EVOLUSI

Teori Abiogenesis

Teori Abiogenesis, yang menyatakan bahwa makhluk hidup itu berasal dari benda mati, terbagi menjadi:

·      Teori Aristoteles (generatio spontanea), meneliti ikan-ikan yang di sungai itu ternyata berasal dari lumpur

·      Teori Antonie van Leeuwenhoek, menyatakan bahwa makhluk hidup itu berasal dari rendaman air jerami karena ada jasad renik dari bekas rendamannya. Leeuwenhoek juga yang menemukan mikroskop di abad 17.

·      Teori John Needham, yang mendukung Aristoteles, menyatakan bahwamikroorganisme ternyata dapat muncul di air kaldu yang mendidih bila dibiarkan terbuka. Dari teori ini, disimpulkan bahwa air itu adalah benda mati.

Teori Biogenesis

Teori generatio spontanea yang sebelumnya sudah dinyatakan oleh teori abiogenesis, ternyata dibantah dan digantikan dengan teori biogenesis dengan dukungan dari bukti-bukti eksperimen Francesco Redi, L. Spallanzani, dan L. Pasteur.

1.     Teori Francesco Redi, menyatakan bahwa 3 toples daging dengan perlakuan yang berbeda-beda:

·      bila dibiarkan terbuka, maka daging akan dihinggapi oleh lalat dan banyak belatung yang tumbuh di daging

·      bila ditutup rapat, maka daging tidak ditumbuhi belatung

·      biladitutup dengan kasa, maka lalat akan hinggap di atas kain kasa dan ada sedikit belatung yang tumbuh

Kesimpulan yang didapat: belatung hanya tumbuh dari daging yang disinggahi oleh lalat untuk bertelur.

2.     Teori Lazzaro Spallanzani, melakukan 2 percobaan berhubungan dengan air kaldu sebagai objeknya:

·      air kaldu yang dipanaskan bila dibiarkan terbuka, lalu didinginkan. Beberapa hari kemudian akan ada banyak mikroba pada air kaldu, dan warnanya menjadi keruh

·      air kaldu yang dipanaskan bila ditutup rapat, lalu didinginkan. Beberapa hari kemudian tidak ada mikroba yang ditemukan pada air kaldu yang warnanya tetap jernih

Kesimpulan yang didapat: air kaldu menjadi keruh karena tidak steril, yang disebabkan oleh pertumbuhan kuman yang terbawa oleh udara.

Teori Lazzaro Spallanzani

3.     Teori Louis Pasteur, melakukan 2 percobaan pada labu berleher angsa berisi air kaldu yang dipanaskan dan didiamkan beberapa hari:

·      Labu kesatu dibiarkan terbuka, air kaldu tetap jernih dan tidak ada mikroorganisme

·      Labu kedua dimiringkan, air kaldu menjadi keruh dan ada mikroorganisme

·      Labu ketiga dipecahkan leher angsanya, air kaldu menjadi keruh dan ada banyak mikroorganisme

Kesimpulan yang didapat: mikroorganisme tidak berasal dari air kaldu, melainkan berasal dari udara bebas.

Teori Louis Pasteur

Motto dari teori biogenesis:

·      omne vivum ex ovoà semua makhluk hidup berasal dari telur

·      omne ovum ex vivo à semua telur berasal dari makhluk hidup

·      omne vivum ex vivoà semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup

Teori Abiogenesis Modern: Evolusi Kimia

1.     Teori Kabut-Nebula (Laplace and Immanuel Kant)

àalam semesta dibentuk dari gas memadat yang meledak sehingga terbentuk kabut yang mendingin dan menjadi planet, sehingga bagian tengah membentuk matahari

2.     Teori Big Bang

àbumi terbentuk 11 milyar tahun yang lalu, alam semesta terbentuk dari suatu ledakan luar biasa akibat materi yang memadat

3.     Teori Kreasi

àalam semesta diciptakan oleh pencipta yag berpribadi

4.     Teori Panspermia

àkehidupan berasal dari luar angkasa, yang dibawa oleh batu meteorid atau asteroid yang menabrak bumi

