2 Uraian Materi
Pernahkah kamu memperhatikan paruh burung?Samakah bentuk paruh tersebut pada jenis burung yang berbeda?Atau pernahkah kamu memperhatikan sayap kupu-kupu dan sayap kelelawar?Samakah strukturnya?Pertanyaan ini tentu sangat mudah kamu jawab.Tapi dibalik perbedaan struktur bagian tubuh pada hewan-hewan tersebut, sebelumnya para ahli telah membahasnya.
A. Teori Evolusi
Evolusi berasal dari kata evolve yang artinya perubahan. Dengan demikian, evolusi dapat diartikan sebagai perubahan atau perkembangan struktur makhluk hidup menjadi lebih adaptif dalam waktu yang lama. Evolusi ini terjadi secara perlahan dan terjadi pada populasi makhluk hidup.
Perkembangan teori evolusi terjadi pada abab ke–19, ketika banyak ditemukan berbagai fosil makhluk hidup yang telah punah.Sebelumnya, pada awal abab ke 18, banyak ilmuwan yang percaya bahwa spesies tidak mengalami perubahan sehingga penemuan-penemuan fosil makhluk hidup yang telah punah tidak dapat dijelaskan oleh teori-teori pada saat itu.Pada akhir abab ke–18, ilmuwan mengembangkan teori yang menjelaskan perubahan makhluk hidup dari waktu ke waktu.
1. Asal usul Kehidupan
Teori tentang evolusi merupakan teori yang tetap hangat dipertentangkan sampai saat ini.Banyak tokoh yang berpendapat tentang hal ini, tetapi belum ada satu teori yang dapat menjawab semua fakta dan kejadian tentang sejarah perkembangan makhluk hidup.Beberapa teori dari para ahli yang menjadi dasar dari teori evolusi, di antaranya sebagai berikut.
1.1. Teori Abiogenesis a. Aristoteles
Aristoteles adalah seorang filosof yang berasal dari Yunani. Ia mengajukan teori Abiogenesis atau disebut juga teori Generation Spontanea pada tahun 384– 322 SM. Teori ini merupakan teori tentang asal usul kehidupan yang pertama kali muncul. Generationspontanea berarti penciptaan yang terjadi secara spontan. Artinya bahwa kehidupan berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan.
3 Aristoteles menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan. Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles berdasarkan pengamatan adanya larva lalat yang muncul secara tiba-tiba pada daging yang busuk. Aristoteles berkesimpulan bahwa larva lalat tersebut berasal dari daging yang busuk. Begitu juga pada tanah yang direndam air akan muncul cacing.
Aristoteles melakukan pengamatan ikan-ikan di sungai.Ia berpendapat bahwa ada sebagian ikan-ikan di sungai tersebut yang berasal dari lumpur. Teori Abiogenesis ini didukung pula oleh seorang ilmuwan Inggris pada tahun 1700 yang bernama Needham. Ia mencoba melakukan penelitian dengan menggunakan rebusan kaldu. Hasil rebusan kaldu kemudian dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan gabus.Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu tersebut ditumbuhi bakteri. Akhirnya Nedhan menyimpulkan bahwa bakteri berasal dari air kaldu.
Teori ini gugur karena pada abad ke-17, Antonie van Leeuwenhoek berhasil membuat mikroskop.Penemuan mikroskop inilah yang mengawali berbagai macam percobaan untuk menguji teori-teori Abiogenesis. Leeuwenhoek mencoba mengamati air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop temuannya. Ternyata terlihat bahwa di dalam setetes air rendaman jerami tersebut terdapat benda-benda aneh yang sangat renik.
b. Needham
Pendukung lain teori Abiogenesis adalah Nedham, seorang ilmuwan dari Inggris. Nedham melakukan penelitian dengan merebus kaldu dalam wadah selama beberapa menit kemudian ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, terdapat bakteri dalam kaldu tersebut.Nedham berpendapat bahwa bakteri berasal dari kaldu.
