buku ajar ilmu kealaman dasar - lp3ik umsida
advertisement
BUKU AJAR ILMU KEALAMAN DASAR Dr. Ir. Sutarman, M.P. Septi Budi Sartika, M.Pd. Ria Wulandari, M.Pd. Fitria Eka Wulandari, S.Si., M.Pd. UMSIDA PRESS Jl. Mojopahit 666 B Sidoarjo ISBN: 9789793401362 ii BUKU AJAR ILMU KEALAMAN DASAR TIM PENULIS Dr. Ir. Sutarman, M.P. Septi Budi Sartika, M.Pd. Ria Wulandari, M.Pd. Fitria Eka Wulandari, S.Si., M.Pd. Sidoarjo, 2016 Diterbitkan atas Program Bantuan Penulisan dan Penerbitan Buku Ajar dan Modul Praktikum Universitas Muhammadiyah Sidoarjo Tahun 2015/2016 iii BUKU AJAR ILMU KEALAMAN DASAR TIM PENULIS Dr. Ir. Sutarman, M.P. Septi Budi Sartika, M.Pd. Ria Wulandari, M.Pd. Fitria Eka Wulandari, S.Si., M.Pd. Diterbitkan oleh UMSIDA PRESS Jl. Mojopahit 666 B Sidoarjo ISBN: 978-979-3401-36-2 Copyright©2016. Sutarman, Septi Budi Sartika, Ria Wulandari & Fitria Eka Wulandari. All rights reserved. iv KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atar Rahmat dan karunia Nya Buku Ajar Ilmu Kealaman Dasar (IKD) dapat diselesaikan dengan baik dan tanpa halangan yang berarti. Tidak lupa junjungan shalawat dan salam selalu kami haturkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. Penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Dr. Hidayatulloh, M.Si., Rektor UMSIDA yang memberikan kesempatan luas kepada penulis dapat berkarya dan menyumbangkan pikiran sehingga buku ajar ini terselesaikan. 2. Dekan Fakultas yang menaungi Ilmu-ilmu Eksak UMSIDA, M. Abror, SP., MM, Dekan Fakultas Pertanian, Dr. Nur Efendi, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Izza Anshory, ST., MT, Dekan Fakultas Teknik, dan Sri Mukhodim Faridah Hanum, S.ST., MM., M.Kes. Dekan Fakultas Ilmu Kesehatan yang telah memberikan kesempatan penulis untuk berkarya dalam buku ajar ini. 3. Rekan-rekan dosen pengampu Mata Kuliah Ilmu Kealaman Dasar UMSIDA yang telah berbagi pengalaman dalam mengampu mata kuliah tersebut. Saran dan kritik sangat penulis harapkan untuk mewujudkan buku ajar Ilmu Kealaman dasar yang lebih baik dan tentunya sesuai dengan amanat peraturan yang berlaku. Terimakasih. Penulis v DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Hakikat dan Lingkup Kajian IKD 1.2 Kompetensi Dasar dan Metode Pengajaran 1.3 Organisasi Materi Pembelajaran 1.4 Peran dan Manfaat IKD BAB II ALAM PIKIR MANUSIA DAN PERKEMBANGANNYA 2.1 Manusia dan Karakteristiknya 2.2 Perkembangan Alam Pikir Manusia BAB III PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN IPA 3.1 Metode Ilmiah sebagai Dasar IPA 3.2 Ruang Lingkup IPA dan Perkembangannya BAB IV BUMI DAN ALAM SEMESTA 4.1 Pembentukan Alam Semesta dan Tata Surya 4.2 Bumi sebagai Planet 4.3 Struktur Bumi 4.4 Pembentukan Bumi dan Samudera BAB V KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA 5.1 Biosfer dan Makhluk Hidup 5.2 Asal Mula Kehidupan Manusia 5.3 Keanekaragaman Makhluk Hidup 5.4 Persebaran dan Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup BAB VI MAKHLUK HIDUP DAN EKOSISTEM ALAMI 6.1 Populasi dan Komunitas Makhluk Hidup 6.2 Berbagai Bentuk Ekosistem Alami 6.3 Aliran Energi dan Materi Ekosistem Alami 6.4 Macam-macam Bentuk Pola Kehidupan BAB VII SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGAN 7.1 Klasifikasi Sumber Daya Alam dan Lingkungan Hidup 7.2 Konsep-konsep Pengelolaan Sumber Daya Alam 7.3 Masalah Kependudukan dan Lingkungan Hidup 7.4 Prinsip dan Usaha Pelestraian Sumber Daya Alam dan Lingkungan Hidup BAB VIII IPA DAN TEKNOLOGI BAGI KEHIDUPAN MANUSIA 8.1 IPA Sebagai Dasar Pengembangan Teknologi 8.2 Sejarah Peradaban Manusia dan Perkembangan Teknologi 8.3 Manfaat dan Dampak IPA dan Teknologi terhadap Kehidupan Sosial 8.4 IPA dan Teknologi Masa Depan BAB IX BEBERAPA PERKEMBANGAN TEKNOLOGI PENTING 9.1 Bioteknologi 9.2 Bioetika 9.3 Teknologi Informasi 9.4 Teknologi Kearifan Lokal BAB X ISU LINGKUNGAN 10.1 Isu Lingkungan Global 10.2 Isu Lingkungan Nasional dan Lokal 10.3 Etika dan Konversi Lingkungan DAFTAR PUSTAKA BIODATA PENULIS vi v vi 1 1 3 5 6 10 10 13 16 16 20 24 24 31 33 35 37 37 38 39 45 49 49 50 53 57 59 59 60 61 63 66 66 67 69 75 77 77 80 93 95 98 98 109 120 129 134 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Hakekat dan Lingkup IKD Alam lingkungan hidup membutuhkan perhatian, upaya pemeliharaan, dan perlindungan dari masyarakat di manapun baik di negara maju maupun di negara berkembang dan negara tergolong miskin, Pembangunan yang dilaksanakan oleh pemerintah dan masyarakat di tiap negara haruslah menjamin kelestarian alam lingkungan. Pembangunan bukanlah kegiatan berjangka tertentu saja atau sepanjang daya dukung lingkungannya tetapi harus berkelestarian. Pembangunan harus selaras dengan penjaminan kelestarian daya dukung lingkungan di manapun di muka bumi ini secara proporsional. Namun demikian bukan berarti negara yang tidak memiliki hutan, negara yang wilayah daratannya didominasi oleh gurun/ padang tandus, dan sebagain negara-negara di belahan bmi utara misalnya tidak peduli dengan permasalahan negara yang memiliki hutan dalam menjaga kelestariannya sebagai fungsi “paru-paru” dunia. Semua negara di muka bumi idealnya berkewajiban mendukung dan membantu negara-negara yang memiliki hutan dalam membantu mewujudkan penjaminan pelestarian daya dukung lingkungan bagi kehiduan manusia, meskipun hingga saat ini pembangunan berkelanjutan cenderung ditujukan kepada negara-negara berkembang di belahan bumi selatan (Agusta, 2009). Faktanya sebagian besar kondisi lingkungan hidup di negara-negara di belahan bumi selatan dalam kondisi terancam mengalami krisis kemampuan mendukung kehidupan manusia secara optimal. Di lain pihak kita juga lihat fakta bahwa beberapa negara yang beranjak menjadi negara industri seperti China dan India akan mengikuti jejak Amerika Serikat dan negara industri maju lainnya di belahan bumi utara sebagai negara penghasil gas penyebab pemanasan global yang tinggi. Indonesia sebagai negara yang memiliki hutan tropis terluas kedua sesudah Brazil dan tentunya menjadi harapan bagi penduduk dunia sebagai “paru-paru” dunia, mengingat kapasitasnya yang tinggi dalam mendaur karbondioksida menjadi gas oksigen yang diperlukan manusia. Di lain pihak tidak mudah merehabilitasi hutan yang rusak dan memelihara kelestarian hutan di Indonesia. Hal ini sangat berkaitan dengan tingkat pemahaman dan kesadaran masyarakat bangsa Indonesia yang secara rata-rata belum seperti yang diharapkan; indikatornya adalah sampai saat ini relatif laju rehabilitasi hutan belum mampu melampaui laju kerusakan hutan dan berbagai bencana alam akibat aktivitas manusia yang tidak ramah lingkungan masih marak ditemukan. Pengetahun dasar tentang alam lingkungan hidup sangat diperlukan bagi semua penduduk di Indonesia. Di masa depan tentunya generasi muda dan remaja sekarang akan memegang 1 tampuk kekuasaan dan akan sangat menentukan arah pembangunan bangsa. Untuk itu informasi dan konsep dasar tentang alam dan pemanfaatannya perlu disebar-luaskan kepada generasi muda termasuk mahasiswa. Mata kuliah Ilmu Kealaman Dasar diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dasar pemahaman tentang alam lingkungan hidup bagi mahasiwa. Mata kuliah Ilmu Kealaman Dasar (IKD) yang merupakan bagian dari kelompok Mata Kuliah Dasar Umum (MKDU) dapat dideskripsikan sebagai berikut: Mata kuliah ini bertujuan untuk memberi pemahaman kepada mahasiswa mengenai pengetahuan ilmu alam dasar dan alam lingkungannya, perilaku umum alam, serta peran manusia dalam interaksi dengan lingkungannya, sehingga memberi bekal dasar bagi mahasiswa sebagai calon sarjana/profesional di bidangnya untuk mensikapi fenomena dan perubahan lingkungan sehingga memiliki kemampuan ikut serta dalam upaya pemecahan masalah lingkungan hidup secara bijaksana. Capaian pembelajaran yang diharapkan atau standard kompetensi mata kuliah IKD ini adalah: Mahasiswa sebagai calon ilmuwan dan/atau profesional berkemampuan/memiliki cara berfikir kritis, kreatif, sistematis, ilmiah, dan berwawasan luas; memiliki kepedulian terhadap pelestarian sumberdaya alam dan lingkungan hidup; serta mempunyai wawasan tentang perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi dan seni, sehingga dapat ikut berperan dalam upaya pemecahan masalah lingkungan hidup secara bijaksana. Dalam kehidupannya mahasiswa tidak lepas keterkaitannya dengan tempat hidup bukan hanya pada radius aktivitas perkuliahan tetapi juga dalam lingkup area yang lebih luas. Mahasiswa sebagai individu harus ambil bagian dalam suatu sistem pengelolaan kawasan mulai dari area tempat tinggal, melaksanakan aktivitas harian, area produksi pertanian di sekitarnya bahkan hingga akawasan hutan yang dari padanya kita tergantung dalam memperoleh pasokan air baik untuk keperluan minum, pengairan lahan pertanian serta berbagai kebutuhan lainnya. Munandar (2008) menyampaikan bahwa dalam konsep Manajemen Hutan Terpadu diperlukan adanya pembelajaran sosial (social learning) secara berkesinambungan bagi para ilmuwan, perencana, manajer dan pengguna bidang kehutanan untuk memecahkan masalah yang berkitan dengan hutan dan manusia. Pembelajaran sosial yang meliputi: (i) manajemen adaptif yaitu pembelajaran secara sadar dan uji coba kebijakan, (ii) manajemen konflik yang dilakukan melalui proses keputusan politik yang dilakukan pada kelompok-kelompok terkait. Dengan demikian mahasiswa sejak di kampus hingga di dunia kerja dimanapun akan senantiasa menjadi bagian dalam sistem pengelolaan hutan dan kawasan yang disangganya baik langsung maupun tidak langsung. Ilmu Kealaman Dasar (IKD) bertujuan meningkatkan kualitas mahasiswa melalui pemahaman dan respons dalam sikap hidup terkait alam dan komponennya serta interaksi di 2 dalamnya, sehingga mampu secara bijak menempatkan dirinya sebagai bagian dari upaya umat manusia dalam menjaga kelestarian daya dukung lingkungan hidup secara bijaksana. 1.2 Kompetensi Dasar dan Metode Pembelajaran Mata kuliah IKD menuntut kompetensi dasar yang harus dikuasai oleh mahasiswa sebagai pembelajar terhadap tiap-tiap pokok bahasannya seperti terlihat pada Tabel 1.1. Keseluruhan kompetensi dasar dari masing-masing pokok pembasahan yang dicapai mahasiswa diharapkan akan membentuk Standard Kompetensi mata kuliah ini yang harus dikuasai oleh mahasiswa setelah menyelesaikan mata kuliah IKD. Tabel 1.1 Kompetensi Dasar Pokok Bahasan IKD No Kompetensi Dasar 1 Mahasiswa memahami lingkup dan peran Ilmu Kealaman Dasar. 2 3 4 5 Mahasiswa memahami karakteristik alam pikir manusia dan perkembangannya. Mahasiswa mampu memahami metode ilmiah sebagai dasar IPA dan mengetahui perkembangan IPA. Pokok dan Sub Pokok Bahasan Pendahuluan a. b. c. d. Hakekat dan lingkup kajian Ilmu Kealaman Dasar Kompetensi Dasar dan Metode Pembelajaran Organisasi Materi Pembelajaran Peran IKD sebagai Mata Kuliah Berkehidupan Bermasyarakat Alam Pikir Manusia dan Perkembangannya a. Karakteristik Manusia b. Perkembangan Alam Pikir Manusia Perkembangan dan Pengembangan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) a. Metode Ilmiah sebagai dasar IPA b. Perkembangan IPA c. Ruang Lingkup IPA dan Perkembangannya Mahasiswa mengetahui hipotetis pembentukan alam semesta serta pembentukan dan struktur bumi sebagai planet. Bumi dan Alam Semesta Mahasiswa memahami keanekaragaman makhluk hidup dan penyebarannya. Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Persebarannya a. b. c. d. a. b. c. d. Pembentukan Alam Semesta dan Tata Surya Bumi sebagai Planet Struktur Bumi Pembentukan Bumi dan Samudra Biosfer dan Makhluk Hidup Asal Mula Kehidupan Manusia Keanekaragaman Makhluk Hidup Persebaran dan Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup 3 6 Mahasiswa mampu membedakan hierarki mahkluk hidup dan membedakan bentuk-bentuk ekosistem serta pola kehidupan secara umum Makhluk Hidup dan Ekosistem Alami a. b. c. d. Populasi dan Komunitas Makhluk Hidup Berbagai Bentuk Ekosistem Alami Aliran Energi dan Materi dalam Ekosistem Alami Macam-macam Bentuk Pola Kehidupan Lanjutan Tabel 1. Kompetensi Dasar Pokok Bahasan IKD 7 8 9 10 Mahasiswa mengetahui klasifikasi SDA, memahami konsep dasar pengelolaan SDA, memahami masalah kependudukan dan LH serta prinsip dan usaha pelestariannya. Sumberdaya Alam dan Lingkungan Mahasiswa mengetahui keterkaitan IPA, teknologi dan kehidupan manusia serta perkembangnnya, dampak sosialnya, juga IPA dan teknologi masa depan. IPA dan Teknologi bagi Kehidupan Manusia Mahasiswa mengetahui beberapa teknologi penting seperti bioteknologi, teknologi informasi, dan teknologi kearifan lokal. Mahasiswa mengetahui berbagai isu penting lingkungan dan mampu menyikapi berbagai isu lingkungan secara proporsional dan bijak. a. b. c. d. Klasifikasi Sumberdaya Alam dan Lingkungan Hidup Konsep-konsep Pengelolaaan Sumberdaya Alam Masalah Kependudukan dan Lingkungan Hidup Prinsip dan Usaha Pelestarian Sumberdaya Alama dan Lingkungan Hidup a. IPA sebagai Dasar Pengembangan Teknologi b. Sejarah Peradaban Manusia dan Perkembangan Teknologi c. Manfaat dan Dampak IPA dan Teknologi Terhadap Kehidupan Sosial d. IPA dan Teknologi Masa Depan Beberapa Perkembangan Teknologi Penting a. b. c. d. Bioteknologi Teknologi Informasi Teknologi Kearifan Lokal Bioetika Isu Lingkungan a. Isu Lingkungan Global b. Isu Lingkungan Lokal dan Nasional c. Etika Isu Lingkungan Untuk tiap pertemuan perkuliahan menggunakan berbagai variasi metode pembelajaran, yaitu meliputi: (i) tatap muka dalam bentuk ceramah dan diskusi dengan media power point, (ii) Studi lapang (studi kasus) yang dilakukan dengan cara observasi/ pengamatan obyek pembelajaran (di lapangan) secara mandiri dan/atau dengan arahan dosen penanggung-jawab, (iii) penugasan berupa kajian referensi yang bersumber dari web site dan jurnal dalam bentuk penyusunan makalah 4 baik yang bersifat individu maupun kelompok yang dipresentasikan dan didiskusikan di dalam kelas, (iv) diskusi ilmiah dengan tema terkait yang relevan, mendasar, dan up to date, dan (v) cara lain yang mendorong krativitas mahasiswa dengan berorientasi pada metode Student Centered Learning (Peraturan Menteri Ristek dan Pendidikan Tinggi RI No. 44 Tahun 2015 tentang Standar Nasional Pendidikan Tinggi). 1.3 Organisasi Materi Pembelajaran Penyajian materi dalam satu semester disusun tahapannya seperti penggambaran organisasi materi yang ditunjukkan pada Gambar 1.1 Pemahaman dan Orientasi Sikap Pada Isu Lingkungan Melalui STUDI KASUS Kajian Kajian Kajian Isu Lingkungan Isu Lingkungan Isu Lingkungan Teknologi Penting IPA & Teknologi MH & Ekosistem Alami Manusia: Alam Pikir & Keanekaragaman MH & IPA dan Perkembangannya SDA & Lingkungan Bumi dan Alam Hakikat dan lingkup kajian Gambar 1.1 Organisasi materi pembelajaran mata kuliah IKD 5 1.4 Peran dan Manfaat IKD Mata kuliah IKD berperan di dalam menyiapkan dasar pemahaman mahasiswa yang bukan dari kelompok ilmu-ilmu eksakta (ilmu alam) terhadap dirinya sebagai manusia dan lingkungan hidupnya baik pada skala kecil hingga skala global. Dengan memahami posisi diri mahasiswa sebagai calon intelektual di bidangnya, maka diharapkan mahasiswa dapat memberikan peran dalam menjaga kelestarian lingkungan tempat hidupnya. Mata kuliah IKD diharapkan bermanfaat bagi mahasiswa dalam rangka mencapai kesarjanaanya yang memiliki kompetensi yang ditunjukkan oleh kemampuannya dalam merespons dinamika perubahan lingkungan yang akan mempengaruhi aktivitas, keprofesian, dan upaya mengembangkan peran dirinya di dalam masyarakat. Mahasiswa juga harus memahami aktivitas dan tempat hidupnya sangat tergantung dan ditopang oleh ekosistem yang melingkupnya. Sementara itu ekosistem itu sendiri memliki batasbatas daya dukungnya bagi kegidupan makhluk hidup di dalamnya. Saat ini sudah mulai dikembangkan pendekatan untuk mengkaji batas-batas yang menjamin keberlanjutan suatu ekosistem yaitu ecological foot print (tapak ekologi) yaitu suatu besaran yang mengukur permintaan penduduk atas alam dalam satuan metrik yaitu are global biokapasitas (Rusli dkk., 2010b). Menurut Global Footprint Network (GFN) ecological foot print merupakan suatu alat manajemen sumberdaya yang dapat mengukur seberapa banyak tanah dan air yang dibutuhkan oleh populasi manusia untuk menghasilkan sumberdaya yang dikonsumsinya serta untuk menyerap limbah sehubungan dengan penggunaan teknologi. Pada tahun 2002 Indonesia mengalami defisit ekologi sebesar 0,01 Gha /orang (Global hektar = area bioproduktif; tiap global hektar mewakili sejumlah area bioproduktif yang sama) yang kemudian berkembang menjadi 0,05 Gha /orang pada tahun 2003; kondisi ini masih lebih baik dibandingkan nilai defisit ekologi di beberapa negeri seperti Malaysia 1,5 Gha /orang, Jerman 2,8 Gha /orang, Ingris 4,0 Gha/orang, dan Amerika Serikat 4,8 Gha/orang (GFN, 2006 dalam Rusli dkk., 2010b). Kecenderungan defisit ekologi Indonesia yang semakin meningkat dari tahun ke tahun meruapaka tantangan bagi mahasiswa sebagai generasi calon pemimpin bangsa untuk ikut ambil bagian dalam upaya bersama menekan laju peningkatan defisit ekologi tersebut. Hasil perhitngan tapak ekologi lahan pertanian Pulau Jawa, sebagai pulau besar dengan penduduk terpadat di Indonesia, menunjukkan bahwa tapak ekologi Pulau Jawa bernilai 0,2339 Gha/orang (Rusli dkk., 2006a) Perubahan dan kerusakan lingkungan yang terjadi dewasa ini lebih dikarenakan oleh ulah perilaku manusia status sosial ekonominya. Pembangunan merupakan suatu proses perubahan untuk meningkatkan taraf hidup manusia tidak terlepas dari aktivitas pemanfaatan 6 sumberdaya alam. Dalam aktivitas ini sering dilakukan perubahan-perubahan pada ekosistem dan sumber daya alam yang tentunya akan memberikan pengaruh pada lingkungan hidup. Pada kasus reklamasi pantai tampak muncul berbagai persoalan sebagai akibat dari keinginan sekelompok orang (investor) yang kurang memperhatikan secara seksama hasil kajian dampak yang ditimbulkannya dan peraturan perundangan yang berlaku. Memperhatikan berbagai dampak pembangunan terhadap lingkungan, Pemerintah telah menetapkan kebijakan pengelolaan sumber daya alam dan