Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 17 Februari 2025
Kertas adalah bahan lembaran tipis yang dihasilkan dengan memproses serat selulosa yang berasal dari kayu, kain perca, rumput, atau sumber nabati lainnya secara mekanis atau kimiawi dalam air, mengalirkan air melalui jaring halus sehingga serat tersebar merata di permukaan, diikuti dengan pengepresan dan pengeringan. Pada awalnya, kertas dibuat dalam satu lembar dengan tangan, tetapi sekarang hampir semuanya dibuat dengan mesin besar. Mesin-mesin ini memiliki kecepatan 2.000 meter per menit dan output 600.000 ton per tahun. Sangat serbaguna, bahan ini dapat digunakan untuk banyak hal, seperti lukisan, pencetakan, grafik, papan tanda, desain, pengemasan, dekorasi, penulisan, dan pembersihan. Ini juga dapat digunakan sebagai kertas saring, dinding, akhir buku, konservasi, laminasi, tisu toilet, uang, dan kertas keamanan, atau dalam berbagai proses konstruksi dan industri.
Fragmen kertas paling awal ditemukan di Tiongkok pada abad ke-2 SM, tetapi proses pembuatan kertas dikembangkan di Asia Timur, mungkin Tiongkok, setidaknya sejak tahun 105 M. Amerika Serikat dan Tiongkok mengikuti Tiongkok dalam produksi pulp dan kertas modern, yang merupakan industri global. Fragmen arkeologi tertua yang diketahui sebagai pendahulu kertas modern berasal dari abad ke-2 SM di Tiongkok. Proses pembuatan kertas pulp dianggap berasal dari Cai Lun, seorang kasim istana Han abad ke-2 M.
Disebutkan bahwa setelah Pertempuran Talas pada tahun 751 M, ketika dua pembuat kertas Tiongkok ditangkap sebagai tawanan, pengetahuan tentang pembuatan kertas dibawa ke dunia Islam. Meskipun faktanya tidak diketahui, segera setelah itu, kertas mulai ditulis di Samarkand. Pengetahuan tentang kertas dan kebutuhannya menyebar dari Timur Tengah ke Eropa pada abad ke-13. Pada abad pertengahan, pabrik kertas bertenaga air pertama dibangun. Ketika kertas pertama kali dibawa ke Barat melalui kota Bagdad, itu disebut "bagdatikos". Industrialisasi pada abad ke-19 secara dramatis mengurangi biaya produksi kertas. Penemu Kanada Charles Fenerty dan penemu Jerman Friedrich Gottlob Keller mengembangkan proses pembuatan pulp serat kayu secara mandiri pada tahun 1844.
Sebelum industrialisasi produksi kertas, sumber serat yang paling umum adalah serat daur ulang dari tekstil bekas, yang disebut kain perca. Kain itu terbuat dari rami, linen, dan katun. Proses menghilangkan tinta cetak dari kertas daur ulang ditemukan oleh ahli hukum Jerman Justus Claproth pada tahun 1774. Saat ini metode ini disebut penghilangan tinta. Baru setelah diperkenalkannya pulp kayu pada tahun 1843, produksi kertas tidak bergantung pada bahan daur ulang dari para pemulung.
Konsumsi kertas di seluruh dunia telah meningkat sebesar 400% dalam 40 tahun terakhir yang menyebabkan peningkatan deforestasi, dengan 35% pohon yang ditebang digunakan untuk pembuatan kertas. Kebanyakan perusahaan kertas juga menanam pohon untuk membantu menumbuhkan kembali hutan. Penebangan hutan tua menyumbang kurang dari 10% pulp kayu, namun merupakan salah satu isu yang paling kontroversial. Limbah kertas menyumbang hingga 40% dari total limbah yang dihasilkan di Amerika Serikat setiap tahunnya, sehingga menghasilkan 71,6 juta ton limbah kertas per tahun di Amerika Serikat saja. Rata-rata pekerja kantoran di AS mencetak 31 halaman setiap hari. Orang Amerika juga menggunakan sekitar 16 miliar cangkir kertas per tahun. Pemutihan pulp kayu secara konvensional menggunakan unsur klorin menghasilkan dan melepaskan sejumlah besar senyawa organik terklorinasi ke lingkungan, termasuk dioksin terklorinasi. Dioksin diakui sebagai polutan lingkungan yang persisten dan diatur secara internasional oleh Konvensi Stockholm tentang Polutan Organik Persisten. Dioksin sangat beracun dan dampaknya terhadap kesehatan manusia meliputi masalah reproduksi, perkembangan, kekebalan tubuh, dan hormonal. Mereka diketahui bersifat karsinogenik. Lebih dari 90% paparan pada manusia terjadi melalui makanan, terutama daging, susu, ikan, dan kerang, karena dioksin terakumulasi dalam rantai makanan di jaringan lemak hewan. Industri pulp kertas dan industri percetakan mengeluarkan sekitar 1% emisi gas rumah kaca dunia pada tahun 201034 dan sekitar 0,9% pada tahun 2012.
