Biologi

Biologi mempelajari kehidupan dan organisme.

• atas: bakteri E. coli dan gazel
• bawah: kumbang goliath dan tumbuhan paku

Bagian dari seri
Biologi
Ilmu yang mempelajari kehidupan
Indeks Garis besar Glosarium Sejarah (Garis waktu)
Komponen kunci Teori sel Ekosistem Evolusi Filogeni Sifat-sifat kehidupan Adaptasi Metabolisme Pengaturan Pertumbuhan Reproduksi Respons terhadap lingkungan Susunan Domain dan Kerajaan Arkea Bakteri Eukariota (Hewan, Fungi, Tumbuhan, Protista)
Subdisiplin Abiogenesis Aerobiologi Agronomi Agrostologi Anatomi Astrobiologi Bakteriologi Biokimia Biogeografi Biogeologi Bioinformatika Teknik biologis Biomekanika Biofisika Biosemiotika Biostatistika Bioteknologi Botani Biologi sel Mikrobiologi sel Biologi kimia Kronobiologi Biologi kognitif Biologi komputasi Biologi konservasi Kriobiologi Sitogenetika Dendrologi Biologi perkembangan Genetika ekologis Ekologi Embriologi Epidemiologi Epigenetika Biologi evolusi Biologi air tawar Genetika Genomika Geobiologi Gerontologi Herpetologi Histologi Biologi manusia Ikhtiologi Imunologi Lipidologi Mamalogi Biologi kelautan Biologi matematika Mikrobiologi Biologi molekuler Mikologi Neontologi Neurosains Gizi Ornitologi Osteologi Paleontologi Parasitologi Patologi Farmakologi Fotobiologi Fikologi Filogenetika Fisiologi Pomologi Primatologi Proteomika Protistologi Biologi kuantum Biologi reproduksi Sosiobiologi Biologi struktur Biologi sintetis Sistematika Biologi sistem Taksonomi Teratologi Toksikologi Virologi Virofisika Xenobiologi Zoologi
Penerapan Ilmu pertanian Ilmu kesehatan Teknologi kesehatan Pharming
Portal Biologi  Kategori
l b s

Biologi (serapan dari bahasa Belanda: biologie) atau ilmu hayat^[1] (serapan dari bahasa Arab: علم الحياة) adalah kajian tentang kehidupan, dan organisme hidup, termasuk struktur, fungsi, pertumbuhan, evolusi, persebaran, dan taksonominya.^[2] Ilmu biologi modern membahas pengetahuan yang sangat luas, eklektik, serta terdiri dari berbagai macam cabang dan subdisiplin. Secara umum, seluruh cabang keilmuan biologi disatukan oleh konsep dasar yang mengatur semua penelitian biologi, yaitu konsep tentang sel, gen, dan evolusi. Sel diakui sebagai satuan dasar kehidupan, gen diakui sebagai satuan dasar pewarisan, dan evolusi diasumsikan sebagai mekanisme yang mendorong terciptanya spesies baru. Selain itu, kelangsungan hidup dari makhluk hidup diyakini terjadi karena adanya perilaku konsumsi, perubahan energi serta dengan regulasi yang menjaga kestabiilan dan vitaltas keadaan dalam tubuh.^[3]

Subdisiplin biologi didefinisikan berdasarkan skala organisme yang dipelajari, jenis organisme yang dikaji, serta metode yang digunakan dalam penelitian. Biokimia mempelajari aspek kimia kehidupan, sementara biologi molekuler berfokus pada interaksi antar molekul biologis. Botani mengkaji biologi tumbuhan, sedangkan biologi seluler meneliti sel sebagai satuan dasar kehidupan. Fisiologi mempelajari fungsi fisik dan kimia jaringan, organ, serta sistem organ dalam suatu organisme. Biologi evolusioner berfokus pada proses yang menghasilkan keanekaragaman hayati, sementara ekologi mengkaji interaksi antara organisme dan lingkungannya. Seseorang yang mendalami bidang biologi disebut ahli biologi, biologiwan, atau biolog.^[4]

Istilah biologi berasal dari kata dalam bahasa Yunani βίος, bios, yang berarti "kehidupan", dan akhiran -λογία, -logia, yang artinya "ilmu."^[5][6] Bentuk Latin dari kata tersebut (biologi) pertama kali digunakan oleh Linnaeus (Carl von Linné) dalam karyanya yang berjudul Bibliotheca botanica pada tahun 1736. Kata tersebut dipakai lagi pada tahun 1766 oleh Michael Christoph Hanov dalam tulisannya yang berjudul Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis. Terjemahan bahasa Jermannya, yaitu Biologie, pertama kali muncul dalam terjemahan karya Linnaeus pada tahun 1771. Pada tahun 1797, Theodor Georg August Roose menggunakan istilah tersebut dalam pendahulu bukunya yang bertajuk Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft. Karl Friedrich Burdach pada tahun 1800 memakai istilah ini dalam arti yang lebih sempit, yaitu penelitian manusia dari sudut pandang morfologis, fisiologis, dan psikologis (Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst). Istilah biologi dalam pengertian modern baru muncul dalam buku Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–22) yang ditulis oleh Gottfried Reinhold Treviranus. Di dalam buku tersebut tertulis:^[7]

Objek penelitian kami adalah berbagai macam bentuk dan perwujudan kehidupan, keadaan dan hukum yang mengatur fenomena tersebut, serta penyebabnya. Ilmu yang terkait dengan objek tersebut kami sebut biologi [Biologie] atau doktrin kehidupan [Lebenslehre].

Walaupun biologi modern merupakan perkembangan yang relatif baru, ilmu yang terkait sudah dipelajari dari masa lampau. Filsafat alam dapat ditemui di peradaban Mesopotamia, Mesir, India, dan Tiongkok. Namun, asal-usul, dan pendekatan biologi modern berasal dari masa Yunani Kuno.^[8] Walaupun penelitian kedokteran dapat ditilik ke masa Hippocrates (ca. 460 SM–ca. 370 SM), Aristoteles (384 SM–322 SM) adalah tokoh yang paling berjasa dalam mengembangkan biologi. Salah satu karya terpentingnya adalah Historia Animalium, dan beberapa karya lain yang menunjukkan cara pandang seorang peneliti alam, serta karya-karya empirisnya yang mencoba mempelajari sebab-akibat biologis, dan keanekaragaman hayati. Penerus Aristoteles di Lyceum, yaitu Theophrastus, menulis buku-buku tentang botani yang berpengaruh hingga ke Abad Pertengahan.