lingkungan hidup secara tepat untuk mendorong perilaku masyarakat untuk menerapkan prinsip-prinsip pembangunan berkelanjutan, sehingga berbagai permasalahan yang timbul baik yang berdampak pada alam maupun manusia disekitarnya dapat diminimalisirdan diantisipasi (Rellua, 2013). Sebagai negara yang besar Indonesia sebagai negara kepulauan terbesar di dunia dengan luas daratan dan lautan teritorial ± 7,7 juta km2 yang terdiri dari 15.508 pulau dan 81.000 km lebih garis pantai (Suprijanto, 1996). Indonesia memiliki banyak kota besar di daerah pantai yang memiliki kecenderungan dilakukannya reklamasi pantai. Berkaitan dengan pemberdayaan masyarakat pesisir dan laut, yang lebih penting dari sejumlah prasyarat di atas adalah adanya pemahaman secara eksternal terutama internal mengenai pranata-pranata tradisional dalam pengelolaan sumberdaya alam yang dipraktekkan masyarakat setempat. Pranata ini penting dicermati khususnya yang berkaitan dengan organisasi dan peraturan pemilikan dan pemanfaatan sumberdaya yang ada, mengingat bahwa permasalahan utama pembangunan dalam rangka meningkatkan taraf kesejahteraan warga desa, bukanlah bermuara pada persoalan ketersediaan sarana fisik, teknis, dan uang, tetapi juga masalah kemampuan dalam manajemen sumberdaya (Razali, 2004). Di lain pihak ekosistem laut sama dengan ekosistem lainnya memiliki daya homeostatis yaitu kemampuan untuk mempertahankan keseimbangan dan merupakan ekosisitem perairan yang memiliki daya dukung (carrying capacity) untuk memurnikan diri (self purification) dari segala gangguan yang masuk ke dalam badan-badan perairan tersebut. Namun demikian saat ini fakta menunjukkan bahwa perairan pesisir merupakan penampungan (storage system) akhir segala jenis limbah yang dihasilkan oleh aktivitas manusia (Dahuri, 2001). Laut menerima bahan-bahan yang terbawa oleh air dari daerah pertanian, limbah rumah tangga, sampah dan bahan buangan dari kapal, tumpahan minyak lepas pantai dan masih banyak lagi bahan yang terbuang ke laut (Darmono, 2001). Jika beban yang diterima oleh perairan telah melampaui daya dukungnya maka kualitas air akan turun. Lingkungan perairan tidak sesuai lagidengan batas baku mutu yang ditetapkan, perairan tersebut telah tercemar baik secara fisik, kimia maupun mikrobilogi. Hal ini di 7 samping sangat berpengaruh terhadap komunitas yang ada di dalamnya, juga sangat berpengaruh terhadap masyarakat yang memanfaatkan perairan pantai. Indonesia sebagai negara kepulauan terbesar di dunia rawan mengalami gangguan di sepanjang garis pantainya. Menurut Elyazar dkk. (2007) Indonesia juga merupakan negara dengan luas hutan mangrove terbesar di dunia dimana mempunyai wilayah pantai sepanjang 54.716 kilometer dari 13.667 pulau yang sebagian besar banyak ditumbuhi hutan mangrove. Luas hutan mangrove di Indonesia sekitar 4.251.011,03 hektar dengan penyebaran: 15,46 persen di Sumatera, 2,35 persen di Sulawesi, 2,35 persen di Maluku, 9,02 persen di Kalimantan, 1,03 persen di Jawa, 0,18 Bali dan Nusa Tenggara, dan 69,43 persen di Irian Jaya (FAO/UNDP, 1990 dalam Hainim, 1996). Berbagai alternatif pengelolaan dapat dilakukan terhadap hutan mangrove yang ada. Masyarakat lokal misalnya, mereka mengkonversi dan memanfaatkan lahan mangrove sesuai dengan kebutuhan hidup, kemampuan mereka dan pandangan mereka atau persepsi tentang hutan mangrove. Dengan berbagai bentuk pemanfaatan yang ada, menyebabkan terjadinya perbedaan dalam perolehan pendapatan dari usaha mengelola hutan mangrove tersebut (Rusdianti dan Sunito, 2012). Sumberdaya pesisir dan kelautan merupakan potensi penting dalam pembangunan di masa depan. Luas wilayah laut Indonesia adalah 62% dari luas wilayah nasional, belum termasuk zona ekonomi eksklusif seluas 2,7 juta kilometer persegi. Laut Indonesia yang begitu luas dengan sumber daya yang melimphah bila dimanfaatkan untuk pembangunan dengan tepat diprediksikan pembangunan di Indonesia akan maju dengan pesat. Berbagai kekayaan keanekaragaman hayati, dan jasa-jasa lingkungan yang diberikan, sumberdaya pesisir dan lautan mempunyai nilai ekonomis dan ekologis yang tinggi dan dapat dipergunakan dalam pembangunan. Pemanfaatan sumberdaya perairan di Indonesia dalam pembangunan pada dasarnya untuk perbaikan kehidupan umat manusia menuju arah yang lebih baik, terutama kehidupan sosial, ekonomi dan budaya. Pembangunan dalam sektor kelautan selain memberikan manfaat besar, juga memberikan pengaruh negatif terhadap sumberdaya dan lingkungan, misalnya kerusakan terumbu karang, sedimentasi, penurunan kualitas perairan, abrasi pantai, illegal fishing (Baransano dan Mangimbulude, 2011). Berbagai gambaran tentang alam lingkungan hidup manusia khususnya di Indonesia tersebut merupakan prospek sekaligus tantangan bagi mahasiswa sebaagai generasi penerus bangsa untuk mampu mengambil posisi yang tepat dalam memberikan peran bagi menjaga kelestarian daya dukung alam tempat hidupnya. Dengan demikian mata kuliah Ilmu Kelaman Dasar atau Ilmu Alamiah Dasar ini kiranya dapat memberikan bekal dasar bagi mahasiswa bidang ilmu8 ilmu sosial untuk dapat menentukan titik temu keilmuan yang ditekuninya dengan tantangan kekinian dan masa depan yang terkait dengan eksistensi alam lingkungan hidupnya. EVALUASI 1. Berikan penjelasan tentang hakikat Ilmu Kealaman Dasar! 2. Apa peran dan manfaat Ilmu Kealaman Dasar? 3. Mengapa mahasiswa non-eksak wajib mempelajari Ilmu Kealaman Dasar? 4. Apakah pentingnya seorang sosiolog, arkeolog, ekonom, seniman, budayawan mempelajari gejala alam? Berikan penjelasan masing-masing! 5. Indonesia merupakan negara kepulauan, negara yang kaya akan sumber daya alam, dan sekaligus negara dengan jumlah perairan yang luas. Berikan pemikiran Anda dan kaitkan dengan peran dan manfaat mata kuliah Ilmu Kealaman Dasar! 9 BAB II ALAM PIKIR MANUSIA DAN PERKEMBANGANNYA 2.1 Manusia dan Karakteristiknya Manusia adalah makhluk hidup yang rata-rata terdiri dari 1012 sel penyusun tubuh berasal dari satu sel telur berukuran 200 m yang sudah dibuahi oleh 1 sel sperma (Gambar 2.1). Saat lahir bayi perempuan memiliki sekitar dua juta telur di dalam indung telur dan ketika perempuan masuk masa pubertas, sebagian besar sel telur yang tersisa juga berguguran dan pada akhirnya wanita hanya memiliki sekitar 400 sel telur yang akan melewati proses ovulasi; jumlah tersebut terus menyusut seiring dengan pertambahan usia hingga akhirnya hilang pada masa menopause; sementara itu pria bisa menghasilkan sperma sepanjang hidupnya (Tempo, 2014). Gambar 2.1 Sel Telur Manusia yang Dibuahi Sel Sperma sebagai Cikal Bakal Manusia Sumber: https://m.tempo.co/read/news/2014/06/04/095582316/kematian-dini-sel-telur Manusia adalah makhluk yang unik dan ada manusia yang tingkah lakunya dipandang berada di luar batas perikemanusiaan, tetapi ada manusia lain yang justru di pandang suci karena telah mencapai tingkat insan kamil. Ridwan (2014) mendeskripsikan manusia sebagai berikut: (i) bahwa istilah manusia yang ada di dalam al-Quran itu memiliki bermacam-macam makna, sebagaimana kata manusia sendiri ada tiga istilah penyebutan dalam al-Quran yaitu, al-Insan, al-Basyar, dan an-Naas; (ii) manusia diciptakan oleh Allah SWT di muka bumi ini adalah sebagai khalifah-Nya, artinya bahwa manusia diberi wewenang sepenuhnya dalam mengatur alam semesta agar tercipta kemakmuraan di muka bumi ini; (iii) bahwa tujuan diciptakannya manusia adalah untuk mengabdi kepada Allah SWT agar dalam menjalani kehidupannya manusia senantiasa bahagia baik di dunia maupun di akhirat. 10 Menurut Afrizal (2014), dalam Islam manusia adalah makhluk yang sangat kompleks, yang membawa misi hidup di dunia, yaitu misi menyembah Tuhan dan memakmurkan dunia serta memiliki struktur psikis yang secara a umum sama dengan hewan, hanya saja ia memiliki kelebihan yaitu berupa kalbu dengan komponennya sebagai berkut: (i) Akal, merupakan daya yang terdapat dalam diri manusia yang dapat menahan atau mengikat (mengendalikan) pemiliknya dari perbuatan buruk dan jahat, serta untuk membedakan antara yang baik dan buruk; (ii) Indra, substansi roh lainnya selain akal yang terdiri dari bagian-bagiannya yaitu melihat, mendengar, mengecap, meraba, mencium, dan merasa; (iii) Tenaga, yaitu daya yang menjadikan manusia mampu bergerak atau melakukan aktivitas;. (iv) Naluri (gharizah) juga bagian dari substansi roh, yang dimiliki oleh manusia dan juga hewan, namun tidak dimiliki oleh tumbuhan. Pada naluri/insting inilah letak syahwat kemaluan dan syahwat perut manusia, karena ia tidak berada di daya pikir ataupun daya rasa; (v) Fitrah yaitu substansi roh yang merupakan ‘program’ bawaan roh manusia yang menjadikannya selalu merasa bahwa ia adalah makhluk yang diciptakan oleh Tuhan Yang Mahakuasa. Allah menyematkannya di dalam roh sebelum ditiupkan ke dalam rahim ibunya. Allah berfirman: “Dan (ingatlah), ketika Tuhanmu mengeluarkan keturunan anak-anak Adam dari sulbi mereka dan Allah mengambil kesaksian terhadap jiwa mereka (seraya berfirman): ‘Bukankah aku ini Tuhanmu?’ Mereka menjawab: “Benar (Engkau Tuhan kami), Kami menjadi saksi” (QS. al-A`raf: 172); (vi) Firasat yaitu substansi roh yang Allah pancarkan ke dalam mata hati orang beriman; orang yang kuat firasatnya mudah mengenal kualitas baik-buruk orang lain berkat nur Allah yang dipancarkan ke dalam hatinya; (vii) Iradah yaitu substansi roh yang yang ingin diraih oleh jiwa manusia seperti ingin terhormat, berwibawa, ingin banyak amal saleh, ingin banyak harta, atau banyak keturunan. Keinginan-keinginan ini tidak ada kaitannya dengan fisik, melainkan berkaitan dengan psikis. Manusia dalam kehidupannya banyak ditentukan oleh alam yang melingkunginya itu. Alam telah memaksa manusia untuk menentukan suatu sikap. Maka tentu saja sedikit banyak alam telah ikut berperan di dalam proses kelahiran seni dan rasa keindahan bagi manusia; manusia, dengan kemamuannya, menanggapi alam secara aktif sedemikian sehingga dapat memunculkan gejala kejiwaan tertentu misalnya kecenderungan untuk mengamati, memiliki, 11 berfantasi, bermain-main, menonjolkan diri, bermasyarakat, membangun, berketuhanan, bebas, berhubungan seks (Aesijah, 2000); termasuk gejala kejiwaan yang desktruktif terhadap alam. Manusia adalah makhluk hidup yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut: (i) Memiliki organ tubuh yang kompleks dan memiliki organ yang spesial yang membedakanya dengan makhkuk hidup yang lain yaitu pada organ otak; (ii) Melangsungkan metabolism dalam tiap sel tubuhnya; (iii) Memiliki respons terhadap tiap rangsangan dari lingkungannya; (iv) Tumbuh, secara fisik dimulai dari bayi hingga dewasa yang menujukkan penambahan volume tubuhnya; (v) Berkembang biak atau dapat menghasilkan keturunan untuk kelangsungan keturunannya; (vi) Bergerak; (vii) Berinteraksi dengan lingkungannya. Selain ciri-ciri disebutkan di atas, manusia juga memiliki karakter yang unik, yaitu: (i) Memiliki Akal budi (ii) Memilki rasa ingin tahu (kuriositas); karakter ini yang membuat manusia melahirkan ilmu pengetahuan; (iii) Alam pikiran yang senantiasa berkembang; suatu karekter yang berhubungan erat juga dengan akal budi dan rasa ingi tahu. Manusia sebagai makhluk memiliki kelebihan dibandingkan dengan penghuni bumi lainnya, yaitu: (i) Makhluk yang berpikir dan bijaksana (Homo sapiens) yang dicerminkan dalam tindakan dan perilakunya terhadap lingkungannya; (ii) Makhluk pembuat alat bantu bagi kegiatan hidupnya karena sadar akan keterbatasan inderanya; (iii) Makhluk yang dapat berbicara/berkomunikasi baik secara lisan maupun tulisan; (iv) Makhluk yang hidup bermasyarakat (Homo Sosius) dan berbudaya (Homo Humanis); (v) Makhluk yang dapat mengadakan usaha (Homo Economicus); (vi) Makhluk yang mempunyai kepercayaan dan beragama (Homo religious). Sebagai makhluk hidup manusia juga memiliki naluri seperti yang dimiliki oleh hewan. Namun, manusia memiliki kelebihan, yaitu “kemampuan berpikir”. Manusia memiliki rasa ingin tahu yang berkembang atau dengan kata lain, manusia mempunyai kemampuan berpikir. Ia bertanya terus setelah tahu tentang “apa”-nya, mereka juga ingin tahu “bagaimana” dan “mengapa” begitu. Manusia mampu menggunakan pengetahuannya yang terdahulu untuk dikombinasikan dengan pengetahuannya yang baru, menjadi pengetahuannya yang lebih baru. Hal 12 demikian itu berlangsung berabad-abad lamanya, sehingga terjadi suatu akumulasi pengetahuan. Sebagai ilustrasi, kita bayangkan saja manusia purba zaman dulu yang hidup di gua-gua atau di atas pohon. Namun karena kemampuannya berpikir tidak semata-mata didorong oleh sekedar kelestarian hidupnya tetapi juga untuk membuat hidupnya lebih menyenangkan, maka mereka mampu membuat rumah di atas tiang-tiang kayu yang kokoh dan bahkan sekarang manusia mampu membuat istana atau gedung-gedung pencakar langit. Bandingkan dengan burung yang dengan caranya membuat sarang dan perilaku makan yang relatif tidak mengalami perubahan sepanjang masa. Demikianlah juga dengan harimau yang hidup dalam gua-gua atau monyet yang membuat sarang di atas pohon tidak mengalami perubahan sepanjang zaman. Rasa ingin tahu yang terus berkembang dan seolah-olah tanpa batas itu menimbulkan perbendaharaan pengetahuan pada manusia itu sendiri. Hal ini tidak saja meliputi kebutuhankebutuhan praktis untuk hidupnya sehari-hari seperti membuat panah atau lembing yang lebih efektif untuk berburu dan bercocok tanam, tetapi pengetahuan manusia juga berkembang sampai kepada hal-hal yang menyangkut keindahan. Dengan senantiasa berkembangnya pengetahuan manusia dari waktu ke waktu, tampak nyata bahwa manusia berbeda sama sekali dengan hewan. Manusia memiliki derajat akal dan rasa ingin tahu (curiousty) yang derajatnya jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan hewan atau makhluk lainnya. Perkembangan rasa ingin tahu pada manusia dimulai dengan timbulnnya pertanyaan dari sesuatu yang dilihat dan diamatinya. Adanya kemampuan berpikir pada manusia menyebabkan terus berkembangnya rasa ingin tahu manusia terhadap alam semesta ini. Jawaban tehadap berbagai banyak pertanyaan manusia terhadap peristiwa dan gejala yang terjadi di alam semesta ini akhirnya menjadi ilmu pengetahuan. Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) bermula dari rasa ingin tahu, yang merupakan suatu ciri khas manusia. Manusia mempunyai rasa ingin tahu tentang benda-benda di sekelilingnya, alam sekitarnya, angkasa luar, bahkan tentang dirinya sendiri. Manusia dengan rasa ingin tahunya yang besar, selalu berusaha mencari keterangan tentang fenomena alam yang teramati yang pada ahirnya akan melahirkan ilmu pengetauan alam (IPA). 2.2 Perkembangan Alam Pikir Manusia Manusia sebagai makhluk yang berpikir dibekali rasa ingin tahu. Rasa ingin tahu inilah yang mendorong untuk mengenal, memahami dan menjelaskan gejala-gejala alam. Manusia mampu menggunakan pengetahuannya yang dahulu untuk dikombinasikan dengan pengetahuannya yang baru, menjadi pengetahuan yang lebih baru. 13 Pengetahuan ini akhirnya tidak hanya terdapat pada objek yang diamati dengan panca indera saja, tetapi juga di luar keinderaan. Rasa ingin tahu manusia ternyata tidak dapat terpuaskan atas dasar pengamatan maupun pengalaman saja untuk memuaskan alam pikirannya. Berbagai pengetahuan baru yang bermunculan dan merupakan gabungan dari pengalaman dan kepercayaan seorang disebt mitos. Adapun pengetahuan yang merupakan cerita itu disebut legenda. Mitos ini timbul karena keterbatasan alat indera manusia seperti: (i) mata yang tidak mampu melihat pergerakan benda yang sangat cepat atau tidak mampu melihat jasad yang ukurannya kurang dari 500 milimikron; (ii) alat pendengar manusia hanya mampu menangkap getaran yang mempunyai ferkuensi 30 sampai 30.000 getaran perdetik, sehingga frekuensi di luar kisaran itu tidak dapat didengar; (iii) bau dan rasa di luar rasa manis, asam, asin dan pahit yang tidak dapat dideteksi indera pembau dan perasa; (iv) rangsangan baik berbentuk suhu, kelembaban, teksutur pada tingkat tertentu yang tidak terdeteksi oleh alat perasa. Karena keterbatasan inderanya tersebut, maka pada batas-batas tertentu manusia mampercayai mitos dalam rangka upaya manusia untuk memenuhi hasrat ingin tahu. Interaksinya dengan alam dan tuntutan pemenuhan rasa ingin tahun manusia mempengaruhi perkembangan kejiwaan dan perkembangan kebudayaan manusia. Seperti disampaikan Landow dan Everett (2014) bahwa filsuf Perancis Auguste Comte (1798-1857), “Bapak Sosiologi” yang terkenal dengan Filsafat Positif-nya, membagi tahapan perkembangan kebudayaan manusia menjadi: (i) Tahap teologi; manusia menciptakan mitos untuk memahami gejala alam yang terjadi pada sekitarnya. Mitos adalah pengetahuan yang diperoleh melalui pengalaman dan pemikiran sederhana serta dikaitkan dengan kepercayaan akan danya kekuatan gaib. Dalam alam mitos ini, penalaran belum terbentuk, dan yang bekerja adalah daya khayal, imajinasi dan intuisi; (ii) Tahap metafisik; pada tahap ini manusia telah mengubah peradabannya dengan maendasarka pengetahuannya pada keyakinan akan maha pencipta atau wahyu yang diberikan oleh sang pencipta; (iii) Tahap positif; tahap ini manusia memahami hukum-hukum ilmiah atau mulai menggunakan penalaran dalam proses berpikir yang memiliki ciri-ciri logis dan analistis untuk memperoleh/menemukan pengetahuan yang benar atau kegiatan berfikir. Di lain pihak hingga saat ini terdapat berbagai cara untuk memperoleh kesimpulan atau pengetahuan yang tidak berdasarkan penalaran, di antaranya ialah: pengambilan kesimpulan berdasarkan perasaan atau intuisi, wahyu, dan tindakan trial dan error (tindakan coba-coba atau untung-untungan). Pola pikir berdasarkan mitos ternyata juga mengajak manusia, di manapun di 14 muka bumi ini, untuk berkembang melalui tahap-tahap peradabannya dari menemukan sesuatu yang asing menuju ke sesuatu yang dikenal; cara berpikir demikian sebagian masih bertahan sampai sekarang. Perkembangan alam pikir manusia dapat dilihat pada wujud perkembangan budayanya. Ribuan tahun sebelum masehi manusia sudah mengenal pemanfaatan batu bagi berbagai keperluan hidup seperti menciptakan alat berburu dan menciptakan api dari gesekan batu. Kebudayaan manusia terus berkembang dari jaman batu menjadi jaman di mana manusia mengenal logam bagi berbagai keperluan hidupnya yang ditunjukkan dengan berbagai alat terbuat dari logam seperti tombak atau lembing, alat masak, dan berbagai bentuk lainnya. Pada abad sebelum masehi manusia sudah mengenal alat transportasi baik yang menggunakan hewan maupun yang bersifat mekanik; bahkan sudah juga dikenal pelayaran dan teknologi terkaitnya. abad 15-16 Revolusi industri pada telah banyak mengubah peradaban manusia termasuk pelayaran dalam rangka menemukan daerah baru dan usaha untuk menguasai sumberdaya alam. Pada jaman modern saja perkembangan pemikiran manusia selama 2-3 dasawarsa telah mengubah peradaban manusia sangat signifikan. Pada tahun 1980-an dalam komunikasi jarak jauh (tanpa bertatap muka) manusia mengandalkan sarana telpon kabel, tetapi pada tahun 2010-an, komunikasi lebih banyak dilakukan lewat hand phone yang dimediasi oleh jaringan selular/satelit. EVALUASI 1. Sebutkan dan jelaskan kelebihan manusia dibanding makhluk lainnya! 