Halaman
125Berdasarkan hasil penghitungan menggunakan karbon aktif, seranggapada gambar di atas telah berusia kurang lebih 35 juta tahun. Ia mati terjebakdi dalam getah yang dikeluarkan oleh tumbuhan pinus. Berkat lapisan resinyang menutupinya, serangga ini masih tetap berada dalam keadaan yangutuh sehingga membantu peneliti untuk mempelajari banyak hal di masatersebut. Tidak hanya serangga ini yang telah mendiami bumi selama jutaantahun, ada juga makhluk hidup lain yang telah berkembang dari bentuksederhana sehingga akhirnya menjadi bentuk yang kompleks dan unik.Sungguh kekuasaan Maha Pencipta yang tiada bandingannya.Satu hal yang perlu Anda ingat, perubahan ini berlangsung dalam waktuyang lama, jutaan tahun. Selama perjalanan waktu tersebut, banyak hal yangterjadi dalam rangkaian kejadian evolusi. Evolusi merupakan suatu teoriilmu sains, sama seperti teori relativitas. Anda akan mempelajari tentangteori evolusi, mekanisme dari evolusi, serta bukti-bukti evolusi.EvolusiPada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami teori evolusi serta implikasinya padakehidupan dengan cara menjelaskan teori, prinsip, dan mekanisme evolusi biologi. Selian itu,Anda akan mampu mengomunikasikan hasil studi evolusi biologi serta mendeskripsikankecenderungan baru tentang teori evolusi.7B a b 7A.Teori EvolusiB.MekanismeEvolusiC.Asal-UsulKehidupanSumber: Biology Concepts & Connections, 2006
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII126A Teori EvolusiTeori evolusi, sejak kemunculannya merupakan suatu hal yang meng-gemparkan. Hingga kini, bukti-bukti mengenai evolusi terus dicari. CharlesDarwin sebagai salah seorang tokoh teori evolusi dianggap sebagai bapakevolusi. Apa yang dimaksud dengan evolusi? Apa yang mendasari teori ter-sebut? Adakah bukti-bukti bahwa evolusi terjadi? Pelajarilah uraian berikut ini.1. Sejarah Teori EvolusiGagasan mengenai teori evolusi, dimulai oleh seorang naturalis ber-kebangsaan Inggris bernama Charles Darwin. Pemikirannya mulai munculsetelah ia menerima tawaran dari Angkatan Laut Inggris untuk berkelanamengelilingi dunia menggunakan kapal layar HMS Beagle selama 5 tahuntanpa bayaran (Gambar 7.1).Suatu saat di akhir tahun 1835, rombongan kapal ini mendarat di se-buah pulau di Amerika Selatan yang dikenal dengan nama Pulau Galapagos.Selama tiga minggu di pulau ini, Darwin telah banyak mengambil sampeltumbuhan, reptil, dan hewan-hewan lainnya. Hal yang paling mengesankanbagi Darwin adalah adanya burung-burung dari famili Fringilidae yangmemiliki paruh dengan bentuk yang beraneka ragam. Variasi yang dimilikiburung tersebut ternyata tidak hanya terlihat pada bentuk paruhnya saja,tetapi juga dari jenis makanannya. Setiap jenis makanan ternyata telah menjadimakanan utama bagi salah satu jenis burung famili Fringilidae ini. Darwinjuga menemukan bahwa hanya sedikit burung jenis lain selain familiFringilidae yang terdapat di pulau tersebut.1. Apakah yang dimaksuddengan evolusi?2. Menurut pendapat Anda,apa sajakah yang dapatdijadikan sebagai buktievolusi?3. Apakah perbedaan antarateori abiogenesis danbiogenesis?PramateriSoalSumber: Biology: The nity and Diversity of Life, 1995abc(a) Replika kapal layar HMSBeagle yang ditumpangi olehDarwin. (b) Alur perjalananDarwin.(c) Kepulauan Galapagos.PintaMarchenaGenovesaSantiagoFernandinaIsabelaSanta CruzSan CristobalEspanolaFloreanaGaris khatulistiwaGambar 7.1
Evolusi127Setelah pulang kembali ke Inggris, Darwin menemukan permasalahandalam menjelaskan mengapa setiap daerah yang dia kunjungi memilikikeanekaragaman yang berbeda. Hal yang selalu paling membuatnya ter-tarik adalah kenyataan mengenai bentuk-bentuk paruh dari burung finchyang dia temukan di Pulau Galapagos (Gambar 7.2).Sumber: Biology: Discovering Life, 1991Koloni asliCiridopsanaHimationesanguineaPsittirostrapsittaceaPsittirostrakonaPsittirostraballieuiPsittirostra palmeriPseudonestorxanthrophrysDrepanis funereaLoxopssagittirostrisLoxopsvirensLoxipscoccineaHernignathuslucidusHernignathus wilsonlHernignathusobscurusKeanekaragaman dari bentukparuh burung finch yangterdapat di pulau Galapagos.Apakah perbedaan utamaburung burung ini?Gagasan tentang asal-usul organisme ini ternyata tidak dikemukakanoleh Darwin seorang. Seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris lainnya, yakniAlfred Russel Wallace (Gambar 7.3a)juga menyatakan hal yang samamengenai konsep asal-usul organisme.Wallace berlayar ke Malaysia untuk mengamati keanekaragaman diwilayah tersebut. Kemudian, Wallace melanjutkan penelitannya di Kalimantan.Untuk penelitiannya lebih lanjut, Wallace pun kemudian pergi ke Sulawesidan Maluku. Di sana Wallace melihat banyaknya perbedaan jenis flora danfauna yang ada di Indonesia bagian barat dan Indonesia bagian timur.Di Kepulaan Aru, Wallace menderita malaria. Pada saat itu, belumditemukan obat untuk menyembuhkan penyakit tersebut. Ketika pada suatuhari Wallace tiba-tiba sembuh, timbullah pemikiran mengenai kesembuhan-nya tersebut. Dari kejadian itu, timbullah ide mengenai hukum alam siapayang kuat, dialah yang menang (survival of the fittest). Pemikirannya ini,ternyata serupa dengan pemikiran Darwin (Iskandar, 2001: 18-19).Darwin kemudian bersama-sama dengan Wallace memublikasikan hasilpengamatannya di suatu pertemuan Linnean Society di London pada tahun1859. Darwin menuliskan sebuah buku yang berjudul The Origin of Spesies byMeans of Natural Selection.Sebelum Darwin mengemukakan teori evolusinya, banyak ilmuwan yangsudah mengemukakan teori evolusi (Gambar 7.3). Berikut adalah beberapateori evolusi yang telah dicetuskan berbagai ilmuwan.Sumber: Concise EncyclopediaNature, 1994TokohBiologibSumber: www.biografiasyvidas.comacCharles Darwin(1809–1882)Charles Darwin bekerja keraslebih kurang selama 20 tahununtuk mengumpulkan bukti-bukti pemikirannya tentangevolusi dan seleksi alam. Padatahun 1859, Darwin akhirnyamenerbitkan bukunya yangterkenal dengan judul “Therigin of pecies by Means ofNatural election”.Gambar 7.2Tokoh-tokoh yangmengemukakan teori evolusi,yakni (a) Alfred RusselWallace, (b) George Cuvier,dan (c) Jean Baptiste deLamarck.Gambar 7.3
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII128• Teori Cuvier• Teori Darwin• Teori LamarckKata Kuncia. Teori CuvierTeori ini dikemukakan oleh George Cuvier (Gambar 7.3b). GeorgeCuvier (1769–1832) menyatakan bahwa setiap spesies tercipta secara terpisah.Ia menjelaskan bahwa anak seorang atlet tidak serta merta memiliki ototyang kuat begitu dilahirkan tanpa adanya latihan dan olahraga. Namun,Cuvier tidak membantah mengenai adanya faktor yang diturunkan darigenerasi ke generasi dan ia tidak mengetahui faktor penyebabnya.b. Teori LamarckTeori ini dikemukakan oleh Jean Baptiste de Lamarck (Gambar 7.3c).Lamarck merupakan ahli dalam hal studi perbandingan dan evolusi. Lamarckmengemukakan teori bahwa perkembangan struktur suatu organismeberhubungan dengan perubahan lingkungannya. Teori Lamarck kemudiandikenal dengan teori use dan disuse. Dalam pandangan Lamarck, evolusiterjadi karena adanya organ yang dipakai dan tidak dipakai. Secara seder-hana, Lamarck mencontohkan bahwa evolusi leher zarafah yang panjangdisebabkan tingginya pohon yang menjadi sumber makanan zarafah. Zarafahharus terus-menerus menjulurkan lehernya untuk menggapai makanan. Olehkarena itu, zarafah memiliki leher yang panjang. Kemudian, struktur leherpanjang ini diturunkan pada generasi selanjutnya hingga kini.c. Teori DarwinDalam bukunya yang berjudul ''The Orgin of Species by Means of NaturalSelection,'' Charles Darwin mengungkapkan teorinya mengenai evolusi. Pokokutama dari teori Darwin tersebut adalah sebagai berikut.1)Perubahan-perubahan yang terjadi pada suatu organisme disebabkanoleh seleksi alami (natural selection).2)''Survival of the fittest'', artinya siapa yang paling kuat dia akan bertahan.Darwin mengemukakan bahwa individu yang kuat akan bertahan danakan mewariskan sifat ke generasi berikutnya.3)''Struggle for existance'', artinya berjuang keras untuk bertahan hidup.Individu yang tidak dapat bertahan akan mati dan terjadi kepunahan,sedangkan yang bertahan akan melanjutkan hidupnya dan bereproduksi.d. Teori WeismannOrang yang mengemukakan teori ini adalah August Weismann (1834–1914). Weismann adalah seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman. Dalamteorinya dinyatakan bahwa evolusi terjadi karena adanya seleksi alamterhadap faktor genetis.Pada gambar di samping, terlihat pem-basmian hama menggunakan pestisida.Pestisida tersebut disemprotkan mengguna-kan pesawat. Beberapa hama mati, tetapi adasatu yang bertahan.Hama tersebut melangsungkan per-kawinan dengan hama lainnya. Dari ketu-runan yang ada, ternyata menghasilkanhama-hama yang resisten terhadap pestisida.Menurut Anda, apakah keturunan hamatersebut telah berevolusi sehingga menjadiresisten terhadap pestisida? Jelaskan. Dis-kusikanlah dengan kelompok Anda.matiresistenketurunan yang resistenTugas Ilmiah 7.1