4 Gambar 1.Para ahli yang mendukung teori abiogenesis
1.2. Teori Biogenesis a. Francesco Redi
Francesco Redi membantah teori abiogenesis.Ia merupakan salah satu pendukung teori biogenesis yaitu teori yang menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup. Ia melakukan penelitian menggunakan 8 tabung yang dibagi menjadi 2 bagian. Empat tabung masing-masing diisi dengan daging ular, ikan, roti dicampur susu, dan daging. Keempat tabung dibiarkan terbuka. Empat tabung yang lain diperlakukan sama dengan 4 tabung pertama, tetapi tabung ditutup rapat. Setelah beberapa hari pada tabung yang terbuka terdapat larva yang akan menjadi lalat.
Berdasarkan hasil percobaannya, Redi menyimpulkan bahwa ulat bukan berasal dari daging, tetapi berasal dari telur lalat yang terdapat dalam daging dan menetas menjadi larva. Penelitian ini ditentang oleh penganut teori Abiogenesis karena pada tabung yang tertutup rapat, udara dan zat hidup tidak dapat masuk sehingga tidak memungkinkan untuk adanya suatu kehidupan. Bantahan itu mendapat tanggapan dari Redi. Redi melakukan percobaan yang sama, namun tutup diganti dengan kain kasa sehingga udara dapat masuk. Setelah dibiarkan beberapa hari, ternyata banyak larva lalat yang tumbuh pada permukaan kain kassa dibandingkan pada daging. Hal ini terjadi karena banyak telur lalat yang Pada tahun 1677, setelah ditemukan mikroskop Antonie van Leeuwenhoek melihat adanya mikroorganisme di dalam air rendaman jerami.Temuan ini menguatkan teori Abiogenesis, walaupun Leeuwenhoek merupkan penganut teori biogenesis.Para pendukung teori Abiogenesis menyatakan bahwa mikroorganisme itu berasal dari jerami yang membusuk.Akan tetapi, Leeuwenhoek menolak pernyataan itu dengan mengemukakan bahwa mikroorganisme itu berasal dari udara.Teori abiogenesis dianut lebih dari 20
5 tertahan pada kain kassa. Larva lalat yang tumbuh pada daging berasal dari telur lalat yang jatuh, sehingga jumlahnya lebih sedikit.
Gambar 2. Percobaan Redi b. Lazzaro Spallanzani
Spallanzani adalah seorang tokoh ilmuwan dari Italia.Ia melakukan kegiatan eksperimen pada tahun 1765, untuk menentang teori Nedham. Spallanzani mengadakan pembuktian dengan air kaldu yang ditempatkan di dalam tabung seperti pada Gambar di bawah ini.
Gambar 3.Model percobaan Spallanzani
Hasil percobaannya sama dengan Francisco Redi yaitu makhluk hidup berasal dari sesuatu yang hidup. Spallanzani menjelaskan bahwa kegagalan percobaan Nedham karena Nedham tidak merebus tabung cukup lama sampai semua organisme terbunuh dan Nedham juga tidak menutup leher tabung dengan rapat sehingga masih ada organisme yang masuk dan tumbuh.
Pada percobaan Spallanzani,digunakan air rebusan dari daging atau (air kaldu).Air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam dua labu, kemudian dipanaskan.Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan terbuka.Sementara itu, setelah air kaldu dalam labu II dipanaskan, labu kemudian ditutup rapat menggunakan gabus.
Setelah beberapa hari, air kaldu dalam labu I menjadi keruh dan berbau busuk yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme.Mikroorganisme tersebut berasal dari udara bebas yang masuk ke labu I karena tidak ditutup.Pada labu II, ternyata tidak ada perbedaan dari sebelumnya.Air kaldu tetap jernih. Jernihnya air kaldu ini disebabkan tidak adanya udara yang masuk ke dalam labu
Percobaan Spallanzani menunjukkan bahwa pada labu terbuka terdapat kehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara.Pada labu yang ditutup tidak terdapat kehidupan.Berdasarkan hal tersebut, Spallanzani
6 berkesimpulan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu, tetapi berasal dari makhluk hidup lainnya.Akan tetapi, para penganut abiogenesis menyanggah penelitian ini dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidak tumbuh karena tidak terdapat udara.Udara dibutuhkan untuk menyokong kehidupan.
c. Louis Pasteur
Louis Pasteur adalah seorang ahli biokimia dari Perancisyang berhasil menumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disanggah lagi oleh pendukung teori abiogenesis.Percobaan yang dilakukan Louis Pasteur ini sebenarnya penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan oleh Spallanzani.
