Posts Tagged ‘louis pasteur’

Evolusi

A Teori Evolusi

Teori evolusi, sejak kemunculannya merupakan suatu hal yang menggemparkan.

Hingga kini, bukti-bukti mengenai evolusi terus dicari. Charles

Darwin sebagai salah seorang tokoh teori evolusi dianggap sebagai bapak

evolusi. Apa yang dimaksud dengan evolusi? Apa yang mendasari teori tersebut?

Adakah bukti-bukti bahwa evolusi terjadi? Pelajarilah uraian berikut ini.

1. Sejarah Teori Evolusi

Gagasan mengenai teori evolusi, dimulai oleh seorang naturalis berkebangsaan

Inggris bernama Charles Darwin. Pemikirannya mulai muncul

setelah ia menerima tawaran dari Angkatan Laut Inggris untuk berkelana

mengelilingi dunia menggunakan kapal layar HMS Beagle selama 5 tahun

tanpa bayaran.

Suatu saat di akhir tahun 1835, rombongan kapal ini mendarat di sebuah

pulau di Amerika Selatan yang dikenal dengan nama Pulau Galapagos.

Selama tiga minggu di pulau ini, Darwin telah banyak mengambil sampel

tumbuhan, reptil, dan hewan-hewan lainnya. Hal yang paling mengesankan

bagi Darwin adalah adanya burung-burung dari famili Fringilidae yang

memiliki paruh dengan bentuk yang beraneka ragam. Variasi yang dimiliki

burung tersebut ternyata tidak hanya terlihat pada bentuk paruhnya saja,

tetapi juga dari jenis makanannya. Setiap jenis makanan ternyata telah menjadi

makanan utama bagi salah satu jenis burung famili Fringilidae ini. Darwin

juga menemukan bahwa hanya sedikit burung jenis lain selain famili

Fringilidae yang terdapat di pulau tersebut.Setelah pulang kembali ke Inggris, Darwin menemukan permasalahan

dalam menjelaskan mengapa setiap daerah yang dia kunjungi memiliki

keanekaragaman yang berbeda. Hal yang selalu paling membuatnya tertarik

adalah kenyataan mengenai bentuk-bentuk paruh dari burung finch

yang dia temukan di Pulau GalapagosGagasan tentang asal-usul organisme ini ternyata tidak dikemukakan

oleh Darwin seorang. Seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris lainnya, yakni

Alfred Russel Wallace juga menyatakan hal yang sama

mengenai konsep asal-usul organisme.

Wallace berlayar ke Malaysia untuk mengamati keanekaragaman di

wilayah tersebut. Kemudian, Wallace melanjutkan penelitannya di Kalimantan.

Untuk penelitiannya lebih lanjut, Wallace pun kemudian pergi ke Sulawesi

dan Maluku. Di sana Wallace melihat banyaknya perbedaan jenis flora dan

fauna yang ada di Indonesia bagian barat dan Indonesia bagian timur.

Di Kepulaan Aru, Wallace menderita malaria. Pada saat itu, belum

ditemukan obat untuk menyembuhkan penyakit tersebut. Ketika pada suatu

hari Wallace tiba-tiba sembuh, timbullah pemikiran mengenai kesembuhannya

tersebut. Dari kejadian itu, timbullah ide mengenai hukum alam siapa

yang kuat, dialah yang menang (survival of the fittest). Pemikirannya ini,

ternyata serupa dengan pemikiran Darwin (Iskandar, 2001: 18-19).

Darwin kemudian bersama-sama dengan Wallace memublikasikan hasil

pengamatannya di suatu pertemuan Linnean Society di London pada tahun

1859. Darwin menuliskan sebuah buku yang berjudul The Origin of Spesies by

Means of Natural Selection.

Sebelum Darwin mengemukakan teori evolusinya, banyak ilmuwan yang

sudah mengemukakan teori evolusi. Berikut adalah beberapa

teori evolusi yang telah dicetuskan berbagai ilmuwana. Teori Cuvier

Teori ini dikemukakan oleh George Cuvier. George

Cuvier (1769–1832) menyatakan bahwa setiap spesies tercipta secara terpisah.

Ia menjelaskan bahwa anak seorang atlet tidak serta merta memiliki otot

yang kuat begitu dilahirkan tanpa adanya latihan dan olahraga. Namun,

Cuvier tidak membantah mengenai adanya faktor yang diturunkan dari

generasi ke generasi dan ia tidak mengetahui faktor penyebabnya.

b. Teori Lamarck

Teori ini dikemukakan oleh Jean Baptiste de Lamarck.

Lamarck merupakan ahli dalam hal studi perbandingan dan evolusi. Lamarck

mengemukakan teori bahwa perkembangan struktur suatu organisme

berhubungan dengan perubahan lingkungannya. Teori Lamarck kemudian

dikenal dengan teori use dan disuse. Dalam pandangan Lamarck, evolusi

terjadi karena adanya organ yang dipakai dan tidak dipakai. Secara sederhana,

Lamarck mencontohkan bahwa evolusi leher zarafah yang panjang

disebabkan tingginya pohon yang menjadi sumber makanan zarafah. Zarafah

harus terus-menerus menjulurkan lehernya untuk menggapai makanan. Oleh

karena itu, zarafah memiliki leher yang panjang. Kemudian, struktur leher

panjang ini diturunkan pada generasi selanjutnya hingga kini.

c. Teori Darwin

Dalam bukunya yang berjudul ”The Orgin of Species by Means of Natural

Selection,” Charles Darwin mengungkapkan teorinya mengenai evolusi. Pokok

utama dari teori Darwin tersebut adalah sebagai berikut.

1) Perubahan-perubahan yang terjadi pada suatu organisme disebabkan

oleh seleksi alami (natural selection).

2) ”Survival of the fittest”, artinya siapa yang paling kuat dia akan bertahan.

Darwin mengemukakan bahwa individu yang kuat akan bertahan dan

akan mewariskan sifat ke generasi berikutnya.

3) ”Struggle for existance”, artinya berjuang keras untuk bertahan hidup.

Individu yang tidak dapat bertahan akan mati dan terjadi kepunahan,

sedangkan yang bertahan akan melanjutkan hidupnya dan bereproduksi.

d. Teori Weismann

Orang yang mengemukakan teori ini adalah August Weismann (1834–

1914). Weismann adalah seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman. Dalam

teorinya dinyatakan bahwa evolusi terjadi karena adanya seleksi alam

terhadap faktor genetis.2. Perdebatan Ilmuwan Tentang Evolusi

Banyaknya ahli yang mengajukan teori-teori evolusinya, menimbulkan

pertentangan pendapat di antara ilmuwan-ilmuwan tersebut. Hasil

pengamatan setiap ilmuwan berbeda. Hal tersebut dapat dipahami karena

teori evolusi yang dikemukakan hanya didasarkan atas pengamatan buktibukti

evolusi, bukan berdasarkan eksperimen di laboratorium sehingga

hasilnya belum pasti.

a. Teori Lamarck dan Teori Darwin

Lamarck mengemukakan bahwa zarafah berleher panjang karena

kebiasaan menjulurkan lehernya terus-menerus untuk mencari makanan di

pohon yang tinggi. Darwin membantahnya dengan mengemukakan bahwa

zarafah yang berleher panjang dan zarafah yang berleher pendek sudah

ada sebelumnya. Seleksi alam menyebabkan zarafah berleher pendek punah

dan menyisakan zarafah yang berleher panjang. Pendapat manakah yang

sesuai dengan pendapatmu?b. Teori Lamarck dan Teori Weismann

Teori yang dikemukakan oleh Lamarck juga dibantah oleh Weismann.