Secara global, kertas telah menjadi unsur tak terpisahkan dalam perkembangan peradaban manusia. Dari pembuatan awal dengan teknik tangan hingga produksi massal modern, kertas telah memainkan peran penting dalam berbagai aspek kehidupan manusia. Ditemukan pada awalnya di Tiongkok dan kemudian menyebar ke seluruh dunia, produksi dan penggunaan kertas terus berkembang seiring dengan waktu, membawa dampak besar baik secara positif maupun negatif.
Seiring dengan kemajuan teknologi dan industrialisasi, penggunaan kertas telah meningkat secara signifikan, menyebabkan peningkatan deforestasi dan masalah lingkungan lainnya. Meskipun demikian, upaya untuk mengurangi dampak negatif produksi kertas telah menjadi fokus dalam beberapa dekade terakhir. Langkah-langkah konservasi, penggunaan bahan baku alternatif, dan inovasi teknologi telah dimulai untuk mencapai produksi kertas yang lebih berkelanjutan.
Kertas tetap menjadi bagian penting dari kehidupan kita, namun penting bagi kita untuk terus meningkatkan kesadaran akan dampak lingkungan dari produksi dan penggunaannya. Dengan mempertimbangkan solusi-solusi inovatif dan bertanggung jawab, kita dapat melangkah menuju masa depan di mana kertas tetap berperan penting sambil menjaga keberlanjutannya bagi lingkungan kita.
Sumber:
Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 12 Februari 2025
Pulp adalah zat lignoselulosa berserat yang dibuat dari kertas bekas, kain perca, tanaman serat, dan kayu dengan cara membuat serat selulosa secara kimia, semi kimia, atau mekanis. Pulp adalah bahan baku utama yang digunakan dalam industri pembuatan berbagai produk kertas dan pembuatan kertas, bersama dengan air dan bahan kimia lainnya atau bahan tambahan nabati.
Sumber daya tumbuhan yang sebagian besar belum diolah digunakan oleh peradaban kuno untuk membuat bahan tulis seperti kertas termasuk papirus dan amate, hingga perkembangan pembuatan kertas diakui secara luas oleh Cai Lun di Tiongkok sekitar tahun 105 Masehi. Potongan bahan kulit kayu atau kulit pohon dianyam menjadi satu, ditumbuk menjadi lembaran kasar, dibiarkan kering, lalu dipoles dengan tangan. Proses maserasi, yang menghasilkan bubur serat selulosa yang lebih halus dan seragam yang dikeluarkan dari larutan melalui penyaring dan dikeringkan untuk menghasilkan lembaran atau gulungan, membedakan pulp yang digunakan dalam pembuatan kertas tradisional dan kontemporer. Serat kulit pohon dari tanaman kertas murbei (kozo), dipadukan dengan kain rami dan sisa jaring, digunakan untuk membuat kertas pertama di Tiongkok. Para petani di Tiongkok menjinakkan pohon murbei sekitar abad keenam dengan tujuan menggunakannya untuk menghasilkan pulp untuk pembuatan kertas. Pulp juga dibuat dari bambu, kulit kembang sepatu, kayu cendana biru, jerami, dan kapas selain murbei. Pada abad ke-13, pembuatan kertas menggunakan pulp yang dibuat dari serat rami dan linen dari kain perca, jaring ikan, dan tas kain menyebar ke seluruh Eropa. Produksi kertas kain, yang menjadi semakin terjangkau dengan menggunakan kain perca, sangat penting bagi kemajuan percetakan. Lebih dari 95% pulp yang diproduksi di seluruh dunia kini dibuat dari kayu pulp dan produk pohon lainnya, yang berubah sepanjang tahun 1800-an sebagai respons terhadap kebutuhan industri pembuatan kertas dan sektor percetakan yang baru.
