Biologi · Bab VII Evolusi

Siti

22/08/2021 10:34:00

SMA 12 K-13

Daftar Isi

Bab I Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Bab II Metabolisme Bab III Genetika Bab IV Pembelahan Sel Bab V Prinsip Hereditas Bab VI Mutasi Bab VII Evolusi Bab VIII Kecenderungan Baru Teori Evolusi Bab IX Bioteknologi

Halaman

Evolusi

199

Evolusi

aat kalian mendengar kata jerapah, tentunya kalian membayangkan

leher jerapah yang panjang, bukan? Jerapah yang kita jumpai

sekarang mempunyai ciri khas berleher panjang. Dibalik semua itu,

ternyata ada pelbagai pendapat mengenai asal mula jerapah berleher

panjang. Pendapat-pendapat itulah yang kemudian menjadi suatu

teori. Bagaimanakah teori tentang asal mula jerapah berleher panjang

tersebut? Semua akan dibahas dalam bab ini.

Microsoft Encarta Premium 2006

VII

Bab

200

Biologi Kelas XII

Pada bab berikut, kita akan mempelajari tentang evolusi kehidup an.

Agar kalian memperoleh pemahaman yang menyeluruh, maka akan diurai-

kan beberapa Teori Evolusi yang berkembang sampai saat ini, bukti-bukti

yang mendukung adanya evolusi, dan mekanisme terjadinya evolusi.

Setelah mempelajari materi pada bab ini, diharapkan kalian

mampu menjelaskan berbagai Teori Evolusi, menemukan faktor-faktor

dan petunjuk pendukung terjadinya evolusi, menjelaskan mekanisme

evolusi, dan mengkomunikasikan hasil studi evolusi.

A. Konsep Dasar Evolusi

Kata

evolusi

awalnya diungkapkan oleh seorang ahli fi

lsafat dari

Inggris, akan tetapi belum mengarah pada evolusi kehidupan. Dalam

perkembangannya, evolusi digunakan oleh seorang ahli naturalis

untuk menjelaskan fenomena kehidupan yang mengalami perubahan

dari waktu ke waktu. Berikut uraian tentang konsep evolusi yang telah

diungkapkan oleh para ahli.

1. Teori-teori Evolusi

Teori-teori Evolusi mengalami perkembangan dari waktu ke wak-

tu. Berbagai pendapat muncul dari para ilmuwan. Mulai dari evolusi

yang tidak berhubungan dengan biologi, sampai pada evolusi yang ma-

suk dalam kajian biologi. Para ilmuwan yang menyumbangkan gagas-

annya dalam masalah evolusi antara lain adalah:

a. Herbert Spencer

Herbet Spencer adalah seorang ahli fi lsafat dari Inggris yang perta-

makali menggunakan istilah evolusi. Menurut Spencer, konsep evolusi

yang dimaksud adalah berkaitan dengan suatu perkembangan ciri atau

sifat dari waktu ke waktu melalui perubahan bertingkat. Pengertian

yang dikemukakan oleh Spencer tersebut menunjukkan terjadinya

suatu proses perubahan. Namun demikian, tampak bahwa pengertian

yang dimaksud tidak terkait dengan kajian biologi, dan pada perkem-

bangannya istilah tersebut tenggelam bersamaan dengan perkembang-

an pemikiran para ahli fi lsafat yang lain.

b. J.B. Lamarck

Berbeda halnya dengan Spencer, Lamarck memunculkan istilah

evolusi yang berkaitan dengan bidang kajian biologi yakni evolusi

makhluk hidup. J.B Lamarck mengungkapkan bahwa, makhluk hi-

dup merupakan tingkat-tingkat perkembangan kehidupan, sedang

manusia berada di puncak perkembangan tersebut. Yang artinya bah-

wa tidak akan muncul lagi makhluk hidup yang lebih tinggi tingkat

ke sempurnaannya di masa yang akan datang. Proses perkembangan

tersebut menurut Lamarck dipengaruhi oleh kebiasaan. Kebiasaan

tersebut akan menyebabkan perubahan struktur tubuh (anatomi) dan

diwa riskan kepada keturunannya. Sebagai akibat pengaruh kebiasaan

tersebut, Lamarck menyimpulkan bahwa organ-organ yang digunakan

• Adaptasi

• Evolusi

• Mutasi

• Seleksi Alam

• Spesiasi

• Variasi

KataKunci

Galeri

Sosiolog Pertama Dunia

Herbert Spencer

adalah

seorang ahli filsafat dalam

bidang sosial yang lahir di

Inggris pada tahun 1820.

Spencer sering dianggap

sebagai salah satu sosiolog

pertama di dunia. Konsep

evolusi yang dikemukakan-

nya banyak dikembang-

kan oleh Lamarck. Dalam

bukunya yang berjudul

Principles of Psychology

(1855), Spencer mengung-

kapkan bahwa karakteristik

suatu individu, secara ber-

tahap berkembang melalui

mekanisme evolusi.

Microsoft Encarta Premium 2006

Evolusi

201

Galeri

Charles Darwin adalah

seorang naturalis Inggris

yang mengikuti ekplorasi

kapal HMS Beagle untuk

membuat peta pelabuhan

dunia pada tahun 1831. Di

sepanjang perjalanan inilah

Darwin meneliti berbagai

hewan dan tumbuhan yang

dijumpainya. Darwin berada

di Kepulauan Galapagos

selama kurang lebih 2 bulan

dan melakukan pengamatan

terhadap bermacam-macam

hewan yang ada di kepu-

lauan terpencil itu. Melalui

pengamatan tersebut dan

berbagai pengamatan

lanjutan yang dilakukannya

selama puluhan tahun terha-

dap koleksi hewan dan tum-

buhan yang diperolehnya,

Darwin merumuskan embrio

Teori Evolusi. Pada 1859, Dar-

win menerbitkan buku yang

berjudul

On the Origin of

Species by means of Natural

Selection

, yang menyajikan

bukti-bukti yang menun-

jukkan bahwa kehidupan

telah berevolusi sepanjang

sejarahnya dan bahwa me-

kanisme yang menyebabkan

terjadinya evolusi adalah

seleksi alam.

Green, Jejak Sejarah Sains Evolusi

Microsoft Encarta Premium 2006

Gambar 7.2

Variasi warna bulu ayam

dok. PIM

Gambar 7.1

Perkembangan leher jerapah dari waktu ke waktu

akan berkembang sedangkan organ yang tidak digunakan akan meng-

alami kemunduran (

use and disuse

Lamarck memberikan contoh fenomena jerapah sebagai pen-

dukung teorinya. Menurut Lamarck, jerapah pada mulanya berleher

pendek. Karena sering digunakan untuk menggapai pucuk dedaunan

yang semakin tinggi, maka leher jerapah menjadi panjang. Menga-

pa jerapah harus menggapai pucuk dedaunan yang tinggi? Lamarck

menjelaskan bahwa pucuk di bagian bawah telah habis dimakan, se-

hingga untuk mempertahankan hidup maka jerapah harus menjang-

kau pucuk dedaunan yang tinggi.

Dari contoh tersebut jelas bahwa faktor lingkungan yakni pucuk

dedaunan yang makin tinggi untuk dijangkau, telah meme ngaruhi jer-

apah untuk menjulurkan lehernya. Akhirnya terjadi perubah an struk-

tur anatomi leher jerapah menjadi semakin panjang dan sifat ini diwar-

iskan kepada keturunannya.

c. Charles Darwin

Kalian tentunya pernah mendengar nama ilmuwan tersebut bu-

kan? Charles Darwin adalah tokoh yang sangat terkenal dalam kaitan-

nya dengan evolusi. Darwin banyak mengemukakan gagasan-gagasan-

nya tentang evolusi. Karena pemikirannya tersebut, Darwin dikenal

sebagai

Bapak Evolusi

Pokok-pokok pemikiran yang melandasi ajaran Darwin mengenai

evolusi antara lain:

1) Tidak ada individu yang identik, selalu ada variasi meskipun dalam

satu keturunan

202

Biologi Kelas XII

2) Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena setiap makh-

luk hidup mampu berkembang biak.

Untuk berkembangbiak diperlukan makanan dan ruang yang cukup.

4) Pertambahan populasi tidak berlangsung secara terus menerus,

tetapi dipengaruhi oleh berbagai macam faktor pembatas antara

lain makanan dan predasi.

Darwin membantah teori Lamarck yang mengungkapkan bahwa

perkembangan makhluk hidup menuju ke arah kesempurnaan, dipe-

ngaruhi oleh faktor lingkungan dan diwariskan kepada keturunannya.