Ilmuwan Islam abad pertengahan yang mempelajari biologi meliputi al-Jahiz (781–869), Ad-Dinawari (828–896), yang menulis tentang botani,^[9] dan ar-Razi (865–925), yang menulis tentang anatomi, dan fisiologi. Kedokteran dipelajari berdasarkan tradisi filsuf Yunani, sementara ilmu alam sangat dipengaruhi oleh pemikiran Aristoteles, terutama perihal hierarki kehidupan.

Biologi mulai berkembang pesat setelah Antony van Leeuwenhoek memperbaiki mikroskopnya. Berkatnya, spermatozoa, bakteri, infusoria, dan berbagai macam kehidupan mikroskopik lain berhasil ditemukan. Penyelidikan yang dilakukan oleh Jan Swammerdam membangkitkan ketertarikan terhadap bidang entomologi, dan membantu mengembangkan teknik pembedahan, dan pewarnaan (staining) mikroskopik.^[10]

Kemajuan mikroskop juga sangat memengaruhi pemikiran tentang biologi. Pada awal abad ke-19, sejumlah ahli biologi mulai menyadari pentingnya konsep sel. Kemudian, pada tahun 1838, Schleiden, dan Schwann mulai menganjurkan gagasan (yang kini diterima secara luas) bahwa (1) satuan dasar organisme adalah sel, dan (2) masing-masing sel memiliki karakteristik kehidupan, walaupun mereka menentang gagasan bahwa (3) semua sel berasal dari pembagian sel lain. Akan tetapi, berkat karya Robert Remak, dan Rudolf Virchow, pada tahun 1860-an sebagian besar ahli biologi menerima ketiga hal tersebut yang kini disebut teori sel.^[11]

Sementara itu, taksonomi, dan klasifikasi menjadi pusat perhatian sejarawan alam. Carl Linnaeus menerbitkan taksonomi dasar pada tahun 1735 (berbagai macam variasi telah digunakan semenjak itu) dan pada tahun 1750-an memperkenalkan nama ilmiah untuk spesies.^[12] Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, menganggap spesies sebagai kategori buatan dan menyatakan bahwa kehidupan dapat berubah—bahkan mengusulkan kemungkinan adanya nenek moyang bersama. Walaupun menentang teori evolusi, Buffon merupakan tokoh penting dalam sejarah pemikiran evolusi; karyanya memengaruhi teori evolusi Lamarck, dan Darwin.^[13]

Pemikiran evolusioner dapat ditilik kembali ke karya Jean-Baptiste Lamarck.^[14] Ia menyatakan bahwa evolusi merupakan hasil dari tekanan lingkungan terhadap sifat suatu hewan, yang berarti semakin sering suatu organ digunakan, semakin kompleks, dan efisien organ itu, sehingga membuat hewan teradaptasi dengan lingkungan. Lamarck juga meyakini bahwa sifat yang didapat ini dapat diturunkan ke generasi berikutnya, yang akan terus mengembangkan, dan menyempurnakannya.^[15] Namun, hipotesis ini kini ditolak, dan baru pada akhir abad ke-19 Charles Darwin berhasil merumuskan teori evolusi berdasarkan seleksi alam dengan menggabungkan pendekatan biogeografis Humboldt, geologi Lyell, tulisan Malthus tentang pertumbuhan populasi, dan keahlian morfologis serta pengamatannya sendiri di alam; penalaran, dan bukti yang mirip juga membuat Alfred Russel Wallace mencapai kesimpulan yang sama.^[16] Meskipun banyak ditentang oleh agamawan, teori Darwin diterima oleh komunitas ilmiah, dan segera menjadi aksioma dasar dalam ilmu biologi.

Pada tahun 1940-an, dan awal tahun 1950-an, penelitian berhasil membuktikan bahwa asam deoksiribonukleat (ADN) adalah komponen kromosom yang mengandung satuan pewarisan yang kini disebut gen. Pemusatan perhatian pada model organisme baru seperti virus, dan bakteri serta penemuan struktur untai ganda ADN pada tahun 1953 menandai jalannya peralihan ke masa genetika molekuler. Kode genetik berhasil dipecahkan oleh Har Gobind Khorana, Robert W. Holley, dan Marshall Warren Nirenberg setelah memahami bahwa ADN mengandung kodon. Akhirnya, Proyek Genom Manusia diluncurkan pada tahun 1990 dengan tujuan untuk memetakan semua genom manusia DNA. Proyek ini selesai pada tahun 2003,^[17] dan merupakan langkah pertama dalam menggabungkan pengetahuan biologi dengan definisi tubuh manusia, dan organisme lain secara fungsional, dan molekuler.

Menurut teori sel, sel merupakan satuan dasar kehidupan, dan semua kehidupan terdiri dari satu atau lebih atau produk sel yang disekresikan (seperti tempurung). Semua sel terbelah dari sel lain. Pada akhirnya, setiap sel di tubuh organisme multiseluler berasal dari satu sel di dalam sel telur yang terfertilisasi. Sel juga dianggap sebagai satuan dasar dalam proses patologis,^[18] dan fenomena aliran energi terjadi di sel sebagai bagian dari proses metabolisme. Selain itu, sel mengandung satuan pewarisan yang diwariskan dari satu sel ke sel lain selama proses pembelahan sel.