Posisi kertas saat ini sebagai komoditas murah mungkin disebabkan oleh penggunaan pulp kayu dan pengembangan mesin kertas otomatis pada akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. Meskipun karya-karya yang diterbitkan oleh Jacob Christian Schäffer pada tahun 1765 dan Matthias Koops pada tahun 1800 merupakan salah satu contoh kertas paling awal yang dibuat dari pulp kayu, produksi kertas kayu skala besar dimulai pada tahun 1840-an dengan dua perkembangan berbeda dan simultan dalam pembuatan pulp mekanis: yang dibuat oleh Friedrich Gottlob Keller di Jerman dan Charles Fenerty di Nova Scotia. Prosedur kimia segera menyusul. Pada tahun 1867, Benjamin Tilghman menerima paten AS untuk penggunaan kalsium bisulfit, atau Ca(HSO3)2, untuk membuat pulp kayu, setelah penggunaan asam sulfat oleh J. Roth untuk mengawetkan kayu. Pabrik pulp sulfit komersial pertama dibangun di Swedia sekitar sepuluh tahun kemudian. Hal ini didasarkan pada penelitian Carl Daniel Ekman dan menggunakan magnesium sebagai ion lawan.
Pembuatan pulp sulfit telah melampaui teknik pembuatan pulp mekanis dan menjadi standar industri pada tahun 1900 untuk produksi pulp kayu. Carl F. Dahl menciptakan metode pembuatan pulp kimia saingannya yang dikenal sebagai proses sulfat, atau kraft, pada tahun 1879; pabrik kraft pertama didirikan di Swedia pada tahun 1890. G.H. Penciptaan boiler pemulihan oleh Tomlinson pada awal tahun 1930-an memungkinkan pabrik kraft mendaur ulang hampir semua bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan pulp. Mulai tahun 1940-an, proses kraft menjadi metode pembuatan pulp yang dominan karena faktor-faktor ini serta kemampuannya dalam menangani lebih banyak spesies kayu dan menghasilkan serat yang lebih kuat. Pada tahun 2006, terdapat 175 juta ton (160 juta ton) pulp kayu yang diproduksi di seluruh dunia. Pulp pasar (tidak diolah menjadi kertas di fasilitas yang sama) sebanyak 63 juta ton (57 juta ton) terjual pada tahun sebelumnya. Kanada menyumbang porsi terbesar dari total ini, yaitu sebesar 21 persen, diikuti oleh Amerika Serikat dengan 16 persen. Menurut Kanada (2014), “45% residu penggergajian kayu, 21% kayu gelondongan dan serpihan, serta 34% kertas daur ulang” merupakan sumber serat kayu yang dibutuhkan untuk pembuatan pulp. Pulp pasar terdiri dari 93% pulp kimia.
Kayu pulp adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan sumber daya kayu yang dibutuhkan untuk memproduksi pulp kayu. Meskipun pohon apa pun secara teoritis dapat digunakan untuk memproduksi pulp, pohon jenis konifera adalah pilihan yang lebih disukai karena pulpnya memiliki serat selulosa yang lebih panjang, sehingga menghasilkan kertas yang lebih kuat. Kayu keras seperti kayu putih, aspen, dan birch, serta kayu lunak seperti cemara, pinus, cemara, larch, dan hemlock, adalah beberapa kayu yang paling sering digunakan untuk produksi kertas. Selain itu, terdapat peningkatan minat terhadap spesies pohon hasil rekayasa genetika (seperti poplar GM dan kayu putih) karena sejumlah keuntungan signifikan yang diberikannya, termasuk pertumbuhan yang lebih cepat dan penguraian lignin yang lebih mudah. Pabrik pulp adalah fasilitas produksi yang mengubah sumber serat tanaman, seperti serpihan kayu, menjadi papan serat tebal yang dapat dikirim ke pabrik kertas untuk diproses lebih lanjut.
Pulp dapat diproduksi seluruhnya secara kimia (proses sulfit dan kraft), semi kimia, atau mekanis. Pemutihan produk akhir atau ketiadaan pemutihan mungkin berbeda-beda sesuai keinginan klien. Selain air, tiga bahan utama kayu dan bahan tanaman lainnya yang digunakan untuk memproduksi pulp adalah serat selulosa, yang dibutuhkan untuk membentuk kertas, lignin, polimer tiga dimensi yang menyatukan serat selulosa, dan hemiselulosa, yang bercabang lebih pendek. polimer karbohidrat. Pengupasan sumber serat, seperti serpihan, batang, atau komponen tumbuhan lainnya, dilakukan untuk memisahkan serat menjadi serat-serat penyusunnya.