Dalam bukunya Th e Origin of Spesies by means of Natural Selection,

Darwin menyatakan dua hal penting sebagai Teori Evolusi yaitu:

a) Spesies-spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies nenek

moyangnya yang hidup di masa lalu.

b) Perkembangan spesies dipengaruhi oleh seleksi alam dan variasi

antar populasi.

Fenomena jerapah dengan leher panjang dijelaskan oleh Darwin

dengan melihat dari sudut pandang adanya variasi. Menurut Darwin,

jerapah pada mulanya ada yang berleher panjang dan ada yang berleher

pendek. Jerapah yang berleher pendek tidak mampu bertahan hidup

karena kalah dalam berkompetisi dengan jerapah berleher panjang un-

tuk memperoleh makanan berupa dedaunan pada pohon yang tinggi.

Akibatnya populasi jerapah berleher pendek menjadi punah dan ting-

gal populasi jerapah berleher panjang yang mampu bertahan hidup di

lingkungannya (

Hukum survival of the fi

ttest

). Supaya kalian lebih me-

mahami konsep evolusi Darwin, cermatilah bagan alir berikut ini.

Gambar 7.3

Bagan alir konsep Teori Evolusi Darwin

Kilas

Masih ingatkah kalian

tentang mutasi? Mutasi

dibedakan menjadi mutasi

gen dan mutasi kromosom.

Mutasi kromosom menye-

babkan perubahan struktur

kromosom (delesi, duplikasi,

inverse, translokasi dan

katenasi) serta perubahan

jumlah kromosom (Euploid

dan aneuploid).

Populasi organisme

Evolusi

Individu yang mampu bertahan

hidup dan berkembangbiak

Kemampuan

bereproduksi

Perjuangan

hidup

Variasi

Evolusi

203

Dari pendapat para ahli di atas, munculah Teori Evolusi yang ter-

baru yakni yang dikenal sebagai

Teori Sintetik.

Teori ini merupakan

gabungan dari teori Lamarck, Darwin, dan hukum pewarisan Mendel

yang isinya mengungkapkan bahwa evolusi terjadi karena perubahan

frekuensi gen dari suatu generasi ke generasi berikutnya. Ahli lain ber-

nama

De Vries

melengkapi teori ini dengan menyatakan bahwa evolusi

terjadi karena perubahan frekuensi gen akibat mutasi.

2. Pro dan Kontra Evolusi

Teori Evolusi yang dikemukakan oleh para ahli pada masanya,

mendapat tanggapan dari berbagai kalangan baik yang berasal dari

kelompok ilmuwan maupun kelompok lain. Tanggapan yang muncul

pun beragam. Ada yang bersifat saling mendukung (pro) dan ada pula

yang menolak (kontra). Tanggapan-tanggap an tersebut antara lain:

a. Lamarck vs Weismann

Weismann (1834-1912) adalah seorang ahli biologi dari Jerman

yang menentang pendapat Lamarck mengenai diturunkannya sifat-sifat

yang diperoleh dari lingkungan. Penolakannya terhadap teori Lamarck

didukung oleh hasil percobaannya terhadap 2 ekor tikus yang dipotong

ekornya kemudian dikawinkan. Setelah diamati, keturunan yang lahir

ternyata tetap berekor panjang. Berdasarkan pengamatan Weismann,

keadaan ini tetap berlangsung meskipun dilakukan sampai 20 genera-

si. Pada akhirnya Weismann menyimpulkan bahwa perubahan sifat

yang diperoleh dari lingkungan tidak diwariskan kepada keturunannya.

Pewarisan sifat akan diturunkan kepada generasi berikutnya apabila ter-

jadi perubahan pada tingkat gen yaitu pada sel-sel gamet.

b. Lamarck vs Darwin

Keduanya berbeda pendapat mengenai fenomena jerapah berleher

panjang. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, menurut Lamarck

pada awalnya jerapah berleher pendek akan tetapi karena makanan yang

berupa daun makin berkurang, maka dari generasi ke generasi leher

jerapah semakin panjang untuk menjangkau daun yang semakin tinggi

letaknya. Sedangkan menurut Darwin, dalam populasi jerapah ada

yang berleher panjang dan berleher pendek. Dalam kompetisi untuk

mendapatkan makanan, jerapah berleher panjang tetap bertahan hidup

sedangkan jerapah berleher pendek akan tersingkir secara perlahan-

Untuk melengkapi pengetahuan kalian tentang teori evolusi, buatlah kliping yang berisi pendapat para

ahli tentang teori evolusi selain yang telah disebutkan dalam buku ini. Kalian dapat mencarinya dari in-

ternet ataupun buku-buku lain yang mengkaji tentang evolusi secara lebih luas. Teliti pula latar belakang

atau biografi ahli tersebut. Kemudian berilah komentar terhadap berbagai pendapat tersebut menurut

pemikiranmu sendiri.

Telisik

Galeri

Lamarck Ahli Botani dan

Zoologi Invertebrata

Lamarck

merupakan ahli

botani dan zoologi inverte-

brata yang memiliki nama

lengkap

Jean-Baptiste

Pierre Antoine de Monet

Chevalier de Lamarck

Lamarck lahir pada tahun

1744 di Bazentin-le-Petit

Perancis. Lamarck sempat

mengenyam pendidikan

militer pada tahun 1759. Se-

lama menjalani pendidikan

militer, Lamarck mulai tertarik

mempelajari

tumbuhan dan bersama

George Louis Buffon

mem-

publikasikan hasil observasi-

nya ke dalam buku yang

berjudul

Flore francois

(

Plants

of France

Microsoft Encarta Premium 2006

204

Biologi Kelas XII

lahan. Dari fenomena ini muncullah gagasan Darwin tentang seleksi

alam. Untuk lebih memahami perbedaan konsep Teori Evolusi Darwin

dan Lamarck, perhatikan Gambar 7.4 berikut.

Nah, setelah memahami penjelasan di atas kalian menjadi tahu

mengapa jerapah memiliki leher yang panjang.

c. Darwin vs Weismann

Berbeda dengan tanggapannya mengenai gagasan Lamarck, gagasan

Weismann lebih menjelaskan pandangan Darwin mengenai seleksi alam.

Menurut Weismann, evolusi menyangkut masalah bagaimana pewarisan

gen melalui sel-sel kelamin, sehingga perubahan sifat-sifat karena penga-

ruh lingkungan tidak akan diwariskan kepada keturunannya.

Jadi dengan jelas bahwa leher panjang atau pendek pada jerapah

dikendalikan oleh gen. Gen untuk sifat leher panjang bersifat domi-

nan, sedangkan gen untuk sifat leher pendek bersifat resesif.

Gambar 7.4

Teori Evolusi jerapah (a) menurut Lamarck, (b) menurut Darwin

(a)

(b)

Evolusi

205

d. Darwin vs Wallace

Kedua tokoh tersebut mempunyai persamaan gagasan dalam menang-

gapi masalah evolusi. Mereka sependapat bahwa evolusi terjadi melalui

seleksi alam. Munculnya spesies baru berasal dari spesies sebelumnya.

Setiap individu anggota populasi mempunyai kemampuan untuk

berkembang biak dan diantara individu-individu tersebut terdapat va-

riasi. Dalam usahanya untuk mempertahankan hidup, individu yang

tidak mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungan akan tersing-

kir dan akhirnya punah.

Selain para ahli di atas, muncul juga pihak yang menentang Teori

Evolusi dari sudut pandang yang berbeda. Pihak tersebut adalah ke-

lompok agamawan (

creationist

) yang menolak Teori Evolusi dari sudut

pandang ajaran agama. Kelompok ini dikenal sebagai kelompok yang

menganut paham

kreasionisme

Paham kreasionisme adalah suatu paham yang meyakini bahwa

makhluk hidup dan segala jenisnya diciptakan oleh Tuhan, secara

terpisah (tidak ada kesamaan leluhur, atau bahwa satu jenis makhluk

hidup tidak diturunkan dari jenis makhluk hidup lain).

Teori Evolusi yang dikemukakan oleh Darwin telah memberikan

banyak keuntungan dalam menjelaskan berbagai fenomena alam yang

ada seperti keanekaragaman dan pewarisan sifat. Meskipun demikian,

sebuah teori tidak cukup hanya berupa pernyataan-pernyataan saja.

Sebagaimana teori yang lain, Teori Evolusi memiliki bukti-bukti yang

dapat dijadikan sebagai pendukung. Bukti-bukti apakah yang dapat

mendukung Teori Evolusi? Bagaimana bukti-bukti tersebut menjelas-

kan fenomena evolusi kehidupan? Di bawah ini akan dibahas tentang

bukti-bukti pendukung evolusi. Simaklah uraiannya.

Jawablah soal-soal berikut ini dengan tepat.

1. Jelaskan beberapa Teori Evolusi yang ber-

kembang selama ini.

2. Jelaskan pokok-pokok pikiran Teori Evolusi

Darwin.