Sebagian besar sel berukuran sangat kecil, dengan diameter berkisar antara 1 hingga 100 mikrometer, sehingga hanya dapat diamati menggunakan mikroskop cahaya atau mikroskop elektron. Secara umum, terdapat dua jenis sel: sel eukariotik, yang memiliki inti sel, dan sel prokariotik, yang tidak memiliki inti sel. Organisme prokariotik merupakan organisme uniseluler seperti bakteri, sedangkan organisme eukariotik dapat berupa uniseluler maupun multiseluler. Pada organisme multiseluler, setiap sel dalam tubuhnya pada akhirnya berasal dari satu sel tunggal yang terdapat dalam zigot hasil fertilisasi.^[19]

Salah satu konsep penting dalam biologi adalah konsep bahwa kehidupan berubah melalui mekanisme evolusi, dan bahwa semua organisme punya nenek moyang bersama. Berdasarkan teori evolusi, semua organisme di bumi, baik yang masih hidup maupun yang sudah punah, berasal dari satu nenek moyang atau lungkang gen bersama. Nenek moyang bersama terakhir diyakini muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu.^[20] Ahli biologi biasanya memandang keseragaman kode genetik sebagai bukti yang mendukung teori nenek moyang bersama semua bakteri, archaea, dan eukariot.^[21]

Walaupun diperkenalkan dalam kamus ilmiah oleh Jean-Baptiste de Lamarck pada tahun 1809,^[22] evolusi baru dikukuhkan sebagai teori ilmiah lima puluh tahun kemudian oleh Charles Darwin dengan menjelaskan mekanisme pendorongnya: seleksi alam^[23][24] (Alfred Russel Wallace juga diakui sebagai salah satu penemu evolusi karena ia membantu penelitian, dan percobaan yang terkait dengan konsep ini).^[25] Darwin menjelaskan bahwa spesies, dan ras berkembang melalui proses seleksi alam, dan seleksi buatan atau pengembangbiakan selektif.^[26] Hanyutan genetik dianggap sebagai mekanisme tambahan dalam sintesis modern teori evolusi.^[27] Evolusi kini digunakan untuk menjelaskan keanekaragaman kehidupan di Bumi.

Sejarah evolusioner spesies, dan hubungan genealogisnya dengan spesies lain disebut filogeni. Informasi tentang filogeni dihasilkan dari berbagai macam pendekatan, seperti perbandingan rangkaian ADN yang dilakukan dalam bidang biologi molekuler atau genomika, dan perbandingan fosil dalam bidang paleontologi.^[28] Untuk memperkirakan jangka waktu terjadinya evolusi, ilmuwan juga menggunakan berbagai metode, seperti penanggalan radiokarbon.^[29] Ahli biologi menganalisis hubungan evolusioner dengan metode filogenetika, fenetika, dan kladistika.

Gen adalah satuan pewarisan utama semua organisme. Gen merupakan bagian dari ADN yang memengaruhi bentuk atau fungsi organisme. Semua organisme, dari bakteri hingga hewan, memiliki mekanisme yang mentranslasi ADN menjadi protein. Sel mentranskripsi ADN menjadi asam ribonukleat (ARN), dan ribosom kemudian mentranslasi ARN menjadi protein, sebuah rangkaian asam amino. Kode translasi semua organisme pada dasarnya sama. Misalnya, rangkaian ADN yang menyandikan insulin dalam tubuh manusia juga menyandikan insulin ketika dimasukkan ke organisme lain seperti tumbuhan.^[30]

ADN biasanya berbentuk kromosom linear dalam eukariota, dan kromosom lingkaran dalam prokariota. Kromosom adalah struktur yang terdiri dari ADN, dan histon. Rangkaian kromosom dalam sel, dan satuan pewarisan lain yang dapat ditemui dalam mitokondria, kloroplas, dan tempat lain secara kolektif disebut genom. Dalam eukariota, ADN genomik terletak di nukleus sel, bersama dengan sejumlah mitokondria, dan kloroplas. Dalam prokariota, ADN ada di dalam sitoplasma yang disebut nukleoid.^[31] Informasi genetik dalam sebuah genom disimpan dalam gen, dan himpunan informasi tersebut dalam suatu organisme disebut genotip.^[32]

Homeostasis adalah kemampuan suatu sistem terbuka dalam meregulasi stabilitas lingkungan dengan melakukan penyesuaian keseimbangan dinamika yang diatur oleh mekanisme regulasi yang terkait. Semua organisme hidup, baik uniseluler maupun multiseluler, mengalami homeostasis.^[34]

Untuk menjaga keseimbangan dinamika, dan melakukan fungsi tertentu secara efektif, suatu sistem harus melacak, dan menanggapi gangguan. Setelah melacak gangguan, sistem biologis biasanya menanggapi melalui proses umpan balik negatif. Artinya, sistem tersebut menstabilkan keadaan dengan mengurangi atau meningkatkan aktivitas suatu organ atau sistem. Contohnya adalah pelepasan glukagon ketika kadar gula dalam tubuh terlalu rendah.

Keberlangsungan suatu organisme bergantung pada masukan energi secara terus menerus. Reaksi kimia yang membentuk struktur, dan fungsi tertentu dapat mengambil energi dari suatu substansi yang menjadi makanannya untuk membantu membentuk, dan mempertahankan sel baru. Dalam proses ini, molekul bahan kimia yang menjadi makanan memainkan dua peran; pertama, makanan tersebut mengandung energi yang dapat diubah untuk mendukung reaksi kimia biologis; kedua, makanan tersebut mengembangkan struktur molekuler baru.

Organisme yang berperan dalam menghantarkan energi ke suatu ekosistem disebut autotrof. Hampir semua organisme autotrof memperoleh energi dari matahari.^[35] Tumbuhan, dan fototrof lainnya menggunakan energi matahari melalui proses fotosintesis yang mengubah bahan baku menjadi molekul organik, seperti ATP, yang dapat dipecahkan ikatannya untuk menghasilkan energi.^[36] Namun, beberapa ekosistem hanya bergantung pada kemotrof yang mendapatkan energi dari metana, sulfida, atau sumber energi non-matahari lainnya.^[37]

Beberapa energi yang diperoleh digunakan untuk menghasilkan biomassa yang dapat mempertahankan kehidupan, dan mendukung pertumbuhan, dan perkembangan. Kebanyakan sisa energi hanya menjadi panas, dan molekul buangan. Proses penting yang mengubah energi yang terperangkap dalam substansi kimia menjadi energi yang berguna untuk kehidupan disebut metabolisme,^[38] dan respirasi sel.^[39]

Biologi molekuler mempelajari biologi dalam tingkatan molekul.^[40] Bidang ini bersentuhan dengan bidang biologi lainnya, terutama genetika dan biokimia. Biologi molekuler mencoba memahami interaksi antara berbagai sistem sel, termasuk hubungan antar ADN, ARN, dan sintesis protein. Selain itu, bidang ini juga membelajari bagaimana interaksi tersebut diatur.

