunan A ke himpunan B adalah suatu relasi yang memasangkan setiap elemen dari A secara tunggal, dengan elemen pada B.

2. Menyajikan Relasi dengan Matriks Relasi dan Diagram Panah

Definisi Relasi adalah himpunan bagian antara A (Domain) dan B (Kodomain) atau relasi yang memasangkan setiap elemen yang ada pada himpunan A secara tunggal, dengan elemen yang ada pada B.

• Penyajian Relasi dengan Matriks Relasi

Relasi antara A = {a1, a2, …, am} dan B = {b1, b2, …, bn}

• Penyajian Relasi dengan Diagram Panah

Misalkan A = {3, 4, 5 } B = {2, 4 }
Jika didefinisikan relasi R dari A ke B dengan aturan: ( a,b) ϵ R jika a faktor prima dari b maka relasi tersebut dapat di gambarkan dengan diagram panah berikut ini :

3. Relasi Invers dan Komposisi Relasi

a. Relasi Invers

Apabila f adalah fungsi dari himpunan A ke himpunan B, maka invers fungsi f adalah suatu relasi dari himpunan B ke himpunan A. Jadi, invers suatu fungsi tidak selalu merupakan fungsi. Jika invers suatu fungsi merupakan fungsi, maka invers tersebut dinamakan fungsi invers dari fungsi semula. Jika fungsi dinyatakan dengan himpunan pasangan berurutanmaka invers fungsi f adalah dan dinyatakan sebagaiFungsi f mempunyai fungsi inversjika f merupakan fungsi (korespondensi satu-satu).

Langkah-langkah untuk menentukan rumus fungsi invers apabila fungsi f(x) telah diketahui:

1. Mengubah persamaan y = f(x) dalam bentuk x sebagai fungsi y

2. Bentuk x sebagai fungsi y tersebut dinamakan 

3. Mengganti y pada, dan

4. dengan x, sehingga diperoleh

b. Komposisi Relasi 
Misalkan f adalah suatu fungsi dari A ke B dan g adalah fungsi dari B ke C , maka suatu fungsi h dari A ke C disebut fungsi komposisi. Fungsi komposisi tersebut dinyatakan dengan (dibaca: g bundaran f)

Fungsi Komposisi: (f o g)(x) = f(g(x))

Fungsi Komposisi Relasi :

4. Perbedaan Sifat Relasi

a. Refleksif
Misalkan R sebuah relasi yang didefinisikan pada himpunan P. Relasi R dikatakan bersifat refleksif jika untuk setiap p ∈ P berlaku (p, p) ∈ R. Misalkan R = (A, A, P(x,y)) suatu relasi. R disebut relasi refleksif, jika setiap A berlaku (a,a) R. Dengan kata lain, R disebut relasi refleksif jika setiap anggota dalam A berelasi dengan dirinya sendiri.

Contoh:

Diketahui A = {1, 2, 3, 4} dan R = {(1,1), (2,3), (3,3), (4,2), (4,4)}R bukan relasi refleksif, sebab (2,2) tidak termasuk dalam R.

Jika (2,2) termasuk dalam R, yaitu R1= {(1,1), (2,2), (2,3), (3,3), (4,2), (4,4)} maka R1 merupakan relasi refleksif.

Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Didefinisikan relasi R pada himpunan P dengan hasil relasi adalah himpunan S = {(1,1), (1,2), (2,2), (2,3), (3,3), (3,2)}. Relasi R tersebut bersifat reflektif sebab setiap anggota himpunan P berpasangan atau berelasi dengan dirinya sendiri.

b. Transitif

Misalkan R sebuah relasi pada himpunan P. Relasi R bersifat transitif apabila untuk setiap (x,y) ∈ R dan (y,z) ∈ R maka berlaku (x,z) ∈ R. Misalkan R suatu relasi dalam himpunan A. R disebut relasi transitif jika berlaku ; Jika (a,b)R dan (b,c)R maka (a,c)R. Dengan kata lain, jika a berelasi dengan b dan b berelasi dengan c, maka a berelasi dengan c.

Contoh:

Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Didefinisikan relasi pada himpunan P dengan hasil relasi adalah himpunan R = {(1,1), (1,2), (2,2), (2,1), (3,3)}. Relasi R tersebut bersifat transitif sebab (x,y) ∈ R dan (y,z) ∈ R maka berlaku (x,z) ∈ R.

Misalkan A = {a, b, c} dan R = {(a,b), (a,c), (b,a), (c,b)}, maka R bukan relasi transitif, sebab (b,a)R dan (a,c)R tetapi (b,c)R. Coba dilengkapi agar R menjadi relasi transitif lR = {(a,a), (a,b), (a,c), (b,a), (b,b), (b,c), (c,a), (c,b), (c,c)}

c. Simetris

Misalkan R sebuah relasi pada himpunan P. Relasi R dikatakan bersifat simetris, apabila untuk setiap (x, y) ∈ R berlaku (y, x) ∈ R. Misalkan R = (A, B, P(x,y)) suatu relasi. R disebut relasi simetrik, jika setiap (a,b)R berlaku (b,a)R. Dengan kata lain, R disebut relasi simetrik jika a R b berakibat b R a.

Contoh:

Diberikan himpunan P = {1, 2, 3}. Didefinisikan relasi R pada himpunan P dengan R = {(1,1) , (1,2), (1,3), (2,2), (2,1), (3,1), (3,3)}. Relasi R bersifat simetris sebab untuk setiap (x,y) ∈ R, berlaku (y,x) ∈ R.

Perhatikan satu per satu. Setiap kali kamu menemukan pasangan, misalnya (a, b), maka cari apakah (b, a) juga ada. Kalau ternyata tidak ada, pasti relasi itu tidak simetrik. Apakah relasi dalam{1, 2, 3, 4} berikut simetrik?

Pembahasan:

{(1, 2), (2, 3), (4, 2), (3, 2), (2,4), (1, 1), (3, 3), (2, 1)}

Relasi tersebut simetrik. Kita menemukan (1, 2). Berarti (2, 1) juga harus ada. Ternyata benar. {(1, 2), (2, 3), (4, 2), (3, 2), (2, 4), (1, 1), (3, 3), (2,1)}.

d. Anti Simetri

Misalkan R sebuah relasi pada sebuah himpunan P. Relasi R dikatakan bersifat antisimetris, apabila untuk setiap (x,y) ∈ R dan (y,x) ∈ R berlaku x = y. Suatu relasi R disebut relasi anti simetrik jika (a,b)R dan (b,a)R maka a=b. Dengan kata lain Jika a, b A, a≠b, maka (a,b)R atau (b,a)R, tetapi tidak kedua-duanya.

Contoh:

Diberikan himpunan C = {2, 4, 5}. Didefinisikan relasi R pada himpunan C dengan R = { (a,b) ∈ a kelipatan b, a,b ∈ C} sehingga diperoleh R = {(2,2), (4,4), (5,5), (4,2)}. Relasi R tersebut bersifat antisimetris.

Misalkan R suatu relasi dalam himpunan bilangan asli yang didefinisikan “y habis dibagi oleh x”, maka R termasuk relasi anti simetrik karena jika b habis dibagi a dan a habis dibagi b, maka a = b.

Misalkan A = {1, 2, 3} dan R1= {(1,1), (2,1), (2,2), (2,3), (3,2)}, maka R1 bukan relasi anti simetrik, sebab (2,3) R1 dan (3,2) R1 pula.

C. Fungsi

1. Definisi Fungsi

Fungsi dalam matematika adalah suatu relasi yang menghubungkan setiap anggota x dalam suatu himpunan yang disebut daerah asal (Domain) dengan suatu nilai tunggal f(x) dari suatu himpunan kedua yang disebut daerah kawan (Kodomain). Himpunan nilai yang diperoleh dari relasi tersebut disebut daerah hasil ( Range).

Terdapat istilah penting dalam Fungsi, di antaranya:

• Domain yaitu daerah asal fungsi f dilambangkan dengan Df.

• Kodomain yaitu daerah kawan fungsi f dilambangkan dengan Kf.

• Range yaitu daerah hasil yang merupakan himpunan bagian dari kodomain. Range fungsi f dilambangkan dengan Rf.

Fungsi dari A ke B adalah relasi yang memasangkan setiap anggota himpunan A ke hanya satu anggota himpunan B. Notasi fungsi f dari A ke B ditulis f : A → B. A disebut domain (daerah asal), B disebut kodomain (daerah kawan)

Himpunan bagian dari B yang merupakan hasil dari fungsi A ke B disebut range (daerah hasil). Fungsi juga dapat dinyatakan dengan lambang f : x → y = f(x)

dimana y = f(x) adalah rumus fungsi dengan x sebagai variabel bebas dan y sebagai variabel terikat (tak bebas).

Contoh:

Untuk fungsi yang digambarkan dalam diagram panah di atas:
Domain = Df = {1, 2, 3, 4}, Range = Rf = {2, 4}

Syarat dari suatu relasi yang bisa dikatakan sebuah fungsi:

(i) Dikatakan sebuah fungsi jika setiap anggota A memiliki satu pasangan terhadap anggota B

(ii) Dikatakan bukan sebuah fungsi jika ada salah satu anggota A tidak memiliki pasangan terhadap anggota B

(iii) Dikatakan bukan sebuah fungsi jika ada anggota A tidak memiliki pasangan anggota B serta ada salah satu dari anggota A yang mempunya pasangan anggota B lebih dari satu

(iv) Dikatakan bukan sebuah fungsi jika adalah satu satu dari anggota A memiliki lebih dari satu pasangan anggota B

SIFAT-SIFAT FUNGSI

• FUNGSI INJEKTIF

Fungsi injektif disebut fungsi satu-satu . Misalkan fungsi f menyatakan A ke B maka fungsi f disebut suatu fungsi satu-satu (injektif), apabila setiap dua elemen yang berlainan di A akan dipetakan pada dua elemen yang berbeda di B. Selanjutnya secara singkat dapat dikatakan bahwa f:A→B adalah fungsi injektif apabila a ≠ b berakibat f(a) ≠ f(b) atau ekuivalen, jika f(a) = f(b) maka akibatnya a = b.

• FUNGSI SURJEKTIF

Fungsi : A → B disebut fungsi kepada atau fungsi surjektif jika dan hanya jika untuk sembarang b dalam kodomain Bterdapat paling tidak satu a dalam domain A sehingga berlaku f(a) = b. Dengan kata lain, suatu kodomain fungsi surjektif sama dengan kisarannya (range).

• FUNGSI BIJEKTIF

Suatu pemetaan f: A→B sedemikian rupa sehingga f merupakan fungsi yang injektif dan surjektif sekaligus, maka dikatakan “f adalah fungsi yang bijektif” atau “ A dan B berada dalam korespondensi satu-satu”.

JENIS-JENIS FUNGSI

• FUNGSI LINEAR

Fungsi pada bilangan real yang didefinisikan : f(x) = ax + b, a dan b konstan dengan a ≠ 0 disebut fungsi linear

• FUNGSI KONSTAN

Misalkan f:A→B adalah fungsi di dalam A maka fungsi f disebut fugsi konstan jika dan hanya jika jangkauan dari f hanya terdiri dari satu anggota.

• FUNGSI IDENTITAS

Misalkan f:A→B adalah fungsi dari A ke B maka f disebut fungsi identitas jika dan hanya jika range f = kodomain atau f(A)=B.

• FUNGSI KUADRAT

Fungsi f: R→R yang ditentukan oleh rumus f(x) = ax2 + bx + c dengan a,b,c ∈ R dan a ≠ 0 disebut fungsi kuadrat.

2. Fungsi Satu-satu (one to one) dengan Fungsi Pada (on to)

• Fungsi One To One

Fungsi f dikatakan satu-ke-satu (one-to-one) atau injektif (injective) jika tidak ada dua elemen himpunan A yang memiliki bayangan sama.

•  Fungsi Onto

Fungsi f dikatakan dipetakan pada (onto) atau surjektif (surjective) jika setiap elemen himpunan B merupakan bayangan dari satu atau lebih elemen himpunan A. Dengan kata lain seluruh elemen B merupakan jelajah dari f. Fungsi f disebut fungsi pada himpunan B.

3. Perbedaan Domain, Kodomain dan Range suatu Fungsi

Pada relasi dari himpunan A ke B, himpunan A disebut Domain (daerah asal) himpunan B disebut Kodomain (daerah kawan) dan semua anggota B yang mendapat pasangan dari A disebut Range (derah hasil).

Contoh:
Tentukanlah domain, kodomain dan range dari relasi di bawah ini:

Jawab:
a. Domain = { 3, 5 }
Kodomain = { 1, 2, 6, 8, 9}
Range = { 1, 2, 8}

b. Domain = { 3, 5, 7, 8}
Kodomain = { 1, 2, 3, 4, 7, 8}
Range = { 1, 2, 3, 4, 7, 8}

Tugas Ke-3 Matematika & Ilmu Alamiah Dasar

A. Perkembangan Seksual dan Aseksual

1. Perkembangan Seksual
Perkembangbiakan seksual membutuhkan keterlibatan dua individu, biasanya dari jenis kelamin yang berbeda. Reproduksi manusia normal adalah contoh umum reproduksi seksual. Pada reproduksi seksual tidak selalu terjadi pembuahan, namun kadang-kadang dapat terbentuk individu baru tanpa adanya pembuahan, sehingga reproduksi secara kawin pada hewan invertebrata dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. Tanpa pembuahan, yaitu pada peristiwa Partenogenesis, sel telur tanpa dibuahi dapat tumbuh menjadi individu baru. Misalnya pada lebah jantan dan semut jantan.
2. Dengan pembuahan, dapat dibedakan atas konjugasi dan anisogami.

• Konjugasi, ini terjadi pada invertebrata yang belum jelas alat reproduksinya misalnya Paramecium.
• Anisogami, yaitu peleburan dua asel kelamin yang tidak sama besarnya, misalnya peleburan mikrogamet dan makrogamet pada Plasmodium, dan peleburan sperma dengan ovum di dalam rahim.

Contoh Perkembangbiakan secara Seksual:

• Aves

Fertilisasi internal dengan kloaka. Semua jenis burung bereproduksi dengan cara bertelur (ovipar). Ada burung yang mengerami telurnya, ada yang menyimpannya dalam lubang-lubang yang ditutupi daun, ada pula yang menyimpan telurnya didalam pasir. Seekor burung sekali musim hanya mampu bertelur beberapa butir saja. Pada burung merpati, sekali musim bertelur mengeluarkan 2 butir telur yang akan menetas menghasilkan burung jantan dan betina. Embrio yang berkembang dalam cangkang mendapat makanan dari cadangan makanan yang tersimpan dalam telur tersebut.

• Amfibi

Seperti pada ikan, katak juga bertelur dengan fertilisasi eksternal. Telur yang telah dibuahi akan bergerombol dipermukaan air. Setelah enam hari telur akan menetas menghasilkan berudu atau kecebong. Berudu hidup di dalam air dan bernafas dengan insang. Setelah mengalami metamorfosis selama 1- 3 bulan, ia akan berubah bentuk menjadi katak. Pada umur satu tahun katak telah menjadi dewasa.

