APA ITU EVOLUSI?
Evolusi berasal dari kata to evolve (bahasa Inggris) yang berarti berkembang atau berubah secara perlahan-lahan. Asal katanya adalah evolut (Latin) yang berarti menggulir.
Dalam Biologi, alam kehidupan di permukaan bui ini bukan
sesuatu yang selesai dan sekali jadi, melainkan bertahap, berevolusi dari waktu
ke waktu. Manusia misalnya, merupakan makhluk hidup yang relative paling akhir
hadir di bumi sejak 6 juta tahun yang lalu. Fosil manusia juga memperlihatkan
adanya beberapa spesies yang pernah ada, bukan hanya Homo sapiens. Oleh karena
itu, evolusi juga dianggap sebagai sejarah biologis adanya makhluk hidup di
bumi dari waktu ke waktu.
APA YANG DIPELAJARI DALAM EVOLUSI?
Dalam evolusi, kita dapat mempelajari prinsip dan teori
serta hukum-hukum yang menyertainya. Dengan mempelajari evolusi kita memahami
sejarah masa lalu makhluk hidup, dan keterkaitan dengan makhluk hidup dewasa
ini sebagai jalinan turun-temurun yang mengevolusi kepada kehidupan dewasa ini.
Di dalam evolusi juga kita mempelajari bagaimana kehidupan itu berlangsung,
mengapa ada yang punah, mengapa ada yang masih hidup bertahan. Mengapa makhluk
dewasa ini ada yang berbeda dengan makhluk hidup yang telah lalu. Mengapa ada
makhluk hidup yang stabil tak mengalami perubahan selama kurun waktu tertentu.
ASAL-USUL KEHIDUPAN
TEORI ABIOGENESIS KLASIK
Teori abiogenesis (generatio spontanea) menerangkan bahwa
asal mula makhluk hidup adalah dari benda mati. Orang menyusun teori itu
berdasarkan fakta-fakta yang tidak terlalu sulit ditemukan. Contohnya ikan dan
katak berasal dari lumpur, cacing berasal dari tanah, lalat berasal dari
belatung dan belatung dari daging yang busuk, serta kuman berasal dari makanan
basi.
Teori ini dianut oleh ilmuwan terdahulu (klasik), yaitu
antara lainAristoteles (384-322 SM), kemudian diteguhkan pula oleh seorang
Belanda bernama Antony van Leuwenhoek pada tahun 1677. Leuwenhoek didukung oleh
alat mikroskop temuannya yang dapat memperlihatkan kuman, sel sperma, sel
darah, dan lain-lain. Ia memperhatikan majkhluk renik yang tumbuh berasal dari
jerami yang direndam, kuman berasal dari udara dan makanan basi.
Teori abiogenesis tersebut dianut selama lebih dari 20 abad
tanpa ada sanggahan, sampai orang mulai kritis dengan pertanyaan apa benar
lalat muncul dari daging busuk begitu saja tanpa ada peristiwa tertentu
sebelumnya.
TEORI BIOGENESIS
Teori abiogenesis klasik disanggah sejak abad ke-19.
Sanggahan utama dikemukakan oleh Louis Pasteur, Lazzaro Spallanzani,
danFransisco Redi. Pengamatan mereka yang lebih terencana, teliti, dan sabar
dalam eksperimen membuktikan bahwa kuman yang tumbuh pada daging adalah karena
induk kuman sudah ada di daging busuk dan kalau belatung lalat tumbuh dari
daging busuk itu disebabkan oleh induk lalat bertelur di daging tersebut.
Percobaan Redi (1626-1697)
Percobaan Lazzaro Spallanzani (1729-1799)
Tujuan:
Untuk membuktikan bahwa belatung yang tumbu dari daging
adalah karena unduk lalat yang bertelur menghasilkan belatung di daging
tersebut.
Tujuan:
Untuk membuktikan bahwa kuman tidak tumbuh dari kaldu
daging yang steril.
Prosedur percobaan:
Digunakan tiga kelompok stoples A, B, dan C. Stoples A
steril dari kuman, diisi sepotong daging dan ditutup kain rapat. Stoples B
diisi sepotong daging lalu ditutup kain kasa. Stoples C diisi sepotong daging
dan dibiarkan terbuka.
Ketiga kelompok stoples itu dibiarkan beberapa hari.
Prosedur percobaan:
Digunakan dua kelompok labu.
Kelompok satu berisi cairan kaldu daging yang dipanaskan
dan setelah dingin dibiarkan terbuka beberapa hari.
Kelompok dua berisi cairan kaldu daging yang dipanaskan,
kemudian ditutup rapat-rapat dan didinginkan serta dibiarkan beberapa hari.
Hasil:
Pada stoples A tidak tumbuh belatung sama sekali. Pada
stoples B lalat hinggap di atas kasa dan banyak belatung tumbuh di atas kasa
serta ada sedikit yang tumbuh di daging. Pada stoples C lalat hinggap di atas
daging dan banyak belatung tumbuh di daging.
