Halaman
139
Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:
Hasil yang harus Anda capai:
Teori Asal-Usul
Kehidupan dan Evolusi
Apa yang Anda bayangkan jika mendengar evolusi? Apakah Anda
membayangkan fosil-fosil makhluk hidup yang telah punah? Ataukah
Anda membayangkan seekor ikan menjadi reptil, lalu reptil menjadi
burung bahkan seekor kera menjadi manusia?
Jika bayangan Anda mengenai evolusi berkaitan dengan fosil maka
bayangan Anda benar. Memang teori ini berhubungan dengan fosil-fosil.
Akan tetapi, jika Anda membayangkan evolusi sebagai perubahan satu
individu menjadi individu lain, bayangan Anda kurang tepat. Evolusi tidak
terjadi pada individu, tetapi pada populasi. Evolusi juga terjadi sangat lama,
bahkan Anda belum tentu dapat menyaksikan peristiwa evolusi selama
Anda hidup. Lalu, bagaimana para ilmuwan dapat menyimpulkan evolusi
itu terjadi?
Sebelum Anda mendapat jawaban pertanyaan tersebut, pada bab ini Anda
terlebih dahulu akan mempelajari teori asal-usul kehidupan yang dikemukakan
oleh para ilmuwan. Setelah itu, Anda akan mempelajari teori evolusi. Dijelaskan
pula bukti-bukti dan proses terjadinya evolusi serta perkembangan baru teori
evolusi berdasarkan perkembangan Biologi molekular.
A. Teori Asal-Usul
Kehidupan
B. Teori Evolusi
C. Bukti Evolusi
D. Proses Evolusi
E. Evolusi dan
Klasifikasi
•
menjelaskan teori, prinsip, dan mekanisme evolusi Biologi;
•
mengomunikasikan hasil studi evolusi Biologi;
•
mendeskripsikan kecenderungan baru tentang teori evolusi.
memahami teori evolusi serta implikasinya pada salingtemas.
Sumber:
Jendela IPTEK: Evolusi
, 1997
Fosil dijadikan petunjuk adanya evolusi.
Bab
6
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
140
A. Teori Asal-Usul Kehidupan
Selama ratusan tahun, para ilmuwan telah mengetahui bahwa
makhluk hidup yang ada di bumi beraneka ragam. Dalam keaneka-
ragaman tersebut, para ilmuwan menemukan bahwa pada beberapa
makhluk hidup ditemukan juga beberapa kesamaan.
Sejak lama, para ilmuwan berusaha menjawab sebuah pertanyaan,
bagaimana kehidupan berawal? Untuk menjawab pertanyaan tersebut,
banyak ilmuwan yang mengemukakan berbagai teorinya disertai bukti-
bukti yang mendukung teori tersebut. Meskipun demikian, pertanyaan
tersebut belum dapat sepenuhnya terjelaskan oleh teori-teori tersebut
karena teori-teori tersebut sulit dibuktikan.
Dari banyak teori mengenai asal-usul kehidupan, terdapat dua teori
utama yang dapat diterima secara luas, yakni teori evolusi kimia dan
teori evolusi biologi. Selain kedua teori tersebut, dijelaskan pula sejarah
munculnya teori abiogenesis dan teori biogenesis yang merupakan awal
pemikiran manusia mengenai asal-usul kehidupan.
1.
Teori Abiogenesis
Menurut teori ini, kehidupan terjadi secara spontan dan berasal dari
materi tak hidup. Teori ini, beranggapan bahwa kehidupan berawal dari
benda mati. Misalnya, tikus berasal dari tumpukan sampah dan belatung
berasal dari daging yang membusuk. Teori abiogenesis ini disebut juga
teori
generatio spontanea
.
Teori abiogenesis ini pertama kali dikemukakan oleh
Aristoteles
(384–332 SM). Dengan ditemukannya mikroskop, teori ini semakin
didukung.
ohn eedham
adalah orang yang mendukung teori ini. Pada
pertengahan 1700, ia melakukan percobaan dengan memanaskan kaldu
untuk membunuh semua mikroorganisme yang ada. Kemudian, ia
menuangkan air kaldu ke dalam tabung reaksi dan menutupnya dengan
gabus. Dalam beberapa hari, tabung dipenuhi oleh bakteri. Ia menyim-
pulkan bahwa bakteri dibentuk dari sisa-sisa mikroorganisme yang mati
oleh panas sebelumnya. Dari percobaan tersebut, ia menyimpulkan bahwa
teori abiogenesis adalah benar.
2.
Teori Biogenesis
Munculnya teori biogenesis merupakan bantahan atas teori
abiogenesis. Para pendukung teori ini di antaranya
Francesco Redi
,
Lazzaro Spallanzani
, dan
Louis Pasteur
. Teori biogenesis menyatakan
bahwa kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya. Untuk mendukung
pernyataan ini, dilakukan percobaan oleh para pendukung teori
biogenesis.
Kata Kunci
•
Abiogenesis
•
Biogenesis
•
Generatio spontanea
Sekilas
Biologi
Akhir tahun 1600, banyak orang
percaya mengenai teori
generatio
spontanea
pada hewan. Bahkan
seorang doktor saat itu, Jan Baptist
Van Helmont, membuat resep untuk
membuat tikus, yaitu dengan
melempar biji-bijian dan kain lusuh
ke sudut ruangan.
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Sekilas
Biologi
Aristoteles
(384–322 SM)
Aristoteles adalah seorang filsuf
dan naturalis. Ia merupakan salah
seorang yang memandang alam
secara ilmiah.
Sumber:
Biology
, 1999
1.
Dari manakah Anda berasal?
2.
Apakah evolusi itu?
Tes Kompetensi Awal
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
141
Pada percobaan Lazzaro Spallanzani (1729–1799) digunakan air kaldu
seperti percobaan Needham. Spallanzani merebus air kaldu dalam tabung
I dan II lebih lama dibandingkan percobaan yang dilakukan Needham,
selama satu jam. Hal ini untuk memastikan terbunuhnya semua
mikroorganisme dalam kaldu. Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan
terbuka, sedangkan labu II ditutup dengan cara memanaskan ujung botol.
Setelah beberapa hari, labu I dipenuhi oleh bakteri, adapun pada labu II
tetap tidak ada pertumbuhan bakteri.
Gambar 6.1
Francesco Redi melakukan
percobaan pertama untuk
membuktikan teori biogenesis.
Gambar 6.2
Percobaan Needham, dan
Spallanzani.
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Francesco Redi (1626–1697) melakukan percobaan terhadap sekerat
daging dalam stoples (
Gambar 6.1
). Stoples A diisi dengan sekerat daging
dan stoples B diisi dengan sekerat daging yang
ditutup oleh kain kasa rapat.
Setelah beberapa hari, stoples A banyak dihinggapi lalat dan muncul banyak
belatung kecil. Adapun pada stoples B tidak ditemukan belatung pada daging
yang membusuk. Hasil ini disimpulkan oleh Redi bahwa diperlukan lalat untuk
menghasilkan belatung. Belatung pada daging tersebut berasal dari telur lalat.
Sumber:
www.tolland.k12.ct.us
AB
A
A B
Stoples
terbuka
Stoples
tertutup kasa
Belatung
Kondisi Awal
Kondisi Akhir
Needham
Spallanzani
Kaldu dipanaskan sebentar
Terdapat mikroorganisme
Kaldu dipanaskan satu jam
Tidak ada mikroorganisme
I
II
III
Percobaan Spallanzani ini diperbarui oleh percobaan Louis Pasteur
menggunakan labu leher angsa. Hal ini dikarenakan kritikan para
pendukung teori abiogenesis terhadap percobaan Spallanzani. Mereka
menyatakan bahwa percobaan yang dilakukan Spallanzani menghancurkan
B
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
142
“komponen penyokong kehidupan” dengan tidak adanya udara dan
pemanasan berlebih (Mclaren Rotundo, 1985: 30). Oleh karena itu,
Pasteur menggunakan labu leher angsa. Perhatikan
Gambar 6.3
berikut.
Menumbangkan Teori Abiogenesis
Tujuan
Membuktikan teori biogenesis melalui percobaan yang dilakukan Francesco Redi
Alat dan Bahan
1.
Dua buah stoples
2.
Dua kerat daging segar
3.
Kain kasa dan tali
Langkah Kerja
1.
Bersama kelompok Anda, buatlah percobaan seperti yang dilakukan Francesco
Redi. Masukkan daging dalam stoples A dan B.
2.
Tutup stoples B dengan kain kasa dan ikat dengan tali. Simpan kedua stoples di
tempat terbuka. Amati setelah sepuluh hari. Catatlah keadaan stoples dan daging
pada stoples A dan B dalam tabel seperti berikut.
Aktivitas Biologi 6.1
1
2
3
...
10
Hari ke–
Stoples A
Stoples B
Keadaan
Kedua labu kaldu dipanaskan
Mikroorganisme
Tidak ada
mikroorganisme
Mikroorganisme
dari udara masuk
Mikroorganisme
dari udara
terperangkap
III
III
Percobaan yang dilakukan pada 1861 ini, berhasil menumbangkan
teori abiogenesis. Labu leher angsa yang dipanaskan tetap dapat
memungkinkan udara masuk ke dalam labu, tetapi tidak ada
mikroorganisme yang hidup setelah beberapa hari. Melalui percobaan
ini, Louis Pasteur membuktikan bahwa terdapat mikroorganisme di udara,
air, dan tanah, yang dapat menyebabkan kontaminasi pada air kaldu.
Berdasarkan hasil percobaan, berkembanglah teori biogenesis yang
menyatakan bahwa:
a.
mne vivum e vivo
, semua makhluk hidup berasal dari makhluk
hidup sebelumnya;
b.
mne ovum e vivo
, semua telur berasal dari makhluk hidup; dan
c.
mne ovum e ovo
, semua makhluk hidup dari telur.
Gambar 6.3
Peralatan yang dilakukan oleh Louis
Pasteur
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Sumber:
Biology: Exploring Life
, 1994
Gambar 6.4
Louis Pasteur, seorang tokoh
pendukung teori biogenesis
AB
Kata Kunci
•
Labu leher angsa
•
Omne vivum ex vivo
•
Omne ovum ex vivo
•
Omne ovum ex ovo
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
143
3.
Teori Evolusi Kimia
Teori ini menyatakan bahwa asal-usul kehidupan diawali oleh
terbentuknya senyawa-senyawa organik di atmosfer. Dengan adanya gas-
gas, seperti metana (CH
4
), hidrogen (H
2
), uap air (H
2
O), dan amonia
(NH
3
) di atmosfer serta bantuan energi dari sinar kosmis dan kilatan
halilintar, dapat terbentuk senyawa organik seperti asam amino. Senyawa
organik tersebut terkumpul dalam
sup primordial
(sup purba). Melalui
sup purba inilah kemungkinan kehidupan paling sederhana muncul.
Teori evolusi kimia ini diajukan oleh
A.I. parin
, seorang ahli biokimia
Rusia dan
.B.S. Haldane
, seorang ahli genetika Inggris sekitar 1924. Akan
tetapi, teori ini baru dapat dibuktikan oleh
Stanley Miller
, seorang peneliti
Amerika, pada 1953. Melalui percobaannya, Miller membuat sebuah alat yang
meniru keadaan awal bumi sebelum kehidupan terbentuk (
Gambar 6.6
).