2. Apa perbedaan rasa ingin tahu manusia dengan rasa ingin tahu binatang? 3. Perkembangan pikir manusia berkembang dari munculnya rasa ingin tahu meningkat menuju ke permasalahan yang lebih kompleks, yang ditunjukkan dengan pertanyaan dengan kata tanya 5W (what, who, where, when, why) dan 1H (how). Buatlah daftar pertanyaan dengan menggunakan kata tanya 5W dan 1H tentang fakta salah satu fenomena alam! 4. Manusia memperoleh pengetahuan kadangkala tanpa melalui penalaran (pseudoscience), sebutkan cara-cara manusia dalam memperoleh pengetahuan tersebut dan berikan contohnya! 5. Setiap daerah yang ada di Indonesia mempunyai mitos yang sampai saat ini masih dipercaya. Berikan contoh mitos yang ada di daerah Anda, apakah masuk akal? Jelaskan fakta yang sesungguhnya! 15 BAB III PERKEMBANGAN DAN PENGEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN ALAM Manusia mengenal alam sejak lahir bahkan mulai saat di dalam kandungan janin sudah berinteraksi dengan lingkungan di luar tubuh ibu yang mengandungnya. Manusia mendapat rangsangan dari alam serta sekaligus berkomunikasi dan berintekaksi melalui panca inderanya. Pengalaman yang diperoleh manusia dari semua interaksi dan komunikasi dengan alam itu kemudian akan melahirkan pengetahuan yaitu kumpulan fakta-fakta obyektif (the bundle of facts). Kumpulan fakta-fakta obyektif yang diperoleh mansuia tersebut akan bertambah terus dari waktu ke waktu karena dorongan rasa ingin tahu dan pemenuhan kebutuhan manusia. Selanjutnya kumpulan fakta-fakta obyekif yang dimilki manusia baik sebagai individu maupun kelompok tersebut yang melahirkan ilmu pengetahuan; dalam hal ini karena fakta-fakta obyektif tersebut adalah segala bentuk rangsangan, informasi, interaksi yang berkaitan dengan alam-lingkungan tempat hidup manusia, maka ilmu pengetahuan tersebut disebut sebagai Ilmu Pengetahuan Alam. Namun demikian untuk memenuhi rasa ingin tahu dan kebutuhan akan suatu acuan berpikir, seringkali manusia melahirkan pengetahuan yang tidak berdasarkan fakta yang mampu diinderai oleh manusia dan alat bantu yang diciptakannya yaitu mitos. Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk tentang alam yang tentunya tidak termasuk segala hal yang berkaitan dengan pengetahuan sosial atau peri kehidupan manusia. IPA yang kita kenal sekarang dengan kompleksitas dan percabangan ilmu yang demikian banyak, dimulai dari kesederhanaan yang merupakan tuntutan kebutuhan hidup dan merupakan wujud dari perkembangan alam pikir manusia. 3.1 Metode Ilmiah Sebagai Dasar IPA Ilmu Pengetahuan Alam tumbuh dan berkembang dari buah olahan alam pikir manusia yang mendasarkan pada fakta-fakat yang bisa dirasakan dan diterima oleh indera manusia baik langsung maupun tidak langsung melalui alat bantu baik berupa peralatan fisik (misalnya mikroskop dan alat laboratorium lainnya) maupun non fisik misalnya berupa pedoman/kriteria atau gambaran imajinatif yang disusun berdasarkan pengamatan fisik. Fakta-fakta yang bukan obyektif atau yang tidak bisa dibuktikan kebenarannya berdasarkan tingkat pemahaman dan/atau tingkat kemampuan pembuktian oleh manusia, maka bukanlah suatu ilmu pengetahuan. Dengan kata lain bahwa suatu temuan atau pengetahuan yang tidak bisa 16 dibuktikan kebenarannya adalah bukan ilmu pengetahuan. Misalnya pemahaman tentang adanya “makhluk halus” (makhluk astral) mungkin saat ini dianggap tahayul dan bukan ilmu pengetahuan karena tidak bisa dibuktikan keberadaanya secara fisik oleh manusia dan/atau dengan menggunakan alat bantu yang ada saat ini. Akan tetapi bisa saja dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang mampu memvisualisasi gelombang elektromagnetik tertentu yang ternyata bersesuaian dengan gelombang elektromagnetik yang “diekspresikan” oleh eksistensi “makhluk halus” tersebut, maka saat itu pengetahuan tentang makhluk halus tersebut sudah bersifat ilmiah. Hal ini serupa dengan pemahaman tentang gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh handphone yang kemudian bisa di-audiovisualisasi-kan sehingga dengan jarak jauh tanpa tatap muka tapi mansuia bisa berkomunikasi. Ilmu yang diciptakan sebagai produk olah akal manusia tidaklah muncul seketika atau dalam waktu pendek tapi melalui proses yang panjang. Pada perkembangan selanjutnya ilmu itu disusun dengan menggunakan sistematika dan metode tertentu dalam mensitntesanya. Ilmu dapat didefinisikan sebagai: “pengetahuan tentang suatu bidang yangg disusun secara bersistem menurut metode tertentu, yangg dapat digunakan untuk menerangkan gejala tertentu di bidang (pengetahuan) itu”. Ilmu pengetahuan atau atau kepandaian senantiasa berkembang sejalan dengan perkembangan pemikiran manusia. Ilmu diperoleh, tumbuh, dan berkembang melalui proses yang disebut sebagai proses ilmiah yaitu melalui metode ilmiah (scientific method). Metode Ilmiah merupakan proses keilmuan untuk memperoleh pengetahuan secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Proses ilmiah yaitu suatu proses yang diguakan dalam rangka memperoleh dan/atau menumbuh-kembangkan ilmu; proses ilmiah (Gambar 3.1) yang berlangsung akan menghasilkan luaran yang akan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan yang kemudian dapat digunakan dalam rangka untuk mengembangkan ilmu pengetahuan yang ada. 17 Perumusan Masalah Gambar 3.1 Proses dalam Metode Ilmiah Ilmiah adalah proses pencapaian pengetahuan yang diperoleh melaui suatu metode sistematis (metode ilmiah) yang melibatkan penggunaan fakta-fakta yang dapat diinderai oleh manusia dan/atau alat bantu dan dapat diterima oleh akal sehat; dengan demikian pengetahuan dikatakan ilmiah jika memiliki ciri-ciri keilmuan yaitu: (i) Rasional: masuk akal dan terjangkau oleh penalaran manusia; (ii) Empiris: dapat diamati orang lain dengan menggunakan panca indera mereka; (iii) Sistematis: menggunakan proses dengan langkah-langkah logis. Proses yang dilakukan dalam penelitian ilmiah berawal dari penemuan masalah, merujuk teori, mengemukakan hipotesis, mengumpulkan data, menganalisis data, dan membuat kesimpulan. Adapun karakteristik umum metode Ilmiah: (i) Kritis dan Analitis: Mendorong suatu kepastian dan proses penyelidikaan untuk megidentifikasi masalah dan solusinya. (ii) Logis: Merujuk pada metode dari argumentasi ilmiah dan kesimpulan rasional dari bukti- bukti yang ada. (iii) Objektif: Bahwa yang diperoleh ilmu lain akan sama apabila studi yang sama dilakukan pada kondisi yang sama. (iv) Konseptual dan teoritis: Menuntun dan mengarahkan upaya penelitian. (v) Empiris: Bersandar pada realitas. (vi) Sistematis: Prosedur yang cermat dan aturan baku 18 Metode ilmiah selalu dipakai dalam penelitian dan selalu akan meliputi pelaksanaan tahapan atau langkah (i) Observasi (Masalah):yaitu kegiatan menggali informasi dari berbagai sumber empiris dan teoritis; bahkan pada penelitian kuantitatif untuk membangun informasi yang dibutuhkan maka seringkali dilakukan penenelitian pendahuluan (pra-riset); (ii) Melakukan perumusan masalah yang ditunjukkan dalam bentuk pertanyaan; (iii) Menyusun hipotesis atau dugaan (“kesimpulan”) sementara atas upaya pemecahan masalah dalam penelitian yang akan dlaksanakan; (iv) Mengimplementasikan metode penelitian untuk menguji hipotesis; (v) Melaksanakan pengumpulan data dan melakukanaAnalisis atas data yang diperoleh atau dikumpulkan dengan menggunakan alat-alat/uji Statistik yang relevan; (vi) Menarik kesimpulan hasil penelitian yang akan memperkaya khasanah ilmu pengetahuan. Dalam proses pembelajaran Ilmu Kealaman Dasar, dosen pengampu dapat melakukan pendekatan ilmiah dalam rangka pencapaian standard kompetensi mata kuliah IKD. Tahap dalam pendekatan saintifik bisa digunakan seperti yang disampaikan Wijayanti (2014) yaitu: (i) Mengamati (observasi), metode yang mengutamakan kebermaknaan proses pembelajaran (meaningfull learning) dengan kompetensi yang diharapkan adalah melatih kesungguhan, ketelitian, dan mencari informasi; (ii) Menanya atau membuka kesempatan secara luas kepada mahasiswa untuk bertanya mengenai apa yang sudah dilihat, disimak, dibaca atau dilihat; (iii) Mengumpulkan Informasi, merupakan tindak lanjut dari bertanya. Kegiatan ini dilakukan dengan menggali dan mengumpulkan informasi dari berbagai sumber melalui berbagai cara; (iv) Mengasosiasikan/mengolah informasi, merupakan kegiatan memproses informasi yang sudah dikumpulkan baik terbatas dari hasil kegiatan mengumpulkan/eksperimen maupun hasil dari kegiatan mengamati dan kegiatan mengumpulkan informasi; (v) Menarik kesimpulan setelah menemukan keterkaitan antar informasi dan menemukan berbagai pola dari keterkaitan tersebut; (vi) Mengkomunikasikan apa yang telah dipelajari melalui menuliskan atau menceritakan apa yang ditemukan dalam kegiatan mencari informasi, mengasosiasikan dan menemukan pola. Metode ilmiah harusnya menjadi prinsip bagi mahasiswa dan seluruh insan ilmiah dalam memecahkan masalah dalam kehidupan manusia dan alam lingkungan hidupnya. Untuk itu sangat ideal jika sikap ilmiah menjadi bagian dari sikap hidup sarjana dan para professional di bidangnya. Adapun sikap ilmiah yang harus ditumbuhkembangkan adalah: 19 (i) Kuriositas atau rasa ingin tahu yang tinggi; (ii) Tidak menerima kebenaran tanpa bukti; (iii) Jujur, yaitu menerima dan/atau mengungkap fakta apa adanya tanpa disispi kepentingan yang tidak proporsional; (iv) Terbuka yaitu sikap bisa menerima pendapat berbeda dan tidak menutup diri dari informasi dari pihak yang berbeda pandangan; (v) Toleran yaitu memiliki sikap tenggang rasa dan tidak angkuh; (vi) Skeptis yaitu bersikap hati-hati dan ragu dalam mencari kebenaran; (vii) Optimis yaitu selalu berpengharapan baik; (viii) Pemberani yaitu sikap berani melawan ketidakbenaran atau kekuatan yang akan mempengaruhi penyimpangan proses yang menggunakan metode ilmiah; (ix) Kreatif yaitu sikap yang senantiasa berupaya mengembangkan sesuatu atau mencari terobosan atau jalan keluar dalam mengatasi masalah dan atau modifikasi metode pelaksanaan penelitian tanpa harus mengorbankan prinsip-prinsip metode ilmiah. Perilaku ilmiah biasanya sangat ramah terhadap lingkungan, karena sebelum melakukan aktivitas yang terkait interaksinya dengan alam, maka akan dikaji dulu secara ilmiah/rasional dampak kegiatan dimaksud. Ada baiknya meneladani perilaku suku Baduy yang dirumuskan dari hasil penelitian Permana dkk. (2011) tentang pengetahuan dan pandangan tradisional masyarakat Baduy (masyarakat yang dekat dengan alamnya) yang diturunkan dari generasi ke generasi, yaitu: (i) masyarakat Baduy yang selalu melakukan tebang-bakar hutan untuk membuat ladang (huma), tidak terjadi bencana kebakaran hutan atau tanah longsor di wilayah Baduy; (2) di wilayah Baduy banyak permukiman penduduk berdekatan dengan sungai, tidak terjadi bencana banjir; (3) walaupun rumah dan bangunan masyarakat Baduy terbuat dari bahan yang mudah terbakar (kayu, bambu, rumbia, dan ijuk), jarang terjadi bencana kebakaran hebat; dan (4) wilayah Baduy yang termasuk dalam daerah rawan gempa Jawa bagian Barat, tidak terjadi kerusakan bangunan akibat bencana gempa. Kearifan lokal dalam mitigasi bencana yang dimiliki masyarakat Baduy sejatinya didasari oleh pikukuh (ketentuan adat) yang menjadi petunjuk dan arahan dalam berpikir dan bertindak. Pikukuh merupakan dasar dari pengetahuan tradisional yang arif dan bijaksana, termasuk juga dalam mencegah bencana. 3.2 Ruang Lingkup IPA dan Perkembangannya Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yaitu induk ilmu pengetahuan yang mengkaji semua hal yang berhubungan dengan alam meliputi: (i) Manusia sebagai komponen dari alam yang juga merupakan subyek sekaligus obyek kajian; 20 (ii) Alam-lingkungan yang bersifat hidup (lingkungan biotik) atau disebut juga organisme (makhluk hidup) yang terdiri dari: dunia tumbuhan dan dunia hewan; pada perkembangan berikutnya dikenal juga mikroroganisme atau jasad renik yang hanya dapat dilihat dengan alat bantu berupa lensa pembesar (mikroskop). Secara keseluruhan kajian tentang lingkup yang bersifat biotik ini disebut Biologi. Ilmu Biologi terbagi menjadi berbagai cabang ilmu seperti: botani (ilmu tumbuhan), zoologi (ilmu hewan), mikrobiologi (ilmu tentang jasad renik). Botani terbagi menjadi berbagai anak cabang ilmu tergantung jenis tumbuhan yang dikaji. Zoologi dibagi menjadi berbagai anak cabang ilmu tergantung jenis hewannya. Begitu juga mikrobiologi terbagi menjadi: bakteriologi (tentang bakteri), mikologi (tentang jamur/fungi), virology (tentang virus). (iii) Alam lingkungan yang bersifat tidak hidup (lingkungan abiotik) yang merupakan lingkungan tempat hidup dan beraktivitasnya manusia. Dari lingkup ini melahirkan: ilmu astronomi (perbintangan), geologi, geodesi, dan masing-masing berkembang menjadi berbagai cabang ilmu. Ilmu pengetahuan berkembang setelah adanya pengamatan, pengalaman, dan pemirikan manusia yang sangat terbatas. Sejalan dengan waktu ilmu pengetahuan meningkat baik dalam bidang kajian maupun kedalaman dan kompleksitasnya. Pada mulanya semua catatan-catatan yang merupakan kumpulan pengetahuan disusun tanpa ada penggolongan bidang ilmu. Pada perkembangan berikutnya, sejalan dengan meningkatnya kompleksitas pengetahuan, maka para penulis dan/atau “ilmuwan” mengumpulkan catatan-catan/kutipan kutipan yang berguna tersebut dalam kelompok-kelompok besar ilmu alam yaitu: anatomi (ilmu pengetahuan tentang urai tubuh), botani (ilmu pengetahuan tentang tumbuhan), zoologi (ilmu tentang hewan), astronomi (ilmu tentang perbintangan), mineralogi (ilmu tentang pertambangan). Saat ini ilmu alam makin berkambang; sebagaimana diimplementasikan mulai dari pendidikan dasar (SD) hingga pendidikan menengah atas (SMA), dikenal 3 bidang ilmu dari IPA yaitu: (i) Biologi yaitu ilmu yang mempelajari makhluk hidup yang terbagi menjadi berbagai cabang ilmu yaitu kajian tentang manusia, tumbuhan, hewan, dan jasad renik; (ii) Kimia yaitu terbagi menjadi: kimia organik, kimia anorganik, kimia analitik; (iii) Fisika yaitu fisika inti, fisika kuantum, termofisika, fisika terapan, fisika modern; Di antara ketiga bidang imu IPA tersebut terdapat “irisan” kajian yaitu: (i) Kajian antara biologi dan kimia yaitu: biokimia yang terdiri dari beberapa anak cabang ilmu sesuai kepentingan dan kebutuhan manusia; (ii) Kajian antara kimia dan fisika yaitu: kimia koloid dan fisika koloid; 21 (iii) Kajian antara biologi dan fisika yaitu biofisika. Selanjutnya “irisan” kajian itu makin kompleks dan menghaslkan ilmu-ilmu baru seperti: bioteknologi dan biologi molekuler. IPA yang saat ini dipelajari dan ditumbuhkembangkan adalah ilmu pengetahuan yang memiliki karakter sebagai berikut: (i) Sebagai bentuk bahasa atau sistem komunikasi yang dipakai oleh manusia di seluruh dunia apapun Negara dan latar-belakang budayanya (ii) Memiliki bidang di mana metode ilmiah dapat diterapkan; jadi jika metode ilmiah tidak dapat diterapkan, maka ilmu tersebut bukanlah IPA; (iii) Memiliki tujuan mencari kebenaran dan menemukan fakta; (iv) Bersifat bebas nilai; artinya kajian dan temuan dalam IPAtidak bisa ditafsirkan berbeda berdasarkan latar-belakang manusianya (pengguna/ilmuwan); (v) Bersifat relatif (tidak mutlak); jadi kajian dan/atau temuan dalam IPA tidak memiliki kebenaran mutlak, tapi memiliki prinsip dedukto-hipotetiko-verifikatif yaitu permasalahan didekati kemudian diduga penyelesaian/jawaban pemecahannya dan selanjutnya diuji/diveifikasi untuk mendapatkan kesimpulan. Sebagaimana dikemukakan Tutik (2012) metode ilmiah yaitu logico-hypotetico-vrivicative hanya berlaku untuk keilmuan yang bersifat deskriptif yaitu dalam rangka menjelaskan hubungan sebab-akibat antara dua hal. Sedangkan sifat keilmuan hukum adalah preskriptif; dengan demikian metode dan prosedur penelitian dalam ilmu-ilmu alamiah dan ilmu-ilmu sosial tidak dapat diterapkan untuk imu hukum. IPA senantiasa berhubungan dengan bidang ilmu lain termasuk bidang non IPA sejalan dengan perkembangan alam pikir manusia. Ekologi sebagai cabang ilmu IPA berhubungan erat dengan kehidupan manusia sebagai makhluk sosial dan berpolitik dalam kehidupannya. Menurut Dharmawan (2007) dalam dua dekade terakhir perkembangan bidang keilmuan ekologi manusia, sosiologi lingkungan, dan ekologi politik sangat pesat; transformasi ekologi manusia menjadi sosiologi-ekologi-manusia (sosiologi lingkungan) telah mendorong munculnya ekologi politik sebagai bidang keilmuan bau untuk melengkapi bidang-bidang keilmuan sebelumnya. 22 EVALUASI 1. Bagaimana hakekat Ilmu Pengetahuan Alam itu? 2. Sebutkan dan jelaskan tahapan dalam metode ilmiah! 3. Apakah kaitan antara sikap ilmiah, proses ilmiah, dan produk ilmiah? 4. IPA merupakan disiplin ilmu yang mempelajari fenomena alam dan interaksinya, yang terbagi menjadi 3 bidang kajian yaitu biologi, fisika, dan kimia. Berikan penjelasan tentang kajian masing-masing bidang! 