Weismann menyanggah teori Lamarck ini dengan melakukan percobaan

pemotongan ekor tikus dan mengawinkan sesamanya selama 22 generasi.

Ternyata setiap generasi tidak pernah menghasilkan tikus yang berekor

pendek. Generasi tikus yang ke-23 tetap berekor panjang. Dengan berbekal

informasi ini, Weismann menggugurkan teori yang diajukan oleh Lamarck.Weismann mengungkapkan bahwa pengaruh genetis merupakan faktor lain

yang menyebabkan adanya variasi. Hal ini ia temukan pada saat mengamati

proses pembelahan sel. Faktor genetis inilah yang kemudian diwariskan

kepada keturunannya.

c. Teori Darwin dan Teori Weismann

Sebenarnya, teori yang dikemukakan oleh kedua tokoh ini tidak

bertentangan. Teori Weismann bahkan lebih menjelaskan teori seleksi alam

yang dikemukakan oleh Charles Darwin. Weismann berpendapat bahwa

perubahan sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan.

Proses evolusi akan terjadi jika ada perubahan pada sel kelamin. Perbedaannya

dengan Darwin adalah Darwin berpendapat bahwa evolusi terjadi

melalui seleksi alam. Adapun Weismann, mengatakan bahwa evolusi

merupakan gejala seleksi alam terhadap faktor genetis.

3. Definisi Teori Evolusi

Pada materi sebelumnya, Anda telah mengenal istilah evolusi. Apakah

itu evolusi? Sebagai suatu ilmu, teori evolusi berkembang sesuai dengan

perkembangan ilmu yang menyertainya.

Evolusi adalah ilmu tentang perubahan-perubahan organisme yang

berangsur-angsur menuju kepada kesesuaian dengan waktu dan tempat.

Dari definisi tersebut, evolusi tidak akan pernah membuktikan bagaimana

kera berubah menjadi manusia. Evolusi bukan proses perubahan dari suatu

organisme (spesies) ke organisme (spesies) yang lain.

Evolusi merupakan perubahan frekuensi alel suatu populasi per satuan

waktu. Menurut teori evolusi, kera mempunyai hubungan kekerabatan yang

dekat dengan manusia. Teori evolusi tidak menerangkan bahwa kera adalah

nenek moyang langsung dari manusia. Pada dasarnya, teori evolusi menjelaskan

bahwa perubahan frekuensi alel dari suatu populasi merupakan

proses evolusi. Dengan demikian, semua organisme berevolusi dari waktu

ke waktu (Iskandar, 2001: 85). Untuk lebih jelas tentang frekunsi alel, dapat

Anda pelajari pada subbab selanjutnya.

Pada zaman Aristoteles hingga zaman Linnaeus, suatu spesies dianggap

tetap, tidak mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Akan tetapi, setelah

teori evolusi muncul, pendapat itu berubah. Suatu populasi organisme

berubah dari waktu ke waktu sesuai dengan kondisi lingkungannya (seleksi

alami). Oleh karena itu, organisme akan tetap berada dalam kondisi yang

cocok dengan lingkungannya. Apakah manusia mengalami perubahan?

4. Perkembangan Teori Evolusi

Teori evolusi, seperti ilmu lainnya, juga berkembang sesuai dengan

perkembangan ilmu yang terkait dengannya. Lamarck, sesuai dengan

perkembangan ilmu saat itu, menyimpulkan bahwa evolusi dipengaruhi oleh

adaptasi makhluk hidup tersebut terhadap lingkungannya. Contoh, zarafah

yang tadinya berleher pendek akan berkembang menjadi zarafah yang

berleher panjang. Mengapa hal ini menurut Lamarck dapat terjadi? Menurut

Lamarck, hal yang diperoleh dari latihan dapat diturunkan kepada anaknya.

Setelah sekitar lima puluh tahun Lamarck mengemukakan teorinya,

Darwin mengemukakan teori evolusi menurut hasil penelitiannya. Teori

evolusi Darwin ini dimuat dalam bukunya yang berjudul On The Origin of

Species by Means of Natural Selection. Dalam bukunya ini, Darwin mengemukakan

dua pokok teori evolusinya, yakni sebagai berikut.

a. Spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang sebelumnya.

b. Evolusi terjadi melalui seleksi alami.Pendapat yang hampir sama dengan Darwin dikemukakan oleh Wallace.

Teori evolusi pun semakin berkembang seiring dengan berkembangnya ilmu

genetika. Hukum pewarisan sifat yang dikenal dengan Hukum Mendel telah

menerangkan banyak hal yang tidak dapat diterangkan oleh teori evolusi

pada waktu itu. Faktor genetis pun memberi pengaruh besar dalam teori

evolusi. Apakah teori evolusi akan berkembang lagi?

Saat ini, setelah struktur DNA ditemukan dan majunya perkembangan

komputer, teori evolusi pun berkembang dengan pesat. Kajian evolusi tidak

hanya dilihat dari bentuk fisik (morfologi), tetapi sudah dilihat dari tingkat

DNAnya. Ilmu-ilmu lainnya pun ikut terlibat dalam teori evolusi, seperti

Kimia dan Matematika.

Dengan melihat kajian evolusi dari tingkat molekuler (DNA), maka

kekerabatan dan asal-usul makhluk hidup tampak lebih jelas dan pasti. Hal

ini memberi pengaruh besar juga terhadap Biologi, misalnya dalam penentuan

klasifikasi makhluk hidup.

5. Bukti-Bukti Terjadinya Evolusi

Evolusi sulit dibuktikan. Namun, banyak hal yang dapat dijadikan

petunjuk adanya evolusi. Untuk meyakinkan adanya suatu proses perubahan

dari bentuk yang sederhana menjadi bentuk yang lebih kompleks tersebut,

kita memerlukan suatu bukti atau petunjuk yang dapat mendukung atau

membantah fakta dari suatu teori.

Uraian berikut ini akan menjelaskan beberapa petunjuk bahwa evolusi

memang terjadi, di antaranya adalah variasi dalam satu spesies, adanya fosil,

kesamaan kimia, perbandingan anatomi (homologi dan analogi).

a. Variasi dalam Satu Spesies

Apakah Anda dapat membedakan teman-teman Anda? Tidak ada yang

sama persis, bukan? Tentu, karena mereka memiliki karakter wajah atau

postur yang berbeda satu sama lain.

Perbedaan di antara teman-temanmu tersebut dapat dikatakan sebagai

variasi. Variasi individu dalam satu spesies terjadi karena pengaruh beberapa

faktor, yakni genetis dan lingkungan.

b. Fosil

Sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang ditemukan pada batuan sedimen

memberikan informasi mengenai peristiwa yang terjadi di masa lalu . Bukti-bukti ini menunjukkan fakta bahwa telah ada variasi

makhluk hidup. Beberapa spesies yang telah punah memiliki karakter

transisional antarkelompok utama organisme yang masih ada. Hal ini

menunjukkan bahwa jumlah spesies tidak tetap, tetapi bisa berubah berkurang

atau bertambah dalam jangka waktu yang panjang.Bukti-bukti yang ada juga menunjukkan bahwa terdapat celah pada

catatan fosil disebabkan tidak lengkapnya data. Semakin banyak kita mempelajari

evolusi dari spesies yang spesifik, celah tersebut atau “rantai yang

hilang” dapat terisi dengan spesimen fosil transisional. Salah satu masalah

yang sering diperdebatkan sehubungan dengan penelitian mengenai fosil

adalah seberapa akurat pengukuran umur fosil.