Sumber:
Heath Biology
, 1985;
Biology: Concepts and Connections
, 2006
Alat percobaan Miller tersusun atas tabung kaca yang dilengkapi
dengan kran-kran untuk memasukkan bermacam-macam gas, seperti
metan (CH
4
), uap air (H
2
O), hidrogen (H
2
), dan amonia (NH
3
). Mirip
gas-gas yang terdapat di atmosfer bumi awal. Tabung tersebut dilengkapi
dengan dua elektroda yang dihubungkan dengan listrik 75.000 volt untuk
menghasilkan bunga api listrik sebagai pengganti halilintar.
Gambar 6.5
Gambaran seniman terhadap bumi
primitif
Gambar 6.6
(a) Susunan alat yang digunakan
oleh Miller. (b) Stanley Miller yang
mencoba mengulang kembali
penelitiannya.
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Pertanyaan
1.
Apakah yang terjadi pada stoples I dan II pada akhir pangamatan?
2.
Adakah belatung pada daging stoples II? Jika ada, mengapa hal tersebut dapat terjadi?
3.
Apakah kesimpulan dari percobaan ini?
Katup untuk
memasukan zat
Arus listrik
menciptakan
bunga api
Metan
amonia
uap air
hidrogen
Kondensor
Air keluar
Air masuk
Air dan asam
amino
Jebakan
Air mendidih
(a)
(b)
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
144
Setelah beberapa hari, air penampungan dari rangkaian tabung kaca
Miller berubah warna. Setelah dianalisis, perubahan warna air
penampungan karena adanya asam amino dalam air. Seperti Anda ketahui,
asam amino merupakan zat organik pembentuk protein. Hal ini
membuktikan bahwa zat anorganik (materi tidak hidup) dapat
membentuk setidaknya zat organik yang terdapat pada makhluk hidup.
Pembentukan asam amino pada sup purba dapat menjadi langkah pertama
dalam evolusi yang menghasilkan makhluk hidup.
Banyak penelitian lain yang mirip dilakukan setelah percobaan Miller
dengan menggunakan sumber energi lain dan gas-gas yang berbeda.
Semua percobaan mencoba membangun kembali keadaan awal bumi yang
mungkin terjadi. Percobaan tersebut memperlihatkan bahwa pada
keadaan seperti awal bumi, asam amino dapat terbentuk dan bersama-
sama membentuk molekul, seperti protein. Diperlukan langkah-langkah
yang panjang dan rumit dari pembentukan molekul organik hingga
membentuk satu sel makhluk hidup. Hal ini karena, satu sel paling
sederhana pun mengandung sepuluh hingga ribuan makromolekul.
4.
Teori Evolusi Biologi dan Asal-Usul Kehidupan
A.I. Oparin dalam bukunya
Asal ula Ter adinya ehidupan
(
The
rigin of ife
), mengemukakan bahwa asal-usul kehidupan terjadi di
lautan melalui pembentukan senyawa-senyawa organik dari senyawa-
senyawa sederhana, seperti H
2
O, CO
2
, CH
4
, NH
3
, dan H
2
yang memang
berlimpah pada saat itu. Pembentukan senyawa organik ini dibantu oleh
energi radiasi benda-benda angkasa yang juga sangat intensif pada saat
itu. Senyawa kompleks pertama diduga semacam alkohol dan asam amino
yang selama jutaan tahun senyawa-senyawa ini bereaksi membentuk
senyawa yang lebih kompleks, seperti asam organik, purin, dan pirimidin.
Senyawa-senyawa ini merupakan bahan pembentuk sel.
Senyawa kompleks sederhana saat itu begitu berlimpah, baik di lautan
maupun di permukaan bumi sehingga membentuk kompleks yang disebut
sup purba atau sup primordial. Setelah terbentuknya sup purba,
pembentukan materi genetik dan membran sel merupakan dua langkah
penting sebelum adanya kehidupan (Campbell, 2006: 320). Materi genetik
pertama dan enzim pertama kemungkinan berupa RNA.
Gen pertama berupa RNA rantai pendek yang dapat bereplikasi
sendiri tanpa bantuan protein. Proses replikasi RNA ini dapat terjadi
melalui bantuan molekul RNA yang berfungsi sebagai katalis. Para
ilmuwan telah menemukan RNA yang disebut
ribozim
dan dapat
berfungsi mirip katalis. Selanjutnya, terjadi kerja sama antarmolekul yang
menyebabkan terjadinya translasi primitif dari gen RNA sederhana
menjadi polipeptida. Translasi ini tidak menggunakan ribosom atau RNA.
Kumpulan molekul tersebut akan terkumpul ke dalam bulatan membran
mikroskopis yang terbuat dari fosfolipid. Bentuk kumpulan molekul dalam
membran tersebut dikenal dengan
protobion
(
Gambar 6.7
).
Adanya kerja sama antarmolekul memberikan kemampuan pada
protobion untuk bereplikasi dan melakukan metabolisme primitif.
Protobion berkembang menjadi bentuk kompleks yang mengandung DNA
dan dapat menggunakan banyak bahan mentah dari lingkungan.
Sumber:
Biology: Concepts &
Connections
, 2006
Membran
Polipeptida
RNA
Gambar 6.7
(a) Membran membentuk bola
buatan yang terbuat dari fosfolipid.
(b) Gambaran sebuah protobion
beserta isinya.
Kata Kunci
•
Evolusi kimia
•
Senyawa organik
•
Sup primordial
(a)
(b)
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
145
Prokariot
Pembentukan tata
surya dan bumi
Atmosfer dengan oksigen
Eukariot
uniselular
Eukariot
multiselular
Tumbuhan darat
Hewan
Paleozoic
Mesozoic
Cenozoic
Manusia
Archaeaneon
Proterozoiceon
Miliaran tahun yang lalu
Gambar 6.8
Analogi jam geologi dengan
beberapa kejadian penting dalam
sejarah bumi.
Sumber:
Biology: Concepts & Connections
, 2006
Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa eukariot terbentuk setelah
prokariot. Masih ingatkah Anda perbedaan makhluk hidup prokariot dan
eukariot? Eukariot memiliki membran inti. Secara umum, eukariot memiliki
struktur sel yang lebih kompleks. Bagaimanakah eukariot terbentuk?
Dapatkah eukariot terbentuk dari prokariot?
Terdapat dua teori mengenai pembentukan eukariot dari prokariot,
yaitu teori
pelekukan membran
(
membrane infolding
) dan
teori
endosimbiosis
. Teori pelekukan membran menjelaskan bahwa semua
organel bermembran pada sel eukariot, kecuali mitokondria dan kloroplas,
terbentuk dari pelekukan membran ke arah dalam. Pelekukan ini
membentuk membran inti dan retikulum endoplasma.
Adapun teori endosimbiosis menjelaskan pembentukan mitokondria
dan kloroplas yang berasal dari pengabungan atau simbiosis sel prokariot
ke dalam sel prokariot lain yang lebih besar.
ndo
berarti di dalam,
simbiosis
Kata Kunci
•
Ribozim
•
Protobion
•
Prokariot
•
Eukariot
•
Pelekukan membran
•
Endosimbiosis
Sekilas
Biologi
Stromatolit adalah sedimen
berbentuk kubah yang terbentuk
dari kumpulan kubah yang
terbentuk dari kumpulan
Cyanobacteria. Fosil stromatolit
adalah bukti kehidupan paling awal
di bumi. Beberapa stromatolit dari
bagian barat Australia diperkirakan
telah berusia 3,5 milyar tahun.
Sumber:
Concise Encyclopedia Nature
, 1994
Secara berangsur-angsur protobion digantikan organisme yang dapat
membuat molekul yang dibutuhkannya sendiri (autotrof) dengan bantuan
cahaya matahari (fotoautotrof) atau molekul berenergi tinggi dari
lingkungannya (kemoautotrof). Adanya autotrof memicu munculnya
makhluk hidup yang dapat memanfaatkan produk autotrof, misalnya
heterotrof, atau merupakan autotrof juga. Autotrof dan heterotrof yang
bergantung pada makhluk hidup ini merupakan prokariot pertama.
Prokariot menguasai bumi dari 3,5–2 milyar tahun yang lalu. Selama
periode tersebut, prokariot mengubah atmosfer bumi sehingga
menyebabkan oksigen muncul 2,7 milyar tahun yang lalu sebagai hasil
fotosintesis prokariot. Perhatikan bagan skala waktu geologi pada
Gambar
6.8
berikut ini.
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
146
berarti hidup bersama. Teori ini dikemukakan oleh
Lynn Margulis
.
Mitokondria diduga berasal dari kelompok Alpha Proteobacteria,
sedangkan kloroplas berasal dari Cyanobacteria. Perhatikan
Gambar 6.
.
Waktu
DNA
Nenek moyang
prokariot
Sitoplasma
Membran luar
mengalami pelekukan
ke dalam
Retikulum
endoplasma
Membran inti
Nukleus
Mitokondria
Pemasukan
prokariot
heterotrof
aerobik
Mitokondria
Pemasukan
prokariot
fotoautotrof
Nenek moyang
eukariot
heterotrof
Nenek moyang
eukariot
fotoautotrof
Plastida
Sel dengan
nukleus dan
sistem
endomembran
Gambar 6.9
Model pembentukan sel eukariot
berdasarkan teori pelekukan
membran dan endosimbiosis.
Sumber:
www.faculty.ircc.edu
Fosil tertua yang diyakini para ilmuwan sebagai eukariot berasal dari
sekitar 2,1 milyar tahun yang lalu. Eukariot ini merupakan nenek moyang
Protista uniselular (alga) yang kita kenal sekarang. Bagaimana eukariot
uniselular berevolusi hingga terbentuk makhluk hidup multiselular, seperti
hewan dan tumbuhan sekarang ini?
Pembentukan makhluk hidup eukariot multiselular terjadi dalam
beberapa tahap. Nenek moyang makhluk hidup multiselular diduga berasal
dari koloni Protista uniselular. Pada koloni, sel hasil pembelahan dan
individunya tetap menempel pada koloni. Selanjutnya, sel-sel dalam
koloni terspesialisasi dan saling bergantung satu sama lain. Setiap satu
jenis sel semakin terspesialisasi, baik bentuk maupun maupun fungsinya.
Akhirnya, spesialisasi sel-sel mencapai perbedaan antara sel seks (sel
gamet) dan sel tubuh (sel somatis). Melalui evolusi milyaran tahun, nenek
moyang eukariot membentuk ganggang, jamur, hewan, dan tumbuhan.
Sekitar 500 juta tahun lalu, semua kehidupan berada di lautan dan mulai
memasuki daratan. Beberapa alga hijau yang hidup di sekitar danau
diduga memiliki hubungan dengan tumbuhan darat primitif.
Evolusi lebih lanjut menyebabkan keanekaragaman makhluk hidup
di muka bumi. Berikut ini gambaran tentatif evolusi pada eukariot
(
Gambar 6.1
). Apakah yang dimaksud dengan tentatif?