Hasil:
Setelah beberapa hari, pada labu yang dibiarkan terbuka,
kaldunya berubah keruh yang berarti mengandung kuman yang berkembang pesat.
Pada labu yang steril dan dibiarkan tertutup rapat, tidak
ditumbuhi kuman dan kaldu tetap tampak jernih.
Kesimpulan:
Belatung hanya tumbuh dari daging yang disinggahi lalat
(untuk bertelur).
Kesimpulan:
Kaldu keruh karena tidak steril, yang menyebabkan adanya
pertumbuhan kuman yang terbawa oleh udara.
Percobaan Louis Pasteur (1822-1895)
Pada dasarnya, percobaan Pasteur menyempurnakan percobaan
Spallanzani. Ia menggunakan labu yang berhubungan dengan pipa bentuk leher
angsa, yaitu melengkung dua kali sehingga kalau ditegakkan akan menyebabkan
mikroorganisme dari udara tidak dapat mencapai kaldu meskipun udara dapat tetap
masuk, karena terperangkap di lengkungan pipa. Lalu labu itu diisi kaldu daging
dan dipanaskan hingga steril kemudian dibiarkan beberapa hari. Ternyata kaldu
tetap jernih steril. Bila labu yang diberi pipa bentuk leher angsa itu
dimiringkan sampai kaldu keluar dari ujung pipa, lalu dibiarkan tegak, ternyata
kaldu menjadi keruh yang berarti ada mikroorganisme dari udara sewaktu labu
miring.
Bukti-bukti eksperimental ketiga ilmuwan tersebut cukup
kuat untuk menyanggah teori abiogenesis yang sudah dianut sejak Aristoteles
hidup. Sebaliknya, bukti tersebut sekaligus membangun teori baru yang dinamakan
teori biogenesis.
Teori biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal
dari makhluk hidup. Teori ini memiliki tiga semboyan, yaitu:
1. omne vivum ex ovo yang berarti semua makhluk hidup
berasal dari telur;
2. omne ovum ex vivo yang berarti semua telur berasal dari
makhluk hidup;
3. omne vivum ex vivo yang berarti semua makhluk hidup
berasal dari makhluk hidup.
TEORI ABIOGENESIS MODERN: EVOLUSI KIMIA
Proses pembentukan kehidupan di permukaan bumi terjadi
secara perlahan-lahan menghasilkan adanya kehidupan yang diterangkan menurut
teori abiogenesis modern oleh Oparin danHaldane. Pada tahun 1920-an, dua orang
ahli (Oparin dari Rusia dan Haldane dari Inggris) membuat postulat bahwa
atmosfer bumi pada zaman purba memiliki kecenderungan menyintesis senyawa
organic dari molekul anorganik purba, yaitu metana (CH4), ammonia (NH3),
hidrogen (H2), dan air (H2O). Namun, Oparin dan Haldane hanya mengemukakan
pstulat (hipotesis yang tidak didukung dengan bukti-bukti). Alasannya karena
sulit meniru kondisi atmosfer purba.
Tahapan Evolusi Kimia
Evolusi kimia berlangsung sebelum evolusi biologi. Tahapan
yang diperkirakan terjadi adalah sebagai berikut.
1. Pembentukan senyawa kimia organik sederhana dari zat-zat
anorganik dengan bantuan energi kosmis di atmosfer purba.
2. Pembentukan senyawa kimia yang lebih kompleks: urea,
formaldehid, asetat, dan sebagainya asam amino, glukosa, asam lemak,
nukleotida.
3. Pembentukan senyawa kompleks dengan cara polimerasi
senyawa monomer organic:
4. asam amino polimer protein
5. glukosa polimer amilum, selulosa
6. asam lemak + gliserol lemak
7. nukleotida RNA
8. Beberapa molekul sederhana dan molekul polimer
berinteraksi menjadi agregat seluler. Beberapa molekul berfungsi secara
structural dan menjadi substrat reaksi untuk menghasilkan energi bagi
reaksi-reaksi sintesis.
9. Beberapa molekul (nukleotida) mengalami polimerasi
menjadi RNA yang mampu bertindak sebagai enzim untuk sintesis, sekaligus
mengarahkan jalannya reaksi-reaksi dalam kompartemen (koaservat atau
protobion).
10. RNA menjadi cukup stabil untuk bertindak sebagai
molekul pembawa informasi genetis.
11. Reaksi-reaksi kimia agregat cikal bakal seluler
tersebut tersekat atau terjebak dalam sekat hidrofobik (lemak) dan ini menjadi
cikal bakal sel.
TEORI ABIOTIK LAIN: TEORI PANSPERMIA
Teori ini menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organic
berasal dari meteorit dan komet yang masuk ke atmosfer bumi sambil membawa
zat-zat organic yang diperlukan bagi evolusi makhluk hidup. Molekul organik itu
telah terbentuk dari proses-proses abiotik di luar angkasa. Beberapa material
organik (termasuk asam amino) memang telah ditemukan pada meteorit yang masuk
ke bumi. Teori Panspermia dan teori evolusi kimia telah menerangkan bagaimana
alam bumi pada awalnya menyediakan material organik.