Evolusi1292. Perdebatan Ilmuwan Tentang EvolusiBanyaknya ahli yang mengajukan teori-teori evolusinya, menimbulkanpertentangan pendapat di antara ilmuwan-ilmuwan tersebut. Hasilpengamatan setiap ilmuwan berbeda. Hal tersebut dapat dipahami karenateori evolusi yang dikemukakan hanya didasarkan atas pengamatan bukti-bukti evolusi, bukan berdasarkan eksperimen di laboratorium sehinggahasilnya belum pasti.a. Teori Lamarck dan Teori DarwinLamarck mengemukakan bahwa zarafah berleher panjang karenakebiasaan menjulurkan lehernya terus-menerus untuk mencari makanan dipohon yang tinggi. Darwin membantahnya dengan mengemukakan bahwazarafah yang berleher panjang dan zarafah yang berleher pendek sudahada sebelumnya. Seleksi alam menyebabkan zarafah berleher pendek punahdan menyisakan zarafah yang berleher panjang. Pendapat manakah yangsesuai dengan pendapatmu? Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah Gambar 7.4.Teori LamarckZarafah awalnya berleher pendekdan tidak bisa menjangkaumakanannya.Akhirnya, terbentuk zarafahyang berleher panjang.Setelah kawin, zarafah menghasilkanketurunan yang berleher panjang.aTeori DarwinSeleksi alam menyebabkan zarafahberleher pendek mati karena tidak bisamenjangkau makanannya.Akhirnya, hanya zarafah yangberleher panjang saja yang dapatbertahan dari persaingan.Zarafah pada awalnya ada yangberleher pendek dan berleherpanjang bersaing untukmendapatkan makanan.bSumber: Biologi: Evolusi epelbagaian dan Persekitaran, 1995Perbedaan teori mengenai leherzarafah yang dikemukakan oleh(a) Lamarck dan (b) DarwinApa perbedaannya?b. Teori Lamarck dan Teori WeismannTeori yang dikemukakan oleh Lamarck juga dibantah oleh Weismann.Weismann menyanggah teori Lamarck ini dengan melakukan percobaanpemotongan ekor tikus dan mengawinkan sesamanya selama 22 generasi.Ternyata setiap generasi tidak pernah menghasilkan tikus yang berekorpendek. Generasi tikus yang ke-23 tetap berekor panjang. Dengan berbekalinformasi ini, Weismann menggugurkan teori yang diajukan oleh Lamarck.Gambar 7.4
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII130Weismann mengungkapkan bahwa pengaruh genetis merupakan faktor lainyang menyebabkan adanya variasi. Hal ini ia temukan pada saat mengamatiproses pembelahan sel. Faktor genetis inilah yang kemudian diwariskankepada keturunannya.c. Teori Darwin dan Teori WeismannSebenarnya, teori yang dikemukakan oleh kedua tokoh ini tidakbertentangan. Teori Weismann bahkan lebih menjelaskan teori seleksi alamyang dikemukakan oleh Charles Darwin. Weismann berpendapat bahwaperubahan sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan.Proses evolusi akan terjadi jika ada perubahan pada sel kelamin. Per-bedaannya dengan Darwin adalah Darwin berpendapat bahwa evolusi terjadimelalui seleksi alam. Adapun Weismann, mengatakan bahwa evolusimerupakan gejala seleksi alam terhadap faktor genetis.3. Definisi Teori EvolusiPada materi sebelumnya, Anda telah mengenal istilah evolusi. Apakahitu evolusi? Sebagai suatu ilmu, teori evolusi berkembang sesuai denganperkembangan ilmu yang menyertainya.Evolusi adalah ilmu tentang perubahan-perubahan organisme yangberangsur-angsur menuju kepada kesesuaian dengan waktu dan tempat.Dari definisi tersebut, evolusi tidak akan pernah membuktikan bagaimanakera berubah menjadi manusia. Evolusi bukan proses perubahan dari suatuorganisme (spesies) ke organisme (spesies) yang lain.Evolusi merupakan perubahan frekuensi alel suatu populasi per satuanwaktu. Menurut teori evolusi, kera mempunyai hubungan kekerabatan yangdekat dengan manusia. Teori evolusi tidak menerangkan bahwa kera adalahnenek moyang langsung dari manusia. Pada dasarnya, teori evolusi men-jelaskan bahwa perubahan frekuensi alel dari suatu populasi merupakanproses evolusi. Dengan demikian, semua organisme berevolusi dari waktuke waktu (Iskandar, 2001: 85). Untuk lebih jelas tentang frekunsi alel, dapatAnda pelajari pada subbab selanjutnya.Pada zaman Aristoteles hingga zaman Linnaeus, suatu spesies dianggaptetap, tidak mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Akan tetapi, setelahteori evolusi muncul, pendapat itu berubah. Suatu populasi organismeberubah dari waktu ke waktu sesuai dengan kondisi lingkungannya (seleksialami). Oleh karena itu, organisme akan tetap berada dalam kondisi yangcocok dengan lingkungannya. Apakah manusia mengalami perubahan?4. Perkembangan Teori EvolusiTeori evolusi, seperti ilmu lainnya, juga berkembang sesuai denganperkembangan ilmu yang terkait dengannya. Lamarck, sesuai denganperkembangan ilmu saat itu, menyimpulkan bahwa evolusi dipengaruhi olehadaptasi makhluk hidup tersebut terhadap lingkungannya. Contoh, zarafahyang tadinya berleher pendek akan berkembang menjadi zarafah yangberleher panjang. Mengapa hal ini menurut Lamarck dapat terjadi? MenurutLamarck, hal yang diperoleh dari latihan dapat diturunkan kepada anaknya.Setelah sekitar lima puluh tahun Lamarck mengemukakan teorinya,Darwin mengemukakan teori evolusi menurut hasil penelitiannya. Teorievolusi Darwin ini dimuat dalam bukunya yang berjudul On The Origin ofSpecies by Means of Natural Selection. Dalam bukunya ini, Darwin mengemuka-kan dua pokok teori evolusinya, yakni sebagai berikut.a.Spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang sebelumnya.b.Evolusi terjadi melalui seleksi alami.Tim peneliti dari Australia danIndonesia telah menemukankerangka manusia di Liang Bua,Flores pada tahun 2003. Timgabungan yang terdiri dari ahlipaleontologi dan arkeologitersebut menemukan kerangkaenam orang berukuran kecil,serta peralatan batu dari waktuantara 94.000 hingga 13.000tahun lalu.Tim peneliti Australia yangdipimpin Mike Morwood dariUniversitas New England,Australia menamai temuankerangka tersebut dengan namaHomo loresiensis (ManusiaFlores) dan menganggapnyasebagai spesies baru. Pendapatini ditentang oleh kelompokpeneliti terutama oleh pihakTeuku Jacob dari UGM.Berdasarkan temuan beliau,fosil dari Liang Bua ini berasaldari orang katai Flores –sampaisekarang masih bisa diamatipada beberapa populasi disekitar lokasi penemuan– yangmenderita penyakit mikrosefali.Hal ini dikuatkan oleh artikelyang dimuat dalam jurnalProcedings of the NationalAcademy of cience edisi 21Agustus 2006.Sumber: www.wikipedia.org;www.kompas.com, 28 Agustus 2006WawasanBiologi
Evolusi131Pendapat yang hampir sama dengan Darwin dikemukakan oleh Wallace.Teori evolusi pun semakin berkembang seiring dengan berkembangnya ilmugenetika. Hukum pewarisan sifat yang dikenal dengan Hukum Mendel telahmenerangkan banyak hal yang tidak dapat diterangkan oleh teori evolusipada waktu itu. Faktor genetis pun memberi pengaruh besar dalam teorievolusi. Apakah teori evolusi akan berkembang lagi?Saat ini, setelah struktur DNA ditemukan dan majunya perkembangankomputer, teori evolusi pun berkembang dengan pesat. Kajian evolusi tidakhanya dilihat dari bentuk fisik (morfologi), tetapi sudah dilihat dari tingkatDNAnya. Ilmu-ilmu lainnya pun ikut terlibat dalam teori evolusi, sepertiKimia dan Matematika.Dengan melihat kajian evolusi dari tingkat molekuler (DNA), makakekerabatan dan asal-usul makhluk hidup tampak lebih jelas dan pasti. Halini memberi pengaruh besar juga terhadap Biologi, misalnya dalam penentuanklasifikasi makhluk hidup.5. Bukti-Bukti Terjadinya EvolusiEvolusi sulit dibuktikan. Namun, banyak hal yang dapat dijadikanpetunjuk adanya evolusi. Untuk meyakinkan adanya suatu proses perubahandari bentuk yang sederhana menjadi bentuk yang lebih kompleks tersebut,kita memerlukan suatu bukti atau petunjuk yang dapat mendukung ataumembantah fakta dari suatu teori.Uraian berikut ini akan menjelaskan beberapa petunjuk bahwa evolusimemang terjadi, di antaranya adalah variasi dalam satu spesies, adanya fosil,kesamaan kimia, perbandingan anatomi (homologi dan analogi).a. Variasi dalam Satu SpesiesApakah Anda dapat membedakan teman-teman Anda? Tidak ada yangsama persis, bukan? Tentu, karena mereka memiliki karakter wajah ataupostur yang berbeda satu sama lain.Perbedaan di antara teman-temanmu tersebut dapat dikatakan sebagaivariasi. Variasi individu dalam satu spesies terjadi karena pengaruh beberapafaktor, yakni genetis dan lingkungan (perhatikan Gambar 7.5).b. FosilSisa-sisa hewan dan tumbuhan yang ditemukan pada batuan sedimenmemberikan informasi mengenai peristiwa yang terjadi di masa lalu(Gambar 7.6). Bukti-bukti ini menunjukkan fakta bahwa telah ada variasimakhluk hidup. Beberapa spesies yang telah punah memiliki karaktertransisional antarkelompok utama organisme yang masih ada. Hal inimenunjukkan bahwa jumlah spesies tidak tetap, tetapi bisa berubah berkurangatau bertambah dalam jangka waktu yang panjang.Sumber: Biology: DiscoveringLife, 1991Gambar 7.5Beberapa contoh variasi yangterdapat pada satu spesieskumbang.abSumber: Biology Concepts & Connections, 2006Fosil merupakan salah satubukti evolusi. Contohnya(a) fosil daun dan (b) fosilArchaeoptery yang memilikimorfologi seperti reptil danburung.Gambar 7.6
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII132Sumber: Biology: Discovering Life, 1991Bagaimanakah perubahan populasi kedua jenis kupu-kupu tersebut dapatterjadi?• Fosil• RadioisotopKata KunciBukti-bukti yang ada juga menunjukkan bahwa terdapat celah padacatatan fosil disebabkan tidak lengkapnya data. Semakin banyak kita mem-pelajari evolusi dari spesies yang spesifik, celah tersebut atau "rantai yanghilang" dapat terisi dengan spesimen fosil transisional. Salah satu masalahyang sering diperdebatkan sehubungan dengan penelitian mengenai fosiladalah seberapa akurat pengukuran umur fosil.Berdasarkan umur geologi, pengukuran pada fosil dapat bersifat relatifatau pasti. Relatif ini dilakukan berdasarkan fosil mana yang dianggap lebihtua dari yang lain. Sementara itu, pengukuran umur fosil secara lebih pastidilakukan dengan bantuan pelapukan radioaktif.Pengukuran secara radioaktif ini telah dilakukan mulai tahun 1920-an.Semenjak pengukuran pertama pada batuan bumi, telah dikembangkan lebihdari 10.000 jenis radioisotop yang dapat berfungsi mengukur umur daribatuan atau fosil. Dengan begitu, pengukuran terhadap fosil tidak hanyadilakukan dengan satu jenis isotop saja, tetapi juga diuji kembali denganmenggunakan jenis isotop yang lain untuk mendapatkan kepastian mengenaiumur suatu fosil. Dengan cara ini, para ilmuwan yang terlibat dalampengerjaan fosil dapat memublikasikan revisi umur skala geologi setiapbeberapa tahun sekali. Dari setiap revisi ini, diketahui bahwa pergeseranumur-umur batuan (masa geologi) hanya terjadi untuk beberapa ratus tahun,sedangkan pembagian umur pada batuan muda relatif stabil.Gambar berikut adalah kupu-kupu Biston betularia. Terdapat jenis yangberwarna hitam dan yang berwarna putih. Sebelum revolusi industri, jumlah kupu-kupu yang berwarna putih lebih banyak dibandingkan dengan jumlah yangberwarna hitam. Akan tetapi, setelah revolusi industri terjadi, populasi kupu-kupu berwarna hitam lebih banyak dibandingkan yang berwarna putih.Tugas Ilmiah 7.2c. Kemiripan Susunan BiokimiaPada dasarnya, makhluk hidup di bumi serupa apabila dilihat strukturanatomi dasar dan komposisi kimianya. Baik itu sel sederhana seperti protozoamaupun organisme dengan jutaan sel? Semua makhluk hidup bermula darisel tunggal yang bereproduksi sendiri dengan proses pembelahan yang serupa.Dalam waktu hidup yang terbatas, mereka juga tumbuh menua dan mati.Pada prinsipnya, beberapa jeniselemen bumi tertentu bersifatradioaktif. Elemen-elemen iniakan lapuk dan luruh pada waktuyang dapat diprediksi. Ahlikimialah yang akan mengukurwaktu paruh dari setiap elementersebut. Waktu paruh adalahwaktu yang diperlukan olehsebuah radioaktif untuk meluruhmenjadi setengahnya mem-bentuk formasi baru yang lebihstabil. Dengan membandingkanbagian radioaktif yang meluruhpada sampel batuan, waktuparuh dan umur batuan tersebutdapat diperkirakan.Sumber: Biology Concepts &Connections, 2006WawasanBiologi
