Biologi: 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 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 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 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 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).

A. Teori Evolusi Gambar 7.1 Evolusi manusia Gambar 7.1 Evolusi manusia Berdasarkan ilustrasi di depan Anda akan mendapatkan gambaran dan penjelasan tentang evolusi. Dari Gambar 7.1 terlihat bahwa evolusi tidak terlepas dari kehidupan masa lampau. Saat ini, kehidupan masa lampau itu hanya dapat ditemukan bukti-buktinya, yang berupa fosil. Pernahkah Anda melihat film-film tentang kehidupan dinosaurus atau kingkong? Film-film tersebut berusaha untuk memberikan gambaran tentang kehidupan masa lampau. Semua makhluk hidup berasal dari mahkluk hidup sebelumnya yang dapat muncul dengan variasi baru sehingga menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup. Adanya variasi-variasi tersebut dapat menyebabkan spesies baru. Peristiwa ini dikenal dengan istilah evolusi. Jadi, evolusi adalah proses kompleks pewarisan sifat organisme yang berubah dari generasi ke generasi dalam kurun waktu jutaan tahun. Teori tentang evolusi merupakan teori yang tetap hangat dipertentangkan sampai saat ini. Banyak tokoh yang berpendapat tentang hal ini, tetapi belum ada satu teori yang dapat menjawab semua fakta dan kejadian tentang sejarah perkembangan makhluk hidup. Beberapa teori dari para ahli yang menjadi dasar dari teori evolusi, di antaranya sebagai berikut.

Make Money at : http://bit.ly/best_tips

Biologi

Senin, 10 November 2014

EVOLUSI

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Mengenai Saya