2. Perkembangan Aseksual
Reproduksi aseksual adalah reproduksi dimana keturunan timbul dari orangtua tunggal, dan mewarisi gen dari satu orang tua. Aseksual adalah reproduksi yang tidak melibatkan meiosis, ploidi pengurangan, atau fertilisasi. Pengertian lain yaitu, suatu individu dapat melakukan reproduksi tanpa keterlibatan individu lain dari spesies yang sama. Pembelahan sel bakteri menjadi dua sel anak adalah contoh dari reproduksi aseksual. Walaupun demikian, reproduksi aseksual tidak dibatasi kepada organisme bersel satu. Kebanyakan tumbuhan juga memiliki kemampuan untuk melakukan reproduksi aseksual.

Contoh Perkembangbiakan secara Aseksual:

• Membelah diri (pembelahan biner), yaitu pembelahan diri dari satu sel menjadi dua sel baru. Misalnya, terjadi pada Protozoa.
• Fragmentasi, yaitu pemisahan sebagian sel dari suatu koloni dan selanjutnya membentuk koloni sel baru. Misalnya, terjadi pada Volvox.
• Sporulasi atau pembentukan spora, misalnya Plasmodium (penyebab malaria) pada fase oosit. Oosit akan membelah dan selanjutnya akan menghasilkan Sporozoit.
• Pembentuhan tunas, misalnya pada hewan Hydra dan Porifera
• Regenerasi, yaitu sebagian tubuh terpisah dan selanjutnya bagian tadi dapat tumbuh menjadi individu baru yang lengkap. Misalnya pada Planaria dan Bintang Laut.

B. Geografi Dalam Kehidupan Manusia
1. Penyebaran Mahkluk Hidup
Biogeografi adalah ilmu yang mempelajari tentang penyebaran organisme di muka bumi. Organisme yang dipelajari mencakup organisme yang masih hidup dan organisme yang sudah punah. Dalam biogeografi dipelajari bahwa penyebaran organisme dari suatu tempat ke tempat lainnya melintasi berbagai faktor penghalang. Faktor-faktor penghalang ini menjadi pengendali penyebaran organisme. Faktor penghalang yang utama adalah iklim dan topografi. Selain itu, faktor penghalang reproduksi dan endemisme menjadi pengendali penyebaran organisme.

Studi tentang penyebaran spesies menunjukkan, spesies-spesies berasal dari suatu tempat, tetapi selanjutnya menyebar ke berbagai daerah. Organisme tersebut kemudian mengadakan diferensiasi menjadi subspesies baru dan spesies yang cocok terhadap daerah yang ditempatinya. Akibat dari hal tersebut di atas maka di permukaan bumi ini terbentuk kelompok-kelompok hewan dan tumbuhan yang menempati daerah yang berbeda-beda. Luas daerah yang dapat ditempati tumbuhan maupun hewan, berkaitan dengan kesempatan dan kemampuan mengadakan penyebaran. Biogeografi mempelajari penyebaran hewan maupun tumbuhan di permukaan bumi. Ilmu yang mempelajari peyebaran hewan di permukaan bumi disebut zoogeografi.

Persebaran organisme di bumi dipengaruhi oleh beberapa Faktor sebagai berikut:

• Lingkungan

Dua faktor lingkungan utama yang berpengaruh terhadap persebaran makhluk hidup adalah faktor fisik (abiotik) adalah iklim (suhu, kelembaban udara, angin), air, tanah, dan ketinggian permukaan bumi, dan yang termasuk faktor non fisik (biotik) adalah manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan.

• Sejarah geologi

Kira-kira 200 juta tahun yang lalu, yaitu pada periode jurasik awal, benua-benua utama bersatu dalam superbenua (supercontinent) yang disebut Pangaea. Hipotesis ini disampaikan seorang ilmuwan Jerman. Alfred Weneger pada tahun 1915. Hipotesis ini disampaikan lewat bukunya yang berjudul Asal-usul Benua-Benua dan Lautan.

• Penghambat Fisik

Faktor penghambat fisik disebut juga penghalang geografi atau barrier (isolasi geografi) seperti daratan (land barrier), perairan (water barrier), dan penggentingan daratan (isthmus). Contohnya adalah: gunung yang tinggi, padang pasir, sungai atau lautan membatasi penyebaran dan kompetisi dari suatu spesies.

Tiga faktor inilah yang menentukan adanya variabilitas biogeografi, namun tentunya ada faktor lain yang menentukan variabilitas yaitu variasi genetic hasil perkawinan dan mutasi genetic.

Secara alamiah di alam ini terdapat beraneka ragam jenis kehidupan. Kehidupan tersebut tersebar di berbagai lapisan biosfer, seperti di permukaan bumi, di dalam tanah, air, dan udara. Masing-masing kehidupan berbeda satu sama lain, bahkan makhluk hidup yang terdapat pada satu lapisan pun masih terdiri atas bermacam jenis. Terjadinya keanekaragaman makhluk hidup ditentukan oleh berbagai hal, antara lain sebagai berikut:

• Proses Perkembangan Makhluk Hidup (Evolusi)

Dalam masa kehidupan suatu jenis makhluk hidup terjadi proses perkembangan dari bentuk yang sederhana ke bentuk yang lebih sempurna. Perubahan tersebut terjadi secara perlahan-lahan dan dalam waktu yang lama sekali.

• Seleksi Alam

Seleksi alam adalah penyaringan suatu lingkungan hidup oleh alam sehingga yang tetap tinggal hanyalah makhluk hidup yang mampu menyesuaikan diri.

• Penyesuaian Diri Terhadap Lingkungan (Adaptasi)

Jika suatu makhluk hidup ingin tetap tinggal hidup maka dia harus mampu menyesuaikan diri dengan lingkungan di sekitarnya. Sebagai contoh, kucing di daerah tropis memiliki bulu yang lebih tipis dibanding kucing yang hidup di daerah beriklim dingin. Makhluk tersebut dapat dikatakan telah beradaptasi dengan lingkungannya masing-masing.

2. Pembagian Wilayah Berdasarkan Iklim

Iklim di suatu daerah berkaitan erat dengan letak garis lintang dan ketinggiannya di muka bumi. Berdasarkan letak garis lintang dan ketinggian tersebut, maka iklim dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu iklim matahari dan iklim fisis.

a. Iklim Matahari
Iklim matahari didasarkan pada banyak sedikitnya sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi. Pembagiannya dapat Anda perhatikan pada gambar 24 berikut.

1.) Iklim Tropis
Iklim tropis terletak antara 0° – 23 1/2° LU/LS dan hampir 40 % dari permukaan bumi.

Ciri-ciri iklim tropis adalah sebagai berikut:

• Suhu udara rata-rata tinggi, karena matahari selalu vertikal. Umumnya suhu udara antara 20- 23°C. Bahkan di beberapa tempat rata-rata suhu tahunannya mencapai 30°C.
• Amplitudo suhu rata-rata tahunan kecil. Di kwatulistiwa antara 1 – 5°C, sedangkan ampitudo hariannya lebih besar.
• Tekanan udaranya rendah dan perubahannya secara perlahan dan beraturan.
• Hujan banyak dan lebih banyak dari daerah-daerah lain di dunia.

2.) Iklim Sub Tropis
Iklim sub tropis terletak antara 23 1/2° – 40°LU/LS. Daerah ini merupakan peralihan antara iklim tropis dan iklim sedang.

Ciri-ciri iklim sub tropis adalah sebagai berikut:

• Batas yang tegas tidak dapat ditentukan dan merupakan daerah peralihan dari daerah iklim tropis ke iklim sedang.
• Terdapat empat musim, yaitu musim panas, dingin, gugur, dan semi. Tetapi musim dingin pada iklim ini tidak terlalu dingin. Begitu pula dengan musim panas tidak terlalu panas.
• Suhu sepanjang tahun menyenangkan. Maksudnya tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin.
• Daerah sub tropis yang musim hujannya jatuh pada musim dingin dan musim panasnya kering disebut daerah iklim Mediterania, dan jika hujan jatuh pada musim panas dan musim dinginnya kering disebut daerah iklim Tiongkok.

3.) Iklim Sedang
Iklim sedang terletak antara 40°- 661/2° LU/LS.

Ciri-ciri iklim sedang adalah sebagai berikut:

• Banyak terdapat gerakan-gerakan udara siklonal, tekanan udara yang sering berubah-ubah, arah angin yang bertiup berubah-ubah tidak menentu, dan sering terjadi badai secara tiba-tiba.
• Amplitudo suhu tahunan lebih besar dan amplitudo suhu harian lebih kecil dibandingkan dengan yang terdapat pada daerah iklim tropis.

4.) Iklim Dingin (Kutub)
Iklim dingin terdapat di daerah kutub. Oleh sebab itu iklim ini disebut pula sebagai iklim kutub. Iklim dingin dapat dibagi dua, yaitu iklim tundra dan iklim es.

Ciri-ciri iklim tundra adalah sebagai berikut:

• Musim dingin berlangsung lama
• Musim panas yang sejuk berlangsung singkat.
• Udaranya kering.
• Tanahnya selalu membeku sepanjang tahun.
• Di musim dingin tanah ditutupi es dan salju.
• Di musim panas banyak terbentuk rawa yang luas akibat mencairnya es di permukaan tanah.
• Vegetasinya jenis lumut-lumutan dan semak-semak.
• Wilayahnya meliputi: Amerika utara, pulau-pulau di utara Kanada, pantai selatan Greenland, dan pantai utara Siberia.

Sedangkan ciri-ciri iklim es atau iklim kutub adalah sebagai berikut:

• Suhu terus-menerus rendah sekali sehingga terdapat salju abadi.
• Wilayahnya meliputi: kutub utara, yaitu Greenland (tanah hijau) dan Antartika di kutub selatan.

b. Iklim Fisis
Iklim fisis adalah menurut keadaan atau fakta sesungguhnya di suatu wilayah muka bumi sebagai hasil pengaruh lingkungan alam yang terdapat di wilayah tersebut. Misalnya, pengaruh lautan, daratan yang luas, relief muka bumi, angin, dan curah hujan.

Iklim fisis dapat dibedakan menjadi iklim laut, iklim darat, iklim dataran tinggi, iklim gunung/pegunungan dan iklim musim (muson).

1.) Iklim laut (Maritim)
Iklim laut berada di daerah (1) tropis dan sub tropis; dan (2) daerah sedang. Keadaan iklim di kedua daerah tersebut sangat berbeda.

Ciri iklim laut di daerah tropis dan sub tropis sampai garis lintang 40°, adalah sebagai berikut:

• Suhu rata-rata tahunan rendah;
• Amplitudo suhu harian rendah/kecil;
• Banyak awan, dan
• Sering hujan lebat disertai badai.

Ciri-ciri iklim laut di daerah sedang, yaitu sebagai berikut:

• Amplituda suhu harian dan tahunan kecil;
• Banyak awan;
• Banyak hujan di musim dingin dan umumnya hujan rintik-rintik;
• Pergantian antara musim panas dan dingin terjadi tidak mendadak dan tiba-tiba.

2.) Iklim Darat (Kontinen)
Iklim darat dibedakan di daerah tropis dan sub tropis, dan di daerah sedang. Ciri-ciri iklim darat di daerah tropis dan sub tropis sampai lintang 40, yaitu sebagai berikut:

• Amplitudo suhu harian sangat besar sedang tahunannya kecil; dan
• Curah hujan sedikit dengan waktu hujan sebentar disertai taufan.

Ciri iklim darat di daerah sedang, yaitu sebagai berikut:

• Amplitudo suhu tahunan besar;
• Suhu rata-rata pada musim panas cukup tinggi dan pada musim dingin rendah; dan
• Curah hujan sangat sedikit dan jatuh pada musim panas.

3.) Iklim Dataran Tinggi
Iklim ini terdapat di dataran tinggi dengan ciri-ciri, adalah sebagai berikut:

• Amplitudo suhu harian dan tahunan besar;
• Udara kering,
• Lengas (kelembaban udara) nisbi sangat rendah; dan
• Jarang turun hujan.

4) Iklim Gunung
Iklim gunung terdapat di dataran tinggi, seperti di Tibet dan Dekan. Ciri-cirinya, yaitu sebagai berikut:

• Amplitudo suhu lebih kecil dibandingkan iklim dataran tinggi;
• Terdapat di daerah sedang;
• Amplitudo suhu harian dan tahunan kecil;
• Hujan banyak jatuh di lereng bagian depan dan sedikit di daerah bayangan hujan;
• Kadang banyak turun salju.

5) Iklim Musim (Muson)
Iklim ini terdapat di daerah yang dilalui iklim musim yang berganti setiap setengah tahun. Ciri-cirinya adalah sebagai berikut:

• Setengah tahun bertiup angin laut yang basah dan menimbulkan hujan;
• Setengah tahun berikutnya bertiup angin barat yang kering dan akan menimbulkan musim kemarau.

Selain pembagian iklim menurut letak garis lintang dan ketinggian tempat, berikut ini akan diuraikan tentang pembagian iklim menurut beberapa para ahli antara lain:

a. Pembagian Iklim Menurut Dr. Wladimir Koppen


Pada tahun 1918 Dr Wladimir Koppen (ahli ilmu iklim dari Jerman) membuat klasifikasi iklim seluruh dunia berdasarkan suhu dan kelembaban udara. Kedua unsur iklim tersebut sangat besar pengaruhnya terhadap permukaan bumi dan kehidupan di atasnya. Berdasarkan ketentuan itu Koppen membagi iklim dalam lima daerah iklim pokok. Masing-masing daerah iklim diberi simbol A, B, C, D, dan E.

Iklim A atau iklim tropis. Cirinya adalah sebagai berikut:

• suhu rata-rata bulanan tidak kurang dari 18°C,
• suhu rata-rata tahunan 20°C-25°C,
• curah hujan rata-rata lebih dari 70 cm/tahun, dan
• tumbuhan yang tumbuh beraneka ragam.

Iklim B atau iklim gurun tropis atau iklim kering, dengan ciri sebagai berikut:

• Terdapat di daerah gurun dan daerah semiarid (steppa);
• Curah hujan terendah kurang dari 25,4/tahun, dan penguapan besar;

Iklim C atau iklim sedang. Ciri-cirinya adalah suhu rata-rata bulan terdingin antara 18° sampai -3°C.

Iklim D atau iklim salju atau microthermal. Ciri-cirinya adalah sebagai berikut: Rata-rata bulan terpanas lebih dari 10°C, sedangkan suhu rata-rata bulan terdingin kurang dari – 3°C.

Iklim E atau iklim kutub . Cirinya yaitu terdapat di daerah Artik dan Antartika, suhu tidak pernah lebih dari 10°C, sedangkan suhu rata-rata bulan terdingin kurang dari – 3°C.

Dari kelima daerah iklim tersebut sebagai variasinya diperinci lagi menjadi beberapa macam iklim, yaitu:

Daerah iklim A, terbagi menjadi empat macam iklim, yaitu sebagai berikut:

• Af = Iklim panas hujan tropis.
• As = Iklim savana dengan musim panas kering.
• Aw = Iklim savana dengan musim dingin kering.
• Am = Iklim antaranya, musim kering hanya sebentar.

Daerah iklim B, terbagi menjadi dua macam iklim, yaitu:

• Bs = Iklim steppa, merupakan peralihan dari iklim gurun (BW) dan iklim lembab dari iklim A, C, dan D.
• BW = Iklim gurun.

