1.Uraikan tentang evolusi biologi!
Jawab:
A. TEORI-TEORI 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. Herbert Spencer
Herbet Spencer adalah seorang ahli fi lsafat dari Inggris yang pertamakali 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 perkembangannya istilah tersebut tenggelam bersamaan dengan perkembangan pemikiran para ahli filsafat yang lain.
2. 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 hidup merupakan tingkat-tingkat perkembangan kehidupan, sedang manusia berada di puncak perkembangan tersebut. Yang artinya bahwa 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 diwariskan kepada keturunannya. Sebagai akibat pengaruh kebiasaan tersebut, Lamarck menyimpulkan bahwa organ-organ yang digunakan
akan berkembang sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami kemunduran (use and disuse).
Lamarck memberikan contoh fenomena jerapah sebagai pendukung teorinya. Menurut Lamarck, jerapah pada mulanya berleher pendek. Karena sering digunakan untuk menggapai pucuk dedaunan yang semakin tinggi, maka leher jerapah menjadi panjang. Mengapa jerapah harus menggapai pucuk dedaunan yang tinggi? Lamarck menjelaskan bahwa pucuk di bagian bawah telah habis dimakan, sehingga untuk mempertahankan hidup maka jerapah harus menjangkau pucuk dedaunan yang tinggi.
Dari contoh tersebut jelas bahwa faktor lingkungan yakni pucuk dedaunan yang makin tinggi untuk dijangkau, telah meme ngaruhi jerapah untuk menjulurkan lehernya. Akhirnya terjadi perubah an struktur anatomi leher jerapah menjadi semakin panjang dan sifat ini diwariskan kepada keturunannya.
Kalian tentunya pernah mendengar nama ilmuwan tersebut bukan? Charles Darwin adalah tokoh yang sangat terkenal dalam kaitannya dengan evolusi. Darwin banyak mengemukakan gagasan-gagasannya 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 2) Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena setiap makhluk hidup mampu berkembang biak.
3) 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, dipengaruhi 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 untuk memperoleh makanan berupa dedaunan pada pohon yang tinggi. Akibatnya populasi jerapah berleher pendek menjadi punah dan tinggal populasi jerapah berleher panjang yang mampu bertahan hidup di lingkungannya (Hukum survival of the fi ttest).
Dari pendapat para ahli di atas, munculah Teori Evolusi yang terbaru 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 bernama De Vries melengkapi teori ini dengan menyatakan bahwa evolusi terjadi karena perubahan frekuensi gen akibat mutasi.
B. PRINSIP-PRINSIP EVOLUSI
1. Evolusi Berdasarkan Arahnya
Berdasarkan arahnya evolusi dibedakan menjadi dua:
Evolusi Progresif
Evolusi progresif merupakan evolusi menuju pada kemungkinan yang dapat bertahan hidup (survival). Proses ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada burung Finch.
Evolusi Regresif
Evolusi regresif merupakan proses menuju pada kemungkinan kepunahan. Hal ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada hewan dinosaurus.
2. Evolusi Berdasarkan Skala Perubahannya
Berdasarkan skala perubahannya, evolusi dapat dibedakan menjadi dua:
Makroevolusi
Makroevolusi adalah perubahan evolusi yang dapat mengakibatkan perubahan dalam skala besar. Adanya makroevolusi dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru.
Mikroevolusi
Berkebalikan dengan makroevolusi, mikroevolusi adalah proses evolusi yang hanya mengakibatkan perubahan dalam skala kecil. Mikroevolusi ini hanya mengarah kepada terjadinya perubahan pada frekuensi gen atau kromosom.
3. Evolusi Berdasarkan Hasil Akhir
Berdasarkan hasil akhir, evolusi dapat dibedakan menjadi dua:
Evolusi Divergen
Evolusi divergen merupakan proses evolusi yang perubahannya berasal dari satu spesies menjadi banyak spesies baru. Evolusi divergen ditemukan pada peristiwa terdapatnya lima jari pada vertebrata yang berasal dari nenek moyang yang sama dan sekarang dimiliki oleh bangsa primata dan manusia.
Evolusi Konvergen
Evolusi konvergen adalah proses evolusi yang perubahannya didasarkan pada adanya
sedangkan ikan lumba-lumba termasuk dalam mamalia. Agar lebih jelas tentang evolusi konvergen, perhatikan Gambar di bawah ini
C. MEKANISME EVOLUSI
Proses evolusi dapat terjadi karena variasi genetik dan seleksi alam. Adanya variasi genetik akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diturunkan. Variasi genetik ini disebabkan karena adanya mutasi gen. Seleksi alam juga merupakan mekanisme evolusi. Individu-indivu akan beradaptasi dan berjuang untuk mempertahankan hidupnya, sehingga individu akan mengalami perubahan morfologi, fisiologi, dan tingkah laku. Faktor-faktor yang berpengaruh di dalam mekanisme evolusi antara lain seperti berikut.