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
147
Sumber:
Biology: Concepts & Connections
, 2006
Diplomonad
Euglenozoa
Dinoflagellata
Apicomplexa
Ciliata
Jamur air
Diatom
Alga coklelat
Amoeba
Jamur lendir plasmodial
Jamur lendir seluler
Fungi
Choanoflagellates
Hewan
Algae merah
Algae hijau
Keturunan terdekat tumbuhan
Tumbuhan
Alveolates
Amoebozoa
Stramenopilia
Nenek moyang eukariot
Gambar 6.10
Gambaran tentatif evolusi pada
eukariot
1.
Jelaskan perbedaan antara teori abiogenesis dan
biogenesis.
2.
Apakah tujuan dibuatnya labu leher angsa pada
percobaan Louise Pasteur?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman
Subbab A
3.
Apakah yang dibuktikan oleh percobaan Stanley
Miller?
4.
Jelaskan teori-teori yang menjelaskan pembentukan
makhluk hidup prokariot menjadi eukariot.
B. Teori Evolusi
Evolusi berasal dari kata
evolve
yang artinya perubahan. Dengan
demikian, evolusi dapat diartikan sebagai perubahan atau perkembangan
struktur makhluk hidup menjadi lebih adaptif dalam waktu yang lama.
Evolusi ini terjadi secara perlahan dan terjadi pada populasi makhluk
hidup.
Perkembangan teori evolusi terjadi pada abab ke–19, ketika banyak
ditemukan berbagai fosil makhluk hidup yang telah punah. Sebelumnya,
pada awal abab ke 18, banyak ilmuwan yang percaya bahwa spesies tidak
mengalami perubahan sehingga penemuan-penemuan fosil makhluk hidup
yang telah punah tidak dapat dijelaskan oleh teori-teori pada saat itu.
Pada akhir abab ke–18, ilmuwan mengembangkan teori yang menjelaskan
perubahan makhluk hidup dari waktu ke waktu.
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
148
1.
Teori Evolusi Lamarck
Berdasarkan bukti-bukti fosil yang ada,
ean Baptiste de Lamarck
mengemukakan teori evolusi pada 1809, tahun saat Darwin dilahirkan.
Lamarck mengungkapkan bahwa makhluk hidup berevolusi sebagai respon
terhadap perubahan lingkungannya. Berevolusi, maksudnya makhluk
hidup berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Oleh karena itu,
Lamarck merupakan orang pertama yang menyatakan bahwa makhluk
hidup melakukan evolusi.
Teori evolusi Lamarck menjelaskan dua fakta penting, yaitu sebagai
berikut.
a.
Pertama, mengenai penemuan fosil yang memperlihatkan bahwa
makhluk hidup di masa lampau berbeda dengan yang hidup saat ini.
b.
Kedua, teorinya menjelaskan mengapa setiap makhluk hidup
memiliki adaptasi yang baik terhadap lingkungannya.
Lamarck memperlihatkan bahwa setiap makhluk hidup memiliki
adaptasi yang sesuai dengan cara hidupnya. Gajah memiliki belalai yang
panjang untuk mengumpulkan makanan; singa memiliki cakar yang kuat
dan taring untuk menangkap mangsa; dan rusa memiliki kaki panjang
yang lincah untuk menghindari predator.
Lamarck juga mengajukan suatu penjelasan mengenai mekanisme
evolusi. Menurut Lamarck, makhluk hidup mengembangkan ciri khusus
melalui organ yang digunakan dan tidak digunakan (
use and disuse
). Oleh
karena itulah, mekanisme evolusi Lamarck disebut juga teori
use and
disuse
. Lamarck mencontohkan bahwa rusa yang sering berlari cepat
menghindari serigala akan mengembangkan otot lari yang kuat. Sifat
yang dibentuk oleh makhluk hidup selama hidupnya disebut ciri atau
sifat yang didapatkan. Lamarck percaya bahwa ciri atau sifat yang didapat
tersebut dapat diwariskan. Bagaimanakah menurut pendapat Anda?
2.
Teori Evolusi Darwin
Sekitar 50 tahun setelah Lamarck mengajukan teori evolusinya,
Charles Darwin
, seorang naturalis asal Inggris, mengajukan teorinya yang
mengubah pemikiran banyak ahli biologi.
a.
Perjalanan Darwin
Charles Darwin, waktu itu berumur 22 tahun, ikut dalam perjalanan
kapal HMS Beagle. Kapal tersebut ditugaskan untuk berlayar ke berbagai
tempat dan memetakan pesisir Amerika Selatan.
Selama perjalanan ke berbagai tempat, Darwin menemukan berbagai
macam fosil hewan-hewan yang punah. Beberapa di antaranya mirip
dengan hewan yang masih ada. Berdasarkan pengalamannya, Darwin
menemukan banyak variasi dalam bentuk, habitat, dan distribusi geografis
hewan dan tumbuhan.
Perjalanan Darwin akhirnya sampai di kepulauan Galapagos. Di
tempat ini, variasi antarhewan dan tumbuhan terlihat lebih jelas. Darwin
menemukan kura-kura raksasa dan iguana galapagos yang mirip kadal,
tetapi berenang di air dan memakan rumput laut. Darwin memperlihatkan
bahwa terdapat variasi pada hewan tertentu berdasarkan bentuk tubuh
dan fungsinya dari pulau ke pulau. Hal tersebut terlihat jelas pada populasi
burung Finch.
Sekilas
Biologi
Jean Baptise de Lamarck
(1744-1829)
Jean Baptise de Lamarck
termasuk orang pertama yang
mengajukan teori tentang evolusi.
Pendapat Lamarck ini membuat
banyak orang berpikir tentang
evolusi.
Sumber:
Jendela IPTEK: Evolusi
, 1996
Kata Kunci
•
Adaptasi
•
Darwin
•
Lamarck
•
Seleksi alam
•
Teori
use and disuse
Gambar 6.11
HMS Beagle yang membawa Darwin
ke berbagai tempat.
Sumber:
Biology for You
, 2002
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
149
Berdasarkan pengamatannya, Darwin mencatat dua konsep penting.
1) Perbedaan antara populasi yang berkerabat, memperlihatkan adaptasi
terhadap lingkungan yang berbeda. Dalam biologi, adaptasi berarti
semua ciri makhluk hidup secara genetis yang membuat individu
atau spesies tersebut dapat bertahan hidup pada lingkungannya.
2) Variasi dalam bentuk tubuh dan tingkah laku, terakumulasi dalam
kelompok terpisah. Beberapa variasi ini, melalui seleksi alami, menjadi
sifat yang teradaptasi.
b.
Teori Darwin
Pada tahun 1859 setelah kembali ke Inggris, Darwin mempublikasikan
bukunya yang berjudul
The rigin of Species by eans of Natural Selection
.
Darwin bukanlah satu-satunya yang mengungkapkan seleksi alam.
Seorang naturalis Inggris lainnya,
Alfred Russell allace
, yang
mempelajari tumbuhan dan hewan di Brazil dan di Asia Tenggara
(Malaysia dan Indonesia) juga memiliki pendapat yang sama.
Sumber:
Biology: Discovering Life
, 1991
Gambar 6.12
Variasi bentuk paruh dan jenis
makanan pada burung Finch yang
diamati Darwin.
Finch pohon
insektivora
kecil
Finch
pelatuk kayu
Finch
penyanyi
Finch tanah
pemakan
kaktus
Finch tanah
paruh runcing
Finch tanah
kecil
Finch tanah
sedang
Finch tanah
besar
Finch pohon
vegetarian
Finch pohon
insektivora besar
Kemungkinan nenek
moyang Finch,
Valatinia jacarina
Pemakan
buah
Pemakan
kaktus
Pemakan biji-bijian
Finch tanah
Pemakan serangga
Sumber:
Essential of Biology
, 1990
Gambar 6.13
(a) Charles Darwin pada usia 31
tahun, dan (b) Alfred Russel Wallace
pada usia 42 tahun.
(a)
(b)
F
i
n
c
h
p
o
h
o
n
P
e
n
g
a
r
u
h
p
e
n
g
h
a
n
c
u
r
P
e
n
g
a
r
u
h
p
e
n
g
g
e
n
g
g
a
m
P
a
r
u
h
l
u
r
u
s
F
i
n
c
h
p
e
n
y
a
n
y
i
P
a
r
u
h
p
e
n
j
e
p
i
t
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
150
Kompetisi
Kompetisi
Seperti halnya Lamarck, Darwin menyatakan bahwa makhluk hidup
secara perlahan berevolusi sebagai adaptasi terhadap lingkungannya.
Namun, Darwin mengajukan mekanisme yang berbeda sebagai penyebab
perubahan dalam spesies.
Berbeda dengan Lamarck, Darwin menyadari adanya variasi dalam
populasi spesies. Variasi inilah yang dapat diwariskan, bukannya sifat yang
didapat seperti yang diajukan Lamarck. Darwin mengamati bagaimana para
petani dan peternak melakukan seleksi terhadap hasil penyilangan untuk
mendapatkan tanaman atau hewan dengan sifat unggul. Kemudian,
tanaman atau hewan unggul inilah yang akhirnya dikembangkan sehingga
didapatkan populasi hewan atau tanaman dengan sifat unggul. Darwin
kemudian mengajukan suatu hipotesis bahwa cara seleksi yang sama terjadi
di alam. Darwin menamai proses ini dengan seleksi alam (
natural selection
).
Seleksi alam merupakan hasil dari interaksi antara populasi dan
lingkungannya. Darwin menyadari bahwa di alam banyak makhluk hidup
yang menghasilkan keturunan lebih banyak daripada yang dapat bertahan
hidup. Contohnya, katak menghasilkan ratusan telur. Akan tetapi, hanya
sebagian keturunannya saja yang dapat menghasilkan keturunan pada
generasi selanjutnya. Banyak kejadian alam seperti predasi dan bencana alam
yang menyebabkan sebagian keturunan tidak dapat bertahan
untuk
menghasilkan keturunan baru. Darwin menjelaskan proses ini sebagai
kompetisi.
Gambar 6.14
Seleksi alam menurut Darwin.
Anggota populasi dengan sifat yang
sesuai dengan lingkungannya akan
bereproduksi secara sukses
sehingga akhirnya mendominasi.
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Darwin kemudian mengungkapkan bahwa hanya individu yang sesuai
dengan lingkungannya saja yang akan bertahan dan menghasilkan
keturunan. Proses ini disebut “
survival of the fittest
” (individu yang sesuai
bertahan hidup).
Teori seleksi alam yang dikemukakan Darwin dapat disimpulkan
sebagai berikut (Mclaren Rotundo, 1985: 210).
1) Spesies memiliki kemampuan untuk menghasilkan keturunan yang
banyak.
2) Sumber daya alam di bumi terbatas. Oleh karena itu, terjadi kompetisi
untuk bertahan hidup di antara keturunan pada setiap generasi.
3) Terdapat variasi dalam populasi makhluk hidup. Tidak terdapat dua
individu yang sama persis. Variasi ini umumnya dapat diwariskan.
4) Proses ini berlangsung dari generasi ke generasi. Populasi lambat laun
menjadi teradaptasi lebih baik terhadap lingkungannya.