Biologi sel adalah ilmu yang terkait dengan properti struktural dan fisiologis sel, termasuk perilaku, interaksi, dan lingkungan. Hal ini dilakukan dalam tingkatan mikroskopik, dan molekuler untuk mempelajari organisme bersel satu seperti bakteri serta sel dalam organisme multiseluler seperti manusia. Pemahaman akan fungsi dan struktur sel berperan penting dalam ilmu biologi. Kemiripan dan pebedaan antara berbagai jenis sel juga sangat terkait dengan bidang biologi molekuler.

Anatomi mempelajari struktur makroskopik seperti organ dan sistem organ,^[41] sementara genetika merupakan ilmu gen, pewarisan, dan variasi dalam organisme.^[42][43] Gen menyandikan informasi yang penting untuk mensintesiskan protein, yang kemudian membentuk fenotip organisme. Dalam penelitian modern, genetika juga menyelidiki fungsi gen tertentu, dan menganalisis interaksi genetik. Di dalam tubuh organisme, informasi genetik biasanya ada di dalam kromosom, di dalam struktur kimia molekul ADN tertentu.

Biologi perkembangan mempelajari proses pertumbuhan, dan perkembangan organisme. Bidang ini berasal dari embriologi, dan menyelidiki kuasa genetik atas pertumbuhan sel, diferensiasi sel, dan morfogenesis, yang merupakan proses yang menghasilkan jaringan, organ, dan anatomi. Organisme yang biasanya menjadi model dalam bidang ini meliputi cacing Caenorhabditis elegans,^[44] lalat buah Drosophila melanogaster,^[45] ikan zebra Danio rerio,^[46] tikus Mus musculus,^[47] dan tumbuhan Arabidopsis thaliana.^[48][49] Organisme-organisme tersebut dipelajari untuk memahami fenomena biologi tertentu, dengan harapan penemuan pada organisme tersebut dapat menambah pengetahuan tentang cara kerja organisme lain.^[50]

Fisiologi adalah cabang ilmu yang secara khusus meneliti berbagai aktivitas fungsional dalam tubuh makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidupnya. Oleh karena itu, cakupan fisiologi sangat luas, mencakup berbagai proses seperti respirasi, metabolisme, pencernaan, regulasi, koordinasi, reproduksi, adaptasi, dan evolusi. Sebagai ilmu yang berfokus pada fungsi makhluk hidup, fisiologi bertujuan untuk menganalisis, memahami, dan memperoleh wawasan yang lebih mendalam mengenai berbagai proses yang terjadi dalam tubuh. Keanekaragaman makhluk hidup di bumi, mulai dari organisme uniseluler hingga multiseluler dengan lebih dari satu juta spesies, menunjukkan bahwa setiap spesies memiliki karakteristik unik.^[51]

Keanekaragaman ini juga terlihat dalam berbagai tingkatan organisasi biologis, mulai dari populasi, individu, organ, jaringan, sel, organel, hingga tingkat atom. Setiap tingkatan memiliki aktivitas spesifik yang memerlukan pendekatan tersendiri untuk dipahami, menjadikan fisiologi sebagai bidang yang kompleks. Seiring dengan perkembangan zaman, konsep dan metode dalam fisiologi terus mengalami perubahan.^[51]

Fisiologi berkembang pesat berkat kemajuan teknologi dan peralatan sejak tahun 1940-an. Perkembangan ini memungkinkan ilmuwan untuk melakukan isolasi, observasi, identifikasi, serta eksperimen pada sel tunggal, bagian sel, atau makromolekul. Akibatnya, pemahaman mengenai prinsip-prinsip dasar fisiologi menjadi lebih maju dibandingkan sebelumnya. Selain itu, kemajuan dalam analisis dan rekayasa, termasuk dalam bidang sistem komunikasi, komputer, dan alat matematis, turut meningkatkan kemampuan manusia dalam mempelajari sistem biologis pada tubuh hewan.^[51]

Penelitian evolusioner terkait dengan asal-usul dan nenek moyang spesies dan juga perubahannya seiring berjalannya waktu. Bidang ini juga meliputi ilmuwan dari berbagai bidang yang terkait dengan taksonomi. Contohnya adalah ilmuwan yang berspesialisasi dalam organisme tertentu seperti mamalogi, ornitologi, botani dan herpetologi. Organisme-organisme tersebut digunakan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan evolusi yang umum.

Biologi evolusioner sebagian didasarkan dari paleontologi (yang menggunakan catatan fosil untuk menjawab pertanyaan tentang cara dan tempo evolusi),^[52] dan sebagian lagi dari genetika populasi,^[53] dan teori evolusioner. Pada tahun 1980-an, biologi perkembangan memasuki kembali bidang biologi evolusioner setelah sebelumnya dikeluarkan dari sintesis modern akibat penelitian biologi perkembangan evolusioner.^[54] Bidang lain yang terkait, dan sering dianggap sebagai bagian dari biologi evolusioner adalah filogenetika, sistematika dan taksonomi.

Peristiwa spesiasi menghasilkan hubungan antar spesies yang dapat distrukturisasi seperti pohon. Sistematika mempelajari hubungan tersebut, perbedaan, kemiripan antara spesies, dan sekelompok spesies.^[55] Namun, sistematika sudah menjadi bidang penelitian yang aktif jauh sebelum pemikiran evolusi menyebar luas.^[56]

Secara tradisional, kehidupan dibagi menjadi lima kingdom: Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia.^[57] Namun, banyak ilmuwan yang menganggap sistem lima kingdom ini sudah ketinggalan zaman. Sistem klasifikasi modern biasanya dimulai dengan sistem tiga domain: Archaea (awalnya Archaebacteria); Bacteria (awalnya Eubacteria), dan Eukaryota (termasuk protista, fungi, tumbuhan, dan hewan)^[58] Domain tersebut didasarkan pada keberadaan nuklei pada sel dan perbedaan komposisi kimia bagian luar sel.^[58]

Selain itu, setiap kingdom dibagi hingga pada tingkatan spesies. Urutannya adalah: Domain, Kingdom, Filum, Kelas, Ordo, Famili, Genus, Spesies.