Hal ini dicapai dengan pembuatan pulp kimia, yang memecah lignin dan hemiselulosa menjadi molekul kecil yang larut dalam air yang dapat dihilangkan dari serat selulosa tanpa melemahkannya melalui depolimerisasi kimia. Serat selulosa secara fisik terkoyak oleh beberapa teknik pembuatan pulp mekanis, seperti pulping mekanis penghalus (RMP) dan pulping kayu tanah (GW). Sebagian besar lignin masih menempel pada serat. Serat mungkin terpotong sehingga mengurangi kekuatan. Banyak teknik pembuatan pulp hibrida yang menggabungkan perlakuan kimia dan panas untuk memulai fase pembuatan pulp kimia yang dipersingkat, yang segera diikuti dengan perlakuan mekanis untuk memisahkan serat. Pembuatan pulp termomekanis (TMP) dan pembuatan pulp secara kimiawi (CTMP) adalah dua contoh teknik hibrid ini. Perlakuan kimia dan termal mengurangi energi yang dibutuhkan oleh perlakuan mekanis di masa depan dan tingkat kehilangan kekuatan yang akan dialami serat.
Saat ini, pulp yang berasal dari tekstil daur ulang atau sumber tanaman non-kayu sebagian besar diproduksi sebagai produk khusus untuk pencetakan halus dan aplikasi artistik. Serat yang lebih panjang, lebih kuat, dan kandungan lignin yang lebih rendah pada kertas seni buatan mesin dan tangan kontemporer yang diproduksi dari katun, linen, rami, abaka, kozo, dan serat lainnya sangat dihargai. Hampir semua bahan tanaman mengandung lignin, yang berperan dalam pengasaman dan pembubaran akhir produk kertas. Kertas koran dan produk kertas berlignin tinggi lainnya sering kali ditandai dengan warna kecoklatan dan getas. Kertas yang seluruhnya terbuat dari katun atau campuran pulp katun dan linen sering digunakan untuk membuat kertas tahan lama termasuk paspor, sertifikat, dan uang kertas.
Sumber:
Lihat lainnya:
Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 12 Februari 2025
Biologi konservasi adalah salah satu bidang studi yang sangat penting dalam upaya menjaga keberlangsungan alam dan keanekaragaman hayati Bumi. Dengan tujuan utama untuk melindungi spesies, habitat, dan ekosistem dari tingkat kepunahan yang berlebihan serta pengikisan interaksi biotik, biologi konservasi mencakup berbagai disiplin ilmu, termasuk ilmu alam dan sosial, serta praktik manajemen sumber daya alam.
Asal mula konsepsi tentang biologi konservasi bisa ditelusuri hingga "Konferensi Internasional Pertama tentang Penelitian dalam Biologi Konservasi" yang diadakan pada tahun 1978. Konferensi ini dipimpin oleh sejumlah biologis Amerika terkemuka, antara lain Bruce A. Wilcox dan Michael E. Soulé, bersama sekelompok peneliti universitas dan konservasionis terkemuka lainnya. Pertemuan tersebut dipicu oleh keprihatinan atas deforestasi tropis, hilangnya spesies, dan penurunan keragaman genetik dalam spesies.
Biologi konservasi dikenal sebagai "Disiplin dengan Batas Waktu" karena menangani penurunan cepat sistem biologis di seluruh dunia. Para peneliti dalam bidang ini mengkaji tren dan proses kehilangan keanekaragaman hayati serta dampaknya terhadap kesejahteraan manusia. Mereka bekerja di berbagai bidang, mulai dari lapangan hingga kantor pemerintah, universitas, organisasi nirlaba, dan industri.
Peran biologi konservasi sangat penting dalam menyadarkan masyarakat akan pentingnya pelestarian lingkungan. Melalui pendidikan dan advokasi, para ahli konservasi berupaya untuk membangun kesadaran dan keterlibatan masyarakat dalam melindungi sumber daya alam, menjaga habitat, dan memastikan kelangsungan hidup spesies yang terancam punah.
Sejarah biologi konservasi mencakup upaya-upaya sejak zaman dahulu untuk melestarikan sumber daya alam. Mulai dari etika sumber daya alam yang berkembang dalam budaya-budaya kuno hingga gerakan konservasi modern pada abad ke-18 dan ke-19, kesadaran akan pentingnya menjaga keseimbangan dengan alam telah menjadi bagian dari peradaban manusia.
Dalam era modern, tantangan terbesar biologi konservasi adalah menghadapi krisis keanekaragaman hayati. Melalui kerja sama global dan tanggung jawab bersama, kita dapat menjaga keberlangsungan hayati Bumi untuk generasi mendatang. Biologi konservasi bukan hanya tentang apa yang dicapai, tetapi juga tentang bagaimana melakukannya. Oleh karena itu, pendekatan konservasi haruslah berkolaborasi, terbuka, berorientasi solusi, dan didasarkan pada nilai-nilai positif.