5. IPA yang terbagi atas biologi, fisika, dan kimia juga bisa diterpadukan misalkan biofisika merupakan keterpaduan antara biologi dan fisika, berikan contoh aplikasi bidang ilmu IPA yang lainnya! 23 BAB IV BUMI DAN ALAM SEMESTA Pagi dimulai ketika di timur tampak cahaya merah dan disusul terbitnya matahari. Alam menjadi terang benderang seiring pergerakan matahari. Matahari akan terus bergerak sampai puncak ketinggian pada siang hari kemudian turun sampai berada di sebelah barat dengan cahaya kuning kemerahan dan akhirnya tenggelam seolah ditelan bumi, hari mulai malam. Fenomena alam ini kita alami setiap hari sehingga menjadi tidak istimewa lagi. Tetapi di dalam Al-Quran ditegaskan berulang kali tentang pergantian malam dan siang seperti terdapat di QS Al-Nur (24): 44 yang artinya “Allah mempergantikan malam dan siang. Sesungguhnya pada yang demikian itu terdapat pelajaran yang besar bagi orang-orang yang mempunyai penglihatan”. QS Al-Furqan (25): 62 yang artinya “Dan dia (pula) yang menjadikan malam dan siang silih berganti bagi orang yang ingin mengambil pelajaran atau orang yang ingin bersyukur”. Hal ini menunjukkan peristiwa pergantian malam dan siang tidak hanya sekedar peristiwa biasa tetapi terdapat pelajaran yang dapat diambil. Fenomena lain yang dapat kita amati berhubungan dengan matahari dan bulan. Matahari berotasi mengelilingi porosnya sambil bergerak mengelilingi pusat Galaksi Bimasakti. Bumi berotasi sambil bergerak mengelilingi matahari dalam lintasan elips. Bulan berotasi dan bergerak mengelilingi bumi yang terus mengelilingi matahari. Ketika matahari, bumi, dan bulan berada dalam satu garis lurus akan terjadi gerhana. Hal ini disebutkan dalam QS Yunus (10): 5 yang artinya “Dialah yang menjadikan matahari bersinar dan bulan bercahaya dan ditetapkan-Nya manzilah-manzilah (tempat-tempat) bagi perjalanan bulan itu, supaya kamu mengetahui bilangan tahun dan perhitungan (waktu). Allah tidak menciptakan yang demikian itu melainkan dengan hak. Dia menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya) kepada orang-orang yang mengetahui”. Kedua fenomena alam tersebut merupakan sebagian kecil dari peristiwa yang ada di alam semesta. Banyak terdapat fenomena alam yang menarik untuk dibahas seperti proses terciptanya alam semesta. Di bab ini akan dibahas proses terciptanya alam semesta sampai keistimewaan bumi sebagai planet yang menjadi tempat tinggal berbagai macam makhluk hidup. 5.1 Pembentukan Alam Semesta dan Tata Surya Alam semesta merupakan ruang dimana di dalamnya terdapat kehidupan biotik maupun abiotik serta segala macam peristiwa alam yang dapat diungkapkan maupun yang belum dapat diungkapkan oleh manusia yang mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amuba, dan sebagainya. Sedang makrokosmos adalah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet, dan galaksi. 24 1) Teori Pembentukan Alam Semesta Pendapat kaum materialis yang berlaku selama beberapa abad hingga awal abad ke-20 menyatakan, bahwa alam semesta memiliki dimensi tak terbatas, tidak memiliki awal, dan akan tetap ada untuk selamanya. Menurut pandangan ini, yang disebut “model alam semesta yang statis”, alam semesta tidak memiliki awal maupun akhir. Pandangan ini menyangkal adanya Sang Pencipta dengan menyatakan bahwa alam semesta ini adalah kumpulan materi yang konstan, stabil, dan tidak berubah-ubah. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi Abad ke-20 meruntuhkan konsep alam semesta yang statis. Saat ini, pada awal Abad ke-21, melalui sejumlah besar percobaan, pengamatan, dan perhitungan, fisika modern telah mencapai kesimpulan bahwa alam semesta memiliki awal, bahwa alam diciptakan dari ketiadaan dan dimulai oleh suatu ledakan besar. Teori Big Bang atau Ledakan Besar menyatakan bahwa seluruh materi dan energi dalam alam semesta pernah bersatu membentuk sebuah bola raksasa. Kemudian bola raksasa ini meledak sehingga seluruh materi mengembang karena pengaruh energi ledakan yang sangat besar. Sejak terjadinya peristiwa Big Bang, alam semesta telah mengembang secara terus-menerus dengan kecepatan maha dahsyat. Para ilmuwan menyamakan peristiwa mengembangnya alam semesta dengan permukaan balon yang sedang ditiup. Teori Big Bang didukung oleh penemuan Edwin Powell Hubble, astronom kebangsaan Amerika Serikat di observatorium California Mount Wilson thn 1924. ketika Hubble mengamati bintang-bintang diangkasa Melalui teleskop raksasanya, ia mendapati spectrum cahaya merah diujung bintang-bintang tersebut. Menurut teori fisika yang sudah diakui, spectrum cahaya berkelap-kelip yang bergerak yang menjauhi tempat observasi cenderung mendekati warna merah. Pengamatan tersebut memberi kesimpulan bahwa berbagai galaksi saling menjauh dengan kecepatan sampai beberapa ribu kilometer per detik. Hal ini berarti bahwa alam sedang berekspansi (meluas/melebar) atau dikatakan bahwa alam bersifat dinamis. Ilmu pengetahuan modern menemukan teori pembentukan alam semesta dengan tepat pada awal Abad-21 sedangkan Al-Quran telah menyebutkan dengan detail pembentukan alam semesta 1400 tahun yang lalu. Penciptaan alam semesta berdasarkan konsep Islam dan sains modern memiliki hubungan dan saling bersesuaian satu sama lain. Proses penciptaan alam dimulai dari penyatuan antara ruang alam dan materi dari sesuatu yang padu (QS Al-Anbiya’ [21]:30) kemudian terjadi pemisahan oleh Allah dengan mengalami proses transisi membentuk dukhan. Setelah itu ruang alam melebar, meluas, dan memuai (QS Adz-Zariyat [51]:47). Proses penciptaan alam berlangsung selama enam periode, empat periode penciptaan bumi dan dua periode penciptaan langit (QS Al-Fushilat [41]:9-12. Penciptaan alam dalam sains modern bermula dari 25 ruang kosong, kemudian inti atom padat meledak, lalu menjadi galaksi, dan menjadi bintangbintang dengan tata suryanya masing-masing. 2) Teori Pembentukan Tata Surya Beberapa teori yang berkenaan dengan pembentukan tata surya diantaranya adalah: a. Teori Kondensasi Teori ini dikemukakan oleh Immanuel Kant tahun 1755 dan dilanjutkan oleh ahli matematika Pierre Laplace tahun 1796. Teori kondensasi mengatakan bahwa matahari dan planetplanet berasal dari kabut pijar yang berpilin (berputar) di dalam jagat raya. Dari perputaran, sebagian massa kabut terlepas dan membentuk gelang-gelang di sekeliling bagian utama gumpalan kabut tersebut. Gelang lambat laun membentuk gumpalan, memadat, dan akhirnya terbentuk planet. b. Teori Planettesimal Teori ini dikemukakan oleh astronom Forest Ray Moulton dan seorang ahli geologi T.C. Chamberlin pada tahun 1900. Teori ini disebut Planetesimal yang berarti planet kecil karena planet terbentuk dari benda padat yang memang telah ada. Matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-bintang yang banyak, pada satu waktu ada sebuah bintang yang berpapasan pada jarak yang tidak terlalu jauh akibatnya terjadi pasang naik antara matahari dan bintang tadi. Pada waktu bintang itu menjauh sebagian, massa dari matahari itu jatuh kembali ke permukaan matahari dan sebagian lain berhamburan di sekeliling matahari. Inilah yang disebut dengan planetesimal yang kelak kemudian menjadi planet-planet yang beredar pada orbitnya dan mengelilingi matahari. c. Teori Pasang Teori pasang disusun oleh Sir James dan Sir Harold Jeffreys pada tahun 1918. Teori ini berdasarkan ide benturan. Planet langsung terbentuk dari massa gas asli yang ditarik dari matahari oleh bintang yang lewat dan bukan oleh penyusunan benda alam yang besar dan padat dari berbagai unsur kecil. Menurut teori pasang, pada waktu bintang mendekat atau bahkan menyerempet matahari, tarikan gravitasinya menyedot filament gas berbentuk cerutu yang besar pada bagian tengahnya dan mengecil pada bagian ujungnya. d. Teori Bintang Kembar Teori bintang kembar dikenalkan seorang astronom bernama R.A Lyttleton. Menurut Lyttleton, matahari berasal dari suatu bintang kembar dan kedua bintang itu mengelilingi suatu pusat gravitasi. Sebuah bintang lewat mendekati salah satu matahari dan mungkin telah hancur dan mengubah bentuknya menjadi massa gas besar yang berputar-putar. Bintang yang bertahan akan menjadi matahari sedangkan yang berbenturan dalam selang waktu tertentu telah berkembang menjadi planet-planet. 26 e. Teori Awan-Debu Teori ini dikenalkan oleh astronom Amerika Serikat, Fred L.Whipple. Whipple berpendapat bahwa calon sistem tata surya semua merupakan awan luas yang terdiri atas debu dan gas kosmos yang diduga berbentuk piring. Ketidakteraturan awan menyebabkan terjadinya perputaran. Debu dan gas yang berputar berkumpul menjadi satu dan awannya hilang. Partikel-partikel keras di dalamnya saling berbenturan, melekat dan kemudian menjadi planet. Berbagai gas yang terdapat di tengah awan kemudian berkembang menjadi matahari. 3) Anggota Tata Surya Tata surya terdiri dari Matahari, 8 planet, satelit, komet, meteor, dan asteroid. Planet- planet berevolusi mengelilingi matahari dengan orbit berbentuk elips. Planet memiliki satelit, satelit berputar mengelilingi planet dan bersama dengan planet mengelilingi matahari. a. Matahari Matahari merupakan anggota tata surya yang paling besar. 98% massa tata surya terkumpul di matahari. Di samping sebagai pusat peredaran, matahari juga merupakan pusat sumber tenaga di lingkungan tata surya. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, yaitu fotosfer, chromosfer, dan corona. Aktivitas matahari diantaranya adalah: 1) Sunspot (bintik matahari) Sunspot merupakan bagian permukaan matahari yang suhunya lebih rendah dari suhu sekitamya. Bintik ini timbul akibat adanya perubahan medan magnet di matahari. Sunspot memiliki suhu 4.000 K – 5.000 K. Ukuran rata-rata bintik matahari ini dari tepi ke tepi 10.000 km, ukuran terbesar 200.000 km sampai 300.000 km, sedangkan terkecil 3.000 km yang disebut pori-pori. 2) Prominensa Prominensa merupakan semburan material matahari ke arah luar kemudian jatuh kembali ke permukaan matahari. Terjadi di permukaan merah dengan bentuk yang berbeda-beda (pita, loop, spiral, gunung atau tabir). Ketinggian semburannya bisa mencapai satu juta mil. 3) Granula Granula merupakan gumpalan-gumpalan di permukaan matahari yang terjadi karena adanya perbedaan suhu yang sangat besar antara daerah panas dengan daerah dingin di permukaan matahari. 4) Angin matahari Angin matahari merupakan aliran konstan dari partikel-partikel yang dikeluarkan bagian atas atmosfer matahari yang bergerak ke seluruh tata surya. Beberapa bukti adanya angin matahari 27 yang dapat dirasakan atau dilihat dari bumi adalah badai geomagnetic berenergi tinggi yang merusak satelit dan sistem listrik, aurora di kutub utara dan kutub selatan, dan partikel menyerupai ekor panjang pada komet yang selalu menjauhi matahari akibat hembusan angina matahari. b. Planet Planet merupakan suatu benda langit yang berwarna gelap, tidak memiliki cahaya sendiri, dan mengelilingi atau mengorbit bintang dengan lintasan serta kecepatan tertentu. Planet mampu melakukan gerak revolusi dan gerak rotasi, gerak revolusi adalah gerak planet mengelilingi matahari dengan satu putaran penuh, sedangkan gerak rotasi adalah gerak planet berputar pada porosnya. Terdapat beberapa planet yang berada pada sistem tata surya. Urutan planet berdasarkan jarak dari matahari adalah merkurius, venus, bumi, mars, yupiter, saturnus, uranus, dan neptunus. 1) Merkurius Merupakan planet terdekat dengan matahari yang berjarak ± 0,39 SA (1 SA = 150 juta kilometer). Planet merkuriius tidak memiliki satelit. Periode revolusi merkurius 88 hari dan periode rotasinya 59 hari dengan suhu permukaan bagian terang sebesar 5000oC. 2) Venus Venus merupakan planet kedua dari matahari. Planet ini terkenal dengan nama Bintang Kejora yang bersinar terang pada waktu sore atau pagi hari. Venus memiliki suhu permukaan yang cukup tinggi yaitu 464oC, atmosfer tebal dan beracun serta memerangkap suhu panas seperti efek rumah kaca sehingga tidak ditemukan adanya kehidupan. Rotasi venus ± 247 hari dan berevolusi selama 225 hari. 3) Bumi Bumi menempati urutan ketiga terdekat dengan matahari. Jarak rata-rata bumi dan matahari adalah ± 150 juta km. Bumi dianggap bulat dengan jari-jari 6371 km, berputar pada sumbunya dari barat ke timur dengan kecepatan sudut konstan. Bumi memiliki atmosfer dan satu satelit yaitu bulan dan merupakan benda paling padat dalam tata surya. 4) Mars Planet ini jarak rata-ratanya dengan matahari 1,52 SA atau 228 juta km. Periode revolusi 687 hari. Warna planet mars merah, cuaca cerah pada malam hari karena lapisan atmosfernya tipis. Di mars, tidak terdapat oksigen, hampir tidak ada air, sedangkan kutub es yang diperkirakan mengandung banyakair tak lebih merupakan lapisan salju yang sangat tipis. Oleh karena itu kutub yang berwarna putih itu sering lenyap. Memiliki dua satelit yaitu Phobos dengan jari-jari orbit 9.370 km dan Deimos dengan jari-jari orbit 23.500 km. 28 5) Yupiter Yupiter merupkan planet terbesar. Planet ini mengandung gas metana dan amoniak yang banyak serta mengandung gas hydrogen. Planet yupiter bergaris tengah 138.560 km. Rotasinya cepat yaitu 10 jam sehingga pada bagian ekiator tampak sedikit mengembang dan membentuk sabuk. Revolusinya 11,86 tahun dan memiliki 17 satelit, 4 diantaranya berukuran besar yaitu Io, Europa, Ganymede, dan Callisto. 6) Saturnus Saturnus dihiasi oleh cincin dan gelang yang indah serta memiliki 9 planet yaitu Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Hyperion, Lapetus, dan Phoebe. Saturnus memiliki massa jenis sebesar 0,75 g/cm3, lebih kecil daripada massa jenis air. Planet Saturnus berupa gas yang terdiri dari metana dan amoniak dengan suhu rata-rata103oC. Periode rotasinya 10 jam 2 menit dan periode revolusinya 29,5 tahun. 7) Uranus Uranus ditemukan oleh William Herschoel pada 1781 dan ada tahun 1977 ditemukan cincin yang melilit Uranus. Memiliki 5 satelit yaitu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon. Jarak ke matahari ± 19,2 SA (2.880 juta km). Arah gerak rotasi Uranus dari timur ke barat. Periode rotasinya 10 jam 8 menit dan periode revolusinya adalah 84 tahun. 8) Neptunus Neptunus memiliki dua satelit yaitu Nereid dan Triton. Satelit Triton beredar berlawanan dengan gerak rotasi Neptunus. Jarak rata-rata ke matahari adalah 30,07 SA (4.510 juta km). Neptunus merupakan kembaran planet Uranus. Eriode revolusinya 164,8 tahun, massanya 17,3 kali massa bumi dan berdiameter 50.000 km. 9) Planet-planet Baru Ilmuwan dari Badan Antariksa Nasional Amerika Serikat (NASA) menemukan lebih dari 1.284 planet baru di luar tata surya kita. Dari total jumlah tersebut, hampir 550 bisa jadi adalah planet berbatu seperti bumi, berdasarkan ukuran mereka. Sembilan planet di antaranya memiliki kondisi mirip bumi yang bisa dikatakan memiliki kemungkinan dapat menopang kehidupan. Hasil pengamatan NASA menjadikan jumlah planet yang dikonfirmasi di luar tata surya menjadi 3.264. Sebagian besar kelompok planet yang disebut exoplanets ini terdeteksi teleskop Kepler milik NASA, yang menemukan planet layak huni seperti bumi. Salah satu planet baru yang ditemukan diberi nama Keppler-186f. Planet ini kurang lebih 10 persen lebih besar dari bumi dan terletak sekitar 500 tahun cahaya dari konstelasi Cygnus. Spekulasi bahwa planet ini 29 mungkin mengandung air, sebuah komponen penting untuk hidup, menandai langkah maju yang signifikan dalam mencari lokasi layak huni di luar sistem tata surya bumi. c. Satelit Satelit merupakan benda angkasa kecil yang bergerak mengelilingi planet. Bersama-sama dengan planetnya, satelit beredar mengelilingi matahari dengan arah peredarannya sama dengan arah peredaran planetnya dan bidang edarnya hampir berimpit dengan bidang edar planetnya. Ada dua jenis satelit, yaitu satelit alami dan satelit buatan. Satelit alami adalah satelit yang sudah berada dalam tata surya dan bukan buatan manusia. Contohnya adalah bulan yang menjadi satelit alami bumi. Sedangkan, satelit buatan adalah satelit yang dibuat oleh manusia. Satelit buatan dibuat dengan tujuan tertentu, seperti mendapatkan informasi keadaan cuaca, merelai siaran radio dan televisi, navigasi dan pembuatan peta, dan penyelidikan ilmiah. d. Komet Komet adalah benda langit yang mengelilingi matahari. Komet memiliki orbit garis edar sendiri yang bentuknya sangat lonjong. Komet tersusun atas partikel-partikel es yang berwujud gas dan debu yang membeku. Partikel-partikel tersebut terdiri atas senyawa-senyawa hidrogen dengan unsur-unsur yang lebih berat, terutama karbon, nitrogen, dan oksigen. Sewaktu komet bergerak mendekati matahari, lapisan gas di permukaan terdesak oleh sinar matahari. Lapisan gas yang terdesak tersebut memanjang menyerupai ekor yang panjangnya ratusan juta km. Ekor tersebut selalu membelakangi matahari. Itulah sebabnya komet sering disebut sebagai bintang berekor. Ekor tersebut terus memanjang seiring dengan mendekatnya komet ke matahari. Panjang ekor maksimum tercapai pada saat orbit komet mencapai titik perihelium. Setelah itu, panjang ekor makin pendek seiring dengan semakin jauhnya dari matahari sampai akhirnya gelap. e. Meteor Meteor adalah benda langit yang mengorbit dengan mengitari atau mengelilingi matahari dalam lintasan yang tidak tetap. Meteor merupakan pecahan benda baik itu dari asteroid dan komet, meteor dapat berupa serpihan batu atau besi. Meteor dapat ke bumi karena tertarik oleh gravitasi bumi dimana disaat memasuki atmosfer bumi, meteor akan bergesekan dengan udara sehingga meteor akan berpijar, yang disebut dengan bintang jatuh. f. Asteroid Antara planet Mars dan Yupiter terdapat sabuk asteroid, yaitu ribuan planet kecil dan pecahan-pecahan yang asalnya masih diperdebatkan. Beberapa asteroid memiliki orbit kecil seperti Adonis, Apollo, dan Hermes. Tetapi ada satu asteroid yang memiliki orbit besar adalah Hidalgo. Asteroid pertama ditemukan pada awal abad ke-19 (1801) oleh Piazzi diberi nama Ceres, setelah itu 30 tahun 1802 asteroid Pallas, tahun 1804 Juno dan tahun 1807 Vesta ditemukan. Saat ini sudah ribuan asteroid telah direkam dan ditentukan orbitnya (Sodiq, 2014). 