Daerah iklim C, terbagi menjadi tiga macam iklim, yaitu:

• Cs = Iklim sedang (laut) dengan musim panas yang kering atau iklim lembab agak panas kering.
• Cw = Iklim sedang (laut) dengan musim dingin yang kering atau iklim lembab dan sejuk.
• Cf = Iklim sedang (darat) dengan hujan pada semua bulan.

Daerah iklim D, terbagi dua macam iklim, yaitu:

• Dw = Iklim sedang (darat) dengan musim dingin yang kering.
• Df = Iklim sedang (darat) dengan musim dingin yang lembab.

Daerah iklim E, terbagi menjadi 2 macam iklim, yaitu:

• ET = Iklim tundra, temperatur bulan terpanas antara 0 sampai 10C.
• Ef = Iklim salju , iklim dimana terdapat es abadi.

Perlu diketahui bahwa menurut Koppen di Indonesia terdapat tipe-tipe iklim Af, Aw, Am, C, dan D.

• Af dan Am = terdapat di daerah Indonesia bagian barat, tengah, dan utara, seperti Jawa Barat, Sumatera, Kalimantan dan Sulawesi Utara.

• Aw = terdapat di Indonesia yang letaknya dekat dengan benua Australia seperti daerah-daerah di Nusa Tenggara, Kepulauan Aru, dan Irian Jaya pantai selatan.

• C = terdapat di hutan-hutan daerah pegunungan.

• D = terdapat di pegunungan salju Irian Jaya.

b. Pembagian Iklim Menurut F. Junghuhn

Menurut Junghuhn pembagian daerah iklim dapat dibedakan sebagai berikut:

• Daerah panas/tropis

Tinggi tempat antara 0 – 600 m dari permukaan laut. Suhu 26,3° – 22°C. Tanamannya seperti padi, jagung, kopi, tembakau, tebu, karet, kelapa, dan cokelat.

• Daerah sedang

Tinggi tempat 600 – 1500 m dari permukaan laut. Suhu 22° -17,1°C. Tanamannya seperti padi, tembakau, teh, kopi, cokelat, kina, dan sayur-sayuran.

• Daerah sejuk

Tinggi tempat 1500 – 2500 m dari permukaan laut. Suhu 17,1° – 11,1°C. Tanamannya seperti teh, kopi, kina, dan sayur-sayuran.

• Daerah dingin

Tinggi tempat lebih dari 2500 m dari permukaan laut. Suhu 11,1° – 6,2°C. Tanamannya tidak ada tanaman budidaya.

c. Iklim Schmidt–Ferguson

Schmidt–Ferguson mengklasifikasikan iklim berdasarkan jumlah rata-rata bulan kering dan jumlah rata-rata bulan basah. Suatu bulan disebut bulan kering, jika dalam satu bulan terjadi curah hujan kurang dari 60 mm. Disebut bulan basah, jika dalam satu bulan curah hujannya lebih dari 100 mm.

Iklim Schmidt dan Ferguson sering disebut juga Q model karena didasarkan atas nilai Q. Nilai Q merupakan perbandingan jumlah ratarata bulan kering dengan jumlah rata-rata bulan basah. Nilai Q dirumuskan sebagai berikut.

Nilai Q ditentukan dari perhitungan rata-rata bulan kering dan bulan basah selama periode tertentu, misalnya 30 tahun. Contoh penentuan iklim daerah X berdasarkan nilai Q.

Diketahui:
Selama 30 tahun, jumlah rata-rata bulan kering = 2 dan jumlah ratarata bulan basah = 8.
Berdasarkan tabel 7.3, daerah X dengan nilai Q = 0,25 termasuk beriklim B atau basah.

 

d. Iklim Menurut Oldeman

Penentuan iklim menurut Oldeman menggunakan dasar yang sama dengan penentuan iklim menurut Schmidt-Ferguson, yaitu unsur curah hujan. Bulan basah dan bulan kering dikaitkan dengan kegiatan pertanian di daerah tertentu sehingga penggolongan iklimnya disebut juga zona agroklimat. Misalnya, jumlah curah hujan sebesar 200 mm tiap bulan dipandang cukup untuk membudidayakan padi sawah. Sedang untuk membudidayakan palawija, jumlah curah hujan minimal yang diperlukan adalah 100 mm tiap bulan. Selain itu, musim hujan selama 5 bulan dianggap cukup untuk membudidayakan padi sawah selama satu musim.

Dalam metode ini, dasar penentuan bulan basah, bulan lembap, dan bulan kering sebagai berikut.

a. Bulan basah, apabila curah hujannya > 200 mm.
b. Bulan lembap, apabila curah hujannya 100–200 mm.
c. Bulan kering, apabila curah hujannya < 100 mm.

 

Berikut ini adalah tipe-tipe iklim menurut Oldeman.
Iklim A : Jika terdapat lebih dari 9 bulan basah berurutan.
Iklim B : Jika terdapat 7–9 bulan basah berurutan.
Iklim C : Jika terdapat 5–6 bulan basah berurutan.
Iklim D : Jika terdapat 3–4 bulan basah berurutan.
Iklim E : Jika terdapat kurang dari 3 bulan basah berurutan.

3. Pembagian Wilayah Penyebaran Binatang
Persebaran Fauna yang ada di wilayah Indonesia dapat dikelompokkan menjadi tiga corak yang berbeda, yaitu fauna bagian barat Indonesia, tengah Indonesia, & timur Indonesia. Garis yang memisahkan fauna dari Indonesia bagian Barat dan bagian Indonesia Tengah dinamakan garis Wallace, sedangkan garis yang memisahkan fauna dari bagian Tengah Indonesia dan bagian Indonesia Timur dinamakan Garis Weber.

Pesebaran ini dikelompokan berdasarakan pengamatan serta garis persebaran yang dibuat oleh Wallace dan Weber. Fauna yang ada di persebaran wilayah Indonesia bagian Barat memiliki ciri atau tipe seperti halnya fauna di daerah Asia sehingga disebut tipe fauna Asiatis (Asiatic). Fauna yang ada di wilayah Indonesia bagian Timur memiliki ciri atau tipe yang mirip dengan fauna yang hidup di Benua Australia sehingga disebut tipe fauna Australis (Australic). Fauna yang ada di wilayah Indonesia bagian Tengah merupakan fauna peralihan yang ciri atau tipenya berbeda dengan fauna Asiatis maupun Australis. Faunanya memiliki ciri tersendiri yang tidak ditemukan di tempat lainnya di daerah Indonesia. Fauna tipe ini di sebut fauna Endemik.

• Fauna Indonesia bagian Barat

Fauna dengan persebaran di bagian Indonesia Barat atau tipe Asiatis mencakup wilayah Sumatra, Jawa, Bali, dan Kalimantan. Mamalia berukuran besar banyak ditemui di wilayah Indonesia ini seperti Gajah, Macan, Tapir, Badak Bercula Satu, Banteng, Kerbau, Rusa, Babi hutan, Orangutan, Monyet, Bekantan, dan lain-lain. Di samping persebaran mamalia, di wilayah Indonesia ini banyak pula ditemui reptil seperti Ular, Buaya, Tokek, Kadal, Biawak, Bunglon, Kura-kura, dan Trenggiling. Berbagai jenis persebaran burung yang dapat ditemui seperti Burung Hantu, Gagak, Jalak, Elang, Merak, Kutilang & berbagai macam unggas. Berbagai macam ikan air tawar seperti Pesut (sejenis lumba-lumba di Sungai Mahakam) dapat ditemui di wilayah Indonesia ini.

• Fauna Indonesia bagian Tengah

Fauna dengan persebaran di bagian Indonesia Tengah merupakan tipe peralihan atau Austral Asiatic. Wilayah fauna Indonesia Tengah di sebut pula wilayah fauna kepulauan Wallace, mencakup Sulawesi, Maluku, Timor, & Nusa Tenggara serta sejumlah pulau kecil di sekitar pulau-pulau Indonesia tersebut. Fauna yang menghuni wilayah Indonesia ini antara lain babi rusa, anoa, ikan duyung, kuskus, monyet hitam, kuda, sapi, monyet saba, beruang, tarsius, sapi, & banteng. Selain itu terdapat pula reptil, amfibi, & berbagai jenis burung. Reptil yang terdapat di persebaran daerah Indonesia ini di antaranya biawak, komodo, buaya, & ular. Berbagai macam fauna burung yang terdapat di wilayah indonesia ini di antaranya maleo, burung dewata, mandar, raja udang, rangkong, & kakatua nuri.

• Fauna Indonesia bagian Timur

Fauna dengan persebaran di bagian Timur Indonesia atau disebut tipe Australic tersebar di wilayah Papua, Halmahera, dan Kepulauan Aru. Fauna berupa mamalia yang menghuni wilayah Indonesia ini antara lain kangguru, beruang, walabi, landak irian (nokdiak), kuskus, pemanjat berkantung (oposum layang), kangguru pohon, & kelelawar. Di wilayah persebaran Indonesia ini tidak ditemukan kera. Di samping mamalia tersebut, terdapat pula persebaran reptil seperti biawak, buaya, ular, kadal. Keragaman berbagai jenis burung ditemui di wilayah persebaran Indonesia ini di antaranya burung cenderawasih (burung endemik ciri khas Indonesia timur), nuri, raja udang, kasuari, dan namudur. Jenis ikan air tawar yang ada di relatif sedikit.

C. Ekologi & Dampak Perkembangan IPTEK Terhadap Kehidupan Manusia
1. IPTEK & Perkembangannya
a. Perkembangan IPTEK dewasa ini
Perkembangan dunia iptek yang demikian pesatnya telah membawa manfaat luar biasa bagi kemajuan peradaban umat manusia. Jenis-jenis pekerjaan yang sebelumnya menuntut kemampuan fisik cukup besar, kini relatif sudah bisa digantikan oleh perangkat mesin-mesin otomatis. Sistem kerja robotis telah mengalihfungsikan tenaga otot manusia dengan pembesaran dan percepatan yang menakjubkan.

Realita yang memprihatinkan itu bukan dilihat dari prestasi beberapa bidang IPTEK yang telah di capai seperti penemuan aplikasi teknologi DNA, pemuan bibit padi unggul, pemuan vector medan laju percepatan gerak lempeng teknologi, rancangan bangunan pesawat Remotely Pilotely Piloted Vehicle, memperoleh penghargaan Internasional Fellowship L’oreal-unesco for Woman in Science, mendapat medali emas pada Internasional Exhibition of Invention New Techninique and Product memperoleh The First to Nobel Prize di bidang fisika tingkat SMA , hingga temuan nutrisi baru yang di sebut Saputra, yang memang semua itu perlu di syukuri . Tetapi keprihatinan itu muncul pergerakan dampak perkembangan IPTEK itu memang tidak segaris lurus dangan pencipta kesejahteraan masyarakat dalam rangka kebijakan IPTEK secara nasional.

Dampak Positif perkembangan IPTEK :

• Memberikan berbagai kemudahan.
• Mempermudah meluasnya berbagai informasi 
• Bertambahnya pengetahuan dan wawasan

Dampak negative perkembangan IPTEK :

• Mempengaruhi pola berpikir
• Hilangnya budaya Tradisional 
• Banyak menimbulkan berbagai kerusakan

b. Tingkatan Teknologi Berdasarkan Penerapannya
1) Teknologi Tinggi (Hi-Tech).

Suatu jenis teknologi mutakhir yang di kembangkan dari hasil penerapan ilmu pengetahuan terbaru. Contohnya komputer, laser, bioteknologi, satelit komunikasi dan sebagainya. Ciri-ciri teknologi ini adalah padat modal, di dukung rasilitas riset dan pengembangannya, biaya perawatan tinggi, keterampilan operatornya tinggi dan masyarakat penggunanya ilmiah.

2) Teknologi Madya

Suatu jenis teknologi yang dapat dikembangkan dan didukung masyarakat yang lebih sederhana dan dapat digunakan dengan biaya dan kegunaan yang paling menguntungkan. Ciri teknologi madya adalah tidak memerlukan modal yang terlalu besar dan tidak memerlukan pengetahuan baru, karena telah bersifat rutin. Penerapan teknologi madya ini bersifat setengah padat modal dan padat karya, unsur-unsur yang mendukung industrinya biasanya dapat diperoleh dalam negeri dan keterampilan pekerjaannya tidak terlalu tinggi.

3) Teknologi Tepat Guna

Teknologi ini dicirikan dengan skala modal kecil, peralatan yang digunakan sederhanan dan pelaksanaanya bersifat padat karya. Biasanya dilakukan di neraga-negara berkembang, karena dapat membantu perekonomian pedesaan, mengurangi urbanisasi dan menciptakan tradisi teknologi dari tingkat paling sederhana.

2. Pemenuhan Kebutuhan Primer dan Sekunder

a. Peran ilmu pengetahuan dalam pemenuhan kebutuhan primer dan sekunder

1) Bidang Ekonomi

Ekonomi adalah kebutuhan manusia, maka siapa yang dapat menguasai perekonomian, dialah yang memegang kekuasaan. Pada saat mata pencaharian utama manusia masih menyangkut soal tanah, kaum feodal yang memegang kekuasaan. Sedangkan ketika industri memegang peranan penting dalam penyedian segala kebutuhan manusia. Sekarang kaum kapitalis industrialis telah banyak mengembangkan usahanya hingga melampaui batas negaranya yang di ssebut Multi National Corporation (MNC).

Pada bidang ekonomi, kemajuan IPTEK dapat dirasakan, hal ini dibuktikan karena saat ini banyak orang yang kehidupannya semakin sejahtera berkat usahanya dalam bidang IPTEK. Positifnya dalam bidang ekonomi saat ini adalah pertumbuhan ekonomi semakin meninggi, terjadi indutrialisasi, dan produktivitas dunia industri semakin meningkat. Bila negatifnya persaingan dalam dunia pekerjaan semakin tinggi, mampu menjadikan produk kedokteran sebagai komoditri, terbukanya pasar bebas, pengangguran dimana-mana.

2) Bidang Sosial

Kehidupan sosial di pengaruhi oleh kemajuan teknologi. Kebutuhan manusia akan pangan sangat dipengaruhi oleh kemajuan teknologi dalam bidang pertanian. Begitu juga dengan nilai sosial juga terpengaruh sehingga berubah seiring berjalannya waktu. Pada masa lalu orang merasa bahwa menjadi pegawai negeri dinilai lebih tinggi satus sosialnya di bandingkan dengan para pedagang atau pengusaha. Tetapi dengan adanya perubahan tersebut menyebabkan manusia dengan zaman sekarang yang serba meningkat kualitasnya membuat nilai etisnya dan mudah melakukan tindakan yang tercela dan melanggar hukum.