Selain itu, biologi konservasi memperluas cakupannya untuk memahami sejarah dan evolusi gerakan konservasi itu sendiri. Gerakan konservasi modern bermula dari prinsip-prinsip yang diterapkan pada hutan-hutan India Britania. Etika konservasi yang mulai berkembang melibatkan tiga prinsip inti: bahwa aktivitas manusia merusak lingkungan, bahwa ada kewajiban warga untuk menjaga lingkungan bagi generasi mendatang, dan bahwa metode ilmiah yang berbasis empiris harus diterapkan untuk memastikan kewajiban ini dilakukan.
Dalam perkembangannya, gerakan konservasi modern mengarah pada pembentukan organisasi dan lembaga konservasi seperti Royal Society for the Protection of Birds, National Trust, dan Wildlife Trusts di Inggris. Di Amerika Serikat, gerakan konservasi ditandai dengan berbagai undang-undang dan pembentukan taman nasional oleh Theodore Roosevelt.
Melalui peran biologi konservasi dan partisipasi aktif dalam gerakan konservasi modern, kita berada di garis depan dalam upaya melindungi alam dan keanekaragaman hayati untuk generasi mendatang. Dengan menjaga ekosistem, kita juga menjaga keseimbangan lingkungan yang memberikan sumber daya dan kehidupan bagi semua makhluk di Bumi. Selain itu, melalui pendidikan dan kesadaran masyarakat, kita dapat menginspirasi perubahan positif dalam perilaku dan kebijakan yang mendukung pelestarian alam. Dengan komitmen bersama, kita dapat mewujudkan visi keberlanjutan untuk masa depan yang lebih baik bagi planet kita dan semua makhluk yang menghuninya.
Sumber:
Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 12 Februari 2025
Organisme hidup membentuk komponen biotik, yang merupakan unsur pokok ekosistem. Organisme ini dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori, antara lain manusia, hewan, dan tumbuhan. Memahami komposisi dan tanggung jawab variabel biotik sangat penting untuk memahami fungsi ekosistem dan hubungan kompleks yang ada antar makhluk di dalamnya. Mulai dari produsen, konsumen, hingga pengurai, masing-masing kelompok memiliki fungsi berbeda dalam menentukan dinamika ekosistem alam.
Produsen adalah makhluk yang dapat mengubah bahan kimia anorganik menjadi bahan organik menggunakan mekanisme seperti fotosintesis. Kategori ini berisi tumbuhan hijau, alga, dan beberapa mikroba. Produsen menggunakan sinar matahari untuk mensintesis makanan mereka sendiri, yang berfungsi sebagai landasan rantai makanan. Mereka melakukan fungsi penting dalam menciptakan oksigen dan memberikan energi kepada makhluk lain di lingkungan.
Konsumen adalah spesies heterotrofik yang bergantung pada organisme lain untuk mendapatkan makanan. Mereka dapat dibagi lagi menurut pola makan dan tempatnya dalam rantai makanan. Herbivora, seperti sapi dan kelinci, memakan tumbuhan secara langsung, sedangkan karnivora, seperti singa dan serigala, memangsa makhluk lain. Omnivora, termasuk manusia dan beruang, memakan berbagai tumbuhan dan hewan. Konsumen di setiap tingkat trofik membantu mengangkut energi dan nutrisi melalui predasi dan konsumsi.
Pengurai, juga dikenal sebagai detritivora, bertanggung jawab untuk memecah bahan organik menjadi molekul yang lebih sederhana. Bakteri dan jamur merupakan pengurai utama pada tumbuhan dan hewan yang mati. Detritivora mendaur ulang unsur hara kembali ke dalam tanah saat terurai, sehingga tersedia bagi produsen untuk diserap. Siklus nutrisi ini sangat penting untuk kesuburan ekosistem dan pertumbuhan tanaman.
Detritivora adalah organisme yang mengonsumsi detritus, yang terdiri dari bahan organik yang membusuk. Mereka antara lain cacing tanah, siput, dan kutu kayu. Detritivora berkontribusi signifikan terhadap proses dekomposisi dengan mencabik-cabik dan melahap sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mati. Detritivora membantu melepaskan nutrisi dan mineral dengan memecah detritus organik, yang berkontribusi terhadap pengayaan tanah dan produksi ekosistem.
Komponen biotik ekosistem berinteraksi dengan cara yang rumit, menghasilkan jaringan interaksi yang rumit. Hubungan ini dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis: persaingan, predasi, simbiosis, dan mutualisme. Misalnya, predator memberikan tekanan selektif pada populasi mangsa, sehingga mempengaruhi kelimpahan dan distribusinya. Demikian pula kemitraan mutualistik antara penyerbuk dan tanaman berbunga menguntungkan kedua belah pihak.
