Materi Biologi SMA Tentang EVOLUSI
Evolusi merupakan salah satu cabang biologi yang sering kali menimbulkan pro dan kontra. Salah satunya adalah teori evolusi yang menyatakan bahwa manusia mempunyai hubungan kekerabatan yang sangat dekat dengan kera. Dengan kata lain, menurut teori tersebut manusia dan kera memiliki nenek moyang yang sama.
Evolusi berasal dari kata Latin Yang artinya (Latin: evolvere=membuka gulungan) adalah proses perubahan struktur makhluk hidup dari bentuk yang sederhana menjadi bentuk yang lebih kompleks yang berlangsung dari generasi ke generasi dalam jangka waktu yang sangat lama. Gagasan atau teori mengenai evolusi biologis berkaitan erat dengan nama Charles Darwin (1809-1892).
Evolusi dalam kajian biologi berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi.
Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi.
Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antar spesies.
Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.
A. Teori-Teori Evolusi
1). Teori Evolusi Sebelum Charles Darwin
Teori evolusi Darwin pada tahun 1855 memberikan penjelasan yang baik tentang proses evolusi, tetapi sebenarnya teori-teori evolusi telah ada sebelum itu. Beberapa ahli yang mengemukakan teori evolusi sebelum Darwin, antara lain Aristoteles, Wiliam Paley, George Louis Leclerc, Erasmus Darwin, Jean Baptiste Lamarck, George Cuvier, dan Charles Lyell.
a) Aristoteles (384-322 SM)
Beberapa filsuf yunani telah berbicara mengenai evolusi kehidupan. Dalam sistem klasifikasi yang diciptakannya, Aristoteles menyusun makhluk hidup berdasarkan pertambahan bentuk kekompleksannya.
Sistem klasifikasi tersebut tidak memberikan tempat bagi bentuk-bentuk kehidupan baru yang muncul pada masa depan. Bagi Aristoteles, spesies memiliki bentuk yang tetap dan tidak mengalami perubahan.
b) Wiliam Paley (1743-1805)
Wiliam Paley berpendapat bahwa kekompleksan makhluk hidup merupakan bukti kerja Sang Maha Pencipta. Hipotesis tersebut dikenal sebagai teori penciptaan khusus. Para penganut teori ini percaya bahwa semua jenis makhluk hidup di bumi muncul bersama-sama pada suatu waktu dan tetap tidak berubah sejak mereka diciptakan oleh Tuhan.
c) George Louis Leclerc ( Comte de Buffon atau Count of Buffon 1707-1788)
George Louis Leclerc atau Comte de Buffon atau Count of Buffon adalah seorang dokter, ahli Zoologi, ahli matematika dan ahli sains dari Prancis. Ia menyatakan bahwa makhluk hidup berubah sepanjang waktu dan bumi berusia lebih dari 6.000 tahun. Makhluk hidup mungkin saja berubah jika organ tubuhnya tidak digunakan dan mengalami degenerasi.
Buffon juga menulis bahwa spesies-spesies yang mirip satu sama lain memiliki nenek moyang yang sama. Pada tahun 1774, ia memperkirakan bumi berusia sekurang-kurangnya 75.000 tahun.
Ia juga berpendapat bahwa manusia dan kera berkerabat dekat karena kera dianggap sebagai manusia yang mengalami degenerasi.
Buffon sangat hati-hati menyembunyikan pendapatnya itu dalam sebuah buku berjudul Natural History yang terdiri atas 44 volume. Hal itu untuk mencegah meluasnya kritik dari masyarakat.
d) Erasmus Darwin (1731- 1802)
Erasmus Darwin adalah penganut teori evolusi pada akhir abad ke -18 yang juga merupakan kakek Charles Darwin. Ia percaya bahwa evolusi terjadi pada makhluk semua hidup (evolusi organik), termasuk manusia.
Ia juga percaya bahwa karakteristik yang diperoleh orang tua akan diwariskan kepada keturunannya. Setelah membaca buku Buffon, ia percaya bahwa evolusi terjadi pada semua makhluk hidup (evolusi organik), termasuk manusia.
Ia juga percaya bahwa karakteristik yang diperoleh orang tua akan diwariskan kepada keturunannya.