Evolusi133Sumber: Biology Concepts & Connections, 2006ManusiaAnjingLumba-lumbaKelelawarSumber: CD mage tockbyteabcSemua hewan dan tumbuhan menerima karakter spesifik dari induknyadengan cara mendapatkan kombinasi gen tertentu. Ahli biologi molekularmenemukan bahwa gen merupakan segmen molekul DNA dalam sel-sel.Segmen-segmen DNA ini mengandung kode-kode kimia untuk membentukprotein dengan berikatan bersama asam amino tertentu dengan urutan yangspesifik.Semua jenis protein pada makhluk hidup hanya disusun oleh 20 jenisasam amino. Kode DNA memiliki bahasa sederhana yang sama untuk semuamakhluk hidup. Ini merupakan bukti yang menjadi dasar kesatuan kehidupanmolekular.Sebagai tambahan, kebanyakan makhluk hidup mendapatkan energiyang diperlukan untuk berbagai kegiatan secara langsung atau tidak langsungdari matahari. Ada yang melalui proses fotosintesis atau memperoleh denganmengonsumsi tumbuhan hijau dan organisme lainnya yang memakantumbuhan.d. Perbandingan Anatomi (Homologi dan Analogi)Jika Anda perhatikan dengan saksama organ-organ tubuh hewanVertebrata, organ-organ tersebut memiliki struktur dasar yang sama, tetapimemiliki fungsi yang berbeda. Perbedaan fungsi ini terjadi karena adaptasiterhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya, tangan manusia dan sayapburung. Tangan manusia lebih cocok untuk memegang, sedangkan sayapburung lebih cocok untuk terbang.Ahli evolusi berpendapat bahwa kedua organ tersebut awalnya memilikistruktur yang sama. Organ yang memiliki bentuk asal yang sama, namunmemiliki fungsi yang berbeda disebut homologi (Gambar 7.7).Adaptasi juga menyebabkan adanya organ yang memiliki fungsi sama,tetapi memiliki struktur dasar berbeda. Hal demikian disebut analogi(Gambar 7.8).Anggota tubuh yang homologimemiliki bentuk asal yang sama,namun memiliki fungsi yangbeda.Dari struktur apakah organorgan tersebut?Gambar 7.7Analogi yang terdapat pada (a)burung, (b) kelelawar, dan (c)kupu-kupu menunjukkankesamaan fungsi, yakni untukterbang, tetapi berasal daristruktur dasar yang berbeda.Gambar 7.8• Analogi• HomologiKata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII134Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Sebutkan tokoh-tokoh yang mengemukakan teori-teori mengenai evolusi.2.Jelaskan perdebatan-perdebatan yang terjadi antaratokoh evolusi sehubungan dengan teori-teorinya.3.Bukti-bukti apa saja yang dapat digunakan sebagaibukti evolusi?Soal PenguasaanMateri 7.1Bagaimanakah evolusi terjadi? Adanya seleksi alami dan variasi genetismerupakan hal utama yang menyebabkan terjadinya evolusi. Perlu dingatkembali bahwa evolusi terjadi dalam populasi, bukan individu.1. Seleksi AlamiPernahkah Anda memerhatikan katak atau penyu yang bertelur?Biasanya katak dan penyu bertelur dalam jumlah yang banyak. Akan tetapi,dari jumlah yang banyak itu tidak semuanya akan tumbuh dan berkembangmenjadi individu dewasa. Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Apa yangterjadi jika semua telur katak atau penyu dapat tumbuh dewasa?Evolusi melalui seleksi alami terjadi pada populasi suatu spesies yangberubah dari waktu ke waktu. Seleksi alami dapat memengaruhi populasimelalui tiga macam seleksi alam, yakni seleki alami mengarah, seleksi alamistabilisasi, dan seleksi alami disruptif (Starr and Taggart, 1995: 278-281;Iskandar, 2201; 179–180).B Mekanisme EvolusiSumber: Heath Biology, 1985e. Perbandingan EmbrioBukti evolusi dapat juga dilihat dari perkembangan dan pertumbuhanorganisme. Zigot yang merupakan hasil peleburan antara gamet jantan dangamet betina akan berkembang menjadi embrio. Pada hewan vertebrata,ternyata perkembangan dan pertumbuhan embrio tersebut memperlihatkanbentuk yang mirip satu sama lain. Pada perkembangan lebih lanjut, barulahembrio-embrio tersebut menunjukkan adanya perbedaan. Perhatikan Gambar7.9 berikut.Berdasarkan gambar tersebut, awal perkembangan embrio ikan hiu,ayam, dan simpanse cukup mirip, meskipun hasil akhirnya berbeda. Padaorganisme dengan kekerabatan yang dekat, umumnya memiliki polapertumbuhan dan perkembangan embrio yang mirip.Di bab sebelumnya Anda telah mempelajari tentang materi mutasi. Dalammateri mutasi tersebut dipelajari tentang penyebab dan macam-macammutasi. Apakah ada kaitannya antara mutasi dan evolusi?Misalkan, seekor lalat berukuran2 mm sanggup bertelur sekitar500 butir, dan semua telurberhasil menjadi dewasa dalamsepuluh hari. Menurutperhitungan, dalam satu tahunjumlah lalat akan menutupipermukaan bumi setebal satusentimeter.Sumber: Catatan uliah Evolusi, 2001WawasanBiologiabcPerkembangan embrio (a) ikanhiu, (b) ayam, dan (c) simpansePada tahap manakah perbedaanmulai terjadi?Gambar 7.9
Evolusi135a. Seleksi MengarahPada seleksi alami ini terjadi seleksi terhadap suatu variasi sifat padapopulasi yang menyebabkan perubahan frekuensi sifat menuju sifat tertentu.Seleksi mengarah mengakibatkan frekuensi alel akan mengarah pada salahsatu ciri. Perubahan ini merupakan respons terhadap keadaan lingkungan.Akibat dari seleksi tersebut, terjadi perubahan frekuensi alel ke salah satukeadaan homozigot.Contohnya, pada populasi ular bandotan. Ular ini terdiri atas duafenotipe. Satu fenotipe bergaris, sedangkan fenotipe yang satunya lagiberbercak-bercak. Oleh karena hidup di daerah yang beralang-alang makaular bandotan yang berfenotipe bergaris memiliki kemampuan yang baikuntuk menghindar dari predatornya. Bandingkan dengan ular yangbandotan yang berbercak-bercak. Akibatnya, untuk beberapa waktu, di daerahtersebut hanya dapat ditemukan ular bandotan yang bergaris.Kondisi sebaliknya ditemukan di daerah yang tidak beralang-alang, tetapiberbatu kerikil. Pada daerah berbatu kerikil ini, ular bandotan berbercak-bercak lebih mendominasi. Mengapa demikian?b. Seleksi StabilisasiPada seleksi stabilisasi, sifat yang paling umum merupakan sifat yanglebih mampu bertahan hidup. Sifat yang tidak umum (ekstrim) akan selaluterkena seleksi. Misalnya, ada fenotipe siput kuning (alel homozigot) dansiput cokelat tua (alel homozigot). Siput heterozigot memiliki warna cokelatseperti tanah. Oleh karena warna kuning dan cokelat tua terlihat mencolokmaka predator (burung) akan lebih banyak memangsa siput warna kuningdan cokelat tua. Bagaimana dengan siput yang berwarna cokelat sepertitanah (heterozigot)?Oleh karena siput yang berwarna cokelat seperti tanah adalah heterozigotmaka pada generasi berikutnya akan dihasilkan kembali siput berwarnakuning dan cokelat tua. Dengan demikian frekuensi alelnya akan selalu tetapmendekati 25% kuning, 50% cokelat tanah, dan 25% cokelat tua.Seleksi MengarahSeleksi StabilisasiSeleksi Disruptifa. Rentang Populasi waktu ke-1b. Rentang Populasi waktu ke-2c. Rentang Populasi waktu ke-3Jumlah individuabcSumber: Biology: The nity & Diversity of Life, 1995a. Rentang Populasi waktu ke-1b. Rentang Populasi waktu ke-2c. Rentang Populasi waktu ke-3Jumlah individua. Rentang Populasi waktu ke-1b. Rentang Populasi waktu ke-2c. Rentang Populasi waktu ke-3Jumlah individuMacam-macam seleksi alampada populasi kupu-kupumeliputi (a) seleksi mengarah,(b) seleksi stabilisasi, dan(c) seleksi disruptif.eleksi manakah yang dapatmenghasilkan spesies baru?Gambar 7.10