EVOLUSI BIOLOGI
Teori evolusi biologi menyatakan bahwa makhluk hidup
pertama merupakan hasil dari evolusi molekul anorganik (evolusi kimia) yang
kemudian berkembang menjadi struktur kehidupan (sel). Berdasarkan hasil
percobaan Oparin, Haldane, dan Urey, asal-usul kehidupan berasal dari sintesis
dan akumulasi monomer organik pada kondisi abiotik. Molekul dihasilkan secara
abiotik disebut protobion. Sel-sel hidup dapat berasal dari protobion.
Protobion tidak dapat melakukan reproduksi namun dapat mempertahankan
lingkungan kimia di dalamnya dari pengaruh lingkungan luar. Protobio
menunjukkan cirri-ciri hidup lainnya, yaitu mengalami metabolisme.
Ada beberapa tipe protobion, yaitu koaservat, mikrosfir,
dan liposom.
Koaservat
Koaservat merupakan tetesan stabil yang cenderung terbentuk
pada suspense makromolekul (polimer), misalnya polipeptida, asam nukleat, dan
polisakarida yang dikocok. Setiap koaservat merupakan agregat makromolekul yang
sangat hidrofobik (tidak suka air), dikelilingi dan distabilkan oleh molekul
air.
Jika pada koaservat ditambahkan enzim, enzim tersebut akan
diserap. Kemudian koaservat dapat menyerap substrat dari sekelilingnya dan
membebaskan produk dari hasil katalisis oleh enzim.
Mikrosfir
Mikrosfir merupakan protobion yang terbentuk dengan
sendirinya menjadi tets-tetes kecil saat didinginkan. Mikrosfir tersusun dari
beberapa proteinoid. Mikrosfir dikelilingi membrane dua lapis dan akan
mengalami pembengkakan atau penciutan osmotik saat ditempatkan dalam larutan
garam dengan konsentrasi yang berbeda.
Liposom
Liposom merupakan protobion yang langsung terbentuk dengan
sendirinya menjadi tetes-tetes kecil apabila komposisi organiknya mengandung
lipid tertentu. Lipid tersebut terorganisasi menjadi dua lapisan molekul pada
permukaan tetes tersebut, seperti halnya dua lapis membran lipid pada membran
plasma sel.
ASAL-USUL SEL PROKARIOTIK
Protobion dianggap sebagai bahan dasar pembentuk sel purba
(progenot). Progenot merupakan cikal bakal universal semmua jenis sel yang ada
sekarang. Progenot berkembang menjadi kelompok sel prokariotik purba, seperti:
1. Archaebacteria. Archaebacteria merupakan bakteri yang
beradaptasi terhadap suhu sekitar 100C, kadar garam tinggi, atau kadar asam
tinggi. Bersifat anaerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari berbagai
jenis protein, memiliki pigmen fotosintetik berupa bakteriorodopsin, dan mampu
menghasilkan ATP sendiri.
2. Eubacteria. Eubacteria merupakan bakteri yang hidup pada
kondisi lingkungan yang tidak seekstrim kondisi tempat hidup Archaebacteria.
Ada yang bersifat anaerob dan aerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari
peptidoglikan, memiliki pigmen fotosintetik berupa bekterioklorofil, dna mampu
menghasilkan ATP secara lebih efisien karena sistem transport elektronnya lebih
berkembang.
Sel prokariotik merupakan sel yang memiliki struktur lebih
sederhana dibandingkan dengan sel eukariotik. Oleh karena itu, para ahli
menduga bahwa makhluk hidup yang pertama kali muncul merupakan prokariot.
Bagaimana munculnya bakteri atau Cyanobacteria tersebut?
Seperti kita ketahui, kehidupan tidak muncul secara spontan dari materi yang
tidak hidup dan tidak berwujud seperti yang ada sekarang ini. Namun, kondisi
bumi sekarang sangat berbeda dengan kondisi bumi saat baru berusia satu juta
tahun. Kondisi atmosfernya berbeda (misalnya kondisi oksigen yang minimal),
banyak petir, aktivitas gunung berapi, hantaman-hantaman meteor, serta raidasi
UV sangat tinggi dibandingkan dengan keadaan bumi saat ini. Oleh karenanya,
lingkungan pada kondisi dulu memungkinkan bermulanya kehidupan ini. Namun,
masih banyak perdebatan mengenai asal-usul kehidupan di bumi.
ASAL-USUL SEL EUKARIOTIK
Sampai dengan sekitar tahun 1970, diyakini bahwa sel-sel
eukariotik berevolusi dari sel-sel prokariotik melalui suatu proses evolusi
perlahan-lahan, yaitu organel pada sel prokariotik perlahan-lahan berkembang
menjadi lebih kompleks. Konsep ini berubah setelah penemuan Lynn Margulis dari
Universitas Boston. Margulis membuktikan teori yang sebelumnya diabaikan, yaitu
organel-organel tertentu pada sel eukariotik, terutama mitokondria dan
kloroplas berasal dari prokariotik yang berukuran kecil. Sel prokariotik
tersebut menempati sitoplasma sel inang yang berukuran lebih besar sehingga
terbentuk sel eukariotik. Hipotesis ini disebut sebagai teori endosimbiotik.