Berdasarkan umur geologi, pengukuran pada fosil dapat bersifat relatif

atau pasti. Relatif ini dilakukan berdasarkan fosil mana yang dianggap lebih

tua dari yang lain. Sementara itu, pengukuran umur fosil secara lebih pasti

dilakukan dengan bantuan pelapukan radioaktif.

Pengukuran secara radioaktif ini telah dilakukan mulai tahun 1920-an.

Semenjak pengukuran pertama pada batuan bumi, telah dikembangkan lebih

dari 10.000 jenis radioisotop yang dapat berfungsi mengukur umur dari

batuan atau fosil. Dengan begitu, pengukuran terhadap fosil tidak hanya

dilakukan dengan satu jenis isotop saja, tetapi juga diuji kembali dengan

menggunakan jenis isotop yang lain untuk mendapatkan kepastian mengenai

umur suatu fosil. Dengan cara ini, para ilmuwan yang terlibat dalam

pengerjaan fosil dapat memublikasikan revisi umur skala geologi setiap

beberapa tahun sekali. Dari setiap revisi ini, diketahui bahwa pergeseran

umur-umur batuan (masa geologi) hanya terjadi untuk beberapa ratus tahun,

sedangkan pembagian umur pada batuan muda relatif stabil.c. Kemiripan Susunan Biokimia

Pada dasarnya, makhluk hidup di bumi serupa apabila dilihat struktur

anatomi dasar dan komposisi kimianya. Baik itu sel sederhana seperti protozoa

maupun organisme dengan jutaan sel? Semua makhluk hidup bermula dari

sel tunggal yang bereproduksi sendiri dengan proses pembelahan yang serupa.

Dalam waktu hidup yang terbatas, mereka juga tumbuh menua dan mati.Semua hewan dan tumbuhan menerima karakter spesifik dari induknya

dengan cara mendapatkan kombinasi gen tertentu. Ahli biologi molekular

menemukan bahwa gen merupakan segmen molekul DNA dalam sel-sel.

Segmen-segmen DNA ini mengandung kode-kode kimia untuk membentuk

protein dengan berikatan bersama asam amino tertentu dengan urutan yang

spesifik.

Semua jenis protein pada makhluk hidup hanya disusun oleh 20 jenis

asam amino. Kode DNA memiliki bahasa sederhana yang sama untuk semua

makhluk hidup. Ini merupakan bukti yang menjadi dasar kesatuan kehidupan

molekular.

Sebagai tambahan, kebanyakan makhluk hidup mendapatkan energi

yang diperlukan untuk berbagai kegiatan secara langsung atau tidak langsung

dari matahari. Ada yang melalui proses fotosintesis atau memperoleh dengan

mengonsumsi tumbuhan hijau dan organisme lainnya yang memakan

tumbuhan.

d. Perbandingan Anatomi (Homologi dan Analogi)

Jika Anda perhatikan dengan saksama organ-organ tubuh hewan

Vertebrata, organ-organ tersebut memiliki struktur dasar yang sama, tetapi

memiliki fungsi yang berbeda. Perbedaan fungsi ini terjadi karena adaptasi

terhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya, tangan manusia dan sayap

burung. Tangan manusia lebih cocok untuk memegang, sedangkan sayap

burung lebih cocok untuk terbang.

Ahli evolusi berpendapat bahwa kedua organ tersebut awalnya memiliki

struktur yang sama. Organ yang memiliki bentuk asal yang sama, namun

memiliki fungsi yang berbeda disebut homologi.Adaptasi juga menyebabkan adanya organ yang memiliki fungsi sama,

tetapi memiliki struktur dasar berbeda. Hal demikian disebut analogie. Perbandingan Embrio

Bukti evolusi dapat juga dilihat dari perkembangan dan pertumbuhan

organisme. Zigot yang merupakan hasil peleburan antara gamet jantan dan

gamet betina akan berkembang menjadi embrio. Pada hewan vertebrata,

ternyata perkembangan dan pertumbuhan embrio tersebut memperlihatkan

bentuk yang mirip satu sama lain. Pada perkembangan lebih lanjut, barulah

embrio-embrio tersebut menunjukkan adanya perbedaan.Berdasarkan gambar tersebut, awal perkembangan embrio ikan hiu,

ayam, dan simpanse cukup mirip, meskipun hasil akhirnya berbeda. Pada

organisme dengan kekerabatan yang dekat, umumnya memiliki pola

pertumbuhan dan perkembangan embrio yang mirip.

Di bab sebelumnya Anda telah mempelajari tentang materi mutasi. Dalam

materi mutasi tersebut dipelajari tentang penyebab dan macam-macam

mutasi.

B Mekanisme Evolusi1. Seleksi Alami

Pernahkah Anda memerhatikan katak atau penyu yang bertelur?

Biasanya katak dan penyu bertelur dalam jumlah yang banyak. Akan tetapi,

dari jumlah yang banyak itu tidak semuanya akan tumbuh dan berkembang

menjadi individu dewasa. Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Apa yang

terjadi jika semua telur katak atau penyu dapat tumbuh dewasa?

Evolusi melalui seleksi alami terjadi pada populasi suatu spesies yang

berubah dari waktu ke waktu. Seleksi alami dapat memengaruhi populasi

melalui tiga macam seleksi alam, yakni seleki alami mengarah, seleksi alami

stabilisasi, dan seleksi alami disruptif (Starr and Taggart, 1995: 278-281;

Iskandar, 2201; 179–180).a. Seleksi Mengarah

Pada seleksi alami ini terjadi seleksi terhadap suatu variasi sifat pada

populasi yang menyebabkan perubahan frekuensi sifat menuju sifat tertentu.

Seleksi mengarah mengakibatkan frekuensi alel akan mengarah pada salah

satu ciri. Perubahan ini merupakan respons terhadap keadaan lingkungan.

Akibat dari seleksi tersebut, terjadi perubahan frekuensi alel ke salah satu

keadaan homozigot.

Contohnya, pada populasi ular bandotan. Ular ini terdiri atas dua

fenotipe. Satu fenotipe bergaris, sedangkan fenotipe yang satunya lagi

berbercak-bercak. Oleh karena hidup di daerah yang beralang-alang maka

ular bandotan yang berfenotipe bergaris memiliki kemampuan yang baik

untuk menghindar dari predatornya. Bandingkan dengan ular yang

bandotan yang berbercak-bercak. Akibatnya, untuk beberapa waktu, di daerah

tersebut hanya dapat ditemukan ular bandotan yang bergaris.