Erasmus Darwin tidak tahu apa yang menyebabkan terjadinya evolusi.
e) Jean Baptiste de Monet de Lamarck ( 1744-1829)
Lamarck mempercayai bahwa organisme mikroskopis muncul secara spontan dari bahan-bahan tidak hidup yang kemudian berevolusi menjadi bentuk-bentuk yang lebih kompleks. Dalam bukunya yang berjudul Philosopbie Zoologique (1809), Lamarck mengajukan suatu teori evolusi berdasarkan pada organ-organ yang digunakan dan yang tidak digunakan“ (use and disuse).
Ia percaya bahwa evolusi terjadi saat suatu organisme menggunakan suatu bagian tubuh dengan suatu cara sehingga bagian tubuh itu berubah sepanjang hidupnya dan perubahan tersebut diwariskan kepada keturunannya.
f) George Cuvier (1769-1832)
George Curvier mampu menunjukkan hubungan antara organisme hidup dan fosil suatu bentuk kehidupan yang telah punah. George Cuvier merupakan ahli sains pertama yang menedemonstrasikan kepunahan hewan-hewan purbah. Walaupun mengkritik Lamarck, Cuvier tidak menolak teori bahwa pernah ada bentuk-bentuk kehidupan awal.
George Cuvier menganut teori katastrofisme.Teori itu mengatakan bahwa terdapat kekerasan dan bencana (katastrofi) alam yang tiba-tiba, seperti banjir.
Akibatnya, tumbuhan dan hewan-hewan yang hidup di tempat terjadinya peristiwa-peristiwa tersebut menjadi mati, kemudian masuk bentuk-bentuk kehidupan baru yang berpindah dari dari daerah-daerah lain. Akibatnya, catatan fosis pada daerah itu menunjukkan adanya perubahan spesies yang tiba-tiba.
g. Charles Lyell (1797-1875)
Charles Lyell adalah seorang ahli sains Inggris yang menulis sebuah buku berjudul Principles of Geology. Dalam bukunya, Charles Lyell menuliskan beberapa hal yang agak mengejutkan mengenai evolusi fisik bumi. Menurut Charles, bumi berusia lebih tua dari pada yang di perkirakan orang.
Charles juga berpendapat bahwa teori katastrofisme cuvier adalah salah. Menurutnya, bumi mengalami perubahan-perubahan yang progresif dan lebih lambat. Teori yang ditemukan oleh Charles Lyell tersebut dinamakan teori uniformi-tarianisme yang asal usulnya di kembangkan oleh ahli geologis Skotlandia bernama James Huton (1726-1797).
2. Teori Evolusi Charles Darwin (1809-188)
Charles Darwin adalah anak seorang dokter Inggris. Dia diharapkan menjadi dokter seperti ayahnya tetapi tidak berhasil.
Ketika umur 22 tahun (1831), Darwin ikut dalam pelayaran keliling dunia bersama kapal HMS Beagle. Tujuan pelayaran itu adalah untuk menyelidiki pantai-pantai Amerika selatan dan beberapa kepulauan pasifik. Pelayaran tersebut di mulai pada tanggal 27 desember 1831.
Setelah berlayar selama tiga tahun, Darwin dan kapal Bealge tiba ke kepulauan Galapagos yang terletak di samudra pasifik, disebelah barat Ekuator Amerika Serikat.
Di sana terdapat spesies-spesies yang tidak ditemukan di tempat-tempat lain di bumi. Meskipun begitu, spesies-spesies itu mirip dengan spesies-spesies yang ada di Amerika Selatan.
Darwin mempelajari kehidupan liar yang ada pada tiap pulau di kepulauan Galapagos dan menemukan beberapa perbedaan burung finch (sejenis burung pipit).
Menurut Darwin, keanekaragaman bentuk paruh itu berhubungan dengan perbedaan makanan. Proses evolusi beberapa spesies burung finch dari satu spesies moyang burung finch itu dikenal sebagai radiasi adaptif.
Selain burung finch, Darwin juga menemukan berbagai kura-kura, kadal, kerang, serangga, dan beberapa macam tumbuhan. Pada saat itu Darwin belum mengetahui arti penting penemuan-penemuannya. Namun setelah 22 tahun kemudian ia mengembangkan teori evolusi dengan menggunakan penemuan-penemuan tersebut.
Saat kembali ke Inggris, darwin membaca sebuah artikel, berjudul An Essay on the Principles of Population yang ditulis oleh Thomas Robert Maltus pada tahun 1798. Maltus menulis bahwa laju laju pertambahan populasi manusia cenderung lebih cepat dari pada laju pertambahan produksi bahan pangan.