5.     Teori evolusi kimia (Harold Urey dan Oparin)

àdahulu di bumi terdapat gas purba (CH₄, NH₃, H₂, H₂O, CO₂) yang lalu disinari oleh sinar kosmik yang membentuk asam amino, lalu membentuk protein dimana merupakan penyusun utama kehidupan sehingga membentuk sel primitif pertama

žAsal-usul sel prokariotik

Prokariotik pertama berasal dari protobion (molekul yg terbentuk dari abiotik):

·      terdiri dari koaservat, mikrosfir, dan liposom

·      dipakai sebagai bahan sel purba

·      sering disebut progenot, yang merupakan cikal bakal dari semua jenis sel

·      berkembang menjadi sel prokariotik purba

·      memiliki struktur lebih sederhana dibandingkan sel eukariotik

Koaservat adalah tetesan stabil yang cenderung terbentuk pada suspensi makromolekul (polimer).Contoh : polipeptida, asam nukleat

Mikrosfir adalah protobion yang terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil saat didinginkan.

Liposom adalah protobion yang langsung terbentuk dengan sendirinya menjadi tetes-tetes kecil apabila komposisi organiknya mengandung lipid tertentu.

Asal-usul sel eukariotik

            Sampai pada tahun 1970, sel eukariotik diyakini berasal dari evolusi sel prokariotik.Tetapi konsep tersebut diubah setelah adanya penemuan oleh Lynn Margulis.Nenek moyang sel eukariotik ternyata merupakan bakteri hetertrofik anaerob.Bakteri tersebut bersifat anaerob karena energinya berasal dari perombakan makanan tanpa menggunakan oksigen.Sedangkan sifatnya yang heterotrof karena bakteri ini tidak dapat mensintesis makanannya (seperti CO₂ dan air), dan juga memerlukan senyawa kompleks dari lingkungannya.

Sel Eukariotik dan Prokariotik

Evolusi          

Evolusi berasal dari kata ‘evolve’, yang artinya perubahan yang terjadi secara perlahan-lahan. Evolusi merupakan cabang biologi yg mempelajari sejarah asal-usul makhluk hidup dan keterkaitan genetik antar makhluk hidup.Yang dimaksud dari evolusi yaitu perubahan genetik yang terjadi pada populasi yang berlangsung dari generasi ke generasi (jangka waktu yang lama).Ilmu evolusi ini juga dapat menjelaskan kesatuan (unity) dan keanekaragaman dari makhluk hidup.

Mikroevolusi adalah perubahan frekuensi alel pada anggun gen(gene pool) dari generasi ke generasi (hukum Hardy-Weinberg). Makroevolusi adalah pembentukan spesies baru (spesiasi).Evolusi terdiri dari evolusi biologi dan evolusi kimia.

Evolusi Biologi

Evolusi biologi terbagi dua menjadi:

1. Evolusi anorganik à evolusi asal-usul makhluk hidup berdasarkan fakta dan penalaran teoritis

2. Evolusi organik (evolusi biologis) – evolusi filogenetis

Hipotesis evolusi biologi:

·      Spesies yang kompleks berasal dari yang sederhana

·      Kehidupan berasal dari air laut ke darat

·      Kehidupan pertama miskin O₂ atau sama sekali tidak ada O₂

·      Sel yang mula-mula tidak memerlukan O₂ dalam metabolismenya

·      Sel yang mula-mula adalah heterotrof, prokariot, anaerob

·      Sel yang belakangan muncul adalah autotrof, eukariot dan anaerob

·      Organ sel yang lengkap berasal dari sel besar yang menelan sel kecil, disebut endosimbiosis. Contoh: mitokondria dan kloroplas diduga adalah bakteri mula-mula karena dapat membelah diri sendiri dan mempunyai DNA

·      Evolusi biologis didasari oleh evolusi kimia dengan demikian sel mula-mula merupakan komponen kimia yang primitif, seperti: CHON

