Rangkuman Materi Evolusi (Biologi)

Rangkuman Materi Evolusi (Biologi)

A. Teori Evolusi

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.

1. teori evolusi Aristoteles (384-322 SM). Aristoteles adalah seorang filosof yang berasal dari Yunani, yang mencetuskan teori evolusi. Ia mengatakan bahwa evolusi yang terjadi berdasarkan metafisika alam, maksudnya metafisika alam dapat mengubah organisme dan habitatnya dari bentuk sederhana ke bentuk yang lebih kompleks.

2. teori evolusi Anaximander (500 SM0. Anaximander juga merupakan seorang filosof yang berasal dari Yunani. Ia berpendapat bahwa manusia berawal dari makhluk akuatik mirip ikan dan mengalami proses evolusi.

3. teori evolusi Empedoclas (495-435 SM). Empedoclas adalah seorang filosof Yunani. Ia mengemukakan teori bahwa kehidupan berasal dari lumpur hitam yang mendapat sinar dari matahari dan berubah menjadi makhluk hidup. Evolusi terjadi dengan dimulainya makhluk hidup yang sederhana kemudian berkembang menjadi sempurna dan akhirnya menjadi beraneka ragam seperti sekarang ini.

4. teori evolusi Erasmus Darwin (1731-1802). Erasmus Darwin adalah kakek dari Charles Robert Darwin, seorang tokoh evolusi berkebangsaan Inggris. Teorinya adalah bahwa evolusi terjadi karena bagian fungsional terhadap stimulasi adalah diwariskan. Ia menyusun buku yang berjudul Zoonamia yang menentang teori evolusi dari Lamarck.

5. teori evolusi Count de Buffon (1707-1788). Buffon berpendapat bahwa variasi-variasi yang terjadi karena pengaruh alam sekitar diwariskan sehingga terjadi penimbunan variasi.

6. teori evolusi Sir Charles Lyell (1797-1875). Lyell adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Skotlandia dengan bukunya yang terkenal berjudul Principles of Geology. Di dalam bukunya tersebut Lyell berpendapat bahwa permukaan bumi terbentuk melalui proses bertahap dalam jangka waktu yang lama.

7. teori evolusi Jean Baptise de Lamarck. Jean Baptise de Lamarck (1744 – 1829) seorang ahli biologi kebangsaan Perancis, memiliki suatu gagasan dan menuliskannya dalam bukunya berjudul “Philoshopic”. Dalam bukunya tersebut Lamarck mengatakan sebagai berikut.

1. Lingkungan mempunyai pengaruh pada ciri-ciri dan sifat-sifat yang diwariskan melalui proses adaptasi lingkungan.
2. Ciri dan sifat yang terbentuk akan diwariskan kepada keturunannya.
3. Organ yang sering digunakan akan berkembang dan tumbuh membesar, sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami pemendekan atau penyusutan, bahkan akan menghilang. Contoh yang dapat digunakan oleh Lamarck adalah jerapah. MenurutLamarck, pada awalnya jerapah memiliki leher pendek. Karena makanannya berupa daun-daun yang tinggi, maka jerapah berusaha untuk dapat menjangkaunya. Karena terbiasa dengan hal ini maka semakin lama, leher jerapah menjadi semakin panjang dan pada generasi berikutnya akan lebih panjang lagi.

Teori Lamarck ditentang oleh Erasmus Darwin (kakek dari Charles Darwin) yang mengatakan bahwa populasi jerapah adalah heterogen, ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Jerapah-jerapah tersebut berkompetisi untuk mendapatkan makanan. Dari persaingan tersebut jerapah berleher panjang akan menang dan akan tetap hidup, sifat ini akan diwariskan kepada keturunannya. Jerapah yang berleher pendek akan mati dan perlahan-lahan mengalami kepunahan.

Agar lebih jelas mengenai perbandingan dua teori ini, dapat Anda perhatikan Gambar 7.3.