Akibatnya akan terjadi persaingan atau kompetisi untuk memperoleh bahan pangan. Ia pun menduga jumlah penduduk dikendalikan oleh kelaparan, penyakit, dan peperangan. Oleh Darwin, prinsip-prinsip tersebut diterapkan pada populasi hewan dan tumbuhan. Selanjutnya Darwin berpendapat bahwa agar dapat bertahan hidup, suatu individu harus berjuang dan akibatnyanya akan terjadi kompetisi.
Keinginan untuk menerbitkan naskah tersebut muncul setelah pada tahun 1858 ia mendapat kiriman naskah yang berisi hipotesis yang sama mengenai evolusi, yaitu evolusi terjadi melalui seleksi alam, dari Alfred Russel Wallace (1823-1913).
Darwin menerbitkan bukunya yang terkenal berjudul On the Origin of Species by Means of Natural Selection atau lebih dikenal dengan The Origin of Species.
B. Perbandingan Teori Evolusi Darwin dan Teori Evolusi Lainnya
1. Teori Evolusi Darwin Versus Teori Evolusi Lamarck
Menurut Darwin, evolusi berlangsung karena adanya seleksi alam. Individu-individu yang tidak mampu beradaptasi akan mati sebelum dapat berkembangbiak. Individu yang tidak mampu beradaptasi akan mati sebelum berkembang biak. Kemampuan untuk bertahan hidup dan berkembang biak dapat diwariskan dari induk kepada keturunannya.
Sebagai contoh, Darwin berpendapat panjangnya leher jerapa merupakan salah satu contoh seleksi alam. Jerapa berleher panjang mampu menjangkau daun-daun yang ada di pucuk pohon untuk makannya. Jerapa berleher panjang yang kawin dengan sesama jerapa berleher panjang dan akan menurunkan sifat atau ciri tersebut kepada keturunannya.
Jerapa berleher pendek akan kekurangan pangan karena tidak mampu mencapai daun-daun yang tinggi. Akibatnya, mereka mati atau terseleksi oleh alam sebelum mereka mampu melakukan perkawinan.
Hal itu menyebabakan jumlah jerapa berleher pendek terus berkurang dan pada akhirnya hanya jerapa berleher panjang yang tersisa. Mereka itulah yang lolos seleksi alam karena cocok dengan keadaan lingkungannya.
Sementara, menurut lamarck, evolusi terjadi saat suatu organisme menggunakan suatu organ tubuh secara terus menerus sehingga organ tubuh tersebut mengalami perubahan (hukum “use and disuse” atau yang digunakan dan tidak digunakan).
Lamarck menduga bahwa leher jerapah yang panjang merupakan akibat penarikan atau peregangan selama bertahun-tahun. Jerapah menarik lehernya untuk mencapai daun-daun pada pucuk pohon sehingga leher itu tumbuh memanjang. Perubahan bentuk tubuh itu selanjutnya diwariskan kepada keturunannya. Jadi Darwin dan Lamarck juga percaya bahwa makhluk hidup yang paling sesuai atau cocok yang akan bertahan hidup.
2. Teori Evolusi Darwin Versus Teori Evolusi August Weismann
August Weismann (1834-1914) adalah seorang biologiwan Jerman pendukung teori evolusi Darwin. Weismann berpendapat bahwa perubahan sel-sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak diwariskan kepada keturunannya. Hal ini berarti bahwa evolusi berkaitan dengan gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetik.
Weismann berpendapat bahwa sifat leher panjang dan leher pendek pada jerapah dikendalikan oleh gen. Gen untuk leher panjang bersifat dominan, sedangkan Gen untuk leher pendek bersifat resesif. Jerapa leher panjang merupakan keturanan yang bersifat homozigot dominan atau heterozigot. Jerapa berleher pendek merupakan keturunan yang bersifat homozigot resesif. Jerapah berleher pendek yang homozigot resesif tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya sehingga akhirnya punah.
3. Teori Evolusi Lamarck Versus Teori Evolusi Weismann
Lamarck berpendapat bahwa makhluk hidup beradaptasi terhadap lingkungannya dengan cara menggunakanya organ tubuhnya, kemudian sifat atau fungsi organ tersebut diwariskan kepada keturunannya.
