EVOLUSI
Evolusi adalah proses perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung sangat lambat dan dalam waktu yang sangat lama. Perubahan yang terjadi sepanjang masa dapat menyimpang jauh dari aslinya yang dapat dikatakan muncul species baru, sehingga juga dapat menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup. Para ahli berpendapat bahwa makhluk hidup yang ada sekarang ini bukanlah makhluk hidup pertama penghuni bumi, tetapi berasal dari makhluk hidup masa lampau yang pernah ada. Sampai lebih kurang 200 tahun yang lalu orang masih berpendapat bahwa semua makhluk di dunia ini tidak mengalami perubahan sepanjang waktu. Perubahan baru terjadi pada awal tahun 1800-an, yang mana pada saat itu para ilmuwan mulai mempelajari fosil makhluk yang ditemukan. Dengan perkembangan ilmu geologi, mulai dapat diperkirakan umur fosil yang ditemukan. Sejak saat itu manusia mulai berfikir tentang adanya perubahan untuk makhluk hidup dari waktu ke waktu, sampai akhirnya muncullah berbagai teori evolusi.
A. Teori Evolusi
Evolusi merupakan perkembangan makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama dari bentuk sederhana ke arah bentuk yang komplek. Pandangan yang merupakan pokok-pokok pikiran ahli biologi yang menjadi dasar teori evolusi. Namun jika kita menerima anggapan bahwa makhluk hidup sekarang ini berasal dari makhluk hidup di masa lampau yang mengalami perubahan-perubahan secara perlahan-lahan, maka timbul pertanyaan sebagai berikut :
- perubahan-perubahan bagaimanakah yang terjadi sehingga timbul species baru ?
- bagaimanakah asal-usul species makhluk hidup yang ada sekarang ini ?
- faktor-faktor dan kekuatan-kekuatan apakah yang menyebabkan suatu species musnah, sedangkan species lain tidak dapat mempertahankan kelestariannya ?
- faktor-faktor dan kekuatan apa yang menyebabkan timbulnya species baru ?
Tokoh-tokoh evolusi, evolusi di antaranya :
- Thales (640 – 540 SM), Anaximander (611 – 547 SM), Empedoclas (490 –430 SM)
Penjelasan teori evolusi yang disampaikan oleh ketiga tokoh di atas masih sangat sederhana dan hanya tampak gejalanya saja, sehingga dalam penyampaian gagasan masih kabur yang dikerenakan pengetahuan tentang biologi pada waktu itu masih sangat dangkal.
- Aristoteles (384 – 323 SM)
Filosofi dan ahli biologi Yunani pada waktu itu yang menyatakan bahwa alam mengubah organisme dari bentuk sederhana menjadi bentuk yang kompleks dan sempurna berdasarkan metafisika.
- Erasmus Darwin (1731 – 1802)
Merupakan kekek Darwin, menyatakan bahwa fungsional terhadap rangsangan adalah diwariskan kepada anak-anaknya.
- George L de Buffon (1707 – 1788)
Menyatakan bahwa variasi-variasi kecil yang terjadi karena adanya pengaruh alam sekitar yang diwariskan sehingga terjadi penimbunan variasi yang ada.
- Jean Baptiste de Monet Lamarck (1744 – 1829)
Ahli biologi Prancis yang menyatakan bahwa perubahan yang terjadi pada tubuh makhluk hidup diakbibatkan oleh pengaruh lingkungan, dan perubahan ini diwariskan kepada keturunannya. Untuk menjelaskan pandangan ini ia memberikan contoh jerapah yang berleher panjang. Menurut Lamacrk, jerapah berleher panjang karena mereka memakan daun-daunan pada pohon yang tinggi. Keadaan alam yang demikian menyebabkan berubahnya leher dan tinggi badan jerapah. Leher dan badannya yang terbiasa tertarik ke atas akhirnya menghasilkan keturunan atau anak-anaknya berleher panjang dan berbadan tinggi.
- Charles Robert Darwin
Darwin merupakan tokoh yang mengemukakan teori evolosi dan dapat diterima oleh dunia ilmu pengetahuan. Pendapatnya tentang evolusi tertuang dalam bukunya yang berjudul On the Origin of Species by Means of Natural Selection. Pendapat Darwin dapat diterima dalam dunia ilmu pengetahuan karena Darwin menyertakan bukti-bukti atau fakta yang mendukung teorinya.
Pandangan Darwin tentang evolusi didasarkan pada pokok-pokok pikiran sebagai berikut :
· Tidak ada individu yang sama. Sifat-sifat yang diwariskan selalu bervariasi, dan akan tampak dari keturunan yang seayah dan seibu yang selalu terdapat perbedaan, meskipun keduanya kembar identik.
· Setiap populasi berkecenderungan untuk bertambah banyak. Sebab setiap makhluk hidup mempunyai kemampuan untuk berkembangbiak.
· Untuk berkembangbiak diperlukan makanan dan ruangan yang cukup.
· Kenyataan menunjukan bahwa bertambahnya populsi tidak berjalan terus menerus. Oleh karena itu kenaikan populasi tidak tak terbatas.
Darwin juga mengemukakan masalah-masalah sebagai berikut :
· mengapa banyak organisme yang mati sebelum dewasa ?
· mengapa suatu individu dapat berumur pendek, sedangkan individu yang lain berumur panjang ?