Di luar kategori ini terdapat sejumlah parasit intraseluler yang ada “di tepi kehidupan",^[59] yang berarti banyak ilmuwan yang tidak mengklasifikasikan struktur tersebut sebagai kehidupan karena ketiadaan satu atau lebih fungsi atau ciri kehidupan (contohnya ketiadaan aktivitas metabolisme). Struktur tersebut diklasifikasikan sebagai virus, viroid, prion, atau satelit.

Nama ilmiah organisme berasal dari genus dan spesiesnya. Misalnya, nama ilmiah spesies manusia adalah Homo sapiens. Homo adalah genusnya dan sapiens adalah spesiesnya. Ketika menulis nama ilmiah suatu organisme, huruf pertama harus ditulis dengan menggunakan huruf besar, dan selebihnya dalam huruf kecil. Selain itu, nama ilmiah dapat dimiringkan atau digarisbawahi.^[60][61]

Sistem klasifikasi yang banyak digunakan saat ini adalah taksonomi Linnaeus. Sistem ini meliputi tingkatan dan tatanama binomial. Cara penamaan organisme diatur oleh persetujuan internasional seperti International Code of Botanical Nomenclature (ICBN), International Code of Zoological Nomenclature (ICZN), dan International Code of Nomenclature of Bacteria (ICNB). Klasifikasi virus, viroid, prion, dan agen sub-viral ditentukan oleh International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) dan sistemnya disebut International Code of Viral Classification and Nomenclature (ICVCN).^{[62][63][64][65]}

Sebuah usulan yang disebut BioCode diterbitkan pada tahun 1997 dengan maksud untuk menstandardisasi tata nama di tiga bidang tersebut, namun usulan ini masih belum diterapkan.^[66] BioCode tidak banyak diperhatikan semenjak tahun 1997; rencana penerapannya pada tahun 1 Januari 2000 tidak banyak disadari. Revisi BioCode yang tidak mengganti kode yang ada dan hanya menyediakan konteks pemersatu diusulkan pada tahun 2011.^[67][68][69] Namun, International Botanical Congress pada tahun 2011 menolak mempertimbangkan usulan BioCode. ICVCN berada di luar ranah BioCode karena BioCode tidak meliputi klasifikasi virus.

Ekologi mempelajari persebaran, berlimpahnya kehidupan, dan interaksi antara organisme dengan lingkungannya.^[70] Habitat suatu organisme dapat dideskripsikan sebagai faktor abiotik lokal seperti iklim, di samping keberadaan organisme dan faktor biotik lainnya.^[71] Sistem biologis cukup sulit dipelajari karena ada sangat banyak interaksi yang mungkin terjadi antara organisme dengan lingkungan, bahkan dalam skala kecil. Bakteri di dalam gradien gula memberikan tanggapan terhadap lingkungan sama seperti seekor singa yang sedang mencari makanan di Sabana Afrika. Spesies apapun juga dapat menunjukkan berbagai macam perilaku, seperti kerjasama, agresi, parasitisme, atau mutualisme. Masalah menjadi semakin rumit ketika dua atau lebih spesies berinteraksi dalam suatu ekosistem.

Sistem ekologi dipelajari dalam beberapa tingkatan yang berbeda, dari individu hingga populasi, ekosistem, dan biosfer. Istilah biologi populasi sering digunakan bergantian dengan ekologi populasi, meskipun istilah biologi populasi lebih sering digunakan ketika mempelajari penyakit, virus, dan mikrob, sementara ekologi populasi lebih sering dipakai ketika mempelajari tumbuhan dan hewan. Ekologi juga mengacu pada berbagai subdisiplin yang ada.

Etologi menyelidiki perilaku hewan (terutama hewan sosial seperti primata dan canid), dan kadang-kadang dianggap sebagai cabang zoologi. Etolog juga mempelajari evolusi perilaku dan mencoba memahami perilaku dalam konteks seleksi alam. Salah satu etolog modern pertama adalah Charles Darwin, karena bukunya yang berjudul The Expression of the Emotions in Man and Animals memengaruhi etolog-etolog penerusnya.^[72]

Biogeografi terkait dengan persebaran organisme di Bumi^[73] dan memusatkan perhatian pada topik seperti tektonika lempeng, perubahan iklim, persebaran, migrasi, dan kladistika.

Ekosistem merupakan komunitas makhluk hidup (biotik) yang berinteraksi dengan komponen tak hidup (abiotik) di lingkungan mereka, seperti air, cahaya, radiasi, suhu, kelembapan, atmosfer, tingkat keasaman, dan tanah. Komponen biotik dan abiotik ini saling terhubung melalui siklus nutrisi dan aliran energi.^[74] Energi dari matahari masuk ke ekosistem melalui proses fotosintesis dan tersimpan dalam jaringan tanaman. Hewan memperoleh energi dengan mengonsumsi tumbuhan maupun sesama hewan, sehingga energi dan materi terus berpindah dalam ekosistem. Hewan juga memengaruhi jumlah biomassa tanaman dan mikroba yang tersedia. Sementara itu, pengurai berperan dalam mendekomposisi materi organik mati, melepaskan karbon ke atmosfer, serta mendaur ulang nutrisi sehingga dapat digunakan kembali oleh tanaman dan mikroorganisme lainnya.^[75][76]