Gambar 7.3 Teori jerapah berleher panjang menurut Lamarck dan Erasmus Darwin

8. teori evolusi Charles Robert Darwin (1809–1882). Charles Robert Darwin (1809–1882) adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris yang melakukan pelayaran pada tahum 1831. Dengan menggunakan kapal HMS Beagel, ia melakukan pelayaran menuju ke Kepulauan Galapagos, yang merupakan kepulauan terpencil kurang lebih 1050 km dari dari daratan utama Amerika Serikat. Dalam pelayarannya hingga sampai di Kepulauan Galapagos tersebut Charles Darwin menemukan dan mengamati berbagai macam burung Finch yang memiliki berbagai macam bentuk paruh. Perbedaan morfologi tersebut ternyata menunjukkan adanya hubungan kekerabatan dengan burung yang ada di Amerika Serikat. Hasil penemuan burung Finch oleh Darwin dapat Anda lihat pada Gambar 7.4.

Keterangan gambar :
1. Burung finch kaktus tanah besar
2. Burung finch tanah besar
3. Burung finch tanah sedang
4. Burung finch tanah berkaktus
5. Burung finch tanah berparuh tajam
6. Burung finch tanah kecil
7. Burung finch plato
8. Burung finch pohon pemakan tumbuhan
9. Burung finch pohon insektivora besar
10. Burung finch pohon insektivora kecil
11. Burung finch pohon pemakan serangga kecil
12. Burung finch penyanyi
13. Burung finch bakau

Coba Anda perhatikan Gambar 7.4! Perhatikan bentuk paruh dari masing-masing burung tersebut! Burung Finch nomor 1–7 adalah burung Finch tanah, yang mencari makanan di tanah atau di semak yang rendah. Burung Finch nomor 8–13 adalah burung Finch pohon, makanannya berupa insekta. Pada abad ke-18 seorang ahli ekonomi Thomas Robert Malthus seorang berkebangsaan Inggris (1766 – 1834) mengemukakan pendapatnya dalam bukunya yang berjudul An Essay on the Principle of Population. Malthus menyimpulkan bahwa jumlah penduduk naik seperti deret ukur (1, 2, 4, 8, 16, …) sedangkan bahan makanan yang tersedia naik seperti deret hitung (1, 2, 3, 4, 5, …). Dari teori tersebut dapat disimpulkan bahwa jumlah kenaikan penduduk lebih cepat daripada kenaikan produksi pangan. Fenomena ini mengakibatkan makhluk hidup harus melakukan perjuangan agar terus bertahan. Sifat-sifat yang mendukung akan dipertahankan, sedangkan sifat-sifat yang tidak mendukung akan hilang. Makhluk hidup yang mampu bertahan hidup dan mampu beradaptasi dengan lingkungannya akan lolos dari seleksi alam.

Alfred Russel Wallace (1823-1913) mengadakan pengamatan tentang adanya penyebaran flora dan fauna di wilayah oriental yaitu Sumatera, Jawa, dan Kalimantan yang ternyata mempunyai banyak persamaan dengan wilayah Australia dan Maluku serta Sulawesi sebagai daerah transisi. Dengan gagasan dan teori kedua tokoh yaitu, Malthus dan Wallace, maka Darwin menggunakan teori evolusinya lebih lanjut. Ide-ide Darwin berdasarkan hasil observasinya antara lain seperti berikut.

1. Tidak ada individu yang sama. Antara individu satu dengan yang lainnya mempunyai perbedaan atau variasi walaupun dalam satu spesies dan variasi tersebut bersifat menurun.
2. Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena mempunyai kemampuan untuk bereproduksi.
3. Bertambahnya populasi tidak akan berjalan terus-menerus, tetapi kenaikan populasi akan dipengaruhi oleh faktor-faktor pembatas.
4. Jumlah individu yang dilahirkan lebih banyak daripada individu yang dapat bertahan hidup.
5. Individu-individu akan mengadakan persaingan untuk mendapatkan makanan agar dapat mempertahankan hidupnya.
6. Adanya seleksi alam akan mengakibatkan individu harus beradaptasi dengan lingkungannya. Individu yang dapat beradaptasi akan dapat terus hidup dan akan mewariskan sifat-sifatnya pada keturunannya.