Maka Darwin berpendapat bahwa setiap individu harus berjuang untuk menjaga kelangsungan hidup. Setiap individu harus berusaha mendapatkan unsur-unsur yang diperlukan untuk kelangsungan hidupnya seperti cahaya, makanan, air, dan tempat hidup. Di mana kebutuhan ini di dapatkan dengan persaingan, baik antar species maupun dengan species lain yang berbeda. Pernyataan Darwin tersebut terkenal dengan seleksi alam (natural selection), yaitu alam mengadakan seleksi terhadap individu-individu yang hidup di dalamnya. Hanya individu-individu yang dapat menyesuaikan diri dengan alam lingkungannya yang akan terus hidup, sedangkan individu yang tidak dapat menyesuaikan dengan lingkungannya akan semakin berkurang, mati atau pindah tempat. Hal inilah yang dimaksud seleksi alam dalam teori Darwin.
Penjelasan teori evolusi Darwin berpijak pada kenyataan-kenyataan sebagai berikut :
· adanya variasi dalam satu keturunan
· adanya kecenderungan bertambah besarnya jumlah populasi
· adanya perjuangan species utuk mempertahankan kelangsungan hidupnya
· adanya kenyataan bahwa individu yang berbeda akan melahirkan keturunan yang berbeda, dan hanya individu-individu yang mempunyai sifat yang sesuai dengan lingkungan yang akan dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya.
Dengan adanya penyesuaian atau adaptasi makhluk hidup terhadap lingkungan yang secara perlahan-lahan dan sedikit demi sedikit sifat-sifat yang dimiliki akan mengalami perubahan ke arah yang lebih maju atau sesuai dengan habitatnya. Perubahan ini berlangsung dari generasi ke generasi dalam jangka waktu yang sangat lama, sehingga akan munculah sifat yang sangat berbeda dan menghasilkan species baru.
- Alferd Russel Wallace (1823 – 1913)
A. R. Wallace mempunyai pendapat mengenai evolusi yang hampir sama dengan gagasan yang dikemukakan oleh Darwin. Wallace banyak mengamati keadaan folra dan fauna beserta penyebarannya di semenanjung Melayu termasuk Indonesia. Dari pengamatannya ternyata jenis hewan yang ada di wilayah oriental (Sumatra, kalimantan, jawa dan Sulawesi) mempunyai kesamaan , demikian juga hewan yang ada di wilayah australian (Irian, Maluku). Dari kedua wilayah itu, jika dibandingkan, hanya Sulawesi yang merupakan daerah transisi, sehingga selat antara pulau Sulawesi dengan Irian disebut daerah Wallace.
1. Perkembangan teori evolusi
Sebenarnya Charles Darwin bukanlah orang yang pertama kali mengemukakan teori evolusi. Sebelumnya telah ada tokoh-tokoh yang pernah mengemukakan teori evolusi tersebut. Tetapi karena Darwin menyertakan fakta-fakta yang logis dan sistematis, maka Charles Darwin yang dijuluki sebagai Bapak Teori Evolusi. Di mana perkembangan teori evolusi tidak dapat dipisahkan dengan teori Darwin, yang meliputi :
b. Ekspedisi Charles Darwin ke kepulauan galapagos
Setelah mengadakan pengamatan dengan teliti, Darwin menemukan 85 macam burung, di antaranya yang menarik adalah burung Finch. Burung itu mempunyai paruh yang bentuk dan ukurannya berbeda-beda, dan menunjukan mempunyai hubungan dengan burung Finch di Amerika Selatan. Bagaimana dapat diterangkan bahwa burung-burung itu mempunyai hubungan dengan Amerika Serikat ?. Dan bagaimana kita dapat menerangkan bahwa burung-burung yang berbeda berasal dari satu keturunan ?.
Gambar. Burung Finch dan bentuk paruhnya Gambar. Fosil Arcaeopteryx penunjuk evolusi
Mungkin karena sesuatu dan lain hal, burung itu berimigrasi ke kepulauan Galapagos. Burung-burung itu menemukan lingkungan yang berbeda dengan lingkungan hidup nenek moyangnya. Burung itu kemudian berkembangbiak dan keturunannya yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai dengan lingkungannya akan hidup terus dan yang tidak sesuai akan mati. Karena lingkungan yang berbeda itu, maka burung yang asalnya sama, akhirnya menghasilkna 14 species burung baru. Antara ke-14 species burung Finch tersebut terdapat perbedaan dalam ukuran dan bentuk paruhnya. Perbedaan ini hubungannya dengan perbedaan jenis makanan.
- Enam di antaranya pemakan biji, mempunyai bentuk paruh yang tebal dan kuat untuk memecah biji-bijian yang terdapat di tanah.
- Lainnya merupakan pemakan atau penghisap madu bunga-bunga kaktus, mempunyai bentuk paruh yang lurus, sesuai denan fungsinya untuk menghisap madu. Keduanya dikelompokan ke dalam jenis Camarhinnchus.
- Species lain ada yang mencari makanan di pohon-pohon, mempunyai paruh yangb tebal, lurus dan mempunyai lidah yang pendek. Burung ini dikelompokan ke dalam jenis Geospiza.
c. Study geologi tentang fosil
Darwin banyak mempelajari geologi, terutama tentang fosil. Buku yang isinya mempunyai penaruh besar terhadap jalan pikiran Darwin adalah Prinsiples of Geology (Prinsip-prinsip Geologi) karangan Charles Lyell, maka Darwin berkesimpulan bahwa :
- deretan-deretan fosil yang terdapat di batuan muda berbeda dengan deretan fosil pada batuan yang lebih tua.