Setiap organisme dalam suatu ekosistem menempati relung ekologi berbeda yang mencerminkan posisi dan fungsinya dalam komunitas. Habitat, pola makan, perilaku, dan interaksi dengan spesies lain merupakan elemen yang berkontribusi terhadap relung ekologi. Organisme mengurangi persaingan dalam ekosistem dengan mempartisi sumber daya dan habitat. Memahami persyaratan relung berbagai spesies sangat penting untuk konservasi dan pengelolaan ekosistem.
Komponen biotik menunjukkan berbagai adaptasi yang memungkinkan mereka bertahan hidup dan sejahtera di habitat tertentu. Seleksi alam mempengaruhi sifat-sifat yang diwariskan, sehingga menghasilkan evolusi adaptasi yang meningkatkan kebugaran suatu organisme. Misalnya, predator dapat mengembangkan strategi berburu khusus, sedangkan spesies mangsa dapat mengembangkan tindakan perlindungan untuk menghindari pemangsaan. Seiring berjalannya waktu, perubahan ini membantu meningkatkan keanekaragaman hayati dan ketahanan ekosistem.
Tindakan manusia mempunyai dampak signifikan terhadap komponen biotik dan ekosistem di seluruh dunia. Degradasi habitat, polusi, eksploitasi sumber daya yang berlebihan, dan perubahan iklim semuanya menimbulkan ancaman terhadap keanekaragaman hayati dan mengganggu sistem ekologi. Upaya konservasi berupaya membatasi dampak ini dengan menjaga habitat, merehabilitasi ekosistem yang terdegradasi, dan mendorong kegiatan berkelanjutan. Mengenali interkonektivitas komponen biotik sangat penting untuk meningkatkan keharmonisan antara manusia dan lingkungan alam.
Komponen biotik adalah unsur pembangun ekosistem yang penting, yang mengendalikan aliran energi dan nutrisi serta mempengaruhi dinamika ekologi. Dari produsen hingga pengurai, masing-masing kelompok memainkan peran berbeda dalam memastikan keseimbangan dan fungsi ekologi. Memahami interaksi dan keterkaitan antara komponen biotik membantu kita memahami kompleksitas dan ketahanan sistem alam. Melindungi keanekaragaman hayati dan mendukung praktik berkelanjutan sangat penting untuk menjaga integritas ekosistem dan menjamin kesehatan semua organisme hidup.
Sumber:
Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 12 Februari 2025
Istilah "ilmu pengetahuan alam" (IPA) merujuk pada bidang ilmu di mana objeknya adalah benda-benda alam yang memiliki hukum yang jelas dan umum yang berlaku kapan pun dan di mana pun. Sains berasal dari kata latin scientia yang secara harafiah berarti pengetahuan. Sund dan Trowbribge merumuskan bahwa sains adalah ringkasan pengetahuan dan proses. Sementara itu Kuslan Batu mengatakan bahwa ilmu adalah suatu ringkasan ilmu pengetahuan dan cara-cara untuk memperoleh dan menggunakan ilmu itu. Ilmu pengetahuan merupakan produk dan proses yang tidak dapat dipisahkan. “Ilmu Pengetahuan Nyata merupakan suatu produk dan proses, yang tidak dapat dipisahkan” (Agus. S. 2003: 11) Sains sebagai suatu proses merupakan langkah-langkah yang dilakukan ilmuwan untuk melakukan penyelidikan guna menemukan penjelasan atas fenomena alam.
Tahapan tersebut adalah merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, merancang percobaan, mengumpulkan data, menganalisis dan akhirnya menyimpulkan. Dari sini terlihat bahwa ciri mendasar ilmu pengetahuan adalah kuantifikasi, artinya fenomena alam dapat berbentuk besaran. Ilmu pengetahuan alam mempelajari aspek fisik & non-manusia di bumi dan alam sekitarnya. Ilmu-ilmu alam menjadi landasan bagi ilmu-ilmu terapan, yang keduanya dibedakan dari ilmu-ilmu sosial, humaniora, teologi, dan seni. Matematika tidak dianggap sebagai ilmu alam, namun digunakan sebagai penyedia alat dan kerangka kerja yang digunakan dalam ilmu alam. Istilah ilmu pengetahuan alam juga digunakan untuk mengakui "sains" sebagai suatu disiplin ilmu yang menggunakan metode ilmiah, berbeda dengan filsafat alam. Di sekolah, ilmu pengetahuan alam umumnya dipelajari pada mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam. Tingkat kepastian dalam ilmu pengetahuan alam relatif tinggi mengingat objek-objeknya yang konkrit, oleh karena itu ilmu alam ini biasa juga disebut ilmu eksakta. Terlepas dari penggunaan tradisional di atas, saat ini istilah "ilmu alam" kadang-kadang digunakan lebih dekat dengan arti yang lebih tepat dalam istilah umum. Dari sudut pandang ini, "ilmu alam" dapat memiliki arti alternatif selain biologi, terlibat dalam proses biologis, dan dibedakan dari ilmu fisika (berkaitan dengan hukum fisika dan kimia yang mendasari alam semesta).