3) Bidang Budaya

Budaya atau kebudayaan adalah kerangka acuan bagi perilaku masyarakat pendukung yang berupa nilai-nilai (kebenaran, keindahan, keadilan, kemanusiaan, dll) yang berpengaruh sebagai kerangka untuk membentuk pandangan hidup manusia yang relative menetap dan dapat dilihat dari warga budaya itu menentukan sikapnya terhadap berbagai gejala dan peristiwa kehidupan. Jadi, Ilmu pengetahuan dan teknologi dapat memenuhi kebutuhan primer dan sekunder manusia itu tergantung pada diri kita sendiri. Dimana masyarakat harus selektif dan dapat bersifat kritis terhadap sebuah perkembangan yang semakin pesat. Jadi dengan semakin mudahnya kehidupan masa sekarang jangan sampai terlupakan mengenai kewajiban kita dalam kehidupan.

b. Perbedaan Kebutuhan Primer dan Sekunder

1) Kebutuhan primer (kebutuhan pokok)

Kebutuhan primer adalah kebutuhan yang haus dipenuhi untuk mempertahankan kelangsungan hidup manusai, seperti : dapat hidup sehat, berpakaian, dan berteduh serta memperoleh pendidikan. Kebutuhan primer ini apabila tidak dipenuhi dapat menimbulkandampak yang negatif.

2) Kebutuhan sekunder (pelengkap)

Kebutuhan sekunder adalah kebutuhan yang pemenuhannyasetelah kebutuhan primer terpenuhi. Contoh kebutuhan skunder adalah kebutuhan akan radio, TV, atau sepeda motor bagi masyarakat yangpendapatannya masih tergolong rendah.

3. Peranan IPTEK Terhadap Bidang Sosial dan Budaya

Perkembangan IPTEK sangatlah pesat bahkan kita sebagai manusia telah banyak merasakan inovasi – inovasi dampak dari perkembangan IPTEK. Kita sebagai manusia pastilah menunggu – nunggu tentang perkembangan IPTEK yang baru untuk memberikan dampak yang postif terhadap manusia itu sendiri karena dengan adanya teknologi manusia terbantu dengan pekerjaan – pekerjaan yang dilakukannya dalam kehidupan sehari – hari bahkan satu hari pun manusia tidak lepas dari teknologi – teknologi elektronik yang ada diera ini.

• Bidang sosial

Dalam hal ini bidang sosial manusia dipengaruhi oleh perkembangan teknologi yang ada dimasa kini. Manusia memanfaatkan teknologi yang ada untuk berbagai macam keperluaan seperti untuk berkomunikasi, menambah wawasan dan menghasilkan uang untuk menghidupi dirinya. Akan tetapi setiap hal yang bernilai positif pasti ada dampak – dampak yang ditimbulkan darinya , seperti halnya kemajuan IPTEK dalam bidang sosial. Ada dampak baik dan dampak buruk, dibawah ini adalah dampak berkembangan IPTEK dalam bidang sosial :

• Dampak Positif

a. Mudahnya berkomunikasi dengan orang – orang yang jarak jauh
b. Waktu dan biaya lebih efisien
c. Mempermudah mencari Informasi yang ingin diketahui serta menambah wawasan dan pengetahuan
d. Sosialisasi kebijakan pemerintah dapat lebih cepat disampaikan kepada masyarakat.
e. Informasi yang ada di masyarakat dapat langsung dipublikasikan dan diterima oleh masyarakat.

• Dampak Negatif

a. Maraknya perilaku menyimpang yang terjadi di kalangan masyarakat pada dan umumnya dan khususnya remaja
b. Timbulnya kejahatan publik
c. Manusia menjadi malas
d. Kurangnya interaksi langsung antara manusia karena mereka lebih senang mengutarakan pembicaraan melalui dunia maya atau jejaringan sosial

• Bidang budaya

Budaya adalah suatu cara hidup yang berkembang dan dimiliki bersama oleh sebuah kelompok orang dan diwariskan dari generasi ke generasi. Budaya terbentuk dari banyak unsur yang rumit, termasuk sistem agama dan politik, adat istiadat, bahasa, perkakas, pakaian, bangunan, dan karya seni. Peran IPTEK dalam budaya juga berpengaruh cukup besar dalam hal ini tetapi terkadang seseorang menyalah gunakan IPTEK dalam bidang budaya menjadi tidak baik. Berikut ini adalah dampak perkembangan IPTEK dalam Bidang Budaya :

• Dampak Positif

a. Kita dapat mengetahui budaya – budaya yang ada di Negara – Negara lain
b. Teknologi yang ada dapat dikolaborasikan dengan budaya – budaya yang ada
c. Dapat menshare budaya yang ada di Negara masing – masing
d. Tekanan, kompetisi yang tajam di berbagai aspek kehidupan sebagai konsekuensi globalisasi, akan melahirkan generasi yang disiplin, tekun dan pekerja keras.

• Dampak Negatif

a. Budaya yang ada bisa diklaim oleh Negara lain
b. Dapat merubah budaya yang telah ada karena perkembangan IPTEK yang cukup pesat
c. Kehilangan jati diri budaya yang ada di Negara tersebut
d. Hilangnya semangat Nasionalisme

Sumber:

• https://alvinwardana.wordpress.com/2014/05/12/perkembangbiakan-secara-seksual-dan-aseksual/   
• http://sobatgeo.blogspot.co.id/2017/01/persebaran-makhluk-hidup-dan.html

• https://carlz185fr.wordpress.com/2013/05/08/penyebaran-makhluk-hidup/ 
• http://milasyafaah22.blogspot.co.id/p/pembagian-iklim-dunia_30.html

• http://iffafairohpsikolog.blogspot.com/2012/05/peranan-iptek-dalam-bidang-ekonomi.html

• https://rizkacil.wordpress.com/2012/06/03/kebutuhan-primer-sekunder-dan-tersier/

• https://dinarputri24.wordpress.com/2013/05/20/peranan-iptek-terhadap-bidang-sosial-budaya/

• https://www.plengdut.com/persebaran-fauna-indonesia/222/

• http://www.tipspendidikan.site/2015/12/perkembangan-ilmu-pengetahuan-dan.html

• http://www.kompasiana.com/nenene/perkembangan-iptek-di-indonesia_54f79810a33311417b8b47a6 

Tugas Ke-2 Matematika & Ilmu Alamiah Dasar

A. Ruang Lingkup IPA

1. Alam Semesta dan Isinya (Makrokosmos dan Mikrokosmos)

Alam semesta terdiri dari semua materi termasuk tenaga dan radiasi serta segala hal yang telah di ketahui dan baru dalam tahap percaya bahwa pasti ada di antariksa. Bumi, bulan, planet-planet dan matahari yang termasuk dalam tata surya hanyalah titik kecil diantara 200 milyar bintang penyususn galaksi bima sakti. Perhitungan sampai angka 200 milyar bintang ini merupakan perkiraan untuk sebuah galaksi (yakni galaksi bima sakti yang mempunyai garis tengah sekitar 100.000 tahun cahaya.

Pengertian alam semesta mencakup mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil. Sedangkan makrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar.

1 .1 Mikrokosmos
Mikroskop yang mempunyai perbesaran seribu kali dapat dipergunakan untuk mengamati Euglena. Euglena ialah organisme bersel tunggal dan dapat diambil sebagai contoh dari prilaku sel dan sebagai suatu kesatuan. Dari organisme ini ternyata dapat diterapkan pada organisme tinggkat tinggi seperti manusia, sehingga proses kehidupan dapat dipelajari. Mempelajari mikrokosmos benar-benar menakjubkan karena dalam ukuran yang sangat kecil. Kenyataan awal kehidupan yang di pelajari pada mikrokosmos sama menariknya dalam dunia makrokosmos yang berukuran sangat besar sebagai awal perkenalan untuk alam semesta. 

1.2 Makrokosmos
Setelah Galilie (1564-1642) menemukan teleskop, makin banyak benda langit ditemukan. Teleskop refraktor yang di temukannya mampu menjadikan mata manusia lebih tajam dalam mengamati benda langit yang tidak bisa diamati melalui mata telanjang. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi lima abad yang lalu membawa manusia untuk memahami benda-benda langit yang terbebas dari selubung mitologi. 

2. Teori Terjadinya Alam Semesta

Pada awal abad 20 salah satu teori menyatakan bahwa planet-planet terbentuk dari sebagian bahan matahari yang terlempar keluar yang disebabkan oleh adanya bintang lain yang bergerak mendekati matahari. Akibatnya terjadi gaya tarik antara matahari dengan bintang-bintang. Dari gaya tarik-menarik inilah yang menyebabkan sebagian bahan matahari terlempar keluar, dan membentuk planet. 

2.1 Teori Kabut
Teori kabut dikemukakan oleh dua orang ilmuan yaitu Imanuel Kant (1724-1804) seorang ahli filsafat bangsa Jerman dan Piere Simon Laplace (1749-1827) ahli astronomi bangsa Perancis. Kant mengemukakan teorinya tahun 1755, sedangkan Laplace mengemukakan tahun 1796 dengan nama Nebular Hypothesis. Pada akhir abad ke-19 teori kabut disanggah oleh beberapa ahli seperti James Clark Maxwell yang memeberikan kesimpulan bahwa bila bahan pembentuk planet terdistribusi disekitar matahari membentuk suatu cakram atau suatu piringan, maka gaya yang disebabkan oleh perbedaan perputaran (kecepatan anguler) akan mencegah terjadinya pembekuan planet. Pada abad ke-20 percobaan dilakukan untuk membuktikan terbentuknya cincin-cincin Laplace, menunjukkan bahwa medan magnet dan medan listrik matahari tekah merusak proses pembekuan batu-batuan. Jadi tidak ada alasan yang kuat untuk menyatakan bahwa cincin gas dapat membeku membantuk planet. 

2.2 Teori Planetisimal
Teori planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlain dan Forest R. Moulton pada tahun 1900. Hipotesis planetisimal mengatakan bahwa tata surya kita terbentuk akibat adanya bintang lain yang hampir menabrak matahari. 

2.3 Teori Pasang Surut Bintang
Teori pasang surut bintang pertama kali dikemukakan oleh James Jean dan Herold Jaffries pada tahun 1917. Hipotesis pasang surut bintang sangat mirip dengan hipotesis planetisimal. Namun perbedaannya terletak pada jumlah awalnya matahari. 

2.4 Teori Kondensasi
Teori kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi menjelaskan bahwa tata surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar membentuk cakram raksasa. 

2.5 Teori Letusan Hebat
Pada tahun 1917, secara matematik ditentukan bahwa terdapat massa bahan yang hampir seragam yang keseimbangannya tak tentu antara kekuatan tarik gravitasi dan kekuatan dorongan dari kosmik lain yang tidak dikenal. Tahun 1922, seorang ahli fisika Rusia muncul dengan pemecahan soal tersebut, ia mengatakan bahwa kekuatan tolak tidak berperan, bahkan jagad raya terus meluas dan seluruh partikel saling menjauhi dengan kecepatan tinggi. Teori letusan hebat ini juga biasa disebut dengan teori "Big Bang". Pada teori big bang mengatakan bahwa sebelumnya alam semesta bukan merupakan materi, tetapi suatu ketika ia berubah menjadi materi yang sangat kecil dan padat, massanya sangat berat dan tekanannya besar, karena adanya reaksi inti, maka terjadilah letusan yang hebat.

Namun sayang, teori ini berlawanan dengan pengetahuan astronomi zaman sekarang, pada teori ini mengatakan bahwa jagad raya akan terus meluas dan saling menjauhi dengan kecepatan tinggi, namun pada sistem tata surya kita, yakni "Bimasakti", bukannya saling menjauh, tetapi malah berjalan sesuai dengan orbitnya masing-masing. 

2.6 Teori Keadaan Tetap
Teori ini dikemukakan oleh ahli astronomi Inggris, bernama Fred Hoyle serta beberapa ahli astro-fisika inggris. Teori ini mengungkapkan bahwa jagat raya tidak hanya sama dalam ruang angkasa-asas kosmologi, tetapi juga tak berubah dalam waktu asas kosmologi yang sempurna. Teori ini sangat berlawananan dengan teori pertama. Teori pertama menyatakan bahwa alam semesta akan bergerak menjauh, dan otomatis akan ada suatu ruang kosong di dalamnya, sedangkan teori kedua ini, kita harus menerima bahwa zat baru akan selalu diciptakan dalam ruang angkasa diantara berbagai galaksi. jadi, galaksi yang baru akan tercipta menggantikan galaksi yang menjauh. 

2.7 Teori Bintang Kembar
Menurut teori bintang kembar, awalnya ada dua buah bintang yang berdekatan (bintang kembar), salah satu bintang tersebut meledak dan berkeping-keping. Akibat pengaruh grafitasi dari bintang kedua, maka kepingan-kepingan itu bergerak mengelilingi bintang tersebut dan berubah menjadi planet-planet. Sedangkan bintang yang tidak meledak adalah matahari. 

3. Anggota Tata Surya (Bintang, Matahari, Planet, Asteroid, Komet, Bulan dan Meteor)

3.1 Bintang
Bintang adalah benda langit luar angkasa yang memiliki ukuran besar dan memancarkan cahaya sebagai sumber cahaya. Bintang yang terdekat dengan bumi adalah matahari. 

3.2 Matahari
Matahari adalah bintang yang letaknya paling dekat dengan bumi, yaitu sekitar 149.600.000 kilometer atau 92,26 juta mil, terbentuk dari komponen gas helium dan hidrogen dan terdiri dari enam lapisan. Matahari merupakan pusat dari tata surya kita. Matahari dikelilingi oleh planet-planet anggota tata surya seperti planet bumi, merkurius, venus, mars, jupiter, saturnus, uranus, neptunus dan jupiter. 

3.3 Planet
Planet adalah benda langit yang mengelilingi bintang sebagai pusat tata surya. Planet tidak dapat menghasilkan cahaya sendiri namun dapat memantulkan cahaya. Planet yang dekat dengan bumi dapat kita lihat setiap hari dengan mata telanjang seperti planet venus yang disebut orang sebagai bintang fajar. 

3.4 Asteroid
Asteroid adalah planet-planet kecil yang jumlahnya puluhan ribu, beredar mengelilingi matahari, letaknya di antara orbit Mars dan Jupiter. Para ahli astronomi menyatakan dalam sebuah teori bahwa asteroid adalah sisa-sisa planet yang meledak, sebelumnya mengorbit matahari di antara orbit-orbit Mars dan Jupiter. Ada sebuah teori lain menjelaskan bahwa asteroid adalah bongkahan-bongkahan benda-benda angkasa yang tidak pernah dapat membentuk planet pada waktu sistem tata surya terbentuk. 

3.5 Komet
Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari. Komet memiliki orbit garis edar sendiri yang bentuknya sangat lonjong. Komet biasa disebut sebagai bintang berekor karena sifatnya yang bercahaya terang dan memiliki ekor gas debu yang sangat panjang. 

3.6 Meteor
Meteor adalah benda langit yang masuk ke dalam wilayah atmosfer bumi yang mengakibatkan terjadinya gesekan permukaan meteor dengan udara dalam kecepatan tinggi. Akibat adanya gesekan yang cepat tersebut menimbulkan pijaran api dan cahaya yang dari kejauhan kita melihatnya seperti bintang jatuh. 

3.7 Bulan
Bulan adalah satelit alami Bumi satu-satunya dan merupakan bulan terbesar kelima dalam Tata Surya. Bulan juga merupakan satelit alami terbesar di Tata Surya menurut ukuran planet yang diorbitnya, dengan diameter 27%, kepadatan 60%, dan massa 1⁄81 (1.23%) dari Bumi. Di antara satelit alami lainnya, Bulan adalah satelit terpadat kedua setelah Io, satelit Yupiter.