3. Sebutkan persamaan dan perbedaan

pandangan para ahli tentang evolusi.

Bagaimanakah pandangan kaum agama-

wan tentang Teori Evolusi?

Menurut pendapat kalian, bagaimanakah

kebenaran Teori Evolusi? Jelaskan pen-

dapat kalian disertai alasan-alasan yang

memperkuat pernyataan sikap kalian.

Uji Kompetensi

Nah, untuk lebih meyakinkan pandangan kalian tentang Teori Evolusi, diskusikanlah dengan teman sekelom-

pok kalian, bagaimanakah kebenaran teori evolusi. Kemukakan alasan kalian. Catatlah pendapat dari

masing-masing anggota kelompok diskusi kalian kemudian sampaikanlah hasilnya dalam diskusi kelas.

Diskusi

206

Biologi Kelas XII

B. Bukti-bukti Adanya Evolusi

Para ahli telah melakukan penelitian-penelitian dari berbagai

sudut pandang ilmu guna memperoleh bukti-bukti kebenaran

Teori Evolusi. Bukti-bukti yang telah ditemukan oleh para ahli dan

dianggap menjadi petunjuk adanya fenomena evolusi di antaranya

adalah bukti-bukti dari paleontologi yang berupa fosil-fosil, bukti

dari perbandingan struktur anatomi, perbandingan perkembangan

embrio, perbandingan secara biokimia wi, penyebaran spesies

(distribusi geografi k) serta bukti domestikasi.

Nah, mengingat pentingnya pemahaman tentang bukti-bukti

tersebut maka di bawah ini akan diuraikan penjelasan lebih lanjut me-

ngenai bukti-bukti petunjuk adanya evolusi kehidupan.

1. Bukti Paleontologi

Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari tentang fosil. Fosil

merupakan sisa-sisa organisme yang hidup di masa lampau, terawetkan

secara alami, dan telah berumur jutaan tahun. Fosil dapat berupa tubuh

yang utuh, bagian-bagian tubuh, jejak, ataupun kotoran (koprolit) dari

makhluk hidup.

Menurut Darwin, fosil merupakan bukti evolusi yang menunjuk-

kan kontinuitas perkembangan kehidupan. Para ahli paleontologi telah

melakukan studi terhadap fosil-fosil yang ditemukan serta proses yang

terjadi sampai munculnya fosil-fosil tersebut. Di samping itu, ahli pale-

ontologi juga mempelajari umur fosil tersebut dengan memperkirakan

umur lapisan batuan tempat ditemukannya fosil. Salah satunya dengan

menggunakan unsur radioaktif.

Perkembangan kehidupan Kingdom Animalia dan Plantae dapat

dijelaskan berdasarkan fosil yang ditemukan yang dikaitkan de ngan

spesies yang masih ada saat ini.

Di samping hubungan fi logenetik yang ditunjukkan oleh fosil, be-

berapa fungsi lain juga dapat diperoleh dari studi tentang fosil. Fungsi-

fungsi tersebut antara lain:

a. Menunjukkan waktu pemunculan awal suatu organisme yang

dapat mencerminkan terjadinya adaptasi secara umum.

b. Diketahuinya kecepatan evolusi berdasarkan perubahan fosil suatu

kelompok organisme ke kelompok berikutnya.

c. Munculnya kecenderungan evolusi yang diperlihatkan dari

perkembangan fosil.

d. Memperlihatkan pola evolusi yang terjadi berdasarkan hasil studi

tentang kekerabatan fosil organisme.

Charles Lyell

(1779-1875) menunjukkan sejumlah bukti geologis

dan palaeontologis yang memiliki arti penting bagi Teori Evolusi Dar-

win. Lyell berpendapat bahwa fosil-fosil yang berada di dalam strata

(lapisan) tanah tertentu merupakan bagian kecil dari spesies hidup. Dia

juga menunjukkan bahwa fosil-fosil tersebut berubah secara bertahap,

Galeri

Fenomena Penemuan Fosil

Pada umumnya fosil yang

ditemukan oleh para ilm u-

wan merupakan suatu ba-

gian atau beberapa bagian

dari tubuh makhluk hidup.

Faktor yang mengakibatkan

jarangnya ditemukan fosil

dalam keadaan utuh atau

lengkap antara lain: proses

pelipatan batuan bumi, pe-

ngaruh air dan angin, bakteri

pembusuk, hewan pemakan

bangkai, jenis organismenya

dan keadaan lingkungan

sekitar yang tidak memung-

kinkan organisme yang mati

menjadi fosil.

Green, Jejak Sejarah Sains Evolusi

Gambar 7.5

Fosil Archaeopteryx

Green, Jejak Sejarah Sains Evolusi, hlm. 29

Evolusi

207

Percobaan

Membuat Fosil Buatan

A. Dasar Teori

Fosil merupakan sisa-sisa organisme yang hidup di masa lampau dan terawetkan secara alami

dan telah berumur ratusan bahkan jutaan tahun. Fosil dapat berupa tubuh yang utuh, bagian-

bagian tubuh, jejak, ataupun kotoran (koprolit) makhluk hidup pada masa lampau.

B. Tujuan

Membuat fosil buatan berupa fosil tubuh yang utuh dan bagian-bagian tubuh dari bahan seder-

hana melalui kerja kelompok.

C. Alat dan Bahan

1. Adonan semen

2. Vaselin

Cangkang hewan laut seperti kerang dan siput

Wadah plastik tempat adonan semen

D. Langkah Percobaan

Isilah wadah dengan adonan semen hingga dua pertiga bagian.

Tekan cangkang pada adonan semen dengan hati-hati dan biarkan mengeras selama 24

jam.

Olesilah permukaan cangkang dengan vaselin kemudian penuhilah sisa ruang pada wa-

dah dengan adonan semen.

Biarkan mengeras selama 24 jam.

Keluarkan adonan semen yang mengeras dari wadah kemudian pecahkan adonan semen

hingga terbelah untuk melihat fosil buatan kalian.

Indonesia merupakan salah satu negara yang banyak memberikan kontribusi dalam mengungkap

sejarah masa lampau. Banyak fosil-fosil yang ditemukan di Indonesia, antara lain di Pacitan, Sangiran,

Mojokerto dan tempat-tempat lain. Di Sangiran terdapat suatu museum yang menyimpan koleksi fosil-fosil

makhluk hidup masa lampau.

Nah, untuk melatih kemampuan kalian dalam merencanakan dan mengomunikasikan hasil studi

mengenai evolusi, bersama teman satu kelompok kalian buatlah proposal studi lapangan untuk mengun-

jungi museum di Sangiran. Format proposal tersebut mencakup latar belakang, tujuan, manfaat, tempat

dan waktu pelaksanaan, peserta serta anggaran biaya. Proposal tersebut kemudian ajukan kepada guru

kalian.

Selanjutnya apabila guru dan pihak sekolah menyetujui proposal yang kamu buat maka kalian akan

benar-benar mengunjungi museum fosil di Sangiran. Pada waktu mengunjungi museum di Sangiran nanti,

catatlah semua informasi yang kalian peroleh disana, kemudian susunlah data-data tersebut ke dalam

sebuah laporan hasil studi lapangan.

Catatan:

Rubrik

Telisik

ini dapat dijadikan sebagai tugas proyek.

Telisik

jika diadakan penyelidikan secara perlahan dimulai dari lapisan tertua

menuju lapisan yang lebih muda.

Kalian dapat melihat secara langsung dan mempelajari fosil yang

ditemukan di Indonesia, dengan mengikuti rubrik

Telisik

berikut.

208

Biologi Kelas XII

E. Pembahasan

Amati fosil yang telah kalian buat. Sifatnya rapuh atau kompak? Kaitkan dengan fenomena

mengapa banyak fosil yang ditemukan hanya berupa potongan bagian tubuh saja.

2. Simpulkan dan presentasikan hasil percobaan kalian di depan guru dan teman-teman

sekelas.

2. Anatomi Perbandingan

Anatomi makhluk hidup merupakan salah satu cabang biologi

yang mempelajari struktur dalam tubuh makhluk hidup. Berdasarkan

hasil studi, diketahui bahwa beberapa organisme yang berbeda memi-

liki organ-organ yang fungsinya sama.

Organ-organ yang fungsinya sama tetapi memiliki struktur yang

berbeda dinamakan

organ analog

. Sebagai contoh, perhatikanlah say-

ap pada burung, kelelawar, capung, dan kupu-kupu. Struktur anatomi

sayap pada hewan-hewan tersebut berbeda tetapi memiliki fungsi yang

sama untuk terbang.