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII136Variasi timbul akibat mutasi, baik mutasi gen maupun mutasi kromosom.Terjadinya mutasi gen menyebabkan terbentuknya alel baru. Alel baru inimerupakan sumber terbentuknya variasi. Variasi dalam suatu populasimerupakan bahan mentah (raw materials) terjadinya evolusi.Berdasarkan pengetahuan terbaru terdapat dua penyebab terjadinyavariasi genetis, yakni mutasi gen dan rekombinasi gen dalam keturunan.Hal ini sesuai dengan yang dikatakan Hugo De Vries (Gambar 7.12) bahwavariasi genetis merupakan akibat dari mutasi gen dan rekombinasi gen-genpada keturunan baru.a. Mutasi GenMutasi gen dapat diartikan sebagai suatu perubahan struktur kimia DNAyang menyebabkan perubahan sifat pada suatu organisme dan bersifatmenurun. Mutasi gen yang tidak dipengaruhi oleh faktor luar tersebut sangatjarang dan umumnya tidak menguntungkan.Mengapa mutasi gen merupakan salah satu mekanisme evolusi? Untukmenjawabnya Anda perlu memahami terlebih dahulu pengertian angka lajumutasi. Angka laju mutasi adalah angka yang menunjukkan jumlah genyang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu darisuatu spesies.Sumber: Biological cience, 1986abcdc. Seleksi DisruptifSeleksi disruptif terjadi pada individu heterozigot. Seleksi ini akanmemecah populasi menjadi dua kelompok yang berbeda, tetapi miliki alelhomozigot. Contohnya, pada suatu populasi kepik terdapat kepik warnakuning (homozigot), hijau (homozigot), dan merah (heterozigot). Olehkarena kepik warna merah sangat mencolok keberaadaannya di antaradedaunan, maka burung pemakan kepik akan mudah untuk menemukandan kemudian memangsanya. Akibatnya, untuk jangka waktu tertentu,keberadaan kepik warna merah sukar untuk ditemukan. Bagaimana kalaukondisi ini berlanjut terus?Untuk lebih jelas memamahami seleki alam mengarah, seleksi alamstabilisasi, dan seleksi alam disruptif, Anda dapat mempelajari Gambar 7.10.Pada ilustrasi tersebuit, contoh populasinya adalah kupu-kupu.2. Variasi GenetisDi dalam suatu populasi, terdapat variasi di antara individu-individunya.Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan genetis. Mutasi dapat mening-katkan frekuensi alel pada individu di dalam populasi. Dengan demikian,setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalampopulasinya.Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbeda-beda (Gambar 7.11). Lantas apakah hubungan atau kaitan antara variasi,evolusi, dan mutasi?Variasi yang terdapat padabentuk jengger ayam, meliputibentuk (a) single, (b) walnut,(c) pea, dan (d) ros.Gambar 7.11
Evolusi137Pada umumnya, angka laju mutasi suatu populasi spesies sangat rendah,yaitu secara rata-rata 1 : 100.000. Artinya, dalam setiap 100.000 gamet terdapatsatu gen yang bermutasi. Meskipun sangat kecil, mutasi merupakan salahsatu mekanisme evolusi yang sangat penting karena:1)setiap gamet mengandung beribu-ribu gen;2)setiap individu mampu menghasilkan ribuan bahkan jutaan gamet;3)banyaknya generasi yang dihasilkan satu spesies selama spesies itu belumpunah.Secara umum mutasi itu merugikan. Peluang mutasi yang menguntung-kan hanya 1/1.000 dari kemungkinan yang bermutasi. Walaupun peluangini kecil, tetapi karena jumlah spesies dan generasinya sangat besar makapeluang mutasi yang menguntungkan juga menjadi besar.b. Rekombinasi GenRekombinasi gen merupakan mekanisme yang sangat penting dalamproses evolusi. Proses rekombinasi gen terjadi melalui reproduksi seksual.Apakah yang dimaksud dengan rekombinasi gen?Anda dapat membuka kembali materi tentang Genetika. Di sanadijelaskan tentang huku pewarisan sifat, yaitu Hukum I Mendel dan HukumII Mendel. Jika individu dihibrid dikawinkan antarsesamanya, berapakahperbandingan genotipe F1-nya? Berapakah perbandingan genotipe F2-nya?Ternyata dapat disimpulkan bahwa jika individu-individu dari suatupopulasi melakukan perkawinan secara acak dan setiap genotipe memilikipeluang yang sama maka perbandingan genotipe-genotipenya dari generasi-generasi akan tetap sama. Hal ini sejalan dengan Hukum Hardy-Weinbergyang akan dipelajari berikutnya.3. SpesiasiDalam evolusi, proses spesiasi merupakan proses yang cukup pentingsetelah keanekaragaman. Hal ini dikarenakan salah satu hasil akhir darisemua proses evolusi adalah suatu spesies yang sesuai dengan keadaan alamyang ditinggalinya. Apakah itu spesiasi?Suatu spesies terbentuk melalui mekanisme tertentu. Prosespembentukan spesies disebut spesiasi. Para ilmuwan membedakan spesiesberdasarkan kemampuan organisme untuk dapat melakukan perkawinandan menghasilkan keturunan yang fertil (subur) atau memiliki kemampuanuntuk melakukan hal tersebut. Memiliki kemampuan berarti kedua organismetersebut dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan fertil,meskipun hal tersebut tidak terjadi di alam.a. Isolasi ReproduktifBerdasarkan hal tersebut, kata kunci dari definisi spesies adalah adanyaisolasi repoduktif. Adanya isolasi reproduktif menyebabkan perkawinanantarspesies tidak dapat terjadi. Suatu kelompok dalam satu spesies dapatkehilangan kemampuan untuk melakukan perkawinan dengan kelompoklain. Jika hal ini terjadi maka spesies baru sedang terbentuk.Terdapat beberapa mekanisme isolasi reproduktif, yakni isolasiprazigotik dan isolasi postzigotik. Mekanisme isolasi prazigotik mencegahpembentukan zigot. Karena suatu hal, gamet jantan tidak pernah dapatmelakukan fertilisasi atau gagal melakukan fertilisasi dengan gamet betina.Adapun mekanisme isolasi postzigotik memengaruhi zigot yang telahterbentuk. Zigot tersebut dapat berkembang menjadi embrio, tetapi tidakdapat bertahan hidup atau dilahirkan menjadi individu steril. Berikut initabel mekanisme isolasi reproduktif yang dapat terjadi.Sumber: Pustaka Alam Evolusi, 1979Hugo De Vries, seorang ahlibotani Belanda, mengatakanbahwa variasi genetismerupakan akibat dari mutasigen dan rekombinasi gen-genpada keturunan baru.Gambar 7.12
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII138Mekanisme isolasi prazigotik mencegah terjadinya reproduksi dapatterjadi secara ekologi dan melibatkan penghalang lingkungan sehingga tidaktejadi perkawinan. Isolasi dapat juga terjadi karena perilaku (Gambar 7.13)dan melibatkan aktivitas yang memengaruhi waktu dan kesiapan fisiologiorgan reproduksi. Isolasi perilaku menyebabkan dua spesies yang hiduppada dua habitat yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan walaupuntidak terpisah secara geografi (Starr and Taggart, 1995: 290).Isolasi perilaku merupakan penghalang reproduksi penting. Contohnya,ketika burung jantan dan betina akan kawin, mereka sebelumnya melakukanritual perkawinan yang hanya dapat dimengerti oleh pasangan satu spesies.Ritual tersebut dapat berupa tingkah laku, suara, atau ekskresi zat kimia.Isolasi mekanis menghalangi perkawinan akibat ketidakcocokan strukturreproduksi. Misalnya pada dua spesies bunga sage, penyerbukan keduabunga sangat bergantung pada serangga, seperti lebah. Akan tetapi, keduaspesies memiliki perbedaan bentuk dan ukuran petal yang hanya dapatdihinggapi polinator tertentu. Satu spesies polinator cenderung hanyamembantu penyerbukan tumbuhan yang masih satu spesies (Gambar 7.14).Contoh isolasi mekanis(a) Bunga sage kecil hanyadapat dihinggapi polinator kecil,sedangkan (b) bunga sage besarmemiliki struktur yang kuatuntuk dihinggapi polinator besar.Sumber: Biology:The nity & Diversity of Life, 1995Sumber: Biology: The nity &Diversity of Life, 1995Isolasi PrazigotikIsolasi ekologiIsolasi perilakuIsolasi mekanismeIsolasi temporalTabel 7.1 Mekanisme Isolasi ReproduksiCara hidup dan habitat berbeda menghalangireproduksi.Perbedaan perilaku kawin (mating) menghasilkansulit terjadinya perkawinan yang sukses.Penghalang struktural atau molekulermenghalangi pembentukan zigot.Kematangan reproduksi yang berbeda waktunya.Isolasi PostzigotikInviabilitas HibridSterilitas HibridPenurunan KualitasHibridKematian hibrid sebelum memperoleh kemampuanreproduksi.Hibrid tidak mampu menghasilkan keturunanmeskipun hibrid sehat.Penurunan viabilitas (kemampuan hidup) atauinfertilitas pada generasi kedua atau generasi yangakan datang.Gambar 7.13Contoh perilaku sebelum kawinburung albatros ini termasukisolasi perilaku.abSumber: Biology: The nity & Diversity of Life, 1995Gambar 7.14
Evolusi139Isolasi temporal terjadi karena perbedaan waktu reproduksi. Hewandan tumbuhan umumnya memiliki musim kawin yang singkat, bahkan adayang kurang dari satu hari. Contohnya pada tonggeret (Cicada). Satu spesiestonggeret menjadi dewasa, melakukan reproduksi, dan menghasilkan gametsetiap 13 tahun. Spesies lain setiap 17 tahun. Hanya satu kali dalam 221tahun kedua spesies ini menghasilkan gamet bersamaan. Oleh karena itu,pertemuan gamet antarspesies ini sulit terjadi.Mekanisme isolasi postzigotik mencegah pertukaran gen antarspesies.Meskipun dua spesies dapat melakukan perkawinan dan keturunan hasilpersilangan (hibrid) dapat hidup, hibrid biasanya mati sebelum mampubereproduksi (inviabilitas hibrid) atau steril (sterilitas hibrid).Kuda dan keledai dapat melakukan perkawinan, namun hibrid yangdihasilkan steril. Hibrid ini disebut dengan mule (Gambar 7.15).Ketika ahli genetis mengawinkan dua spesies lalat buah (Drosophilapseudoobscura dan D. persimilis), generasi pertama sehat dan menghasilkan banyaktelur fertil. Akan tetapi, pada generasi kedua menghasilkan keturunan yanglemah dan cenderung steril. Hal ini disebut dengan penurunan kualitas hibrid.b. Model SpesiasiPopulasi suatu spesies dapat terpisahkan misalnya menjadi dua kelompokoleh penghalang (barier) fisik maupun geografis. Setiap kelompok akanterisolasi dan memiliki jalur evolusi yang berbeda sebagai akibat perubahanfrekuensi alel oleh seleksi alami dan mutasi pada masing-masing kelompok.Pemisahan ini dapat menghasilkan dua spesies yang berbeda. Model spesiasiini disebut dengan spesiasi allopatrik. Hal ini terjadi pada tupai Scuriurusalberti dan Scuriurus kaibabensis di Grand Canyon yang dibatasi oleh sungaiColorado. Perhatikan Gambar 7.16.2. Penghalang geografismemisahkan menjadidua populasi3. Dua populasimenjadi berbedasecara geografis1. Populasi spesiesutuh4. Isolasi reproduksiterus terjadimeskipun ketikapenghalanggeografis lengyapSumber: Essential of Biology, 1990Sumber: Essential of Biology, 1990Seekor mule hasil perkawinankuda dan keledaiApakahmule dapat menghasilkanketurunan?Gambar 7.15Mekanisme spesiasi alopatrikpada tupai albert. curiurusalberti (kiri gambar) dancuriurus kaibabensi (kanangambar) terpisah oleh sungaiColorado.Dapatkah Anda menjelaskanmodel spesiasi yang terjadi?Gambar 7.16• Spesiasi allopatikKata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII140Pada model spesiasi kedua, pembelahan spesies tidak terjadi karenaadanya penghalang fisik maupun geografis. Model spesiasi ini disebutspesiasi simpatrik. Pada spesiasi