Perbedaan dari anggota sistem tata surya yang disebutkan diatas ialah :

• Matahari adalah salah satu dari bintang hanya saja paling berbeda dari bintang yang lainnya dalam hal suhu, warna, ukuran, massa, dan komposisi gasnya. Selain itu, hanya matahari sebagai pusat dari tata surya kita.
• Asteroid dapat dibedakan dengan komet melalui penampakannya, kalau komet memiliki ekor tetapi asteroid tidak memiliki ekor. 
• Meteor tidak memiliki orbit seperti komet, asteroid dan planet. 
• Kedatangan komet ke bumi dapat diprediksi, tetapi kedatangan dari meteor tidak dapat diprediksi. 
• Bintang dapat memancarkan cahaya sendiri sedangkan planet memantulkan cahaya dari bintang seperti bulan. 
• Bulan hanya satelit alami Bumi, sebuah badan yang bergerak di sekitar tubuh yang lebih besar dalam ruang. Bulan mengorbit Bumi untuk alasan yang sama seperti Bumi mengorbit Matahari (karena adanya gravitasi). Bulan memiliki diameter 3.476 km, sekitar seperempat ukuran Bumi. Satelit ini juga tidak sepadat bumi; gravitasi di Bulan hanya seperenam dari kekuatan gravitasi Bumi. Astronot bisa melompat enam kali lebih tinggi di Bulan ketimbang di Bumi.

Bentuk bumi yang bulat menyebabkan benda-benda yang bergerak menjauhi seorang pengamat di permukaan bumi akan tampak seolah-olah tenggelam di balik ufuk. Bumi apabila dilihat dari angkasa luar akan tampak berwarna kebiru-biruan, sehingga disebut sebagai planet biru. Warna kebiru-biruan tersebut disebabkan oleh keadaan di bumi sendiri yaitu karena 70 % permukaan bumi berupa laut dan samudra. Selain itu, susunan dan ketebalanangkasanya juga menentukan ciri khas penampakannya. Pada saat ini telah diketahui bahwa garis tengah bumi adalah 12.714 km dari kutub ke kutub dan 12. 757 km di sepanjang garis khatulistiwa. 

4.1 Gerak Rotasi Bumi.
 Gerak bumi yang berputar mengitari porosnya sendiri disebut gerak rotasi bumi. waktu yang diperlukan bumi untuk berotasi satu kali mengitari porosnya adalah 1 hari atau 24 jam (tepatnya 23 jam, 56 menit 4,09 detik). Arah rotasi bumi adalah “arah timur” yaitu dari barat ke timur. Gerak rotasi bumi yang arahnya ke timur mengakibatkan pada siang hari matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat, demikian juga dengan bulan dan bintang di malam hari. Gerak benda-benda langit disebut gerak harian langit atau sering disebut gerak semu harian. Bintang dalam gerak hariannya akan kembali pada tempat yang sama di bola langit setelah menempuh waktu yang sama dengan periode rotasi bumi.

Akibat rotasi bumi terhadap porosnya yaitu pergantian siang dan malam hari, gerak semu harian benda langit, pengembungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub bumi, dan perbedaan waktu untuk tempat-tempat yang berbeda derajat bujurnya. 

4.2 Revolusi Bumi
Satu kali bumi beredar mengelilingi matahari (berevolusi) diperlukan waktu 365,25 hari atau 1 tahun. Kecepatan rata-rata bumi dalam berevolusi adalah 30 km/s, sedangkan kecepatan berotasi adalah 464 m/s.

Revolusi bumi menyebabkan beberapa peristiwa yaitu pergantian musim di bumi sepanjang tahun; perbedaan lamanya waktu siang dan malam; terlihatnya rasi bintang yang berbeda setiap bulan, hal ini karena setiap bulan posisi bumi berbeda dengan bulan sebelumnya sehingga langit di atas kepala kita pun berbeda akibatnya bintang-bintang yang tampak jadi berbeda. Kumpulan bintang dengan pola-pola tertentu disebut rasi bintang; dan adanya gerak semu tahunan matahari.

Empat musim di bumi terjadi di daerah-daerah pada belahan bumi utara dan belahan bumi selatan, sedangkan di daerah khatulistiwa tidak ada pergantian musim. 

5. Lapisan-Lapisan pada Planet Bumi dan Fungsinya bagi Kehidupan Manusia

Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari sembilan planet yang dekat dengan matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km. Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Bumi memiliki 2 macam lapisan, yaitu lapisan internal (dalam) dan lapisan eksternal (luar). Lapisan dalam merupakan lapisan pembentuk bumi. Sedangkan lapisan luar merupakan lapisan yang melindungi bumi dari meteor atau benda-benda luar angkasa lainnya.

Secara struktur lapisan dalam bumi, dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut: 

5.1.Kerak bumi (crush)
Kerak bumi merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer. 

5.2. Selimut atau selubung (mantle)
Mantle merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi. Tebal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC. 

5.3.Inti bumi (core)
Inti bumi yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200 oC. inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500 oC.

Namun, sebenarnya pada saat ini ditemukan sebuah fakta bahwa bumi tidak lagi hanya mempunyai 3 lapisan, tapi 7 lapisan. Pengukuran-Pengukuran dan percobaan-percobaan terbaru menunjukkan bahwa artikel yang berisi nukleus dari bumi itu berada di bawah tekanan yang sangat tinggi, tiga juta kali lebih dari permukaan bumi. Di bawah tekanan seperti itu, zat berubah bentuk menjadi solid, dan hal ini pada waktunya membuat inti bumi itu sangat solid. Inti bumi ini dikelilingi suatu lapisan zat cair dengan suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa ada dua lapisan di dalam inti bumi, bukan satu.

Satu lapisan di dalam pusat yang dikelilingi lapisan zat cair. Hal itu diketahui sesudah alat-alat pengukur dikembangkan dan memberi para ilmuwan suatu perbedaan yang jelas antar lapisan-lapisan bumi bagian dalam. Jika kita turun ke bawah bumi yang keras, kita akan menemukan lapisan batu-batu yang sangat panas, yaitu batu yang berfungsi untuk membungkus. Setelah itu ada tiga lapisan terpisah, di mana masing-masing itu berbeda kepadatan, tekanan dan suhu yang berbeda-beda.

 

Gambar ini menunjukkan tujuh lapisan bumi, memberitahukan bahwa kerak bumi adalah lapisan sangat tipis yang disusul dengan mantel dengan berbeda-beda ketebalannya, lalu disusul lapisan-lapsan yang terdiri zat cair, dan diakhiri dengan yang lapisan ketujuh, yaitu nukleus padat. Para ilmuwan juga menemukan bahwa atom terdiri dari tujuh lapisan atau tingkatan, dan hal ini membuktikan keseragaman ciptaan, di mana bumi mempunyai tujuh lapisan dan atom-atom mempunyai tujuh lapisan juga. Tujuh lapisan bumi itu sangat berbeda-beda dari segi struktur, kepadatan, suhu dan bahannya.

Lapisan luar bumi secara keseluruhan sering disebut atmosfer. Atmosfer adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan yang lain berlangsung bertahap. Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%) dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel, tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari dan mengurangi suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari permukaan planet. 

5.4 Troposfer
 Lapisan ini berada pada level yang terrendah, campuran gasnya paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain. Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban yang kita rasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17℃ sampai -52℃. Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut.

Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon. Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km.

Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu :

1. Lapisan Udara Dasar

Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah.

2. Lapisan Udara Bawah

Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim.

3. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)

Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.

4. Lapisan Udara Tropopouse

Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara – 46 o C sampai – 80o C pada musim panas dan antara – 57 o C sampai – 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es). 

5.5 Stratosfer
Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil dan sangat dingin yaitu – 70oF atau sekitar – 57oC. Pada lapisan ini angin yang sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan ini. Dari bagian tengah stratosfer keatas, pola suhunya berubah menjadi semakin bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya. Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:

• Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara – 50o C sampai -55o C.
• Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu – 50o C sampai + 50o C.
• Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3. 

5.6 Mesosfer
Kurang lebih 25 mil atau 40km diatas permukaan bumi terdapat lapisan transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar – 143oC di dekat bagian atas dari lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah – 110o C. 

5.7 Termosfer
Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km. Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:

1. Lapisan Udara E
Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suu udara di sini berkisar – 70o C sampai +50o C

2. Lapisan udara F
Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON.

3. Lapisan udara atom
Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C.

Fenomena aurora yang dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini. 

5.8 Eksosfer
Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi. Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause. Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik. Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal. 

6. Teori Terjadinya Bumi

Bumi adalah planet tempat tinggal seluruh makhluk hidup beserta isinya. Kira-kira 250 juta tahun yang lalu sebagian besar kerak benua di Bumi merupakan satu massa daratan yang dikenal sebagai Pangea. Kemudian, kira-kira dua ratus juta tahun yang lalu Pangea terpecah menjadi dua benua besar yaitu Laurasia, yang sekarang terdiri dari Amerika Utara, Eropa, sebagian Asia Tengah dan Asia Timur dan Gondwana yang terdiri dari Amerika Selatan, Afrika India, Australia dan bagian Asia lainnya. Bagian-bagian dan dua benua besar ini kemudian terpecah-pecah, hanyut dan bertubrukan dengan bagian lain.

Sebagai tempat tinggal makhluk hidup, bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi. Bahan-bahan material pembentuk bumi dan seluruh kekayaan alam yang terkandung di dalamnya. Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan, pegunungan, perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena itu, proses terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.

Berikut adalah beberapa teori tentang terjadinya bumi: 

6.1 Teori Kabut ( Nebula )

 

Sejak jaman sebelum Masehi, para ahli telah memikirkan proses terjadinya Bumi. Salah satunya adalah Teori Kabut (Nebula) yang dikemukakan oleh Immanuel Kant (1755) dan Piere DeLaplace (1796). Mereka terkenal dengan Teori Kabut Kant-Laplace. Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang kemudian berkumpul menjadi kabut (Nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi planet-planet dalam tata surya. Teori Nebula ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu:

• Matahari dan planet-planet lainnya masih berbentuk gas, kabut yang begitu pekat dan besar.
• Kabut tersebut berputar dan berpilin dengan kuat, dimana pemadatan terjadi di pusat lingkaran yang kemudian membentuk matahari. Pada saat yang bersamaan materi lain pun terbentuk menjadi massa yang lebih kecil dari matahari yang disebut sebagai planet, bergerak mengelilingi matahari.
• Materi-materi tersebut tumbuh makin besar dan terus melakukan gerakan secara teratur mengelilingi matahari dalam satu orbit yang tetap dan membentuk Susunan Keluarga Matahari.

6.2 Teori Planetesimal

Pada awal abad ke-20, Forest Ray Moulton, seorang ahli astronomi Amerika bersama rekannya Thomas C.Chamberlain, seorang ahli geologi, mengemukakan teori Planetisimal Hypothesis, yang mengatakan matahari terdiri dari massa gas bermassa sangat besar. Pada suatu saat melintas bintang lain yang ukurannya hampir sama dengan matahari, bintang tersebut melintas begitu dekat sehingga hampir menjadi tabrakan. Karena dekatnya lintasan pengaruh gaya gravitasi antara dua bintang tersebut mengakibatkan tertariknya gas dan materi ringan pada bagian tepi.

Karena pengaruh gaya gravitasi tersebut sebagian materi terlempar meninggalkan permukaan matahari dan permukaan bintang. Materi-materi yang terlempar mulai menyusut dan membentuk gumpalan-gumpalan yang disebut planetisimal. Planetisimal- Planetisimal lalu menjadi dingin dan padat yang pada akhirnya membentuk planet-planet yang mengelilingi matahari.

6.3 Teori Pasang Surut Gas ( Tidal )

 

Teori ini dikemukakan oleh James Jeans dan Harold Jeffreys pada tahun 1918, yakni bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil. Penyebabnya adalah kecilnya massa bulan dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius orbit Bumi). Tetapi, jika sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari mendekat, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-gunung tersebut akan mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar sekali, menjulur dari massa matahari dan merentang ke arah bintang besar itu.

Dalam lidah yang panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, melanjutkan perjalanan di jagat raya, sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet yang berbentuk tadi. Planet-planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan mengalami proses pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dengan lambat pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan Saturnus, sedangkan pada planet-planet kecil seperti Bumi kita, pendinginan berjalan relatif lebih cepat.

6.4 Teori Bintang Kembar 


Teori ini dikemukakan oleh seorang ahli Astronomi R.A Lyttleton. Menurut teori ini, galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak meledak itu. Bintang yang tidak meledak itu sekarang disebut dengan matahari, sedangkan pecahan bintang yang lain adalah planet-planet yang mengelilinginya.

6.5 Teori Big Bang


Berdasarkan Theory Big Bang, proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya. Putaran tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet bumi.

Dalam perkembangannya, planet bumi terus mengalami proses secara bertahap hingga terbentuk seperti sekarang ini. Ada tiga tahap dalam proses pembentukan bumi, yaitu:

• Awalnya, bumi masih merupakan planet homogen dan belum mengalami perlapisan atau perbedaan unsur.
• Pembentukan perlapisan struktur bumi yang diawali dengan terjadinya diferensiasi. Material besi yang berat jenisnya lebih besar akan tenggelam, sedangkan yang berat jenisnya lebih ringan akan bergerak ke permukaan. 
• Bumi terbagi menjadi lima lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel luar, dan kerak bumi.

Bukti penting lain bagi Big Bang adalah jumlah hidrogen dan helium di ruang angkasa. Dalam berbagai penelitian, diketahui bahwa konsentrasi hidrogen-helium di alam semesta bersesuaian dengan perhitungan teoritis konsentrasi hidrogen-helium sisa peninggalan peristiwa Big Bang. Jika alam semesta tak memiliki permulaan dan jika ia telah ada sejak dulu kala, maka unsur hidrogen ini seharusnya telah habis sama sekali dan berubah menjadi helium.

Segala bukti meyakinkan ini menyebabkan teori Big Bang diterima oleh masyarakat ilmiah. Model Big Bang adalah titik terakhir yang dicapai ilmu pengetahuan tentang asal muasal alam semesta. Begitulah, alam semesta ini telah diciptakan oleh Allah Yang Maha Perkasa dengan sempurna tanpa cacat .

“ Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang. Maka lihtatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang.” (QS. Al-Mulk, 67:3).

Perlu dikemukakan bahwa 'volume nol' merupakan pernyataan teoritis yang digunakan untuk memudahkan pemahaman. Ilmu pengetahuan dapat mendefinisikan konsep 'ketiadaan', yang berada di luar batas pemahaman manusia, hanya dengan menyatakannya sebagai 'titik bervolume nol'. Sebenarnya, 'sebuah titik tak bervolume' berarti 'ketiadaan'. Demikianlah alam semesta muncul menjadi ada dari ketiadaan. Dengan kata lain, ia telah diciptakan. Fakta bahwa alam ini diciptakan, yang baru ditemukan fisika modern pada abad 20, telah dinyatakan dalam Alqur'an 14 abad lampau,yakni :

" Dia (Allah) Pencipta langit dan bumi " (QS. Al-An'aam, 6: 101)

B. KEHIDUPAN DI BUMI

1. Asal Mula Kehidupan di Bumi
Awal mulanya dunia ini hanya sebatas planet yang kosong dan lama kelamaan dunia ini penuh dengan makhluk – makhluk yang menempati bumi ini dan mulailah terjadi kehidupan di dunia ini. Sejarah kehidupan dibumi dapat diungkap melalui fosil. Fosil telah menjadi bukti yang paling kuat untuk menjelaskan tentang kejadian makroevolusi. Makroevolusi merupakan perubahan dalam skala besar diatas tingkatan spesies yang berlangsung dalam jangka waktu yang sangat lama. Kebanyakan fosil ditemukan tertanam dalam batuan sediment. Melalui prose alami yang panjang, sediment-sedimen dapat tersusun secara berlapis-lapis membentuk strata (tingkatan). Setiap lapisan strata, disebut catatan fosil berguna bagi ilmuwan untuk menjelaskan sejarah kehidupan dibumi. Studi kasus yang mempelajari catatan fosil disebut paleontology. Dibawah ini adalah beberapa teori asal mula kehidupan dibumi.