Perlu diperhatikan bahwa variasi dalam populasi terjadi secara acak.
Variasi tidak timbul akibat respons terhadap lingkungannya. Seleksi alam
“menyeleksi” sifat yang telah ada dalam kolam gen (
gen pool
).
olam gen
atau
lungkang gen
ini merupakan jumlah total seluruh gen dalam populasi
pada suatu waktu tertentu.
Seleksi alam sebenarnya telah
terjadi pada manusia saat fertilisasi.
Dari 300–500 juta sperma yang
memasuki rahim ibu, hanya satu
sperma terkuat yang membuahi telur
dan berkembang menjadi individu.
Fakta
Biologi
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
151
Pada saat itu, Darwin tidak mengetahui prinsip genetika modern.
Kini, para ilmuwan mengetahui bahwa mutasi dapat terjadi pada makhluk
hidup. Mutasi sebagai penyebab variasi dapat berguna bagi lingkungan.
Jika mutasi yang terjadi berguna, hal tersebut dapat meningkatkan
kemungkinan bertahan hidup makhluk tersebut.
c.
Seleksi Alam
Darwin menjelaskan bahwa evolusi terjadi melalui seleksi alam.
Bagaimana cara seleksi alam menyebabkan evolusi? Kapankah seleksi
alam terjadi?
Seleksi alam terjadi pada populasi suatu spesies. Mengapa? Hal ini
karena di dalam populasi terdapat bahan mentah evolusi, yaitu variasi
genotipe dan fenotipe. Terdapat tiga kemungkinan seleksi alam yang
berpengaruh terhadap populasi, yaitu seleksi stabilisasi, seleksi terarah,
dan seleksi memecah belah. Perhatikan
Gambar 6.15
berikut.
Populasi
yang
berevolusi
Populasi
awal
Populasi awal
Fenotipe (warna bulu)
Seleksi stabilisasi
Seleksi terarah
Seleksi memecah belah
Banyaknya individu
Sumber:
Biology: Concepts & Connections
, 2006
Gambar 6.15
Tiga kemungkinan seleksi alam
terhadap populasi tikus.
Pada gambar tersebut, seleksi alam dicontohkan terjadi pada populasi
tikus dengan variasi warna bulu terang hingga gelap. Grafik paling atas
memperlihatkan frekuensi populasi normal tikus.
1) Seleksi Stabilisasi
Seleksi ini menguntungkan varian yang paling umum. Pada
Gambar 6.15
,
seleksi ini menghilangkan tikus dengan warna terang dan gelap. Seleksi
ini cenderung mengurangi variasi populasi dan mempersulit terjadinya
evolusi dalam populasi. Seleksi ini contohnya terjadi pada berat badan
bayi manusia yang baru dilahirkan. Pada bayi, jika berat badan kurang
atau lebih dari 3–4 kg, memiliki tingkat mortalitas tinggi.
2) Seleksi Terarah
Pada seleksi ini terjadi tekanan pada salah satu variasi yang tidak umum
sehingga menyebabkan pergeseran jumlah populasi. Pada
Gambar 6.15
,
seleksi ini terjadi pada varian tikus warna terang sehingga rentang
Kata Kunci
•
Gene pool
•
Seleksi memecah belah
•
Seleksi
•
Seleksi stabilisasi
•
Seleksi terarah
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
152
populasi bergeser ke varian bulu gelap. Hal ini contohnya terjadi pada
serangga yang terkena insektisida. Hanya serangga yang kebal terhadap
insektisida saja yang dapat menghasilkan keturunan.
3) Seleksi Memecah Belah
Seleksi ini terjadi ketika kondisi lingkungan bervariasi sehingga
populasi terpecah berdasarkan kesukaan varian-varian dalam populasi.
Pada populasi tikus di
Gambar 6.15
, hal tersebut dapat terjadi ketika
terdapat dua daerah dengan warna tanah berbeda sehingga
menguntungkan dua varian tikus (terang dan gelap) dari predasi
pemangsa. Meskipun jarang terjadi, seleksi memecah belah sangat penting
karena dapat memicu terbentuknya variasi yang sangat berbeda dalam
satu spesies hingga terbentuk spesies baru (spesiasi). Spesiasi akan Anda
pelajari lebih dalam pada subbab berikutnya.
Seleksi Alam
Tujuan
Melakukan simulasi seleksi alam
Alat dan Bahan
1.
Satu lembar kertas warna hijau
2.
Satu lembar kertas warna kuning
3.
Satu lembar kertas warna merah
Langkah Kerja
1.
Bersama kelompok Anda, buatlah 20 bulatan kecil setiap kertas warna
menggunakan pembolong kertas.
2.
Taburkan 60 bulatan kertas warna tersebut di rurumputan dekat kelas Anda.
Mintalah salah seorang teman Anda untuk mengambil bulatan kertas-kertas
tersebut dalam jangka waktu satu menit.
3.
Catatlah banyaknya bulatan kertas yang terambil berdasarkan warnanya. Catat
dalam tabel seperti berikut.
Aktivitas Biologi 6.2
4.
Lakukan hal tersebut pada teman sekelompok yang lain. Buatlah kesimpulan
percobaan ini.
Pertanyaan
1.
arna apakah yang paling banyak terambil? Mengapa?
2.
Jika warna kertas diibaratkan variasi populasi burung nuri, burung nuri manakah
yang mampu beradaptasi dengan baik?
3.
Tipe seleksi apakah yang terjadi pada burung nuri tersebut?
Hijau
arna
ama Siswa
Kuning
Merah
umlah
Rata Rata
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
153
3.
Perbandingan Teori Darwin dan Lamarck
Teori Darwin dan teori Lamarck keduanya menyatakan bahwa evolusi
spesies terjadi berangsur-angsur dari satu generasi ke generasi selanjutnya.
Akan tetapi, penyebab dan mekanisme terjadinya perbedaan tersebut
dijelaskan secara berbeda oleh kedua teori tersebut.
Salah satu contoh evolusi yang terkenal adalah mengenai evolusi
panjang leher zarafah. Baik Darwin maupun Lamarck, keduanya
menjelaskan bahwa panjang leher zarafah merupakan hasil dari evolusi.
Lamarck menjelaskan bahwa panjang leher zarafah terjadi karena aktivitas
nenek moyang zarafah. Menurut Lamarck, dahulu leher zarafah tidak
panjang. Akan tetapi, karena makanannya dedaunan pada pohon yang
tinggi, zarafah menggapai-gapai hingga lehernya menjadi panjang. Sifat
leher yang panjang ini, kemudian diwariskan kepada keturunannya
sehingga akhirnya semua zarafah memiliki leher yang panjang.
Gambar 6.16
(a) Penjelasan Lamarck dan
(b) Darwin terhadap evolusi panjang
leher zarafah
Sumber:
www.tparents.org
(a)
Nenek moyang zarafah memiliki leher
pendek
Mereka sering mengapai makanan yang
tinggi sehingga lehernya panjang.
Ciri leher panjang diturunkan kepada
keturunannya
Menurut Lamarck
Berbeda dengan Lamarck, Darwin menjelaskan bahwa panjang leher
zarafah berbeda-beda karena adanya variasi dalam populasi zarafah. Pada
populasi zarafah, terdapat sebagian zarafah yang berleher lebih panjang
daripada lainnya. Ketika makanan zarafah tinggi, zarafah dengan leher
pendek tidak dapat bertahan dan mati. Hal tersebut menyisakan zarafah
(b)
Terdapat variasi leher zarafah, yakni
pendek, sedang, dan panjang
Zarafah leher tinggi mampu
menghasilkan keturunan dan
mendominasi populasi
Menurut Darwin
Zarafah leher pendek dan sedang tidak
mampu bertahan karena tidak mampu
mengapai makanan, menyisakan zarafah
leher tinggi
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
154
dengan
leher
panjang
yang dapat bertahan hidup. Perhatikan kembali
Gambar 6.16
. Selama beberapa generasi terjadi seleksi yang sama.
Akibatnya, zarafah yang berleher panjang akan tetap bertahan hidup dan
menghasilkan keturunan zarafah yang berleher panjang, seperti yang Anda
lihat kini.
Perbedaan penting antara teori Lamarck dan Darwin terjadi pada
penjelasan variasi dalam populasi. Pada penjelasan Lamarck, variasi terjadi
sebagai hasil dari perubahan lingkungan. Ketika makanan semakin tinggi,
leher zarafah berevolusi semakin panjang. Menurut Darwin, variasi terbentuk
dengan sendirinya, bukan sebagai respons terhadap kondisi lingkungan.
Seperti yang telah Anda pelajari pada bab sebelumnya, gen tidak
bermutasi sebagai respons terhadap lingkungan dan bagi yang mem-
butuhkannya. Percobaan-percobaan pada genetika modern mendukung
teori Darwin dan tidak ada satupun penjelasan yang mendukung
penjelasan Lamarck.
(a)
(b)
Gambar 6.17
Beberapa fosil yang ditemukan.
Sumber:
Botany,
1995;
Essentials of Biology
, 1990
1.
Jelaskan teori evolusi menurut Lamarck.
2.
Jelaskan teori evolusi menurut Darwin.
3.
Apa perbedaan penjelasan evolusi leher zarafah
menurut Lamarck dan Darwin?
4.
Sebutkan tiga macam seleksi alam yang dapat terjadi
pada populasi.
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman
Subbab B
C. Bukti Evolusi
Buku Darwin,
rigin of Species
, mengandung beberapa bukti tidak
langsung yang memperlihatkan bahwa evolusi terjadi. Contohnya, Darwin
menjelaskan bukti dari catatan fosil untuk memperlihatkan bahwa bentuk
kehidupan lain pernah ada di bumi. Oleh karena evolusi terjadi dalam waktu
yang sangat lama, sangatlah sulit untuk melihat dan mengamati evolusi secara
langsung. Sejak teori Darwin diteruskan, para ahli biologi telah banyak
mengumpulkan informasi baru untuk mendukung teori evolusi.
1.
Bukti Fosil
Fosil merupakan catatan sejarah kehidupan paling penting. Kata fosil
berasal dari bahasa latin,
fodere
, artinya menggali. Oleh karena itu, fosil
dapat diartikan sebagai sisa-sisa makhluk hidup yang telah membatu atau
terperangkap di dalamnya. Fosil yang ditemukan dapat berupa tulang-
tulang dan jejak yang membatu (
Gambar 6.17
). Ilmu tentang fosil disebut
Paleontologi.
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
155
Zaman
Saat ini
Pleistosin
Kini
(5.000 tahun)
Pliosin
Miosin
Oligosin
Eosin
Tengah
Awal
Akhir
Tengah
Awal
Akhir
Tengah
Awal
Akhir
Tengah
Awal
Akhir
Equus
Calippus
Nannippus
Hipparion
Neohipparion
Megahippus
Hippidion
Pilohippus
Merychippus
Parahippus
Miohippus
Mesohippus
Epihippus
Hyracotherium
Anchitherium
Archaeo
hippus
Hypohippus
2
7
26
38
54
Orohippus
Hasil penelitian menunjukkan bahwa banyak fosil yang berasal dari
makhluk hidup yang telah punah. Namun, terdapat juga beberapa fosil
dari makhluk hidup yang ternyata masih ada atau mirip dengan yang
masih ada sekarang.