Teori endosimbiotik bermakna bahwa sel tunggal yang kompleks berevolusi dari
dua atau lebih sel yang lebih sederhana, yang hidup simbiotik dengan sel
inangnya.
Bagaimana sel eukariotik sederhana berevolusi menjadi
tumbuhan atau hewan? Berikut adalah tahapannya.
EVOLUSI TUMBUHAN
Berdasarkan dugaan bergabungnya endosimbion, terutama
Cyanobacteria, diperkirakan nenek moyang tumbuhan merupakan konversi organism
eukariot heterotrof. Sel eukariotik yang bagian flagelnya menghilang dan
membentuk kloroplas akan membentuk tumbuhan. Dari bentuk ini berkembang menjadi
Algae. Kebanyakan Algae (ganggang) merupakan organism perairan. Beberapa
ganggang bertalus dan berfilamen. Jenis ganggang ini menutupi danau atau rawa.
Pada awal periode Silurian, ganggang secara periodic mengalami genangan dan kekeringan.
Pada saat kering yang panjang, ganggang rawa atau laut dangkal mulai
beradaptasi untuk melangsungkan hidupnya di darat. Cara beradaptasi yang
mungkin dilakukan adalah dengan membentuk organ berkutikula tebal dan
bermanterl, untuk melindungi sel gamet dari kekeringan. Diduga jenis-jenis
ganggang ini berevolusi menjadi tumbuhan lamut dan paku, dan pada evolusi tahap
lanjut menjadi tumbuhan berpembuluh.
EVOLUSI HEWAN
Hewan berevolusi dari Protista (kelompok ganggang)
berflagel menjadi organisme kelompok Protozoa, seperti Trypanosoma dan Protozoa
bersilia.
Pada evolusi hewan, yang terjadi selanjutnya adalah
perubahan hewan bersel satu menjadi hewan bersel banyak (multiseluler). Hewan
bersel banyak ini diperkirakan pada mulanya berbentuk bola berongga yang
terdiri dari satu lapis sel (blastea).
Beberapa hewan invertebrate laut melakukan adaptasi untuk
dapat hidup di darat. Adaptasi yang dilakukan berupa penyesuaian alat
pernapasan untuk menghirup oksigen dari udara, dan alat gerak agar dapat
bergerak di darat.
TEORI-TEORI EVOLUSI
Teori evolusi dibentuk berdasarkan bukti-bukti yang
terbatas mengenai evolusi seperti
Rekaman fosil sebagai bukti langsung
Keanekaragaman makhluk hidup sekarang tersebar di berbagai
daerah biogeografi yang berbeda
Homologi (perbandingan) struktur tubuh organisme
Homologi embrio à konsep atau hukum rekapitulasi
Homologi molekul informasi (DNA dan protein)
♚ Teori-Teori Evolusi Pra-Darwin
à tidak didukung oleh bukti yang cukup di lapangan ataupun
di laboratorium
1. Teori Kreasionisme
· Penciptaan : Terjadi dalam sekali saja secara lengkap,
tidak ada evolusi atau perubahan lagi terhadap makhluk hidup.
· Tokoh yang mendukung teori ini adalah Aristoteles
· TIDAK VALID, karena beberapa makhluk hidup pada zaman
yang berbeda
2. Teori Katatropisme
· Penciptaan : Keanekaragaman makhluk hidup à asal : nenek
moyang yang umum
· Kepunahan à Bencana alam
· Tokoh : George Cuvier, ia menemukan lapisan batuan fosil
yang mewakili tiap zaman yang berbeda yang menjadi petunjuk dari teori ini.
3. Teori Gradualisme
· Evolusi : Perubahan geologis berlangsung pelan-pelan tapi
pasti
· Tokoh : James Hutton
4. Teori Uniformitarianisme
· Evolusi : Proses geologis à pola seragam à kecepatan dan
pengaruh perubahan selalu seimbang dalam kurun waktu
· Contoh: terbentuknya gunung serta erosi gunung yang
terjadi membuktikan keseimbangan
· Tidak menjelaskan terbentuknya spesies.
· Tokoh : Charles Lyell
5. Teori Lamarck
· Evolusi : Pewarisan sifat genetis dari lingkungan à
diwariskan secara genetic
· Bagian tubuh yang tidak digunakan ≈ retardasi, yang
digunakan ≈ semakin kuat dan besar
· Tokoh : Lamarck
· TEORI TIDAK VALID à Percobaan induk ekor tikus yang
dipotong, tidak mewariskan pengalaman tanpa ekornya tersebut kepada
keturunannya.
♚ Teori Evolusi Darwin (Teori
Seleksi Alam)
Teori ini dikemukakan oleh Charles Darwin (1809-1882).