Bumi kita dahulu terbentuk dalam keadaan hangat dan pijar yang secara perlahan – lahan bumi mengadakan kondensasi atau lebih dingin sehingga pada suatu saat terbentuklah kerak atau kulit bumi. Bagian yang berbentuk cair membentuk samudera atau hidrosfer, sedangkan bagian yang berbentuk gas disebut atmosfer dan yang berbentuk padat disebut litosfer.

Lapisan bumi yang dihuni oleh berbagai makhluk hidup melangsungkan kehidupannya disebut biosfer. Dalam kehidupan makhluk hidup tersebut, terbentuk suatu sistem hubungan antara makhluk hidup dengan materi dan energi yang mengelilinginya.

Ciri – ciri sebuah benda hidup atau makhluk hidup ialah :

1. Melakukan pertukaran zat atau metabolisme, yakni adanya zat yang masuk dan keluar.

2. Tumbuh atau bertambah besar karena pertambahan dari dalam dan bergerak.

3. Melakukan reproduksi atau berkembangbiak.

4. Memiliki irabilitas atau kepekaan terhadap rangsangan dan memberikan reaksi terhadap rangsangan itu.

5. Memiliki kemampuan mengadakan adaptasi terhadap lingkungan.

Secara perlahan-lahan bumi mengadakan kondensasi atau menjadi lebih dingin sehingga pada suatu saat terbentuklah kerak atau kulit bumi. Yang berbentuk cair membentuk samudra atau hidrosfer, yang berbentuk gas disebut atmosfer dan yang berbentuk padat disebut litosfer. Pada saat ini kulit bumi tersebut dihuni oleh berbagai jenis makhluk hidup yang beraneka ragam. Lapisan bumi yang dihuni oleh berbagai makhluk hidup itu kita sebut biosfer.

Banyak terdapat teori maupun paham-paham yang dikemukakan oleh para ilmuan mengenai teori awal mula kehidupan di dunia. Namun semuanya belum dapat memberikan jawaban yang pasti. Sebenarnya sudah sejak zaman Yunani Kuno manusia berusaha memberikan jawaban terhadap awal mula kehidupan di muka bumi ini. Namun, jawaban itu umumnya hanya berupa dongeng atau mitos belaka. Berikut ini dikemukakan beberapa teori-teori awal mula makhluk hidup di dunia, sebagai bahan kajian kita untuk mengenal lebih jauh sejarah awal mula kehidupan di dunia.

Usia Bumi kurang lebih adalah 3000 juta tahun , namun hadirnya kehidupan diatas bumi barulah sekitar 2000 tahun, dan berwal dari mahluk yang sangat sederhana.
Hal itu diketahui berdasarkan penelitian dan analisis dengan menggunakan metode perbandingan zat radioaktif dengan zat hasil seluruhnya. Dengan metode itu pula diperkirakan bahwa bumi telah membentuk batuan sejak 5 ribu juta tahun yang lalu. Dari berbagai penelitian terdapat batuan yang berumur 3,5 juta tahun yang telah menunjukan tanda – tanda kehidupan atau fosil.

Kita mengenal beberapa hipotesis tentang asal mula kehidupan. Perlu diketahui bahwa hipotesis yang dikemukakan para ahli tidak terlepas dari cara penalaran seseorang dari zaman ke zaman, oleh karena itu ada beberapa hipotesis yang agak kurang tepat kedengarannya. Namun sebaliknya, ada beberapa hipotesis yang benar bila ditinjau dari segi logika.

Usia Bumi kurang lebih adalah 3000 juta tahun , namun hadirnya kehidupan diatas bumi barulah sekitar 2000 tahun , dan berwal dari mahluk yang sangat sederhana.
Hal itu diketahui berdasarkan penelitian dan analisis dengan menggunakan metode perbandingan zat radioaktif dengan zat hasil seluruhnya. Denganmetode itu pula diperkirakan bahwa bumi telah membentuk batuan sejak 5 ribu juta tahun yang lalu. Dari penelitian berbagai penelitian terdapat batuan yang berumur 3,5 juta tahun yang telah menunjukan tanda - tanda kehidupan atau fosil.

1.1 Teori Asal Usul Bumi dan Pencetusnya

Kita mengenal beberapa hipotesis tentang asal mula kehidupan. Perlu diketahui bahwa hipotesis yang dikemukakan para ahli tidak terlepas dari cara penalaran seseorang dari zaman ke zaman, oleh karena itu ada beberapa hipotesis yang agak kurang tepat kedengarannya. Namun sebaliknya, ada beberapa hipotesis yang benar bila ditinjau dari segi logika. Berikut beberapa hipotesis atau teori tentang dari mana asal kehidupan di Bumi :

Usia Bumi kurang lebih adalah 3000 juta tahun , namun hadirnya kehidupan diatas bumi barulah sekitar 2000 tahun , dan berwal dari mahluk yang sangat sederhana.
Hal itu diketahui berdasarkan penelitian dan analisis dengan menggunakan metode perbandingan zat radioaktif dengan zat hasil seluruhnya. Denganmetode itu pula diperkirakan bahwa bumi telah membentuk batuan sejak 5 ribu juta tahun yang lalu. Dari penelitian berbagai penelitian terdapat batuan yang berumur 3,5 juta tahun yang telah menunjukan tanda - tanda kehidupan atau fosil.

1. Hidup dari Tuhan
Pendapat ni lebih dikenal dengan paham , Penciptaan Khusus yang mengandung arti bahwa Tuhan Langsung turun tangan . Ilmuwan Tidak menolak anggapan ini , tetapi semacam itu diluar taraf dan batas ilmu pengetahuan. Pendapat ini Dikenal dengan sebutan Teori Transedental , yang berpendapat bahwa semua ciptaan dari sisi “Religi “ adalah Ciptaan Tuhan Yang Maha Kuasa dan itu luar jangkauan sains.

2. Teori Cozmozoa
Arrhenius (191 I) menyatakan bahwa kehidupan pertama dimulai dari spora-spora kehidupan yang bersarna-sama dengan partikel debu alam disebarkan dari satu tempat ke tempat lain, di bawah pengaruh sinar matahari. Tetapi teori ini tidak memperhitungkan adanya temperature yang begitu dingin dan juga sangat panas dan sinar -sinar yang mematikan yang terdapat di angkasa luar, seperti sinar kosmis, sinar ultra violet dan sinar infra merah.

Teori ini berdasarkan dua asumsi bahwa:

1. Benda hidup itu ada atau telah ada disuatu tempat dalam alam semesta ini

2. Hidup itu dapat dipertahankan selama perjalanan antar benda angkasa ke bumi.

3. Teori Fluger
Teori menyatakan bahwa Bumi itu berasal dari suatu materi yang sangat panas sekali , yang mengandung Karbon dan Nitrogen sehingga terbentuk Cyanogen . Senyawa itu dapat terjadi pada suhu yang sangat tinggi , dan selanjutnya terbentuk zat protein protoplasma yang menjadi mahluk hidup.

4. Teori Moore
Teori ini menyatakan bahwa Hidup dapat muncul dari kondisi yang cocok atau pas dari bahan Organik pada saat bumi mengalami pendinginan dalam kondisi tersebut muncullah hidup itu .

5. Teori Allen
Mengatakan bahwa saat keadaan berdifusi ( bumi itu keadaannya seperti sekarang ), beberapa reaksi terjadi yaitu energi yang datang dari sinar matahari diserap oleh zat besi yang lembab dan menimbulkan pengaturan atom , Interaksi antara Nitrogen , Karbon , Hidrogen , Oksigen dan Sulfur , yang nantinya akan membentuk zat – zat yang difus yang akhirnya membentuk potoplasma benda hidup.

6. Generatio Spontanea
Disebut juga teori Abiogenesis pelopornya seorang ahli filsafat zaman Yunani Kuno Aristoteles (384-322 SM) yang berpendapat bahwa makhluk hidup terjadi begitu saja pendapat ini masih terus bertahan sampai abad kc 17 -18 Anthony van Leenwenhoek (abad ke 18) berhasil membuat mikroskop dan melihat jasad renik di dalam air bekas rendaman jerami penemuan Leeuwenhoek (salah seorang penganut teori abiogenesis) memperkuat teori generatio spontanea teori terbukti makhluk hidup berasal dari benda mati (jasad renik berasal dari air bekas rendaman jerarni). Sebelum abad 17 orang menganggap bahwa makhluk hidup itu terbentuk secara spontan atau terbentuk dengan sendirinya. Contoh : Ulat timbul dengan sendirinya dari bangkai tikus, cacing timbul dengan sendirinya dari dalam lumpur, dari gudang padi, ternyata munculah tikus.Faham ini disebut juga abiogenesis makhluk hidup dapat terbentuk dari bukan makhluk hidup, misalnya dari lumpur timbul cacing. faham ini antara lain dipelopori oleh Aristoteles.

7. Omne Vivum Ex Ovo
Fransisco Redi (1626-1697) ahli biologi bangsa Italia dapat membuktikan bahwa ulat pada bangkai tikus berasal dari telur lalat yang meletakan telurnya dengan sengaja di situ. Dari berbagai percobaannya yang serupa ia memperoleh kesimpulan yang serupa yaitu bahwa asal mula kehidupan itu adalah telur atau omne vivum ex ovo.

8. Omne Ovo Ex Vivo
Lazzaro Spallanzani (1729 - 1799) juga ahli bangsa Italia dengan percobaannya terhadap kaldu, membuktikan bahwa jasad renik atau mikroorganisme yang mencemari kaldu dapat membusukkan kaldu itu. Bila kaldu ditutup rapat setelah mendidih maka tidak terjadi pembusukan. Ia mengambil kesimpulan bahwa untuk adanya telur harus ada jasad hidup terlebih dahulu. Maka muncullah teorinya omne ovo ex vivo atau telur itu berasal dari makhluk hidup.

9. Omne Vivum Ex Vivo
Louis Pasteur (1822-1895) sarjana kimia Perancis melanjutkan percobaan Spallanzani dengan percobaan berbagai mikroorganisme. akhirnya ia berkesimpulan bahwa harus ada kehidupan sebelumnya, agar tumbuh kehidupan yang baru atau disebut omne vivum ex vivo. Teori ini disebut juga teori Biogenesis dengan konsep dasar bahwa yang hidup itu tentu berasal dari yang hidup juga. Dengan teori biogenesis ini maka teori abiogenesis ditinggalkan orang. Akan tetapi dengan demikian asal mula kehidupan mulai kembali menjadi masalah yang belum terungkap, namun hampir semua para ahli sependapat bahwa asal mula kehidupan itu timbul di bumi kita ini, bukan dari angkasa luar.

10. Teori Urey (Amerika)
Harold Urey (1893) seorang ahli kimia dari Amerika Serikat mengemukakan bahwa atmosfer bumi pada awal mulanya kaya akan gas-gas metana (CH4), amoniak (NH3), hidrogen (H2) dan air (H2O). Zat-zat itu merupakan unsur-unsur penting yang terdapat dalam tubuh makhluk hidup. Diduga karena adanya energi dari aliran listrik halilintar dan radiasi sianr kosmos unsur-unsur itu mengadakan reaksi-reaksi kimia membentuk zat-zat hidup. Zat hidup yang mula-mula terbentuk kira-kira sama dengan keadaan virus yang kita kenal sekarang. Zat itu berjuta-juta tahun berkembang menjadi berbagai jenis organisme.

11. Teori Oparis Haldane
Alenxande I. Oparin (Rusia), ahli biologi Rusia mempublikasikan tentang asal mula kehidupan , Rangkuman pendapat itu adalah jasad hidup terbentuk dari senyawa kimiawi dalam laut pada saat atmosfer bumi belum mengandung oksigen bebas . Senyawa terebut ( asam Amino sederhana , Purin , basa pirimidin serta senyawa senyawa golongan gula , kemudian terbentuk pula senyawa polipedia asam- asam polinuleat dan polisakarida yang semuanya terbntuk berkat bantuan sinaqr ultraviolet , kilatan listrik , panas dan radiasi

Jasad Hidup Pertama disebut protobion , yang hidup dalam laut kira-kira 5-10 meter dibwah permukaan laut . Ditempat itulah mereka terhindar dari sinar ultraviolet intensitas tinggi dan sinar matahari yang mematikan . Ketika jasad hidup berkembang menjadi lebih sempurna dan mampu memproduksi oksigen maka lama kelamaan terdapat lapisan pelindung berupa Ozon di atmosfer bumi kemudian , kehidupan merayap di pantai dan akhirnya memenuhi daratan Teori ini kembali ke teori Generatio Spontane tapi melalui proses evolusi ratusan juta tahun lamanya. Oparin berpendapat bahwa di atmosfer terkandung uap air (H2O), metana (CH4), amonia (NH3), hidrogen (H2), nitrogen (N3), dan sianogen (CNO). Uap air di atmosfer lama-kelamaan mengembun dan mengumpul di atmosfer sehingga menjadi berat dan jatuh ke bumi sebagai hujan lebat yang disetai halilintar. Pada waktu hujan lebat, senyawa-senyawa gas yang ada di atmosfer banyak yang larut dan bereaksi di dalam air hujan membentuk senyawa organik sederhana (penyusun kehidupan) yang ikut jatuh ke bumi.

12. Stanley Miller (Amerika)
Miller adalah murid Urey yang menguji teori Urey dengan percobaan tabung saluran yang diisi ua air, metana, amonia, dan hidrogen yang kemudian dialiri listrik bertegangan tinggi. Setelah seminggu Miller menampung zat yang terbentuk, ternyata zat tersebut adalah asam amino. Asam amino merupakan bahan penyusun protein pembentuk protoplasma sebagai dasar kehidupan.

13. Asal Mula Kehidupan di Bumi berdasarkan Zaman Pembentukan Bumi

• Masa Arkeozoikum (4,5 – 2,5 milyar tahun lalu)

Arkeozpoikum artinya Masa Kehidupan Purba, Masa Arkeozoikum (Arkean) merupakan masa awal pembentukan batuan kerak bumi yang kemudian berkembang menjadi protokontinen. Batuan masa ini ditemukan di beberapa bagian dunia yang lazim disebut kraton/perisai benua.Masa ini adalah masa pembentukan kerakbumi. Jadi kerakbumi terbentuk setelah pendinginan bagian tepi dari “balon bumi” (bakal calon bumi). Plate tectonic / Lempeng tektonik yang menyebabkan gempa itu terbentuk pada masa ini. Lingkungan hidup mas itu tentunya mirip dengan lingkungan disekitar mata-air panas.