Populasi merujuk pada sekelompok individu dari spesies yang sama yang tinggal di suatu wilayah dan berkembang biak dari generasi ke generasi. Ukuran populasi dapat diperkirakan dengan mengalikan kepadatan populasi dengan luas atau volume habitatnya. Kapasitas daya dukung suatu lingkungan adalah jumlah maksimum individu dari suatu spesies yang dapat bertahan hidup dalam lingkungan tersebut berdasarkan ketersediaan sumber daya seperti makanan, habitat, dan air. Kapasitas ini dapat berubah seiring dengan kondisi lingkungan, misalnya ketersediaan sumber daya dan biaya pemeliharaannya. Dalam populasi manusia, perkembangan teknologi seperti Revolusi Hijau telah meningkatkan kapasitas daya dukung Bumi, sehingga banyak prediksi tentang penurunan populasi manusia, termasuk oleh Thomas Malthus pada abad ke-18.^[77]

Komunitas ekologi terdiri dari populasi berbagai spesies yang hidup dalam suatu wilayah pada waktu yang sama. Dalam komunitas ini, terjadi interaksi biologis yang memengaruhi satu sama lain, baik antarindividu dalam spesies yang sama (interaksi intraspesifik) maupun antarindividu dari spesies yang berbeda (interaksi interspesifik). Interaksi ini dapat bersifat jangka pendek, seperti penyerbukan dan predasi, atau jangka panjang yang dapat memengaruhi evolusi spesies yang terlibat. Interaksi jangka panjang disebut simbiosis, yang mencakup berbagai bentuk hubungan, mulai dari mutualisme (menguntungkan kedua pihak) hingga kompetisi (merugikan kedua pihak).^[78]

Setiap spesies berperan sebagai konsumen, sumber daya, atau keduanya dalam interaksi konsumen-sumber daya yang membentuk rantai atau jaringan makanan. Dalam jaringan makanan, terdapat tingkatan trofik, dengan produsen primer (autotrof) seperti tumbuhan dan alga sebagai dasar rantai makanan. Organisme ini mengubah energi dan bahan anorganik menjadi senyawa organik yang dapat digunakan oleh organisme lain. Konsumen primer (herbivora) memakan produsen, sedangkan konsumen sekunder (karnivora) memangsa herbivora. Konsumen tersier dan seterusnya berada di tingkat yang lebih tinggi. Omnivora dapat berperan di berbagai tingkat trofik. Sementara itu, dekomposer mendaur ulang energi dengan menguraikan limbah dan organisme yang telah mati. Hanya sekitar 10% energi dari satu tingkat trofik yang berpindah ke tingkat berikutnya, sementara sisanya hilang dalam bentuk panas dan material organik yang tidak dikonsumsi.^[77]

Dalam ekosistem global atau biosfer, materi terdapat dalam berbagai bentuk yang dapat dikategorikan sebagai biotik atau abiotik serta dapat diakses atau tidak tergantung pada bentuk dan lokasinya. Misalnya, materi dari autotrof darat bersifat biotik dan dapat dimanfaatkan oleh organisme lain, sementara materi dalam batuan dan mineral bersifat abiotik dan tidak dapat langsung diakses. Siklus biogeokimia merupakan jalur pergerakan unsur-unsur tertentu melalui kompartemen biotik (biosfer) dan abiotik (litosfer, atmosfer, dan hidrosfer) di Bumi. Siklus ini mencakup perputaran unsur nitrogen, karbon, dan air, yang memainkan peran penting dalam keseimbangan ekosistem.^[79]

Biologi konservasi adalah cabang ilmu yang berfokus pada pelestarian keanekaragaman hayati dengan tujuan melindungi spesies, habitat, dan ekosistem dari tingkat kepunahan yang tinggi serta hilangnya interaksi biologis.^[80][81] Bidang ini mempelajari faktor-faktor yang memengaruhi pemeliharaan, kehilangan, dan pemulihan keanekaragaman hayati serta upaya mempertahankan proses evolusi yang menjaga keragaman genetik, populasi, spesies, dan ekosistem.^[82][83][84]

Kekhawatiran terhadap kepunahan berasal dari perkiraan bahwa hingga 50% spesies di planet ini bisa hilang dalam 50 tahun ke depan, yang dapat berdampak pada meningkatnya kemiskinan, kelaparan, dan perubahan besar dalam jalur evolusi kehidupan di Bumi. Keanekaragaman hayati berperan dalam menjaga fungsi ekosistem yang menyediakan berbagai layanan ekologi bagi manusia. Para ahli biologi konservasi meneliti tren kehilangan keanekaragaman hayati, kepunahan spesies, serta dampaknya terhadap kesejahteraan manusia. Organisasi serta individu di seluruh dunia telah mengambil langkah-langkah konservasi melalui program penelitian, pemantauan, dan edukasi yang mencakup skala lokal hingga global untuk menghadapi krisis keanekaragaman hayati saat ini.^{[85][82][83][84]}