·      Bentuk awal hewan dan tumbuhan diduga mirip protista. Contoh: euglena dan volvox

Evolusi biologi-organik

·      Evolusi progresif (mengarah kepada populasi yang dapat bertahan hidup) – Teori Lamarck

·      Evolusi regresif (mengarah kepada populasi yang dapat punah) – Teori Darwin

·      Evolusi divergen (perubahan dari 1 spesies menjadi banyak spesies baru) - Homologi

·      Evolusi konvergen (evolusi pada organ yang berbeda pada spesies yang punya kekerabatan jauh menuju kesamaan fungsi organ tersebut) – Analogi

Evolusi biologis

1.   Evolusi tumbuhan diduga berasal dari sejenis Cyanophyta/cyanobacteria yang mirip bakteri.

2.   RNA diduga lebih dulu terbentuk dari pada DNA karena RNA tidak stabil, bersifat katalis dan lebih sederhana.

Evolusi kimia

1.     Makhluk hidup pertama merupakan hasil dari evolusi molekul anorganik (evolusi kimia) yang kemudian berkembang menjadi struktur kehidupan (sel)

2.     Asal-usul kehidupan berasal dari sintesis dan akumulasi monomer organik pada kondisi abiotik

Mekanisme evolusi

·      Genetic Drift: seleksi alam yang mengakibatkan frekuensi gen mengalami perubahan karena ada kesempatan

·      Gene Flow: perubahan frekuensi gen karena adanya migrasi individual

·      Mutasi: peristiwa yang terjadi secara acak. Efek: menguntungkan, merugikan atau tidak berpengaruh

·      Seleksi alam: tekanan seleksi yang bekerja pada populasi dengan variasi genetik

Seleksi alam

·      Mekanisme yang menyebabkan perubahan pada populasi sehingga populasi tersebut dapat bertahan dan bereproduksi, lalu mewariskan perubahan tersebut pada generasi berikutnya.

·      Seleksi alam bekerja pada individu à yang berubah adalah populasi

·      Terdapat 3 tipe seleksi alam:

1.     Directional(dampak industri pada kupu-kupu Biston betularia)

2.     Disruptive (membeda-bedakan sub-populasi)

3.     Stabilizing (menjaga fenotip tetap stabil untuk jangka waktu yang lama)

Fakta langsung evolusi

·      Variasi mahluk hidup: hubungan antara mahluk hidup yang satu dengan yang lain.

·      Adanya fosil

Fakta tidak langsung evolusi

·      Kajian biogeografi: pengetahuan yang menjelaskan mengapa suatu jenis mahluk hidup berada di suatu tempat tetapi tidak di tempat lain

·      Kajian paleontologi: ilmu tentang fosil

Homologi Anatomi

·      Homologi (perbandingan struktur) anatomi

·      Homologi (perbandingan struktur) molekul

·      Homologi (perbandingan struktur) embriologi

·      Ontologi (mempelajari sejarah perkembangan zigot sampai dewasa)

Faktor pendukung evolusi

Struktur morfologi, yang memiliki kemiripan antara makhluk hidup. Salah satu contohnya adalah tulang ekor pada manusia (rudimentasi).

EMBRIONAL:                                           

            Organisme yang memiliki hubungan kekerabatan yang dekat akan mengalami tahapan yang sama dalam perkembangan embrionya. Perkembangan embrio semua vertebrata memperlihatkan keseragaman yang mencolok.Hal ini terlihat jelas pada waktu terjaid pembelahan, morfogenesis, dan tahap diferensiasi awal.Persamaan-persamaan ini sering dipergunakan sebagai bukti hubungan evolusi antara vertebrata.