Berikut merupakan cabang-cabang utama dari ilmu alam:
Ilmu pendidikan alam dan Edukasinya di Indonesia
Ilmu pengetahuan berkembang pesat, pada dasarnya ilmu pengetahuan bermula dari dua cabang besar yaitu filsafat alam yang kemudian membentuk kelompok ilmu-ilmu alam (natural sciences) dan filsafat moral yang kemudian berkembang menjadi ilmu-ilmu sosial (social sciences). Ilmu pengetahuan alam dipisahkan menjadi dua bidang, yaitu ilmu alam (ilmu fisika) dan ilmu hayat (ilmu biologi) (Jujun. S. 2003). Ilmu pengetahuan alam adalah ilmu yang menyelidiki komponen-komponen penyusun alam semesta, sedangkan ilmu kehidupan mempelajari organisme hidup yang ada di dalamnya. Ilmu pengetahuan alam kemudian bercabang lagi menjadi fisika (mempelajari massa dan energi), kimia (mempelajari substansi materi), astronomi (mempelajari benda-benda langit, dan ilmu kebumian (earth science) yang mengkaji dunia kita.
IPA di Indonesia meliputi anatomi, fisiologi, zoologi, sitologi, embriologi, dan mikrobiologi; ilmu fisika meliputi astronomi, kimia, geologi, mineralogi, meteorologi, dan fisika. Sains (sains) bertujuan untuk menggugah rasa ingin tahu masyarakat agar mau belajar lebih jauh dan memahami lebih dalam tentang alam yang penuh misteri. Seiring dengan terungkapnya misteri alam secara bertahap, dan sebagai hasil dari pengetahuan yang dihasilkan, penerapan ilmu pengetahuan, atau teknologi, semakin meluas. Namun seiring berjalannya waktu, kesenjangan ini semakin mengecil, artinya pepatah “Ilmu pengetahuan saat ini adalah teknologi masa depan” telah beberapa kali divalidasi oleh sejarah. Bahkan saat ini, sains dan teknologi bekerja sama membentuk budaya yang saling memperkuat, bagaikan sebuah mata uang, yang satu sisi mewakili esensi sains dan sisi lainnya mewakili pentingnya teknologi. Sains berbicara tentang fenomena alam yang terorganisir secara metodis yang berasal dari pengamatan manusia dan hasil eksperimen. Hal ini sejalan dengan pernyataan Powler (dalam Wina-putra, 1992: 122) yang menyatakan bahwa sains adalah studi tentang kejadian-kejadian alam dan objek-objek sistematis yang disusun menjadi suatu kumpulan temuan yang terorganisir dan dapat diterapkan secara luas melalui observasi dan eksperimen.
Sains adalah pengetahuan yang mempunyai objek dan menggunakan teknik ilmiah, oleh karena itu harus diajarkan di sekolah dasar. Alasan pengajaran sains di sekolah dasar harus jelas bagi semua guru. Jika diajarkan dengan benar, sains dapat menjadi topik yang menumbuhkan pemikiran kritis. Misalnya, sains dapat diajarkan dengan menggunakan pendekatan “temukan sendiri”. Anak muda tersebut kemudian dihadapkan pada sebuah masalah; contoh masalahnya adalah, "Dapatkah tumbuhan hidup tanpa daun?" Anak-anak didesak untuk menemukan dan menyelidiki hal ini.
Ketika anak-anak melakukan eksperimennya sendiri untuk mengajarkan sains. Dengan demikian, ilmu pengetahuan lebih dari sekedar hafalan. Topik ini mempunyai kemampuan membentuk kepribadian anak seutuhnya karena mengandung nilai-nilai pendidikan. Standar Kompetensi Sains (SK) dan Kompetensi Dasar (KD) di SD/MI merupakan syarat minimal yang harus dipenuhi siswa pada tingkat nasional. Mereka juga berperan sebagai pedoman bagi pengembang kurikulum dalam merancang kurikulum masing-masing satuan pendidikan. Landasan pencapaian SK dan KD adalah memberikan kebebasan kepada anak untuk mengembangkan keterampilan, karya ilmiah, dan pengetahuannya sendiri, dengan pendampingan guru. Baik UN maupun UASBN menggunakan topik ini.