Bagian dari seri
Ilmu Pengetahuan
Formal Logika Matematika Logika matematika Statistika matematika Ilmu komputer teoretis Teori permainan Teori keputusan Ilmu aktuaria Teori informasi Teori sistem
Fisikal Fisika Fisika klasik Fisika modern Fisika terapan Fisika komputasi Fisika atom Fisika nuklir Fisika partikel Fisika eksperimental Fisika teori Fisika materi terkondensasi Mekanika Mekanika klasik Mekanika kuantum Mekanika kontinuum Rheologi Mekanika benda padat Mekanika fluida Fisika plasma Termodinamika Relativitas umum Relativitas khusus Teori dawai Teori medan kuantum Kimia Reaksi asam basa Alkimia Kimia analitik Astrokimia Biokimia Kristalografi Kimia lingkungan Kimia pangan Geokimia Kimia hijau Kimia anorganik Ilmu bahan Fisika molekuler Kimia nuklir Kimia organik Fotokimia Kimia fisik Radiokimia Kimia benda padat Stereokimia Kimia supramolekul Ilmu permukaan Kimia teori Astronomi Astrofisika Kosmologi Astronomi galaksi Geologi planet Ilmu keplanetan Astronomi bintang Astronomi radio Instrumentasi astronomi Astrobiologi Astrogeologi Astrometri Arkeoastronomi Astroarkeologi Ilmu bumi Meteorologi Klimatologi Ekologi Ilmu lingkungan Geodesi Geologi Geomorfologi Geofisika Glasiologi Hidrologi Limnologi Oseanografi Paleoklimatologi Paleoekologi Palinologi Pedologi Edafologi Geografi fisik Ilmu luar angkasa
Hayati Biologi Anatomi Astrobiologi Biofisika Biogeografi Biokimia Biologi evolusioner Biologi kelautan Biologi konservasi Biologi molekuler Biologi perkembangan Biologi sel Biologi tanah Biopsikologi Bioteknologi Botani Ekologi Etnobiologi Etologi Fisiologi Genetika Gerontologi Imunologi Kriobiologi Limnologi Mikrobiologi Ilmu syaraf Paleontologi Parasitologi Radiobiologi Sistematika Sosiobiologi Teknik biologis Toksikologi Zoologi
Sosial Antropologi Arkeologi Kriminologi Demografi Ekonomi Pendidikan Geografi manusia Hubungan internasional Hukum Linguistik Ilmu politik Psikologi Sosiologi
Terapan Teknik dan rekayasa Biomedis Dirgantara Genetika Ilmu komputer Industri Kimia Komputer Listrik Mesin Militer Nuklir Perangkat lunak Perlindungan kebakaran Pertambangan Pertanian Riset operasi Robotika Sipil Ilmu kesehatan Epidemiologi Farmasi Kedokteran Kedokteran gigi Kedokteran hewan Keperawatan Perawatan kesehatan Teknik biologis
Antardisiplin Fisika terapan Kecerdasan buatan Bioetika Bioinformatika Teknik biomedis Biostatistika Ilmu kognitif Sistem kompleks Linguistik komputasi Kajian budaya Sibernetika Ilmu lingkungan Ilmu sosial lingkungan Kajian lingkungan Kajian etnis Psikologi evolusioner Kehutanan Kesehatan Ilmu perpustakaan Biologi matematika dan teori Fisika matematika Ilmu militer Ilmu jaringan Teknik syaraf Ilmu syaraf Kajian ilmu Ilmu, teknologi, dan masyarakat Permodelan ilmiah Semiotika Sosiobiologi Statistika Ilmu sistem Transdisiplineritas Perencanaan kota Ilmu web
Filsafat • Sejarah Penelitian murni Ilmu masyarakat Ilmu pinggiran Sejarah ilmu Filsafat ilmu Protosains Ilmu semu Kebebasan akademik Kebijakan ilmiah Pendanaan Metode) Sosiologi Teknosains
Portal Ilmu  Kategori
l b s

Pada masa kini, biologi mencakup bidang akademik yang sangat luas, bersentuhan dengan bidang-bidang sains yang lain dan sering kali dipandang sebagai ilmu yang mandiri. Berikut adalah cabang-cabang utama biologi:^[86][87]

• Aerobiologi–mempelajari partikel organik di udara
• Agrikultur–mempelajari proses produksi hasil panen dan lebih menekankan pada penerapannya
• Anatomi–mempelajari bentuk dan fungsi tumbuhan, hewan, serta organisme lain (terutama manusia)
• Arachnologi–mempelajari arachnida
• Astrobiologi–mempelajari evolusi, distribusi, dan masa depan kehidupan di alam semesta—juga disebut eksobiologi, eksopaleontologi, dan bioastronomi
• Biofisika–mempelajari proses biologis dalam kerangka fisika, dengan menerapkan teori dan metode yang secara tradisional digunakan dalam ilmu fisika
• Biogeografi–mempelajari persebaran spesies dalam konteks keruangan dan waktu
• Bioinformatika–penggunaan teknologi informasi untuk meneliti, mengumpulkan, dan menyimpan data genomik atau data biologis lainnya
• Biokimia–mempelajari reaksi kimia yang diperlukan kehidupan agar tetap berfungsi, biasanya pada tingkatan seluler
• Biologi bangunan–meneliti lingkungan hidup di dalam ruangan
• Biologi evolusioner–mempelajari asal-usul dan nenek moyang spesies
• Biologi integratif–mempelajari semua organisme
• Biologi kelautan (atau oseanografi biologis)–mempelajari ekosistem, tumbuhan, hewan, dan kehidupan samudra lainnya
• Biologi konservasi–mempelajari pelestarian, perlindungan, dan pemulihan lingkungan alam, ekosistem alam, vegetasi, serta margasatwa
• Biologi lingkungan–mempelajari dunia alam secara keseluruhan atau dalam wilayah tertentu, terutama dampak manusia terhadapnya
• Biologi molekuler–mempelajari biologi dan fungsi biologi dalam tingkatan molekuler, bertumpang tindih dengan biokimia
• Biologi populasi–mempelajari sekelompok organisme, termasuk
  • Ekologi populasi–mempelajari dinamika dan kepunahan populasi
  • Genetika populasi–mempelajari perubahan frekuensi gen dalam populasi suatu organisme
• Biologi perkembangan–mempelajari proses pembentukan organisme dari zigot
• Biologi sel–meneliti sel sebagai satuan yang utuh dan interaksi molekuler serta kimia yang terjadi di dalam sel
• Biologi struktural–cabang biologi molekuler, biokimia, dan biofisika yang terkait dengan struktur molekuler makromolekul biologis
• Biologi sintetis–mengintegrasi biologi dengan teknik; membuat fungsi biologis yang tidak ada di alam
• Biomatematika (atau biologi matematis)–penelitian proses biologis secara kuantitatif atau matematis dan lebih menekankan pada permodelan
• Biomekanika–penelitian mekanika kehidupan yang lebih menekankan pada penerapan melalui prostetik atau ortotik. Bidang ini sering dianggap sebagai cabang kedokteran
• Biomusikologi–mempelajari musik dari sudut pandang biologis
• Bioteknologi–cabang biologi yang baru dan kadang-kadang kontroversial yang mempelajari manipulasi materi hidup, termasuk modifikasi genetik, dan biologi sintetik
• Botani–mempelajari tumbuhan
• Ekologi–mempelajari interaksi antara organisme dengan lingkungannya
• Embriologi–mempelajari perkembangan embrio (dari pembuahan hingga kelahiran)
• Entomologi–mempelajari serangga
• Epidemiologi–komponen penting dalam penelitian kesehatan, mempelajari faktor yang memengaruhi kesehatan suatu populasi
• Epigenetik–mempelajari perubahan ekspresi gen atau fenotip seluler yang diakibatkan oleh mekanisme selain perubahan rangkaian ADN
• Etologi–mempelajari perilaku hewan
• Farmakologi–mempelajari persiapan, penggunaan, dan pengaruh obat-obatan
• Fisiologi–mempelajari cara kerja organisme hidup serta organ-organnya
• Fitopatologi–mempelajari penyakit pada tumbuhan (juga disebut patologi tumbuhan)
• Genetika–mempelajari gen dan pewarisan
• Hematologi–mempelajari darah dan organ pembentuk darah
• Herpetologi–mempelajari reptil dan amfibi
• Histologi–mempelajari sel dan jaringan, cabang mikroskopik anatomi
• Iktiologi–mempelajari ikan
• Kriobiologi–mempelajari pengaruh suhu yang rendah terhadap kehidupan
• Limnologi–mempelajari perairan di daratan
• Mamalogi–mempelajari mamalia
• Mikrologi–meneliti organisme mikroskopik (mikroorganisme), dan interaksinya dengan kehidupan lainnya
• Mikologi–mempelajari fungi
• Neurobiologi–mempelajari sistem saraf, termasuk anatomi, fisiologi, dan patologinya
• Onkologi–mempelajari proses kanker
• Ornitologi–mempelajari burung
• Paleontologi–mempelajari fosil dan bukti geografis kehidupan prasejarah
• Patobiologi atau patologi–meneliti penyakit, seperti penyebab, proses, ciri, dan perkembangannya
• Parasitologi–mempelajari parasit dan parasitisme
• Penelitian biomedis–meneliti tubuh manusia yang sehat dan sakit
• Psikobiologi–mempelajari dasar psikologi secara biologis
• Sosiobiologi–mempelajari dasar sosiologi secara biologis
• Teknik biologis–mempelajari biologi dari sudut pandang teknik dan lebih menekankan pada pengetahuan terapan. Bidang ini terkait dengan bioteknologi
• Virologi–mempelajari virus dan agen yang seperti virus
• Zoologi–mempelajari hewan, termasuk klasifikasi, fisiologi, perkembangan, dan perilaku (cabang meliputi entomologi, etologi, herpetologi, iktiologi, mamalogi, dan ornitologi)