Dalam perkembangannya, individu tersebut akan mengalami perubahan-perubahan secara berangsur-angsur dari generasi ke generasi yang mengarah pada terbentuknya spesies baru, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan mati dan punah. Ide Darwin tersebut dituangkan dalam bukunya yang berjudul On The Origin Spesies By Means Of Natural Selection, yang berarti terjadinya spesies baru melalui proses seleksi alam, dan The Preservation Of Favored Races In The Strunggla For Live yang berarti, setiap individu harus berusaha mendapatkan kebutuhan untuk kelangsungan hidup. Dari berbagai teori Darwin yang dijelaskan di atas, maka dapat ditarik kesimpulan seperti berikut.

1. Spesies yang ada sekarang berasal dari spesies yang hidup di masa lampau.
2. Evolusi yang terjadi melalui proses seleksi alam.
3. Proses evolusi dipengaruhi oleh lingkungan.

Bukti evolusi tersebut dapat ditemukan pada kupu-kupu Biston betularia. Spesies kupu-kupu ini hidup pada waktu sebelum revolusi industri di Inggris, hewan ini kebanyakan berwarna putih atau cerah, tetapi setelah terjadi revolusi industri, kupu-kupu yang banyak ditemukan adalah berwarna hitam atau gelap. Coba Anda pikirkan mengapa demikian! Coba Anda kaitkan dengan teori-teori yang sudah dijelaskan sebelumnya. Sebagai perbandingan warna kupu-kupu tersebut dapat Anda lihat pada Gambar 7.5.

Gambar 7.5 Kupu Biston betularia warna putih dan Hitam

Setelah terjadi revolusi industri, maka tembok dan tempat-tempat lain sebagai habitat kupu-kupu berubah menjadi gelap akibat banyaknya asap dari pabrik industri sehingga kupu-kupu yang putih dan cerah akan mudah dimangsa oleh predatornya dari-pada kupu-kupu yang hitam dan gelap. Akibatnya kupu-kupu hitam dan gelaplah yang mampu bertahan hidup, sedangkan kupu-kupu putih dan cerah akhirnya punah.

9. August Weismann (1934 – 1914). Weismann berpendapat bahwa sel-sel tubuh tidak dipengaruhi oleh lingkungan dalam penurunannya, melainkan berdasarkan pada prinsip genetika. Weismann melakukan percobaan untuk membuktikan teorinya tersebut. Perlakuan diberikan kepada dua tikus yang dipotong ekornya dan kemudian kedua tikus tersebut dikawinkan. Hasilnya adalah generasi keturunannya masih berekor panjang sampai generasi ke-21. Dari percobaan yang dilakukan tersebut maka akhirnya Weismann menarik kesimpulan seperti berikut.

1. Perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak diwariskan kepada generasi berikutnya.
2. Evolusi merupakan masalah genetika, artinya evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetika.

B. Macam-macam Evolusi. Berbagai macam teori evolusi yang dicetuskan oleh para tokoh tersebut, akan menjadi dasar pemikiran tentang evolusi selanjutnya. Proses evolusi dapat dibedakan atas dasar faktor-faktor berikut.

1. Evolusi berdasarkan arahnya. Berdasarkan arahnya evolusi dibedakan menjadi dua.

a. Evolusi progresif. Evolusi progresif merupakan evolusi menuju pada kemungkinan yang dapat bertahan hidup (survival). Proses ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada burung Finch. Coba Anda ingat kembali materi yang sudah disampaikan di depan. Bagaimana burung Finch beradaptasi untuk mempertahankan hidupnya?

b. Evolusi regresif. Evolusi regresif merupakan proses menuju pada kemungkinan kepunahan. Hal ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada hewan dinosaurus.

2. Evolusi berdasarkan pada skala perubahannya. Berdasarkan skala perubahannya, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.

a. Makro evolusi. Makroevolusi adalah perubahan evolusi yang dapat mengakibatkan perubahan dalam skala besar. Adanya makroevolusi dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru.

b. Mikro evolusi. Berkebalikan dengan makroevolusi, mikroevolusi adalah proses evolusi yang hanya mengakibatkan perubahan dalam skala kecil. Mikroevolusi ini hanya mengarah kepada terjadinya perubahan pada frekuensi gen atau kromosom.