Selain itu, terdapat juga organ-organ yang struktur dasar dan

tipe perkembangan embrionalnya sama akan tetapi memiliki fungsi

berbeda. Organ-organ ini dinamakan

organ homolog

. Contoh

homologi ditemukan pada salah satu organ dari beberapa spesies yang

berbeda, seperti pada Gambar 7.6 di bawah ini.

Lengan manusia, kaki pada kucing, sirip ikan paus dan sayap kele-

lawar memiliki fungsi yang berbeda, tetapi struktur dasarnya sama.

Lengan pada manusia berfungsi untuk memegang, kaki pada kucing

berfungsi untuk berlari, sirip pada ikan paus berfungsi untuk berenang

sedangkan sayap pada kelelawar berfungsi untuk terbang.

Struktur analog dan homolog tersebut menunjukkan adanya

hubungan kekerabatan antara satu spesies dengan spesies yang lainnya.

Gambar 7.6

Struktur homologi anggota gerak pada manusia, kucing, ikan paus, dan

kelelawar

manusia

kucing

ikan paus

kelelawar

Evolusi

209

Hubungan tersebut juga menunjukkan perkembangan evolusioner

yang semakin maju pada makhluk hidup. Supaya lebih paham, kalian

juga dapat mencari contoh-contoh yang lainnya.

3. Struktur Vestigial

Masih ingatkah kalian dengan gagasan evolusi Lamarck mengenai

konsep

use and disuse

? Lamarck mengungkapkan bahwa organ-

organ yang tidak pernah digunakan semakin lama akan mengalami

penyusutan atau mereduksi. Namun demikian, ada beberapa organ

yang masih bisa ditemukan hingga dewasa meskipun strukturnya

berbeda dengan struktur pada waktu embrionya. Keberadaan organ-

organ ini menunjukkan adanya sisa-sisa peninggalan evolusi dari

nenek moyang manusia.

Sebagai contoh, manusia memiliki tulang ekor dan umbai ca cing

(apendiks) yang tidak memiliki fungsi. Pada burung penguin dan

burung kiwi mempunyai sayap yang tereduksi sehingga tidak dapat

digunakan untuk terbang.

4. Embriologi

Bukti evolusi lain yang cukup kuat adalah perkembangan embrio-

ogi. Pada vertebrata diketahui bahwa perkembangan embriologinya

menunjukkan adanya kesamaan. Hal ini dapat diamati dari setiap fase-

fase perkembangan embrio. Perhatikan Gambar 7.7 di samping ini.

Setelah memerhatikan Gambar 7.7, apakah kalian menemukan

adanya kesamaan? Dari kelima embrio tersebut, masing -masing

mengalami fase pembelahan kemudian berkembang dan meng alami

morfogenesis hingga berdiferensiasi membentuk organisme yang

strukturnya semakin komplek.

Perhatikanlah struktur embrio pada tiap fase perkembangannya.

Pada embrio manusia setelah tahap pembelahan menunjukkan adanya

ekor yang sangat jelas. Hal ini tidak jauh berbeda dengan embrio-

embrio yang lain. Disamping itu, embrio manusia yang berumur satu

bulan mempunyai serangkaian lekuk brankial di daerah leher. Lekuk

tersebut serupa dengan serangkaian kantung insang yang terdapat pada

ikan. Ke samaan tersebut memperkuat dugaan bahwa makhluk hidup

mengalami proses perkembangan yang mengarah pada kesempurnaan

bentuk.

5. Biokimia Perbandingan

Perkembangan ilmu pengetahuan telah melahirkan cabang ilmu

baru yang dapat dijadikan sebagai dasar dalam menjelaskan fenomena

alam. Biokimia merupakan cabang biologi yang mempelajari unsur-

unsur kimia serta reaksinya dalam tubuh makhluk hidup. Persamaan

biokimia dalam organisme hidup merupakan salah satu ciri penting

yang membedakan satu organisme dengan organisme lain. Hasil studi

biokimia menunjukkan adanya homologi biokimia pada makhluk hi-

dup yang kekerabatannya dekat.

Gambar 7.7

Bukti embriologi

pada vertebrata

210

Biologi Kelas XII

Kesamaan biokimia pada makhluk hidup yang dapat

menjadi bukti adanya evolusi diantaranya adalah: Pertama,

adanya enzim sitokrom pada hampir setiap organisme hidup.

Enzim ini merupakan rantai polipeptida yang terdiri atas 104

sampai 112 asam amino. Kedua, urutan asam amino pada

hemoglobin mamalia menunjukkan kemiripan, terutama

pada spesies yang diduga berkerabat dekat. Perhatikan tabel

di samping. Berdasarkan tabel tersebut, manusia paling

dekat kekerabatannya dengan gorila.

Selain itu, hormon-hormon pada sebagian besar ver-

tebrata diketahui memiliki persamaan. Sebagai contoh

adalah hormon prolaktin yang terdapat pada berbagai

spesies vertebrata seperti ikan, burung, dan mamalia. Hal

ini menunjukkan bahwa hormon tersebut diwariskan dari

nenek moyang yang sama tetapi memiliki fungsi yang

berbeda karena mengalami modifi kasi sesuai dengan cara

hidup setiap hewan tersebut.

6. Biogeografi

Penyebaran hewan dan tumbuhan di berbagai daerah merupakan

pendukung kuat adanya evolusi. Perjalanan Darwin ke Kepulauan

Galapagos telah membuahkan bukti bahwa pada pulau-pulau yang

berdekatan ditemukan jenis hewan yang mirip.

Galapagos merupakan kelompok kecil kepulauan yang wilayah-

nya seolah-olah terpisah satu sama lain. Di kepulauan tersebut, Darwin

menemukan burung-burung laut yang sama dengan burung laut yang

terdapat di lautan pasifi k. Darwin juga menemukan tiga belas spesies

burung daratan yang tidak dikenal di wilayah lainnya. Burung-burung

tersebut menunjukkan karakteristik yang sangat berbeda dalam bentuk

paruh. Sebagian memiliki paruh besar untuk memakan biji, sebagian

yang lain mempunyai paruh yang sesuai untuk memakan serangga dan

sebagai burung pelatuk.

Dari keanekaragaman burung yang

terdapat di pulau tersebut, diketahui ada-

nya persamaan dasar yakni bahwa burung-

burung tersebut adalah burung fi

nch (se-

jenis burung penyayi). Menurut Darwin,

fenomena ini adalah suatu bukti bahwa

burung-burung fi nch tersebut berasal dari

nenek moyang fi nch yang berasal dari

Amerika Selatan. Burung fi

nch tersebut

telah mengalami evolusi karena secara ke-

betulan mencapai pulau-pulau di wilayah

Galapagos yang kondisi alamnya berbeda

dengan daerah asal burung tersebut.

Kilas

Masih ingatkah kalian

mengenai asam amino?

Berdasarkan kemampuan

tubuh untuk mensintesisnya,

asam amino dibedakan

menjadi asam amino essen-

sial (tubuh tidak mampu

mensintesisnya) dan asam

amino non essensial (tubuh

mampu mensintesisnya).

Asam amino essensial terdiri

dari treonin, triptofan, isoleu-

sin, leusin, lisin, fenilalanin,

tirosin, metionin, sistein, dan

valin

Gambar 7.8

eta Kepulauan Galapagos

Jumlah perbedaan asam amino

antara rantai beta hemoglobin

beberapa spesies dengan yang

terdapat pada manusia

Spesies

Jumlah asam

amino yang

berbeda

Manusia

orilla

Gibbon

Monyet Rhesus

Anjing

Kuda, Sapi

Tikus

Kanguru kelabu

Ayam

Kodok

Kimball, Biologi 3, hlm. 769

Evolusi

211

7. Domestikasi

Domestikasi merupakan bukti evolusi yang muncul karena ada-

nya campur tangan manusia. Kegiatan manusia dalam pembudida yaan

tanaman ataupun hewan tertentu telah melahirkan spesies-spesies baru

yang memiliki sifat yang berbeda dengan nenek moyangnya. Perubah-

an tersebut merupakan bagian dari evolusi makhluk hidup yang dicip-

takan oleh manusia untuk keuntungan manusia.

Manusia telah membudidayakan berbagai macam tanaman mulai dari

tanaman untuk konsumsi, tanaman hias dan hewan ternak dengan tujuan

untuk memperoleh kultivar baru yang lebih baik dari tanaman induknya.

Sebagai contoh, pernahkah kalian makan semangka tanpa biji? Nah, se-

mangka tersebut merupakan salah satu kultivar hasil domestikasi.

Dalam evolusi, makhluk hidup mengalami perubahan secara per-

lahan lahan dari waktu ke waktu sampai dilahirkannya spesies baru

yang berbeda dengan nenek moyangnya. Sejauh yang kalian tahu,

bagaimanakah proses perubahan makhluk hidup itu terjadi? Coba

kalian perhatikan ciri-ciri kalian sendiri. Apakah terdapat ciri yang

sama dengan orang tua kalian? Mengapa ciri-ciri yang kalian miliki

tidak sama persis dengan ibu atau ayah kalian? Bagaimanakah proses

perubah an itu terjadi?