Teori Lamarck tersebut di tentang oleh Weismann. Weismann berpendapat bahwa perubahan sel-sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak diwariskan kepada keturunannya. Weismann mengawinkan dua ekor tikus yang masing-masing ekornya telah di potong.
Kemudian, anak-anak tikus yang sudah dewasa tersebut dipotong ekornya dan dikawinkan dengan sesamanya. Hasilnya tetap anak-anak tikus yang berekor. Weismann melakukan percobaan ini hingga 21 generasi tikus dan hasilnya tetap sama.
C. Bukti-Bukti Terjadinya Evolusi
1. Fosil
Istilah fosil Berasal dari bahasa Latin fossilis yang berarti menggali karena umumnya fosil ditemukan dengan cara menggali lapisan tanah atau batuan. Fosil merupakan tubuh, bagian tubuh, jejak, ataupun sisa-sisa makhluk hidup yang terawetkan dalam beberapa cara, antara lain dalam batuan sedimen (kebanyakan dalam batu kapur dan tanah liat), dalam es, ataupun dalam getah lengket yang dihasilkan oleh pohon-pohon tertentu (misalnya, pinus).
Fosil umumnya terbentuk dari bagian terkeras suatu organisme. Pada hewan, bagian yang menjadi fosil adalah eksoskeleton Arthropoda, Mollusca, Echinodermata, ataupun endoskeleton dan gigi vertebrata. Pada tumbuhan, bagian yang menjadi fosil adalah jaringan kayu (xilem dan serat), biji, serta spora atau serbuk sari yang memiliki lapisan pelindung.
Salah satu catatan fosil yang terbaik adalah catatan fosil evolusi kuda. Anggota kuda modern (ordo Eqiudae) yang meliputi kuda, zebra, dan keledai, semuannya berukuran besar dan memiliki kaki yang panjang serta merupakan hewan pelari yang cepat teraptasi hidup di padang rumput terbuka.
Kuda, zebra dan keledai diklasifikasikan dalam genus Equus yang diduga berasal dari moyang kuda Eohippus (Hyracotherium) dari zaman Eosin sekitar 55 juta tahun yang lalu.
Antara Eohippus dari zaman Eosin dan Equus (kuda modern) terdapat sangat banyak species-species peralihan. Beberapa di antaranya adalah Mesohippus, Merychippus, dan Pliohippus.
Penyusunan tulang dan gigi kuda yang telah memfosil menunjukkan suatu rangkaian evolusi kuda yang meliputi pertambahan ukuran tubuh dan panjang kaki-kakinya, mereduksinya jari lateral (samping) dan menyatunya jari ketiga (tengah), serta perkembangan gigi geraham pada rahang atas dan rahang bawah.
Contoh lain bentuk-bentuk peralihan yang ditemukan dalam catatan fosil adalah Archaeopteryx (berarti sayap purba) yang merupakan “missing link”antara reptil dan burung.
Ada dua metode untuk menghitung umur fosil (dating fossils), yaitu penanggalan (pentarikhan) relatif (relative dating) dan penanggalan (pentarikhan) absolut atau mutlak (absolute dating)
a. Pentarikhan Relatif
Metode ini dilakukan dengan menentukan umur batuan tempat di temukannya fosil. Data dari fosil lain yang ditemukan pada lapisan batuan yang sama juga dapat digunakan untuk memperkirakan umur sampel fosil baru.
b. Pentarikhan Absolut
Pentarikhan absolut di lakukan berdasarkan perhitungan laju peluruhan radiaktif dalam batuan. Misalnya uranium –238, menjadi bentuk non radioaktif (bentuk “meluruh”), para ilmuan dapat menentukan kapan batuan terbentuk.
2. Perbandingan Anatomi
Perbandingan anatomi meliputi proses perbandingan struktur tubuh, seperti jantung dan rangka, pada hewan-hewan yang berbeda.
Walaupun tungkai depan kelima jenis Vertebrata itu memiliki fungsi yang berbeda, misalnya untuk menggengam, terbang, berlari, dan berenang, susunan serta jumlah tulang-tulangnya hampir sama.
Ada satu humerus dengan sendi peluru pada salah satu ujung tulang dan sendi engsel pada ujung tulang yang lain.
Spesies adalah pembentukan dua atau lebih spesies dari satu spesies yang telah ada atau telah punah. Anggota-anggota suatu spesies memiliki luangkang gen (gen pool) yang sama dan dengan aliran gen (gene flow) yang bebas di antara organisme-organismenya. Lungkang gen adalah kumpulan semua gen dalam suatu populasi. Aliran gen adalah pertukaran alela (tunggal: alel) di dalam dan diantara populasi-populasi.