Gambar 4. Model Percobaan Pasteur
Pasteur menggunakan labu berleher seperti angsa dalam percobaannya Labu berleher seperti angsa ini diisi dengan air kaldu.Fungsi dari labu leher angsa ini adalah agar hubungan antara labu dan udara luar masih ada, artinya masih terdapat oksigen.Labu ini dipanaskan untuk mensterilkan air kaldu dari mikroorganisme.Setelah dipanaskan, labu kemudian didinginkan dan disimpan.
Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu dalam labu leher angsa tetapjernih, namun di bagian lehernya banyak terdapat debu dan partikel-partikel, sedangkan di labu lainnya yang tidak berleher angsa, air kaldunya mengandung mikroorganisme. Berdasarkan hasil percobaannya, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam air kaldu bukan berasal dari air kaldu itu sendiri, melainkan dari mikroorganisme yang ada di udara.
Hasil percobaan Louis Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis.Dari hasil percobaannya, Pasteur mengajukan teori baru tentang asal-usul kehidupan. Isi teori disebut yaitu :
a. setiap makhluk hidup berasal dari telur = omne vivum ex ovo, b. setiap telur berasal dari makhluk hidup = omne ovum ex vivo,
c. setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya = omne vivum ex vivo.
7 Gambar 5.Para ahli yang mendukung teori Biogenesis
1.3. Teori evolusi kimia
Teori ini menyatakan bahwa asal-usul kehidupan diawali oleh terbentuknya senyawa-senyawa organik di asmosfer. Dengan adanya gas-gas seperti Metana(CH4), Hidrogen(H2), uap air(H2O), Amonia(NH3) di atmosfer dengan bantuan sinar kosmik dan kilatan halilintar, dapat terbentuk senyawa organik seperti Asam amino. Senyawa organik tersebut terkumpul dalam sup primordial (sup purba). Melalui sup purba inilah kemungkiana kehidupan paling sederhana muncul. Teori evolusi kimia dipelopori oleh Harold Urey.
Teori dibuktukan oleh Stanley Miller seorang peneliti Amerika.Miller membuat sebuah alat yang meniru keadaan bumi sebelum kehidupan terbentuk.Alat percobaan tersusun atas tabung kaca yang dilengkapi dengan kran-kran untuk memasukkan bermacam-macam gas, seperti metana, uap air, amonia, dan hidrogen.Mirip gas-gas yang terdapat di atmosfer bumi awal. Tabung tersebut dilengkapi dengan elektroda yang dihubungkan dengan listrik 75.000 volt untuk menghasilkan bunga api listrik penggan halilintar. Setelah beberapa hari, air penampungan dari rangkaian tabung kaca Miller berubah warna. Setelah dianalisis, perubahan warna air penampungan karena adanya asam amino dalam air. Seperti anda ketahui, asam amino merupakan zat organik pembentuk protein.Hal ini membuktikan bahwa zat anorganik dapat membentuk setidaknya zat organik yang terdapat pada makhluk hidup.
Teori abiogenesis menyatakan jika makhluk hidup berasal dari benda tak hidup. Sedangkan teori biogenesis menyatakan jika
makhluk hidup berasal dari makhluk hidup. Konsep Bio
8 Tokoh A.I Opharin ahli kimia menyatakan bahwa asal –usul kehidupan bersal dari laut.Dimana gas-gas yang di atmosfer turun kelaut bersaman dengan air hujan keudian terjadi reaksi kimia antara garam mineral air laut dengan gas-gas yang turun dari atmosfer sehingga menghasilkan zat hidup.
2. Teori Evolusi Pra-Darwin 2.1. Plato
Membayangkan pencipta yang menciptakan dunia dari kehancuran, kemudian menciptakan para dewa yang akan membuat manusia dengan jenis kelamin laki-laki. Wanita dan hewan muncul dari reinkarnasi jiwa laki-laki.