• Daftar ahli biologi
• Asam deoksiribonukleat (ADN)
• Hewan
• Sel
• Fotosintesis
• Tumbuhan
• Hidup dan kehidupan
• Ekologi
• Ilmu hayati

• 
  Sel prokariotik
• 
  Sel hewan (sel eukariotik)
• 
  Sel tumbuhan (sel eukariotik)

• 
  Tingkat Molekuler
• 
  Tingkat Seluler
• 
  Tingkat Organisme
• 
  Tingkat Populasi
• 
  Tingkat Komunitas
• 
  Tingkat Biosfer

• 
  Monera
• 
  Protista
• 
  Fungi
• 
  Tumbuhan
• 
  Hewan

• Alberts, Bruce (2002). Molecular Biology of the Cell (Edisi 4th). Garland. ISBN 978-0-8153-3218-3. OCLC 145080076 48122761 57023651 69932405. ;
• Begon, Michael (2005). Ecology: From Individuals to Ecosystems (Edisi 4th). Blackwell Publishing Limited. ISBN 978-1-4051-1117-1. OCLC 57639896 57675855 62131207. ;
• Campbell, Neil (2004). Biology (Edisi 7th). Benjamin-Cummings Publishing Company. ISBN 0-8053-7146-X. OCLC 71890442.
• Colinvaux, Paul (1979). Why Big Fierce Animals are Rare: An Ecologist's Perspective (Edisi reissue). Princeton University Press. ISBN 0-691-02364-6. OCLC 10081738 24132192.
• Hoagland, Mahlon (2001). The Way Life Works (Edisi reprint). Jones and Bartlett Publishers inc. ISBN 0-7637-1688-X. OCLC 223090105 45487537.
• Janovy, John Jr. (2004). On Becoming a Biologist (Edisi 2nd). Bison Books. ISBN 0-8032-7620-6. OCLC 55138571 56964280.
• Johnson, George B. (2005). Biology, Visualizing Life. Holt, Rinehart, and Winston. ISBN 0-03-016723-X. OCLC 36306648.
• Tobin, Allan (2005). Asking About Life (Edisi 3rd). Belmont, CA: Wadsworth. ISBN 0-534-40653-X.

Wikibooks memiliki informasi lebih lanjut di:

Biologi

Lihat entri biologi di kamus bebas Wikikamus.

Wikiversity memiliki bahan belajar tentang Biology at

The School of Biology

• Biologi di Curlie (dari DMOZ)
• Filokode OSU Diarsipkan 2007-11-14 di Wayback Machine.
• Biologi Daring–Wiki Dictionary
• Video kuliah biologi dari MIT Diarsipkan 2010-05-29 di Wayback Machine.
• Biologi dan Bioetika Diarsipkan 2007-06-26 di Wayback Machine..
• Sistem Biologis–Idaho National Laboratory
• The Tree of Life: proyek yang memuat informasi tentang filogeni, dan biodiversitas.
• Using the Biological Literature Web Resources

Pranala jurnal

• PLos Biology Jurnal terbuka yang diterbitkan oleh Public Library of Science
• Current Biology Jurnal yang menerbitkan riset asli dari berbagai bidang biologi
• Biology Letters Jurnal Royal Society yang menerbitkan tulisan-tulisan tentang biologi
• Science Magazine Diarsipkan 2010-11-10 di Wayback Machine. Publikasi Sains AAAS yang terkenal–Lihat Bagian Ilmu Kehidupan
• International Journal of Biological Sciences Jurnal biologi yang menerbitkan beberapa karya ilmiah
• Perspectives in Biology and Medicine Diarsipkan 2003-11-10 di Wayback Machine. Jurnal interdisipliner yang menerbitkan esai-esai
• Life Science Log