Fosil biasanya ditemukan secara kebetulan dan jarang sekali
ditemukan fosil dalam keadaan utuh. Terdapat beberapa faktor yang
menyebabkan jarang ditemukannya fosil dalam keadaan utuh, yaitu:
1.
pengaruh angin, aliran air, dan bakteri pembusuk;
2.
terdapat beberapa organisme atau bagiannya yang tidak dapat
membatu;
3.
terjadi lipatan batuan bumi akibat gempa bumi, tanah longsor, dan
letusan gunung berapi;
4.
hewan-hewan pemakan bangkai yang sering membawa bagian tubuh
bangkai ke tempat lain.
Salah satu fosil yang ditemukan dalam keadaan lengkap adalah fosil
kuda. Fosil kuda ini ditemukan pada hampir semua periode geologi.
Perhatikan
Gambar 6.18
berikut.
Gambar 6.18
Evolusi kuda berdasarkan penemuan
fosil
Sumber:
Essentials of Biology
, 1990
Sekilas
Biologi
Ketika banyak tengkorak seperti
di atas ditemukan di Mediterania,
orang Yunani purba membayangkan
manusia raksasa bermata satu. Hal ini
menimbulkan legenda siklop
bermata satu. Padahal, ini adalah
tengkorak gajah.
Sumber:
Ilmu IPTEK: Evolusi
, 1996
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
156
Dalam
Gambar 6.18
, terlihat pohon filogenetik dan penampakan
kuda berdasarkan gambaran pelukis terhadap fosil yang ditemukan.
Pohon
filogenetik
adalah pohon yang memperlihatkan kekerabatan (filogeni)
makhluk hidup. Dari gambar tersebut terlihat bahwa ukuran kuda
cenderung membesar dari waktu ke waku. Berdasarkan pohon filogenetik
tersebut juga, banyak cabang dari pohon kekerabatan kuda ini yang
akhirnya punah.
2.
Homologi
Struktur fisik makhluk hidup memberikan petunjuk akan nenek
moyangnya. Teori evolusi Darwin menyatakan bahwa satu spesies dapat
membentuk spesies yang lain.
Gambar 6.1
memperlihatkan struktur tungkai depan beberapa
hewan. Tungkai depan burung memiliki fungsi yang berbeda dibandingkan
kuda atau anjing, namun mereka semua memiliki struktur tulang yang
mirip. Persamaan struktur ini merupakan petunjuk bahwa hewan-hewan
ini memiliki nenek moyang yang sama. Ketika spesies yang berbeda
berevolusi, seleksi alam menghasilkan modifikasi yang teradaptasi pada
lingkungan yang berbeda. Struktur tubuh dengan fungsi berbeda, tetapi
mempunyai bentuk asal yang sama disebut
struktur homolog
.
Salah satu petunjuk evolusi adalah adanya organ
vestigial
. Organ
vestigial adalah organ kecil atau organ yang tidak lengkap dan tidak
memiliki fungsi tertentu. Berdasarkan teori evolusi, organ vestigial adalah
organ yang dulunya mempunyai fungsi tertentu. Beberapa contoh organ-
organ vestigial, yakni tulang yang diduga bekas kaki pada ikan paus;
usus buntu dan tulang ekor pada manusia.
Gambar 6.19
Struktur homolog tungkai depan
beberapa hewan.
Anjing
Kuda
Burung
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Gambar 6.20
Tulang vestigial pada tulang rangka
ikan paus.
Sumber:
Heath Biology
, 1985
3.
Embriologi Perbandingan
Petunjuk evolusi dapat juga ditemukan pada perkembangan
beberapa organisme. Perkembangan sel telur yang sudah dibuahi hingga
dilahirkan disebut embrio. Adapun ilmu tentang perkembangan organisme
ini disebut Embriologi.
Ketika membandingkan perkembangan organisme yang dekat
kekerabatannya, terkadang sulit untuk membedakan tahap awal satu
spesies dengan spesies lainnya. Perhatikan gambar (
Gambar 6.21
).
Kata Kunci
•
Embriologi
•
Filogenetik
•
Filogeni
•
Fosil
•
Organ vestigial
•
Struktur homolog
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
157
Ikan
Salamander
Kura Kura
Burung
Kelinci
Manusia
Gambar 6.21
Perbandingan embrio pada
beberapa vertebrata
Sumber:
Biology: Discovering Life
, 1991
Awal perkembangan ikan mirip dengan perkembangan embrio hewan
lain dan manusia. Meskipun bentuk dewasa setiap organisme tersebut
jauh berbeda, kesamaan mereka saat awal perkembangannya merupakan
hal yang menguatkan adanya kesamaan nenek moyang hewan-hewan
tersebut.
Kesamaan embrio ini sering digunakan sebagai petunjuk adanya
evolusi. Jika dua spesies berasal dari nenek moyang yang sama, keduanya
mungkin masih memiliki kesamaan dalam perkembangannya.
4.
Bukti dari Biokimia dan Genetika
Genetika modern juga memberikan bukti kuat adanya evolusi. Semua
makhluk hidup menggunakan kode genetika yang sama dalam menyintesis
protein. Kode genetik yang sama menunjukkan bahwa semua makhluk
hidup berevolusi dari satu organisme yang menggunakan kode genetika
yang sama.
Ahli biokimia, juga telah membandingkan urutan asam amino dari
protein yang ditemukan pada organisme yang berbeda. Organisme yang
memiliki hubungan kekerabatan yang dekat biasanya memiliki protein
dengan urutan asam amino yang sama. Pada organisme yang jauh
kekerabatannya, urutan asama amino dari proteinnya memperlihatkan
banyak perbedaan.
5.
Seleksi Alam yang Teramati
Evolusi terjadi dalam ribuan hingga jutaan tahun. Oleh karena itu,
sangatlah sulit untuk mengamati seleksi di alam liar. Akan tetapi, terdapat
satu contoh seleksi alam di alam liar yang tercatat sangat baik. Pada
kasus ini, melibatkan evolusi warna sayap pada spesies ngengat
iston
betularia
(
Gambar 6.22
). Ngengat ini umumnya terdapat di desa-desa
Inggris.
Pada awal tahun 1850 sebelum terjadi revolusi industri, populasi
ngengat sayap putih lebih banyak ditemukan. Jarang sekali ditemukan
ngengat warna hitam. Saat itu, jika ngengat putih hinggap pada batang
pohon, burung dan predator lain sulit menemukan ngengat tersebut.
Gambar 6.22
Sayap
Biston betularia
yang
berwarna putih dan hitam
Sumber:
Heath Biology
, 1985
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
158
arna batang yang cerah menyamarkan ngengat putih. Hal ini berbeda
dengan ngengat hitam sehingga ngengat hitam mudah ditemukan oleh
predator.
Sekitar awal tahun 1900-an, polusi akibat revolusi industri di Inggris
membuat batang pohon menghitam. Hal tersebut menyebabkan ngengat
warna putih lebih mudah terlihat oleh burung dan predator lainnya.
Adapun ngengat warna hitam menjadi lebih mudah berbaur dengan warna
latar batang pohon. Akibatnya, burung dapat dengan mudah menangkap
ngengat warna putih dan memangsanya lebih banyak dibandingkan
ngengat hitam. Akhirnya, ngengat hitam dapat bertahan dan melakukan
reproduksi. Melalui seleksi alam, frekuensi gen untuk warna hitam
meningkat dalam populasi. Prediksikan apa yang terjadi jika polusi di
daerah tersebut dapat dikendalikan kembali?
1.
Sebutkan bukti-bukti yang dapat menjadi petunjuk
adanya evolusi.
2.
Mengapa jarang sekali fosil yang ditemukan dalam
keadaan utuh?
3.
Apakah yang dimaksud dengan organ homolog?
4.
Jelaskan evolusi pada ngegat
iston betularia
di Inggris.
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman
Subbab C
D. Proses Evolusi
Dalam 3,5 milyar tahun sejak kehidupan muncul di bumi, evolusi
telah menghasilkan variasi makhluk hidup yang sangat beraneka ragam.
Jutaan spesies berevolusi, adapun yang lainnya tidak dapat bertahan hidup
dan menjadi punah. Dengan mempelajari catatan fosil, para ilmuwan
mempelajari pola evolusi.
Menurut Darwin, variasi dalam populasi merupakan “bahan mentah”
terjadinya evolusi. Oleh karena mutasi dapat menghasilkan variasi, mutasi
juga dianggap sebagai ''bahan mentah'' evolusi. Melalui seleksi alam,
variasi tersebut terseleksi dan menyisakan organisme dengan sifat yang
sesuai dengan lingkungannya. Akan tetapi, bagaimanakah evolusi dapat
menghasilkan spesies baru, bahkan kingdom yang berbeda?
Sewaktu Darwin mengajukan teorinya, ia tidak mengenal adanya
gen, DNA, serta mekanisme mutasi yang dapat menyebabkan adanya
variasi. Darwin juga belum mengenal genetika dan biologi molekular.
Adakah penjelasan evolusi secara genetika?
1.
Spesiasi
Spesiasi adalah proses terbentuknya spesies baru. Menurut
pengertiannya, spesies adalah populasi makhluk hidup yang mampu
melakukan reproduksi sesamanya dan menghasilkan keturunan yang
fertil. Namun, tidak dapat melakukan reproduksi dengan kelompok
lainnya. Berdasarkan hal tersebut, terlihat bahwa reproduksi antara satu
spesies dengan spesies lain adalah hal yang tidak mungkin, karena terjadi
isolasi reproduksi antarspesies. Oleh karena itu, kunci dari spesies adalah
adanya isolasi reproduksi. Bagaimana isolasi reproduksi dapat terjadi?
Lebah berevolusi dengan memiliki
warna kuning dan hitam sebagai warna
peringatan bagi hewan lain. Warna ini
memperlihatkan pada predator bahwa
lebah berbahaya. Banyak hewan lain
yang juga memiliki warna peringatan
yang memperlihatkan bahwa mereka
berbahaya atau tidak enak dimakan.
Sumber:
Concise Encyclopedia Nature,
1994
Fakta
Biologi
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
159
a.
Isolasi Reproduksi
Terdapat beberapa cara isolasi reproduksi yang dapat terjadi, yaitu
isolasi prazigotik dan isolasi postzigotik. Isolasi
prazigotik
adalah isolasi
yang terjadi sebelum terjadinya fertilisasi. Adapun isolasi
postzigotik
terjadi setelah terjadi fertilisasi (Hopson essells, 1990: 733).