Kondisi sebaliknya ditemukan di daerah yang tidak beralang-alang, tetapi

berbatu kerikil. Pada daerah berbatu kerikil ini, ular bandotan berbercakbercak

lebih mendominasi. Mengapa demikian?

b. Seleksi Stabilisasi

Pada seleksi stabilisasi, sifat yang paling umum merupakan sifat yang

lebih mampu bertahan hidup. Sifat yang tidak umum (ekstrim) akan selalu

terkena seleksi. Misalnya, ada fenotipe siput kuning (alel homozigot) dan

siput cokelat tua (alel homozigot). Siput heterozigot memiliki warna cokelat

seperti tanah. Oleh karena warna kuning dan cokelat tua terlihat mencolok

maka predator (burung) akan lebih banyak memangsa siput warna kuning

dan cokelat tua. Bagaimana dengan siput yang berwarna cokelat seperti

tanah (heterozigot)?

Oleh karena siput yang berwarna cokelat seperti tanah adalah heterozigot

maka pada generasi berikutnya akan dihasilkan kembali siput berwarna

kuning dan cokelat tua. Dengan demikian frekuensi alelnya akan selalu tetap

mendekati 25% kuning, 50% cokelat tanah, dan 25% cokelat tua.c. Seleksi Disruptif

Seleksi disruptif terjadi pada individu heterozigot. Seleksi ini akan

memecah populasi menjadi dua kelompok yang berbeda, tetapi miliki alel

homozigot. Contohnya, pada suatu populasi kepik terdapat kepik warna

kuning (homozigot), hijau (homozigot), dan merah (heterozigot). Oleh

karena kepik warna merah sangat mencolok keberaadaannya di antara

dedaunan, maka burung pemakan kepik akan mudah untuk menemukan

dan kemudian memangsanya. Akibatnya, untuk jangka waktu tertentu,

keberadaan kepik warna merah sukar untuk ditemukan. Bagaimana kalau

kondisi ini berlanjut terus?2. Variasi Genetis

Di dalam suatu populasi, terdapat variasi di antara individu-individunya.

Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan genetis. Mutasi dapat meningkatkan

frekuensi alel pada individu di dalam populasi. Dengan demikian,

setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalam

populasinya.

Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbedabeda. Lantas apakah hubungan atau kaitan antara variasi,

evolusi, dan mutasi?Variasi timbul akibat mutasi, baik mutasi gen maupun mutasi kromosom.

Terjadinya mutasi gen menyebabkan terbentuknya alel baru. Alel baru ini

merupakan sumber terbentuknya variasi. Variasi dalam suatu populasi

merupakan bahan mentah (raw materials) terjadinya evolusi.

Berdasarkan pengetahuan terbaru terdapat dua penyebab terjadinya

variasi genetis, yakni mutasi gen dan rekombinasi gen dalam keturunan.

Hal ini sesuai dengan yang dikatakan Hugo De Vries (Gambar 7.12) bahwa

variasi genetis merupakan akibat dari mutasi gen dan rekombinasi gen-gen

pada keturunan baru.

a. Mutasi Gen

Mutasi gen dapat diartikan sebagai suatu perubahan struktur kimia DNA

yang menyebabkan perubahan sifat pada suatu organisme dan bersifat

menurun. Mutasi gen yang tidak dipengaruhi oleh faktor luar tersebut sangat

jarang dan umumnya tidak menguntungkan.

Mengapa mutasi gen merupakan salah satu mekanisme evolusi? Untuk

menjawabnya Anda perlu memahami terlebih dahulu pengertian angka laju

mutasi. Angka laju mutasi adalah angka yang menunjukkan jumlah gen

yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu dari

suatu spesies.

Sumber: Biological cience, 1986

a b c d

c. Seleksi Disruptif

Seleksi disruptif terjadi pada individu heterozigot. Seleksi ini akan

memecah populasi menjadi dua kelompok yang berbeda, tetapi miliki alel

homozigot. Contohnya, pada suatu populasi kepik terdapat kepik warna

kuning (homozigot), hijau (homozigot), dan merah (heterozigot). Oleh

karena kepik warna merah sangat mencolok keberaadaannya di antara

dedaunan, maka burung pemakan kepik akan mudah untuk menemukan

dan kemudian memangsanya. Akibatnya, untuk jangka waktu tertentu,

keberadaan kepik warna merah sukar untuk ditemukan. Bagaimana kalau

kondisi ini berlanjut terus?

Untuk lebih jelas memamahami seleki alam mengarah, seleksi alam

stabilisasi, dan seleksi alam disruptif, Anda dapat mempelajari Gambar 7.10.

Pada ilustrasi tersebuit, contoh populasinya adalah kupu-kupu.

2. Variasi Genetis

Di dalam suatu populasi, terdapat variasi di antara individu-individunya.

Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan genetis. Mutasi dapat meningkatkan

frekuensi alel pada individu di dalam populasi. Dengan demikian,

setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalam

populasinya.

Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbedabeda. Lantas apakah hubungan atau kaitan antara variasi,

evolusi, dan mutasi?Pada umumnya, angka laju mutasi suatu populasi spesies sangat rendah,

yaitu secara rata-rata 1 : 100.000. Artinya, dalam setiap 100.000 gamet terdapat

satu gen yang bermutasi. Meskipun sangat kecil, mutasi merupakan salah

satu mekanisme evolusi yang sangat penting karena:

1) setiap gamet mengandung beribu-ribu gen;

2) setiap individu mampu menghasilkan ribuan bahkan jutaan gamet;

3) banyaknya generasi yang dihasilkan satu spesies selama spesies itu belum

punah.

Secara umum mutasi itu merugikan. Peluang mutasi yang menguntungkan

hanya 1/1.000 dari kemungkinan yang bermutasi. Walaupun peluang

ini kecil, tetapi karena jumlah spesies dan generasinya sangat besar maka

peluang mutasi yang menguntungkan juga menjadi besar.

b. Rekombinasi Gen

Rekombinasi gen merupakan mekanisme yang sangat penting dalam

proses evolusi. Proses rekombinasi gen terjadi melalui reproduksi seksual.

Apakah yang dimaksud dengan rekombinasi gen?

Anda dapat membuka kembali materi tentang Genetika. Di sana

dijelaskan tentang huku pewarisan sifat, yaitu Hukum I Mendel dan Hukum

II Mendel. Jika individu dihibrid dikawinkan antarsesamanya, berapakah

perbandingan genotipe F1-nya? Berapakah perbandingan genotipe F2-nya?

Ternyata dapat disimpulkan bahwa jika individu-individu dari suatu

populasi melakukan perkawinan secara acak dan setiap genotipe memiliki

peluang yang sama maka perbandingan genotipe-genotipenya dari generasigenerasi

akan tetap sama. Hal ini sejalan dengan Hukum Hardy-Weinberg

yang akan dipelajari berikutnya.

3. Spesiasi

Dalam evolusi, proses spesiasi merupakan proses yang cukup penting

setelah keanekaragaman. Hal ini dikarenakan salah satu hasil akhir dari

semua proses evolusi adalah suatu spesies yang sesuai dengan keadaan alam

yang ditinggalinya. Apakah itu spesiasi?

