Fisiologi adalah studi tentang bagaimana struktur-struktur tersebut berfungsi secara kimiawi dan fisik.

A. Fisiologi Tumbuhan: Manajemen Energi dan Air ☀️

Fisiologi tumbuhan berpusat pada cara mereka berinteraksi dengan lingkungan statis dan menghasilkan energi sendiri.

1. Mekanisme Fotosintesis Detail:
   • Reaksi Terang (Light-Dependent Reactions): Terjadi di membran tilakoid kloroplas. Energi cahaya ditangkap oleh pigmen klorofil, memecah air ($H_2O$) menjadi $O_2$ (dilepaskan), proton ($H^+$), dan elektron. Elektron ini melewati Rantai Transpor Elektron (ETC), menghasilkan energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH.
   • Reaksi Gelap (Calvin Cycle): Terjadi di stroma. Menggunakan ATP dan NADPH dari reaksi terang untuk memfiksasi $\text{CO}_2$ dari udara menjadi molekul gula (G3P), yang kemudian menjadi sumber karbohidrat.
2. Fisiologi Stomata: Pengaturan pembukaan dan penutupan stomata sangat presisi, dikendalikan oleh perubahan tekanan turgor pada sel penjaga. Hal ini adalah kompromi antara memaksimalkan penyerapan $\text{CO}_2$ dan meminimalkan kehilangan air melalui transpirasi.
3. Gerak Tumbuhan (Nasti dan Tropisme):
   • Tropisme: Gerak tumbuh yang dipengaruhi arah datangnya rangsang (misalnya fototropisme positif—tumbuh ke arah cahaya; geotropisme—tumbuh searah gravitasi).
   • Nasti: Gerak bagian tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi arah datangnya rangsang (misalnya menutupnya daun putri malu saat disentuh).

B. Fisiologi Hewan: Homeostasis dan Koordinasi 🧠

Fisiologi hewan fokus pada menjaga kondisi internal yang stabil (homeostasis) meskipun lingkungan eksternal berubah, serta mekanisme respons yang cepat.

1. Homeostasis dan Termoregulasi:
   • Ektotermik (Hewan Berdarah Dingin): Mengandalkan sumber panas eksternal (misalnya reptil berjemur).
   • Endotermik (Hewan Berdarah Panas): Menghasilkan panas metabolik internal (misalnya mamalia). Mekanisme pengaturan suhu meliputi menggigil (untuk meningkatkan panas) atau berkeringat/terengah-engah (untuk pendinginan).
2. Sistem Koordinasi Saraf dan Endokrin:
   • Sistem Saraf: Transmisi sinyal cepat melalui potensial aksi (perubahan tegangan listrik di sepanjang membran sel saraf/neuron) dan pelepasan neurotransmitter di sinaps.
   • Sistem Endokrin (Hormon): Transmisi sinyal kimiawi melalui darah ke sel target spesifik, menghasilkan respons yang lebih lambat namun bertahan lama.
3. Fisiologi Otot: Kontraksi otot terjadi melalui interaksi antara filamen protein Aktin dan Miosin, yang didorong oleh energi ATP dan ion Kalsium ($\text{Ca}^{2+}$).

Ekologi dan Interaksi Spesies

Ekologi adalah tempat Botani dan Zoologi bertemu untuk menjelaskan bagaimana alam bekerja secara keseluruhan.

A. Aliran Energi dan Siklus Materi

1. Jaring Makanan (Food Web): Tumbuhan (produsen primer, berbasis fotosintesis) membentuk dasar energi. Hewan herbivora (konsumen primer), karnivora (konsumen sekunder/tersier), dan dekomposer (jamur/bakteri) membentuk tingkat trofik berikutnya.
2. Siklus Biogeokimia: Baik tumbuhan maupun hewan berperan dalam siklus materi:
   • Siklus Karbon: Tumbuhan menyerap $\text{CO}_2$ (fiksasi karbon); Hewan melepaskannya kembali melalui respirasi.
   • Siklus Nitrogen: Bakteri pengikat nitrogen (terkait tumbuhan) mengubah gas nitrogen menjadi amonia, yang kemudian digunakan oleh tumbuhan dan dikonsumsi oleh hewan.

B. Interaksi Antarspesies (Spesies Spesifik)

• Mutualisme: Kedua spesies diuntungkan (Contoh: penyerbukan bunga oleh lebah).
• Predasi: Satu spesies memangsa spesies lain (Penting bagi regulasi populasi hewan).
• Parasitisme: Satu organisme hidup pada atau di dalam inang dan merugikannya (Contoh: kutu pada mamalia atau jamur patogen pada tumbuhan).
• Kompetisi: Persaingan sumber daya, baik antarspesies (interspesifik) maupun dalam spesies yang sama (intraspesifik).

Filogeni dan Evolusi: Sejarah Kehidupan

Kajian evolusi memberikan konteks historis bagi semua temuan morfologi, anatomi, dan molekuler.

A. Evolusi Tumbuhan (Botani)

• Transisi Air ke Darat: Evolusi tumbuhan ditandai dengan adaptasi untuk mengatasi kekeringan, seperti perkembangan kutikula lilin, stomata yang teregulasi, dan sistem vaskular (xilem/floem) yang efisien.
• Perkembangan Generasi: Pergeseran dominasi antara sporofit (2n) dan gametofit (n), yang puncaknya terlihat pada angiosperma di mana sporofit (pohon/tanaman yang kita lihat) sangat dominan.
• Ko-Evolusi: Hubungan jangka panjang antara tumbuhan berbunga dan penyerbuknya (serangga, burung) yang mendorong spesiasi bersama.

B. Evolusi Hewan (Zoologi)

• Asal Usul Multiseluleritas: Evolusi dari organisme bersel tunggal ke hewan kompleks, dengan spesialisasi sel menjadi jaringan dan organ.
• Inovasi Struktural Kunci: Perkembangan notokorda, tulang belakang, anggota gerak, dan sistem saraf pusat yang kompleks—yang semuanya dapat dilacak melalui catatan fosil dan perbandingan genetik.
• Gen Homeobox (Hox Genes): Gen yang sangat konservatif (mirip antara lalat buah dan manusia) yang mengontrol blueprint tubuh dasar, menunjukkan nenek moyang bersama yang sangat tua.

Dengan memahami ketiga tingkatan ini (Morfologi $\rightarrow$ Fisiologi $\rightarrow$ Molekuler/Evolusi), kita mendapatkan gambaran yang paling rinci dan lengkap mengenai dunia tumbuhan dan hewan.