simpatik, spesies baru terbentuk meskipunberada dalam populasi spesies induk. Isolasi reproduksi terjadi tanpa isolasigeografis. Hal ini dapat terjadi jika berlangsung mutasi pada suatu generasiyang menghasilkan penghalang reproduktif antarmutan dan populasi induk.Pada spesiasi simpatrik, terjadi penggandaan jumlah kromosom dalamsuatu spesies. Umumnya, spesiasi ini terjadi pada tumbuhan melalui peristiwapoliploidi. Tumbuhan yang poliploid ini hanya dapat dikawinkan denganpoliploid lagi. Jika tumbuhan poliploid ini dikawinkan dengan tumbuhanyang diploid, keturunannya akan steril (mandul). Hal tersebut menunjuk-kan, bahwa poliploid merupakan salah satu cara spesiasi simpatrik.4. Hukum Hardy-WeinbergDefinisi evolusi dipelajari secara terpisah pada saat bersamaan yaitupada awal abad 20 oleh Godfrey Hardy, seorang ahli matematika Inggris,dan Wilhelm Weinberg, seorang ahli fisika Jerman. Melalui permodelanmatematika yang berdasarkan pada probabilitas, mereka menyimpulkanbahwa frekuensi kolam gen (gene pool) bisa stabil, tetapi evolusi dapat sajamuncul pada semua populasi kapan saja.Ahli-ahli genetika lain yang mengikuti mereka mendapatkan penger-tian bahwa evolusi tidak akan terjadi dalam populasi yang memiliki syarat-syarat sebagai berikut.a.Tidak ada mutasi.b.Tidak ada seleksi alam.c.Ukuran populasi sangat besar.d. Semua anggota populasi dapat berkembang biak.e.Semua anggota populasi dapat kawin secara acak.f .Semua anggota populasi menghasilkan keturunan dalam jumlah yang sama.g.Tidak ada migrasi keluar atau masuk dari dan ke populasi.Dengan kata lain, jika tidak ada mekanisme ini pada populasi, evolusitidak akan terjadi dan frekuensi kolam gen akan tetap. Bagaimanapun,ketujuh syarat-syarat tersebut sangat sulit untuk dipenuhi sehingga dalamdunia nyata evolusi tetap terjadi.Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumus sederhana yang dapatdigunakan untuk menemukan probabilitas frekuensi genotipe pada suatupopulasi dan untuk mengetahui perubahan yang terjadi dari satu generasike generasi lainnya. Rumus tersebut dikenal sebagai persamaan kesetim-bangan Hardy-Weinberg. Persamaan ini adalah p² + 2pq + q² = 1, p adalahfrekuensi alel dominan dan q adalah frekuensi alel resesif untuk suatu sifatyang diatur oleh sepasang alel misalkan A dan a.Dengan kata lain, p adalah semua alel dalam individu-individu yangdominan homozigot (AA) dan setengahnya adalah individu-individu yangheterozigot (Aa) dalam populasi. Persamaan untuk p adalah:p = AA + ½Aaq merupakan semua alel dalam individu-individu yang resesif homozigot(aa) dan setengahnya adalah alel dalam individu-individu heterozigot (Aa).q = aa + ½AaKarena hanya ada dua alel dalam kasus ini, frekuensi keseluruhan harusberjumlah 100%, maka:p + q = 1• Spesiasi simpatrikKata Kunci
Evolusi141dan secara logikap = 1 – qq = 1 – pDari persamaan yang didapatkan, dapat diketahui bahwa semuakemungkinan kombinasi alel yang muncul secara acak adalah(p + q)² = 1atau secara lebih sederhanap² + 2pq + q² = 1Pada persamaan tersebut, p2 adalah prediksi frekuensi gen homozigotdominan (AA) pada populasi, 2pq adalah prediksi frekuensi gen heterozigot(Aa), dan q2 adalah prediksi frekuensi gen homozigot resesif (aa). Dariobservasi fenotipenya, biasanya dapat diketahui frekuensi gen homozigotresesif dalam persamaan dilambangkan dengan q2 karena mereka tidakmemiliki sifat yang dominan. Huruf yang mengekspresikan sifat padafenotipenya adalah yang homozigot dominan (p2) atau heterozigot (2pq).Hukum Hardy-Weinberg memungkinkan kita untuk memprediksinya.Karena p = 1 – q dan q diketahui maka akan mudah didapatkan nilai p.Dengan mengetahui p dan q, maka dapat dengan mudah dimasukkan kedalam persamaan (p² + 2pq + q² = 1). Kemudian, frekuensi ketiga genotipedapat diketahui.Dengan membandingkan antara frekuensi genotipe dari generasi berikut-nya dan generasi yang sudah ada dalam suatu populasi, seseorang akan dapatmempelajari arah dan tingkatan sifatnya serta apakah evolusi terjadi atautidak dalam populasi tersebut. Namun, persamaan Hardy-Weinberg tidakdapat menentukan semua kemungkinan yang menunjukkan evolusi sebagaifaktor yang bertanggung jawab dalam perubahan frekuensi kolam gen.Sangat penting untuk mengingat fakta bahwa frekuensi kolam gen stabilsecara alami. Mereka tidak mengubah dirinya sendiri. Dengan menyamping-kan fakta bahwa evolusi merupakan hal yang umum terjadi dalam populasialami, frekuensi alel akan tetap kecuali ada mekanisme evolusi seperti mutasi,seleksi alami, dan kawin tidak secara acak.Sebelum Hardy-Weinberg, dipercaya bahwa alel dominan menghapus-kan alel resesif. Teori yang salah ini dikenal sebagai "genophagy" (artinyapemakan gen). Berdasarkan teori ini, frekuensi alel dominan selalu ber-tambah dari waktu ke waktu. Hardy dan Weinberg berhasil membuktikanbahwa dengan persamaan mereka, alel dominan bisa saja berkurangfrekuensinya dengan mudah. Perhatikan contoh perhitungan berikut ini yangmenerapkan hukum Hardy-Weinberg.Penerapan Hukum Hardy-Weinberg tentang Buta Warna.Suatu populasi terdiri atas laki-laki buta warna atau color blind (cb) sebanyak30%. Berapakah persentase wanita carrier dan wanita buta warna?Jawab:Jumlah orang normal dan buta warna = 100%Frekuensi orang nomal adalah 100 – 30% = 70%Laki-laki buta warna XcbY = 30% = 0,30Anggap gen normal = X = p dan gen buta warna Xcb = qKarenap + q = 1makap = 1 – qp = 1 – 0,30 = 0,70• Hukum Hardy-Weinberg• Kolam genKata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII142Bagaimanakah kehidupan dapat terjadi? Apakah terjadi secara tiba-tibaatau ada penyebabnya? Para ilmuwan sejak dulu sudah menyelidiki masalahtersebut. Untuk mengetahui asal-usul kehidupan, para ilmuwan menyelidikidan melakukan eksperimen. Selain penelitian, teori-teori dikemukakan olehbeberapa ilmuwan berdasarkan bukti-bukti yang ada (Gambar 7.17).Persentase wanita carrier XcbX atau 2 pq = 2(0,70 × 0,30)= 2(0,21) = 0,42= 42%Persentase wanita buta warna atau XcbXcb= q2= (0,30)2 = 0,09= 9%Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Jelaskan kaitan antara evolusi dan mutasi.2.Jelaskan oleh spesiasi pada suatu organisme.3.Syarat apakah yang diperlukan agar tidak terjadievolusi?Soal PenguasaanMateri 7.2C Asal-Usul KehidupanSumber: Biology Concepts & Connections, 20061. Teori AbiogenesisTeori abiogenesis disebut juga teori generatio spontanea. Pokok dari teoriini menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda atau materi tidak hidupdan kehidupan terjadi secara spontan (generatio spontanea).Ilmuwan yang mengemukakan teori ini adalah seorang filsafat Yunanikuno, yakni Aristoteles (384–322 SM). Dengan melihat organisme di sekeliling-nya, Aristoteles berkesimpulan bahwa makhluk hidup muncul secara tiba-tiba. Contohnya, seekor cacing yang keluar dari dalam tanah, maka cacingtersebut berasal dari tanah. Contoh lainnya, katak yang keluar dari lumpur,maka katak tersebut berasal dari lumpur.Ilmuwan lain yang mendukung teori ini adalah John Needham (1700).Ilmuwan dari Inggris ini melakukan percobaan dengan merebus sebentarair kaldu yang berasal dari sepotong daging. Air kaldu tersebut menjadikeruh karena adanya mikroorganisme. Ilmuwan tersebut kemudian ber-kesimpulan bahwa mikroorganisme berasal dari air kaldu.2. Teori BiogenesisTeori biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal darimakhluk hidup lagi. Teori biogenesis merupakan lawan dari teori abiogenesis.• Teori abiogenesis• Teori biogenesisKata KunciGambaran seniman terhadappembentukan bumi dan keadaanbumi ketika bakteri prokariotberkembang.Gambar 7.17
Evolusi143Para ilmuwan yang mendukung teori biogenesis adalah Francesco Redi(1626–1697), Abbe Lazzaro Spallanzani (1729–1799), dan Louis Pasteur(1822–1895). Ketiga ilmuwan ini melakukan percobaan dan membuktikanteori biogenesis.a. Percobaan Francesco RediFrancesco Redi adalah orang pertama yang melakukan percobaan untukmenentang teori abiogenesis. Redi melakukan percobaan dengan meng-gunakan daging segar dan dua stoples (Gambar 7.18). Stoples pertama diisidengan daging dan dibiarkan terbuka (tidak ditutup), sedangkan stopleskedua diisi daging dan ditutup rapat.Setelah beberapa hari, di dalam stoples yang terbuka terdapat larva.Redi berkesimpulan bahwa larva tersebut berasal dari lalat yang masuk kedalam stoples kemudian bertelur. Untuk meyakinkan kesimpulannyatersebut, Redi melakukan percobaan yang kedua. Kali ini stoples ditutupidengan kain kasa sehingga masih terjadi hubungan dengan udara, tetapilalat tetap tidak dapat masuk. Setelah beberapa hari, didapatkan daging dalamstoples tersebut membusuk, tetapi dalam daging tersebut tidak terdapatlarva. Redi mengemukakan tidak adanya larva ini karena lalat tidak bisamenyimpan telurnya dalam daging. Oleh karena itu, Redi berkesimpulanbahwa larva lalat bukan berasal dari daging yang membusuk.Kain kasaStoples yang terbuka, dagingdipenuhi oleh larva.Sumber: Biology: E ploring Life, 1994Stoples yang tertutup kain kasa,daging tidak terdapat larva.Untuk membuktikan teoribiogenesis, Redi melakukan duapercobaan, yakni membiarkansatu stoples terbuka dan lainnyatertutup.Apa yang terjadi pada keduadaging pada stoples stoplestersebut?Menumbangkan Teori AbiogenesisTujuanMembuktikan teori biogenesis dengan melakukan percobaanAlat dan BahanBlender, 3 botol selai kosong, tape singkong, dan pisang. Kain kasa dan plastikbening serta karet gelang.Langkah Kerja1.Bersama kelompok Anda, campurkan tape singkong dan pisang denganperbandingan 1:3 menggunakan blender.2.Masukkan campuran dalam tiga botol selai. Tutup botol pertama denganplastik bening, botol kedua dengan kain kasa, dan botol ketiga tanpa penutup.3.Simpan ketiga botol tersebut di luar ruangan. Biarkan dan amati hingga limahari. Diskusikan hasilnya dengan kelompok Anda dan buatlah kesim-pulannya. Presentasikan hasilnya di depan kelas.Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Apa yang terjadi pada ketiga botol yang diisi campuran setelah lima hari?2.Apa yang dapat Anda simpulkan dari kegiatan ini?Kegiatan 7.1b. Percobaan Lazzaro SpallanzaniPada percobaan Spallanzani, digunakan air rebusan dari daging atau(air kaldu). Air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam dua labu, kemudiandipanaskan. Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan terbuka. Sementara itu,setelah air kaldu dalam labu II dipanaskan, labu kemudian ditutup rapatmenggunakan gabus.Setelah beberapa hari, air kaldu dalam labu I menjadi keruh dan berbaubusuk yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Mikroorganismetersebut berasal dari udara bebas yang masuk ke labu I karena tidak ditutup.Pada labu II, ternyata tidak ada perbedaan dari sebelumnya. Air kaldu tetapjernih. Jernihnya air kaldu ini disebabkan tidak adanya udara yang masukke dalam labu.Gambar 7.18