Dalam konteks evolusi, Darwin mengemukakan beberapa teori

yang dapat menjelaskan tentang mekanisme terjadinya evolusi. Nah,

pada subbab berikut ini akan diuraikan tentang mekanisme evolusi.

Ikutilah pembahasannya.

Jawablah soal-soal berikut ini dengan tepat.

Sebutkan bukti-bukti yang mendukung ada-

nya evolusi.

Jelaskan bagaimana perkembangan embrio-

logi dapat menjadi bukti adanya evolusi.

Menurut pendapat kalian adakah keterkait-

an penyebaran jenis-jenis hewan dan tum-

buhan dengan evolusi? Sebutkan alasan-

alasan yang mendukung pendapat kalian.

4. Bagaimanakah domestikasi dapat ber-

pengaruh terhadap evolusi?

Uji Kompetensi

Gambar 7.9

Variasi bentuk paruh burung finch di Kepulauan Galapagos

212

Biologi Kelas XII

C. Mekanisme Evolusi

Hasil akhir dari proses evolusi adalah munculnya spesies baru yakni

spesies yang memiliki karakter berbeda dengan induknya. Bagaimanakah

hal ini dapat terjadi? Evolusi berkaitan dengan perubah an sifat genetik

yang diwariskan kepada keturunannya, akibatnya sifat keturunan akan

berbeda dengan sifat induknya. Dengan demikian, mekanisme evolusi

berkaitan dengan adanya perubahan materi genetik dan seleksi alam.

1. Perubahan (Variasi) Genetik

Sebagaimana telah kalian ketahui sebelumnya, setiap organisme

memiliki susunan genetik yang berbeda. Apabila anggota populasi

tersebut kawin, maka akan dilahirkan organisme yang memiliki fak-

tor genetik yang berbeda dengan kedua induknya. Meskipun demikian

perbedaan yang muncul tidak terlalu mencolok, sehingga membutuh-

kan waktu yang lama untuk terbentuknya spesies baru.

Dalam genetika populasi, dikenal adanya istilah

pool gen

yang

merupakan jumlah keseluruhan alel dari gen yang menyusun seluruh

individu populasi. Perubahan genetik dari spesies yang mengalami

evolusi akan memengaruhi terjadinya perubahan frekuensi gen pada

pool gen

. Kondisi seperti ini disebut sebagai

mikroevolusi

Ada lima penyebab (agen) mikroevolusi yaitu hanyutan genetik

(

genetic driff

), aliran gen (

gen fl ow

), perkawinan tidak acak, mutasi,

dan seleksi alam.

Genetic driff

adalah perubahan dalam kumpulan gen

suatu populasi kecil akibat kejadian acak, sedangkan

gen fl ow

yaitu

pertukaran genetik akibat migrasi individu yang subur (fertil) atau

perpindahan gamet antar populasi. Perkawinan tidak acak umumnya

terjadi pada perkawinan antar pasangan yang masih dekat hubungan

kekerabatannya.

Perubahan frekuensi gen dapat terjadi dalam waktu seketika.

Bagaimanakah hal ini bisa terjadi? Dalam ilmu genetika, dikenal ad-

anya peristiwa mutasi dan rekombinasi. Kedua peristiwa tersebut me-

mungkinkan terjadinya variasi genetik dalam suatu populasi.

a. Mutasi

Masih ingatkah kalian tentang mutasi? Mutasi dapat terjadi pada

gen (mutasi gen) dan juga dapat terjadi pada kromosom (mutasi kro-

mosom). Individu hasil mutasi memiliki genotip yang berbeda dengan

induknya sehingga menyebabkan perubahan pada

pool gen

. Kecepatan

mutasi dapat diukur dengan membandingkan jumlah gen yang men-

galami mutasi dengan jumlah gamet. Kecepatan mutasi relatif lambat

disebabkan karena DNA sifatnya tidak mudah berubah. Angka kecepa-

tan mutasi pada umumnya sebesar 1 gen: 100.000 gen.

Meskipun angka kecepatan mutasi relatif rendah, namun tetap

saja menyebabkan terjadinya variasi yang akan memengaruhi

pool gen

Hal ini dikarenakan:

1. Setiap kromosom mengandung ribuan gen

Kilas

Masih ingatkah kalian

tentang mutagen? Mutagen

merupakan suatu agen yang

menyebabkan terjadinya

mutasi. Contoh mutagen

antara lain radiasi sinar ul-

traviolet, sinar kosmik, sinar

, sinar

, dan

kesalahan replikasi DNA.

Evolusi

213

2. Setiap individu mampu menghasilkan ribuan gamet dalam satu generasi

3. Banyaknya jumlah individu dalam setiap generasi.

Mutasi ada yang bersifat menguntungkan dan merugikan. Mu-

tasi yang menguntungkan akan menghasilkan keturunan yang adaptif,

sedangkan mutasi yang merugikan merupakan mutasi letal dan akan

menghasilkan keturunan yang kurang adaptif. Mutasi letal biasanya

terjadi pada individu homozigot resesif.

Contoh mutasi gen terjadi pada lalat buah (

Drosophillla melano-

gaster

), yakni ditemukannya seekor lalat jantan yang bermata putih

diantara anggota populasi yang kesemuanya bermata merah. Muncul-

nya gen yang menyebabkan warna mata putih ini kemudian dikenal

sebagai mutasi gen. Pada pengamatan selanjutnya ditemukan 5.000

ekor lalat mutan (mata putih) diantara 20 juta ekor lalat yang diamati.

Hal ini menunjukkan bahwa munculnya gen baru tersebut diwariskan

kepada keturunannya. Contoh mutasi gen tersebut menggambarkan

terjadinya perubahan populasi organisme yang merupakan bagian dari

proses evolusi.

Selain mutasi gen, terdapat pula peristiwa mutasi kromosom yang

perubahannya lebih mencolok dibandingkan mutasi gen. Pada mutasi

kromosom perubahan dapat berupa perubahan jumlah kromosom

ataupun struktur kromosom.

Masih ingatkah kalian contoh-contoh abnormalitas fenotip yang

disebabkan karena terjadinya mutasi kromosom? Salah satu contohnya

adalah seseorang penderita Cri-du-Chat yang kromosomnya meng-

alami delesi pada lengan pendek dari autosom no. 5. Penderita ini me-

miliki suara tangisan mirip bunyi kucing, muka lebar, kedua mata le-

taknya berjauhan dan mempunyai lipatan seperti pada Gambar 7.11.

b. Rekombinasi

Disamping mutasi, rekombinasi yang juga berperan dalam per-

ubahan variasi genetik. Reproduksi yang terjadi secara seksual akan

menghasilkan variabilitas genetik karena terjadinya rekombinasi dari

kedua gamet induknya.

Mutasi gen tunggal tidak selalu menimbulkan perubahan genotip

yang berarti, berbeda halnya jika mutasi didukung dengan rekombi-

nasi. Rekombinasi meliputi hal-hal sebagai berikut:

a. Pembentukan individu heterozigot

b. Percampuran secara acak pada kromosom dari dua parental

c. Terjadinya pindah silang (

crossing over

)

Telah dikemukakan bahwa kecepatan mutasi berlangsung relatif lambat. Nah, coba diskusikan dengan

teman satu kelompok kalian kemudian presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas,

mengenai keterkaitan antara kecepatan mutasi terhadap kecepatan berlangsungnya evolusi. Coba ingat

kembali definisi evolusi.

Diskusi

Kilas

Masih ingatkah kalian

mengenai pindah silang

(

crossing over

) pada bab

Prinsip Hereditas? Pindah si-

lang merupakan penukaran

segmen dari kromatid-kro-

matid bukan kakak beradik

dari sepasang kromosom

homolog.

Gambar 7.11

enderita Cri-du-Chat

Suryo, Genetika Manusia, hlm. 273

Gambar 7.10

Lalat buah

(Drosophilla melanogaster)

Kwan & Lam, Biology a Course for o Level

214

Biologi Kelas XII

Jika hal-hal tersebut terjadi pada organisme mutan, akan semakin

memperkuat variasi dari mutan tersebut. Dengan demikian, peruba-

han frekuensi gen ataupun kromosom akan semakin besar dalam suatu

populasi. Untuk mengingat bahasan tentang rekombinasi, bukalah

kembali bab tentang Prinsip Hereditas.

c. Hukum Hardy-Weinberg

Hardy adalah seorang ahli matematika dari Inggris, sedangkan

Weinberg adalah seorang ahli fi sika dari Jerman. Keduanya mencetuskan

hukum kesetimbangan populasi berdasarkan analisis matematisnya. Hu-

kum kesetimbangan tersebut dinamakan

Hukum Hardy-Weinberg

Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam suatu

populasi akan selalu konstan dari generasi ke generasi berikutnya

meskipun anggota populasi saling kawin secara acak. Bagaimanakah

kesetimbangan tersebut dijelaskan secara matematis? Perhatikan den-

gan seksama uraian berikut.