Homolog organ menunjukan adanya hubungan kekerabatan antara spesises-spesies yang berbeda dan merupakan bukti terjadinya evolusi divergen, yaitu evolusi dari satu spesies menghasilkan beberapa spesies dengan anatomi (bentuk dasar) yang sama. Sementara itu, kecenderungan spesies-spesies yang tidak berkerabatan untuk memiliki bentuk, struktur dan fungsi organ yang sama (organ-organ analog) menunjukan terjadinya evolusi konvergen.
3. Perbandingan Embriologi
Suatu studi embriologi (ilmu yang mempelajari tentang embrio) terhadap anggota-anggotaVertebrata menunjukan adanya suatu kemiripan pada tahap-tahap awal perkembangan embrio.
Semua vertebrata memulai kehidupan sebagai sel tunggal (zigot) yang merupakan hasil pertemuan antara sperma dan ovum. Zigot berkembang menjadi morula, blastula, dan gastrula. Setelah itu, embrio akan mengalami diferensiasi jaringan sehingga terbentuk macam-macam organ tubuh.
Perkembangan makhluk hidup dari zigot hingga dewasa dinamakan ontogen, sedangkan perkembangan makhluk hidup dari bentuk yang paling sederhana hingga menjadi bentuk yang paling kompleks dinamakan filogeni.
Ontogeni selalu terjadi berulang-ulang dari satu generasi ke generasi berikutnya sehingga Ernest Haeckhel (1834-1919) mengatakan bahawa ontogeni merupakan pengulangan singkat flogeni.
4. Perbandingan Biokimia
Bukti-bukti perbandingan biokimia mungkin merupakan petunjuk adanya hubungan evosioner yang paling kuat. Semua organisme memiliki DNA sebagai bahan genetik dengan suatu kode genetik yang hampir universal.Tidak hanya itu,semua organisme memiliki ATP sebagai energi cadangan dan melakukan jalur metabolik yang serupa,contohnya dalam proses respirasi.Proses fisiologis,seperti respirasi,melibatkan reaksi-reaksi biokimiawi yang serupa pada semua spesies.
Cara lain untuk, mengukur tingkat kekerabatan spesies adalah dengan cara persamaan jumlah urutan asam amino dalam protein penting,misalnya sitokrom c dan protein hemoglobin yang terdapat pada vertebrata.Sebagai contoh, sitokrom c monyet dan sapi lebih mirip dibandingkan sitorom c moyet dan ikan.Kemiripan dan perbedaan tersebut menunjukkan bahwa monyet dan sapi berkerabatan lebih dekat daripada monyet dan ikan.Adapun manusia dan simpanse memiliki ukuran asam amino dan hemoglobin yang sama.
5. Alat Tubuh yang Tersisa (Organ Vestigial)
Beberapa orgnisme memiliki struktur atau organ-organ yang tampaknya tidak memilikifungsi yang berguna. Sebagai contoh, manusia memiliki satu tulang ekor di ujung tulang belakang yang diduga tidak memiliki fungsi apa-apa. Organ-organ yang tampaknya tidak berfungsi itu dinamakan organ-organ vestigial. Jadi, organ-organ vestigial dapat dipandang sebagai bukti terjadinya evolusi. Artinya, organisme-organisme yang memiliki organ-organ vestigial diduga memiliki moyang yang sama dengan organisme-organisme yang memiliki organ-organ yang homolog secara fungsional.
6. Domestikasi atau Seleksi Buatan
Domestikasi merupakan pembudidayaan makhluk hidup. Seleksi buatan juga menyebabkan banyaknya varietas persilangan kucing,anjing,burung dara,sapi,dan hewan-hewan peliharaan lainnya. Suatu familia organisme yang diseleksi oleh penyilang (manusia) menunjukan ciri-ciri tertentu, contohnya burung dara yang memiliki burung ekor berbentuk kipas. Seleksi buatan ini mengakibatkan (setelah beberapa generasi) munculnya varietas persaingan murni burung dara dengan bulu ekor berbentuk kipas.