Teorinya menyatakan bahwa evolusi disebabkan oleh proses seleksi alam. Teori
ini disusun berdasarkan fakta yang ia kumpulkan selama perjalanannya
mengelilingi dunia dengan kapal Beagle.Fakta yang ia temukan untuk mendasari
teorinya ditemukan pada saat ia menjelajah Kepulauan Galapagos serta beberapa
tempat di Amerika Selatan. Tujuan awal pelayaran tersebut sebenarnya adalah
untuk memetakan pesisir pantai Amerika Selatan yang masih belum jelas. Namun, di
tengah-tengah pengamatan itu ternyata Darwin menemukan hal lain yang lebih
menarik yakni berbagai macam spesimen fauna serta flora yang endemik. Ia
melihat bahwa flora dan fauna di wilayah Amerika Selatan memiliki karakteristik
khusus yang sangat berbeda dengan flora-fauna Eropa.
Yang membuat Darwin semakin tertarik adalah spesies di
Kepulauan Galapagos yang kebanyakan tidak ditemui di tempat lain. Pengamatannya
terutama fokus kepada evolusi burung finch.Menurut pengamatannya, Kepulauan
Galapagos memiliki total 14 spesies burung finch yang berkerabat dekat.
Kekerabatan itu dibatasi oleh perbedaan pada paruhnya. Paruh burung
finchtersebut beradaptasi terhadap makanan tertentu.
Setelah melalui pengamatannya yang mendalam, Charles Darwin
mengemukakan teori evolusinya dalam bukunya yang berjudul On the Origin of
Species by Means of Neutral Selection atau Asal Mula Spesies yang Terjadi
Melalui Seleksi Alam. Buku ini diterbitkan tanggal 24 November 1859.
Dua buku yang memengaruhi pembentukan teorinya adalah:
- Principles of Geology karya Charles Lyell. Buku tersebut
menguraikan bahwa perubahan geologis bersifat gradual (perlahan-lahan tapi
pasti), konsisten, serta terus menerus
- Buku Malthus, yang menerangkan bahwa penduduk dunia
bertambah menurut deret ukur (2,4,6,8,…) sedangkan jumlah makanan bertambah
menurut deret hitung (1,2,3,4…). Oleh karena jumlah makanan yang tidak dapat
mencukupi seluruh penduduk, maka akan ada kecenderungan perebutan sumber daya
melalui perjuangan untuk hidup (struggle for existence).
Teori Darwin pertama kali dikemukakan pada forum ilmiah
Linnean Society (tahun 1958). Ide Darwin mengenai evolusi biologis ternyata
serupa dengan ide Wallace yang memisahkan distribusi hewan-hewan di Sulawesi.
Teori Darwin melalui seleksi alam mencakup tiga hal penting yaitu :
♘ Seleksi alam terjadi karena
adanya perbedaan keberhasilan reproduksi organisme
♘ Seleksi alam terbentuk dari
interaksi antara lingkungan dengan variasi yang dimiliki oleh organisme
♘ Produk seleksi alam merupakan
adaptasi organisme terhadap lingkungannya.
Teori Evolusi Darwin atau teori seleksi alam mengandung dua
pemahaman bahwa :
❥ Spesies sekarang berasal dari
spesies dahulu
❥ Terbentuknya spesies karena
seleksi alam.
Teori Darwin menguraikan bahwa variasi yang cocok dengan
lingkungannya saja yang dapat hidup dan mewariskan sifat-sifat menurunnya yang
cocok kepada anak keturunannya. Keturunan yang cocok hidup inilah yang dapat
berkembang baik dan menguasai habitatnya. Sedangkan yang tidak cocok akan mati
dan punah (terseleksi).
FAKTA EVOLUSI
A. Fakta Langsung Evolusi
Adanya variasi makhluk hidup
Makhluk hidup yang satu dengan yang lain memiliki hubungan
kekerabatan à hubungan filogenetis. Filogeni adalah sejarah asal usul suatu
spesies atau kelompok organisme yang berkerabat.
Adanya fosil
B. Fakta Tidak Langsung Evolusi
· Kajian Biogeografi
Biogeografi : pengetahuan geografi makhluk hidup yang
mencoba menerangkan mengapa suatu jenis organisme (hewan atau tumbuhan) berada
dan hidup di suatu tempat tetapi tidak di tempat lain. Contoh : mengapa badak
bercula satu hanya ada di Ujung Kulon. Tiap lingkungan geografis dengan iklim
dan topografinya memberi tekanan seleksi terhadap makhluk hidup secara khas,
sehingga setiap spesies yang hidup pada habitatnya memiliki survival (kemampuan
makhluk hidup untuk melangsungkan hidupnya) yang berbeda disbanding spesies
yang sama yang hidup di tempat lainnya.
Biogeografi hewan à zoogeografi. Biogeografi tumbuhanà
fitogeografi
· Kajian Paleontologi
Paleontologi : ilmu tentang fosil. Fosil adalah sisa tubuh
makhluk hidup yang telah membatu karena proses-proses geologis yang
membentuknya. Proses geologis tersebut ialah :
- Proses fisika à akibat : bangkai mengalami pengawetan
secara fisik. Contoh: pembekuan bangkai oleh salju abadi dan pengeringan
bangkai akibat penimbunan tanah.