Suatu spesies terbentuk melalui mekanisme tertentu. Proses

pembentukan spesies disebut spesiasi. Para ilmuwan membedakan spesies

berdasarkan kemampuan organisme untuk dapat melakukan perkawinan

dan menghasilkan keturunan yang fertil (subur) atau memiliki kemampuan

untuk melakukan hal tersebut. Memiliki kemampuan berarti kedua organisme

tersebut dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan fertil,

meskipun hal tersebut tidak terjadi di alam.

a. Isolasi Reproduktif

Berdasarkan hal tersebut, kata kunci dari definisi spesies adalah adanya

isolasi repoduktif. Adanya isolasi reproduktif menyebabkan perkawinan

antarspesies tidak dapat terjadi. Suatu kelompok dalam satu spesies dapat

kehilangan kemampuan untuk melakukan perkawinan dengan kelompok

lain. Jika hal ini terjadi maka spesies baru sedang terbentuk.

Terdapat beberapa mekanisme isolasi reproduktif, yakni isolasi

prazigotik dan isolasi postzigotik. Mekanisme isolasi prazigotik mencegah

pembentukan zigot. Karena suatu hal, gamet jantan tidak pernah dapat

melakukan fertilisasi atau gagal melakukan fertilisasi dengan gamet betina.

Adapun mekanisme isolasi postzigotik memengaruhi zigot yang telah

terbentuk. Zigot tersebut dapat berkembang menjadi embrio, tetapi tidak

dapat bertahan hidup atau dilahirkan menjadi individu steril. Berikut ini

tabel mekanisme isolasi reproduktif yang dapat terjadi.Mekanisme isolasi prazigotik mencegah terjadinya reproduksi dapat

terjadi secara ekologi dan melibatkan penghalang lingkungan sehingga tidak

tejadi perkawinan. Isolasi dapat juga terjadi karena perilaku

dan melibatkan aktivitas yang memengaruhi waktu dan kesiapan fisiologi

organ reproduksi. Isolasi perilaku menyebabkan dua spesies yang hidup

pada dua habitat yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan walaupun

tidak terpisah secara geografi (Starr and Taggart, 1995: 290).

Isolasi perilaku merupakan penghalang reproduksi penting. Contohnya,

ketika burung jantan dan betina akan kawin, mereka sebelumnya melakukan

ritual perkawinan yang hanya dapat dimengerti oleh pasangan satu spesies.

Ritual tersebut dapat berupa tingkah laku, suara, atau ekskresi zat kimia.

Isolasi mekanis menghalangi perkawinan akibat ketidakcocokan struktur

reproduksi. Misalnya pada dua spesies bunga sage, penyerbukan kedua

bunga sangat bergantung pada serangga, seperti lebah. Akan tetapi, kedua

spesies memiliki perbedaan bentuk dan ukuran petal yang hanya dapat

dihinggapi polinator tertentu. Satu spesies polinator cenderung hanya

membantu penyerbukan tumbuhan yang masih satu spesiesIsolasi temporal terjadi karena perbedaan waktu reproduksi. Hewan

dan tumbuhan umumnya memiliki musim kawin yang singkat, bahkan ada

yang kurang dari satu hari. Contohnya pada tonggeret (Cicada). Satu spesies

tonggeret menjadi dewasa, melakukan reproduksi, dan menghasilkan gamet

setiap 13 tahun. Spesies lain setiap 17 tahun. Hanya satu kali dalam 221

tahun kedua spesies ini menghasilkan gamet bersamaan. Oleh karena itu,

pertemuan gamet antarspesies ini sulit terjadi.

Mekanisme isolasi postzigotik mencegah pertukaran gen antarspesies.

Meskipun dua spesies dapat melakukan perkawinan dan keturunan hasil

persilangan (hibrid) dapat hidup, hibrid biasanya mati sebelum mampu

bereproduksi (inviabilitas hibrid) atau steril (sterilitas hibrid).

Kuda dan keledai dapat melakukan perkawinan, namun hibrid yang

dihasilkan steril. Hibrid ini disebut dengan mule.

Ketika ahli genetis mengawinkan dua spesies lalat buah (Drosophila

pseudoobscura dan D. persimilis), generasi pertama sehat dan menghasilkan banyak

telur fertil. Akan tetapi, pada generasi kedua menghasilkan keturunan yang

lemah dan cenderung steril. Hal ini disebut dengan penurunan kualitas hibrid.

b. Model Spesiasi

Populasi suatu spesies dapat terpisahkan misalnya menjadi dua kelompok

oleh penghalang (barier) fisik maupun geografis. Setiap kelompok akan

terisolasi dan memiliki jalur evolusi yang berbeda sebagai akibat perubahan

frekuensi alel oleh seleksi alami dan mutasi pada masing-masing kelompok.

Pemisahan ini dapat menghasilkan dua spesies yang berbeda. Model spesiasi

ini disebut dengan spesiasi allopatrik. Hal ini terjadi pada tupai Scuriurus

alberti dan Scuriurus kaibabensis di Grand Canyon yang dibatasi oleh sungai

Colorado.Pada model spesiasi kedua, pembelahan spesies tidak terjadi karena

adanya penghalang fisik maupun geografis. Model spesiasi ini disebut

spesiasi simpatrik. Pada spesiasi simpatik, spesies baru terbentuk meskipun

berada dalam populasi spesies induk. Isolasi reproduksi terjadi tanpa isolasi

geografis. Hal ini dapat terjadi jika berlangsung mutasi pada suatu generasi

yang menghasilkan penghalang reproduktif antarmutan dan populasi induk.

Pada spesiasi simpatrik, terjadi penggandaan jumlah kromosom dalam

suatu spesies. Umumnya, spesiasi ini terjadi pada tumbuhan melalui peristiwa

poliploidi. Tumbuhan yang poliploid ini hanya dapat dikawinkan dengan

poliploid lagi. Jika tumbuhan poliploid ini dikawinkan dengan tumbuhan

yang diploid, keturunannya akan steril (mandul). Hal tersebut menunjukkan,

bahwa poliploid merupakan salah satu cara spesiasi simpatrik.

4. Hukum Hardy-Weinberg

Definisi evolusi dipelajari secara terpisah pada saat bersamaan yaitu

pada awal abad 20 oleh Godfrey Hardy, seorang ahli matematika Inggris,

dan Wilhelm Weinberg, seorang ahli fisika Jerman. Melalui permodelan

matematika yang berdasarkan pada probabilitas, mereka menyimpulkan

bahwa frekuensi kolam gen (gene pool) bisa stabil, tetapi evolusi dapat saja

muncul pada semua populasi kapan saja.

Ahli-ahli genetika lain yang mengikuti mereka mendapatkan pengertian

bahwa evolusi tidak akan terjadi dalam populasi yang memiliki syaratsyarat

sebagai berikut.

a. Tidak ada mutasi.

b. Tidak ada seleksi alam.

c. Ukuran populasi sangat besar.

d. Semua anggota populasi dapat berkembang biak.

e. Semua anggota populasi dapat kawin secara acak.

f. Semua anggota populasi menghasilkan keturunan dalam jumlah yang sama.

g. Tidak ada migrasi keluar atau masuk dari dan ke populasi.

Dengan kata lain, jika tidak ada mekanisme ini pada populasi, evolusi

tidak akan terjadi dan frekuensi kolam gen akan tetap. Bagaimanapun,

ketujuh syarat-syarat tersebut sangat sulit untuk dipenuhi sehingga dalam

dunia nyata evolusi tetap terjadi.

Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumus sederhana yang dapat

digunakan untuk menemukan probabilitas frekuensi genotipe pada suatu

populasi dan untuk mengetahui perubahan yang terjadi dari satu generasi

ke generasi lainnya. Rumus tersebut dikenal sebagai persamaan kesetimbangan

Hardy-Weinberg. Persamaan ini adalah p² + 2pq + q² = 1, p adalah

frekuensi alel dominan dan q adalah frekuensi alel resesif untuk suatu sifat

yang diatur oleh sepasang alel misalkan A dan a.

Dengan kata lain, p adalah semua alel dalam individu-individu yang

dominan homozigot (AA) dan setengahnya adalah individu-individu yang

heterozigot (Aa) dalam populasi. Persamaan untuk p adalah:

p = AA + ½Aa

q merupakan semua alel dalam individu-individu yang resesif homozigot

(aa) dan setengahnya adalah alel dalam individu-individu heterozigot (Aa).

q = aa + ½Aa

Karena hanya ada dua alel dalam kasus ini, frekuensi keseluruhan harus

berjumlah 100%, maka:

p + q = 1dan secara logika

p = 1 – q

q = 1 – p

Dari persamaan yang didapatkan, dapat diketahui bahwa semua

kemungkinan kombinasi alel yang muncul secara acak adalah

(p + q)² = 1

atau secara lebih sederhana

p² + 2pq + q² = 1

Pada persamaan tersebut, p2 adalah prediksi frekuensi gen homozigot

dominan (AA) pada populasi, 2pq adalah prediksi frekuensi gen heterozigot

(Aa), dan q2 adalah prediksi frekuensi gen homozigot resesif (aa). Dari

observasi fenotipenya, biasanya dapat diketahui frekuensi gen homozigot

resesif dalam persamaan dilambangkan dengan q2 karena mereka tidak

memiliki sifat yang dominan. Huruf yang mengekspresikan sifat pada

fenotipenya adalah yang homozigot dominan (p2) atau heterozigot (2pq).

Hukum Hardy-Weinberg memungkinkan kita untuk memprediksinya.

Karena p = 1 – q dan q diketahui maka akan mudah didapatkan nilai p.

Dengan mengetahui p dan q, maka dapat dengan mudah dimasukkan ke

dalam persamaan (p² + 2pq + q² = 1). Kemudian, frekuensi ketiga genotipe

dapat diketahui.

Dengan membandingkan antara frekuensi genotipe dari generasi berikutnya

dan generasi yang sudah ada dalam suatu populasi, seseorang akan dapat

mempelajari arah dan tingkatan sifatnya serta apakah evolusi terjadi atau

tidak dalam populasi tersebut. Namun, persamaan Hardy-Weinberg tidak

dapat menentukan semua kemungkinan yang menunjukkan evolusi sebagai

faktor yang bertanggung jawab dalam perubahan frekuensi kolam gen.

Sangat penting untuk mengingat fakta bahwa frekuensi kolam gen stabil

secara alami. Mereka tidak mengubah dirinya sendiri. Dengan menyampingkan

fakta bahwa evolusi merupakan hal yang umum terjadi dalam populasi

alami, frekuensi alel akan tetap kecuali ada mekanisme evolusi seperti mutasi,

seleksi alami, dan kawin tidak secara acak.

Sebelum Hardy-Weinberg, dipercaya bahwa alel dominan menghapuskan

alel resesif. Teori yang salah ini dikenal sebagai “genophagy” (artinya

pemakan gen). Berdasarkan teori ini, frekuensi alel dominan selalu bertambah

dari waktu ke waktu. Hardy dan Weinberg berhasil membuktikan

bahwa dengan persamaan mereka, alel dominan bisa saja berkurang

frekuensinya dengan mudah. 

C Asal-Usul KehidupanBagaimanakah kehidupan dapat terjadi? Apakah terjadi secara tiba-tiba

atau ada penyebabnya? Para ilmuwan sejak dulu sudah menyelidiki masalah

tersebut. Untuk mengetahui asal-usul kehidupan, para ilmuwan menyelidiki

dan melakukan eksperimen. Selain penelitian, teori-teori dikemukakan oleh

beberapa ilmuwan berdasarkan bukti-bukti yang ada1. Teori Abiogenesis

Teori abiogenesis disebut juga teori generatio spontanea. Pokok dari teori

ini menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda atau materi tidak hidup

dan kehidupan terjadi secara spontan (generatio spontanea).

Ilmuwan yang mengemukakan teori ini adalah seorang filsafat Yunani

kuno, yakni Aristoteles (384–322 SM). Dengan melihat organisme di sekelilingnya,

Aristoteles berkesimpulan bahwa makhluk hidup muncul secara tibatiba.

Contohnya, seekor cacing yang keluar dari dalam tanah, maka cacing

tersebut berasal dari tanah. Contoh lainnya, katak yang keluar dari lumpur,

maka katak tersebut berasal dari lumpur.

Ilmuwan lain yang mendukung teori ini adalah John Needham (1700).

Ilmuwan dari Inggris ini melakukan percobaan dengan merebus sebentar

air kaldu yang berasal dari sepotong daging. Air kaldu tersebut menjadi

keruh karena adanya mikroorganisme. Ilmuwan tersebut kemudian berkesimpulan

bahwa mikroorganisme berasal dari air kaldu.

2. Teori Biogenesis

Teori biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari

makhluk hidup lagi. Teori biogenesis merupakan lawan dari teori abiogenesis.Para ilmuwan yang mendukung teori biogenesis adalah Francesco Redi

(1626–1697), Abbe Lazzaro Spallanzani (1729–1799), dan Louis Pasteur

(1822–1895). Ketiga ilmuwan ini melakukan percobaan dan membuktikan

teori biogenesis.

a. Percobaan Francesco Redi

Francesco Redi adalah orang pertama yang melakukan percobaan untuk

menentang teori abiogenesis. Redi melakukan percobaan dengan menggunakan

daging segar dan dua stoples. Stoples pertama diisi

dengan daging dan dibiarkan terbuka (tidak ditutup), sedangkan stoples

kedua diisi daging dan ditutup rapat.

Setelah beberapa hari, di dalam stoples yang terbuka terdapat larva.

Redi berkesimpulan bahwa larva tersebut berasal dari lalat yang masuk ke

dalam stoples kemudian bertelur. Untuk meyakinkan kesimpulannya

tersebut, Redi melakukan percobaan yang kedua. Kali ini stoples ditutupi

dengan kain kasa sehingga masih terjadi hubungan dengan udara, tetapi

lalat tetap tidak dapat masuk. Setelah beberapa hari, didapatkan daging dalam

stoples tersebut membusuk, tetapi dalam daging tersebut tidak terdapat

larva. Redi mengemukakan tidak adanya larva ini karena lalat tidak bisa

menyimpan telurnya dalam daging. Oleh karena itu, Redi berkesimpulan

bahwa larva lalat bukan berasal dari daging yang membusuk.

b. Percobaan Lazzaro Spallanzani

Pada percobaan Spallanzani, digunakan air rebusan dari daging atau

(air kaldu). Air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam dua labu, kemudian

dipanaskan. Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan terbuka. Sementara itu,

setelah air kaldu dalam labu II dipanaskan, labu kemudian ditutup rapat

menggunakan gabus.