Charles Darwin mulai menyeleksi burung dara sebagai akibat langsung dari ketertarikannya terhadap variasi-variasi pada organisme. Burung-burung itu dikenali sebagai spesies-spesies yang berbeda. Darwin berpendapat bahwa suatu spesies mampu berevolusi menjadi spesies lain karena adanya peruban-perubahan yang terjadi secara bertahap dan karena adanya seleksi alam.
D. Mekanisme Evolusi
1. Seleksi Alam
Mekanisme yang diajukan oleh Darwin untuk menjelaskan terjadinya evolusi adalah seleksi alam.Contoh klasik seleksi alam adalah ngengat Biston betularia. Ngengat tersebut terdapat dalam dua buku, yaitu ngengat berwarna gelap dan ngengat berwarna terang. ngengat berwarna gelap lebih adaptif (lebih dapat menyesuaikan diri) terhadap lingkungan dari pada ngengat berwarna terang.
Yang berperan sebagai tekanan lingkungan yang menyeleksi (tekanan seleksi) adalah pemangsaan oleh burung predator dan ngengat berwarna terang dikatakan terkena seleksi alam. Tekanan seleksi alam adalah faktor yang menyebabkan terjadinya seleksi alam suatu populasi melalui penggunaan ketahan lingkungan.
Contoh tekanan seleksi meliputi kompetisi (prsaingan) dalam hal makanan, wilayah kekuasaan, dan pasangan; predasi (pemangsaan); cahaya, udara, atau air yang terbatas; variasi suhu; penyakit; pengaruh manusia, misalnya penggunaan antibiotik, pestisida, serta polusi.
Tekanan seleksi alam adalah faktor yang menyebabkan terjadinya seleksi alam suatu populasi melalui penggunaan ketahan lingkungan. Contoh tekanan seleksi meliputi kompetisi (prsaingan) dalam hal makanan, wilayah kekuasaan, dan pasangan; predasi (pemangsaan); cahaya, udara, atau air yang terbatas; variasi suhu; penyakit; pengaruh manusia, misalnya penggunaan antibiotik, pestisida, serta polusi.
2. Mutasi Gen
Mutasi gen adalah perubahan susunan gen (DNA) yang dapat menyebabkan perubahan sifat-sifat organisme yang mengalaminya. Meskipun secara alamai sangat jarang terjadi, mutasi gen merupakan salah satu mekanisme penting terjadinya evolusi untuk menghasilkan spesies baru.
Perubahan sifat akibat mutasi gen menimbulkan berbagai variasi pada organisme yang pada akhirnya membuka peluang untuk terjadinya evolusi. Dalam mutasi gen, hal yang perlu mendapat adalah angka laju mutasi. Angka laju mutasi merupakan banyaknya gen yang mengalami mutasi dari seluruh gamet yang di hasilkan oleh suatu individu spesies tertentu.
Individu yang mengalami mutasi memiliki sifat-sifat yang berbeda dari generasi sebelumnya, termasuk dalam hal kemampuan bertahan hidup dan bereproduksi. Mutasi dikatakan menguntungkan jika muatan yang dihasilakan memiliki sifat-sifat yang adaptif terhadap lingkungan dengan ketahanan hidup yang tinggi. Sebaliknya, mutasi dikatakan merugikan jika muatan yang dihasilkan mati, tidak adaptif terhadap lingkungan, ataupun memiliki ketahanan hidup yang rendah.
Terjadinya spesiasi alopatrik (“daerah yang berbeda”) berhubungan dengan isolasi geografis. Isolasi geografis adalah terpisahnya satu spesies menjadi dua atau lebih kelompok populasi oleh suatu keadaan geografis. Penghalang geografis alami itu menghambat perpindahan organisme dan mendorong terjadinya isolasi reproduksi serta spesiasi pada tempat yang berbeda.
Sebagai contoh, sejumlah kecil anggota suatu populasi berpindah melewati gunung dan menjadi terisolasi secara permanen. Hal yang sama juga terjadi ketika daratan benua terpisah atau munculnya pegunungan baru diantara dua populasi dilembah pegunungan.
3. Hukum Hardy-Weinberg
Pada tahun 1908, ahli matematika Inggris bernama Godfrey Harold Hardy dan seorang dokter jerman bernama Wilhelm Weinberg secara terpisah berhasil menemukan suatu simpulan yang sama, yaitu perubahan secara evolusi hanya terjadi apabila ada sesuatu yang mengganggu keseimbangan genetik.
Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa dalam kondisi tertentu yang stabil, frekuensi gen (alel) dan genotipe selalu tetap atau konstan dari generasi ke generasi.