- Proses kimiawi. Contoh: adanya zat pengawet alami
sehingga bangkai tidak dapat didekomposisi oleh mikroba.
Macam Fosil
· Fosil biologis : fosil tubuh makhluk hidup, baik yang
utuh maupun yang tidak utuh.
· Fosil sisa : (tanda adanya kehidupan) contohnya jejak
telapak kaki, alat, dan perkakas.
Kelemahan Fosil
1. Rekaman fosil selalu tidak lengkap. Bagian yang menjadi
fosil umumnya adalah bagian yang keras seperti tulang, cangkang, dan gigi.
2. Urutan fosil tidak selalu menggambarkan urutan filogeni
yang utuh. Ada mata rantai yang hilang (missing link).
Contoh fosil yang dapat ditemukan secara lengkap sehingga
dapat menceritakan kembali urutan filogeni adalah :
· Archaeptra, yaitu bentuk antara reptilia purba dengan
burung purba
· Seymoria, yaitu bentuk transisi antara amfibi purba
dengan reptilia purba
· Fosil kuda yang menggambarkan bentuk-bentuk transisi
lengkap, sejak dari Hyracotherium, Mesohippus, Pliohippus,dan Equus (kuda
modern)
Penentuan Usia Fosil
1. Menaksir umur relatif
Ditentukan dengan cara penentuan usia sedimen batuan dimana
fosil ditemukan. Tumpukan sedimen secara superposisi dapat memberi informasi
urutan usia fosil. Umur relatif dapat ditentukan pula dengan prinsip korelasi
fosil, yaitu dengan cara mempelajari kandungan fosil pada tiap sedimen. Sedimen
dengan kandngan fosil yang sama pastinya memiliki usia geologis yang sama.
2. Umur absolut
Umur absolut dapat ditaksir berdasarkan waktu paruh
atom-atom radioaktif yang terdapat pada fosil tersebut.Waktu paruh adalah waktu
yang dibutuhkan agar separuh atom-atom radioaktif berubah menjadi isotopnya
yang lebih stabil.
Homologi (Perbandingan Struktur) Anatomi
Homologi adalah perbandingan struktur yang sama meskipun
secara fungsional berbeda. Contohnya melalui perbandingan tungkai, dapat
diketahui ide mengenai adaptasi dan evolusi vertebrata. Di antara tungkai
tersebut ada tungkai yang beradaptasi untuk tangan yang prehensil (dapat
memegang) seperti pada manusia dan primata, ada tungkai untuk berjalan (pada
kuda), ada tungkai untuk terbang (burung), dan ada tungkai untuk berenang
(paus, lumba-lumba). Macam-macam tungkai tersebut dapat dibandingkan dengan
hewan pada berbagai macam zaman yang berbeda.
Homologi Molekul
Molekul-molekul tubuh makhluk hidup (DNA, RNA, dan protein)
bersifat universal dan berlaku umum pada setiap makhluk hidup, namun beraneka
ragam pada tiap-tiap kelompok makhluk hidup. Molekul pembawa informasi genetik
ini dapat dianggap sebagai pembawa rekaman evolusi. Pada saat struktur molekul
suatu makhluk hidup dibandingkan dengan struktur molekul makhluk hidup lain,
maka kita dapat mengetahui hubungan kekerabatan antara kedua makhluk hidup
tersebut.
Homologi Embriologi
Perkembangan embrio berbagai macam makhluk hidup terdiri
dari proses yang sama yaitu dari zigot, morula, blastula, gastrula, dan
seterusnya. Perkembangan tersebut sama, yang berbeda hanyalah tahap
diferensiasi dan spesialisasi jaringan embrional menjelang janin siap menetas
atau lahir. Ini berarti semua makhluk hidup memiliki asal usul ontogeni yang
sama.
Ontogeni adalah perkembangan individu dari satu sel menjadi
individu dewasa. Filogeni adalah sejarah perkebangan makhluk hidup dari makhluk
yang hidup sebelumnya. Para ahli berpendapat bahwa ontogeni (perkembangan
individu) adalah ulangan dari revolusi filogeni (perkembangan hubungan
kekerabatan organisme). Kaidah ini dianggap terlalu berlebihan karea tidak
benar bahwa vertebrata berevolusi dari bentuk ikan menjadi bentuk reptil,
kemudian menjadi bentuk berkaki empat.
SPESIASI
Spesiasi atau pembentukan spesies pada dasarnya dapat
digunakan sebagai saksi hidup mengenai apa yang terjadi di masa lalu, maka dari
itu proses spesiasi dapat pula dianggap sebagai bukti bahwa proses evolusi
memang berlangsung.
Syarat terjadinya spesiasi adalah :
1. Adanya perubahan lingkungan
Perubahan lingkungan dapat menyebabkan perubahan evolusi.