5.2 Bumi sebagai Planet Bumi yang kita tempati sekarang ini merupakan planet yang dirancang khusus oleh Allah guna mendukung kehidupan semua makhluk. Bumi menyediakan lingkungan yang dapat memelihara kehidupan karena ada keseimbangan mulai kadar gas di atmosfer, kandungan air, unsur hara, tanaman, flora-fauna, suhu. 1) Umur Bumi Para ahli menentukan umur Bumi melalui beberapa teori seperti sedime, kadar garam, termal, dan teori radioaktifitas. a. Teori Sedimen Perhitungan usia Bumi berdasarkan teori ini adalah dengan melihat ketebalan lapisan sedimen yang membentuk batuan. Setiap tahun ketebalan lapisan sedimen rata-rata yang terbentuk dapat diketahui usianya. Dengan cara membandingkan tebal batuan sedimen yang terdapat di Bumi saat ini, maka dapat dihitung umur lapisan tertua kerak Bumi, yaitu diperkirakan terbentuk 500 juta tahun yang lalu (Jasin, 2008). b. Teori Kadar Garam Usia/umur Bumi dapat diduga berdasarkan kandungan garam di laut. Laut semula airnya tawar, dengan adanya air yang mengalir lewat sungai dari darat masuk ke laut membawa garam. Keadaan ini berlangsung dalam kurun waktu yang panjang. Dengan mengetahui kenaikan kadar garam pada setiap tahun, kemudian membandingkannya dengan kaar garam saat ini, maka Bumi diduga telah berumur 1.000 juta tahun. c. Teori Termal Teori ini menggunakan dasar perhitungan suhu Bumi. Mula-mula Bumi merupakan batuan yang sangat panas kemudian lama-kelamaan mendingin. Dengan mengetahui massa dan suhu Bumi, maka ahli fisika bangsa Inggris (Elfin) menduga bahwa perubahan Bumi menjadi batuan yang dingin seperti saat ini dari batuan yang sangat panas pada permulaannya membutuhkan waktu 20.000 juta tahun. d. Teori Radioaktifitas Usia Bumi menurut teori radioaktifitas dideteksi melalui waktu peluruhan unsur-unsur radioaktif. Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan unsur radioaktif untuk luruh atau mengurai sehingga massanya tinggal separuh. Berdasarkan perbandingan kadar unsur radioaktif dengan kadar unsur hasil peluruhan dalam suatu batuan (U238 dan Pb206) dapat diperkirakan usia Bumi ± 5.000 – 7.000 juta. 31 2) Rotasi, Revolusi, Gravitasi Bumi Rotasi Bumi adalah gerakan berputar pada sumbunya. Sekali putar butuh waktu 24 jam. Akibat dari rotasi bumi adalah matahari terbit di sebelah timur dan tenggelam di sebelah barat, pergantian siang dan malam, bumi berbentuk bulat pepat di kedua kutubnya, serta perbedaan waktu di tempat-tempat yang berbeda garis bujurnya. Revolusi Bumi adalah gerakan planet Bumi mengelilingi matahari. Waktu untuk melakukan revolusi adalah 365,25 hari. Akibat adanya revolusi bumi adalah terjadi empat musim (panas, dingin, semi, dan gugur) pada wilayah yang terletak di sebelah utara garis balik Utara dan di sebelah selatan garis balik Selatan, perbedaan lama waktu siang dan malam, rasi bintang yang berbeda setiap bulan. Gravitasi bumi adalah gaya berat bumi. Akibat adanya gravitasi bumi, semakin ke arah kutub, berat benda semakin berat. Menurut Newton berat benda harus dianggap sebagai gaya tarik yang terjadi antara Bumi dan benda tersebut. 3) Pasang Surut Pasang surut merupakan suatu fenomena yang terjadi di laut karena adanya pergerakan naik atau turunnya posisi permukaan perairan laut secara berkala yang disebabkan oleh gaya gravitasi atau gaya tarik menarik benda astronomi oleh matahari. Tipe pasang-surut dalam satu hari menurut terjadinya dibedakan menjadi: a. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide), dalam satu hari akan terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang-surut terjadi secara berurutan dan secara teratur. b. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide), dalam satu hari hanya terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. c. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semidiurnal), dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi dan periodenya berbedabeda. d. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal), dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi kadang sementara waktu akan terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda sekali. Berdasarkan posisi matahari, bulan, dan bumi, pasang surut dibedakan menjadi pasang surut purnama dan pasang surut perbani. Pasang surut purnama terjadi setiap tanggal 1 dan 15 (bulan muda dan bulan purnama) posisi bumi-bulan-matahari berada pada satu garis lurus, 32 sehingga gaya tarik bulan dan matahari terhadap bumi saling memperkuat, di mana tinggi pasangsurut sangat besar dibanding pada hari-hari yang lain. Pasang surut perbani terjadi sekitar tanggal 7 dan 21 saat posisi bulan dan matahari membentuk sudut siku-siku terhadap bumi, sehingga gaya tarik bulan terhadap bumi saling mengurangi, di mana tinggi pasang-surut kecil dibanding dengan hari-hari lain. 4) Gerhana Gerhana adalah fenomena astronomi yang terjadi apabila sebuah benda angkasa bergerak ke dalam bayangan sebuah benda angkasa lain. Gerhana yang terjadi adalah gerhana matahari dan gerhana bulan. a. Gerhana matahari Gerhana matahari terjadi bila bulan terletak antara bumi dan matahari pada saat bulan baru, dimana bayangan bulan mengenai bumi. Gerhana matahari dibedakan menjadi gerhana matahari total, gerhana matahari sebagian, gerhana matahari cincin, dan gerhana matahari hibrida. b. Gerhana bulan Gerhana bulan terjadi apabila bumi berada di antara matahari dan bulan pada satu garis lurus yang sama, sehingga sinar matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalangi oleh bumi.Saat itu bidang orbit bumi berimpit dengan bidang orbit bulan. Gerhana bulan hanya terjadi satu atau dua kali dalam setahun yaitu pada malam purnama atau pada saat bulan bersinar utuh. Namun gerhana bulan tidak terjadi pada setiap bulan purnama. Penyebabnya adalah bidang orbit bulan dan ekliptika bersilangan sebesar 5° sehingga bulan tidak selalu berada di ekliptika. Ketika terjadi gerhana, bulan yang sedang purnama memasuki area bayangan bumi yang disebut penumbra (bayangan kabur) atau umbra (bayangan inti). Berdasarkan bagaimana bulan memasuki bayangan bumi tersebut, gerhana bulan dibagi menjadi 3 macam yaitu gerhana bulan total, gerhana bulan sebagian, gerhana bulan penumbra. 5.3 Struktur Bumi Bumi memiliki empat lapisan, yaitu: 1) Atmosfer Atmosfer memegang peranan penting dalam kehidupan makhluk hidup di muka bumi karena mengandung O2 yang dibutuhkan oleh manusia dan hewan serta mengandung CO2 yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis. Lapisan atmosfer terdiri dari empat lapisan yaitu troposfer, stratosfer, mesosfer, dan termosfer. Troposfer merupakan lapisan atmosfer paling bawah, memiliki temperatur lebih rendah dan ada pembentukan awan, hujan, dan badai guruh. Lapisan 33 troposfer berubah-ubah, lebih dari 80% massa atmosfer terletak pada lapisan ini. Stratosfer merupakan lapisan di atas troposfer, memiliki temperatur suhu lebih tinggi daripada suhu troposfer dan memiliki lapisan ozon. Mesosfer adalah lapisan tengah atmosfer dan memiliki penurunan suhu dengan ketinggian dan gerakan udara vertikal tidak dihalangi secara kuat. Termosfer merupakan lapisan paling atas atmosfer dengan suhu sampai ribuan derajat celcius. Campuran gas yang ada pada lapisan atmosfer tidak tampak dan tidak berwarna. Ada empat gas utama dalam jumlah besar di atmosfer, yaitu nitrogen, oksigen, karbondioksida, dan argon. Gas lain yang stabil adalah neon,helium, metana, krypton, hydrogen, xenon dan yang kurang stabil adalah ozon dan radon dalam jumlah kecil. 2) Hidrosfer Hidrosfer tidak sepenuhnya menutupi seluruh permukaan bumi, tetapi hanya 75% yang meliputi lautan, danau-danau, dan es yang terdapat dalam kedua kutub. Kedalaman laut rata-rata 4000 m dan yang terdalam adalah di dekat pulau Guam dengan kedalaman 11.000 m. Hidrosfer mempunyai pengaruh yang besar terhadap atmosfer karena air yang menguap akan membentuk awan yang selanjutnya menimbulkan hujan, kembali ke laut lagi. Siklus air semacam itu berlangsung berabad-abad. Siklus itu menyebabkan air laut menjadi asin karena garam mineral yang mudah larut pada kerak bumi terbawa ke laut secara terus-menerus. Kandungan garam mineral air laut pada saat ini adalah 3,5%, yang terbanyak adalah NaCl dan MgSO4. Garam inggris menyebabkan rasa pahit pada air laut. Pada waktu hujan turun, terbawa gas-gas terutama O2 dan CO2 yang penting pada kehidupan di laut. 3) Litosfer Kulit bumi memiliki dua lapisan yaitu lapisan Sial (Si dan Al) dan lapisan Sima (Si dan Mg). Kulit bumi terdiri dari zat padat yang dinamakan batuan. Berdasarkan kejadiannya dibagi menjadi tiga yaitu batuan beku (batuan magma), batuan sedimen (endapan), dan batuan metamorf (malihan). Gaya endogen memberikan bentuk kulit bumi, sedangkan gaya eksogen merusak bentukbentuk permukaan bumi, seperti pelapukan dan erosi. Gaya endogen meliputi gerak epriogenetik, gerak orogenetik, gempa bumi, dan vulkanisme. Lapisan litosfer terdiri dari kerak samudra (tebal ± 10 km) dan kerak benua (tebal 30-70 km). Dibawah lithosfer ada astonosfer (berbentuk batuan setengah cair dengan suhu ± 1.200oC), kemudian di bawahnya ada lapisan mantel (tersusun dari batuan vulkanik, suhu ± 3.000oC). 4) Centrosfer/ Barysfer Bumi tersusun dari unsur nikel dan ferum. Diduga unsur inilah yang mengakibatkan adanya daya magnet bumi. Pengaruh panas matahari hanya terasa sampai 20 m di bawah permukaan bumi, kemudian semakin masuk ke dalam bumi semakin meningkat panasnya. Inti bumi terdiri dari inti 34 luar dan inti dalam. Lapisan inti luar terdiri dari logam cair dan dapat membangkitkan medan magnet bumi. Inti dalam tersusun dari logam padat walaupun suhunya mencapai 6.000oC. 5.4 Pembentukan Bumi dan Samudera Awal proses pembentukannya, bumi merupakan benda yang berpijar kemudian mendingin. Pada proses mendingin tersebut maka yang menjadi keras adalah lapisan terluar yang sering kita sebut kulit bumi atau kerak bumi (lithosfer). Pada tahap awal lapisan lithosfer sangat labil tetapi tetap berotasi. Karena rotasi itu, lapisan kerak bumi yang labil dapat menggeser ke arah horizontal atau vertikal. Hal ini juga terjadi karena lapisan di bawah kerak bumi pada saat itu masih leleh. 1) Pembentukan Benua Wegener seorang ahli geografi berkebangsaan Jerman mengemukakan suatu teori yang disebut teori Wegener (1915). Menurut teori ini, bumi pada 2500 juta tahun yang lalu hanya terdapat satu benua yang sangat besar yang retak dan kemudian bergeser saling menjauhi satu dengan yang lain. Akibat pergeseran itu terbentuklah benua-benua Asia, Amerika, Eropa, Afrika, Australia, dan Antartika. Teori Wegener didukung oleh fakta bahwa semenanjung Timur dari Amerika Selatan ternyata mempunyai bentuk dan lekukan yang sama dengan lekukan pada benua Afrika sebelah Barat dan lekukan bagian Selatan benua Australia cocok dengan tonjolan benua Antartika. Peristiwa pergeseran berlangsung dalam jutaan tahun. Secara kronologis dapat digambarkan bahwa: a. Pada 225 juta tahun yang lalu, masih terdapat benua “Super Continental”. b. Pada 200 juta tahun yang lalu, “Super Continental” pecah menjadi 3 bagian, yakni benua EropaAsia, Afrika-Amerika, dan Antartika-Australia. c. Pada 135 juta tahun yang lalu, Afrika dan Amerika mulai memisah. d. Pada 65 juta tahun yang lalu, Australia dan Antartika memisahkan diri. Pergeseran sampai saat ini pun masih berlangsung. 2) Pembentukan Samudera a. Pergeseran vertical, yaitu samudera Hindia (Indonesia) dimana kerak bumi menggeser ke bawah dan sebagai imbangannya bagian sisi lain menggeser ke atas menjadi dataran tinggi atau gunung Himalaya. b. Tertarik oleh benda alam semesta lain dan gaya sentripetal sehingga bagian bumi terlepas menjadi satelit yaitu bulan maka terbentuk samudera Pasifik. Berdasarkan penelitian batubatuannya, maka batu-batuan di bulan sama dengan batu-batuan pada dasar Samudera Pasifik, yaitu batuan Silisium-Magnesium. 35 EVALUASI 1. Sebutkan bukti bahwa bumi: a. Bulat b. Berotasi c. berevolusi 2. Mengapa matahari selalu terbit di timur dan tenggelem di barat kalau dilihat dari Indonesia ? Apakah fenomena ini juga terjadi bagi pengamat yang ada di daerah kutub bumi ? Jelaskan ! 3. Ketika bumi berotasi, apakah atmosfer bumi juga ikut berotasi ? Jelaskan dengan contoh ! 4. a. Apakah yang dimaksud dengan gravitasi bumi ? b. Berikanlah contoh fenomena dalam kehidupan sehari-hari yang membuktikan adanya gravitasi bumi ! c. Jelaskan mengapa gravitasi bumi di setiap permukaan bumi tidak sama ! 36 BAB V KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA 5.1 Biosfer dan Makhluk Hidup Setelah bola Bumi mengalami pendinginan dan terbentuknya benua, danau, sungai, dan lautan pada kira-kira 2250 juta tahun lalu, terbentuklah bahan bakal biosfer, yaitu suatu tempat tinggal tempat makhluk hidup melangsungkan kehidupannya. Dalam kehidupan makhluk terbentuk system hubungan antar makhluk hidup tersebut dengan materi dan energi yang mengelilinginya. Tempat dan system itulah yang disebut biosfer. Biosfer sebagai lapisan kehidupan di bumi, tempat dimana makhluk hidup tinggal dan melangsungkan kegiatan hidupnya. Lapisan ini terbagi 3 lapisan yaitu: Gambar 5.1 Bumi dan Lapisannnya Sumber: https://www.google.co.id/search?q=lapisan+bumi 1. Litosfer adalah lapisan kulit bumi, tempat dimana makhluk hidup darat tinggal dan melangsungkan kehidupannya. Lithosphere adalah akumulasi masa dari batuan-batuan padat yang membentuk selubung yang mengelilingi bagian cair bumi yang panas (magma). Lithosphere terdiri dari komponen primer seperti: Mineral, Batuan, Fluida. 2. Hidrosfer adalah lapisan air, merupakan tempat hidup bagi makhluk hidup aquatik dan merupakan sumber dari air, yang mengalami siklus untuk terjadinya hujan. Hidrosfer meliputi 71 persen dari permukaan bumi yg merupakan air. Yang paling besar ini adalah samudrasamudra, yang berisi di atas 97 persen dari semua Air di atas bumi. Gletser-gletser dan selubung es yang kutub berisi lebih sedikit 2 persen dari air Bumi dalam wujud es yang padat. Hanya sekitar 06 persen adalah sebenarnya sebagai groundwater. 3. Atmosfer adalah lapisan udara, merupakan sumber kehidupan bagi makhluk hidup, karena dari sanalah gas-gas yang diperlukan untuk respirasi dan proses fotosintesis diperoleh. Bahkan 37 unsur hara dalam bentuk gas yang dibutuhkan oleh tumbuh-tumbuhan juga diperoleh dari atmosfer. Atmosfer adalah lapisan udara yang mengelilingi bumi dengan ketebalan kurang lebih 1.000 km dari permukaan bumi. Atmosfer terdiri dari: a) Troposfer merupakan lapisan terbawah dari atmosfer, yaitu pada ketinggian 0 - 18 km di atas permukaan bumi. b) Stratosfer merupakan lapisan kedua dari atmosfer bumi, terletak di atas troposfe dan dibawah mesosfer c) Mesosfer merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-benda angkasa luar lainnya. Termosfer (ionosfer). Lapisan termosfer ini disebut juga lapisan ionosfer. Karena lapisan ini merupakan tempat terjadinya ionisasi partikel-partikel yang dapat memberikan efek pada perambatan/refleksi gelombang radio, baik gelombang panjang maupun pendek d) Eksosfer atau Desifasister Pada lapisan ini merupakan tempat terjadinya gerakan atomatom secara tidak beraturan 5.2 Asal Mula Kehidupan Manusia Apakah sebenarnya yang dimaksud dengan “makhluk hidup”, agak sulit dijawab secara sederhana, kita dapat membedakan antara makhluk hidup dengan benda mati dengan mengetahui ciri-cirinya, dibawah ini ciri-ciri yang dimiliki oleh makhluk hidup, yaitu: (1) bernafas, (2) memerlukan makanan/ nutrisi (3) bergerak (4) tumbuh dan berkembang, (5) berkembang biak/reproduksi, (6) menyesuaikan diri terhadap lingkungannya /beradaptasi, (7) peka terhadap rangsang/ irritabilitas Sebelum makhluk hidup muncul dipermukaan Bumi,yang ada hanya bakal biosfer, yaitu lingkungan fisik saja. Oleh karena itu, timbullah pertanyaan darimana dan bagaimana makhluk hidup itu menghuni bumi itu? Berikut beberapa teorinya, yaitu antara lain: 1. Teori Generatio spontanea/ Abiogenesis, teori ini dicetuskan oleh Aristoteles (384-322 SM) dengan percobaannya sebagai berikut: tabung reaksi diisi dengan air yang terdapat potongan jerami, setelah sekitar 2 minggu, ternyata dalam tabung tersebut terdapat makhluk kecil, dari percobaan tersebut Aristoteles menyimpulkan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati secara spontan. Teori ini didukung oleh Antoni Van Leuwenhoek (1632-1723M) dengan temuan mikroskopnya, ia dapat melihat adanya makhluk yang sangat kecil ukurannya yang diamil dari air hujan dan air rendaman jerami. Berdasarkan penelitiannya tersebut, Leuwenhoek berpendapat bahwa makhluk yang sangat kecil itu berasal dari air. 38 2. Teori Biogenesis, teori ini muncul untuk menyanggah teori diatas, yang dibuktikan secara terpisah oleh Fransisco Redi (1626-1697M) dengan daging yang disimpan di dalam stoples (tabung kaca) dan Lazarro Spallanzani (1729-1799M) dengan air kaldu yang dimasukkan dalam botol atau tabung reaksi. Percobaan dari Spallanzani adalah sebagai berikut: 3 model, yang tabung I tertutup rapat, II tertutup tapi tidak terlalu rapat, dan III terbuka. Hasilnya ternyata tabung I tidak terdapat makhluk kecil, II ada tetapi sedikit, III banyak makhluk kecil, dari percobaan tersebut disimpulkan bahwa makhluk hidup bukan berasal dari benda mati, tetapi berasal dari makhluk hidup yang sebelumnya. Tetapi karena hasil percobaan itu dianggap tidak memungkinkan adanya gaya hidup, maka kemudian disempurnakan oleh Louis Pasteur, dengan memakai air kaldu yang dimasukkan kedalam bejana berbentuk labu yang ditutup dengan diberi pipa berbentuk seperti leher angsa, ternyata terbukti tidak terdapat makhluk kecil. Sehingga disimpulkan makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang sebelumnya, atau Omne Vivum Ex Ovo Omne Ovum Ex Vivo. 3. Teori Urey, dicetuskan oleh Harold Urey. Teori ini mengatakan bahwa sebelum ada kehidupan di bumi, penuh dengan senyawa-senyawa kimia diantaranya adalah metana (CH4), amonia NH3, gas hidrogen H2 dan uap air (H2O), keempat senyawa kimia setelah terkena aliran listrik halilintar dan radiasi-radiasi sinar kosmis akan terjadi reaksi-reaksi kimia membentuk zat hidup yang memungkinkan terjadinya makhluk hidup yang mula-mula. Teori ini diuji coba di laboratorium oleh mahasiswa Urey yang bernama Stanley miller, dalam percobaannya Miller berhasil membuktikan bahwa apabila bunga api listrik yang berasal dari sumber listrik bertegangan tinggi diberikan ke dalam saluran yang di dalamnya mengalir campuran metana (CH4), amonia (NH3), gas hidrogen (H2) dan uap air (H2O) hasilnya adalah sejenis asam amino. Asam amino itu sendiri adalah komponen dasar protein yang merupakan zat penting untuk membentuk protoplasma yang merupakan substansi dasar kehidupan. 