Yang dimaksud dengan “kondisi tertentu” agar keseimbangan genetik selalu terjaga adalah:
a. Populasi harus cukup besar sehingga memberi peluang bagi perubahan frekuensi gen
b. Perkawinan antara genotipe yang satu dan genotipe yang lain terjadi secara acak
c. Tidak terjadi mutasi
d. Tidak terjadi seleksi
e. Tidak terjadi migrasi, baik masuk maupun keluar
Namun, pada kenyataannya, kondisi seperti di atas jarang dijumpai. Kondisi tersebut hanya dapat dijumpai dalam suatu populasi yang ideal. Hukum Herdy-Weinberg digunakan untuk menghitung frekuensi alel dan genotipe dalam suatu populasi.
E. Spesiasi
Spesiasi adalah pembentukan dua atau lebih spesies dari satu spesies yang telah ada atau telah punah. Spesies adalah anggota suatu populasi yang mampu mengadakan pertukaran gen atau melakukan perkawinan secara alami (interbreeding) untuk menghasilkan keturunan yang fertil.
Lungkang gen adalah kumpulan semua gen dalam satu populasi. Adapun aliran gen adalah pertukaran alel di dalam dan di antara populasi-populasi. Tiap populasi memiliki lungkang gen masing-masing.
1. Mekanisme Pengisolasian
Mekanisme pengisolasian adalah beberapa macam penghalang yang secara efektif mencegah terjadinya pertukaran gen antar populasi. Ada dua tipe spesiasi yang terjadi karena mekanisme pengisolasian, yaitu spesiasi alopatrik dan spesiasi simpatrik.
Terjadinya spesiasi alopatrik (“daerah yang berbeda”) berhubungan dengan isolasi geografis. Isolasi geografis adalah terpisahnya satu spesies menjadi dua atau lebih kelompok populasi oleh suatu keadaan geografis.
Jarak efektif yang diperlukan untuk memisahkan dua populasi bergantung pada ukuran organisme dan kemampun penyebarannya. Contohnya, siput dan hewan-hewan kecil lain yang pergerakannya lambat lebih mudah terisolasi dibandingkan Vertebrata yang mampu terbang.
Isolasi reproduksi merupakan mekanisme pengisolasian yang mencegah atau menghambat perkawinan antar anggota populasi atau mencegah pembentukan keturunan (hibrid) yang fertil. Contoh spesiasi alopatrik lebih banyak terjadi dari pada spesiasi simpatrik, misalnya spesiasi pada laba-laba, spesiasi burung finch Darwin, dan spesiasi ikan talapia.
a. Spesiasi Alopatrik
Terjadinya spesiasi alopatrik (=“daerah yang berbeda”) berhubungan dengan isolasi geografis. Isolasi geografis adalah terpisahnya satu spesies menjadi dua atau lebih kelompok populasi oleh suatu keadaan geografis.
Penghalang geografis alami itu menghambat perpindahan organisme dan mendorong terjadinya isolasi reproduksi serta spesiasi pada tempat yang berbeda. Sebagai contoh, sejumlah kecil anggota suatu populasi berpindah melewati gunung dan menjadi terisolasi secara permanen.
b. Spesiasi Simpatrik
Spesiasi simpatrik (=“daerah yang sama”) terjadi diantara dua kelompok dalam lingkungan yang sama.Spesies tipe ini terjadi melalui beberapa cara, yaitu isolasi tingkah laku , isolasi ekologi, isolasi musiman, isolasi mekanis , isolasi gamet, dan isolasi hibris.
1. Isolasi Tingkah laku
Isolasi tingkah laku dapat mencegah trjadinya reproduksi jika, misalnya, suatu anggota populasi aktif pada malam hari(noktural) , sedangkan anggota lainnya aktif di siang hari(diurnal).
2. Isolasi ekologis
Isolasi ekologis dapat menyebabkan isolasi reproduksi yang kemudian diikuti dengan spesiasi jka anggota-anggota populasi menempati nisia (relung) ataupun habitat yang berbeda. Contohnya adalah jika suatu anggota populasi hidup di puncak pohon, sedangkan anggota populasi lainnya hidup di dasar hutan. Kedua anggota populasi tersebut menempati daerah yang sama, tetapi tidak dapat melakukan reproduksi karena tidak dapat bertemu.