2.2. Teori Kreasionisme (Aristoteles)
Teori tentang penciptaan yang terjadi dalam sekali waktu kehidupan sekaligus lengkap, kemudian selesai dan tidak ada lagi evolusi atau perubahan.Paham ini dianut berdasarkan keyakinan agama dan keterangan Aristoteles.Teori ini dianggap tidak valid karena banyak spesies yang hidupnya tidak sekaligus ada pada satu zaman. Misalnya masa hidup dinosaurus tidak sama dengan manusia.
2.3. Copernicus dan Galileo
Copernicus dan Galileo (tahun 1543) menunjukan secara meyakinkan bahwa matahari merupakan pusat dari rotasi planet-planet, bukan bumi.Dunia organik dan dunia fisik dapat diatur dengan hukum-hukum alami.
2.4. Erasmus Darwin
Erasmus Darwin (1731-1802) menyatakan bahwa kehidupan di bumi memiliki asal-usul yang sama dan respons fungsional di wariskan kepada keturunanya. Erasmus Darwin adalah kakek dari Charles Robert Darwin, seorang tokoh evolusi berkebangsaan Inggris. Teorinya adalah bahwa evolusi terjadi karena bagian fungsional terhadap stimulasi adalah diwariskan.Ia menyusun buku yang berjudul Zoonamia yang menentang teori evolusi dari Lamarck.
2.5. Teori Katastropisme (George Cuvier)
George Cuvier (1769 – 1832), seorang ahli anatomi, tetapi sangat perhatian terhadap paleontologi (ilmu mengenai fosil). Cuvier mendukung teori Katastropisme (catastrophism) yang menyatakan bahwa makhluk hidup setiap strata tidak ada hubungan kekerabatan karena setiap strata terbentuk akibat terjadinya bencana alam, seperti gempa, banjir, atau kemarau yang panjang. Jika strata lenyap oleh bencana, muncul strata baru lengkap dengan makhluk hidup baru, yang berpindah dari daerah lain. Dari temuan fosil di lembah Paris, Cuvier menyimpulkan bahwa batuan yang membentuk bumi ini tersusun berupa lapisan-lapisan (strata).Setiap strata dihuni oleh berbagai makhluk hidup yang unik, berbeda strukturnya dengan makhluk penghuni strata lainnya.Cuvier yakin bahwa makhluk modern di lapisan bumi paling atas sangat berbeda dengan makhluk di strata tua di lapisan bawah.
9 Dikemukan oleh ahli geologi Swedia bernama James Hutton (1795).Paham ini menyatakan bahwa perubahan geologis berlangsung pelan tetapi pasti.Namun teori ini tidak mampu menjelaskan dengan mekanisme yang meyakinkan.
2.7. Teori Uniformitarianisme
Dinyatakan oleh Charles Lyell (1797-1875). Paham ini menyatakan bahwa proses geologis ternyata menuruti pola yang seragam sehingga kecepatan dan pengaruh perubahan selalu seimbang dalam kurun waktu. Misalnya, terbentuknya gunung selalu diimbangi dengan erosi gunung.Teori ini memang menjelaskan kejadian evolusi geologis tetapi tidak bisa menjelaskan kejadian terbentuknya spesies.
3. Pencetus Teori Evolusi 3.1. Teori Lamarck
Berdasarkan bukti-bukti fosil yang ada, ean Baptiste de Lamarck mengemukakan teori evolusi pada 1809, tahun saat Darwin dilahirkan. Lamarck mengungkapkan bahwa makhluk hidup berevolusi sebagai respon terhadap perubahan lingkungannya.Berevolusi, maksudnya makhluk hidup berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.Oleh karena itu, Lamarck merupakan orang pertama yang menyatakan bahwa makhluk hidup melakukan evolusi.
Teori evolusi Lamarck menjelaskan dua fakta penting, yaitu:
a. Penemuan fosil yang memperlihatkan bahwa makhluk hidup di masa lampau
berbeda dengan yang hidup saat ini.
