Botani
Botani adalah ilmu tumbuh-tumbuhan, termasuk juga jamur dan alga dengan mikologi dan fikologi berada di dalam cabang ilmu botani. Dengan demikian, dalam botani dipelajari semua disiplin ilmu biologi, seperti genetika, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, perkembangan, interaksi dengan komponen biotik dan komponen abiotik, serta evolusi yang berhubungan dengan tumbuhan. Istilah botani berasal
dari Bahasa Yunani Kuno, ("botane"), yang berarti rerumputan atau padang penggembalaan. Saat ini botani mempelajari sekitar 400000 spesies organisme hidup dimana 260 ribu di antaranya adalah tumbuhan berpembuluh dan 248 ribu di antaranya adalah angiosperma. Orang yang menekuni bidang botani disebut sebagai botanis atau ahli botani.
Botani berakar dari ilmu herbalisme, ilmu yang mempelajari pemanfaatan tumbuhan untuk khasiatnya secara medis. Terdapat berbagai catatan kuno yang mengklasifikasikan tumbuhan berdasarkan jenis dan manfaatnya di India (1100 SM), Avestan kuno, dan China (221 SM).
Botani modern merujuk kepada kebudayaan di Yunani Kuno, terutama Theoprastus (sekirat 371-287 SM), seorang murid Aristoteles yang menemukan prinsip ilmu botani. Ia juga dikenal sebagai "Father of Botany". Karyanya, "Enquiry into Plants" dan "On the Causes of Plants" merupakan dua kontribusi utama bagi ilmu botani hingga Abad Pertengahan, hampir 17 abad setelah buku tersebut ditulis.
Karya lainnya dari Yunani Kuno adalah "De Materia Medica" yang memuat ilmu herbalisme, ditulis oleh Pedanius Dioscorides. Buku ini menjadi referensi selama lebih dari 1500 tahun. Kontribusi lainnya pada Jaman Keemasan Islam yaitu "Nabatean Agriculture" karya Ibn Wahshiyya, "Book of Plants" karya Ab anfa Dnawar, dan "The Classification of Soils" karya Ibn Bassal.
Di awal abad ke 13, Abu al-Abbas al-Nabati dan ibn al-Baitar menulis botani secara sistematis dan ilmiah.
Di pertengahan abad ke 16, kebun raya dibangun di sejumlah perguruan tinggi di Italia. Orto botanico di Padova dipercaya merupakan kebun raya modern paling awal di dunia, yang mempraktikan nilai dari sebuah kebun, biasanya dikaitkan dengan keberadaan biara dimana tumbuhan dimanfaatkan untuk keperluan medis. Mereka memelihara kebun raya sebagai sebuah subjek akademik. Cara menumbuhkan
tumbuhan dan manfaatnya dipraktikkan. Kebun raya lalu tersebar ke utara, diawali oleh Kebun Raya Universitas Oxford yang dibangun tahun 1621. Hingga periode ini, botani masih menjadi bagian dari ilmu kedokteran.
Ilmuwan Jerman Leonhart Fuchs (1501-1566) bersama dengan Otto Brunfels (1489-1534) dan Hieronymus Bock (1498-1554) mempelajari botani secara original tanpa meniru pendahulunya. Bahkan Bock membuat sistem klasifikasi tumbuhan sendiri.
Ilmuwan Valerius Cordus (1515-1544) mengarang buku "Historia Plantarum" di 1544 mengenai tumbuhan yang penting secara botani dan farmakologi, juga buku "Dispensatorium" di 1546. Pada tahun 1665, dengan menggunakan mikroskop pertama, Robert Hooke menemukan sel, sebuah istilah yang merujuk kepada struktur gabus yang ia lihat di bawah mikroskop. Tak lama setelah itu, ia melihat jaringan tumbuhan yang hidup.
Seperti bentuk-bentuk kehidupan lain dalam biologi, tumbuhan hidup dapat dipelajari dari perspektif yang berbeda, dari tingkat molekul, genetika dan biokimia melalui organel, sel, jaringan, organ, individu, populasi tumbuhan, dan komunitas tumbuhan. Pada setiap tingkat ini seorang ahli botani mungkin bergerak di bidang yang terkait dengan klasifikasi (taksonomi), struktur (anatomi dan morfologi), atau fungsi (fisiologi) dari kehidupan tumbuh-tumbuhan.
Botani juga tidak hanya mempelajari kelompok dari Kerajaan Tumbuhan saja tetapi juga mempelajari jamur (mikologi), bakteri (bakteriologi), lumut kerak (likenologi), alga (fikologi).