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII144Air kaldu telah sterilSt erilAir kaldu dipanaskanAir kaldu telah sterilTerinfeksi olehmikroorganismeAir kaldu dipanaskanDebu masuk kedalam labuDebu dan partikeldari udara tertahandi leher labu angsaSumber: Biological cience, 1986TokohBiologiPercobaan Spallanzani menunjukkan bahwa pada labu terbuka terdapatkehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada labuyang ditutup tidak terdapat kehidupan. Berdasarkan hal tersebut, Spallanzaniberkesimpulan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu, tetapi berasaldari makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, para penganut abiogenesismenyanggah penelitian ini dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidaktumbuh karena tidak terdapat udara. Udara dibutuhkan untuk menyokongkehidupan.c. Percobaan Louis PasteurLouis Pasteur adalah seorang ahli biokimia dari Perancis yang berhasilmenumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disang-gah lagi oleh pendukung teori abiogenesis. Percobaan yang dilakukan LouisPasteur ini sebenarnya penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan olehSpallanzani.Pasteur menggunakan labu berleher seperti angsa dalam percobaannya(Gambar 7.19). Labu berleher seperti angsa ini diisi dengan air kaldu. Fungsidari labu leher angsa ini adalah agar hubungan antara labu dan udara luarmasih ada, artinya masih terdapat oksigen. Labu ini dipanaskan untuk men-sterilkan air kaldu dari mikroorganisme. Setelah dipanaskan, labu kemudiandidinginkan dan disimpan.Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu dalam labu leher angsa tetapjernih, namun di bagian lehernya banyak terdapat debu dan partikel-partikel,sedangkan di labu lainnya yang tidak berleher angsa, air kaldunya mengan-dung mikroorganisme. Berdasarkan hasil percobaannya, Louis Pasteurmenyimpulkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam air kaldu bukanberasal dari air kaldu itu sendiri, melainkan dari mikroorganisme yang adadi udara.Sumber: Concise EncyclopediaNature, 1994Lazzaro Spallanzani(1729–1799)Spallanzani berhasil mem-buktikan bahwa kehidupanberasal dari makhluk hidupyang lainnya. Ia membuktikandengan melakukan percobaanlabu yang diisi air kaldu.Hasil percobaannya tersebutmenumbangkan teoriabiogenesis.Hasil percobaan Louis Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis.Dari hasil percobaannya, Pasteur mengajukan teori baru tentang asal-usulkehidupan. Isi teori disebut menyatakan beberapa hal, di antaranya omnePercobaan Louis Pasteur.Hasilnya, (a) air kaldu yangterdapat di dalam labu yangtidak berbentuk leher angsa,mengandung mikroorganisme.(b) Adapun labu yang berbentukleher angsa dan berhubungandengan udara luar, tidakterdapat mikroorganisme.Mengapa air kaldu pada labuleher angsa tidak terkontaminasimikroorganisme?Gambar 7.19
Evolusi145vivum ex ovo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari telur, omne ovum exvivo, yakni setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan omne vivum exvivo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.3. Teori Evolusi KimiaTernyata gugurnya teori abiogenesis oleh teori biogenesis tidak membuatilmuwan berhenti menyelidiki tentang asal-usul kehidupan. Sekarang, timbulpertanyaan, jika makhluk hidup berasal dari makhluk hidup, dari manakahasal mula makhluk hidup yang pertama? Untuk menjawab itu, muncullah teorievolusi kimia. Ilmuwan yang menyatakan teori tersebut adalah Harold Urey.Urey menyatakan bahwa pada periode tertentu, atmosfer bumi mengan-dung molekul metana (CH4), amonia (NH4), air (H2O), dan karbon dioksida(CO2). Karena pengaruh dari energi petir dan sinar kosmis, zat-zat tadibereaksi. Hasil reaksi tersebut menghasilkan suatu zat hidup yang didugavirus. Zat hidup tersebut berkembang selama jutaan tahun membentukmakhluk hidup. Teori yang dikemukakannya tersebut, kemudian dikenaldengan teori Urey.Untuk membuktikan teori ini, Stanley Miller melakukan sebuahpercobaan (Gambar 7.20). Peralatan yang dirancang Miller, yakni ruangbunga api diisi dengan campuran gas meniru atmosfer purba, sementarabotol kaca kecil diisi dengan air murni seperti sup purba. Miller membuatkilat buatan dengan bunga api listrik di antara dua elektroda dalam atmosferbuatan tersebut. Ia juga memanaskan air laut tiruannya. Percobaan iniberlangsung selama seminggu dan dapat menghasilkan beragam senyawaorganik.Di alam nyata, reaksi kimia ini akan berjalan selama jutaan tahunsehingga dapat membentuk hasil yang lebih kompleks. Pada titik tertentudari proses yang panjang ini, senyawa kimia dapat terbentuk dengansendirinya. Jika pada proses membentuk diri ini terkadang terdapatkesalahan, senyawa kimia ini dapat menyesuaikan diri dan berevolusimelalui proses seleksi kimiawi. Jadi, kehidupan tidak terbentuk secara tiba-tiba melainkan timbul secara bertahap dari senyawa tidak hidup.Uap airCH4Sampel untuk analisis kimiaElektrodaNH3''Atmosfer''H2O ''laut''Air dingin yangmengandung molekulorganikAir arah masukKondensorH2Air arah keluarSumber: Biology Concepts & Connections, 2006aCerita-cerita tentangpenciptaan benda-benda padasetiap daerah berbeda-beda.Kisah penciptaan Jepangmenceritakan bahwa padamulanya terdapat delapan dewa.Ketika dua dari dewa-dewa yangpaling muda, Izanagi danIzanami mengaduk-aduk lautandengan sebuah tongkat yangterdapat permata di ujungnya,tetesan-tetesan air yang jatuhmembentuk sebuah pulau.Mereka kemudian tinggal dipulau itu dan Izanamimelahirkan semua pulau diJepang.Sumber: endela ptek: Evolusi, 1997WawasanBiologi• Teori UreyKata Kuncib(a) Peralatan yang digunakanStanley Miller untukmembuktikan teori Urey.(b) Miller bekerja keras dilaboratoriumnya untukmembuktikan teori Urey.Apa fungsi bunga api listrik padapercobaan ini?Gambar 7.20
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII1464. Teori Evolusi BiologiAlexander Ivanovich Oparin (Gambar 7.21) mengemukakan bahwaevolusi zat-zat kimia terjadi sebelum di bumi terdapat kehidupan. Sepertisebelumnya, zat anorganik berupa air, metana, karbon dioksida, dan amoniaterkandung dalam atmosfer bumi. Zat anorganik tersebut membentuk zat-zat organik akibat adanya radiasi dari energi listrik yang berasal dari petir.Suhu di bumi terus menurun. Ketika sampai pada titik kondensasi, terjadihujan yang mengikis batuan di bumi yang banyak mengandung zat-zatanorganik. Zat-zat anorganik tersebut terbawa ke lautan yang panas. Dilautan ini terbentuk sup purba atau sup primordial. Sup purba terusberkembang selama berjuta-juta tahun. Di dalam sup purba, terkandung zatanorganik, RNA, dan DNA. RNA yang dibutuhkan dalam proses sintesisprotein dapat terbentuk dari DNA. Akibatnya, terbentuklah sel pertama.Sel pertama tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakinbanyak. Sejak saat itulah evolusi biologi berlangsung.a. Terbentuknya Makhluk Hidup ProkariotikSejarah kesuksesan makhluk hidup prokariotik dimulai sedikitnya pada3,5 miliar tahun yang lalu. Prokariotik merupakan bentuk kehidupan pertamadan paling sederhana. Mereka hidup dan berevolusi di bumi selama 2 miliartahun. Prokariotik dianggap paling primitif, karena selnya hanya memilikimembran sel. DNA, RNA hasil transkripsi, dan molekul-molekul organikberada dalam sitoplasma tanpa dibatasi membran.Prokariotik pertama kemungkinan merupakan kemoautrotof yangmenyerap molekul organik bebas dan ATP di sup purba melalui sintesisabiotik. Seleksi alam menyebabkan prokariotik yang dapat mengubah ADPmenjadi ATP melalui glikolisis bertambah. Akhirnya, prokariotik yang dapatmelakukan fermentasi berkembang dan hal tersebut menjadi cara hiduporganisme di bumi karena belum tersedianya O2. Beberapa Archaebacteriadan beberapa bakteri obligat anerob yang sekarang hidup melalui fermentasi,mirip dengan prokariotik terdahulu.b. Terbentuknya Organisme FotoautotrofKetika kecepatan konsumsi bahan organik oleh fermentasi prokariotikmelebihi kecepatan sintesis untuk menggantikan molekul organik,berkembanglah prokariotik yang dapat membuat molekul organiknyasendiri. Pada prokariotik awal, pigmen yang dapat menyerap cahayadigunakan untuk menyerap kelebihan energi cahaya (terutama dari sinarultraviolet) yang membahayakan bagi sel yang hidup di permukaan.Selanjutnya, pigmen ini mampu melakukan transfer elektron untuk sintesisATP. Prokariotik ini mirip dengan Archaebacteria yang disebut bakterihalofik. Pigmen yang menangkap cahaya dikenal dengan bakteriorhodopsinyang dibuat pada membran plasma.Prokariotik lain memiliki pigmen yang dapat menggunakan cahaya untuktransfer elektron dari hidrogen sulfida (H2S) menjadi NADP+ dan dapatmemfiksasi CO2. Akhirnya, Eubacteria memiliki cara untuk menggunakanH2O sebagai sumber elekton dan hidrogen. Bakteri ini adalah Cyanobacteriapertama yang mampu membuat molekul organik dari air dan CO2.Cyanobacteria berkembang dan mengubah bumi dengan melepaskan O2sebagai efek fotosintesis.Cyanobacteria berkembang antara 2,5 miliar hingga 3,4 miliar tahunyang lalu. Mereka hidup bersama prokariotik lain membuat koloni. Fosilkoloni ini disebut stromatolit yang banyak ditemukan di perairan air tawardan air laut (Gambar 7.22).• Fotoautotrof• Prokariotik• Sup purbaKata KunciAlexander Ivanovich Oparinmerupakan ilmuwan yangmengemukakan bahwa awalkehidupan berasal dari supprimordial.Sumber: endela ptek: ehidupan, 1997Gambar 7.21