Jika dalam suatu populasi terjadi perkawinan antara dua individu het-

erozigot (misal, Bb) maka kita akan menemukan 25 % dari keturunannya

homozigot dominan (BB), 50 % heterozigot (Bb) seperti tetuanya dan

25 % homozigot resesif (bb). Perhatikan Diagram 1. Dalam individu ini

frekuensi alel B adalah 50 % dan frekuensi alel b juga 50 %.

Jumlah keturunan tersebut jika ditambahkan hasilnya adalah:

Bb + Bb + bb = 0.25 + (0.25+0.25) + 0.25 = 1

Apabila dengan rumus matematis dapat dinyatakan dengan:

(p+q)

= p

+ 2pq + q

% individu dominan homozigot

Frekuensi alel dominan

% individu resesif homozigot

Frekuensi alel resesif

2 pq =

% individu heterozigot

Jika kita masukkan angkanya menjadi,

(0.5+ 0.5)

= 0.5

+ 2 (0.5)(0.5) + 0.5

= 0.25 + 0.5 + 0.25 = 1

Hasilnya masih konstan bukan? Dapat dirumuskan bahwa

+ 2 pq + q

= 1

p + q = 1

Perhatikan contoh penerapan Hukum Hardy-Weinberg untuk

menghitung frekuensi gen dan frekuensi genotip berikut ini.

Pada suatu padang rumput terdapat populasi sapi yang berjumlah

10.000 ekor. Sebanyak 9984 ekor berwarna putih. Populasi tersebut

berada dalam kesetimbangan. Tentukanlah:

a. frekuensi gen warna putih dan coklat

b. frekuensi genotip sapi warna putih dan coklat

Jawab:

Jumlah sapi adalah 10.000 ekor. Yang berwarna putih sebanyak 9984

Alel

(0,5)

0,5

0,25

(0,5)

0,25

Diagram 1.

Persilangan

dua individu heterozigot (Bb)

Evolusi

215

ekor, berarti yang berwarna coklat sebanyak 16 ekor.

Jika p = frekuensi untuk alel dominan S (putih)

q = frekuensi untuk alel resesif s (coklat) maka:

a. frekuensi gennya:

+ 2 pq + q

= 1

(S + s)

= SS + 2 Ss + ss = 1

= 16 / 10.000 = 0,0016

q = √0,0016 = 0,04

p = 1 – q = 1 – 0,04 = 0,96

Jadi frekuensi alel S (putih) = 0,96

frekuensi alel s (coklat) = 0,04

b. frekuensi genotip sapi warna putih dan warna coklat:

= (0,96 x 0,96)p

+ 2(0,96 x 0,04)pq + (0,04 x 0,04)q

= 0,9216 p

+ 0,0768 pq + 0,0016 q

Jadi p

: 2pq : q

= 0,9216 : 0,0768 : 0,0016

= 576 : 48 : 1

Dengan demikian jelaslah bahwa kesetimbangan memang dapat

terjadi meskipun individu-individu dalam populasi saling kawin secara

acak. Akan tetapi, ada beberapa kondisi yang menjadi syarat agar prinsip

kesetimbangan tersebut dapat tercipta. Syarat-syarat tersebut adalah:

1) Frekuensi gen jantan dan betina adalah sama

2) Tidak terjadi mutasi yang tak seimbang antar alel

3) Tidak terjadi aliran gen (

genetic fl ow

) baik ke luar ataupun ke

dalam populasi yang akan mengubah frekuensi alel

4) Tidak terjadi seleksi alam yang menyebabkan suatu alel mengalahkan

alel yang lain ataupun satu fenotip mengalahkan fenotip yang lain

5) Populasi cukup besar dan terjadi perkawinan secara acak

Jika Hukum Hardy-Weinberg berlaku, maka evolusi tidak terjadi.

Hal ini disebabkan karena evolusi terkait dengan perubahan frekuensi

gen dan seleksi alam. Sedangkan Hukum Hardy-Weinberg menunjuk-

kan suatu kesetimbangan dalam populasi yang akan selalu konstan.

2. Seleksi Alam

Dalam teorinya, Darwin mengemukakan bahwa evolusi meru-

pakan proses perjuangan untuk mempertahankan kelangsungan hidup

Gambar 7.12

Populasi sapi warna putih dan coklat

Mincrosoft Encarta Premium 2006

216

Biologi Kelas XII

(

struggle for existence

). Organisme-organisme yang mampu bertahan

dengan beradaptasi terhadap lingkungannya akan tetap hidup dan

mewariskan keturunan, sedangkan organisme yang tidak mampu ber-

tahan akan punah (

extinct

). Dapat disimpulkan bahwa organisme yang

ada sekarang merupakan organisme yang nenek moyangnya dahulu

dapat lolos dari seleksi alam.

Supaya kalian lebih mudah memahami tentang seleksi alam, si-

maklah contoh seleksi alam yang terjadi pada populasi kupu-kupu

Bis-

ton betularia

di Inggris berikut ini.

Gambar 7.13

(a)

Biston betularia

bersayap cerah, (b)

Biston betularia

bersayap gelap

Green, Jejak Sejarah Sains Evolusi, hlm. 33

Sebelum berkembangnya revolusi industri di Inggris, populasi

Biston

betularia

yang bersayap terang jumlanya lebih banyak diban dingkan den-

gan

Biston betularia

yang bersayap gelap. Namun setelah berkembangnya

revolusi industri di Inggris, maka asap dan jelaga pabrik merubah habitat

Biston betularia

tersebut. Udara menjadi kotor, pohon-pohon menjadi

berwarna gelap. Akibatnya populasi

Biston betularia

yang bersayap gelap

lebih adaptif dengan lingkungannya, sedangkan

Biston betularia

bersayap

terang kurang adaptif sehingga mudah ditangkap oleh predatornya.

Percobaan

Mempelajari Seleksi Alam

A. Dasar Teori

Seleksi alam adalah suatu teori yang menyatakan bahwa jika makhluk hidup tidak mampu be-

radaptasi dengan lingkungannya, maka lama kelamaan akan punah. Organisme yang terting-

gal hanyalah mereka yang mampu beradaptasi dengan lingkungannya.

B. Tujuan

Memahami peristiwa seleksi alam melalui simulasi model

C. Alat dan Bahan

1. Pelubang kertas 5. Pensil

Kertas Asturo warna merah, kuning dan hijau

Stopwatch

3. Kaleng/stoples 7. Tali rafia

4. Penggaris

D. Langkah Percobaan

1. Buatlah potongan kertas asturo dengan menggunakan pelubang kertas, masing-masing

warna sebanyak 50 potongan.

2. Masukkan potongan kertas tersebut semuanya ke dalam kaleng kemudian kocok atau

campur hingga homogen.

3. Tentukan daerah percobaan, misalnya padang rumput yang hijau. Buatlah petakan de-

ngan menggunakan tali rafia seluas 2 x 2 m

Evolusi

217

a. Spesiasi

Masih ingatkah kalian bahwa hasil akhir dari proses evolusi adalah

munculnya spesies baru yakni spesies yang memiliki karakter yang ber-

beda dengan induknya. Fenomena ini disebut sebagai

spesiasi

. Indi-

vidu-individu penyusun populasi yang semula memiliki karakter yang

sama, dalam kurun waktu dan sebab-sebab tertentu akhirnya memi-

liki karakter yang berbeda bahkan tidak dapat lagi saling mengadakan

perkawinan. Individu-individu tersebut tidak dapat lagi disebut sebagai

satu spesies karena menurut konsep biologi yang disebut sebagai spe-

sies adalah individu-individu yang dapat saling melakukan perkawinan

dan menghasilkan keturunan yang fertil.

Pernahklah kalian memikirkan mengapa katak tidak dapat kawin

dengan ayam atau dengan ikan? Mengapa katak hanya dapat kawin de-

ngan katak? Untuk memperoleh jawabannya, simaklah uraian berikut ini.

Di alam terdapat kondisi yang menyebabkan dua jenis anggota

populasi tidak dapat saling kawin. Fenomena ini dikenal sebagai

isolasi

reproduksi

. Mekanisme isolasi reproduksi terdiri dari:

1) Isolasi habitat: disebabkan karena kedua pasangan tidak saling

bertemu, terhalang oleh faktor perbedaan habitat. Sebagai contoh

dua spesies ular garter dari genus Th amnophis hidup di daerah

yang sama, namun salah satunya lebih menyukai hidup di dalam

air dan yang lain lebih menyukai hidup di darat. Oleh sebab itu,

kedua spesies tersebut tidak pernah melakukan perkawinan.