3. Evolusi berdasarkan hasil akhir. Berdasarkan hasil akhir, evolusi dapat dibedakan menjadi dua.

a. Evolusi divergen. Evolusi divergen merupakan proses evolusi yang perubahannya berasal dari satu spesies menjadi banyak spesies baru. Evolusi divergen ditemukan pada peristiwa terdapatnya lima jari pada vertebrata yang berasal dari nenek moyang yang sama dan sekarang dimiliki oleh bangsa primata dan manusia.

b. Evolusi konvergen. Evolusi konvergen adalah proses evolusi yang perubahannya didasarkan pada adanya kesamaan struktur antara dua organ atau organisme pada garis sama dari nenek moyang yang sama. Hal ini dapat ditemukan pada hiu dan lumba-lumba. Ikan hiu dan lumba-lumba terlihat sama seperti organisme yang berkerabat dekat, tetapi ternyata hiu termasuk dalam pisces, sedangkan ikan lumba-lumba termasuk dalam mamalia. Agar lebih jelas tentang evolusi konvergen, perhatikan Gambar 7.6 di bawah ini!

Gambar 7.6 Evolusi konvergen dan divergen

C. Mekanisme Evolusi. Proses evolusi dapat terjadi karena variasi genetik dan seleksi alam. Adanya variasi genetik akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diturunkan. Variasi genetik ini disebabkan karena adanya mutasi gen. Seleksi alam juga merupakan mekanisme evolusi. Individu-indivu akan beradaptasi dan berjuang untuk mempertahankan hidupnya, sehingga individu akan mengalami perubahan morfologi, fisiologi, dan tingkah laku. Faktor-faktor yang berpengaruh di dalam mekanisme evolusi antara lain seperti berikut.

a. Evolusi. Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen, sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut terjadi jika:

1. dapat menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan,
2. dapat menghasilkan spesies yang adaptif,
3. memiliki peningkatan daya fertilitas dan viabilitas.

Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas.

b. Seleksi alam dan adaptasi. Proses adaptasi akan diikuti dengan proses seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya. Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan punah. Untuk memahami adaptasi dan seleksi alam.

c. Aliran gen. Dengan adanya aliran gen maka akan terjadi perpindahan alel di antara populasi-populasi melalui migrasi dan individu yang kawin.

d. Perkawinan yang tidak acak. Perkawinan tak acak dapat mengakibatkan alel yang membawa sifat lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi, sedangkan alel dengan sifat yang tidak disukai akan berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi. Perkawinan yang terjadi antar keluarga dekat dapat mengakibatkan frekuensi gen abnormal atau gen resesif.

e. Genetik drift. Genetik Drift merupakan perubahan secara acak pada frekuensi gen dari populasi kecil yang terisolasi. Keadaan ini dapat Anda jumpai pada populasi terisolir kaum Amish di Amerika, ternyata ada yang membawa alel yang menyebabkan sifat cebol satu dari setiap seribu kelahiran. Hasil perkawinan secara acak tidak akan mengubah populasi tertentu. Penghitungan populasi secara acak tersebut dapat ditentukan dengan hukum Hardy Weinberg. Hukum Hardy Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi. Syarat terjadinya prinsip ini adalah:

1. perkawinan secara acak,
2. tidak ada seleksi alam,
3. jumlah populai besar,
4. tidak terjadinya mutasi maju atau surut,
5. tidak ada migrasi.

Secara umum, hukum Hardy Weinberg dapat dirumuskan sebagai berikut.

1. Bila frekuensi alel A di dalam populasi diumpamakan p
2. Frekuensi alel a diumpamakan q
3. Hasil perkawinan heterozigote antara Aa × Aa akan diperoleh hasil sebagai berikut:

1) Homozigot dominan AA = p × p = p2

2) Heterozigot 2 Aa = 2p × q = 2pq

3) Homozigot resesif = aa = q × q = q2

Sehingga persamaan rumusnya adalah:

p2 (AA) + 2 pq (Aa) + q2 (aa)

karena (p + q)2 = 1, maka p + q = 1, sehingga p = 1 – q

D. Spesiasi. Makhluk hidup selalu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama. Perubahan yang terjadi sedikit demi sedikit dapat menghasilkan struktur yang menyimpang dari aslinya, dan akhirnya terbentuk spesies baru. Proses terbentuknya spesies baru disebut spesiasi. Hal-hal yang mempengaruhi terbentuknya spesies baru antara lain sebagai berikut.