- perbedaan itu disebabkan adanya perubahan secara perlahan-lahan
Darwin juga mengatakan bahwa susunan tubuh hewan yang hidup sekarang merupakan pentunjuk untuk mengenal nenek moyangnya. Cara penyebaran hewan dan tumbuhan dewasa ini dapat membuka tabir rahasia mengenai prubahan-perubahan dari moyangnya. Bumi selalu mengalami perubahan, hal ini akan mempengaruhi makhluk hidup yang ada disekitarnya.
d. Study hubungan ekonomi dan kependudukan
Darwin juga memperlajari buku-buku tersebut antara ekonomi dan penduduk dunia. Di antaranya buku karangan Thomas Robert Malthus (1766 – 1834) yang berjudul An Essay on The Principle of Population. Bagi Darwin yang sangat menarik dari buku tersebut asdalah pernyataan bahwa kenaikan jumlah penduduk cenderung lebih cepat dari pada kenaikan produksi pangan. Karena itu timbul masalah bagi manusia dalam menyelamatkan diri dari bahaya kelaparan.
e. Study tentang seleksi buatan
Menurut Darwin, seleksi dan pemuliaan hewan atau tanaman yang akan merupakan langkah-langkah perubahan ke arah terjadinya suatu jenis hewan atau tumbuhan yang baru dalam waktu relatif singkat.
f. Hipotesis Darwin tentang seleksi alam
Darwin dalam bukunya yang berjudul On the Origrin of Species by means of Natural Selection, mengemukakan dua teori pokok, yaitu :
- Species yang hidup sekarang ini berasal dari species-species yang hidup di masa lampau
- Evolusi terjadi melalui seleksi alam
Setiap makhluk hidup berusaha untuk memperoleh makanan dan tempat hidup untuk kelangsungan hidupnya. Untuk mendapatkan hal tersebut terjadi persaingan di antara individu satu species dengan maupun di antara individu satu species. Hanya individu yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan menang dalam persaingan sehingga terus bertambah. Sebaliknya individu yang mempunyai sifat kurang sesuai denan lingkungan akan semakin berkurang atau musnah.
2. Evolusi, Genetika dan Lingkungan
Pada bahasan di bawah ini akan kita urai tentang hubungan terjadinya perubahan makhluk hidup dalam waktu yang sangat lama dengan pola pewarisan sifat keturunan dan lingkungan yang mempengaruhinya.
a. Teori Darwin dan genetika
Teori Darwin yang sangat mempengaruhi perkembangan prinsip seleksi alam adalah faham dari A. Weismann (1834 – 1914) dalam penerapan peristiwa genetika. Weisman berpendapat bahwa sel-seol tubuh tidak dipengarhi oleh lingkungan. Untuk membuktikan kebenarannya Wismann membuat suatu percobaan dengan mengawinkan dua tikus yang dipotong ekornya. Setiap generasi selalu dipotong ekornya, sampai 21 generasi ternyata selalu lahir anak tikus yang berekor panjang.
Gambar. Perubahan warna lemak pada kelinci
Kesimpulan :
- perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak diwariskan ke generai berikutnya
- evolusi merupakan masalah genetika
Menurut Weismann, evolusi menyangkut masalah bagaimana pewarisan gen-gen melalui sel-sel kelamin atau dengan kata lain evolusi adalah gejala alam terhadap faktor-faktor genetika.
b. Pengaruh lingkungan terhadap gen
Sifat suatu organisme dari suatu individu diturunkan oleh gen. Apakah sifat-sifat tersebut pada individu dipengaruhi langsung oleh lingkungan ?. Perubahan warna lemak pada kelinci pertama bukan disebabkan perubahan gen karena pengaruh makanan, tetapi disebabkan karena pada kelinci tersebut tidak terdapat enzim yang menguraikan pigmen-pigmen pada bahan makanan, sehingga warna lemaknya bergantung pada makanannya.
Kesimpulan :
Pada kedua macam kelinci tersebut,gen yang menentukan warna lemak tidak terpengaruh oleh jenis makanannya.
c. Adaptasi dan seleksi
Perubahan sifat dalam evolusi yang tidak sesuai dengan lingkungan menyebabkan makhluk hidup tersisih karena adanya seleksi alam
Contoh :
- Bentuk dan warna burung puyuh yang menyerupai gumpalan-gumpalan tanah sehingga apabila burung-burung tersebut berlajan-jalan di sawah yang baru di cangkul akan sukar sekali dilihat, sebab lingkunan sawah atau ladang yang tanahnya bergumpal-gumpal melindungi bubrung puyuh dari musuhnya.
- Warna kupu-kupu Biston betularia. Sebelum berkembangnya industri di Inggris berwarna cereah, tetapi ada pula yang berwarna agak gelap. Setelah berkembengnya industri di Inggris jumlah populasi yang berwarna gelap menjadi jauh lebih banyak bila dibandingkan dengan yang berwarna cerah.
Gb. Kupu-kupu Biston betularia di dua tempat berbeda
- Hal ini di mungkinkan oleh pengaruh asap-asap pabrik yang menimbulkan jelaga dan menempel pada daun-daun atau batang, sehingga lingkungan yang gelap akan lebih menguntungkan bagi Biston betularuia yang berwarna gelap, karena terlindung dari musih-musuhnya dari pada yang berwarna cerah.