1) Isolasi Prazigotik
Isolasi prazigotik mencegah terjadinya perkawinan individu. Isolasi
ini dapat ditimbulkan sebagai akibat
isolasi ekologi
,
isolasi perilaku
,
isolasi mekanik
, dan
isolasi temporal
(musim).
a) Isolasi ekologi
Isolasi ini mengakibatkan dua populasi yang terpisah oleh habitat
yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan pada daerah geografi
yang sama. Masing-masing mengembangkan perbedaan yang besar
sehingga tidak dapat dikawinkan lagi. Contohnya, katak pohon yang
hidup di atas pohon dan kodok (
ufo
) yang hidup di kolam atau air
tanah. Jika dipertemukan, tidak akan terjadi perkawinan akibat isolasi
ekologi yang telah berlangsung lama.
b) Isolasi perilaku
Isolasi perilaku terjadi jika dua populasi yang berkerabat memiliki
perbedaan kebiasaan dalam melakukan perkawinan. Dengan adanya
perilaku ini, reproduksi hanya dapat terjadi antara populasi yang dapat
mengerti perilaku tersebut. Perilaku ini dapat berupa suara, tingkah laku,
dan sekresi zat kimia. Isolasi perilaku umumnya terjadi pada burung
(
Gambar 6.23
) dan ikan.
Sumber:
Essentials of Biology,
1990
Gambar 6.23
Isolasi perilaku pada (a) burung
Priloris victoriae
jantan dan (b)
burung
Frageta minor
.
c) Isolasi mekanik
Isolasi mekanik adalah isolasi yang menyangkut struktur tubuh dan
perbedaan sel kelamin yang membuat tidak terjadinya reproduksi.
Contohnya, terjadi pada bintang laut, landak laut, dan hewan
Echinodermata lain yang melakukan fertilisasi eksternal. Hewan-hewan
tersebut memiliki perbedaan molekul yang dapat mengikat sel telur dan
spermanya sehingga menghalangi terjadinya fertilisasi silang antarspesies.
Pada hewan yang melakukan fertilisasi internal, perbedaan ukuran alat
(a)
(b)
Kata Kunci
•
Ekologi
•
Fertilisasi
•
Isolasi
•
Mekanik
•
Perilaku
•
Reproduksi
•
Spesiasi
•
Spesies
•
Temporal
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
160
kelamin jantan dan betina menghalangi terjadinya fertilisasi antarspesies.
Pada tumbuhan, ukuran bunga dan polinatornya merupakan contoh isolasi
mekanik. Perhatikan
Gambar 6.24
.
d) Isolasi temporal
Isolasi ini terjadi akibat perbedaan waktu kematangan antara jantan
dan betina. Hal ini menyebabkan fertilisasi tidak akan terjadi. Contohnya,
terjadi pada spesies
Pinus radiata
dan
Pinus muricata
. Keduanya tidak akan
pernah dapat melakukan fertilisasi silang karena kematangan reproduksi
Pinus radiata
terjadi pada awal Februari dan
Pinus unicata
terjadi pada
akhir April.
2) Isolasi Postzigot
Isolasi postzigotik mencegah terjadinya perkembangan atau reproduksi
individu (hibrid) yang telah dihasilkan. Isolasi ini dapat terjadi melalui
inviabilitas hibrid
(kematian hibrid),
sterilitas hibrid
, dan
penurunan
kualitas hibrid
.
a) Inviabilitas dan sterilitas hibrid
Ketika dua individu dari spesies yang berbeda dapat melakukan
perkawinan, individu hasil persilangan (hibrid) dapat terbentuk. Namun,
biasanya hibrid tersebut mati sebelum dapat melakukan reproduksi
(invibialitas hibrid) atau hibrid yang dihasilkan mandul (sterilitas hibrid).
Kedua kondisi ini berfungsi sebagai mekanisme isolasi postzigotik,
mencegah aliran gen antarspesies. Hibrid steril dapat dihasilkan dari
perkawinan antara kuda dan keledai, itik dan entok, serta banyak contoh
lainnya.
b) Penurunan kualitas hibrid
Terkadang generasi pertama dari perkawinan antarspesies dapat
menghasilkan hibrid yang sehat dan fertil. Namun, ketika sesama hibrid
tersebut dikawinkan sesamanya atau dengan populasi induknya, dihasilkan
keturunan yang lemah atau steril. Contohnya, perkawinan antarspesies
kapas menghasilkan hibrid fertil. Akan tetapi, keturunan generasi
selanjutnya akan mati karena tumbuh menjadi tanaman yang lemah.
b.
Mekanisme Spesiasi
Terdapat beberapa penjelasan yang menerangkan bagaimana isolasi
reproduksi yang telah dijelaskan sebelumnya dapat terjadi. Mekanisme
spesiasi ini menjelaskan beberapa kasus spesiasi yang dapat diamati di
alam. Terdapat tiga model mekanisme spesiasi, yakni
allopatrik
,
simpatrik
, dan
parapatrik
, perhatikan
Gambar 6.26
.
Pada spesiasi allopatrik, populasi terpisahkan secara geografis. Oleh
karena dua populasi tersebut terpisahkan, masing-masing meng-
akumulasikan perbedaan genetis. Fenotipe kedua kelompok populasi ini
akhirnya akan berubah. Perbedaan ini dapat memicu spesiasi,
menyebabkan kedua kelompok tidak dapat melakukan reproduksi.
Contohnya, monyet Sulawesi (
acaca brunnescens
) di pulau Muna dan
pulau Buton dianggap jenis yang berbeda dari
acaca chreata
di Sulawesi
Tenggara karena terpisah secara geografi.
Pada spesiasi simpatrik, spesiasi terjadi pada daerah yang sama.
Spesiasi ini merupakan hasil dari spesiasi yang terjadi dalam populasi
atau beberapa populasi yang menempati tempat yang sama. Hal ini dapat
Gambar 6.24
Ukuran bunga mempengaruhi jenis
polinator.
Sumber:
Botany,
1995
Sumber:
Botany,
1995
Gambar 6.25
Anggrek
Dendrobium crepidalum
ini
merupakan salah satu contoh atau
hibrid steril.
Kata Kunci
•
Hibrid
•
Inviabilitas
•
Postzigot
•
Sterilitas
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
161
terjadi karena terdapat mekanisme yang menyebabkan suatu kelompok
individu terisolasi secara reproduksi dalam lingkungan yang sama.
Misalnya, mutasi menyebabkan sedikit perubahan warna, bentuk, atau
zat kimia yang menyebabkan polinator tidak tertarik pada bunga tersebut.
Mutasi menyebabkan individu terisolasi secara reproduksi dengan
bunga lain di sekelilingnya. Tanaman yang terisolasi tersebut mungkin
dapat bertahan hidup melalui polinasi sendiri atau hibridasi dengan
populasi terdekat dari spesies yang berbeda. Ketika subpopulasi kecil ini
terisolasi, besar kemungkinan terbentuk spesies baru yang secara genetis
berbeda dengan spesias asal.
Suatu spesies dapat memiliki penyebaran yang luas. Ketika spesies
tersebut menyebar, spesies tersebut menempati berbagai habitat berbeda.
Dengan sifat habitat dan pengaruh yang berbeda terhadap spesies, dapat
terjadi perbedaan-perbedaan akibat perbedaan habitat tersebut. Seiring
waktu, perbedaan tersebut semakin terakumulasi hingga akhirnya
terbentuk isolasi reproduksi berdasarkan perbedaan habitat, meskipun
kedua spesies bersebelahan. Proses spesiasi yang terjadi di daerah
bersebelahan dengan daerah spesies yang kekerabatanya dekat ini disebut
spesiasi parapatrik.
(a)
(b)
Sumber:
Botany,
1995
Gambar 6.26
Model spesiasi yang dapat terjadi
(a) allopatrik, (b) simpatrik, dan
(c) parapatrik.
(c)
2.
Hukum Hardy-Weinberg
Evolusi secara genetika dapat diartikan sebagai perubahan frekuensi
alel gen dalam populasi. Berdasarkan hal ini, kemungkinan evolusi melalui
perubahan alel gen dapat diprediksi. Pada 1908, dua orang peneliti,
George
H. Hardy
dan
ilhelm einberg
, secara terpisah menyadari bahwa
meskipun segregasi dan rekombinasi gen selama reproduksi menyebabkan
variasi antarketurunan, hal tersebut tidak akan mengubah frekuensi relatif
gen. Berdasarkan hal tersebut, mereka merumuskan syarat-syarat kondisi
yang menyebabkan frekuensi gen dalam populasi tetap sama.
Syarat-syarat tersebut kini dikenal dengan Hukum Hardy- einberg.
Menurut hukum ini, frekuensi relatif gen dalam populasi akan tetap sama
dari generasi ke generasi, jika:
a.
populasi berukuran besar;
b.
tidak terjadi mutasi;
c.
semua genotipe memiliki peluang yang sama;
d.
tidak terjadi migrasi pada lungkang gen (
gene poo
l);
e.
semua perkawinan dalam populasi terjadi secara acak.
Kata Kunci
•
Allopatrik
•
Parapatrik
•
Simpatik
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
162
Syarat-syarat tersebut dapat juga disebut sebagai syarat evolusi tidak
terjadi. Jika syarat ini terpenuhi, evolusi tidak terjadi. Apakah syarat-
syarat ini dapat terpenuhi di alam?
Hukum Hardy- einberg juga dapat dijadikan dasar untuk meng-
hitung frekuensi genotipe yang berbeda dalam lungkang gen yang stabil.
Misalkan, Anda seorang ahli genetika yang mempelajari sifat warna bunga
yang dipengaruhi oleh dua alel A dan a, yang mengikuti aturan dominansi
sederhana pada satu lokus. Gen A mengatur warna bunga merah dan
gen a mengatur warna bunga putih. Setelah melakukan survei di alam,
didapatkan fenotipe bunga putih (aa) hanya 4%, adapun sisanya 96%
bunga warna merah bergenotipe AA atau Aa. Berapakah frekuensi
genotipe AA dan Aa?
Jika frekuensi alel A
p
dan alel a maka dapat dikatakan
bahwa
p
+ 1, karena semua tempat pada lokus kromosom akan selalu
ditempati oleh alel-alelnya. Pada semua persilangan, alel-alel ini hanya
akan menghasilkan tiga kemungkinan genotipe, yakni AA, Aa, dan aa.
F
2
genotipe :
Aa Aa
gamet
:
A,a A,a
Dihasilkan genotipe AA
pp
p
2
2Aa
2
p
2
p
aa
2
Berdasarkan diagram Punnett tersebut didapatkan kemungkinan
frekuensi genotipe yang dihasilkan,
(
p
+)
2
p
2
+ 2
p
+
2
Oleh karena jumlah semua genotipe dalam populasi pasti 100%, maka
p
2
+ 2
p
+
2
1
Persamaan ini dikenal dengan persamaan Hardy- einberg untuk
suatu sifat yang dipengaruhi sepasang alel. Jika hanya 4% populasi yang
memiliki genotipe aa maka
2
4%
0,04
0,04
; maka 0,2
karena
p
+ 1 maka
p
+ 1
p
+ 0,2 1, maka
p
0,8
sehingga untuk mencari frekuensi genotipe AA adalah
A
a
A
a
AA
pp
p
2
Aa
p
Aa
p
aa
2
Menurut Hukum Hardy-
Weinberg salah satu syarat tidak
terjadinya evolusi adalah
perkawinan secara acak dalam
populasi. Jelaskan mengapa jika
terjadi perkawinan yang tidak acak
dapat menyebabkan evolusi.