1. Domestikasi. Domestikasi merupakan bagian dari usaha pemuliaan tanaman dan hewan. Usaha yang dilakukan yaitu dengan cara membudidayakan tumbuhan dan hewan yang liar untuk dijinakkan. Misalnya budidaya ayam hutan dengan cara dikawinkan dengan ayam kampung akan menghasilkan ayam bekisar. Ayam bekisar merupakan pembentukan spesies baru yang sifatnya mandul. Pada proses domestikasi, tumbuhan dan hewan dapat memiliki sifat yang menyimpang dari jenis aslinya sehingga akan terbentuk spesies yang baru.

2. Poliploidi. Coba Anda ingat pengertian poliploid pada bab 6 tentang mutasi! Poliploid merupakan peristiwa penggandaan jumlah kormosom yang melebihi aslinya, misalnya dari 2n menjadi 3n. Poliploid dapat terjadi melalui dua cara antara lain seperti berikut.

a. Autopoliploidi

Peristiwa ini terjadi pada kromosom homolog atau terjadi dengan sendirinya, mungkin disebabkan karena faktor alam. Faktor-faktor yang menyebabkan autopoliploid antara lain radiasi alam, sinar ultraviolet matahari, dan lain-lain. Adanya faktor-faktor alami tersebut dapat menyebabkan kromosom gagal berpisah. Misalnya bunga Oenthera lamarchiaus yang memiliki kromosom 24 kemudian mengalami poliploid menjadi spesies yang baru yaitu Oenathera gigasyang memiliki kromosom berjumlah 28. Spesies baru yang dihasilkan bersifat mandul.

b. Allopoliploid

Peristiwa ini terjadi pada kromosom nonhomolog yang merupakan peristiwa penggandaan jumlah kromosom akibat peristiwa persilangan. Misalnya semangka dengan kromosom 2n disilangkan dengan semangka yang berkromosom 4n, akan dihasilkan spesies baru yang memiliki kromosom 3n yang bersifat mandul (tidak menghasilkan biji).

3. Mekanisme isolasi. Mekanisme isolasi merupakan proses pembentukan individu baru dengan batasan-batas tertentu. Faktor-faktor yang menjadi pembatas adalah habitat yang berbeda, iklim yang berbeda, gunung yang tinggi, pematangan sel kelamin yang tidak bersama. Mekanisme isolasi dibedakan menjadi tiga.

a. Mekanisme yang mencegah terbentuknya hibrida. Penyebab tidak terbentuknya hibrida antara lain tidak dimungkinkannya adanya pembuahan karena sel sperma tidak dapat mencapai sel telur. Dalam hal ini harus dilakukan pembuahan dengan inseminasi buatan. Peristiwa ini dapat Anda temui pada tanaman tembakau. Kegagalan terbentuknya hibrid juga disebabkan karena embrio yang tidak dapat tumbuh, misalnya pada Rana pipiens.

b. Mekanisme yang mencegah terjadinya perkawinan. Faktor-faktor yang menyebabkan gagal mengadakan perkawinan antara lain seperti berikut.

1) Populasi terpisah secara fisik, misalnya dipisahkan gunung, laut, padang pasir, dan lain-lain. Individu yang spesiesnya sama apabila terpisah habitatnya dan memiliki lingkungan yang berbeda maka akan menghalangi terjadinya perkawinan secara alamiah.

2) Mengalami iklim yang berbeda. Apabila pematangan sel kelamin dari dua individu tidak bersamaan maka hal ini menyebabkan gagal kawin secara alami. Misalnya pada tumbuhan Pinus radiata yang berbunga setiap bulan Februari dan Pinus muricata yang berbunga pada bulan April.

3) Perbedaan perilaku pada spesies mengakibatkan dua spesies terpisah sehingga tidak dapat saling melakukan perkawinan.