Penelitian tumbuhan sangat penting karena tumbuhan adalah bagian mendasar dari kehidupan di Bumi, yang menghasilkan oksigen, makanan, serat, bahan bakar, dan obat-obatan yang memungkinkan manusia dan bentuk kehidupan lainnya ada. Melalui fotosintesis, tumbuhan menyerap karbon dioksida, sebuah gas rumah kaca yang dalam jumlah besar dapat mempengaruhi iklim
global. Selain itu, tumbuhan dapat mencegah erosi tanah dan berpengaruh dalam siklus air. Sebuah pemahaman yang baik tentang tumbuhan sangat penting bagi masa depan masyarakat manusia karena memungkinkan kita untuk:
Hampir semua makanan yang dimakan berasal dari tanaman, baik secara langsung dari makanan pokok dan buah lainnya dan sayuran, atau tidak langsung melalui ternak atau hewan lain, yang mengandalkan tanaman untuk gizi mereka. Tanaman adalah basis fundamental hampir semua rantai makanan karena mereka menggunakan energi dari matahari dan nutrisi dari tanah dan atmosfer dan mengubahnya menjadi
bentuk yang dapat dikonsumsi dan dimanfaatkan oleh hewan. Ini adalah ilmu ekologi disebut tingkat trofik pertama. Semua tumbuhan yang dibudidayakan merupakan hasil pemuliaan yang berlangsung sejak Jaman Neolitikum.
Ahli botani, khususnya agronomi. juga mempelajari bagaimana tanaman menghasilkan makanan untuk populasi manusia dan bagaimana untuk meningkatkan hasil. Pekerjaan mereka adalah penting dalam kemampuan manusia untuk memberi makan dunia dan memberikan ketahanan pangan untuk generasi mendatang, misalnya melalui pemuliaan tanaman.
Ahli botani juga mempelajari gulma, tanaman yang dianggap sebagai gangguan di lokasi tertentu. Gulma merupakan masalah yang cukup besar di bidang pertanian, dan botani memberikan beberapa ilmu dasar yang digunakan untuk memahami bagaimana untuk meminimalkan 'gulma' dampak di bidang pertanian dan ekosistem asli.
Biokimia tumbuhan adalah sebuah studi mengenai proses kimia yang digunakan pada tumbuhan. Beberapa proses ini terjadi melalui metabolisme primer seperti siklus Calvin dan crassulacean acid metabolism. Lainnya membuat material khusus seperti selulosa dan lignin yang membangun struktur. Metabolisme sekunder menghasilkan produk seperti resin dan minyak atsiri.
Tumbuhan dan kelompok lainnya yang juga merupakan eukaryot fotosintetik (yaitu alga) memiliki organel yang unik yang disebut dengan kloroplas. Organel ini diperkirakan berasal dari cyanobacteria yang membentuk hubungan endosimbiotik dengan leluhur tumbuhan dan alga. Kloropas dan cyanobacteria sama-sama mengandung pigmen biru-hijau klorofil a. Klorofil jenis
lain (klorofil b) juga terdapat pada alga hijau dan alga biru-hijau yang juga menyerap cahaya pada spektrum tertentu (biasanya spektrum biru-ungu dan jingga-merah) dan memantulkan cahaya hijau yang menjadi warna daun di mata manusia. Energi cahaya yang diserap digunakan untuk membuat senyawa karbon dari karbon dioksida dan air. Gliseraldehida 3-fosfat merupakan
senyawa yang dihasilkan oleh fotosintesis yang kemudian disintesis menjadi glukosa dan senyawa organik lainnya. Sebagian glukosa diubah menjadi pati yang disimpan di kloroplas. Pati adalah bentuk yang umum dijadikan sebagai cadangan makanan pada sebagian besar tumbuhan dan alga. Tumbuhan dari famili Asteraceae menggunakan bentuk fruktosa inulin, sebagian mengubahnya menjadi sukrosa.
Sebagian besar asam lemak yang terkandung di dalam tubuh hewan juga berasal dari tumbuhan. Metabolisme tumbuhan juga mampu memproduksi asam lemak dan sebagian besar asam amino. Asam lemak bagi tumbuhan digunakan untuk membangun membran sel dan kutin yang menjadi penyusun utama kutikel tumbuhan yang melindungi tumbuhan dari kekeringan.
Tumbuhan mensintesis sejumlah besar polimer yang unik seperti selulosa, pektin, dan xiloglukan untuk membentuk dinding sel. Tumbuhan berpembuluh membuat lignin, sebuah polimer yang digunakan untuk memperkuat trakeid xylem sehingga tidak runtuh ketika dilalui oleh air dan mineral yang dihisapnya. Lignin juga membentuk dinding terluar dari