Menurut Lamarck, bagian tubuh makhluk hidup dapat berubah baik ciri, sifat, dan karakternya karena pengaruh lingkungan hidupnya. Jika bagian tubuh dari makhluk hidup selalu atau sering digunakan, maka bagian tersebut makin lama dapat berubah sehingga sesuai untuk digunakan pada lingkungan tersebut. Sebaliknya bagian tubuh yang tidak pernah atau jarang digunakan lagi makin lama akan menghilang. Bagian tubuh yang telah mengalami perubahan dan sudah sesuai dengan lingkungannya dikatakan bagian yang telah beradaptasi pada lingkungan.Bagian yang telah beradaptasi tersebut memiliki ciri atau karakter yang berbeda dengan aslinya.Bagian ini dinamakan ciri atau karakter atau sifat perolehan. Sifat perolehan tersebut akan diwariskan kepada keturunannya dari generasi ke generasi. Demikianlah seterusnya sehingga suatu saat nanti muncul makhluk hidup yang lebih maju daripada moyangnya.Teori yang dikemukakan Lamarck tersebut dikenal dengan ‘use and disuse’.
Lamarck mengambil contoh mengenai panjang leher jerapah.Menurutnya nenek moyang jerapah dahulu berleher pendek.Pada suatu ketika terjadilah bencana kekeringan sedemikian rupa sehingga jerapah hanya dapat memperoleh makanan dengan mengambil daun-daun yang ada di pepohonan.Karena sering mengambil daun-daun dipohon untuk dimakan, akibatnya leher jerapah tertarik, makin lama makin panjang.Akhirnya sifat perolehan yang baru yaitu leher panjang
10 diwariskan pada generasi-generasi berikutnya sehingga jerapah sekarang berleher panjang.
b. Teorinya menjelaskan mengapa setiap makhluk hidup memiliki adaptasi yang
baik terhadap lingkungannya.
Lamarck memperlihatkan bahwa setiap makhluk hidup memiliki adaptasi yang sesuai dengan cara hidupnya. Gajah memiliki belalai yang panjang untuk mengumpulkan makanan; singa memiliki cakar yang kuat dan taring untuk menangkap mangsa; dan rusa memiliki kaki panjang yang lincah untuk menghindari predator.
Lamarck juga mengajukan suatu penjelasan mengenai mekanisme evolusi. Menurut Lamarck, makhluk hidup mengembangkan ciri khusus melalui organ yang digunakan dan tidak digunakan (use and disuse). Lamarck mencontohkan bahwa rusa yang sering berlari cepat menghindari serigala akan mengembangkan otot lari yang kuat. Sifat yang dibentuk oleh makhluk hidup selama hidupnya disebut ciri atau sifat yang didapatkan.Lamarck percaya bahwa ciri atau sifat yang didapat tersebut dapat diwariskan.
3.2. Teori Darwin
Charles Darwin (1809-1882) atau dikenal dengan Bapak Evolusi merupakan penulis dari buku “The Origin of Species by Means of Natural Selection” yang menghasilkan berbagai kontroversi maupun dukungan yang sangat kuat dari beberapa kelompok. Berbagai reaksi terjadi karena pemikiran Darwin yang tertuang melalui buku tersebut, yaitu “Spesies yang ada sekarang merupakan hasil evolusi dari spesies nenek moyangnya (pewarisan dengan modifikasi)” dan “Seleksi alam merupakan mekanisme terjadinya evolusi tersebut”. Pemikran Darwin tersebut kemudian dikenal dengan “Teori Darwin (Darwinisme)”.
a. Sejarah Singkat Penemuan Darwin
Ketika Charles Darwin berumur 22 tahun, ia ikut dalam perjalanan kapal HMS Beagle. Kapal tersebut ditugaskan untuk berlayar ke berbagai tempat dan memetakan pesisir Amerika Selatan.
11 Gambar 5. Jalur Perjalanan Darwin: HMS Beagle yang membawa Darwin
ke berbagai tempat.