Contohnya, bencana alam dapat menyebabkan timbulnya kepunahan massal di muka
bumi.
2. Adanya relung (niche) yang kosong
Relung merupakan tempat hidup dan interaksi suatu
organisme. Suatu spesies selalu menempati relung tertentu. Suatu relung umumnya
hanya dapat ditempati oleh satu jenis spesies saja. Kepunahan massal akan
menimbulkan relung-relung kosong yang akan menyebabkan relung-relung baru
terisi kembali dalam jangka waktu yang panjang. Apabila relung tersebut kosong
(tidak ada organisme yang menempatinya), maka akan ada banyak organisme yang
berusaha menempati relung tersebut.
3. Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme
Selalu akan ada sejumlah organisme yang mencoba mengisi
relung yang kosong. Keberhasilan suatu organisme mengisi relung ditentukan oleh
seberapa besar kecocokan organisme tersebut dibandingkan dengan persyaratan
relung yang kosong.
PROSES SPESIASI
A. Isolasi Geografi
Isolasi geografi : batas alam. Apabila batas alam tidak
dapat dilewati, suatu populasi tidak akan pernah bertemu dengan populasi
lainnya.
· Proses spesiasi simpatri : proses spesiasi yang terjadi
dalam area geografi yang sama dari suatu spesies yang paling berkerabat.
Spesiasi terjadi karena aspek genetik, morfologi, tingkah laku, fisiologi, dan
lain-lain. Contoh : populasi mencit di Eropa Barat memiliki sejumlah populasi
kecil yang tidak interfertilisasi dengan populasi di sebelahnya walaupun
penyebarannya sangat luas di Eropa Barat.
· Spesiasi tidak simpatri : proses spesiasi yang terdapat
dalam area geografi yang berbeda dibandingkan dengan area geografi suatu
spesies yang paling berkerabat. Dibagi menjadi 3 yaitu :
1. Spesiasi alopatri : proses spesiasi yang terjadi di
daerah yang berjauhan atau berlainan dari suatu spesies yang paling dekat
hubungan kekerabatannya. Sebagian dari populasi suatu spesies terpisah dan
hidup di daerah yang berlainan. Karena adanya pemisahan, keanekaragaman yang
terbawa dari populasi yang terpisah, berbeda dalam frekuensi alelnya. Oleh
karena kedua daerah memiliki perbedaan dalam banyak hal, seleksi alam yang
bekerja pada masing-masing area akan berbeda pula. Ketika kedua populasi tersebut
bertemu di kemudian hari, tidak ada lagi interaksi social di antara kedua
populasi tersebut. Contoh : Macaca brunnescens dianggap jenis berbeda dari
Macaca ochreata karena terpisah secara geografi.
2. Spesiasi parapatri : proses spesiasi yang terjadi di daerah
yang bersebelahan dengan daerah dari suatu spesies yang paling dekat hubungan
kekerabatannya. Daerah penyebaran meliputi lebih dari satu macam habitat dengan
persyaratan yang berbeda. Dengan berjalannya waktu, terbentuklah suatu populasi
yang tetap bersebelahan tetapi kemampuan interfertilnya secara gradual menurun,
berbanding lurus dengan jarak antara dua populasi. Akhirnya pada suatu keadaan
akan ada dua populasi yang sudah tidak mampu berinteraksi secara interfertil,
sehingga harus dianggap sebagai spesies tersendiri.
3. Spesiasi peripatri : proses spesiasi yang terjadi di
daerah pinggir dari daerah suatu spesies yang paling dekat hubungan
kekerabatannya. Suatu organisme memiliki kisaran toleransi tertentu, akibatnya
jenis tersebut akan menempati daerah tertentu. Semakin jauh dari pusat
penyebarannya, maka lingkungannya pun makin berbeda. Dengan demikian spesies
yang menempati daerah tersebut akan semakin berbeda dengan spesies yang
menempati pusat. Dengan demikian, interaksi antara populasi tersebut dengan
populasi satu spesiesnya menjadi sangat terbatas.
B. Isolasi Reproduksi
Proses spesiasi yang ditinjau dari : keberhasilan
terjadinya pembuahan (kemungkinan pertemuan antara dua jenis sel gamet à proses
pra-kawin) dan keberhasilan suatu perkawinan (proses pasca kawin). Spesiasi pra
kawin meliputi :
1. Kromosomal : perbedaan jumlah, bentuk, urutan kromosom
berpengaruh dalam perubahan.
2. Musim : perbedaan musim kawin atau musim berbunga
menyebabkan individu hanya dapat saling membuahi individu tertentu yang cocok.
3. Parthenogenesis : individu identik dengan induk yang
menghasilkannya.
4. Morfologi atau struktural : perbedaan struktur tubuh
(morfologi) menyebabkan pembuahan menjadi tidak mungkin.
Spesiasi pasca kawin meliputi :
1. Letalitas : adanya embrio yang letal
2. Sterilitas : individu yang dilahirkan tidak dapat
memiliki keturunan.