Berdasarkan kenyataan-kenyataan di atas dapat disimpulkan bahwa adaptasi terhadap lingkungan merupakan salah satu mekanisme seleksi alam.
3. Perbedaan pandangan mengenai proses evolusi
Terdapat beberapa perbedaan dalam para ahli mengemukakan tentang teorinya dalam memahami dan menerankan adanya proses evolusi yang terjadi di alam ini, di antaranya :
a. Jean Baptise Lamarck dengan Weismann
Menurut Lamarck :
Perubahan organ makhluk hidup disebabkan adanya adaptasi terhadap lingkungan.perubahan sifat organ itu diwariskan kepada keturunannya.
Menurut Augus Weismann :
Wismann menentang pendapat Lamarck, dengan melakukan percobaan memotong ekor tikus sampai 20 generasi, ternyata setiap generasi tetap mempunyai ekor panjang. Menurut Wismann, hal itu merupakan bukti bahwa lingkungan tidak berpengaruh terhadap sel-sel tubuh yang mengarah kepada terjadinya evolusi. Percobaan Weismann itu merupakan bantahan terhadap teori evolusi Lamarck
b. Lamarck dengan Darwin
Lamarck dan Darwin berpendapat bahwa evolusi terjadi karena pengaruh lingkungan. Bagaimana penngaruh lingkunan tersebut, keduanya mempunyai pendapat yang berbeda.
Menurut Lamarck :
Perubahan-perubahan sifat yang terjadi pada organ tubuh makhluk hidup disebabkan oleh adaptasi terhadap lingkungan dan perubahan sifat tersebut diwariskan kepada keturunannya.
Menurut Darwin :
Evolusi terjadi karen aadanya seleksi alam terhadap variasi-variasi yang ada. Individu yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan akan tetap lestari sedangkan yang tidak akan punah.
Gambar. Perbandingan hipotesis evolusi Lamarck dengan Darwin
B. Petunjuk Adanya Evolusi
Mengulang pernyataan Darwin tentang evolusi, evolusi mempunyai arti penurunan dari asal yang sama dengan modifikasi. Untuk menunjukan bukti-bukti bahwa evolusi itu ada, kita dapat melakukan pendekatan terhadap kenyataan ini melalui beberapa jalur, yaitu :
1. Variasi makhluk hidup yang berasal dari satu keturunan
Di dunia ini tidak pernah dijumpai dua makhluk hidup yang identik sama. Bahkan anak kembar sekalipun pasti mempunyai suatu perbedaan.
Gambar. variasi makhluk hidup Gambar. Fosil kuda
Demikian juga dengan individu-individu yang termasuk dalam satu specieas. Misalnya perbedaan warna, ukuran, berat, kefaalan, kebiasaan dan lain sebagainya. Jadi antar individu dalam satu species terdapat variasi. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh berbagai faktor seperti suhu, tanah, makanan, dan lain-lain. Variasi-variasi satu species dalam perkembangan berikutnya akan menurunkan keturunan yang berbeda. Bila variasi di dalam species itu menghuni daerah yang berbeda, maka dalam perkembangannya akan menghasilkan varian yang berbeda. Proses seleksi terhadap berbagai jenis hewan dan tumbuh-tumbuhan selama bertahun-tahun akan menghasilkan varian yang makin jauh berbeda dengan moyangnya. Pemuliaan berbagai species liar secara berangsur-angsur akan menghasilkan species baru yang menguntungkan manusia. Jadi dapat disimpulkan bahwa adanya variasi merupakan petunjuk adanya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya species-species baru.
2. Fosil di berbagai lapisan bumi
Fosil dapat diartikan sebagai sisa-sisa binatang atau tumbuhan yang telah membatu. Fosil merupakan catatan sejarah yang sangat penting sebagai penunjuk adanya evolusi. Dari hasil penelitian fosil diketahui bahwa pada masa lampau terdapat flora dan fauna yang sekarang tidak ditemukan lagi. Hal ini disebabkan oleh perbedaan iklim, air, keadaan tanah, suhu, dll.
Dengan membandingkan struktur tubuh hean yang menjadi fosil dan hewan sekarang, dapat disimpulkan bahwa keadaan lingkungan di masa lampau berbeda dengan sekarang.
Beberapa tokoh yang mempelajari fosil hubungannya dengan evolusi, yaitu :
- Leonardo da Vinci (Itali, 1452 – 1519)
Merupakan orang pertama yang berpendapat bahwa fosil merupakan suatu bukti adanya makhluk hidup di masa lampau.
- George Cuvier (Prancis, 1769 – 1532)
Ahli anatomi perbandingan, yang mengadakan study perbandingan antara fosil-fosil dengan makhluk hidup yang ada sekarang. Selanjutnya menyimpulkan bahwa pada masa tertentu telah diciptakan makhluk hidup yang berbeda dari masa ke masa (atau pada setiap yang berbeda diciptakan makhluk yang berbeda pula. Setiap masa diakhiri dengan kehancuran alam, faham ini dikenal dengan kataklisma.
Darwin sendiri mengatakan bahwa makhluk-makhluk hidup yang terdapat pada lapisan bumi tua mengadakan perubahan sesuai dengan bumi yang lebih muda. Oleh karena itu fosil pada lapisan lapisan bumi yang lebih muda berbeda dengan fosil di lapisan bumi yang tua. Fosil yang ditemukan diberbagai lapisan bumi yang paling lengkap berupa fosil kuda, yang ditemukan oleh Marsh dan Osborn. Perubahan yang ditunjukan oleh fosil-fosil kuda itu, merupakan petunjuk tentang kebenaran evolusi, yaitu perubahan-perubahan secara berangsur-angsur dalam jangka waktu yang lama. Ilmu yang mempelajari tentang fosil disebut palaeontologi.