1. Mutasi
Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen, sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut terjadi jika:
a. dapat menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan, b. dapat menghasilkan spesies yang adaptif,
c. memiliki peningkatan daya fertilitas dan viabilitas.
Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas. Seleksi Alam dan Adaptasi
Proses adaptasi akan diikuti dengan proses seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya. Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan punah.
2. Aliran Gen
Dengan adanya aliran gen maka akan terjadi perpindahan alel di antara populasi-populasi melalui migrasi dan individu yang kawin.
Perkawinan yang Tidak Acak
Perkawinan tak acak dapat mengakibatkan alel yang membawa sifat lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi, sedangkan alel dengan sifat yang tidak disukai akan berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi. Perkawinan yang terjadi antar keluarga dekat dapat mengakibatkan frekuensi gen abnormal atau gen resesif.
Genetik Drift merupakan perubahan secara acak pada frekuensi gen dari populasi kecil yang terisolasi. Keadaan ini dapat Anda jumpai pada populasi terisolir kaum Amish di Amerika, ternyata ada yang membawa alel yang menyebabkan sifat cebol satu dari setiap seribu kelahiran.
Hasil perkawinan secara acak tidak akan mengubah populasi tertentu. Penghitungan populasi secara acak tersebut dapat ditentukan dengan hokum Hardy Weinberg. Hukum Hardy
Weinbergmenyatakan bahwa frekuensi gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi. Syarat terjadinya prinsip ini adalah:
a. perkawinan secara acak, b. tidak ada seleksi alam, c. jumlah populai besar,
d. tidak terjadinya mutasi maju atau surut, e. tidak ada migrasi.
2. Uraikan tentang asal usul sel prokariotik
Jawab:
Asal-Usul Prokariotik
Kehidupan dimuka bumi ini tidak muncul secara instan, namun dibentuk melalui proses evolusi yang sangat panjang. Secara garis besar terdapat dua tipe sel yaitu prokariot dan eukariot. Organisme prokariot dianggap organisme tertua di bumi ini karena strukturnya paling primitif.
Menurut para ahli evolusi, berjuta-juta tahun yang lalu terdapat monomer-monomer organik seperti air, gas hidrogen, gas amonia, gas metana yang bergabung menjadi polimer organik atau protenoid. Protenoid akan menjadi protobion, dimana protobion ini merupakan bahan dasar pembentuk sel purba atau disebut progenot. Semua makhluk hidup yang hidup saat ini merupakan hasil perkembangan sel purba ini. Progenot atau sel purba akan berkembang menjadi kelompok sel prokariotik purba seperti Archeabacteria.
Archeabacteria merupakan kelompok bakteri yang hidup pada kondisi ekstrim. Kelompok sel ini memiliki dinding sel dengan berbagai jenis protein, pigmen fotosintesis berupa bakteriorodopsin, dan mampu menghasilkan ATP sendiri.
bumi pada saat itu berbeda dengan sekarang. Kadar gas oksigen masih minim, banyak petir, kadar karbon dioksida yang tinggi, aktivitas vulkanik, hantaman meteor, dan radiasi sinar UV yang sangat tinggi dibandingkan dengan keadaan bumi saat ini. Oleh karena itu, lingkungan pada kondisi dulu dapat memungkinkan terbentuknya kehidupan. Namun, masih banyak perdebatan mengenai asal-usul kehidupan di bumi.
.
Struktur Sel Prokariotik
Prokariotik meliputi archaebakteria (bakteri purba) dan eubakteria (bakteri modern/bakteri sejati) yang beranggotakan bakteri, mikoplasma dan alga hijau-biru. Ukuran sel prokariotik berkisar antara 0,5 -3 mm. Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma, ribosom dan materi inti
(DNA dan RNA).
Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekanan osmotic sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan atau mukopepetida yang dapat dipergunakan sebagai dasar penggolongan bakteri menjadi dua golongan , yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negative. Pada bajteri gram positif, hamper 90% komponen dinding selnya tersusun atas peptidoglikan, sedangkan pada bakteri gram negative berkisar antara 5 – 20%.
Selaput sitoplasma atau membran sel bakteri berfungsi dalam seleksi dan pengangkutan larutan ke dalam sel; berperan dalam transfer elektron dan fosforilasi oksidatil; pada bakteri aerob berperan dalam pengeluaran enzim hidrolitik; sebagai tempat enzim dan molekul pembawa yang berfungsi dalam biosintesis DNA, polimer dinding sel dan lipid selaput
Komponen utama membran sel tersusun atas lipid dan protein atau lipoprotein. Membran sel bakteri dan sianobakteri membentuk lipatan ke dalam yang dinamakan mesosom. Pada beberapa bakteri, mesosom berperan dalam pembelahan sel. Sedangkan pada sianobakteri, mesosom berfungsi sebagai kompleks fotosintetik yang mengadung pigmen fotosintesis.