KESETIMBANGAN GENETIK:

Hukum Hardy-Weinberg: Populasi tidak mengalami evolusi! Karena frekuensi alel dalam populasi selalu tetap. Syarat:

1.     Perkawinan acak – jarang terjadi, bahkan pada binatang

2.     Ukuran populasi yang sangat besar – mengurangi genetic drift

3.     Tidak ada migrasi (jumlah emigran sama dengan jumlah imigran)

4.     Tidak terjadi mutasi

5.     Tidak terjadi seleksi alam (beberapa jenis binatang punah karena tak dapat bertahan hidup)

6.     Genotipe Viabilitas (kemampuan hidup) sama dengan fertilitas (kesuburan)

Contoh yang paling sederhana dapat dilihat pada suatu lokus tunggal beralel ganda, dengan alel dominan ditandai A dan alel resesif ditandai a. Kedua frekuensi alel tersebut ditandai p dan q secara berurutan; freq(A) = p;freq(a) = q; p + q = 1. Apabia populasi berada dalam kesetimbangan, aka freq (aa) = p2 untuk homozigot AA dalam populasi, freq(aa) = q2 untuk homozigot aa, dan freq (Aa) = 2pq untuk heterozigot.

TEORI EVOLUSI PRA DARWIN

-       TEORI KREASIONISME (tidak valid) – Aristoteles: Teori tentang penciptaan yang terjadi dalam sekali waktu kehidupan sekaligus lengkap, kemudian selesai lalu tidak ada lagi evolusi atau perubahan.

-       TEORI KATASTROPISME – George Cuvier: Paham tentang keanekaragaman makhluk hidup dihasilkan oleh nenek moyang yang umum, dan muncul atau punahnya makhluk hidup disebabkan oleh bencana alam.

-       TEORI GRADUALISME – James Hutton: Perubahan geologis berlangsung pelan namun pasti, tapi tidak mampu dijelaskan dengan ekanisme yang meyakinkan.

-       TEORI UNIFORITARIANISME – Charles Lyell: Proses geologi ternyata menuruti pola yang seragam, sehingga kecepatan dan pengaruh perubahan selalu seimbang dalam kurun waktu.

-       TEORI LAMARCK: Teori perolehan yang terwariskan secara genetic yang membuat bagian tubuh yang tidak digunakan mengalami retardasidan bagian tubuh yang di pergunakan akan berkembang lebih kuat dan lebih besar.

LAMARCK VS DARWIN

            Lamarck percaya bahwa setiap individu tadinya adalah sama, namun mereka berkembang seiring perkembangan zaman. Contohnya, pada mulanya semua gajah memiliki belalai yang pendek, namun lama-kelamaan alam mengharuskan mereka memiliki belalai yang panjang dikarenakan makanan yang letaknya rendah sudah tidak ada lagi, maka untuk bertahan hidup, gajah harus mampu menggapai makanan yang letaknya di pepohonan yang tinggi, maka dari itu, gajah sanggup meregangkan dan lama-kelamaan belalai gajah menjadi panjang, dan sifat ini diturunkan pada keturunannya. Argumentasi Lamarck juga disertai dengan contoh langsung pada manusia, yaitu manusia sekarang memilikii appendix, atau yang kita kenal dengan usus buntu, usus buntu itu dulunya ada kegunaannya, namun seiring berjalannya waktu, usus buntu sudah tidak digunakan lagi, maka itu usus buntu mengecil, dan lama kelamaan manusia akan dilahirkan tanpa usus buntu. Sedangkan Darwin, sebaliknya, Darwin berkata bahwa sejak semula memang ada dua jenis gajah, yang memiliki belalai panjang dan yang memiliki belalai pendek. Seiring berjalannya waktu, makanan yang di tempat rendah habis, maka dari itu gajah dengan belalai pendek punah karena kehabisan makanan, namun gajah yang memiliki belalai panjang masih dapat bertahan karena dapat menggapai makanan yang letaknya tinggi di atas pepohonan.