3. Pola sebaran geografi makhluk hidup
Di samping kepulauan Galapagos, dalam ekspedisinya Darwin selama ± 5 tahun, juga singgah ke kepulauan Cape Verde, selanjutnya Darwin membuat perbandingan kedua pulau tersebut. Keduanya mempunyai keadaan alam geografis dan iklim yang sama, tetapi mengapa jenis biotanya berbeda ?. Menurut Darwin, flora dan fauna di Cape Verde berasal dari pantai Afrika, sedang flora dan fauna di kepulauan Galapagos berasal dari daratan Amerika Selatan. Setiap makhluk hidup mempunyai kecenderungan untuk menyebar ke tmpat lai. Penyebaran organisme dapat dibedakan menjadi :
a. Penyebaran aktif : bila penyebarannya di dorong oelh faktor kemampuan dari dalam individu sendiri.
Misal : burung pelikan dari Amerika pindah ke Bali (Indonesia)
b. Penyebaran pasif : bila penyebarannya disebabkan oleh adanya faktor-faktor luar.
Misal : kelapa, enceng gondok yang menyebar karena terbawa arus air
4. Homologi organ tubuh
Gambar. Homologi organ Gambar. (A) Analogi organ, (B) Homologi organ
Apabila kita mengaeemati berbagai struktur organ tubuh vertebrata maka kita dapat temukan suatu yang menarik, misalnya anggota tubuh depan dari manusia dipakai untuk memegang, sedang pada burung anggota tubuh depan adalah untuk terbang. Kedua alat tersebut asalnya sama, tetapi karena arah evolusi, kedua organisme itu menjadi berbeda dan akibatnya terjadilah perubahan adaptif yang berbeda pula sehingga fungsinya menjadi berbeda. Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama, dan selanjutnya berubah struktur sehingga fungsinya berbeda, disebut homolog.
Contoh : - tangan manusia homolog dengan kaki depan kuda
- kaki depan gajah homolog dengan sirip dada ikan
Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai fungsi sama tanpa memperhatikan asalnya, disebut analog.
Contoh : - sayap burung analog dengan sayap kupu-kupu
- belalai gajah analog dengan tangan manusia
Bila kita bandingkan tulang-tulang anggota tubuh depan mulai dari pisces, amphibia, reptilia, aves dan mamalia hingga manusia tampak adanya perybahan-perubahan yang disesuaikan dengan fungsinya.
5. Embriologi perbandingan
Hewan multisel yang berkembangbiak secara seksual selalu mengalami tahap-tahap perkembangan, mulai dari zigot sampai fase-fase tertentu, berbagai jenis vertebrata menunjukan adanya persamaan, yaitu mulai dari zigot, morula, blastula, gastrula hingga fase tetentu dari perkembangan embrio.
Setelah fase embrio, fase perkembangan- nya mengalami perbedaan. Adanya persamaan perkembangan pada semua golongan hewan vertebrata tersebut menunjukan adanya kekerabatan. Perkembangan individu mulai dari sel telur dibuahi hingga individu tersebut mati, disebut ontogeni. Kalau kita bandingkan dengan filogeni, yaitu sejarah perkembangan organisme dari filum yang paling sederhana hingga yang paling sempurna, maka terdapat kesesuaian dimana ontogeni mrupakan filogeni yang dipersingkat. Dengan kata lain ontogeni merupakan ulangan atau rekapitulasi dari filogeni.
Gambar. Embriogi perbandingan
6. Petunjuk secara biokimia
Untuk menetukan jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara organisme yang satu dengan yang lain dapat diuji secara biokimia (uji presipitin). Uji ini adalah mengauji reaksi antara antigen-antibodi. banyak sedikitnya endapan yang terbentuk akibat reaksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara suatu organisme dengan organisme lainnya.
7. Perbandingan fisiologi organisme
Organisme mempunyai ciri-ciri fisiologi yang semua seperti respirasi, ekskresi dan sebagainya. Meskipun secara morfologi dan jumlah sel yang membentuk setiap organisme berbeda-beda, tetapi terdapat kemiripan-kemiripan dalam kerja faal atau fisiologinya.
8. Petunjuk alat tubuh yang tersisa
Pada manusia danbeberapa jenis hewan dapat dijumpai berbagai alat tubuh yang tidak berfungsi. Alat tubuh pada manusia yang tersisa antara lain umbai cacing (apendix), tulang ekor dan sebagainya. Pada burung kiwi yang merupakan burung yang tidak dapat terbang terdapat alat tubuh yang tersisa sebagai akibat penyusutan sayap.
C. Mekanisme Evolusi
Dalam suatu perkawinan akan di hasilkan keturunan dari satu induk yang bervariasi, serta keturunan yang mampu beradaptasi dengan lingkungannya mempunyai kemampuan hidup dan menghasilkan keturunan yang lebih tinggi. Jadi ada hubungan antara kemampuan organisme (vitalitas) dengan sifat genetik. Variasi dalam satu keturunan terjadi karena dua penyebab utama yaitu mutasi gen dan rekombinasi gen-gen di dalam keturunannya.