3. Uraikan tentang asal usul ekariotik!
Jawab:
ASAL-USUL SEL EUKARIOTIK
Bukti-bukti fosil menunjukkan bahwa sel prokariotik yang ada dalam batu-batuan telah berumur sekitar 3,5 milyar tahun. Sel prokariotik dan eukariotik memiliki berbagai kesamaan sifat, misalnya seperti kesamaan kode informasi genetic, enzim, dan jalur metabolisme. Sekitar tahun 1970, diyakini bahwa sel-sel eukariotik berevolusi dari sel-sel-sel-sel prokariotik melalui suatu proses evolusi perlahan-lahan, yaitu organel pada sel prokariotik perlahan-lahan berkembang menjadi lebih kompleks. Konsep ini berubah setelah penemuan Lynn Margulis dari Universitas Boston. Margulis membuktikan sebuah teori, yaitu organel-organel sel tertentu pada sel eukariotik, terutama mitokondria dan kloroplas berasal dari sel prokariotik yang berukuran kecil.
PROKARIOTIK
Sel prokariotik adalah sel yang belum mempunyai inti sejati. Ciri-ciri sel
prokariotik adalah bahan genetik (DNA) tidak terstruktur dalam bentuk nucleus, DNA terdapat pada nukleoid yang tidak diselubungi oleh membran.
SEL EUKARIOTIK
Sel eukariotik adalah sel yang mempunyai inti sel sejati.
Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multi seluler. Sel eukariotik tersusun atas membrane sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, komplek golgi, lisosom, badan mikro, mitrokondria, mikrotubulus dan mikro filamen. Organelorganel di dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup sel tersebut. Setiap organel di dalam sel memiliki fungsi yang berbeda - beda.
Membran sel
Struktur terluar sel berupa membran sel. Membrane tersusun atas lapisan lipoprotein (gabungan antara lemak dan protein pada membran sel darah merah, 50%lemak-50% protein).
Cairan yang terdapat dalam sel dan terletak di luar inti sel. Cairan yang terdapat di inti sel disebut nukleoplasma. Matrik sitoplasma terdapat dalam lingkungan dalam sel. Matrik sitoplasma berfungsi mengatur kekentalan sitoplasma, pembentukan benang spindel, pembentukan berbagai serabut (mikrotubulus, filamen, myofibril).
Organel sel
a. Mitokondria (terdapat di semua sel eukariotik)- berfungsi sebagai pembuat dan
pemberi energi
b. Peroksisom (badan mikro)Peroksisom dan glikosom berasosiasi membentuk
badan mikro (struktur serupa dengan lisosom). Terletak di dekat mitokondria atau kloroplas. Berfungsi menghasilkan enzim katalase (berfungsi menguraikn peroksida hydrogen)
c. Mikrotubulus (berfungsi untuk membentuk silia, sentriol dan benang-benang
spindel)
d. Mikrofilamen (tersusun atas untaian protein globular,protein kontraktil.
Bersama myosin menghasilkan kontraksi)
e. Nucleus (inti sel, tempat berlangsung sintesis molekul RNA)
f. Retikulum Endoplasma RE kasar(permukaan melekat pada ribosom)Re
halus(tidak terdapat ribosom.Fungsi: detoksifikasi, mengangkut golgi komplek, melaksanakan oksidasi awal lemak, menyusun fosfolipid, gilkolipid, dll)
g. Aparatus Golgi (kumpulan sisternae, yang terletak di sel tumbuhan-diktiosom.
Dapat membentuk lisosom)
h. Ribosom (fungsi utama, mensintesis protein)Ribosom yang menempel 1
dengan yang lain disebut polisom, diikat oleh mRNA.
i. Lisosom (berfungsi untuk pencernaan, menghasilkan antibody)Lisosom
primer,memproduksi sel yang belum aktif. Berfungsi sebagai vakuola makanan)Lisosom sekunder,terlibat dalam kegiatan mencerna. Berfungsi sebagai autofagosom.
j. Kloroplas (plastisida yang mengandung pigmen hijau-klorofil. Tempat
berlangsungnya fotosintesis)
k. Sentrosom
l. Dinding sel (tersusun atas selulosa dan devirat-deviratnya. Berfungsi untuk
menjaga bentuk sel agar tetap dan sebagai proteksi sel terhadap gangguan mekanis)
Sel Eukariotik memiliki membran nukleus dan sistem endomembran. Berikut struktur sel eukariotik:
1. Sel tumbuhan terdiri dari: nukleus, RE kasar, RE halus, ribosom, kompleks golgi, lisosom, membran plasma, mikrotubulus, mikrofilamen, mitokondria, badan mikro, kloroplas, vakuola, dinding sel.
2. Sel hewan terdiri dari: (membran nukleus, nukleoplasma+DNA, nukleolus) nukleus, vesikula, lisosom, RE kasar, RE halus, kompleks golgi, vesikula, sentriol, mitokondria, membran plasma, mikrofilamen, mikrotubulus.