2) Isolasi perilaku: terjadi karena perbedaan sinyal tingkah laku dalam

menarik pasangan untuk melakukan perkawinan. Contohnya pada

kunang-kunang betina hanya akan menanggapi respon untuk

melakukan perkawinan dengan memancarkan sinarnya kembali

kepada kunang-kunang jantan yang sejenis.

Gambar 7.14

Ular Thamnophis

Microsoft Encarta Premium 2006

Taburkan secara merata potongan kertas tadi ke dalam petakan.

Pungutlah kembali potongan kertas tadi selama 1,5 menit.

6. Hitunglah jumlah potongan kertas yang berwarna merah, kuning dan hijau yang berhasil

dipungut. Masukkan ke dalam tabel berikut.

Tabel Hasil Percobaan

Macam Data

Kuning

Merah

Hijau

Keterangan

Jumlah kertas sebelum diambil

Jumlah kertas yang tersisa

Jumlah kertas yang terambil

E. Pembahasan

Apakah jumlah potongan kertas dari masing-masing warna yang terambil sama? Manakah

yang paling banyak?

Mengapa warna tersebut paling banyak jumlahnya?

Apakah kemungkinan bila percobaan dilakukan di padang rumput yang kering dan tandus,

hasilnya akan sama dengan percobaan yang dilakukan di padang rumput yang hijau?

Mengapa potongan kertas yang sudah ditaburkan pada petakan harus dipunguti kembali?

Fungsinya untuk apa?

Simpulkan dan presentasikan hasil percobaan kalian.

218

Biologi Kelas XII

3) Isolasi mekanik: pasangan saling bertemu tetapi tidak terjadi

transfer gamet karena struktur anatomi alat reproduksi dari mas-

ing-masing individu berbeda.

4) Isolasi musim: terjadi karena perbedaan waktu pematangan gamet.

5) Isolasi gamet: kemungkinan gamet-gamet dapat bertemu tetapi

tidak dapat melakukan pembuahan, disebabkan karena gamet

jantan tidak mempunyai viabilitas dalam alat kelamin betina yang

berbeda spesiesnya.

6) Terbentuknya bastar mandul: zigot hasil pembuahan mampu

berkembang menjadi embrio hingga dewasa tetapi bersifat steril.

7) Terbentuknya bastar mati bujang: seperti pada bastar mandul,

tetapi keturunan tersebut tidak mampu bertahan hidup.

Isolasi habitat, isolasi perilaku, isolasi mekanik, isolasi musim

dan isolasi gamet merupakan isolasi reproduksi yang terjadi sebelum

terbentuknya zigot (prazigotik). Sedangkan terbentuknya bastar man-

dul dan bastar mati bujang merupakan isolasi reproduksi yang terjadi

setelah terbentuknya zigot (postzigotik).

Isolasi reproduksi antar dua jenis anggota populasi dapat terjadi

pada dua jenis populasi yaitu:

1) Populasi Alopatrik

Kedua jenis anggota populasi ini tidak dapat bertemu karena ada-

nya penghalang geografi

s. Sebagai contoh adalah tupai antelope yang

menempati sisi tebing yang berlawanan di Grand Canyon, Amerika

Serikat. Pada tebing selatan dihuni oleh tupai

Ammospermophilus harrisi

sedangkan pada sisi tebing sebelah utara dihuni oleh

Ammospermophilus

leucurus

. Kedua populasi ini terisolir sehingga tidak dapat melakukan

perkawinan. Isolasi reproduksi yang terjadi karena terhalang oleh kondisi

geografi s dinamakan isolasi geografi

2) Populasi Simpatrik

Pada populasi simpatrik kedua populasi berada pada kisaran geo-

grafi

s yang sama akan tetapi tidak dapat saling kawin karena adanya

perbedaan fi siologi atau genetik. Contoh populasi simpatrik pada ge-

nus Taricha (Salamander). Salamander dari California dan salamander

Gambar 7.15

Spesiasi alopatrik tupai antelope di Grand Canyon

Campbell, Reece, & Mitchell, Biologi 2, hlm 47

A. lecurus

A. harrisi

Evolusi

219

Kerjakanlah soal-soal berikut ini.

1. Jelaskan variasi yang mugkin terjadi karena

mutasi gen dan mutasi kromosom.

Bagaimanakah Hukum Hardy-Weinberg men-

jelaskan peristiwa evolusi?

3. Sebutkan dan jelaskan kondisi-kondisi

yang harus ada agar kesetimbangan Har-

dy-Weinberg dapat tercipta.

4. Mekanisme terjadinya evolusi dapat di-

se bab

kan oleh peristiwa rekombinasi.

Bagaimanakah rekombinasi memengaruhi

perubahan populasi?

Jelaskan yang dimaksud dengan populasi

alopatrik. Sebutkan contohnya.

Uji Kompetensi

Ikhtisar

Evolusi merupakan suatu proses perubahan makhluk hidup dari waktu ke waktu menuju ke arah

kesempurnaan.

Tokoh evolusi pertama yang gagasannya dapat diterima oleh kalangan luas adalah Charles Dar-

win. Pokok-pokok evolusi menurut Darwin adalah:

a) Spesies yang hidup pada masa ini berasal dari spesies yang hidup pada masa lampau.

b) Evolusi terjadi melalui mekanisme seleksi alam.

Peristiwa evolusi dapat dibuktikan dengan hasil studi dari berbagai bidang ilmu yang meliputi: anatomi

perbandingan, embriologi, paleontologi, perbandingan biokimia, biogeografi serta domestikasi.

Mekanisme evolusi dapat terjadi karena beberapa kondisi yang mendukung yaitu: variasi genetik

yang disebabkan oleh mutasi dan rekombinasi serta peristiwa seleksi alam.

Menurut Hardy-Weinberg frekuensi gen dalam suatu populasi akan selalu konstan dari generasi ke

generasi berikutnya asalkan dipenuhi beberapa persyaratan yaitu tidak terjadinya mutasi, seleksi

alam dan aliran gen (

genetic flow

), terjadi perkawinan acak, populasi besar dan frekuensi antara

gen jantan dan betina sama.

Spesiasi merupakan peristiwa terbentuknya spesies baru yang berbeda dari nenek moyangnya.

Mekanisme isolasi reproduksi dapat terjadi melalui isolasi habitat, isolasi musim, isolasi tingkah laku,

isolasi mekanik, isolasi gamet, terbentuknya bastar mandul dan terbentuknya bastar mati bujang.

Pasifi

k dapat bertemu di California tengah, tetapi a

keduanya tidak dapat saling kawin. Hal ini dise-

babkan oleh beberapa faktor antara lain: perbedaan

perilaku kawin, perbedaan penyimpanan telur serta

pola perkembangan dari kedua Salamander tersebut.

Implikasi atau dampak spesiasi dapat diamati

pada usaha domestikasi hewan atau tumbuhan.

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa dometikasi dapat

menghasilkan individu (kultivar) baru. Misalnya bu-

didaya tanaman yang menghasilkan buah semangka

tanpa biji dan domestikasi anjing. Ras anjing jantan

Chow-chow

yang berukuran besar dapat dikawinkan

dengan ras anjing betina

poodle

yang berukuran kecil.

Perhatikan Gambar 7.16.

Gambar 7.16 (a) Ras anjing jantan

Chow-chow

, (b) Ras

anjing betina

Poodle

(a)

(b)

Mincrosoft Encarta Premium 2006

www. breedersclub.net

220

Biologi Kelas XII

Ulangan Harian

A Pilihlah satu jawaban yang paling tepat.