1. Mutasi gen
Mutasi gen pada suatu populsi menyebabkan terjadinya rekombinasi gen, dan hal ini bersifat menurun. Selanjutnya dengan adanya rekombinasi gen yang baru, suatu keturunan akan mengalami perubahan sifat yang berbeda dengan generasi sebelumnya sehingga timbul variasi. Adanya berbagai variasi ini membuka peluang untuk terjadninay evolusi.
Mutasi gen yang tidak dipengaruhi faktor luar mempunyai sifat-sifat :
- sangat jarang terjadi
- umumnya tidak menguntungkan
Angka mutasi yaitu angka yang menunjukan berapakah jumlah gen-gen yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh suatu individu dari suatu species. Angka laju mutasi pada umumnya mulai 1 gen di antara 200.000 sampai jutaan gamet (rata-rata 1 : 100.000). Ini berarti dalamsetiap gamet 100.000 gamet ada 1 gen yang dapat bermutasi, jadi kemungkinan terjadinya mutasi sangat kecil. Meskipun angka laju mutasi sangat kecil, tetapi merupakan suatu mekanisme evolusi yang penting sebab :
- setiap gamet mengandung ribuan gen
- setiap individu dapat menghasilkan jutaan gamet dalam suatu generasi
- jumlah generasi dari suatu species sangat banyak
2. Frekuensi gen di dalam populasi
Frekuensi gen adalah perbandingan antara gen yang satu dengan gen lainnya di dalam suatu populsi. Misal suatu populasi mempunyai gen dominan A dan gen resesif a. Kedua gen tersebut sama-sama adaptif. Maka generasi yang bergenotif AA, Aa maupun aa mempunyai daya fertilitas dan viabelitas yang sama.
Misalnya populsi tersebut dimulai dengan 50% AA jantan dan 50% aa betina, maka dalam generasi (F1) semua populasi bergenotif Aa.
Apabila dilakukan perkawinan F1 dengan F1 maka frekuensi genotif F2 adalah =
25 AA : 50 Aa : 25 aa atau ¼ AA : ½ Aa : ¼ aa
Berdasarkan perhitungan tersebut maka frekuensi keseimbangan genotif F2 adalah hasil kali frekuensi gen dari masing-masing induknya, yaitu :
(A + a)(A + a) = AA + 2 Aa + aa
A2 + 2 Aa + a2
Demikian pula pada generasi F3 tetap seperti pada F2 yaitu 1 : 2 : 1. Jadi apabila setiap individu dari berbagai kesempatan melakukan perkawinan yang sama dan berlangsung secara acak, serta setiap genotif mempunyai variabilitas yang sama maka perbandingan antara genotif yang satu denganyang lainnya dari generasi ke generasi adalah tetap sama.
3. Hukum Hardy-Weinberg
Hukum hardy-Weinberg menyatakan bahwa keseimbangan frekeunsi genitif Aa, Aa, aa serta perbandingan gen A dan a dari genersi ke generasi akan selalu sama, apabila :
- populasi harus cukup besar suaya tidak mungkin memberi peluang untuk mengubah secara sendirian frekuensi gen
- tidak terjadi mutasi
- tidak terjadi migrasi, baik keluar maupun masuk
- tidak terjadi seleksi alam
- perkawinan terjadi secara acak atau random
- reproduksi berlangsung sukses dan secara acak
Hukum Hardy-Weinberg, dapat dirumuskan sebagai berikut : p2 + 2 pq + q2 = 1
Apabila frekuensi alel adalah 0,9 untuk p dan 0.1 untuk q , maka persamaannya adalah sebagai berikut :
p2 + 2 pq + q2 = 1
(0,9)(0,9) + 2 (0,9)(0,9) + (0,1)(0,1) = 1
0,81 + 0,18 + 0,01 = 1
Dari rumus Hardy –Weinberg menunjukan frekuensi dari tiga genotif, yaitu :
p2 = frekuensi dar A/A = 0,81
2 pq = frekuensi dari A/a = 0,18
q2 = frekuensi dari a/a = 0,01
Untuk lebih memahami hukum Hardy-Weinberg, perhatikan soal berikut. Dalam masyarakat, frekuensi orang yang menderita albino adalah 1 : 10.000. Berapa prosentase orang normal ?
p = normal
q = albino
Orang albino bergenotif aa = q2 =
q2 =
= 0,01
p + q = 1
p = 1 - 0,01
= 0,99
Orang normal heterozigot begenotif Aa memiliki frekuensi 2 pq = 2 x 0,99 x 0,01
= 0,0198
= 0,0198 x 100%
= 1,08%
Orang normal hompzigot bergenotif AA = p2
= (0,99)2
= 0,9801
= 0,9801 x 100%
= 98,01%
D. Penyebaran Organisasi di Bumi
Persebaran organisme di muka bumi ini sangat merata. Kadang-kadang antara satu individu satu dan individu lain yang sejenis tidak saling bertemu karena adanya penghalang tertentu. Alfred Russel Wallace mengungkapkan suatu pola mengenai penyebaran organisme. Adanya barrier menyebabkan kelompok-kelompok organisme yang saling terpisah dan tidak melakukan interhibridisasi, sehingga bila terjadi terus menerus akan menyebabkan terjadinya isolasi reproduksi dan menyebabkan adanya organisme endemis. Penyebaran organisme terjadi karena asal usul species organisme, migrasi organisme tersebut pada masa silam dan terdapatnya barrier (rintangan atau sawar) yang ditemuinya. Barrier ini dapat berupa lautan, gunung, gurun, iklim dan interaksi satu sama lainnya. Adanya barrier tersebut mencegah terjadninya penyebaran organisme di permukaan bumi. Untuk.dapat memahami masalah evolusi, perlu pula pernahaman pengertian-pengertian berikut.