3. Isolasi Musiman
Isolasi Musiman merupakan isolasi yang di sebabkan oleh perbedaan masa aktif reproduksi anggota-anggota populasi dalam satu tahun. Akibatnya, walaupun berada diwilayah yang sama, anggota-anggota populasi itu tidak dapat melakukan reproduksi. Contohnya, beberapa subspesies tumbuhan berbunga pada waktu yang berbeda dan hewan-hewan dengan masa estrus (birahi) pada musim yang berbeda.
4. Isolasi Mekanis
Isolasi Mekanis terjadi pada hewan-hewan atau tumbuhan yang reproduksinya dihambat oleh letak atau struktur alat-alat kelamin(genitalia) yang tidak sesuai dengan pasangannya, meskipun mereka berasal dari satu spesies.Contohnya, sangat tidak mungkin bagi seekor anjing Great Dane untuk melakukan perkawinan dengan seekor anjing Chihuahua, kendati keduannya merupakan anggota spesies anjing (Canis familiaris).
5. Isolasi Gamet
Isolasi gamet mengisolasi organisme-organisme yang matang secara reproduksi pada waktu yang sama, tetapi ketidak sesuaian fisiologi gamet-gamet mencegah terbentuknya hibrid. Contohnya, sperma gagal bertahan hidup di dalam oviduk atau buluh serbuk sari gagal tumbuh pada kepala putik.
6. Isolasi Hibrid
Isolasi hibrid terjadi ketika dua organisme yang berbeda melakukan perkawinan, tetapi zigot hibrid yang terbentuk gagal berkembang mencapai tingkat kematangan seksual. Contohnya adalah bagal (mule) yang merupakan hasil persilangan antara kuda betina dan keledai jantan. Bagal merupakan interfil dan tidak dapat bentuk gamet normal selama proses pembelahan meiosis. Contoh lainnya adalah zebronkey yang di hasilkan dari persilangan antara zebra dan keledai (dokey).
Isolasi tingkah laku,isolasi ekologis, dan isolasi musiman mengakibatkan isolasi geografis terbatas, bahkan dalam habitat yang sama.isolasi tingkah laku,isolasi ekologis, isolasi musiman, isolasi mekanis, dan isolasi gamet merupakan isolasi yang mencegah terjadinya perkawinan dan di sebut dengan mekanisme pengisolasian prazigotik (sebelum fertilisasi).sementara itu, isolasi hibrid dikenal sebagai mekanisme pengisolasian pascazigotik (setelah fertilisasi) karena isolasi reproduksi terjadi setelah fertilisasi.
2. Mutasi Dan Seleksi Alam
Mutasi yang terjadi pada tiap popilasi menghasilkan alela baru dan alam meneyeleksi alela berbeda dalam tiap populasi bergantung pada kondisi lingkungan setempat.Seleksi alam merupakan kekuatan yang dapat mengubah frekuensi alel dan mendorong spesiasi dalam lingkungan tertentu.
Terjadi mutasi diikuti oleh seleksi alam yang memungkinkan adaptasi dengan kondisi setempat. Pada tahan ini, perkawinan diantara individu-individu dari populasi yang berbeda tidak akan terjadi karena mereka berbeda secara genetik. Karena berbeda secara genetik, individu-individu tersebut menjadi spesies yang berbeda dan terjadilah spesiasi.
3. Poliploidi
Mekanisme ketiga yang dapat menimbulkan spesiasi adalah poliploidi.
Poliploidi adalah suatu individu atau spesiasi dengan jumlah kromosom lebih dari dua kali jumlah kromosom haploid. Pembentukan poliploid umumnya terjadi pada hewan, dan jarang terjadi pada hewan.
Contoh spesiasi karena poliploidi terjadi pada tanaman bunga oenothera lamarckiana. Normalnya, tanaman ini memiliki 14 kromosom, tetapi dengan adanya peristiwa gagal berpisah (non-disjunction) dihasilkan keturunan dengan jumlah kromosom dua kali lipat dan memiliki ciri-ciri yang berbeda dari induknya.
Keturunan yang baru itu diberi nama Oenothere gigas. Persilangan antara o. Lamarck dan o. Gigas menghasilkan tanaman triploid yang mandul ( interfil). Jadi, O. Gigas merupakan spesies baru yang terbentuk dari O. Lamarckiana.
Materi Ajar PPT Tentang EVOLUSI
Post a Comment for "Materi Biologi SMA Tentang EVOLUSI"