Logika
Biologi
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
163
AA
p
2
0,8
2
0,64
Adapun frekuensi untuk genotipe Aa adalah,
2Aa 2
p
2 0,8 0,2
0,32
Berdasarkan Hukum Hardy- einberg, dalam populasi yang sesuai
dengan syarat-syarat hukum ini, didapatkan frekuensi genotipe AA
sebesar 0,64 dan Aa sebesar 0,32. Oleh karena itu, dalam populasi bunga
tersebut terdapat bunga merah homozigot (AA) sebanyak 64%, bunga
merah heterozigot (Aa) sebanyak 32%, dan bunga putih homozigot (aa)
sebanyak 4%.
Contoh lain penerapan Hukum Hardy- einberg untuk menghitung
frekuensi gen dalam populasi dapat Anda pelajari pada uraian berikut.
Contoh Soal 6.1
1.
Diketahui frekuensi orang albino dalam masyarakat adalah 36 orang dari setiap
10.000. Tentukanlah:
a.
frekuensi gen normal dan gen albino,
b.
frekuensi serta jumlah orang normal dan normal heterozigot.
awab
p
alel normal
alel albino
p
2
+ 2
p
+
2
1
a.
rang albino (aa)
2
2
36
10.000
36
10.000
0,06
Jika 0,06, maka
p
+ 1
p
+ 0,06 1
p
0,94
Jadi, frekuensi gen normal
p
0,94, gen albino 0,06
b.
Frekuensi dan jumlah orang normal dan heterozigot
frekuensi orang normal (AA)
p
2
0,94
2
0,8836
maka jumlah orang normal adalah 0,8836 10.000 8.836 orang
Frekuensi orang normal heterozigot (Aa)
2
p
2 0,94 0,06
0,128
maka jumlah orang normal heterozigot adalah 0,1128 10.000 1.128
orang
2.
Persentase laki-laki buta warna di kota A sebesar 6%. Carilah persentase wanita
carrier
dan wanita buta warna.
awab
Jumlah laki-laki buta warna (X
cb
Y) 6% 0,06
Jika gen buta warna X
cb
, maka gen normal X P
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
164
E. Evolusi dan Klasifikasi
Sejak Darwin mengemukakan teori evolusi dalam buku
rigin of
Species
pada 1859, telah banyak penemuan dan kemajuan dalam bidang
Biologi. Bagaimana dengan teori evolusi? Adakah kemajuan yang telah
dicapai?
Sistematika
merupakan suatu pendekatan analisis terhadap
keragaman makhluk hidup dan hubungan evolusi antarorganisme.
Adapun hubungan evolusi antarkelompok organisme ini dikenal dengan
filogeni
. Sejak Darwin, sistematika memiliki tujuan selain pengaturan
kelompok makhluk hidup secara sederhana, yaitu untuk membuat
klasifikasi yang mencerminkan hubungan evolusi antarmakhluk hidup.
Oleh karena itu, dibuat suatu sistem klasifikasi yang memperlihatkan
hubungan evolusi antarmakhluk hidup. Perhatikan gambar hubungan
evolusi dan klasifikasi berikut ini.
Laki-laki buta warna memiliki satu gen X
cb
, sehingga frekuensi
0,06.
anita
carrier
buta warna X
cb
X 2
p
dan wanita buta warna X
cb
X
cb
2
.
Oleh karena 0,06, maka
p
+ 1
p
0,94
anita
carrier
buta warna:
2
p
2 0,94 0,06
0,1128
0,1128 100%
11,28%
anita buta warna:
2
0,06
0, 06
∼
0,24
0,24 100%
24%
1.
Apakah yang dimaksud dengan spesiasi?
2.
Bagaimanakah cara terjadinya isolasi reproduksi?
3.
Sebuah desa dihuni oleh 10.000 orang penduduk.
Sekitar 8% di antaranya adalah laki-laki buta warna.
Berapakah jumlah wanita pembawa sifat buta warna
yang ada di desa tersebut?
4.
Pada suatu populasi manusia terdapat 3 orang albino
dari setiap 10.000 orang penduduk. Berapakah frekuensi
gen normalnya?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman
Subbab D
Kata Kunci
•
Filogeni
•
Sistematika
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
165
Sumber:
Biology: Concepts & Connections
, 2006
Spesies
Felis catus
(kucing
domestik)
Mephhitis
mephitis
(sigung)
Lutra lutra
(berang-
berang
eropa)
Canis familiaris
(anjing
domestik)
Canis
lupus
Canis
Lutra
Mephitis
Felis
Genus
Familia
Ordo
Felidae
Mustelidae
Canidae
Carnivora
Klasifikasi
Filogeni
Gambar 6.27
Sebuah pohon filogenetik pada
Ordo Carnivora. Pohon filogenetik
ini memperlihatkan hubungan
antara klasifikasi dan filogeni.
Klasifikasi tersebut telah beberapa kali mengalami perubahan mulai
dari penamaan spesies, pengelompokkan genus, familia, filum, bahkan
perubahan tingkat kingdom. Selama beberapa tahun, banyak rancangan
yang telah diajukan untuk mengklasifikasikan makhluk hidup ke dalam
kingdom. Mulai dari klasifikasi dua kingdom hingga klasifikasi lima
kingdom yang diajukan
Robert H
.
hittaker
pada 1969 dan telah Anda
pelajari di kelas X.
Para ilmuwan biasanya menggunakan pohon filogenetik untuk
menggambarkan hipotesis tentang sejarah evolusi spesies seperti
Gambar 6.27
. Diagram bercabang ini memperlihatkan hierarki
klasifikasi kelompok makhluk hidup ke dalam kelompok yang lebih
kecil.
Perlu diingat bahwa pola klasifikasi yang dibuat bukanlah
pengelompokkan secara alami, melainkan buatan manusia. Klasifikasi
dibuat manusia berdasarkan perbedaan dan persamaan morfologi, fisiologi,
cara reproduksi, dan ciri lainnya.
Pada akhir abad ke-20, perkembangan Biologi Molekular mencapai
kemajuan yang cukup baik. Para ilmuwan telah dapat membedakan dan
membandingkan spesies serta kedekatan secara evolusi melalui
pendekatan molekular. Pada tingkat molekular, kedekatan antara dua
Sekilas
Biologi
Carl Richard Woese
(1928)
Carl Richard Woese lahir di New
York, Amerika pada 1928. Ia adalah
seorang ahli Mikrobiologi Amerika
yang terkenal mengajukan domain
Archae pada tahun 1977 melalui
taksonomi filogenetik rRNA 16S.
Teknik tersebut kini menjadi teknik
standar dalam mencari jejak evolusi
suatu spesies. Kini ia merupakan
seorang profesor Mikrobiologi di
University of Illinois.
Sumber:
www.wikipedia.org
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
166
Bacteria
Archaea
Eukarya
Organisme awal
Prokariot
Eukariot
spesies sesuai dengan akumulasi perbedaan genom kedua spesies tersebut.
Semakin dekat kekerabatan antara dua spesies, semakin mirip urutan
DNA yang dimiliki keduanya sehingga biologi molekular dianggap sebagai
alat yang tepat untuk sistematika. Oleh karena itu, muncul sistematika
molekular yang membandingkan asam nukleat dan molekul lain untuk
menduga kekerabatan dan sejarah evolusi.
Sumber:
www.cardiff.ac
(a)
Gambar 6.28
Pengurutan DNA menjadi alat
penting dalam sistematika
molekular. (a) Seorang Ilmuwan
sedang membandingkan hasil
pengurutan DNA. (b) Hasil
pengurutan DNA.
Sumber:
Biology: Concepts & Connections
, 2006
Gambar 6.29
Klasifikasi tiga domain
(b)
Sistem klasifikasi lima kingdom merupakan salah satu usaha manusia
untuk mengelompokkan keanekaragaman makhluk hidup ke dalam
sebuah pola yang baik dan mencerminkan sejarah evolusi. Pada akhir
dekade, penelitian molekular menemukan berbagai kejanggalan dalam
sistem lima kingdom dan para ilmuwan telah mengajukan berbagai
klasifikasi baru, mulai dari klasifikasi 6 kingdom hingga belasan kingdom.
Perdebatan terjadi hingga akhirnya dicapai persetujuan bersama bahwa
kingdom kehidupan dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok klasifikasi
yang lebih tinggi, disebut
domain
(Campbell, 2006: 310).
Klasifikasi tiga domain diajukan oleh
Carl oese
pada 1990 yang
menekankan pembagian prokariot menjadi dua kelompok yang awalnya
disebut Eubacteria dan Archaebacteria. Bukti molekular dan seluler
mengindikasikan bahwa dua keturunan prokariot (Bacteria dan
Archaebacteria) berevolusi secara terpisah pada awal evolusi kehidupan.
Bukti molekular juga mengindikasikan Archaebacteria memiliki
kekerabatan lebih dekat dengan eukariot. Akhirnya, terbentuklah tiga
domain kehidupan, yaitu
Bacteria
,
Archaea
, dan
Eukarya
(
Gambar 6.2
).
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
167
Tugas Anda 6.1
Bersama kelompok Anda, buatlah karya tulis mengenai klasifikasi tiga domain.
Carilah sumber dari koran, majalah, televisi, dan internet.
Oleh karena bahasan ini
tergolong baru, internet merupakan pilihan terbaik dan Anda akan memahami
pentingnya bahasa Inggris yang telah dipelajari pada tugas ini. Jika menggunakan
internet, gunakan kata kunci, seperti “
three domain of life
”, “
molecular systematic
”, atau
“Carl R. oese” pada situs mesin pencari. Buatlah karya tulis sebaik mungkin dan
serahkan kepada guru Anda. Karya tulis terbaik akan dimuat pada majalah dinding
sekolah Anda.
1.
Apakah tujuan sistematika?
2.
Bukti apa yang menyebabkan munculnya klasifikasi
tiga domain?
3.
Apakah hubungan evolusi dan klasifikasi?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman
Subbab E
Hingga kini, klasifikasi tiga domain sedang dikembangkan bersama-
sama oleh para ilmuwan. Para ilmuwan bekerjasama mengidentifikasi
setiap spesies melalui metode molekular untuk mengungkap jejak sejarah
evolusi kehidupan. Untuk mengetahui sejauh mana perkembangan
evolusi dan klasifikasi, kerjakanlah tugas berikut ini.
Rangkuman
1. Banyak teori yang berusaha menjelaskan asal-usul
kehidupan. Teori abiogenesis menyatakan bahwa
makhluk hidup terjadi secara spontan dan berasal dari
materi tak hidup. Teori ini dikemukakan oleh
Aristoteles. Menurut teori ini, tikus berasal dari
tumpukan sampah dan belatung dari daging yang
membusuk. Teori ini disebut juga
generatio spontanea
.
2. Teori biogenesis menyatakan bahwa semua makhluk
hidup berasal dari makhluk hidup; semua telur berasal
dari makhluk hidup; semua makhluk hidup berasal
dari telur. Teori ini didukung oleh Francesco Redi,
Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur. Beberapa
percobaan dilakukan untuk menumbangkan teori
abiogenesis ini.