Selama perjalanan ke berbagai tempat, Darwin menemukan berbagai macam fosil hewan-hewan yang punah.Beberapa di antaranya mirip dengan hewan yang masih ada.Berdasarkan pengalamannya, Darwin menemukan banyak variasi dalam bentuk, habitat, dan distribusi geografis hewan dan tumbuhan. Perjalanan Darwin akhirnya sampai di kepulauan Galapagos. Di tempat ini, variasi antarhewan dan tumbuhan terlihat lebih jelas. Darwin menemukan kura-kura raksasa dan iguana galapagos yang mirip kadal, tetapi berenang di air dan memakan rumput laut. Darwin memperlihatkan bahwa terdapat variasi pada hewan tertentu berdasarkan bentuk tubuh dan fungsinya dari pulau ke pulau. Hal tersebut terlihat jelas pada populasi burung Finch.
Sumber: https://rebanas.com/
Gambar 6. Variasi bentuk paruh dan jenis makanan pada burung Finch yang diamati Darwin.
12 Berdasarkan pengamatannya, Darwin mencatat dua konsep penting.
1. Perbedaan antara populasi yang berkerabat, memperlihatkan adaptasi terhadap lingkungan yang berbeda. Dalam biologi, adaptasi berarti semua ciri makhluk hidup secara genetis yang membuat individu atau spesies tersebut dapat bertahan hidup pada lingkungannya.
2. Variasi dalam bentuk tubuh dan tingkah laku, terakumulasi dalam kelompok terpisah. Beberapa variasi ini, melalui seleksi alami, menjadi sifat yang teradaptasi.
b. Darwinisme: Pewarisan dengan modifikasi
Pemikiran Darwin menyatakan bahwa semua organisme memiliki kekerabatan melalui garis keturunan dari prototipe yang tidak diketahui yang hidup pada zaman dahulu kala. Keturunan dari organisme tersebut menyebar ke berbagai habitat yang berbeda selama jutaan tahun menyebabkan organisme itu akan mengakumulasi modifikasi atau adaptasi. Organisme-organisme itu kemudian menjadi beraneka ragam yang membuat mereka menyesuaikan dengan suatu cara hidup tertentu sesuai dengan habitatnya.
Organisme yang memiliki variasi sesuai dengan lingkungan yang bisa bertahan hidup, sedang yang tidak sesuai akan punah. Organisme yang bisa hidup inilah yang selanjutnya akan mewariskan sifat-sifat yang sesuai dengan lingkungan pada generasi berikutnya. Sebagai pembanding dengan teori Lamarck, panjang leher jerapah dapat dijelaskan dengan teori Darwin sebagai berikut.
Nenek moyang jerapah punya variasi panjang leher, ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Karena terjadi bencana kekeringan, lingkunganpun berubah dan, berlangsunglah proses seleksi alam. Jerapah berleher pendek tidak dapat mencari makan dengan menjangkau daun-daun di pohon sehingga tidak bisa bertahan hidup.Sebaliknya jerapah berleher panjang tetap dapat memperoleh makanan dari daun-daun di pohon sehingga dapat bertahan hidup.Karena mampu bertahan hidup maka jerapah tersebut mampu berbiak dan mewariskan sifat adaptif yaitu leher panjang pada generasi berikut.Itulah sebabnya semua jerapah sekarang berleher panjang.
Berbeda dengan Lamarck, Darwin menyadari adanya variasi dalam populasi spesies.Variasi inilah yang dapat diwariskan, bukannya sifat yang didapat seperti yang diajukan Lamarck. Darwin mengamati bagaimana para petani dan peternak melakukan seleksi terhadap hasil penyilangan untuk mendapatkan tanaman atau hewan dengan sifat unggul. Kemudian, tanaman atau hewan unggul inilah yang akhirnya dikembangkan sehingga didapatkan populasi hewan atau tanaman dengan sifat unggul. Darwin kemudian mengajukan suatu hipotesis bahwa cara
13 seleksi yang sama terjadi di alam. Darwin menamai proses ini dengan seleksi alam (natural selection).
c. Darwinisme: Seleksi Alam dan Adaptasi
Seleksi alam merupakan hasil dari interaksi antara populasi dan lingkungannya. Darwin menyadari bahwa di alam banyak makhluk hidup yang menghasilkan keturunan lebih banyak daripada yang dapat bertahan hidup. Contohnya, katak menghasilkan ratusan telur.Akan tetapi, hanya sebagian keturunannya saja yang dapat menghasilkan keturunan pada generasi selanjutnya. Banyak kejadian alam seperti predasi dan bencana alam yang menyebabkan sebagian keturunan tidak dapat bertahan untuk menghasilkan keturunan baru. Darwin menjelaskan proses ini sebagai kompetisi.