Evolusi147Sumber: Essential of Biology, 1990Fosil stromatolit berusia 2,7miliar tahun.c. Bangkitnya Organisme EukariotikEukariotik berkembang sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Hal yangsangat membedakan eukariotik dengan prokariotik adalah adanya organel-organel yang memiliki membran. Bagaimana sel eukariotik yang kompleksdapat terbentuk dari prokariotik yang sederhana?Sistem membran organel-organel pada eukariotik dapat terbentuk dariinvaginasi yang terspesialisasi. Pada eukariotik terdahulu, invaginasi(pelekukan ke dalam) dapat terjadi sehingga membentuk membran inti danretikulum endoplasma (Gambar 7.23).InvaginasiSumber: Biology: The nity & Diversity, 1995Kemungkinan pembentukanmembran inti dan retikulumendoplasma.Proses lain yang disebut endosimbiosis menjelaskan pembentukanmitokondria, kloroplas, dan beberapa organel eukariotik lain. Teori ini di-kemukakan oleh Lynn Margulis. Endo berarti di dalam dan simbiosis berartihidup bersama. Endosimbiosis terjadi ketika sel simbion hidup secarapermanen di dalam sel lain (sel inang) dan interaksi ini menguntungkankeduanya (Gambar 7.24). Berdasarkan teori ini, eukariotik berkembangsetelah sel fotosintesis muncul dan oksigen melimpah di atmosfer.Kloroplas dan mitokondria tampaknya merupakan evolusi sel prokariotikyang melakukan endosimbiosis dengan sel prokariotik besar. Nenek moyangmitokondria kemungkinan besar adalah sel prokariotik heterotrof yangmampu menggunakan oksigen dan menghasilkan energi. Adapun nenekmoyang kloroplas kemungkinan adalah Cyanobacteria.Calon mitokondria,prokariotik heterotrofCalon kloroplas,CyanobacteriaSumber: Biology Concepts &Connections, 2006EndosimbiosisProses endosimbiosisApakah yang terjadi pada prosesini?Gambar 7.22Gambar 7.23Gambar 7.24
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII148Sel eukariotik hasil endosimbiosis ini sekarang kita kenal dengan namaProtista. Makhluk hidup eukariotik satu sel ini sangat beranekaragam.Beberapa Protista dapat berfotosintesis, sebagian lagi bersifat heterotrofdan dapat aktif bergerak. Sebagian mirip jamur dan mendapatkan makanandengan menyerap secara absorpsi.Makhluk hidup eukariotik banyak sel, seperti rumput laut, tumbuhandan hewan kemungkinan berasal dari Protista yang berkoloni. Koloni Protistatersebut mengalami spesialisasi dan saling bergantung satu sama lain, namunsemakin efisien dalam melakukan aktivitasnya. Hal ini terus terjadi hinggakehidupan memasuki daratan dan muncullah makhluk hidup banyak sel yanglebih kompleks.Bukti-bukti evolusi ini semakin diperkuat oleh sistematika molekulerberdasarkan perbandingan DNA organisme (Gambar 7.25). Perbandingangen RNA mengidentifikasikan bahwa alpha proteobacteria adalah kerabatdekat mitokondria dan Cyanobacteria adalah kerabat dekat kloroplas.Sistematika molekuler memberikan cara baru mengungkap evolusi dankekerabatan makhluk hidup.5. Waktu GeologisBerdasarkan catatan geologis, bumi ini telah ada kurang lebih 4,5 miliartahun yang lalu sebagai hasil dari sebuah ledakan mahadahsyat di angkasa.Kehidupan diperkirakan mulai hadir 1 miliar tahun dan oleh para ahli percayabahwa lautan merupakan tempat awal mula hadirnya kehidupan. Keberadaanorganisme multiseluler dimulai kira-kira 600 juta tahun yang lalu pada awalmasa Paleozoic.Ada empat masa yang dikenal berdasarkan kehadiran makhluk hidup.Masa tersebut adalah proterozoik, paleozoik, mesozoik, dan senozoik(Gambar 7.26).a. ProterozoikAwal mula hadirnya kehidupan, masa ini ada sekitar 3,5 miliar tahunyang lalu. Sebuah fosil batuan pada masa ini, ditemukan mengandung fosilmikroorganisme primitif yang dikenal dengan bakteri (prokariotik). Organismeeukariotik kemudian muncul sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu.b. Paleozoik (Kehidupan Kuno)Pada masa ini, diperkirakan mulai munculnya tumbuhan, invertebrata,dan hewan vertebrata pertama, masa ini terjadi sekitar 230 juta sampai dengan600 juta tahun yang lalu. Perkembangan masa ini dimulai dengan semakinbanyaknya kehadiran organisme invertebrata di lautan. Beberapa jenis diantaranya masih tersisa hingga kini, di antaranya adalah kelompokEchinodermata, Arthropoda, dan Mollusca. Pada masa ini juga mulai hadirnyazaman karbon sehingga diduga mulai terjadi invasi tumbuhan di daratan.Selama zaman karbon ini, cuacanya sangat panas dan lembap. Di daratanbanyak terdapat tumbuhan dan konifer. Jenis tumbuhan dan hewan padamasa inilah yang memberikan kita ketersediaan bahan bakar fosil pada masasekarang. Serangga juga diduga mulai mengisi daratan. Ukuran seranggayang hidup pada masa itu lebih besar dari serangga yang umum kita lihatsaat ini. Selain itu, ikan pertama pun mulai muncul di laut.Sumber: endela PTEk, 1997Perbandingan DNA memberikancara baru untuk mengetahuikekerabatan antarmakhluk hidup.Perkiraan usia bumi telahmelalui perdebatan panjang.Pada masa kini, perhitunganusia dilakukan secararadiometris. Usia bumidiperkirakan menggunakan usiadari batu-batuan tertua di Bumi(3,9 miliar tahun). Elemen-elemen radioaktif di dalam batu-batuan tersebut diukur usianyasecara tepat.Sumber: endela ptek evolusi, 1997WawasanBiologiGambar 7.25
Evolusi149EraBiosferEvolusi kehidupanMiliaran tahunyang laluSenozoikMesozoikPaleozoikProterozoikProterozoikOksigen terakumulasi diatmosferAtmosfer primitifterbentukPembentukan bumiProkariotikmelepaskan O2Fosil tertuaSel awalEvolusi kimiaSel eukariotikpertamaPaleozoikMesozoikCenozoikZaman esPembentukan gunungZaman mamalia dan AnthophytaZaman reptil dan koniferaEvolusi tumbuhan danhewan yang cepatOrganisme multiselulerPergeserandaratanSumber: Biology: E ploring Life, 1994c. Mesozoik (Zaman Reptilia)Zaman ini merupakan awal mula hadirnya tumbuhan berbunga,dinosaurus, burung, dan mamalia. Masa ini terjadi antara 250 sampai dengan60 juta tahun yang lalu. Pada masa ini, banyak spesies reptil dari masa zamankarbon mengalami kepunahan tanpa sebab yang pasti dan digantikan denganjenis dinosaurus. Masa ini dipenuhi dengan jenis-jenis dinosaurus herbivoradan karnivora. Pada zaman jurasik dan cretaceous, jenis reptil yang hidupberukuran sangat besar. Beberapa jenis Sauropods, seperti Brontosaurusdan Brachiosaurus merupakan organisme terbesar yang pernah hidup didaratan bumi kita.d. Senozoik (Zaman Mammalia)Pada masa ini mulai terjadi penyebaran makhluk hidup sehingga terjadidiversifikasi tumbuhan berbunga, serangga, burung dan mamalia. Selainitu, masa ini juga merupakan awal mula hadirnya manusia (sekitar 3 jutatahun yang lalu).Empat masa kehadiran makhlukhidup.Gambar 7.26
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII150Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Apakah perbedaan teori abiogenesis dengan teoribiogenesis?2.Jelaskan tentang percobaan yang dilakukan LouisPasteur, serta apakah kesimpulan yang dihasilkanpercobaan tersebut.3.Jelaskan terjadinya evolusi Biologi.Soal PenguasaanMateri 7.31.Perkembangan teori evolusi dimulai setelah Darwinmengemukakan bahwa teori evolusi bersamaandengan Wallace. Darwin mengemukakan bahwaevolusi terjadi karena seleksi alami. Ia menyatakanbahwa individu yang kuat akan bertahan danmewariskan sifat kepada keturunannya. Individuyang tidak dapat bertahan akan musnah, sedangkanyang bertahan akan lestari.2.Lamarck mengemukakan teori evolusi yang dikenaldengan teori use and disuse. Ia mencontohkan leherzarafah yang terus dipakai dan memanjang akanditurunkan kepada generasi berikutnya.3.Terdapat beberapa bukti terjadinya evolusi, antaralain variasi dalam spesies fosil, kemiripan susunanbiokimia antarspesies, perbandingan anatomi, danperbandingan embrio.4.Evolusi dapat terjadi melalui seleksi alami, meka-nisme mutasi, dan spesiasi. Berdasarkan hukumHardy-Weinberg, evolusi tidak akan terjadi jika:a.tidak ada mutasi;b.tidak ada seleksi alam;c.ukuran populasi sangat besar;d.jumlah anggota populasi sangat besare.semua anggota populasi dapat berkembang biak;f.semua anggota populasi dapat kawin secaraacak;g.tidak ada migrasi keluar atau masuk dari danke populasi.5.Teori mengenal asal-usual kehidupan dikemukananoleh beberapa ilmuwan. Teori Abiogenesis dikemu-kakan oleh Aristoteles dan didukung oleh JohnNeedham. Teori ini menyatakan bahwa makhlukhidup berasal dari makhluk tak hidup (generatiospontanea).6.Teori Biogenesis muncul untuk menumbangkan teoriabiogenesis. Teori biogenesis menyatakan bahwasemua makhluk hidup berasal dari telur (omne vivumex ovo), setiap telur berasal dari makhluk hidup(omne ex vivo), dan setiap makhluk hidup berasal darimakhluk hidup sebelumnya (omne vivum ex vivo).7.Teori evolusi kimia menyatakan bahwa adanyapengaruh energi petir dan sinar kosmis menyebab-kan reaksi molekul anorganik menjadi senyawaorganik.8.Teori evolusi biologi menyatakan bahwa zat organikterbentuk dan memicu terbentuknya makhluk hidupsederhana. Kemudian, berkembang menjadi makhlukhidup yang lebih kompleks.RangkumanSetelah mempelajari Bab Evolusi, Anda telah mengetahui bahwa evolusi padamakhluk hidup berlangsung sangat lama, hal ini menyebabkan evolusi sulitdibuktikan. Namun, sejak teori evolusi dikemukakan Darwin, para ilmuwan mulaisadar akan adanya seleksi alam dan mencatat kejadian-kejadian yang terkait.Meski perubahan yang terjadi akibat seleksi alam yang tercatat tergolong kecil,namun hal tersebut dapat menjadi bukti dan indikasi evolusi yang mengakibatkanperubahan besar. Sekarang, tugas Anda adalah mencari bukti teori evolusi, sepertiperubahan-perubahan evolusi pada virus, resistensi hama, dan kasus seleksi alamlain yang tercatat. Carilah referensi dari buku, majalah, koran, dan internet. Buatlahdalam sebuah karya tulis. Kumpulkan tugas ini kepada guru Anda untukselanjutnya diadakan diskusi kelas membahas tugas ini.Tugas Ilmiah 7.2