Sumber:
Ilmu dan Teknologi Hayati
Dipublikasikan oleh Anisa pada 11 Februari 2025
Virus, kadang disebut badi, adalah mikroorganisme patogen yang memiliki kemampuan untuk bereplikasi hanya di dalam sel inangnya karena kekurangan perlengkapan seluler untuk melakukan reproduksi sendiri. Mereka dapat menginfeksi berbagai bentuk kehidupan, termasuk hewan, tumbuhan, bakteri, dan arkea. Meskipun istilah "virus" sering digunakan untuk jenis yang menginfeksi sel-sel eukariota, virus yang menginfeksi sel prokariota, seperti bakteri dan arkea, disebut bakteriofag.
Pengetahuan tentang virus pertama kali muncul melalui penelitian Dmitri Ivanovsky pada 1892 dan penemuan virus mosaik tembakau oleh Martinus Beijerinck pada tahun 1898. Sejak itu, lebih dari 6.000 spesies virus telah diidentifikasi, meskipun jumlah totalnya diperkirakan jauh lebih banyak.
Virus hadir di hampir setiap ekosistem di Bumi, menjadikannya entitas biologis yang paling melimpah. Ilmu yang mempelajari virus dikenal sebagai virologi, yang merupakan cabang dari mikrobiologi. Saat terinfeksi, sel inang dipaksa untuk memproduksi ribuan salinan virus yang identik dengan cepat. Di luar sel, virus berbentuk partikel independen yang disebut virion, yang terdiri dari materi genetik (DNA atau RNA) yang dibungkus oleh mantel protein (kapsid). Beberapa virus juga memiliki selubung luar yang terbuat dari lipid.
Asal-usul virus dalam sejarah evolusi kehidupan masih menjadi subjek penelitian yang mendalam dan penuh misteri. Meskipun begitu, beberapa teori telah diajukan untuk mencoba menjelaskan asal-usul mereka. Salah satunya adalah kemungkinan bahwa virus berevolusi dari plasmid, yaitu potongan kecil DNA yang dapat menggandakan diri sendiri dan seringkali ditemukan di dalam bakteri dan organisme lainnya. Teori ini didukung oleh kesamaan struktur dan fungsi antara virus dan plasmid. Plasmid memiliki kemampuan untuk memasuki sel inang dan mengintegrasikan materi genetiknya ke dalam genom sel inang, mirip dengan cara virus menginfeksi sel inangnya.
Selain itu, ada juga teori yang menyatakan bahwa virus mungkin berevolusi dari organisme hidup yang lebih besar, seperti bakteri. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa virus memiliki gen yang mirip dengan gen yang ditemukan pada bakteri. Ini menimbulkan pertanyaan apakah virus mungkin awalnya merupakan bagian dari genom bakteri yang kemudian terpisah dan mengembangkan kemampuan untuk bereplikasi secara independen.
Meskipun kontroversi masih ada, virus sering digambarkan sebagai "organisme di tepi kehidupan" karena memiliki beberapa karakteristik makhluk hidup, seperti kemampuan untuk membawa materi genetik, namun tidak memiliki struktur sel yang umumnya dianggap sebagai tanda kehidupan.
Virus menyebar melalui berbagai cara, termasuk melalui vektor penyakit seperti serangga, atau melalui transmisi udara, air, atau makanan. Infeksi virus pada hewan sering kali memicu respons kekebalan yang menghilangkan virus, meskipun beberapa virus dapat menyebabkan infeksi kronis atau menghindari respons kekebalan dengan mengubah sifatnya. Pengembangan vaksin dan obat antivirus telah menjadi fokus utama dalam upaya untuk melawan penyakit yang disebabkan oleh virus, seperti AIDS, influenza, dan hepatitis.
Selain itu, virus memiliki peran penting dalam transfer gen horizontal yang juga menjadi fokus utama dalam memahami evolusi mereka. Transfer gen horizontal adalah proses di mana gen-gene ditransfer dari satu organisme ke organisme lain, bahkan melintasi batas spesies. Virus sering kali bertindak sebagai vektor dalam proses ini, membawa potongan-potongan materi genetik dari satu organisme ke organisme lainnya. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan keanekaragaman genetik di alam, memungkinkan organisme untuk mengakuisisi sifat-sifat baru yang mungkin memberikan keuntungan adaptif.
Meskipun masih banyak yang harus dipelajari tentang virus, berlanjutnya penelitian di bidang ini bisa memberikan wawasan yang lebih baik tentang sifat dan perilaku virus, serta membuka pintu untuk pengembangan terapi dan intervensi yang lebih efektif dalam menghadapi tantangan yang dibawa oleh infeksi virus.
Sumber: