Kehidupan adalah karakteristik yang membedakan entitas fisik dengan proses biologis, seperti proses pemberian sinyal dan proses yang mempertahankan diri, dari entitas yang tidak memilikinya, baik karena fungsi tersebut telah berhenti, atau karena mereka tidak pernah memiliki fungsi tersebut dan diklasifikasikan sebagai benda mati.
Pada intinya, kehidupan ditentukan oleh serangkaian kriteria, termasuk kemampuan untuk tumbuh, bereproduksi, mempertahankan homeostatis, merespons rangsangan, dan beradaptasi terhadap lingkungan dari waktu ke waktu melalui perubahan yang diturunkan selama reproduksi. Biologi , ilmu yang mempelajari kehidupan, mencakup spektrum organisme yang luas, mulai dari bakteri bersel tunggal yang sederhana hingga organisme multiseluler yang kompleks seperti manusia.
Semua organisme hidup terdiri dari sel, menjadikannya bahan dasar kehidupan. Sel dapat berfungsi secara mandiri atau sebagai bagian dari organisme multiseluler. Sel melakukan proses kimia yang diperlukan untuk kelangsungan hidup, termasuk mengubah makanan menjadi energi dan membuat protein.
Ada dua jenis sel: Prokariotik dan Eukariotik . Sel prokariotik lebih sederhana dan tidak memiliki inti, seperti bakteri. Sel eukariotik, ditemukan pada tumbuhan dan hewan, memiliki nukleus dan struktur khusus lainnya yang disebut organel.
Genetika adalah studi tentang keturunan dan variasi organisme. Materi genetik, DNA, membawa instruksi untuk perkembangan, fungsi, pertumbuhan, dan reproduksi semua makhluk hidup. Struktur DNA, heliks ganda, ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick, mengungkapkan bagaimana informasi genetik diturunkan dari orang tua ke keturunannya.
DNA bereplikasi melalui proses yang disebut mitosis untuk pertumbuhan dan perbaikan, dan meiosis untuk menghasilkan gamet dalam reproduksi seksual. Kode genetik dalam DNA terdiri dari empat nukleotida (A, T, C, G), yang menentukan ciri fisik dan ciri suatu organisme.
Evolusi melalui seleksi alam adalah proses dimana organisme berubah seiring waktu sebagai akibat dari perubahan sifat fisik atau perilaku yang diwariskan. Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace berpendapat bahwa organisme yang paling cocok dengan lingkungannya akan lebih mungkin bertahan hidup dan bereproduksi.
Contoh: Paruh burung kutilang di Kepulauan Galápagos telah berevolusi dari generasi ke generasi agar lebih sesuai dengan jenis makanan yang tersedia bagi mereka.
Semua organisme hidup memerlukan energi untuk menjalankan proses kehidupan. Energi dalam sistem biologis terutama berasal dari Matahari dan ditangkap oleh tumbuhan melalui proses yang disebut fotosintesis . Persamaan fotosintesis dapat direpresentasikan sebagai: \(6CO_2 + 6H_2O + light \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
Hewan memperoleh energi dengan mengonsumsi tumbuhan atau hewan lain, memecah makanan dalam proses yang disebut respirasi seluler , yang dapat diringkas dengan kebalikan dari persamaan fotosintesis.
Homeostasis adalah kemampuan suatu organisme untuk mempertahankan kondisi internal yang konstan meskipun ada perubahan eksternal. Ini termasuk mengatur suhu, pH, hidrasi, dan banyak lagi. Misalnya manusia berkeringat untuk mendinginkan tubuh dalam kondisi panas, yang merupakan respon langsung untuk menjaga homeostatis.
Ekosistem terdiri dari semua makhluk hidup di suatu wilayah tertentu, beserta lingkungan fisiknya. Ini mencakup tumbuhan, hewan, mikroorganisme, air, batu, dan tanah. Ekosistem dicirikan oleh aliran energi melalui rantai dan jaringan makanan, serta siklus nutrisi.
Organisme hidup berinteraksi satu sama lain dan lingkungannya dengan cara yang kompleks. Hubungan predator-mangsa , simbiosis (mutualisme, komensalisme, parasitisme), dan persaingan merupakan contoh interaksi yang berperan penting dalam keseimbangan ekologi.
Keanekaragaman hayati mengacu pada keragaman dan variabilitas kehidupan di Bumi. Keanekaragaman ini terjadi pada tingkat yang berbeda-beda, termasuk keanekaragaman spesies, genetik, dan ekosistem. Keanekaragaman hayati yang tinggi sangat penting karena membantu ekosistem tetap tangguh, menyediakan layanan penting bagi manusia seperti air bersih, penyerbukan, dan pengendalian penyakit.
Biologi konservasi berfokus pada perlindungan dan pelestarian keanekaragaman hayati melalui pengelolaan ekosistem dan satwa liar. Strateginya mencakup penetapan kawasan lindung, restorasi habitat, dan upaya memerangi polusi dan perubahan iklim.
Mempelajari biologi manusia melibatkan pemahaman seluk-beluk tubuh manusia, sistemnya, dan bagaimana mereka berinteraksi untuk membuat kita tetap hidup. Sistem penting termasuk sistem peredaran darah, yang mengangkut darah ke seluruh tubuh; sistem pernapasan, yang menyerap oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida; sistem pencernaan, yang memecah makanan menjadi nutrisi; dan sistem saraf, yang mengoordinasikan tindakan dan informasi sensorik.
Kesehatan dan penyakit manusia juga merupakan bagian penting dari studi biologi, mengeksplorasi cara menjaga kesehatan melalui pola makan, olahraga, dan pencegahan penyakit. Penelitian genetika dan biologi molekuler membawa kemajuan dalam bidang kedokteran, meningkatkan diagnosis penyakit, dan pengobatan.
Seiring kemajuan teknologi, pemahaman kita tentang kehidupan juga meningkat. Bioteknologi, penggunaan sistem kehidupan dan organisme untuk mengembangkan atau membuat produk, merevolusi bidang-bidang seperti pertanian, kedokteran, dan konservasi lingkungan. Rekayasa genetika, termasuk pengeditan gen CRISPR-Cas9, menawarkan kemungkinan untuk menyembuhkan penyakit genetik dan meningkatkan hasil panen.
Selain itu, biologi sintetik, cabang ilmu interdisipliner yang menggabungkan biologi dan teknik, menciptakan bentuk kehidupan baru dengan merancang dan membangun bagian dan sistem biologis baru atau mendesain ulang yang sudah ada untuk tujuan yang bermanfaat. Hal ini dapat mengarah pada terobosan dalam memproduksi energi terbarukan, plastik yang dapat terbiodegradasi, dan bahkan melakukan terraforming pada planet lain agar dapat dihuni manusia.
Kesimpulannya, eksplorasi kehidupan mulai dari skala mikroskopis sel dan gen hingga interaksi kompleks dalam ekosistem mengungkap keindahan dan kompleksitas dunia biologis. Melalui studi biologi, kita memperoleh wawasan tidak hanya tentang sifat keberadaan kita sendiri tetapi juga tentang mekanisme yang menopang kehidupan di Bumi. Saat kita terus mengungkap misteri kehidupan, kita dihadapkan pada pertimbangan etis dan tanggung jawab untuk menggunakan pengetahuan kita demi kepentingan semua makhluk hidup dan pelestarian lingkungan.