- Pengertian species, populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen dikatakan termasuk dalam satu spesies. Dalam pengertian ini jelas bahwa variasi-variasi yang ada tidak memisahkan dua populasi menjadi dua spesies selama masih dimungkinkan adanya pertukaran gen, hingga variasi-variasi tersebut termasuk dalam apa yang disebut variasi intraspesifik. Variasi atau perbedaan morfologi, fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda.
- Isolasi repruduksi, barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pernisahan dua populasi (allopatric): Hal tersebut terjadi karena adanya penimbunan pengaruh faktor-faktor luar (ekstrinsik) yang menyebabkan terjadinya isolasi faktor-faktor intrinsik. Keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi, meskipun kedua populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatric).
Macam-macam mekanisme isolasi intrinsik adalah:
- mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan,
- mekanisme yang mencegah terbentuknya hibrida,
- mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida.
Penjelasan lebih lanjut akan kita urai sebagai berikut.
a. Isolasi ekogeografi
Dua populasi yang terpisah oleh hambatan fisik, dapat menjadi berbecla begitu khusus sesuai dengan lingkungannya. Apabila pada suatu saat kedua populasi tersebut dikumpulkan menjadi satu, keduanya ticlak akan mampu saling mengadakan perkawinan. Hal ini disebabkan karena keduanya tidak dapat lagi menyesuaikan diri pada kondisi yang baru. Mereka telah memperoleh perubahan genetik akibat dari keadaan sekelilingnya. Sebagai contoh adalah tanaman Platanus occidentalis dan Platanus orientalis. Keduanya dapat diserbukkan secara buatan dengan hasil keturunannya tetap, fertil. Namun penyerbukan secara alam tidak pemah terjadi karena masing-masing hanya dapat hidup di lingkungannya sendiri. Dalam hal ini mereka tidak hanya terpisah secara geografi saja tetapi juga secara genetik.
b. Isolasi habitat
Antara. dua populasi simpatrik yang menghuni daerah yang berbeda lebih sering terjadi perkawinan daripada antara sesama populasi setempat namun berbecla sifat- sifat genetiknya. Dapat dikemukakan sebagai contoh adalah katak Bufo fowleri dan Bufo americanus. Keduanya dapat kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil. Kalau pada suatu waktu tempat tinggalnya bercampur ternyata bahwa Bufo fowleri akan lebih banyak mengadakan perkawinan dengan sesamanya dibanding dengan Bufo americanus. Hal ini disebabkan karena Bufo fowleri akan memilih tempat tinggalnya untuk kawin di air yang tenang, sedangkan Bufo americanus di kubangan-kubangan air hujan.
c. Isolasi iklim musim
Pinus radiata dan Pinus muricata keduanya terclapat di beberapa tempat di California dan tergolong simpatrik. Kedua jenis Pinus tersebut dapat disilangkan tetapi perkawinan silang ini boleh dikatakan tidak pernah terjadi di alam. Hal ini disebabkan karena perbedaan masa berbunga Pinus radiata terjadi pada awal Februari sedang Pinus muricata pada bulan April. Berikut ini adalah contoh empat jenis katak yang tergolong pada genus Rana. Meskipun hidup di daerah yang sama tetapi tidak terjadi persilangan, karena perbedaan masa aktif perkawinan.
d. Isolasi perilaku
Pada berbagai jenis ikan ternyata kelakuan meminang ikan betina oleh ikan jantan berbeda. Sebagai contoh diambil 2 perbandingan sebagai berikut :
Yang satu : membuat sarang dengan 2 lubang untuk masuk dan keluar, sarang digantungkan pada tumbuhan air.
Yang lain : pada sarang hanya ada satu lubang ialah tempat masuk saja, sarang dibuat pada dasar kolam.
e. Isolasi mekanik
Yang dimaksud dengan isolasi mekanik adalah hal yang menyangkut struktur yang berkaitan dengan peristiwa perkawinan itu sendiri. Misal bila hewan jantan dari suatu spesies jauh lebih besar ukurannya daripada jenis betina. Atau jika alat kelamin yang jantan mempunyai bentuk yang sedemikian rupa sehingga tidak dapat cocok dengan alat kelamin yang betina. Pada beberapa makhluk bentuk alat kelamin itu sedemikian rupa hingga dalam hal ini berlaku apa yang disebut sistem "lock and key" (kunci dan gembok), tetapi pada kebanyakan makhluk tidaklah demikian. Pada hewan kaki sejuta yang termasuk genus Brochoria dijumpai bahwa bentuk alat kelamin pada yang jantan berbeda-beda hingga sering digunakan sebagai titik tolak untuk klasifikasi, tetapi pada yang betina bentuknya serupa. Isolasi mekanik semacam ini pada tumbuhan ternyata lebih berpengaruh dibanding dengan pada hewan, terutama yang berkaitan dengan hewan penyebar serbuk sari. Seperti disinggung di muka tentang adaptasi maka ada kekhususan bentuk bunga dalam hubungannya dengan hewan penyebar serbuk sari.