5.3 Keanekaragaman makhluk hidup 1) Penyebab Keanekaragaman Mahluk Hidup Keanekaragaman makhluk hidup terjadi oleh adanya mekanisme evolusi. Evolusi merupakan Perubahan makhluk hidup dari bentuk yang sederhana ke bentuk yang lebih kompleks dan bervariasi terjadi karena DNA mengalami perubahan kode genetik (mutasi). Kode genetik yang paling sesuai dengan keadaan lingkungan akan mendapatkan peluang ang lebih besar untuk berkembang. Organisme yang dapat bertahan hidup di lingkungan tertentu disebut dengan adaptasi. Makhluk hidup yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan hidupnya dapat 39 mengembangkan populasinya, sedangkan yang tidak mampu beraptasi akan punah. Inilah yang disebut dengan seleksi alam (natural selection). 2) Klasifikasi Makhluk Hidup a. Sejarah Klasifikasi Makhluk Hidup Klasifikasi adalah suatu cara pengelompokan yang didasarkan pada ciri-ciri tertentu. Semua ahli biologi menggunakan suatu sistem klasifikasi untuk mengelompokkan tumbuhan ataupun hewan yang memiliki persamaan struktur. Kemudian setiap kelompok tumbuhan ataupun hewan tersebut dipasang-pasangkan dengan kelompok tumbuhan atau hewan lainnya yang memiliki persamaan dalam kategori lain. Hal itu pertama kali diusulkan oleh John Ray yang berasal dari Inggris. Namun ide itu disempurnakan oleh Carl Von Linne (1707-1778), seorang ahli botani berkebangsaan Swedia yang dikenal pada masa sekarng dengan Carolus Linnaeus. Sistem klasifikasi Linnaeus tetap digunakan sampai sekarang karena sifatnya yang sederhana dan fleksibel sehingga suatu organism baru tetap dapat dimasukkan dalam sistem klasifikasi dengan mudah. Nama-nama yang digunakan dalam sistem klasifikasi Linnaeus ditulis dalam bahasa Latin karena pada zaman Linnaeus bahasa Latin adalah bahasa yang dipakai untuk pendidikan resmi.Adapun tujuan Klasifikasi makhluk hidup adalah: (1) Mengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan ciri-ciri yang dimiliki, (2) Mengetahui ciri-ciri suatu jenis makhluk hidup untuk membedakannya dengan makhluk hidup dari jenis lain, (3) Mengetahui hubungan kekerabatan makhluk hidup, (4) Memberi nama makhluk hidup yang belum diketahui namanya atau belum memiliki nama. Selain memiliki tujuan, klasifikasi memiliki manfaat bagi manusia, antara lain: (1) Klasifikasi memudahkan kita dalam mmpelajari makhluk hidup yang sangat beraneka ragam, (2) Klasifikasi membuat kita mengetahui hubungan kekerabatan antar jenis makhluk hidup, (3) Klasifikasi memudahkan komunikasi Para ahli biologi masih menggunakan buku Linnaeus yang berjudul Systema Naturae (sistem Alam) yang diterbitkan tahun 1758 sebagai dasar untuk klasifikasi ilmiah. Ada tiga tahap yang harus dilakukan untuk mengklasifikasikan makhluk hidup.Pencandraan (identifikasi), Pencandraan adalah proses mengidentifikasi atau mendeskripsi ciri-ciri suatu makhluk hidup yang akan diklasifikasi.Pengelompokan, setelah dilakukan pencandraan, makhluk hidup kemudian dikelompokkan dengan makhluk hidup lain yang memiliki ciri-ciri serupa. Makhluk hidup yang memiliki ciri serupa dikelompokkan dalam unit-unit yang disebut takson. Pemberian nama takson, selanjutnya kelompok- 40 kelompok ini diberi nama untuk memudahkan kita dalam mengenal ciri-ciri suatu kelompok makhluk hidup. b. Sistem Klasifikasi Makhluk Hidup Dalam klasifikasi makhluk hidup yang jumlahnya banyak dan beranekaragam dipilah dan dikelompokkan. Kelompok-kelompok tersebut disebut dengan takson. Jadi, takson merupakan tingkatan dalam klasifikasi. Contoh tingkatan takson dalam klasifikasi tumbuhan dan hewan antara lain : Kingdom Plantae Divisi (division) Kelas (classis) Bangsa (ordo) Suku (familia) Marga (genus) Jenis (spesies) Kingdom Animalia Filum (fhylum) Kelas Ordo Familia Genus Spesies Sebagai contoh kucing hutan dan kucing rumah memiliki ordo yang sama, yaitu karnivora. Seluruh karnivora mempunyai kesamaan struktur dan fungsi gigi. Dua hewan tersebut memiliki kelas yang sama, yaitu mamalia. Mamalia memiliki rambut penutup tubuh dan menyusui anaknya.Fillum chordata adalah tingkat takson yang lebih besar dimana kedua kucing tersebut masuk di dalamnya bersama dengan hewan lain yang mempunyai tulang belakang. Tingkat takson yang paling tinggi adalah kingdom Animalia, yang mencangkup semua jenis Hewan. c. Klasifikasi Berdasarkan Struktur Klasifikasi ini berdasarkan pada kerangka molekuler dari senyawa yang bersangkutan. Menurut sistem ini, ada 4 kelas yaitu: a) Senyawa alifatik rantai terbuka atau lemak dan minyak. Contoh: asam-asam lemak, gula, dan asam-asam amino pada umumnya b) Senyawa alisiklik atau sikloalifatik Contoh: terpenoida, steroida, dan beberapa alkaloida c) Senyawa aromatik atau benzenoid Contohnya: golongan fenolat dan golongan kuinon d) Senyawa heterosiklik Contoh: alkaloida, flavonoida, golongan basa asam inti 41 Karena klasifikasi ini hanyalah superfisial, maka tidak mengherankan jika suatu senyawa organik bahan alam tertentu dapat dimasukkan kedua kelas berlainan. Contohnya: geraniol, farsenol, dan skualen, termasuk kelas senyawa alifatik rantai terbuka, timol termasuk senyawa aromatik. Namun, keempat senyawa tersebut merupakan anggota dari kelas terpenoida dan steroida. d. Klasifikasi Berdasarkan Sifat Biokimia dan Persebarannya 1) Sistem Dua Kingdom, Sistem dua kingdom pertama kali dikemukakan oleh Aristoteles (Yunani). Dalam sistem ini makhluk hidup dibagi menjadi kingdom Plantae dan Animalia. Kingdom Plantae (kerajaan tumbuhan), meliputi berbagai makhluk hidup yang mempunyai ciri berdinding sel dan berklorofil.Yang termasuk ke dalam kingdom ini adalah bakteri, jamur, ganggang, paku, dan tumbuhan berbiji. Kingdom Animalia (kerajaan hewan), meliputi berbagai makhluk hidup yang memiliki ciri tidak berdinding sel dan idak memiliki klorofil. Yang termasuk ke dalam kingdom ini adalah Protozoa, Porifera, Coelenterata, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, dan Chordata. 2) Sistem Tiga Kingdom, Klasifikasi tiga kingdom membagi makhluk hidup menjadi Kingdom Monera, Plantae, dan Animalia. Kingdom Monera, yaitu kelompok makhluk hidup yang memiliki ciri tersusun dari satu atau banyak sel dan belum memiliki membran inti. Yang termasuk ke dalam kingdom ini adalah bakteri dan ganggang hijau-biru.Kingdom Plantae, adalah kelompok tumbuhan yang meliputib jamur, lumut, paku, dan tumbuhan biji. Kingdom Animalia, adalah kelompok hewan yang terdiri dari Protozoa, Porifera, Coelenterata, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, dan Chordata. Namun demikian ada juga yang mengembangkan klasifikasi tiga kingdom yang berbeda. Misalnya Haeckel pada tahun 1866 mengusulkan makhluk hidup dikelompokkan menjadi tiga kingdom yaitu Protista, Plantae, dan Animalia. Kingdom Protista adalah kelompok makhluk hidup yang tersusun atas satu atau banyak sel, memiliki membran inti, dan memiliki organel. Yang termasuk ke dalam kingdom ini adalah Protozoa, ganggang, dan jamur. Sehingga Kingdom Plantae hanya terdiri dari lumut dan tumbuhan berpembuluh. 3) Sistem Empat Kingdom, Sistem empat kingdom terdiri dari Kingdom Monera, Fungi, Plantae, dan Animalia. Kingdom Monera terdiri dari bakteri dan ganggang hijau-biru. Kingdom Fungi dipisahkan dari Plantae karena tidak mempunyai klorofil walaupun 42 sama-sama mempunyai dinding sel. Sedangkan Kingdom Animalia meliputi berbagai hewan seperti dalam sistem tiga kingdom. 4) Sistem Lima Kingdom Pencetus klasifikasi sistem lima kingdom adalah Robert H. Whittaker, seorang ahli biologi Amerika Serikat pada tahun 1969. Dalam klasifikasi ini Whittaker mengelompokkan makhluk hidup dalam Kingdom Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Kingdom baru yang ditambahkan, yaitu Protista meliputi berbagai jenis makhluk hidup uniseluler maupun multiseluler yang menyerupai jamur, tumbuhan, dan hewan namun tidak dapat dikelompokkan ke dalam Kingdom Fungi, Plantae, dan Animalia. Tabel 5.1 Ciri-ciri yang mendasari pengelompokan 5 Kingdom Perbedaan Tipe sel Jumlah sel Monera Prokariot Satu sel Protista Eukariot Satu sel Banyak sel Fungi Eukariot Satu sel Banyak sel Plantae Eukariot Banyak sel Animalia Eukariot Banyak sel Pergerakan Beberapa bergerak berpindah tempat Beberapa bergerak berpindah tempat Tidak dapat bergerak berpindah tempat Tidak dapat bergerak berpindah tempat Beberapa bergerak berpindah tempat Nutrisi Beberapa anggotanya dapat pmembuat makanan sendiri yang lain memperolehnya dari makhluk hidup lain Beberapa anggotanya dapat pmembuat makanan sendiri yang lain memperolehnya dari makhluk hidup lain Seluruh anggotanya mendapatkan makanan dari organisme lain Anggotaanggotanya dapat membuat makanan sendiri Anggotanya makan tumbuhan atau hewan lain Disamping menggunakan ciri fisik hewan ilmuan saat ini meneliti atau menguji DNA hewanhewan untuk pengklasifikasian. a. Sistem Penamaan Orang yang berjasa dalam pemberian nama ilmiah untuk jenis makhluk hidup ini adalah Carolus Linnaeus. Cara pemberian nama itu disebut binomial nomenklatur atau tata nama binomial. Binomial Nomenklatur adalah penamaan dengan dua kata latin atau yang dilatinkan. Aturan tata nama tersebut adalah sebagai berikut. 1. Kata pertama adalah genusnya dan kata kedua adalah petunjuk jenisnya. 43 2. Huruf pertama nama genus menggunakan huruf besar, sedangkan huruf pertama penunjuk jenis menggunakan huruf kecil. 3. Nama genus dan petunjuk jenis harus digaris bawahi secara terputus atau dicetak dengan huruf miring. Contoh: b. Kunci Dikotomi Menurut Rifai (1976), berdasarkan cara penyusunan sifat-sifat yang harus dipilih maka dikenal tiga macam kunci determinasi, yaitu kunci perbandingan, kunci analisis dan sinopsis. Yang akan dibahas di sini adalah kunci analisis. Kunci analisis merupakan kunci yang paling umum digunakan dalam pustaka. Kunci ini sering juga disebut kunci dikotomi sebab terdiri atas sederetan bait atau kuplet. Setiap bait terdiri atas dua (atau adakalanya beberapa) baris yang disebut penuntun dan berisi cirri ciri yang bertentangan satu sama lain. Untuk memudahkan pemakaian dan pengacuan, maka setiap bait diberi bernomor, sedangkan penuntunnya ditandai dengan huruf. Pemakai kunci analisis harus mengikuti baitbait secara bertahap sesuai dengan yang ditentukan oleh penuntun. Dengan mempertentangkan ciri-ciri yang tercantum dalam penuntun-penuntun itu akhirnya hanya akan tinggal satu kemungkinan dan kita dituntun langsung pada nama takson yang dicari. Kunci analisis dibedakan menjadi dua macam berdasarkan cara penempatan bait-baitnya yaitu kunci bertakik (kunci indent) dan kunci paralel. Pada kunci bertakik maka penuntun penuntun yang sebait ditakikkan pada tempat tertentu dari pinggir (menjarak pada jarak tertentu dari pinggir), tapi letaknya berjauhan. Di antara kedua penuntun itu ditempatkan bait-bait takson tumbuhan, dengan ditakikkan lebih ke tengah lagi dari pinggir yang memenuhi ciri penuntun pertama, juga dengan penuntun-penuntun yang dipisah berjauhan. Dengan demikian maka unsure-unsur takson yang mempunyai ciri yang sama jadi bersatu sehingga bisa terlihat sekaligus. Penuntun-penuntun kunci parallel yang sebait ditempatkan secara berurutan dan semua baitnya disusun seperti gurindam atau sajak. Pada akhir setiap penuntun diberikan nomor bait yang harus diikuti, dan demikian seterusnya sehingga 44 akhirnya diperoleh nama takson tumbuhan yang dicari. Kunci paralel lebih menghemat tempat, terutama kalau takson tumbuhan yang dicakupnya besar sekali. Buku Flora of Java yang ditulis oleh Backer dan Backuizen van den Brink semuanya ditulisdalam bentuk kunci paralel. Gambar 5.2 Tanaman Annona sp dengan Ciri-Ciri Pohon Tegak, Dengan Bunga Berbeda Dengan Avul Terdapat Pada Masing-Masing Karpel Tabel 5.2 Contoh Kunci Determinasi Sederhana Contoh Kunci Paralel 1.a Pohon tegak atau semak…………………………………………………………..........................................…2 1.b Berupa semak……………………………………………....……………………............................................……5 2.a Petal bagian dalam sangat berbeda dengan bagian luar…………………………..........................…3 2.b Petal bagian dalam mirip dengan bagian luar……………………………………..................................4 3.a Bentuk petal deltoid, ovul tunggal pada masing-masing karpel…...................…….…1. Annona 5.4 Persebaran Dan Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup 1. Persebaran Makhluk Hidup Biogeografi adalah ilmu yang mempelajari tentang persebaran organisme di muka bumi. Studi tentang penyebaran spesies menunjukkan, spesies-spesies berasal dari suatu tempat, namun selanjutnya menyebar ke berbagai daerah. Organisme tersebut kemudian mengadakan diferensiasi menjadi subspesies baru dan spesies yang cocok terhadp daerah yang ditempatinya. Persebaran organisme di bumi dipengaruhi oleh faktor lingkungan, sejarah geologi, dan penghambat fisik. a. Faktor Lingkungan 45 Dua faktor lingkunganutama yang berpengaruh terhadp persebaran makhluk hidup adalah faktor abiotik/tidak hidup (daratan, perairan, dan lintang geografis) dan biotik/ higup (tumbuhan, hewan dan jasad renik (mikroorganisme). b. Faktor Sejarah Geologi Saat dunia masih bersatu dalam bentuk Pangaea, kira-kira 200 juta tahun lalu, suatu spesies berada dalam pada daerah dan bentuk yang sama. Kemudian seiring berjalannya waktu benua-benua mulai memisahkan diri. Spesies-spesies yang awalnya hidup dalam daratan yang sama kemudian terpisah. Spesies yang terpisah tersebut masingmasing mendapatkan lingkungan yang berbeda. Spesies yang terpisah tersebut mulai beradaptasi dan mengubah bentuk dan fungsi tubuhnya sesuai dengan keadaan lingkungannya. Dengan demikian karena perubahan bentuk dan fungsi tubuhnya maka terbentuklah subspesies. c. Faktor 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. Contoh kasusnya adalah terjadinya subspesies burung finch di kepulauan Galapagos akibat isolasi geografis. Di kepulauan tersebut, Charles Darwin menemukan 14 spesies burung finch yang diduga berasal dari satu jenis burung finch dari Amerika Selatan. Perbedaan burung finch tersebut akibat keadaan lingkungan yang berbeda. Perbedaannya terletak pada ukuran dan bentuk paruhnya. Perbedaan ini ada hubungannya dengan jenis makanan. d. Persebaran Tumbuhan dan Hewan Garis lintang bumi (lattude) menunjukkan terdapatnya 4 wilayah iklim di bumi, yaitu tropis, subtropis, dingin, dan kutub. Perbedaan iklim tersebut, selain jenis tanahnya akan memberikan perbedaan jenis tumbuhan yang hidup di sana karena faktor adaptasi dengan lingkungan. Dengan ketinggian lahan dari permukaan laut sampai ke puncak gunung yang paling tinggi (altitude) juga menunjukkan perbedaan iklim yang mirip, yang menyebabkan pada dataran rendah sampai ke dataran tinggi didiami oleh tumbuhan yang berbeda-beda. Pada persebaran hewan lebih ditentukan oleh letak/wilayah geografis (zoogeografis). Di bumi, daerah persebaran hewan (zoogeografi) dibedakan menjadi enam lokasi berdasarkan persamaan fauna, yaitu: 1) Palearktik (palearctic) yang meliputi Asia sebelah utara Himalaya, Eropa dan Afrika, dan Gurun Sahara sebelah Utara, 2) Nearktik 46 (nearctic) yaitu Amerika Utara, 3) Neotropis (neotropical) yaitu Amerika Selatan bagian tengah, 4) Oriental meliputi Asia dan Himalaya bagian Selatan; 5) Etiopia (ethiopian) yaitu Afrika, dan 6) Australia (australian) meliputi Australia dan pulau-pulau sekitarnya. 2. Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup Menurut suatu teori, organisme sekarang adalah hasil dari proses evolusi kehidupan. Evolusi kehidupan adalah suatu perubahan kehidupan menjadi bentuk kehidupan lainnya melalui suatu proses yang perlahan-lahan dan mungkin memakan waktu ratusan sampai jutaan tahun. Teori tersebut menyebutkan bahwa organisme yang mula-mula ada di dunia berupa organisme bersel tunggal dan organisme ini berasal dari agregasi molekul-molekul yang ada. Bagaimana mekanisme dasar sehingga organisme bersel tunggal itu tersebut menjadi makhluk hidup bersel banyak? Salah satu dugaan ini adalah yaitu: Biosfer: suatu dunia kehidupan di Bumi kita ini komponennya menjadi suatu subsistem. Maka sebagai suatu subsistem organisme itu dibentuk oleh materi dan energy yang tersedia dalam biosfer pula. Karena dalam biosfer berlaku hukum Termodinamika I dan II, maka organisme itu akan mengalami perlakuan hukum tersebut. Hukum Termodinamika I: Di dalam biosfer tak ada energi yang hilang, jumlah energi itu tetap yang berubah hanya bentuknya. Contohnya: Energi listrik berubah menjadi energi mekanik, energi mekanis berubah menjadi energi panas. Hukum Termodinamika II: Bila suatu sistem dibiarkan berdiri sendiri, maka sistem tersebut cenderung untuk mengalami penguraian kearah yang paling tidak teratur. Berkaitan dengan hukum I dan II tersebut, organisme akan menjadi suatu jalur arus energi. Dalam tubuh organisme, energi akan mengalami sebagai suatu sistem. Kalau dibiarkan begitu saja maka organisme akan cendrung kea rah kerusakan yang paling parah. Sebaliknya, organisme sebagai suatu sistem akan mempertahankan diri dari perlakuan hukum tersebut. Organisme dapat mempertahankan diri dengan adanya kemampuan pelestarian diri, sedangkan kemampuan ini adalah bagian dari proses evolusi. Perkembangan lain, yaitu adanya suatu kerjasama antara organisme, sehingga akan membentuk kalori. Dengan alas an yang sama pula terjadi gejala perkembangan menuju kearah pembentukan organisme bersel banyak. Kemudian berkembanglah apa yang dinamakan 47 organisme bersel banyak seperti halnya organisme uniselluler, organisme multiselluler ini berkembang menjadi beraneka ragam organisasi lainnya. EVALUASI 1. Jelaskan tentang sintesis molekul organik secara abiotik seperti yang dikemukakan Miller dan Urey! 2. Apa yang dimaksud dengan protobion dan bagaimana hipotesis terbentuknya protobion? 3. Jelaskan apa yang dimaksud DNA dan RNA! 4. RNA terbagai atas 3, sebutkan dan apa fungsi masing-masing! 5. Apa keanekaragaman hayati itu? Sebutkan dan beri contoh 3 tingkatan keanekaragaman hayati! 6. Mengapa dalam mempelajari keanekaragaman makhluk hidup perlu adanya klasifikasi? 7. Apa fungsi dari kunci dikotomi? 8. Sebutkan 3 contoh flora dan fauna yang bisa dibilang saat ini jarang dijumpai, serta berikan alasannya kira-kira apa yang membuat flora dan fauna tersebut menghilang! 48 BAB VI MAKHLUK HIDUP DAN EKOSISTEM ALAMI 6.1 Populasi dan Komunitas Makhluk Hidup Agar ekosistem tetap terjaga maka harus ada keseimbangan didalamnya dan haruslah kita pahami bahwa ekosistem tedapat komponen komponen yaitu Komponen Biotik (Produsen, Konsumen, Pengurai) dan komponen Abiotik (kondisi fisik dan kimia tempat hidup, habitat/substrat). Berikut ini ada bebrapa organisasi dalam ekosistem: Individu, makhluk hidup tunggal yang tidak bisa dipisah-pisahkan. Contohnya: seorang manusia, seekor kambing, dan satu pohon jeruk. Populasi, sekelompok individu dari satu species. Komunitas, berbagai populasi dari species yang berbeda hidup bersama. Ekosistem, satu kelompok yang mempunyai ciri khas tersendiri yang terdiri dari beberapa komunitas yang berbeda. Bioma, berbagai ekosistem yang terdapat di wilayah geografis yang sama dengan iklim dan kondisi lingkungan yang sama. Biosfer, semua bioma yang ada di bumi yang membentuk tingkatan tertinggi dalam jenjang kehidupan. Jika kita pikirkan, berapa banyak individu yang dapat berkumpul menjadi populasi? Cara menentukan batasan populasi yang lebih baik didasarkan kepada pengaruh/individu lain dalam suatu populasi. Jadi, populasi itu dapat dipandang sebagai suatu sistem yang dinamis dari pada gejala individu yang selalu melakukan hubungan. Maka dari itu populasi adlah kumpulan individu sebuah spesies yang mampu berkembang biak silang antar satu individu dengan individu lainnya. Namun tentu selain dividu tersebut tidak hanya berinteraksi melalui berkembang biak secara silang saja, tetapi juga berhubungan secara dinamis dalam hal hal lain. Berikut adalah ulasan mengenai kepadatan populasi, kepadatan populasi adalah hubungan jumlah individu tiap m3, misalnya dalam sebuah akuarium yang berukuran 60cm x 30 cm x 30 cm dipelihara ikan mas 30 ekor untuk 54.000 cm3 atau dalam 0,54 m3, Jadi Kepadatan populsasisebagai berikut = Keterangan : D = Densus= Padat = Kepadatan N = Numerus= jumlah= Frekuensi S = Spatum =Ruang= Luasan daerah yang ditempati Jawab:D= 30 ekor= 555 ekor/m30,54 m3 49 Jika kepadatan populasi naik maka kebutuhan akan tempat tinggal bahan makanan dan kebutuhan lain lainnya menjadi di luar kemampuan, jika hal itu terjadi akan timbullah persaingan yang menimbulkan 2 akibat : 1. Dalam jangka waktu yang singkat menimbulkan akibatekologi. Akibat ekologi yang timbul dari persaingan itu adalah: Kelahiran, kelangsungan hidup dan pertumbuhan populasi yang boleh jadi akan tertekan sehingga menyebabkan terjadinya perpindahan atau emigrasi populasi yang mungkin meningkat 2. Dalam jangka waktu yang panjang menimbulkan akibat evolusi. Akibat dari evolusi , misalnya dalam suatu populasi ada hewan bertubuh besar dan kecil terlibat persaingan, mengakibatykan hewan bertubuh besar menang , sehingga popilasi hewan bertubuh besar akan semakin berkembang sedangkan hewan beruutbuh kecil akan punah. Ada 2 faktor lingkungan yang dapat menurunkan daya biak populasi 1. Faktor bergantung pada kepadatan populasi itu sendiri 2. Faktor tidak bergantung pada kepadatan populasi Berikut faktor utama yang mempengaruhi Populasi: 1. Natalitas, Kelahiran yaitu kemampuan bertambahnya suatu populasi 2. Mortalitas, Kematian adlah berkurangnya suatu jumlah populasi 3. Imigrasi & emigrasi, Imigrasi adalah proses masuknya individu kedalam populasi, dan membentuk sekelompok baru/ bergabung dengan lainnya.Emigrasi adalah keluarnya individu dari suatu bpopulasi untuk membentuk kelompok baru ditempat baru. 4. KompetisiInteraksi 2 individu/ kelompok / populasi yang memperrebutkan sesuatu yang sama. 5. Predasi/ PemangsaPemangsa dari oprganisme yang lebih kuat terhadap organisme yang lebih lemah . 6. organisme mangsanya jadi sakit bahkan mati. 6.2 Berbagai Bentuk Ekosistem Alami 1. Ekosistem Perairan Jenis lingkungan yang ditandai dengan badan air tertentu (misalnya, lautan, danau, muara, dll), bersama dengan faktor-faktor biotik dan abiotik berinteraksi disebut ekosistem perairan. Ini meliputi kelompok terbesar bioma di planet kita, baik dari segi ukuran dan keragaman, dan secara luas diklasifikasikan menjadi dua jenis- ekosistem laut dan air tawar. a. Ekosistem laut 50 Samudera dan lautan mencakup sekitar 70% dari permukaan bumi, dan menyimpan air garam selama sekitar 98% dari total volume air yang hadir di planet kita. Laut, laguna, muara, terumbu karang, dll, semua tercakup dalam ekosistem yang luas ini. Secara garis besar, itu dibagi menjadi dua jenis: ekosistem laut besarIni termasuk laut dan samudera, serta landas kontinen, lereng benua, batiopelagik, yang ada di dalamnya, dan bagianbagian hadal di berbagai kedalaman. Para produsen terutama zooplankton dan fitoplankton, yang dikonsumsi oleh organisme tingkat trofik atas, sehingga membantu aliran energi. b. Ekosistem Muara/ Estuari Daerah-daerah di mana badan-badan air tawar membuka keluar atau bergabung dengan air laut disebut muara, dan mereka mewakili transisi antara air tawar dan lingkungan air garam. Karena banyak bahan aluvial dan kaya nutrisi yang dibawa oleh sungai dan selokan ke daerah pesisir, muara menunjukkan keragaman yang tinggi dibandingkan dengan bagian-bagian yang lebih dalam. Muara dapat berbentuk seperti laguna, fjord, atau lembah berbentuk V, dan mereka dapat dikatakan memiliki asal-usul tektonik serta geomorfik. Ekosistem transisi utama hadir di seluruh dunia ditemukan di River Estuary Amazon, Delaware Bay, San Francisco Bay, dll c. Ekosistem Air Tawar Sekitar 2% dari total air di Bumi hadir dalam jenis lingkungan ini, yang meliputi aliran air, sungai, danau, dan gletser mencair. Ditandai dengan konten kurang garam dibandingkan dengan lingkungan laut, proses biokimia telah menimbulkan berbagai flora dan fauna spesies, termasuk yang endemik. Kategori ini diklasifikasikan ke dalam subekosistem berikut: sungai dan sungai kecil d. Ekosistem Sungai Lingkungan ini diklasifikasikan di bawah (air yang mengalir) kategori lotic, dan mereka mengalami perubahan fisik terus menerus. Perubahan ini terutama terdiri dari pelapukan dan erosi, kadang-kadang secara permanen mengubah lanskap. Faktor abiotik, seperti jumlah sinar matahari, sekitar tingkat suhu, laju aliran / sungai mengalir, dan reaksi biokimia mengontrol keberadaan flora dan fauna pada ekosistem ini. Seringkali, ekosistem sungai dan hutan terjadi di kawasan yang sama. Contoh utama termasuk lingkungan sekitar sungai Amazon, Nil, Gangga, Colorado, dll. Ekosistem Rawa 2. Ekosistem Darat Permukaan tanah menyumbang sekitar 30% dari total luas planet kita, dan beberapa jenis bioma dan ekosistem terjadi pada daerah kontinental. Sering ada dalam kombinasi 51 dengan sistem perairan, flora dan fauna tanah yang sama sekali berbeda dari yang kelautan. Ekosistem terestrial utama dalam kategori ini dijelaskan sebagai berikut: 3. Ekosistem Hutan Meskipun secara teoritis dikategorikan sebagai ekosistem tanah, hutan terdiri dari berbagai sub-lingkungan seperti sungai, danau, dan pegunungan. Daerah ini menghasilkan jumlah tertinggi oksigen di planet kita. Banyak reaksi biokimia dan perubahan membantu dalam adaptasi organisme di daerah tersebut. Ekosistem ini menunjukkan salah satu keanekaragaman hayati tertinggi dibandingkan dengan jenis lainnya, terutama hutan hujan. Perpindahan energi yang terbaik terlihat pada jaringan makanan flora dan fauna hutan. Contoh utama dari seperti hutan hujan Amazon ekosistem-, Colorado Rockies Mountains, Congo River Basin, dll 4. Ekosistem gunung Ini adalah salah satu yang paling beragam ekosistem di dunia, dengan kondisi yang sangat keras sebagian besar hadir. Akibatnya, jaring makanan menjadi kecil, bersama dengan aliran energi yang lebih sedikit terjadi di lingkungan seperti itu. Seringkali, faktor-faktor seperti suhu, tekanan atmosfer, intensitas cahaya matahari, dll, mengontrol adaptasi dari organisme tertentu, untuk bertahan hidup di ekosistem ini. Kambing gunung, elang, dan serigala biasanya ditemukan di daerah pegunungan. Sebagai contoh, Andes Mountain Range, Himalaya, Alpen, dll 5. Ekosistem padang rumput Jenis lain dari ekosistem yang luas wilayahnya, padang rumput yang ditandai oleh faktorfaktor khas seperti suhu menengah, sedang sampai curah hujan tinggi, daur ulang nutrisi yang efisien, dan didominasi vegetasi. Interaksi antara faktor-faktor abiotik seperti dataran dan dataran tinggi, sinar matahari, dan jenis tanah tertentu bersama dengan parameter biotik mengakibatkan terjadinya lingkungan yang kompleks, namun dinamis. Contoh-contoh utama di planet kami meliputi stepa-stepa, padang rumput, dan padang rumput Savannah. 6. Ekosistem gurun Ekosistem ini secara ketat terbatas pada daerah benua, dan peran lingkungan perairan sangat kurang di daerah tersebut. Gurun ditandai dengan curah hujan rendah, sangat kurang vegetasi, dan suhu ekstrim, dan dibagi menjadi dua subtipe gurun-gurun panas dan dingin. Bentuk ekosistem ini meliputi suhu tinggi dan lanskap gersang, sedangkan yang kedua mencakup salju abadi dan suhu yang turun di bawah nol derajat. Contoh utama dari kedua jenis gurun adalah: Nevada-Arizona desert, Gurun Sahara, Antartika Ice Sheets, gurun Gobi, dll 52 6.3 Aliran Energi dan Materi Dalam Ekosistem Arus energi merupakan perpindahan energi dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah yang terjadi dalam sebuah ekosistem. Yaitu dari sinar matahari lalu produsen, ke konsumen tingkat I, ke konsumen tingkat II sampai pengurai. Sedangkan mineral membentuk siklus. Energi yang dilepas sangat kecil karena setiap organisme membutuhkan energi dalam memenuhi kebutuhannya. Agar keseimbangan ekosistem terpelihara, zat-zat kimia dan unsur hara lainnya harus terdapat dalam keadaan seimbang diantara komponen biotik dan abiotik .didalam keseimbangan tersebut terpelihara berbagai daur bio geo kimia dianataranaya daur Carbon, Fosfor dan Nitrogen. 1) Daur Carbon Gambar 6.1 Daur Karbon Daur dimulai dari CO, yang terkandung di udara dan larut dalam air akan membentuk persediaan unsur karbon (C) anorganik dan asal unsur C organik. Tanaman akan menyerap unsur karbon dalam bentuk CO, di udara sebagai bahan dasar pada proses fotosintesis. Di dalam proses tersebut, karbon yang terdapat di lingkungan abiotik masuk ke lingkungan biotik. Karbon dari lingkungan biotik akan kembali lagi ke lingkungan abiotik pada proses respirasi. Unsur karbon dari respirasi dalam bentuk CO, atau dalam bentuk lain sebagai sisa-sisa metabolisme. Sisa-sisa tanaman yang mati dan bahan organik yang lain akan diuraikan oleh pengurai dan unsur karbon dilepas ke udara dan air sebagai CO. Karbon selalu bergerak dari cadangan anorganik ke sistem hidup dan kembali lagi. Senyawa CO, hasil pembakaran bahan bakar fosil, setengahnya tetap berada dalam atmosfer dan sisanyalarut dalam air laut. Kadarnya di udara juga meningkat raelalui oksidasi bahan organik. Aktivitas manusia meningkatkan kadar CO, hingga mencapai 15%. Hal itu akan berdampak pada pengaturan suhu bumi (efek green house). 53 2) Daur Nitrogen Gambar 6.2 Daur Nitrogen Cadangan nitrogen anorganik berupa gas N2, yang menyusun sekitar 78% udara. Namun, gas N2, mempunyai aktivitas biologis yang kecil. Gas ini memasuki tubuh organisme, kemudian keluar lagi tanpa berperan penting dalam proses kehidupan.Beberapa bakteri, ganggang hijau biru, dan jamur dapat menggunakan N2, untuk menyintesis bahan yang dapat digunakan oleh organisme lain dalam jumlah kecil. Fiksasi nitrogen oleh mikroorganisme mampu menyediakan nitrogen untuk sejumlah penghuni ekosistem bumi dalam jumlah besar. Selalu teijadi pelepasan N dari tanah atau air kembali ke udara. Hal itu dapat terjadi karena ada bakteri yang melakukan proses denitrifikasi yang mengubah amonia menjadi N2, dan melepaskannya. Dalam daur nitrogen lima tahap yang melibatkan makhluk hidup. Pada Gambar 10.15 terlihat bahwa nitrogen di udara (N2) akan berubah menjadi amonia (NH3) (1). Tahap ini disebut fiksasi nitrogen oleh bakteri Rhizobium yang terdapat pada bintil akar tanaman kacang-kacangan. Amonia akan berubah menjadi nitrat (NO3-) oleh bakteri nitrifikasi di dalam tanah. Perubahan amonia menjadi nitrat disebut tahap nitrifikasi (2). Sebenamya, amonia tidak secara tiba-tiba berubah menjadi nitrat. Namun, pada awalnya amonia akan diubah menjadi nitrit (NO2-) terlebih dahulu oleh bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus. Selanjutnya, bakteri Nitrobacter akan mengubah nitrit (NO2-) menjadi nitrat (N03). Tahap ketiga pada daur nitrogen, yaitu tahap asimilasi (3). Pada tahap ini nitrogen akan diserap oleh tumbuhan, kemudian akan diasimilasi menjadi protein dan asam amino. Apabila tanaman tersebut mati, ikatan nitrogen akan pecah dan oleh bakteri amonia akan diubah menjadi amonia kembali, tahap ini disebut amonifikasi (4). Nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3-) dapat langsung tereduksi menjadi gas nitrogen (N2). Tahap perubahan bentuk nitrogen yang terjadi akibat adanya bakteri denitrifikasi ini disebut tahap denitrifikasi (5). 54 Sinar matahari adalah unsur yang sangat membantu dalam kelangsungan kehidupan tersebut karena merupakan sumber energi bagi organisme. Energi Cahaya dibah oleh tumbuhan menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis didalam zat-zat organik tumbuhan tersebut itu.tumbuhan ini merupakan makanan hewan, dimana hewan merupakan makhluk hidup yang tidak dapat membuat makanannya sendiri (Herbivor) pemakan tananaman. Herbivor merupakan makanan bagi pemangsanya yaitu (karnivor) pemakan daging dan yang akhirnya akan diuraikan oleh organisme pembusuk. Hal tersebut tercermin dalam proses rantai makanan, jaring-jaring makanan dan piramida makanan. 3) Daur Fosfor Gambar 6.3 Daur Fosfor Flora dan fauna yang sudah mati akan diurai oleh mikrobia. Hasil uraian adalah Sorganik dan H2S merupakan bentuk yang ada di alam. S-organik dan H2S yang telah berubah menjadi SO4 dapat dipakai kembali oleh hewan dan tumbuhan dan selanjutnya akan kembali ke alam setelah terjadi penguraian oleh mikrobia. Manusia dengan segala aktifitasnya, banyak berdirinya industri akan menambah jumlah oksida belerang di atmosfer, sehingga terjadi pencemaran yang beruntun terhadap sumberdaya, yaitu : a) Pertama-tama sumberdaya udara tercemar SOx dan NOx (yang berasal dari industri dan kendaraan bermotor), disebut sebagai pencemaran generasi pertama. b) Selanjutnya udara yang tercemar ini akan mencemari hujan (kalau turun hujan) sehingga ph air hujan lebih kecil dari 5,6 dan ini disebut pencemaran generasi kedua. c) Tanah pertanian yang tadinya subur (produktivitasnya tinggi) disiram dengan air hujan asam akan kehilangan nutrisinya, sehingga produktivitasnya menurun. Disebut pencemaran generasi ketiga. 55 d) Bersamaan dengan rusaknya tanah karena hara tercuci, logam berat yang tadinya terikat dalam bentuk garam akan dilepaskan ke lingkungan. Sebagian dari logam berat akan hanyut ke perairan dan akan menimbulkan pencemaran perairan disebut sebagai pencemaran generasi keempat. Rantai makanan adalah peristiwa makan dan dimakan yang digambarkan secara skematis dalam bentuk garis lurus searah dan tidak bercabang. Misalnya rantai makanan yang terdapat di sebuah kebun secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut. Dari peristiwa makan dan dimakan, akan terjadi perpindahan atau aliran energi dari produsen ke konsumen I hingga konsumen puncak. Sebagai sumber energi utama dalam ekosistem adalah sinar matahari. Energi ini diubah oleh produsen menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa karbon (misalnya berupa karbohidrat, lemak, dan protein). Jika produsen dimakan konsumen, energi yang tersimpan dalam bahan makanan itu berpindah ke tubuh konsumen dan dapat diubah menjadi energi panas, energi gerak, dan sebagian disimpan dalam bentuk senyawa kimia yang menyusun tubuh makhluk hidup. Ketika konsumen I dimakan konsumen II, terjadi lagi perpindahan energi. Demikian seterusnya dalam setiap peristiwa makan dan dimakan diikuti dengan perpindahan energi. Selama perjalanan itu, terjadi pengurangan energi sehingga tidak semua energi dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup. Pada kenyataannya, peristiwa makan dan dimakan terjadi dengan pola yang lebih rumit dari contoh rantai makanan di atas. Elang tidak hanya makan ular saja. Ular tidak hanya makan ayam, dan ayam juga tidak hanya makan belalang saja. Di alam, beberapa proses makan dan dimakan (rantai makanan) saling berkaitan membentuk sebuah jaring-jaring makanan. Jika kita memerhatikan jaring-jaring makanan, kita akan menemukan bahwa jaring-jaring makanan selalu berawal dari produsen dan diakhiri oleh pengurai. Bahan-bahan yang diuraikan itu akan kembali digunakan oleh produsen, sehingga daur materi dan energi tidak pernah terputus. Piramida makanan adalah suatu piramida yang menggambarkan perbandingan komposisi jumlah biomassa dan energi dari produsen sampai konsumen puncak dalam suatu ekosistem. Komposisi biomassa terbesar terdapat pada produsen yang menempati dasar piramida. Demikian pula jumlah energi terbesar terdapat pada dasar piramida. Komposisi biomassa dan energi ini semakin ke atas semakin kecil karena selama proses perpindahan energi terjadi penyusutan jumlah energi pada setiap tingkat trofik. Dalam ekosistem seringkali terdapat dua konsumen atau lebih yang menempati puncak piramida, sehingga ada piramida makanan dengan satu puncak dan piramida makanan dengan dua puncak. Piramida makanan dengan satu puncak berarti hanya terdapat satu jenis karnivora yang menempati puncak piramida (konsumen puncak). Piramida 56 makanan dengan dua puncak berarti pada puncak piramida ditempati oleh dua jenis karnivora yang keduanya tidak saling memakan. 