Evolusi151EvolusiBukti EvolusiTeori EvolusiTeori CuvierSetiap spesiestercipta secaraterpisahTentang teori usedan disuseTeori DarwinSeleksi alamTeori WeismannSeleksi alamFosilKemiripansusunan BiokimiaHomologi dananalogiVariasimencakupterdiri atasTeori Lamarckdi antaranyaKaji DiriSetelah mempelajari materi dan peta konsep Bab Evolusi,Anda diharapkan dapat menjelaskan teori-teori evolusi sertaperdebatan-perdebatan teori tersebut. HIngga kini, penelitian-penelitian tentang bukti evolusi sedang dilakukan. Salah satupenelitian tentang kekerabatan dilakukan melalui perbandinganmolekuler yang menjanjikan pengungkapan evolusi agar lebihdapat diterima.Rumuskanlah materi yang belum Anda pahami. Kemudian,diskusikan dengan teman-teman atau guru Anda.intinyaintinyaintinyaintinyaEvolusi KimiadilanjutkanEvolusi BiologitahapanP e t aKonsep2.Konsep evolusi kimia yang dikemukakan olehHarold Urey adalah bahwa kehidupan berasaldari ....a.zat organik yang terurai menjadi zat-zatanorganikb.zat anorganik yang mengalami perubahanmenjadi makromolekul organikc.asam amino menjadi protein sebagai bahandasar kehidupand.gas-gas yang terdapat di dalam atmosfer purbae.benda mati yang mengalami serangkaianproses menjadi benda hidupA. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.Evaluasi Materi Bab71.Generatio spontanea merupakan salah satu teori yangmenyatakan bahwa ....a.kehidupan berasal dari benda mati dan terjadisecara spontanb.kehidupan diciptakan oleh zat supranaturalpada saat istimewac.kehidupan tidak berasal-usuld.kehidupan muncul berdasarkan hukum fisiko-kimiae.kehidupan datang dari mana saja
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII1521.2.3.4.5.NoIkanManusiaKelelawarBurungKucingSirip ekorTanganSayapSayapKakibelakangOrganismeFungsi organOrganKemudi waktu berenangMemegangTerbangTerbangBerjalan3.Ilmuwan yang menduga bahwa lautan menjaditimbunan molekul-molekul organik yang merupa-kan sop purba tempat kehidupan dapat munculadalah ....a.Harold Ureyb.Stanley Millerc.Alexander Oparind.Aristotelese.Anthony Van Leeuwenhoek4.Ilmuwan yang berhasil membuktikan teori HaroldUrey dan Oparin, dengan membuat alat yang dapatmembentuk campuran gas CH4, NH3, H2, dan H2O,lalu dialiri arus listrik yang bertegangan tinggisehingga terbentuk endapan asam amino adalah ....a.Aristotelesb.Francesco Redic.Anthony Van Leeuwenhoekd.John Baptiste Lamarcke.Stanley Miller5.Perhatikan data berikut.Dari data tersebut yang merupakan organ homologadalah ....a.1, 2, dan 3d.2, 3, dan 5b.1, 3, dan 4e.3, 4, dan 5c.2, 3, dan 46. Atmosfer bumi mula-mula memiliki air, metana,dan amonia. Zat-zat tersebut mengalami serangkaianperubahan menjadi suatu koloid yang disebut ....a.koaservatd.kristaloidb.laut purbae.zwitter ionc.sup primordial7. Menurut teori evolusi yang dikemukakan olehDarwin, zarafah yang sekarang berleher panjangkemungkinan disebabkan ....a.mutasid.seleksi alamib.makanane.lingkunganc.adaptasi8. Menurut Lamarck, faktor yang berpengaruh padaevolusi organ adalah ....a.seleksi alamb.perubahan genc.lingkungand.perubahan kromosome.bastar9. Organ-organ tubuh berikut memiliki fungsi sertabentuk asal tertentu.1.Tangan manusia4.Kaki depan pesut2.Sayap burung5.Sirip dada ikan3.Sayap seranggaDi antaranya ada homolog dan ada yang analog,pernyataan yang benar adalah ....a.1 dan 3 homolog; 4 dan 5 analogb.1 dan 4 homolog; 3 dan 5 analogc.1 dan 2 homolog; 4 dan 5 analogd.2 dan 5 homolog; 1 dan 4 analoge.3 dan 5 homolog; 2 dan 4 analog10. Teori evolusi mengemukakan bahwa sayap burungmempunyai asal yang sama dengan ....a.kaki depan kudab.sirip belakang ikanc.sayap belalangd.sayap kupu-kupue.lengan manusia11. Berikut ini yang bukan merupakan inti dari teoriyang dikemukakan Darwin adalah ....a.perubahan pada suatu organisme terjadi karenaseleksi alamib.organisme yang kuat akan bertahanc.adanya organ yang digunakan dan tidakdigunakan (use dan disuse)d.organisme yang berjuang keras akan bertahanhidupe.organisme yang terseleksi oleh alam akan punah12. Menurut Hardy-Weinberg evolusi akan terjadijika ....a.tidak terjadi mutasib.tidak ada seleksi alamc.ukuran populasi sangat besard.adanya seleksi alame.semua anggota populasi dapat berkembang biak13. Aristoteles dan John Needham merupakan ilmuwanyang mengemukakan tentang ....a.bahwa organisme berasal dari organisme lain-nyab.teori abiogenesisc.teori biogenesisd.omni vivum ex vovoe.omne vivum ex vivo14. Pada percobaan Louis Pasteur, labu berbentuk leherangsa bertujuan ....a.agar air kaldu tidak terdapat larvab.agar lalat tidak masukc.agar udara dapat masukd.agar debu dan partikel tertahan di leher tersebute.agar cepat terinfeksi larva15. Berikut bukan yang termasuk zat anorganik pem-bentuk asal-usul kehidupan menurut teori Ureyadalah ....a.metanad.karbon dioksidab.amoniae.karbon monoksidac.air16. Berikut adalah beberapa hal yang merupakan isiteori Louis Pasteur, kecuali ....
Evolusi153ABCDSpesies IIIGHutanlebatTempatterbukaSpesies IIFSpesies Ia.omne vivum ex vivob.omne vivum ex ovumc.omne vivum ex ovod.omne vivum ex vivoe.omne vivum ex ivo17. Suatu populasi terdiri atas wanita buta warna (cb)sebanyak 25%. Persentase wanita normal danwanita carrier adalah ....a.25% dan 50%d.50% dan 50%b.25% dan 25%e.20% dan 75%c.50% dan 25%18. Lazzaro Spallanzani merupakan ilmuwan yangmeruntuhkan teori abiogenesis melalui ....a.percobaan menggunakan labu berleher sepertiangsa berisi air kaldub.percobaan menggunakan labu yang berisi airkaldu, ada yang ditutup dan ada yang tidakc.percobaan menggunakan sepotong daging distoplesd.percobaan menggunakan perangkat antaralain terdapat ruang bunga apie.percobaan dengan merebus air kaldu darisepotong daging lalu dibiarkan19. Spesiasi dapat terjadi dikarenakan hal-hal berikutini, kecuali ....a.ada penghalang geografisb.adaptasi di lingkungan berbedac.tidak dihasilkan keturunan dalam suatupopulasid.peristiwa poliploide.populasi yang sangat besar terpisah-pisah20. Beberapa bukti evolusi adalah sebagai berikut,kecuali ....a.fosilb.susunan biokimia yang berbedac.perbandingan anatomid.spesiasie.variasiB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.1.Apakah perbedaan antara teori Lamarck dan teoriDarwin? Jelaskan.2.Berikan masing-masing contoh yang merupakanorgan homolog dan analog.3.Jelaskan mengenai bukti-bukti terjadinya evolusi.4.Apakah perbedaan spesiasi allopatrik dan spesiasisimpatrik? Jelaskan.5.Jelaskan percobaan yang dilakukan oleh LouisPasteur. Kesimpulan apakah yang didapat?Soal Tantangan1.Gambar berikut memperlihatkan beberapa tahapevolusi yang mungkin terjadi jika dua spesies yangberbeda berasal dari satu nenek moyang yangsama melalui evolusi ribuan tahun.EDengan memerhatikan huruf-huruf pada tahapantersebut, jelaskan proses evolusi yang terjadi padagambar tersebut.2.Sejak dahulu kala, nenek moyang kita mengembang-kan tanaman padi-padian untuk dikonsumsi.mereka memilih dan menyilangkan tanaman padiyang Anda kenal sekarang dari sejenis tanamanrumput. Setelah beberapa ratus tahun, tanaman padisekarang sangat jauh berbeda dengan nenekmoyangnya. Kini para ilmuwan mencari nenekmoyang tanaman padi hingga ke desa-desa danpedalaman hutan. Menurut Anda, apakah hal yangdilakukan ilmuwan tersebut penting? Jelaskan.
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII154Penyebab dan Akibat dari Evolusi HIVHIV adalah virus penyebab AIDS, penyakit menular yang palingmematikan bagi kehidupan manusia. Pada 2004, jumlah penderita AIDS didunia diperkirakan berjumlah 42 juta orang. Dapat dikatakan bahwa tingkatkematian pada penderita AIDS mencapai 100%. Menanggapi kenyataantersebut, negara-negara industri maju telah berhasil menciptakan agenantivirus HIV/AIDS sehingga penyebaran virus ini dapat lebih dikendalikan.Akan tetapi, tidak dapat dipungkiri bahwa penyakit ini masih tetapberbahaya, bahkan percobaan klinis masih tetap harus dilakukan.Penyembuhan AIDS secara total sulit dicapai karena evolusi HIVberlangsung sangat cepat. Oleh karena itu, pembuatan vaksin atau agenantivirus harus dikembangkan secara berkala. Dengan adanya evolusi HIVtersebut, mengapa vaksin harus dibuat secara berkala? Bagaimanakahhubungannya dengan sistem kekebalan tubuh manusia? Apakah yng Andaketahui mengenai perubahan yang terjadi pada HIV? Mengapa evolusi terjadipada HIV? Faktor-faktor apakah yang berpengaruh terhadap perubahantersebut? Bagaimana dengan flu burung?Berdasarkan uraian tersebut, buatlah karya tulis ilmiah mengenaipenyebab dan akibat dari evolusi bibit penyakit (seperti virus dan bakteri).Gunakanlah berbagai referensi berupa buku ataupun artikel ilmiah yangdapat diperoleh dari koran, majalah, ataupun internet. Lakukanlah pencarianreferensi secermat mungkin agar permasalahan mengenai tema KegiatanSemester 2 ini dapat terjawab. Buatlah karya tulis ilmiah Anda sebaikmungkin, mengikuti kaidah-kaidah penulisan karya tulis yang benar.Presentasikanlah hasil kerja Anda tersebut di depan kelas, kemudianlakukanlah diskusi bersama teman-teman dengan dibantu arahan danbimbingan dari guru Anda.Kegiatan Semester 2