Setelah beberapa hari, air kaldu dalam labu I menjadi keruh dan berbau

busuk yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Mikroorganisme

tersebut berasal dari udara bebas yang masuk ke labu I karena tidak ditutup.

Pada labu II, ternyata tidak ada perbedaan dari sebelumnya. Air kaldu tetap

jernih. Jernihnya air kaldu ini disebabkan tidak adanya udara yang masuk

ke dalam labu.Percobaan Spallanzani menunjukkan bahwa pada labu terbuka terdapat

kehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada labu

yang ditutup tidak terdapat kehidupan. Berdasarkan hal tersebut, Spallanzani

berkesimpulan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu, tetapi berasal

dari makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, para penganut abiogenesis

menyanggah penelitian ini dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidak

tumbuh karena tidak terdapat udara. Udara dibutuhkan untuk menyokong

kehidupan.

c. Percobaan Louis Pasteur

Louis Pasteur adalah seorang ahli biokimia dari Perancis yang berhasil

menumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disanggah

lagi oleh pendukung teori abiogenesis. Percobaan yang dilakukan Louis

Pasteur ini sebenarnya penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan oleh

Spallanzani.

Pasteur menggunakan labu berleher seperti angsa dalam percobaannya

(Gambar 7.19). Labu berleher seperti angsa ini diisi dengan air kaldu. Fungsi

dari labu leher angsa ini adalah agar hubungan antara labu dan udara luar

masih ada, artinya masih terdapat oksigen. Labu ini dipanaskan untuk mensterilkan

air kaldu dari mikroorganisme. Setelah dipanaskan, labu kemudian

didinginkan dan disimpan.

Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu dalam labu leher angsa tetap

jernih, namun di bagian lehernya banyak terdapat debu dan partikel-partikel,

sedangkan di labu lainnya yang tidak berleher angsa, air kaldunya mengandung

mikroorganisme. Berdasarkan hasil percobaannya, Louis Pasteur

menyimpulkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam air kaldu bukan

berasal dari air kaldu itu sendiri, melainkan dari mikroorganisme yang ada

di udara.Hasil percobaan Louis Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis.

Dari hasil percobaannya, Pasteur mengajukan teori baru tentang asal-usul

kehidupan. Isi teori disebut menyatakan beberapa hal, di antaranya omnevivum ex ovo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari telur, omne ovum ex

vivo, yakni setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan omne vivum ex

vivo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.

3. Teori Evolusi Kimia

Ternyata gugurnya teori abiogenesis oleh teori biogenesis tidak membuat

ilmuwan berhenti menyelidiki tentang asal-usul kehidupan. Sekarang, timbul

pertanyaan, jika makhluk hidup berasal dari makhluk hidup, dari manakah

asal mula makhluk hidup yang pertama? Untuk menjawab itu, muncullah teori

evolusi kimia. Ilmuwan yang menyatakan teori tersebut adalah Harold Urey.

Urey menyatakan bahwa pada periode tertentu, atmosfer bumi mengandung

molekul metana (CH4), amonia (NH4), air (H2O), dan karbon dioksida

(CO2). Karena pengaruh dari energi petir dan sinar kosmis, zat-zat tadi

bereaksi. Hasil reaksi tersebut menghasilkan suatu zat hidup yang diduga

virus. Zat hidup tersebut berkembang selama jutaan tahun membentuk

makhluk hidup. Teori yang dikemukakannya tersebut, kemudian dikenal

dengan teori Urey.

Untuk membuktikan teori ini, Stanley Miller melakukan sebuah

percobaan (Gambar 7.20). Peralatan yang dirancang Miller, yakni ruang

bunga api diisi dengan campuran gas meniru atmosfer purba, sementara

botol kaca kecil diisi dengan air murni seperti sup purba. Miller membuat

kilat buatan dengan bunga api listrik di antara dua elektroda dalam atmosfer

buatan tersebut. Ia juga memanaskan air laut tiruannya. Percobaan ini

berlangsung selama seminggu dan dapat menghasilkan beragam senyawa

organik.

Di alam nyata, reaksi kimia ini akan berjalan selama jutaan tahun

sehingga dapat membentuk hasil yang lebih kompleks. Pada titik tertentu

dari proses yang panjang ini, senyawa kimia dapat terbentuk dengan

sendirinya. Jika pada proses membentuk diri ini terkadang terdapat

kesalahan, senyawa kimia ini dapat menyesuaikan diri dan berevolusi

melalui proses seleksi kimiawi. Jadi, kehidupan tidak terbentuk secara tibatiba

melainkan timbul secara bertahap dari senyawa tidak hidup.4. Teori Evolusi Biologi

Alexander Ivanovich Oparin (Gambar 7.21) mengemukakan bahwa

evolusi zat-zat kimia terjadi sebelum di bumi terdapat kehidupan. Seperti

sebelumnya, zat anorganik berupa air, metana, karbon dioksida, dan amonia

terkandung dalam atmosfer bumi. Zat anorganik tersebut membentuk zatzat

organik akibat adanya radiasi dari energi listrik yang berasal dari petir.

Suhu di bumi terus menurun. Ketika sampai pada titik kondensasi, terjadi

hujan yang mengikis batuan di bumi yang banyak mengandung zat-zat

anorganik. Zat-zat anorganik tersebut terbawa ke lautan yang panas. Di

lautan ini terbentuk sup purba atau sup primordial. Sup purba terus

berkembang selama berjuta-juta tahun. Di dalam sup purba, terkandung zat

anorganik, RNA, dan DNA. RNA yang dibutuhkan dalam proses sintesis

protein dapat terbentuk dari DNA. Akibatnya, terbentuklah sel pertama.

Sel pertama tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakin

banyak. Sejak saat itulah evolusi biologi berlangsung.

a. Terbentuknya Makhluk Hidup Prokariotik

Sejarah kesuksesan makhluk hidup prokariotik dimulai sedikitnya pada

3,5 miliar tahun yang lalu. Prokariotik merupakan bentuk kehidupan pertama

dan paling sederhana. Mereka hidup dan berevolusi di bumi selama 2 miliar

tahun. Prokariotik dianggap paling primitif, karena selnya hanya memiliki

membran sel. DNA, RNA hasil transkripsi, dan molekul-molekul organik

berada dalam sitoplasma tanpa dibatasi membran.

Prokariotik pertama kemungkinan merupakan kemoautrotof yang

menyerap molekul organik bebas dan ATP di sup purba melalui sintesis

abiotik. Seleksi alam menyebabkan prokariotik yang dapat mengubah ADP

menjadi ATP melalui glikolisis bertambah. Akhirnya, prokariotik yang dapat

melakukan fermentasi berkembang dan hal tersebut menjadi cara hidup

organisme di bumi karena belum tersedianya O2. Beberapa Archaebacteria

dan beberapa bakteri obligat anerob yang sekarang hidup melalui fermentasi,

mirip dengan prokariotik terdahulu.

b. Terbentuknya Organisme Fotoautotrof

Ketika kecepatan konsumsi bahan organik oleh fermentasi prokariotik

melebihi kecepatan sintesis untuk menggantikan molekul organik,

berkembanglah prokariotik yang dapat membuat molekul organiknya

sendiri. Pada prokariotik awal, pigmen yang dapat menyerap cahaya

digunakan untuk menyerap kelebihan energi cahaya (terutama dari sinar

ultraviolet) yang membahayakan bagi sel yang hidup di permukaan.