            Dari dua teori ini, kebanyakan dari kita pasti lebih tidak asing dengan nama Darwin bukan? Hal itu dikarenakan teori Darwin lebih dapat dibuktikan secara ilmiah.Karena, perkembangan itu tidak bersifat menurun. Misalnya ada 5 pasang induk tikus, dan semua tikusnya dipotong ekornya, setelah melahirkan anak, ternyata anak dari semua pasangan tikus tersebut yang awalnya memiliki ekor panjang tetap berekor panjang, hal ini membuktikan bahwa perkembangan tersebut tidak bersifat genetis dan menurun.

FAKTA YANG MEMBUKTIKAN TEORI EVOLUSI SALAH

-       Sel sperma dan ovum manusia membuktikan bahwa teori evolusi salah

-       Hitungan kunci kromosom buktikan teori evolusi salah

-       Hukum termodinamika kedua buktikan kalau evolusi itu tidak terjadi

-       Penelitian di planet Mars membuktikan teori evolusi salah

-       Spesies tanpa link buktikan teori evolusi salah

TINGKAT SPESIFIKASI

1.     Gradualisme

Mengacu pada model yang mempertahankan bahwa perubahan evolusioner secara linear. Morfologi dari sebuah spesies akan berubah seiring waktu.

2.     Punctuated equilibrium

Menjelaskan bahwa proses dalam sebuah spesies tetap tidak berubah dalam jangka waktu yang relatif panjang

TIPE SPESIFIKASI

1.     Allopatric

Merupakan spesiasi melalui isolasi geografik, misalnya melalui fragmentasi habitat dan migrasi. Seleksi di bawah kondisi demikian dapat menghasilkan perubahan yang sangat cepat pada penampilan dan perilaku organism,Karena seleksi dan hanyutan bekerja secara bebas pada populasi yang terisolasi, pemisahan pada akhirnya akan menghasilkan organisme yang tidak akan dapat berkawin campur.

Spesiasi alopatrik terjadi karena adanya penghalang fisik seperti sungai, gunung, letak geografis dan sebagainya.  Penghalang ini memisahkan sebuah populasi dari populasi induknya, yang berarti memotong aliran gen antar kedua pupulasi tersebut.  Setelah terisolasi mereka membentuk sejumlah perbedaan genetik, termasuk penghalang reproduksi yang membedakannya dari populasi induknya.  Contoh dari spesiasi alopatrik ini adalah hasil evolusi dari populasi burung kutilang (finches) di Kepulauan Galapagos yang terpisah dari populasi induknya di Benua Amerika bagian selatan. 

2.     Simpatrik

Merupakan spesiasi tanpa isolasi geografik,  Mekanisme ini cukup langka karena hanya dengan aliran gen yang sedikit akan menghilangkan perbedaan genetika antara satu bagian populasi dengan bagian populasi lainnya. Secara umum, spesiasi simpatrik pada hewan memerlukan evolusi perbedaan genetika dan perkawinan tak-acak, mengijinkan isolasi reproduksi berkembang.Salah satu jenis spesiasi simpatrik melibatkan perkawinan silang dua spesies yang berkerabat, menghasilkan spesies hibrid.Hal ini tidaklah umum terjadi pada hewan karena hewan hibrid bisanya mandul.Sebaliknya, perkawinan silang umumnya terjadi pada tanaman, karena tanaman sering menggandakan jumlah kromosomnya, membentuk poliploid.Ini mengijinkan kromosom dari tiap spesies tetua membentuk pasangan yang sepadan selama meiosis. Salah satu contoh kejadian spesiasi ini adalah ketika tanaman Arabidopsis thaliana dan Arabidopsis arenosa berkawin silang, menghasilkan spesies baru Arabidopsis suecica.

RADIASI ADAPTIF

Radiasi adaptif  adalah sebuah proses dalam biologi, dimana satu spesies berevolusi dari satu induk, namun seiring berjalannya waktu menghasilkan banyak spesies anakan dalam rangka beradaptasi ke niche ekologi tertentu. Contoh klasik dari radiasi adaptif adalah variasi dari burung finch di kepulauan Gallapagos, perbedaan yang jelas terlihat ada pada bentuk paruh, kebiasaan makan, juga beberapa kelakuan lainnya.