3. Semi-letal : individu yang dihasilkan, meskipun hidup
normal dan dapat memiliki keturunan, memiliki vitalitas yang sangat rendah.
MEKANISME EVOLUSI
KOLAM GEN (‘GENE POOL’ ATAU ANGGUN GEN)
Anggun gen atau gene pool adalah jumlah total alel di dalam
semua individu yang menyusun populasi. Frekuensi gen di dalam populasi bersifat
tetap dari waktu ke waktu. Keadaan tetap konstan ini mentaati hukum Hardy-Weinberg.
Rumus hukum Handy-Weinberg adalah sebagai berikut :
· Misal alel yang dominan ditandai A dan yang resesif
ditandai a.
· Kedua frekuensi alel tersebut ditandai p dan q secara
berurutan; freq(A) = p; freq(a) = q; p + q = 1.
· Apabila populasi berada dalam kesetimbangan, maka
· freq(AA) = p2 untuk homozigot AA dalam populasi,
· freq(aa) = q2 untuk homozigot aa,
· dan freq(Aa) = 2pq untuk heterozigot.
Syarat Berlakunya Hukum Hardy-Weinberg
1. Ukuran populasi cukup besar
2. Populasi terisolasi
3. Jumlah mutasi gen dalam alel setimbang
4. Perkawinan acak
5. Kemampuan reproduksi antar individu sama
Hardy-Weinberg
Faktor yang dapat menyebabkan penyimpangan Hukum
Hardy-Weinberg adalah :
1.Perubahan anggun gen karena kebetulan
2.Terjadi arus gen secara tidak seimbang
3.Mutasi tidak seimbang
4.Perkawinan tidak acak.
Jadi, seleksi alam dapat digambarkan sebagai berikut :
Seleksi alam à menghasilkan ketidakseimbangan genetik
àmenyebabkan perubahan adaptif à menyebabkan evolusi
Empat faktor perubahan frekuensi gen di dalam populasi
(yang telah disebutkan di atas) disebut sebagai factor penyebab evolusi mikro
(faktor penyebab terjadinya penyimpangan Hukum Hardy-Weinberg). Evolusi mikro
adalah perubahan bertahap pada tingkat gen yang menimbulkan perubahan fenotip
(penampakan fisik) organisme. Evolusi mikro merupakan bagian dari
makroevolusi.Evolusi makro adalah perubahan secara bertahap yang menyebabkan
terbentuknya suatu kelompok taksonomi seperti spesies baru, genus baru, dll.
Contoh evolusi mikro adalah perubahan frekuensi gen-gen pada Biston betularia.
** Macam Seleksi Alam pada Evolusi Mikro
1. Seleksi alam yang menyeimbangkan alel rata-rata
2. Seleksi alam yang membagi atau memecah spesies menjadi
dua spesies dengan sifat ekstrim.
3. Seleksi alam yang mengarahkan.
** Pengaruh Seleksi Alam terhadap Variasi
Variasi adalah keanekaragaman individu dalam suatu spesies.
Variasi disebabkan oleh variasi lingkungan dan variasi genetis. Macam-macam
variasi terdiri dari :
❥ Poligeni : variasi kontinum
yang disebabkan oleh banyak gen memengaruhi satu fenotip
❥ Polimorfisme : variasi yang
disebabkan oleh aneka alel dalam satu gen.
❥ Cline : perubahan genetis
disebabkan oleh karakter menurun sepanjang perbedaan geografis yang berbeda
secara kontinum
1. Mekanisme seleksi alam tidak selalu berjalan
2. Sewaktu Darwin menulis teorinya, pengetahuan mengenai
genetika juga baru muncul. Darwin tidak menjelaskan mekanisme evolusi secara
genetis.
3. Sewaktu Darwin memunculkan teori evolusi, ilmu
paleontology belum berkembang pesat, sehingga yang terjadi adalah apa yang
dikatakan Darwin sebagai mata rantai yang hilang (missing link).
4. Homologi molekul lebih akurat dibandingkan dengan teori
Darwin.
5. Para ahli evolusi dewasa ini menganggap bahwa evolusi
biologi bukan hanya semata-mata didasari teori Darwin, tetapi juga teori
evolusi pasca Darwin yang semuanya dirangkum menjadi satu teori yang dinamakan
teori sintetis.
KONSEP BARU TEORI EVOLUSI
Konsep baru tentang evolusi yaitu teori netral, evolusi
netral, dan mutasi netral. Teori netral adalah teori yang menerangkan bahwa
pada level molekul, seleksi alam tidak selalu bekerja. Bagian DNA atau protein
yang bebas dari tekanan seleksi alam akan mengalami evolusi netral. Evolusi
netral adalah evolusi yang menghasilkan keanekaragaman tanpa fungsi tertentu (contoh:
keanekaragaman isozim = kumpulan enzim yang bekerja sama untuk menghasilkan
suatu substrat). Mutasi netral adalah mutasi yang menghasilkan sifat baru tanpa
dibebani seleksi alam.
0 komentar:
Posting Komentar