Selanjutnya, pigmen ini mampu melakukan transfer elektron untuk sintesis

ATP. Prokariotik ini mirip dengan Archaebacteria yang disebut bakteri

halofik. Pigmen yang menangkap cahaya dikenal dengan bakteriorhodopsin

yang dibuat pada membran plasma.

Prokariotik lain memiliki pigmen yang dapat menggunakan cahaya untuk

transfer elektron dari hidrogen sulfida (H2S) menjadi NADP+ dan dapat

memfiksasi CO2. Akhirnya, Eubacteria memiliki cara untuk menggunakan

H2O sebagai sumber elekton dan hidrogen. Bakteri ini adalah Cyanobacteria

pertama yang mampu membuat molekul organik dari air dan CO2.

Cyanobacteria berkembang dan mengubah bumi dengan melepaskan O2

sebagai efek fotosintesis.

Cyanobacteria berkembang antara 2,5 miliar hingga 3,4 miliar tahun

yang lalu. Mereka hidup bersama prokariotik lain membuat koloni. Fosil

koloni ini disebut stromatolit yang banyak ditemukan di perairan air tawar

dan air lautc. Bangkitnya Organisme Eukariotik

Eukariotik berkembang sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Hal yang

sangat membedakan eukariotik dengan prokariotik adalah adanya organelorganel

yang memiliki membran. Bagaimana sel eukariotik yang kompleks

dapat terbentuk dari prokariotik yang sederhana?

Sistem membran organel-organel pada eukariotik dapat terbentuk dari

invaginasi yang terspesialisasi. Pada eukariotik terdahulu, invaginasi

(pelekukan ke dalam) dapat terjadi sehingga membentuk membran inti dan

retikulum endoplasmaProses lain yang disebut endosimbiosis menjelaskan pembentukan

mitokondria, kloroplas, dan beberapa organel eukariotik lain. Teori ini dikemukakan

oleh Lynn Margulis. Endo berarti di dalam dan simbiosis berarti

hidup bersama. Endosimbiosis terjadi ketika sel simbion hidup secara

permanen di dalam sel lain (sel inang) dan interaksi ini menguntungkan

keduanya. Berdasarkan teori ini, eukariotik berkembang

setelah sel fotosintesis muncul dan oksigen melimpah di atmosfer.

Kloroplas dan mitokondria tampaknya merupakan evolusi sel prokariotik

yang melakukan endosimbiosis dengan sel prokariotik besar. Nenek moyang

mitokondria kemungkinan besar adalah sel prokariotik heterotrof yang

mampu menggunakan oksigen dan menghasilkan energi. Adapun nenek

moyang kloroplas kemungkinan adalah Cyanobacteria.Sel eukariotik hasil endosimbiosis ini sekarang kita kenal dengan nama

Protista. Makhluk hidup eukariotik satu sel ini sangat beranekaragam.

Beberapa Protista dapat berfotosintesis, sebagian lagi bersifat heterotrof

dan dapat aktif bergerak. Sebagian mirip jamur dan mendapatkan makanan

dengan menyerap secara absorpsi.

Makhluk hidup eukariotik banyak sel, seperti rumput laut, tumbuhan

dan hewan kemungkinan berasal dari Protista yang berkoloni. Koloni Protista

tersebut mengalami spesialisasi dan saling bergantung satu sama lain, namun

semakin efisien dalam melakukan aktivitasnya. Hal ini terus terjadi hingga

kehidupan memasuki daratan dan muncullah makhluk hidup banyak sel yang

lebih kompleks.

Bukti-bukti evolusi ini semakin diperkuat oleh sistematika molekuler

berdasarkan perbandingan DNA organisme (Gambar 7.25). Perbandingan

gen RNA mengidentifikasikan bahwa alpha proteobacteria adalah kerabat

dekat mitokondria dan Cyanobacteria adalah kerabat dekat kloroplas.

Sistematika molekuler memberikan cara baru mengungkap evolusi dan

kekerabatan makhluk hidup.

5. Waktu Geologis

Berdasarkan catatan geologis, bumi ini telah ada kurang lebih 4,5 miliar

tahun yang lalu sebagai hasil dari sebuah ledakan mahadahsyat di angkasa.

Kehidupan diperkirakan mulai hadir 1 miliar tahun dan oleh para ahli percaya

bahwa lautan merupakan tempat awal mula hadirnya kehidupan. Keberadaan

organisme multiseluler dimulai kira-kira 600 juta tahun yang lalu pada awal

masa Paleozoic.

Ada empat masa yang dikenal berdasarkan kehadiran makhluk hidup.

Masa tersebut adalah proterozoik, paleozoik, mesozoik, dan senozoik.

a. Proterozoik

Awal mula hadirnya kehidupan, masa ini ada sekitar 3,5 miliar tahun

yang lalu. Sebuah fosil batuan pada masa ini, ditemukan mengandung fosil

mikroorganisme primitif yang dikenal dengan bakteri (prokariotik). Organisme

eukariotik kemudian muncul sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu.

b. Paleozoik (Kehidupan Kuno)

Pada masa ini, diperkirakan mulai munculnya tumbuhan, invertebrata,

dan hewan vertebrata pertama, masa ini terjadi sekitar 230 juta sampai dengan

600 juta tahun yang lalu. Perkembangan masa ini dimulai dengan semakin

banyaknya kehadiran organisme invertebrata di lautan. Beberapa jenis di

antaranya masih tersisa hingga kini, di antaranya adalah kelompok

Echinodermata, Arthropoda, dan Mollusca. Pada masa ini juga mulai hadirnya

zaman karbon sehingga diduga mulai terjadi invasi tumbuhan di daratan.

Selama zaman karbon ini, cuacanya sangat panas dan lembap. Di daratan

banyak terdapat tumbuhan dan konifer. Jenis tumbuhan dan hewan pada

masa inilah yang memberikan kita ketersediaan bahan bakar fosil pada masa

sekarang. Serangga juga diduga mulai mengisi daratan. Ukuran serangga

yang hidup pada masa itu lebih besar dari serangga yang umum kita lihat

saat ini. Selain itu, ikan pertama pun mulai muncul di laut.

c. Mesozoik (Zaman Reptilia)

Zaman ini merupakan awal mula hadirnya tumbuhan berbunga,

dinosaurus, burung, dan mamalia. Masa ini terjadi antara 250 sampai dengan

60 juta tahun yang lalu. Pada masa ini, banyak spesies reptil dari masa zaman

karbon mengalami kepunahan tanpa sebab yang pasti dan digantikan dengan

jenis dinosaurus. Masa ini dipenuhi dengan jenis-jenis dinosaurus herbivora

dan karnivora. Pada zaman jurasik dan cretaceous, jenis reptil yang hidup

berukuran sangat besar. Beberapa jenis Sauropods, seperti Brontosaurus

dan Brachiosaurus merupakan organisme terbesar yang pernah hidup di

daratan bumi kita.

d. Senozoik (Zaman Mammalia)

Pada masa ini mulai terjadi penyebaran makhluk hidup sehingga terjadi

diversifikasi tumbuhan berbunga, serangga, burung dan mamalia. Selain

itu, masa ini juga merupakan awal mula hadirnya manusia (sekitar 3 juta

tahun yang lalu).

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.