Batuan tertua tercatat berumur kira-kira 3.800.000.000 tahun. Masa ini juga merupakan awal terbentuknya Indrosfer dan Atmosfer serta awal muncul kehidupan primitif di dalam samudera berupa mikro-organisma (bakteri dan ganggang). Fosil tertua yang telah ditemukan adalah fosil Stromatolit dan Cyanobacteria dengan umur kira-kira 3.500.000.000 tahun.

• Masa Proterozoikum (2,5 milyar – 290 juta tahun lalu)

Proterozoikum artinya masa kehidupan awal. Masa Proterozoikum merupakan awal terbentuknya hidrosfer dan atmosfer. Pada masa ini kehidupan mulai berkembang dari organisme bersel tunggal menjadi bersel banyak (enkaryotes dan prokaryotes). Enkaryotes ini akan menjadi tumbuhan dan prokaryotes nantinya akan menjadi binatang.

Menjelang akhir masa ini organisme lebih kompleks, jenis invertebrata bertubuh lunak seperti ubur-ubur, cacing dan koral mulai muncul di laut-laut dangkal, yang bukti-buktinya dijumpai sebagai fosil sejati pertama.

Masa Arkeozoikum dan Proterozoikum bersama-sama dikenal sebagai masa Pra-Kambrium.

• Zaman Kambrium (590-500 juta tahun lalu)

Kambrium berasal dari kata “Cambria” nama latin untuk daerah Wales di Inggeris sana, dimana batuan berumur kambrium pertama kali dipelajari. Banyak hewan invertebrata mulai muncul pada zaman Kambrium. Hampir seluruh kehidupan berada di lautan. Hewan zaman ini mempunyai kerangka luar dan cangkang sebagai pelindung. Fosil yang umum dijumpai dan penyebarannya luas adalah, Alga, Cacing, Sepon, Koral, Moluska, Ekinodermata, Brakiopoda dan Artropoda (Trilobit). Sebuah daratan yang disebut Gondwana (sebelumnya pannotia) merupakan cikal bakal Antartika, Afrika, India, Australia, sebagian Asia dan Amerika Selatan. Sedangkan Eropa, Amerika Utara, dan Tanah Hijau masih berupa benua-benua kecil yang terpisah.

• Zaman Ordovisium (500 – 440 juta tahun lalu)

Zaman Ordovisium dicirikan oleh munculnya ikan tanpa rahang (hewan bertulang belakang paling tua) dan beberapa hewan bertulang belakang yang muncul pertama kali seperti Tetrakoral, Graptolit, Ekinoid (Landak Laut), Asteroid (Bintang Laut), Krinoid (Lili Laut) dan Bryozona. Koral dan Alga berkembang membentuk karang, dimana trilobit dan Brakiopoda mencari mangsa. Graptolit dan Trilobit melimpah, sedangkan Ekinodermata dan Brakiopoda mulai menyebar. Meluapnya Samudra dari Zaman Es merupakan bagian peristiwa dari zaman ini. Gondwana dan benua-benua lainnya mulai menutup celah samudera yang berada di antaranya.

• Zaman Silur (440 – 410 juta tahun lalu)

Zaman silur merupakan waktu peralihan kehidupan dari air ke darat. Tumbuhan darat mulai muncul pertama kalinya termasuk Pteridofita (tumbuhan paku). Sedangkan Kalajengking raksasa (Eurypterid) hidup berburu di dalam laut. Ikan berahang mulai muncul pada zaman ini dan banyak ikan mempunyai perisai tulang sebagai pelindung. Selama zaman Silur, deretan pegunungan mulai terbentuk melintasi Skandinavia, Skotlandia dan Pantai Amerika Utara

• Zaman Devon (410-360 juta tahun lalu)

Zaman Devon merupakan zaman perkembangan besar-besaran jenis ikan dan tumbuhan darat. Ikan berahang dan ikan hiu semakin aktif sebagai pemangsa di dalam lautan. Serbuan ke daratan masih terus berlanjut selama zaman ini. Hewan Amfibi berkembang dan beranjak menuju daratan. Tumbuhan darat semakin umum dan muncul serangga untuk pertama kalinya. Samudera menyempit sementara, benua Gondwana menutupi Eropa, Amerika Utara dan Tanah Hijau (Green Land).

• Zaman Karbon (360 – 290 juta tahun lalu)

Reptilia muncul pertama kalinya dan dapat meletakkan telurnya di luar air. Serangga raksasa muncul dan ampibi meningkat dalam jumlahnya. Pohon pertama muncul, jamur Klab, tumbuhan ferm dan paku ekor kuda tumbuh di rawa-rawa pembentuk batubara. Pada zaman ini benua-benua di muka bumi menyatu membentuk satu masa daratan yang disebut Pangea, mengalami perubahan lingkungan untuk berbagai bentuk kehidupan. Di belahan bumi utara, iklim tropis menghasilkan secara besar-besaran, rawa-rawa yang berisi dan sekarang tersimpan sebagai batubara.

• Zaman Perm (290 -250 juta tahun lalu)

“Perm” adalah nama sebuah propinsi tua di dekat pegunungan Ural, Rusia.
Reptilia meningkat dan serangga modern muncul, begitu juga tumbuhan konifer dan Grikgo primitif. Hewan Ampibi menjadi kurang begitu berperan. Zaman perm diakhiri dengan kepunahan micsa dalam skala besar, Tribolit, banyak koral dan ikan menjadi punah. Benua Pangea bergabung bersama dan bergerak sebagai satu massa daratan, Lapisan es menutup Amerika Selatan, Antartika, Australia dan Afrika, membendung air dan menurunkan muka air laut. Iklim yang kering dengan kondisi gurun pasir mulai terbentuk di bagian utara bumi.

• Zaman Trias (250-210 juta tahun lalu)

Gastropoda dan Bivalvia meningkat jumlahnya, sementara amonit menjadi umum. Dinosaurus dan reptilia laut berukuran besar mulai muncul pertama kalinya selama zaman ini. Reptilia menyerupai mamalia pemakan daging yang disebut Cynodont mulai berkembang. Mamalia pertamapun mulai muncul saat ini. Dan ada banyak jenis reptilia yang hidup di air, termasuk penyu dan kura-kura. Tumbuhan sikada mirip palem berkembang dan Konifer menyebar. Benua Pangea bergerak ke utara dan gurun terbentuk. Lembaran es di bagian selatan mencair dan celah-celah mulai terbentuk di Pangea.

• Zaman Jura (210-140 juta tahun lalu)

Pada zaman ini, Amonit dan Belemnit sangat umum. Reptilia meningkat jumlahnya. Dinosaurus menguasai daratan, Ichtiyosaurus berburu di dalam lautan dan Pterosaurus merajai angkasa. Banyak dinosaurus tumbuh dalam ukuran yang luar biasa. Burung sejati pertama (Archeopterya) berevolusi dan banyak jenis buaya berkembang. Tumbuhan Konifer menjadi umum, sementara Bennefit dan Sequola melimpah pada waktu ini. Pangea terpecah dimana Amerika Utara memisahkan diri dari Afrika sedangkan Amerika Selatan melepaskan diri dari Antartika dan Australia. Zaman ini merupakan zaman yang paling menarik anak-anak setelah difilmkannya Jurrasic Park.

• Zaman Kapur (140-65 juta tahun lalu)

Banyak dinosaurus raksasa dan reptilia terbang hidup pada zaman ini. Mamalia berari-ari muncul pertama kalinya. Pada akhir zaman ini Dinosaurus, Ichtiyosaurus, Pterosaurus, Plesiosaurus, Amonit dan Belemnit punah. Mamalia dan tumbuhan berbunga mulai berkembang menjadi banyak bentuk yang berlainan. Iklim sedang mulai muncul. India terlepas jauh dari Afrika menuju Asia. zaman ini adalah zaman akhir dari kehidupan biantang-binatang raksasa.

• Zaman Tersier (65 – 1,7 juta tahun lalu)

Pada zaman tersier terjadi perkembangan jenis kehidupan seperti munculnya primata dan burung tak bergigi berukuran besar yang menyerupai burung unta, sedangkan fauna laut sepert ikan, moluska dan echinodermata sangat mirip dengan fauna laut yang hidup sekarang. Tumbuhan berbunga pada zaman Tersier terus berevolusi menghasilkan banyak variasi tumbuhan, seperti semak belukar, tumbuhan merambat dan rumput.Pada zaman Tersier – Kuarter, pemunculan dan kepunahan hewan dan tumbuhan saling berganti seiring dengan perubahan cuaca secara global

• Zaman Kuarter (1,7 juta tahun lalu – sekarang)

Zaman Kuarter terdiri dari kala Plistosen dan Kala Holosen. Kala Plistosen mulai sekitar 1,8 juta tahun yang lalu dan berakhir pada 10.000 tahun yang lalu. Kemudian diikuti oleh Kala Holosen yang berlangsung sampai sekarang.Pada Kala Plistosen paling sedikit terjadi 5 kali jaman es (jaman glasial). Pada jaman glasial sebagian besar Eropa, Amerika utara dan Asia bagian utara ditutupi es, begitu pula Pegunungan Alpen, Pegunungan Cherpatia dan Pegunungan Himalaya Di antara 4 jaman es ini terdapat jaman Intra Glasial, dimana iklim bumi lebih hangat.

Manusia purba jawa (Homo erectus yang dulu disebut Pithecanthropus erectus) muncul pada Kala Plistosen. Manusia Modern yang mempunyai peradaban baru muncul pada Kala Holosen. Flora dan fauna yang hidup pada Kala Plistosen sangat mirip dengan flora dan fauna yang hidup sekarang.

1.2 Teori Biogenesis dan Teori Abiogenesis

1.2.1 Teori Abiogenesis

Tokoh teori Abiogenesis adalah Aristoteles (384-322 SM). Dia adalah seorang filosof dan tokoh ilmu pengetahuan Yunani Kuno. Teori Abiogenesis ini menyatakan bahwa makhluk hidup yang pertama kali menghuni bumi ini berasal dari benda mati. Sebenarnya Aristoteles mengetahui bahwa telur-telur ikan apabila menetas akan menjadi ikan yang sifatnya sama seperti induknya. Telur-telur tersebut merupakan hasil perkawinan dari induk-induk ikan. Walau demikian, Aristoteles berkeyakinan bahwa ada ikan yang berasal dari Lumpur.

Paham abiogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup tersebut terjadi begitu saja atau secara spontan. Oleh sebab itu, paham atau teori abiogenesis ini disebut juga paham generation spontaneae. Jadi, kalau pengertian abiogenesis dan generation spontanea kita gabungkan, mak pendapat paham tersebut adalah makhluk hidup yang pertama kali di bumi tersebut dari benda mati / tak hidup yang terkjadinya secara spontan, misalnya :
a. Ikan dan katak berasal dari Lumpur.
b. Cacing berasal dari tanah, dan
c. Belatung berasal dari daging yang membusuk.

Paham abiogenesis bertahan cukup lama, yaitu semenjak zaman Yunani Kuno (Ratusan Tahun Sebelum Masehi) hingga pertengahan abad ke-17.
Pada pertengahan abad ke-17, Antonie Van Leeuwenhoek menemukan mikroskop sederhana yang dapat digunakan untuk mengamati benda-benda aneh yang amat kecil yang terdapat pada setetes air rendaman jerami. Oleh para pendukung paham abiogenesis, hasil pengamatan Antonie Van Leeuwenhoek ini seolah-olah memperkuat pendapat mereka

1.2.2 Teori Biogenesis

Walaupun telah bertahan selama ratusan tahun, tidak semua orang membenarkan paham abiogenesis. Orang -orang yang ragu terhadap kebenaran paham abiogenesis tersebut terus mengadakan penelitian memecahkan masalah tentang awal mula kehidupan. Orang-orang yang tidak puas terhadap pandangan Abiogenesis itu antara lain Francesco Redi (Italia, 1626-1799), dan Lazzaro Spallanzani ( Italia, 1729-1799), dan Louis Pasteur (Prancis, 1822-1895). Beredasarkan hasil penelitian dari tokoh-tokoh ini, akhirnya paham Abiogenesis / generation spontanea menjadi pudar karena paham tersebut tidak dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.

a) Percobaan Francesco Redi (1626-1697)
Untuk menjawab keragu-raguannya terhadap paham abiogenesis, Francesco Redi mengadakan percobaan. Pada percobaannya Redi menggunakan bahan tiga kerat daging dan tiga toples. Percobaan Redi selengkapnya adalah sebagai berikut:

• Stoples I : diisi dengan sekerat daging, ditutup rapat-rapat.
• Stoples II : diisi dengan sekerat daging, dan dibiarkan tetap terbuka.
• Stoples III : disi dengan sekerat daging, dibiarkan tetap terbuka.

Selanjutnya ketiga stoples tersebut diletakkan pada tempat yang aman. Setelah beberapa hari, keadaan daging dalam ketiga stoples tersebut diamati. Dan hasilnya sebagai berikut:

• Stoples I : daging tidak busuk dan pada daging ini tidak ditemukan jentik / larva atau belatung lalat.
• Stoples II : daging tampak membusuk dan didalamnya ditemukan banyak larva atau belatung lalat.

Berdasarkan hasil percobaan tersebut, Francesco redi menyimpulkan bahwa larva atau belatung yang terdapat dalam daging busuk di stoples II dan III bukan terbentuk dari daging yang membusuk, tetapi berasal dari telur lalat yang ditinggal pada daging ini ketika lalat tersebut hinggap disitu. Hal ini akan lebih jelas lagi, apabila melihat keadaan pada stoples II, yang tertutup kain kasa. Pada kain kasa penutupnya ditemukan lebih banyak belatung, tetapi pada dagingnya yang membusuk belatung relative sedikit.

b) Percobaan Lazzaro Spallanzani ( 1729-1799)
Seperti halnya Francesco Redi, Spallanzani juga menyangsikan kebenaran paham abiogeensis. Oleh karena itu, dia mengadakan percobaan yang pada prinsipnya sama dengan percobaan Francesco Redi, tetapi langkah percobaan Spallanzani lebih sempurna. Sebagai bahan percobaannya, Spallanzani menggunakan air kaldu atau air rebusan daging dan dua buah labu. Adapun percoban yang yang dilakukan Spallanzani selengkapnya adalah sebagai berikut:
Labu I : diisi air 70 cc air kaldu, kemudian dipanaskan 15°C selama beberapa menit dan dibiarkan tetap terbuka.
Labu II : diisi 70 cc air kaldu, ditutup rapat-rapat dengan sumbat gabus. Pada daerah pertemuan antara gabus dengan mulut labu diolesi paraffin cair agar rapat benar. Selanjutnya, labu dipanaskan.selanjutnay, labu I dan II didinginkan. Setelah dingin keduanya diletakkan pada tempat terbuka yang bebas dari gangguan hewan dan orang. Setelah lebih kurang satu minggu, diadakan pengamatan terhadap keadaan air kaldu pada kedua labu tersebut.