5.4 Macam-Macam Bentuk Pola Kehidupan Pola kehidupan adalah kebiasaan dalam suatu kehidupan. Seperti contoh pola kehidupannyadapat dinilai dari cara manusia mencari kebutuhan.Seperti contoh: dalam suatu desa terdapat pola klehidupan kasta, dimana masihadanya masyarakat yang menbedakan nilai antara orang kaya dengan orang miskin, kedudukan masyarakat kalangan keluarga kerajaan dengan masyaratkat biasa. Hal ituadalah contoh pola kehidupan dalam kehidupan masyratakat. Jika dilihat dari pola hidup keanekaragamn pencarian nafkah, dapat diumpamakan masyarakat yang tinggal di area pegunungan akan banyak menekuni lapangan pekerjaan petani, berbeda dengan masyartakat di sekitar pantai. Bisa dikatakan pola kehidupan juga disesuaikan dengan habitat tenpat makhluk hidup tersebut tinggal, Karen pola itu adalh kebiasaan, dan secara tidak langsung makhluk hidup pastilah akan menyesuaikan pola hidupnya dengan lam sekitar, jika tidak maka makhluk hidup itu terancam punah. Bentuk pola kehidupan dapat meliputi, (1) Masyarakat sosial, (2) Upacara, (3) Adat istiadat, dan (4) Kehidupan keragaman Dalam kesempatan ini pola kehidupan yang akan dibahas adalah pola kehidupan ditinjau dari masalah sosial: 1. Proses terjadinya sosial: Proses ini melingkupi serangkaian studi sosiologiu yakni interaksi sosial, stratifikasi sosial. 2. Klassifikasi masalah sosial. Masalah sosial ini timbul dari kekurangan dalam diri manusia atau kelompok komunitas sosial yg bersumber dari faktor ekonomi, biologis, kebudayaan,dll. 3. Perhatian masyarakat sosial: Dikalangan masyarakat, masalah sosial tidak begitu dibicarakan, justru yang menjadi sorotan adalah angaka kecelakaan, hal itu merupakan manifestasi social problem adalah kepincangan yang menuntut keyakinan masyarakat dapat diperbaiki dibatasi atau bahkan kehilangan. 57 EVALUASI 1. Prediksikan apa yang akan terjadi jika produsen dalam suatu ekosistem punah? Jelaskan alasan Anda? 2. Mengapa jenis-jenis makhluk hidup yang dapat hidup di ekosistem air laut sangat berbeda dengan jenis makhluk hidup yang dapat hidup di ekosistem air tawar? 3. Amatilah sebuah kondisi lingkungan yang ada di sekitar Anda, kemudian analisislah berdasarkan bagaimana aliran energi terjadi dalam lingkungan Anda! 4. Jelaskan mengapa bila satu komponen ekosistem berubah maka keseimbangan ekosistem juga berubah? 5. Bagaimana peran manusia di biosfer? 6. Jelaskan komponen-komponen apa saja yang membangun ekosistem! 7. Jelaskan prinsip aliran energi di alam ini? 8. Jelaskan apa peran daur karbon bagi kelangsungan hidup makhluk hidup! 58 BAB VII SUMBER DAYA ALAM DAN LINGKUNGAN Sumber daya alam adalah sesuatu yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan dan kebutuhan hidup manusia agar hidup lebih sejahtera. Dengan kata lain, semua kekayaan bumi baik biotik maupun abiotik yang dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia. Sumber daya alam bisa terdapat di mana saja seperti di dalam tanah, air, permukaan tanah, udara, dan lain sebagainya. Lingkungan hidup adalah sebuah kesatuan ruang dengan segala benda dan makhluk hidup di dalamnya termasuk manusia dan perilakunya yang mempengaruhi keberlangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia dan makhluk hidup yang lainnya. Lingkungan hidup mencakup ekosistem, perilaku sosial, budaya, dan juga udara yang ada. Perilaku manusia dalam memanfaatkan sumber daya alam yang ada dapat mempengaruhi lingkungan hidup. 7.1 Klasifikasi Sumber Daya Alam dan Lingkungan Hidup Sumber daya alam dapat dibedakan menjadi 3, yaitu berdasarkan sifat, jenis, dan potensinya. 1. Sifat Berdasarkan sifatnya, sumber daya alam dikelompokkan menjadi: a. Sumber daya alam yang dapat diperbarui Sumber daya alam yang dapat diperbarui adalah sumber daya alam yang dapat pulih kembali secara alami atau dibudidayakan setelah dimanfaatkan. Contoh: sumber daya alam nabati (padi, tebu, jagung, singkong, durian, jeruk, apel, dan lain-lain) dan sumber daya alam hewani (sapi, kambing, ayam, kerbau, kuda, dan lain-lain). b. Sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui Sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui adalah sumber daya alam yang tidak dapat pulih kembali, baik secara alami maupun secara budi daya. Sumber daya alam ini meliputi mineral, sumber energy (minyak, gas alam, dan batu bara). c. Sumber daya alam tidak akan habis Sumber daya alam tidak akan habis adalah sumber daya alam yang tidak akan habis setelah digunakan berulang-ulang. Contoh dari sumber daya alam ini adalah udara, matahari, energi pasang surut, dan air dalam siklus hidrologi. 2. Jenis Berdasarkan jenisnya, sumber daya alam dikelompokkan menjadi: a. Sumber daya alam hayati Sumber daya alam hayati berasal dari makhluk hidup seperti hewan, tumbuhan, dan mikroba. 59 b. Sumber daya alam nonhayati Sumber daya alam nonhayati berasal dari benda-benda tidak hidup seperti air, tanah, udara, mineral, gas alam, minyak bumi, dan lain-lain. 3. Potensi Pembagian sumber daya alam berdasarkan potensi dikelompokkan menjadi: a. Sumber daya alam materi Sumber daya alam yang dimanfaatkan dalam bentuk fisik seperti batu, kayu, emas, padi, jagung, rosella, dan lain-lain. b. Sumber daya alam energi Sumber daya alam yang dimanfaatkan energinya seperti batubara, minyak bumi, gas alam, air terjun, sinar matahari, dan lain-lain. c. Sumber daya alam ruang Sumber daya alam yang sumber daya alam yang berupa ruang atau tempat hidup, misalnya area tanah (daratan) dan angkasa. 7.2 Konsep-konsep Pengelolaan Sumber Daya Alam Pengelolaan sumber daya alam bertujuan guna menjamin kelestarian kualitas lingkungan. Pengelolaan sumber daya alam diperlukan pendekatan interdisiplin, karena satu jenis sumber daya alam ternyata memiliki berbagai macam kepentingan yang saling berkaitan. Kemampuan regenerasi sumber daya alam sangat terbatas sehingga eksploitasinya harus dilakukan secara bijaksana. Bila eksploitasi sumber daya alam melebihi batas daya regenerasinya akan berakibat kerusakan yang selanjutnya berdampak negatif terhadap kehidupan manusia, tumbuhan, dan hewan. Pengelolaan sumber daya alam seharusnya mengacu kepada aspek konservasi dan pelestarian lingkungan. Eksploitasi sumber daya alam yang hanya berorientasi ekonomi hanya membawa efek positif secara ekonomi tetapi menimbulkan efek negatif bagi kelangsungan kehidupan umat manusia. Oleh karena itu pembangunan tidak hanya memperhatikan aspek ekonomi tetapi juga memperhatikan aspek etika dan social yang berkaitan dengan kelestarian, kemampuan, dan daya dukung sumber daya alam. Berbagai cara dilakukan agar sumber daya alam dapat dimanfaatkan sampai anak cucu dan lingkungan hidup tidak mengalami kerusakan lebih parah. Cara yang dapat dilakukan adalah melakukan konservasi sumber daya alam. Konservasi sumber daya alam adalah pengelolaan sumber daya alam yang menjamin pemanfaatannya secara bijaksana dan bagi sumber daya alam yang dapat diperbarui menjamin kesinambungan untuk persediaannya dengan tetap memelihara dan meningkatkan kualitas nilai dan keanekaragaman. 60 Konservasi sumber daya alam meliputi sumber daya alam nabati dan hewani. Dalam UU N0.5 Tahun 1990, strategi konservasi sumber daya alam hayati meliputi perlindungan proses ekologis yang penting sebagai sistem penyangga kehidupan, pengawetan keanekaragaman genetic dan ekosistemnya serta pelestarian manfaat jenis dan ekosistem. Secara umum bentuk konservasi dapat dibedakan atas dua golongan, yaitu 1. konservasi in situ adalah kegiatan konservasi flora/fauna yang dilakukan di dalam habitat aslinya. Konservasi in situ mencakup kawasan suaka alam (Cagar alam dan Suaka Margasatwa) dan kawasan pelestarian alam (Taman Nasional, Taman Hutan Raya, dan Taman Wisata Alam). 2. Konservasi ex situ yaitu kegiatan konservasi flora/fauna yang dilakukan di luar habitat aslinya. Konservasi ex situ dilakukan oleh lembaga konservasi, seperti kebun raya, arbetrum, kebun binatang, taman safari, dan tempat penyimpanan benih dan sperma satwa. 7.3 Masalah Kependudukan dan Lingkungan Hidup 1. Masalah Kependudukan Pada tahun 2015, Indonesia mempunyai penduduk sebesar 255,708,785 jiwa atau 3.49% dari jumlah penduduk dunia dan menempati posisi keempat di dunia. Pertambahan jumlah penduduk akibat natalitas lebih besar daripada mortalitas. Kesehatan semakin membaik menyebabkan mortalitas rendah dan pertambahan penduduk semakin meningkat akibat adanya migrasi. Permasalahan penduduk di negara berkembang adalah pertambahan yang tidak seimbang dengan peningkatan produksi pangan, penyebaran tidak merata (terkonsentrasidi kota-kota besar) sehingga terjadi pengangguran, kemiskinan, dan kerusakan lingkungan. Pertambahan penduduk yang semakin meningkat berdampak pada lingkungan sehingga banyak terjadi pencemaran udara, air, dan tanah. Pertambahan penduduk yang pesat juga meningkatkan keperluan sumber daya alam. Pada kenyataannya, tidak semua negara memiliki kekayaan sumber daya alam yang sama. Hal ini disebabkan penyebaran sumber daya alam di bumi tidaklah merata. Selain itu, jumlah penduduk suatu negara dan kemampuan teknologi yang dimilikinya turut mempengaruhi kemakmuran suatu negara. Cepat atau lambat habisnya sumber daya alam tersebut tergantung pada jumlah pemakaiannya. 2. Lingkungan Hidup Lingkungan hidup adalah segala sesuatu yang ada di sekitar manusia atau makhluk hidup yang memiliki hubungan timbal balik dan kompleks serta saling mempengaruhi antara satu komponen dengan komponen lainnya. Dua komponen penting tersebu adalah komponen biotik dan abiotik. Pengertian lingkungan hidup yang lebih mendalam menurut UU No 32 thun 2009 adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup termasuk manusia dan 61 perilakunya yang mempengaruhi alam itu sendiri, kelangsungan perikehidupan, dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain. Ilmu yang mempelajari interaksi manusia dengan lingkungannya disebut ekologi. Ekologi berasal dari bahasa Yunani oikos “habibat” dan logis “ilmu”. Ekologi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi makhluk hidup dengan lingkungannya. Setiap makhluk hidup menginginkan agar tempat hidupnya memberikan keamanan dan kenyamanan. Semuanya demi kelangsungan hidup bagi individu itu dan bagi jenisnya. Lingkungan hidup dapat memenuhi syarat kehidupan para penghuninya jika situasi dan kondisi lingkungan hidup disesuaikan dengan kebutuhan minimal para penghuninya. Semakin modern suatu masyarakat berarti semakin kompleks pula hidupnya dan semakin beranekaragam kebutuhannya. Berkat kemajuan teknnologi, manusia lebih mendapat kesempatan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya tetapi semakin mencemari lingkungan hidupnya yang berakibat kerusakan terhadap lingkungan. Kerusakan lingkungan dari waktu ke waktu semakin mengalami peningkatan sehingga alam seakan-akan sudah tidak bersahabat lagi dengan manusia. Kerusakan pada lingkungan hidup terjadi karena dua faktor, yaitu faktor alami dan faktor manusia. Banyaknya bencana alam dan cuaca yang tidak menentu menjadi penyebab terjadinya kerusakan lingkungan. Bencana alam tersebut dapat berupa bajir, tanah longsor, tsunami, angina puting beliung, angin topan, gunung meletus, ataupun gempa bumi. Manusia sebagai makhluk berakal dan memiliki kemampuan tinggi dibandingkan dengan makhluk lain akan terus berkembang dari pola hidup sederhana menuju ke kehidupan yang modern. Dengan adanya perkembangan kehidupan, tentunya kebutuhannya juga akan sangat berkembang termasuk kebutuhan eksploitasi sumber daya alam yang berlebihan. Kerusakan lingkungan karena faktor manusia bisa berupa adanya penebangan secara liar yang menyebabkan banjir maupun tanah longsor. Masalah lingkungan hidup di Indonesia saat ini adalah penebangan hutan secara liar; polusi air dari limbah industri, pertambangan, dan rumah tangga; polusi udara di daerah perkotaan; asap dank abut dari kebakaran hutan; perambahan suaka alam/suaka margasatwa; perdagangan dan pembasmian hewan liar yang dilindungi; penghancuran terumbu karang; pembuangan sampah tanpa pemisahan/pengolahan; semburan lumpur di Sidoarjo; reklamasi pantai. 62 7.4 Prinsip dan Usaha Pelestarian Sumber Daya Alam dan Lingkungan Hidup Usaha pelestarian sumber daya alam dan lingkungan hidup perlu dilakukan untuk memelihara kelangsungan daya dukung dan daya tampung lingkungan hidup. Daya dukung lingkungan hidup adalah kemampuan lingkungan hidup untuk mendukung perikehidupan manusia, makhluk hidup lain, dan keseimbangan antarkeduanya. Sedangkan daya tampung lingkungan hidup adalahkemampuan lingkungan hidup untuk menyerap zat, energi, dan/atau komponen lain yang masuk atau dimasukkan ke dalamnya. Usaha yang dapat dilakukan untuk melestarikan sumber daya alam dan lingkungan hidup antara lain: 1. Pendidikan Cinta Lingkungan Kerusakan lingkungan di Indonesia terus terjadi dan harus segera ditanggulangi dengan cara menyiapkan sumber daya manusia yang peduli lingkungan. Usaha yang paling efektif dan berdampak panjang adalah menumbuhkembangkan cinta lingkungan kepada generasi penerus melalui pendidikan di sekolah. Dengan memasukkan isu lingkungan dalam proses pendidikan, peserta didik diajari hak, kewajiban, dan tanggung jawab kepada lingkungan. Metode pembelajaran, mengintegrasikan isu lingkungan dengan mata pelajaran yang lain. Evaluasi pendidikan lebih ditekankan kepada perubahan perilaku, sikap, partisipasi, kreasi, dan inisiatif peserta didik. 2. Gaya Hidup Hijau Guna pengelolaan lingkungan yang berkelanjutan mulai sekarang dan di masa mendatang, masyarakat Indonesia perlu melaksanakan gaya hidup sehat. Masyarakat Indonesia harus memiliki budaya atau gaya hidup yang suka menanam pohon dan memelihara tanaman pada lahan-lahan yang masih kosong. Dengan cara gemar menanam tanaman akan berdampak pada pengurangan emisi gas CO2, CH4, N2O dan NO2. Selain menanam pohon, gaya hidup hijau dapat dilakukan dengan menggunakan barang-barang yang ramah lingkungan sehingga dpat membantu mempertahankan lingkungan hidup yang nyaman. 3. Ruang Terbuka Hijau Ruang terbuka hijau adalah semua ruang terbuka yang ditanami dengan tanaman baik yang bersifat alami seperti padang rumput, stepa, sabana, hutan raya, maupun yang bersifat buatan seperti taman, taman bermain, taman rekreasi, dan jalur hijau tepi jalan serta halaman rumah/pekarangan (Sodiq, 2014). Ruang terbuka hijau sangat diperlukan terutama di daerah perkotaan. Manfaat yang diperoleh antara lain mendukung peningkatan kualitas lingkungan kota, mengurangi pencemaran udara, paru-paru kota, dan tempat rekreasi. 4. Penghijauan dengan Menanam Pohon Penghijauan merupakan kegiatan yang banyak manfaatnya bagi umat manusia seperti menaungi manusia dan hewan, batangnya dapat digunakan untuk peralatan, akarnya dapat 63 mencegah terjadinya erosi, banjir, tanah longsor, mengurangi polusi udara, dan menurunkan emisi gas rumah kaca (tanaman trembesi, mangrove, dan sansiviera). 5. Konservasi Terumbu Karang Indonesia memiliki keanekaragaman terumbu karang yang sangat luar biasa sehingga dijuluki "Amazon of The Sea". Adapun, terumbu karang di Indonesia tersebar hampir di 17.508 pulau. Apabila dihitung, luas tutupan terumbu karang di Indonesia mencapai 75 ribu kilometer persegi. Sayangnya 70 persen terumbu karang di Indonesia dalam keadaan rusak. Penyebab kerusakan terumbu karang antara lain akibat penggunaan bom, potasium, sampah, kesadaran masyarakat untuk melestarikan lingkungan masih sangat kurang, dan perubahan suhu yang meningkat. Perlu dilakukan konservasi terhadap terumbu karang, salah satunya harus ditentukan zona larang ambil terumbu karang. Selain itu yang tidak kalah penting adalah konservasi lingkungan secara berkelanjutan. Kegiatan ini harus melibatkan banyak pemangku kepentingan termasuk para nelayan dan penduduk lokal. Terumbu karang secara ekologis menjadi penunjang kehidupan biota laut lainnya, keanekaragaman hayati, dan pelindung pantai. Secara ekonomi, terumbu karang juga menjadi sumber makanan, sumber obat-obatan dan kosmetik, obyek wisata, mata pencaharian, bibit budidaya, dan untuk riset. 6. Pembangunan Berwawasan Lingkungan Pembangunan berwawasan lingkungan merupakan upaya cerdas dan berencana dalam rangka mengelola sumber daya alam secara bijaksana. Usaha melindungi lingkungn harus dilakukan dengan cara, produk dan proses produksi yang bersahabat dengan lingkungan serta perlu ada sertifikat ekolabel. Produk yang ramah lingkungan harus mengikuti standar baik mutu maupun prosesnya. 7. Menghemat energi Dalam kehidupan manusia modern, penggunaan energi semakin meluas mulai dari kebutuhan rumah tangga, industri, sampai transportasi. Sumber energi utama yang digunakan saat ini berasal dari bahan fosil. Semakin menipisnya bahan fosil mendorong manusia untuk menghasilkan energi alternatif. Selain penggunaan energi alternatif, penghematan energi perlu dilakukan untuk keberlangsungan hidup manusia di masa mendatang. Salah atu contoh sederhana yang dapat dilakukan untuk menghemat energi adalah mematikan peralatan listrik jika tidak digunakan. 64 EVALUASI 1. Jelaskan tentang sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui serta contohnya! 2. Kemukakan cara-cara yang dilakukan manusia untuk mempertahankan sumber daya alam yang tersedia baik SDA yang dapat diperbarui maupun SDA yang tidak dapat diperbarui! 3. Jelaskan apa permasalahan yang dihadapi negara kita terkait masalah kependudukan dan lingkungan! 4. Jelaskan contoh beberapa energi alternatif dalam rangka menghemat energi! 5. Berikan contoh usaha-usaha manusia dalam pelestarian Sumber Daya alam (SDA)! 65