3. Teori evolusi kimia dikemukan oleh A.I. Oparin dan
J.B.S. Haldane. Teori ini menyatakan bahwa asal-usul
kehidupan diawali oleh terbentuknya senyawa organik
di atmosfer akibat reaksi kimia di atmosfer. Gas-gas
seperti metana (CH
4
), hidrogen (H
2
), uap air (H
2
O),
dan amonia (NH
3
) bereaksi dan menghasilkan asam
amino. Teori evolusi kimia ini dibuktikan melalui
percobaan Stanley Miller.
4. Teori evolusi biologi diajukan untuk menjelaskan
pembentukan makhluk hidup setelah terbentuknya
sup primodial. Teori ini menjelaskan bahwa sel
sederhana dapat terbentuk dari interaksi antarmolekul.
Sel sederhana ini disebut protobion. Kemudian,
terbentuk organisme autotrof, fotoautotrof, dan
kemoautotrof. Organisme ini diduga berupa organisme
prokariot. Kemudian, organisme eukariot terbentuk
menurut dua teori, yakni teori pelekukan membran
dan endosimbiosis.
5. Teori evolusi menurut Darwin berbeda dengan
pandangan teori evolusi menurut Lamarck, terutama
dalam mekanisme evolusi yang terjadi. Lamarck
menyatakan evolusi merupakan hasil dari pengaruh
lingkungan, sedangkan Darwin menyatakan bahwa
evolusi terjadi karena adanya seleksi alam.
6. Meskipun evolusi sulit diamati secara langsung, para
ahli mengajukan beberapa petunjuk terjadinya evolusi,
di antaranya bukti fosil, homologi organ, embriologi
perbandingan, bukti biokimia, dan genetika, serta
peristiwa seleksi alam yang teramati.
7. Proses evolusi dapat terjadi melalui proses spesiasi.
Spesiasi adalah proses terbentuknya spesies baru.
spesiasi terjadi melalui mekanisme isolasi reproduksi
secara prazigotik maupun poszigotik. Adapun model
terjadinya spesiasi dapat terjadi secara allopatrik,
simpatrik, dan parapatrik.
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
168
8. Hardy dan einberg mengajukan syarat-syarat yang
menyebabkan evolusi tidak terjadi. Syarat-syarat ini
dikenal dengan Hukum Hardy- einberg.
9. Bukti molekular mengubah cara pandang ilmuwan
terhadap evolusi dan klasifikasi. Berdasarkan bukti
molekular, lahirlah klasifikasi tiga domain yang
dicetuskan oleh Carl R. oese.
Bagaimana pendapat Anda setelah mempelajari
Teori Asal Usul Kehidupan dan Evolusi
ini? Menarik
bukan? Banyak hal yang bisa Anda dapatkan setelah
mempelajari bab ini. Anda dapat memahami mengapa
makhluk hidup dapat beraneka ragam. Selain itu, Anda
dapat memahami proses seleksi alam sebagai mekanisme
evolusi. Anda sadar atau tidak, proses seleksi alam hingga
kini sedang terjadi. Dapatkah Anda menyebutkan
contohnya?
Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda
mampu memahami evolusi biologi dan kecenderungan
baru teori evolusi biologi. Apakah Anda dapat mencapai
tujuan tersebut?
Refleksi
Apabila mengalami kesulitan dalam mempelajari
materi tertentu pada bab ini, diskusikanlah bersama
teman-teman Anda. Kemudian, bertanyalah kepada guru
Anda untuk memecahkan masalah berkenaan dengan
teori asal-usul kehidupan dan evolusi. Agar Anda mampu
memahami materi bab ini lebih baik, kerjakanlah latihan
subbab, aktivitas, tugas, dan evaluasi kompetensi bab ini.
Peta Konsep
Asal Usul
Kehidupan
melalui
Teori evolusi
kimia
Teori evolusi
biologi
Keanekaragaman
hayati
kemudian
menghasilkan
menyebabkan
Darwin
mengajukan
memengaruhi
Teori evolusi
berdasarkan
Bukti baru
Kemajuan ilmu
pengetahuan
menghasilkan
Petunjuk
evolusi
Proses
evolusi
Seleksi
alam
Teori Asal-Usul Kehidupan dan Evolusi
169
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
A. Pilihan Ganda
1.
Ilmuwan yang berpendapat bahwa kehidupan terbentuk
dari gas-gas yang ada di atmosfer bumi dan membentuk
sup purba adalah ....
a.
Charles Darwin
d.
Lamarck
b.
A.I. Oparin
e.
Carolus Linneaus
c.
Alfred Russel allace
2.
Berikut ini adalah penganut abiogenesis, yaitu ....
a.
Louis Pasteur
b.
Francesco Redi
c.
Antonie van Leuwenhoek
d.
Lazzaro Spalanzani
e.
Harold Urey
3.
Tokoh yang dapat menumbangkan teori abiogenesis
adalah hasil percobaan ....
a.
Louis Pasteur
b.
Fransisco Redi
c.
Antonie van Leuwenhoek
d.
Lazzaro Spallanzani
e.
Harold Urey
4.
Unit penelitian kontrol pada percobaan Louis Pasteur
adalah labu ....
a.
tertutup
d.
disterilkan
b.
terbuka
e.
tidak berisi kaldu
c.
ditutup dengan kasa
5.
Menurut para ahli, bentuk kehidupan pertama terjadi
di ....
a.
sup primordial
d.
luar atmosfer
b.
daratan
e.
perut bumi
c.
atmosfer
6.
Makhluk hidup pertama, diperkirakan memiliki kemiripan
yang sangat tinggi dengan ....
a.
organisme bersel tunggal eukariot
b.
organisme bersel tungal prokariot
c.
protista
d.
organisme penyebab cacar
e.
parasit
7.
Menurut Urey, zat-zat di atmosfer bereaksi membentuk
zat yang penting bagi kehidupan makhluk hidup. Zat yang
terbentuk dari reaksi atmosfer adalah asam amino. Reaksi
ini terjadi karena adanya energi ....
a.
gerakan antarzat yang cepat sehingga satu sama
lain bereaksi
b.
radiasi sinar kosmis dan halilintar
c.
ATP dan ADP yang merupakan sumber energi
berbagai aktivitas hidup
d.
energi sinar matahari yang merupakan energi
primer
e.
energi tinggi yang menghasilkan elektroda
elektron listrik bertegangan tinggi
Untuk soal 8, , 1 , dan 11, perhatikan bagan alat
alat percobaan Stanley Miller berikut ini.
Evaluasi Kompetensi
Bab 6
8. Tempat terjadinya reaksi pembentukan zat organik
ditunjukkan oleh nomor ....
a.
1
d.
4
b.
2
e.
5
c.
3
9. Bagian alat yang berfungsi sebagai penampung hasil reaksi
adalah nomor ....
a.
5
d.
2
b.
4
e.
1
c.
3
10. Tempat dihasilkannya uap air ditunjukkan oleh nomor ....
a.
1
d.
4
b.
2
e.
5
c.
3
11. Bagian alat bernomor 4 berfungsi sebagai ....
a.
penampung hasil reaksi
b.
tempat gas-gas dimasukkan
c.
alat pendingin agar hasil reaksi mengembun
d.
alat mempercepat reaksi
e.
pengontrol kecepatan reaksi
12. Terbentuknya makhluk hidup eukariot autotrof dan
heterotrof disebabkan oleh adanya endosimbiosis
yang
dikemukakan oleh ....
a.
Lynn Margulis
d.
Harol Urey
b.
Carl R. oese
e.
Stanley Miller
c.
A.I. Oparin
1
5
4
3
2
Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII
170
12
3
4
5
13. Menurut Lamarck, leher zarafah sekarang menjadi
panjang karena ....
a.
zarafah leher pendek banyak yang mati
b.
zarafah leher pendek kalah berkelahi
c.
memang keturunannya
d.
makanannya tinggi sehingga leher memanjang
e.
semua salah
14. Charles Darwin mengemukakan teori Evolusi berpijak
pada kenyataan-kenyataan berikut,
kecuali
....
a.
adanya variasi dalam satu keturunan
b.
adanya organisme yang punah
c.
adanya kecenderungan populasi bertambah
banyak
d.
adanya perjuangan spesies untuk mempertahan-
kan kelangsungan hidupnya
e.
adanya kenyataan bahwa pertumbuhan populasi
tidak berjalan terus menerus
15. Buku Darwin yang mengandung pokok-pokok mengenai
evolusi adalah ....
a.
rigin of ife
b.
The rigin of Spesies
c.
volution and enetic
d.
From Ape to Human
e.
The Principle of Population
16. Sejak berkembangnya revolusi modern di Inggris, populasi
ngengat
iston etularia
bersayap putih
makin menurun.
Menurut Darwin, hal ini terjadi karena ....
a.
ngengat bersayap cerah berubah menjadi ngengat
bersayap gelap
b.
ngengat bersayap gelap mengalami seleksi alam
c.
ngengat bersayap cerah tidak adaptif dengan
lingkungan sehingga terseleksi
d.
ngengat bersayap mandul, karena lingkungan
kotor
e.
ngengat bersayap gelap lebih mudah diserang
predatornya dibandingkan ngengat bersayap gelap
17. Organ homolog adalah ....
a.
organ yang asalnya sama, fungsinya sama
b.
organ yang asalnya berbeda, fungsinya sama
c.
organ yang asal dan fungsinya sama
d.
organ yang asalnya sama, fungsinya berbeda
e.
tidak ada pernyataan yang benar
18. Bagian yang termasuk organ analog adalah ....
a.
sayap burung dan tangan manusia
b.
tangan manusia dan tangan kera
c.
sayap burung dan sayap kupu-kupu
d.
sayap kelelawar dan sayap burung
e.
kaki depan kuda dan tangan manusia
19. Berikut adalah peristiwa yang
tidak
mendukung hukum
Hardy- einberg ....
a.
perkawinan berlangsung secara acak
b.
tidak ada migrasi
c.
tidak ada mutasi
d.
fertilitas setiap spesies tinggi
e.
terjadi seleksi alam
20. Sebuah desa dihuni oleh 10.000 orang penduduk, 9% di
antaranya adalah laki-laki buta warna. Jumlah wanita
pembawa sifat buta warna yang ada di desa tersebut
adalah ....
a.
89 orang
b.
819 orang
c.
1.638 orang
d.
8.281 orang
e.
9.000 orang
B. Soal Uraian
1.
Singa memiliki cakar dan taring yang tajam. Jelaskan
proses evolusi singa tersebut berdasarkan ....
a.
teori Lamarck
b.
teori Darwin
2.
Apakah yang dimaksud berupa sup purba atau sup pri-
mordial?
3.
Organisme mana yang terlebih dahulu terbentuk,
organisme prokariot atau organise eukariot? Jelaskan
jawaban Anda.
4.
Diketahui 1.000 penduduk suatu daerah ditemukan
160 penderita albino. Berapakah orang yang normal
heterozigot?
5.
Jelaskan pengaruh kemajuan ilmu biologi molekular
terhadap teori evolusi.
C. Soal Tantangan
Perhatikan gambar pada penyebaran dan spesiasi yang terjadi
pada burung Finch berikut ini.
Jelaskan langkah-langkah spesiasi burung Finch tersebut
menggunakan kata kunci kolonisasi, spesiasi allopatrik, dan
isolasi reproduksi.
Sumber:
Biology: Discovering Life
, 1991