Hasil percobaannya adalah sebagai berikut:

• Labu I : air kaldu mengalami perubahan, yaitu airnya menjadi bertambah keruh dan baunya menjadi tidak enak. Setelah diteliti ternyata air kaldu pada labu I ini banyak mengandung mikroba.
• Labu II : air kaldu labu ini tidak mengalami perubahan, artinya tetap jernih seperti semula, baunya juga tetap serta tidak mengandung mikroba. Tetapi, apabila labu ini dibiarkan terbuka lebih lama lagi, ternyata juga banyak mengandung mikroba, airnya berubah menjadi lebih keruh serta baunya tidak enak (busuk).

Berdasarkan hasil percobaan tersebut, Lazzaro Spallanzani menyimpulkan bahwa mikroba yang ada didalam kaldu tersebut bukan berasal dari air kaldu (benda mati), tetapi berasal dari kehidupan diudara. Jadi, adanya pembusukan karena telah terjadi kontaminasi mikroba darimudara ke dalam air kaldu tersebut. Pendukung paham Abiogenesis menyatakan keberatan terhadap hasil eksperimen Lazzaro Spallanzani tersebut. Menurut mereka untuk terbentuknya mikroba (makhluk hidup) dalam air kaldu diperlukan udara. Dengan pengaruh udara tersebut terjadilah generation spontanea.

c) Percobaan Louis Pasteur (1822-1895)

Menjawab keraguannya terhadap paham abiogenesis. Pasteur melaksanakan percobaan untuk menyempurnakan percobaan Lazzaro Spallanzani. Dalam percobaanya, Pasteur menggunakan bahan air kaldu dengan alat labu. Langkah-langkah percobaan Pasteur selengkapnya adalah sebagai berikut:

• Langkah I : labu disi 70 cc air kaldu, kemudian ditutup rapat-rapat dengan gabus. Celah antara gabus dengan mulut labu diolesi dengan paraffin cair. Setelah itu pada gabus tersebut dipasang pipa kaca berbentuk leher angsa. Lalu, labu dipanaskan atau disterilkan. 
• Langkah II : selanjutnya labu didinginkan dan diletakkan ditempat yang aman. Setelah beberapa hari, keadaan air kaldu diamati. Ternyata air kaldu tersebut tetep jernih dan tidak mengandung mikroorganisme.
• Langkah III : labu yang air kaldu didalamnya tetap jernih dimiringkan sampai air kaldu didalamnya mengalir kepermukaan pipa hingga bersentuhan dengan udara. Setelah itu labu diletakkan kembali pada tempat yang aman selama beberapa hari. Kemudian keadaan air kaldu diamati lagi. Ternyata air kaldu didalam labu meanjadi busuk dan banyak mengandung mikroorganisme.

Melaui pemanasan terhadap perangkat percobaanya, seluruh mikroorganisme yang terdapat dalam air kaldu akan mati. Disamping itu, akibat lain dari pemanasan adalah terbentuknya uap air pada pipa kaca berbentuk leher angsa. Apabila perangkat percobaan tersebut didinginkan, maka air pada pipa akan mengembun dan menutup lubang pipa tepat pada bagian yang berbentuk leher. Hal ini akan menyebabkan terhambatnya mikroorganisme yang bergentayangan diudara untuk masuk kedalam labu. Inilah yang menyebabkan tetap jernihnya air kaldu pada labu tadi. Pada saat sebelum pemanasan, udara bebas tetap dapat berhubungan dengan ruangan dalam labu. Mikroorganisme yang masuk bersama udara akan mati pada saat pemanasan air kaldu. Setelah labu dimiringkan hingga air kaldu sampai kepern\mukan pipa, air kaldu itu akan bersentuhan dengan udara bebas. Disini terjadilah kontaminasi mikroorganisme. Ketika labu dikembalikan keposisi semula (tegak), mikroorganisme tadi ikut terbawa masuk. Sehingga, setelah labu dibiarkan beberapa beberapa waktu air kaldu menjadi akeruh, karena adanya pembusukan oleh mikrooranisme tersebut. Dengan demikian terbuktilah ketidak benaran paham Abiogenesis atau generation spontanea, yangmenyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati yang terjadi secara spontan.

Berdasarkan hasil percobaan Redi, Spallanzani, dan Pasteur tersebut, maka tumbanglah paham Abiogenesis, dan munculah paham/teori baru tentang awal mulamakhluk hidup yang dikenal dengan teori Biogenesis. Teori itu menyatakan :

• omne vivum ex ovo = setiap makkhluk hidup berasal dari telur.
• Omne ovum ex vivo = setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan
• Omne vivum ex vivo – setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.

Walaupun Louis Pasteur dengan percobaannya telah berhasil menumbangkan paham Abiogenesis atau generation spontanea dan sekaligus mengukuhkan paham Biogenesis, belum berarti bahwa masalah bagaimana terbentuknya makhluk hidup yang pertama kali terjawab.

Disamping teori Abiogenesis dan Biogenesis, masih ada lagi beberapa teori tentang awal mulakehidupan yang dikembangkan oleh beberapa Ilmuwan, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Teori kreasi khas, yang menyatakan bahwa kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (Ghaib) pada saat yang istimewa.
2. Teori Kosmozoan, yang menyatakan bahwa kehidupan yang ada di planet ini berasal dari mana saja.
3. Teori Evolusi Kimia, yang menyatakan bahwa kehidupan didunia ini muncul berdasarkan hukum Fisika Kimia.
4. Teori Keadaan Mantap, menyatakan bahwa kehidupan tidak berasal usul.

C. EVOLUSI

1. Teori Evolusi pada Makhluk Hidup

Istilah evolusi berasal dari bahasa Latin Evolver yang berarti muncul perlahan atau berkembang perlahan. Saat ini istilah evolusi lebih di pahami sebagai perubahan sesuatu yang bersifat permanen. Artinya perubahan tersebut tidak dapat lagi dikembalikan kepada keadaan semula. Perubahan membutuhkan waktu, dan waktunya sangat panjang.

Evolusi dapat terjadi pada mahkluk hidup ataupun benda mati. Sehingga dapat dikatakan ada evolusi bintang, evolusi kimia, dan evolusi binatang serta tumbuh-tumbuhan. Dari pengamatan para ahli yang mencoba menjawab pertanyaan - pertanyaan tentang dari mana makhluk hidup berasal, dimana dan kapan makhluk hidup muncul dipahami adanya aturan yang menjadi dasar bagi setiap perubahan. Aturan tersebutlah yang biasa disebut teori evolusi. Ahli lain kadang-kadang menyebutnya Teori Descenden.

Penelitian penelitian yang dilakukan untuk menjawab pertanyaan tentang asal usul makhluk hidup tersebut antara lain menyangkut bagaimana munculnya organ, perubahan populasi, perubahan jenis dan perubahan komunitas. Saat ini peneliti lebih banyak mencoba menerangkan setiap tampilan biologi dari sudut pandang evolusi. Misalnya kenapa terdapat perbedaan golongan darah pada manusia, ada manusia yang berkulit hitam dan yang berkulit putih. Dengan demikian hampir seluruh penelitian di bidang biologi menggunakan cara pandang evolusi untuk menjelaskan fenomena biologi yang diamati.

Dalam upaya untuk menjawab pertanyaan tentang asal usul tersebut ditemukan organ, organel, karakter, kromosom, asam nukleat dan senyawa lain yang kemudian menjadi dasar untuk pengembangan ilmu baru di bidang biologi. Dapat dikatakan berkat cara pandang dan pola pikir evolusi lah perkembangan biologi sebagai cabang ilmu menjadi seperti saat ini.

Sesungguhnya pemikiran tentang evolusi dapat dirujuk dari perkembangan awal ilmu pengetahuan dimasa Yunani Purba. Pemikiran Aristoteles tentang asal mula makhluk hidup yang dikenal dengan teori Abiogenesis dapat dikatakan awal pemikiran evolusi. Dilanjutkan kemudian dengan para ilmuwan Muslim Ibn Rusyd, Ibnu Al awwam dan lain lain pada Abad ke 11 dan 12. Selanjutnya nama- nama seperti Carl van Linne ( Linneaus) , Cuvier, dan Lamarck pada awal abad ke19 telah menyumbangkan pengetahuan yang berarti bagi perkembangan teori evolusi.

Sampai saat ini dalam tulisan-tulisan ilmiah baik yang berupa buku maupun jurnal ditemukan berbagai teori tentang asal mula makhluk hidup. Untuk lebih memudahkan pemahaman dilakukan penyederhanaan dan pengelompokan teori-teori sebagai berikut: 

• Teori Lamarck.

Menurut Lamarck perubahan organ pada mahkluk terkait dengan pemanfaatan organ tersebut. Organ yang dipergunakan dengan cara terentu akan menghasilkan bentuk organ tertentu pula. Misalnya jerapah berleher panjang karena nenek moyang mereka dulu suka menjulurkan leher untuk mencapai daun dari pohon pohon yang agak tinggi, Semakin tinggi daun yang akan dijangkau maka akan makin panjang pula leher jerapah. Sebaliknya bila organ tidak digunakan maka organ tersebut akan mereduksi. Menurut Lamarck kehilangan kaki pada ular terjadi karena tidak dipergunakan. Teori ini dibantah oleh banyak ahli.

• Teori Darwin

Menurut Darwin perubahan organ terjadi karena seleksi alam. Menurut Darwin makhluk hidup mengahasilkan banyak keturunan, bahkan lebih banyak dari yang diperlkan untuk mempertahankan kelestarian jenis. Sementara tempat hidup yang cocok untuk keturunan tersebut tidak bertambah. Keturunan yang dihasilkan dari pasangan induk yang sama justru tudak persis sama. Artinya ada variasi. Karena adanya jumlah individu yang banyak dan ruang yang tetap maka individu-individu yang mempunyai keuntungan variasi akan lebih mudah bertahan dan berkembang . Individu lain yang karakternya tidak cocok dengan lingkungan tentu sulit untuk bertahan. Situasi inilah yang disebut oleh Darwin dengan seleksi alam. Berarti selalu dari waktu kewaktu terjadi perubahan menuju penyempurnaan karakter supaya lebih dapat bertahan. Perubahan tersebut dapat menghasilkan jenis jenis yang berbeda dari nenek moyangnya sehingga dapt dianggap sebagai suatu jenis tersendiri. Teori Sintesis

Teori yang berkembang saat ini untuk menjelaskan mekanisme evolusi disebut teori sintesis sebab teori ini merupakan sintesis dari berbagai disiplin ilmu. Yang terpenting adalah genetika dan genetika populasi. Menurut teori ini bukan individu yang berevolusi tetapi populasi. Populasi dengan lingkungan tertentu akan mengalami perubahan genetis yang satu ketika diwariskan pada generasi berikut. Perubahan genetis bisa saja terjadi selain karena keuntungan seleksi tapi juga karena mutasi. Mutasi berarti ada perubahan gen dari suatu individu.

2. Membedakan Perubahan pada Makhluk Hidup yang disebabkan Adaptasi dan Seleksi Alam

2.1 Evolusi

Dalam kajian biologi berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini di sebabkan oleh kombinasi tiga proses utama : variasi, reproduksi dan seleksi. Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi dibawa oleh gen yang di wariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Ketika organisme berproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahn gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasidan antar spesies. Pada spesies yang berproduksi secara seksual kombinasi gen yang baru juga di hasilkan oleh rekombinasi genetika yang dapat meningkatkan variasi antar organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.

2.2 Adaptasi

Adaptasi adalah kemampuan atau kecenderungan makhluk hidup dalam menyesuaikan diri dengan lingkungan baru dapat tetap hidup dengan baik.

Adaptasi terdapat beberapa macam, diantara nya sebagia berikut :

1. Adaptasi Morfologi

Adaptasi morfologi adalah penyesuain yang dipengaruhi pada organ tubuh yang di sesuaikan dengan kebutuhan organisme hidup. misalnya seperti gigi singa, harimau, citah, macan, da sebagainya yang runcing dan tajam untuk makan daging. Sedangkan pada gigi sapi, kambing, kerbau, biri-biri domba dan lain sebagainya tidak runcing dan tajam karena giginya lebih bnayak di gunakan untuk memotong rumput atau daun dan mengunyah makanan.

2. Adaptasi Fisiologi

Adaptasi fisiologi adalah penyesuaian yang di pengaruhi lingkungan sekitar yang menyebabkan adanya penyesuaian pada alat-alat tubuh untuk mempertahankan hidup dengan baik. Contoh adaptasi adalah seperti pada binatang atau hewan onta yang punya kandungan air di punuknya untuk menyimpan air agar tahan tidak minum di padang pasir dalam jangka waktu yang lama serta pada anjing laut yang memiliki lapisan lemak yang tebal untuk bertahan di daerah dingin.

3. Adaptasi Tingkah Laku

Adaptasi tingkah laku adalah penyesuain makhluk hidup pada tingkah laku atau perilaku terhadap lingkungannya seperti pada binatang bunglon yang dapat berubah warna kulit sesuai dengan warna yang ada pada lingkungan sekitarnya dengan tujuan untuk menyembunyikan diri dari mangsanya.

2.3 Seleksi alam

Seleksi alam adalah kemampuan alam untuk menyaring terhadap semua organisme yang hidup di dalamnya. Dimana hanya organisme yang mampu menyesuaikan diri terhadap lingkungannya yang akan selamat. Sedangkan yang tidak mampu menyesuaikan diri akan mati atau punah.

1. Contoh Makhluk Hidup yang mengalami Seleksi Alam, Adaptasi, dan Evolusi

a. Cicak Afrika Holaspis guentheri

Yang mengembangkan bentuk kepala yang sangat pipih untuk dapat bersembunyi di celah-celah retakan, seperti yang dapat dilihat pada kerabat dekat spesies ini. Namun, pada spesies ini, kepalanya menjadi sangat pipih, sehingga hal ini membantu spesies tersebut meluncur dari pohon ke pohon. 

b. Burung Finch (satu genus dengan burung pipit)

Di kepulauan Galapagos yang dulu dipakai Charles Daarwin untuk mengembangkan teori evolusi adaptasi, kini terbukti cocok dengan teori itu. Burung Finch yang berukuran sedang, yang dulu diteliti Darwin ternyata perlahan-lahan memperkecil paruhnya untuk mendapatkan aneka jenis biji-bijian. Perubahan ini mulai terjadi sekitar dua puluh tahun setelah kedatangan burung pesaing mereka yang berukuran lebih besar, dan memperebutkan sumber makanan yang sama.

2. Contoh binatang yang mengalami perubahan evolusi karena seleksi alam :

a. Burung puyuh liar semakin punah 

Hal ini disebabkan lingkungan hidup burung puyuh di daerah bebatuan dan bidang tanah yang bergumpal-gumpal semakin langka.

Pada lingkungan seperti itulah burung puyuh liar akan lebih sesuai, sehingga sulit ditangkap pemangsanya. Karena lingkungan yang demikian sudah kian langka maka jumlah burung puyuh pun menjadi langka juga.

b. Punahnya Dinosaurus kurang lebih 65 juta tahun yang lalu secara bersamaan

Menurut pendapat para ahli, kepunahan Dinosaurus disebabkan karena jatuhnya meteor raksasa ke bumi, yang menghamburkan awan debu sehingga menghalangi masuknya sinar matahari.

Tanpa adanya sinar matahari maka tumbuhan akan mati, demikian pula Dinosaurus pemakan tumbuhan yang kemudian diikuti Dinosaurus pemakan daging.