f. Isolasi gamet
Sebagaimana diketahui peristiwa penyerbukan tidak tentu mengakibatkan peristiwa fertilisasi. Pada percobaan menggunakan Drosophila virilis dan Drosophila americana, dengan inseminasi buatan maka sperma dari jenis jantan tidak dapat mencapai sel telur karena tidak dapat bergerak sebagai akibai adanya cairan penghambat dalarn saluran reproduksi. Pada spesies Drosophila lain mekanismenya berbeda; pada waktu sperma masuk dalam saluran reproduksi, saluran tersebut membengkak hingga sperma-sperma tersebut mati. Peristiwa isolasi garnet juga dijumpai pada tanaman tembakau dalam hal ini meskipun serbuk sari sudah diletakkan pada stigma tetapi tidak terjadi fertilisasi karena inti dari serbuk sari tersebut tidak dapat mencapai inti telur dalam ovula.
g. Isolasi perkembangan
Pada Rana pipiens terjadi peristiwa fertilisasi Yang berhasil tetapi embrionya tidak dapat tumbuh dan segera mati.
Pada dunia ikan peristiwa semacam ini banyak terjadi; seringkali telur dari suatu spesies dibuahi oleb sperma dari spesies lain, tetapi segera terjadi seperti halnya pada Rana pipiens di atas.
h. Ketidakmampuan hidup suatu hibrida
Berturut-turut telah dibicarakan peristiwa perkawinan yang tidak dapat berlangsung karena adanya hambatan geografi, perubahan genetik, adanya perbedaan musim perkawinan, perbedaan kelakuan dan akhirnya karena hambatan mekanik. Kalau hambatan ini kita anggap sebagai hambatan pada langkah pertarna, maka hambatan selanjutnya terjadi pada langkah berikutnya. Jadi dalam hal ini perkawinan dapat terjadi, tetapi pembentukan gametnya terlambat. Berikumya adalah peristiwa yang langkah pertarna dan kedua tidak mendapat halangan suatu apa, tetapi kemudian hambatan terjadi pada langkah berikutnya. Perkawinan dapat berlangsung, pembentukan garnet dapat terjadi, tetapi embrio yang terjadi tidak dapat tumbuh dan berkembang. Pada langkah berikutnya adalah peristiwa di mana semua fase tersebut di atas dapat dilalui dengan selamat tetapi ternyata kemudian perkembangan dari hibrida adal lemah, cacat dan kebanyakan mati sebelurn dapat mengadakan reproduksi. Dari kejadian tersebut dapat disimpulkan bahwa tiada pertukaran gen antara kedua induk. Dalarn praktek dijumpai ini pada tanaman tembakau yang mati sebelum berbunga karena adanya tumor pada bagian vegetatifnya.
i. Kemandulan hibrida
Hasil perkawinan antara kambing dan biri-biri, berupa keturunan yang steril (mandul). Peristiwa lebih lanjut lagi dapat terjadi, bahwa hibrida yang terbentuk dapat hidup dengan normal ternyata steril. Contoh lain kita jumpai pada perkawinan silangan kuda dan keledai. Keturunannya selalu steril karena sesungguh tidak terjadi pertukaran gen.
j. Eliminasi hibrida karena seleksi
Hibrida fertil disertai keturunannya bila berada dalam suatu rah yang sama dan dapat hidup dengan normal dapat dianggap seb satu spesies. Tetapi bila hibrida dan keturunannya kurang mengadakan adaptasi, maka dalarn waktu yang tidak lama semua akan musnah. Antara kedua induk dalam peristiwa ini memmang benar terjadi pertukaran gen tetapi tidak banyak. Pada umur perkawinan antara induk yang berasal dari satu spesies menghasilkan keturunan yang lebih banyak dibanding dengan keturunan dari hibridanya. Akibatnya untuk taraf berikutnya terjadi koreksi terhadap perkawinan yang keliru tersebut, perkawinan dengan spesies lain. Akibat dari koreksi tersebut terjadi seleksi hingga dengan demikian pada akhirnya keturunan dari hibrida tersebut mengalami eliminasi (punah). Dalam keadaan sesungguhnya mekanisme isolasi seperti tersebut beroperasi dua atau tiga sekali jarang dijumpai hanya satu mekanisme isolasi saja yang beroperasi.
RANGKUMAN
Evolusi adalah proses perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung sangat lambat dan dalam waktu yang sangat lama. Evolusi juga merupakan perkembangan makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama dari bentuk sederhana ke arah bentuk yang komplek
Alam mengadakan seleksi terhadap individu-individu yang hidup di dalamnya. Hanya individu-individu yang dapat menyesuaikan diri dengan alam lingkungannya yang akan terus hidup, sedangkan individu yang tidak dapat menyesuaikan dengan lingkungannya akan semakin berkurang, mati atau pindah tempat.
Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama, dan selanjutnya berubah struktur sehingga fungsinya berbeda, disebut homolog.
Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai fungsi sama tanpa memperhatikan asalnya, disebut analog.
Berbagai jenis vertebrata menunjukan adanya persamaan, yaitu mulai dari zigot, morula, blastula, gastrula hingga fase tetentu dari perkembangan embrio.
Mutasi gen pada suatu populsi menyebabkan terjadinya rekombinasi gen, dan hal ini bersifat menurun, yang selanjutnya dengan adanya rekombinasi gen yang baru, suatu keturunan akan mengalami perubahan sifat yang berbeda dengan generasi sebelumnya sehingga timbul variasi
Frekuensi gen adalah perbandingan antara gen yang satu dengan gen lainnya di dalam suatu populsi.
by. Teddy
0 comment:
Posting Komentar