Jerapah yang sekarang berleher panjang

disebabkan karena penyesuaiannya terhadap

persediaan makanan. Pernyataan ini dike-

mukakan oleh . . . .

a. Charles Darwin

b. Herbert Spencer

c. J. B. Lamarck

d. Charles Lyell

e. Hardy Weinberg

2. Persamaan pandangan tentang evolusi antara

Charles Darwin dan J.B. Lamarck adalah . . . .

a. adanya seleksi alam

b. makhluk hidup mengalami perubahan

dari waktu ke waktu yang mengarah

kepada kesempurnaan

. makhluk hidup harus beradaptasi agar

dapat mempertahankan eksistensi dirinya

d. evolusi terjadi karena adanya peristiwa

mutasi

e. makhluk hidup yang ada sekarang berasal

dari makhluk hidup pada masa lampau

3. Seleksi alam menurut Darwin adalah . . . .

a. individu yang dapat bersaing dan me-

nyesuaikan diri dengan lingkungannya

akan bertahan dan mampu berkem-

bang biak

b. munculnya individu baru dalam popu-

lasi yang berubah frekuensi gennya

c. perubahan frekuensi gen, alel atau kro-

mosom secara spontan

d. individu harus menyesuaikan diri dengan

lingkungannya agar dapat bertahan

e. ciri makhluk hidup yang ada sekarang

merupakan pewarisan dari nenek mo-

yangnya

4. Weismann adalah seorang ahli yang menen-

tang teori pewarisan keturunan pada organ-

isme yang mengalami perubahan secara

morfologi. Percobaan yang dilakukannya

adalah dengan . . . .

a. mengawinkan dua ekor lalat buah hete-

rozigot

b. mengawinkan dua ekor tikus yang ti-

dak dipotong ekornya

S e n a r a i k a t a

Biogeografi

Salah satu cabang biologi yang

mempelajari distribusi atau penyebaran makhluk hidup

Domestikasi

Pembudidayaan hewan atau tumbuhan

dengan tujuan untuk kepentingan manusia

Filogenetik

Kemiripan antar organisme

berdasarkan hubungan kekerabatan

Kultivar

Tumbuhan hasil pembudidayaan oleh manusia

yang memiliki sifat berbeda dengan induknya

Mikroevolusi

Perubahan dari generasi ke generasi

dalam frekuensi alel atau genotip

Mutasi

Perubahan materi genetik yang

mengakibatkan terjadinya perubahan karakter dan

diwariskan pada keturunannya.

Paleontologi

Cabang ilmu biologi yang

mempelajari tentang fosil

Rekombinasi

Percampuran dengan cara pertukaran

kromosom pada waktu pembelahan meiosis dalam

satu perkawinan silang dan menimbulkan genotip baru.

Seleksi alam

Terpilihnya anggota spesies dari

populasi untuk hidup pada suatu tempat tertentu

Struktur Vestigial

Struktur atau organ yang

mengalami penyusutan dan tidak memiliki fungsi

khusus tetapi masih dapat dijumpai

Variasi

Keanekaragaman dalam satu spesises/satu

keturunan

Evolusi

221

c. mengamati kupu-kupu

Biston betularia

pada masa revolusi industri

d. mengamati kadal pasir yang hidup di

gurun

e. mengawinkan dua ekor tikus yang di-

potong ekornya

5. Pengaruh seleksi alam terhadap adanya

evolusi adalah . . . .

a. terjadinya rekombinasi genetik pada

anggota populasi

b. munculnya individu baru yang lebih

tahan terhadap lingkungan

c. terjadinya perubahan lingkungan yang

mengarahkan kepada adaptasi

d. adaptasi organisme yang tidak dapat

bertahan dengan kondisi lingkungan

e. munculnya individu yang tidak sem-

purna

6. Konsep evolusi tentang

use and disuse

dike-

mukakan oleh . . . .

a. Charles Darwin

b. Herbert Spencer

c. Charles Lyell

d. Hardy Weinberg

e. J.B. Lamarck

7. Perbandingan struktur homologi organ

merupakan salah satu bukti evolusi. Contoh

struktur homolog adalah . . . .

a. struktur dasar lengan manusia, sayap

burung dan sirip anjing laut

b. adanya lekuk brankial pada embrio ma-

nusia

c. struktur tulang ekor pada manusia den-

gan tulang ekor pada ikan paus

d. kesamaan asam amino yang terdapat

pada rantai hemoglobin manusia de-

ngan vertebrata lain

e. sayap burung dan sayap kelelawar

8. Seorang ahli geologi yang berjasa bagi Dar-

win berkaitan dengan hasil penelitiannya

tentang lapisan-lapisan bumi yang ber-

hubungan dengan fosil tertua dan muda

adalah . . . .

a. Herbert Spencer

b. Charles Darwin

c. Charles lyell

d. Weismann

e. J.B. Lamarck

9. Berikut ini bukti-bukti evolusi,

kecuali

. . . .

a. bukti paleontologi

b. bukti embriologi

c. bukti anatomi

d. struktur vestigial

e. bukti morfologi

10. Perbedaan jumlah asam amino pada rantai

hemoglobin manusia dengan beberapa spe-

sies lain adalah . . . .

1. Anjing 3. Monyet rhesus

2. Gorilla 4. Gibbon

Urutan yang benar mulai dari perbedaan

yang paling sedikit sampai yang paling ba-

nyak adalah . . . .

a. 1-2-3-4

b. 2-3-1-4

c. 3-2-4-1

d. 2-4-3-1

e. 1-3-4-2

11. Jenis burung fi nch di Kepulauan Galapagos

menjadi bervariasi dalam hal . . . .

a. ukuran tubuh

b. jenis bulu

c. warna bulu

d. adaptasi

e. bentuk paruh

12. Variasi pada organisme dapat terjadi karena

faktor-faktor berikut,

kecuali

. . . .

a. mutasi gen

b. modifi

kasi

c. mutasi kromosom

d. rekombinasi

e. pindah silang

13. Perubahan spesies yang disebabkan oleh

mutasi merupakan salah satu sebab terjadi-

nya evolusi. Alasan yang tepat untuk men-

dukung pernyataan ini adalah . . . .

a. mutasi merupakan proses perubahan

spesies yang terjadi secara spontan

b. mutasi terjadi karena adanya agen pe-

nyebab mutasi

222

Biologi Kelas XII

c. mutasi bersifat menguntungkan

d. mutasi dapat terjadi pada tingkat gen

dan juga tingkat kromosom

e. perubahan yang terjadi karena mutasi

diwariskan kepada keturunannya se-

hingga menimbulkan perubahan ang-

gota populasi

14. Perubahan frekuensi kromosom secara spon-

tan pada suatu populasi disebut . . . .

a. rekombinasi

b. mutasi gen

c. mutasi kromosom

d. seleksi alam

e. variasi

15. Berikut ini contoh struktur vestigial,

kecuali

. . . .

a. umbai cacing

b. tulang ekor pada manusia

c. sayap burung penguin

d. sayap burung kiwi

e. tulang ekor pada reptil

16. Hukum kesetimbangan populasi dikemuka-

kan oleh . . . .

a. Hardy-Weimberg

b. Weismann

c. Charles Darwin

d. J.B Lamarck

e. Charles Lyell

17. Seleksi buatan hampir sama dengan seleksi

alam dalam hal proses . . . .

a. didukung oleh Darwin

b. adaptasi spesies dengan lingkungannya

c. terjadi selama lebih dari jutaan tahun

d. bergantung pada variasi antar individu

e. dipengaruhi campur tangan manusia

18. Mekanisme evolusi dapat dijelaskan dengan

Hukum Kesetimbangan Hardy-Weinberg.

Di bawah ini merupakan prinsip-prinsip

Hukum Hardy-Weinberg serta kondisi yang

dapat mengarahkan kepada kesetimbangan

Hardy-Weinberg,

kecuali . . . .

a. populasi cukup besar

b. frekuensi gen pada anggota populasi

jantan dan betina adalah sama

c. tidak terjadi migrasi keluar ataupun

masuk populasi yang akan mengubah

frekuensi alel

d. terjadi perkawinan acak

e. terjadi mutasi

19. Suatu anggota populasi di wilayah yang ter-

pencil tidak dapat kawin dengan anggota

populasi di wilayah lainnya disebabkan oleh

peristiwa isolasi . . . .

a. geografi

s d. gamet

b. genetik e. mekanik

c. reproduksi dalam

20. Perkawinan antar-anggota populasi dapat

terhalang karena faktor-faktor dibawah ini,

kecuali

isolasi . . . .

a. geografi

d. perkembangan

b. habitat e. isolasi perilaku

c. mekanik

B Kerjakan soal-soal berikut dengan benar.

Bagaimanakah pengalaman Darwin selama

pelayarannya telah memengaruhi pandang-

annya terhadap spesies?

2. Bagaimanakah keturunan yang telah meng-

alami modifi kasi menjelaskan keanekara-

gaman makhluk hidup?

3. Jelaskan bagaimana pembentukan fosil

menggambarkan catatan kehidupan masa

lampau secara kronologis.

4. Bagaimanakah kegunaan bukti-bukti dari

DNA dalam memahami evolusi spesies?

5. Apakah yang dimaksud dengan mikroevolusi?

6. Bagaimanakah serangga yang tahan pesti-

sida menjadi contoh seleksi alam?

7. Bagaimanakah seleksi alam mengarahkan

kepada adaptasi?

8. Jelaskan mekanisme terjadinya spesiasi.

9. Jelaskan mekanisme terjadinya isolasi repro-

duksi.

10. Jelaskan perbedaan antara populasi alopatrik

dan simpatrik.