APA ITU EVOLUSI? APA YANG DIPELAJARI DALAM EVOLUSI

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.

APA ITU BIOLOGI EVOLUSI?

Biologi Evolusi adalah cabang biologi yang membahas semua perubahan-perubahan

yang terjadi di permukaan bumi, sejak awal mula sejarah bumi, sampai

menimbulkan kehidupan dan keanekaragaman makhluk hidup dewasa ini.

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 lain

Aristoteles (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, dan Fransisco 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

Prosedur percobaan:

Digunakan dua kelompok labu.

Kelompok satu berisi cairan kaldu

daging yang dipanaskan dan setelah

dingin dibiarkan terbuka beberapa

hari.

kasa. Stoples C diisi sepotong

daging dan dibiarkan terbuka.

Ketiga kelompok stoples itu

dibiarkan 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 dan Haldane. 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 konsep atau hukum rekapitulasi

Homologi molekul informasi (DNA dan protein)

♚ Teori-Teori Evolusi Pra-Darwin

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 asal : nenek moyang yang umum

   Kepunahan 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 pola seragam 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 diwariskan secara genetic

   Bagian tubuh yang tidak digunakan ≈ retardasi, yang digunakan ≈ semakin kuat

dan besar

   Tokoh : Lamarck

   TEORI TIDAK VALID 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 finch tersebut 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

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 zoogeografi. Biogeografi tumbuhan 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 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 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-WeinbergFaktor 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 menghasilkan ketidakseimbangan genetik menyebabkan perubahan

adaptif 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

KETERBATASAN TEORI DARWIN

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.