DARWIN & EVOLUSI

Setidaknya teori evolusi didominasi oleh dua teori. Teori apa sajakah itu? Seperti telah dibahas di atas, teori yang pertama adalah teori Lamarck yang kurang lebih intinya “gunakanlah yang ada di tubuhmu, jika tidak kamu akan kehilangan fungsinya.” Misalnya jika pada anak-anak dibiasakan untuk tidak pernah menggunakan tangannya, tangan anak tersebut semakin lama akan semakin lemah dan pada suatu saat akan kehilangan fungsinya. Teori ini ternyata dibantah oleh teori seleksi alam dari Charles Darwin.Teori Darwin kurang lebih menyatakan bahwa tidak ada cukup makanan untuk semua organism untuk dapat bertahan hidup.Maka dari itu, organisme yang memiliki kemampuan bertahan hidup yang lebih baik yang dapat tetap hidup. Mungkin kita bingung “kemampuan” tersebut meliputi apa saja. Nah, setidaknya ada dua “kemampuan” yang dimaksudkan oleh Charles Darwin.Pertama, kemampuan disini artinya kemampuan sebuah organisme untuk dapat bertahan dalam lingkungan tertentu. Kedua, kemampuan organisme untuk dapat bertahan hidup cukup lama untuk bisa bereproduksi, seperti yang kita tahu, misalnya anjing, anjing tidak dapat bereproduksi jika baru berusia 2 minggu, maka dari itu, jika anjing hanya dapat bertahan hidup selama 2 minggu, lama-kelamaan spesies tersebut akan punah. Sedikit info menarik, kecoa merupakan sebuah hewan yang menjijikkan bukan?Namun seberapa sering manusia membasmi kecoa, tetap saja kecoa terus ada. Hal ini dikarenakan kecoa memiliki kemampuan bertahan yang sangat baik, bahkan kecoa dewasa saat dipotong kepalanya masih dapat bertahan hidup setidaknya 7 hari sebelum dia mati kelaparan, hal ini dipergunakannya untuk bereproduksi, sehingga kecoa sulit sekali untuk “dipunahkan”.

Contoh seleksi alam lainnya misalnya yang terjadi pada ngengatbiston betularia.Sebelum terjadi revolusi industri, jumlah ngengat biston betularia putih lebih banyak daripada ngengat biston betularia hitam.Darwin mengatakan bahwa setelah terjadinya revolusi industry, jumlah tersebut berbalik, yang putih lebih sedikit dibandingkan yang hitam. Hipotesis Darwin menyatakan bahwa pada saat sebelum revolusi industri, Inggris bebas asap industri, namun setelah revolusi tersebut, udara menjadi tercemar dan cenderung lebih gelap, hal ini menyebabkan populasi ngengat berwarna gelap lebih mudah berkamuflase dibandingkan yang berwarna terang. Maka dari itu, ngengat biston betularia putih cenderung lebih mudah ditangkap oleh pemangsanya, sebaliknya dengan ngengat biston betularia hitam.

Contoh Soal :

1.     Teori yang yang menyatakan bahwa makhluk hidup itu berasal dari benda mati adalah...

a. Biogenesis                                                             d. Abiogenesis

b. Biologi                                                                    e. Fisika

c. Kimia

Jawaban: (e)

Pembahasan: “A” berarti tidak dan “Biogenesis” yang berarti “benda hidup”. Jadi Abiogenesis berarti tidak hidup atau makhluk hidup berasal dari benda mati.

2.     Arti dari motto  “Omne Vivum Ex Ovo” :

a. semua makhluk hidup berasal dari telur

b. semua telur berasal dari makhluk hidup

c. semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup

d. semua makhuk hidup berasal dari luar angkasa

e. semua telur berasal dari antah-berantah

Jawaban: (a)

Pembahasan: Omne berati semua, Vivum berarti makhuk hidup, Ex berarti dari, dan Ovo berarti telur. Jadi “semua makhluk hidup berasal dari telur”.