Gambar 7. Seleksi alam menurut Darwin. Anggota populasi dengan sifat yang sesuai dengan lingkungannya akan bereproduksi secara sukses sehingga akhirnya mendominasi.
Darwin kemudian mengungkapkan bahwa hanya individu yang sesuai dengan lingkungannya saja yang akan bertahan dan menghasilkan keturunan. Proses ini disebut “survival of the fittest” (individu yang sesuai bertahan hidup).
Teori seleksi alam yang dikemukakan Darwin dapat disimpulkan sebagai berikut.
1. Spesies memiliki kemampuan untuk menghasilkan keturunan yang banyak. 2. Sumber daya alam di bumi terbatas. Oleh karena itu, terjadi kompetisi
untuk bertahan hidup di antara keturunan pada setiap generasi.
3. Terdapat variasi dalam populasi makhluk hidup. Tidak terdapat dua individu yang sama persis. Variasi ini umumnya dapat diwariskan.
4. Proses ini berlangsung dari generasi ke generasi. Populasi lambat laun menjadi teradaptasi lebih baik terhadap lingkungannya.
Perlu diperhatikan bahwa variasi dalam populasi terjadi secara acak.Variasi tidak timbul akibat respons terhadap lingkungannya.Seleksi alam “menyeleksi” sifat yang telah ada dalam kolam gen (gen pool).kolam gen atau lungkang gen ini merupakan jumlah total seluruh gen dalam populasi pada suatu waktu tertentu.
Pada saat itu, Darwin tidak mengetahui prinsip genetika modern.Kini, para ilmuwan mengetahui bahwa mutasi dapat terjadi pada makhluk hidup.Mutasi
14 sebagai penyebab variasi dapat berguna bagi lingkungan. Jika mutasi yang terjadi berguna, hal tersebut dapat meningkatkan kemungkinan bertahan hidup makhluk tersebut.
Seleksi Alam
Seleksi alam terjadi pada populasi suatu spesies.Mengapa?Hal ini karena di dalam populasi terdapat bahan mentah evolusi, yaitu variasi genotipe dan fenotipe.Terdapat tiga kemungkinan seleksi alam yang berpengaruh terhadap populasi, yaitu seleksi stabilisasi, seleksi terarah, dan seleksi memecah belah. 1) Seleksi Stabilisasi
Seleksi ini menguntungkan varian yang paling umum.Seleksi ini menghilangkan tikus dengan warna terang dan gelap.Seleksi ini cenderung mengurangi variasi populasi dan mempersulit terjadinya evolusi dalam populasi.Seleksi ini contohnya terjadi pada berat badan bayi manusia yang baru dilahirkan.Pada bayi, jika berat badan kurang atau lebih dari 3–4 kg, memiliki tingkat mortalitas tinggi.
2) Seleksi Terarah
Pada seleksi ini terjadi tekanan pada salah satu variasi yang tidak umum sehingga menyebabkan pergeseran jumlah populasi.seleksi ini terjadi pada varian tikus warna terang sehingga rentang populasi bergeser ke varian bulu gelap. Hal ini contohnya terjadi pada serangga yang terkena insektisida.Hanya serangga yang kebal terhadap insektisida saja yang dapat menghasilkan keturunan.
3) Seleksi Memecah Belah
Seleksi ini terjadi ketika kondisi lingkungan bervariasi sehingga populasi terpecah berdasarkan kesukaan varian-varian dalam populasi.Hal tersebut dapat terjadi ketika terdapat dua daerah dengan warna tanah berbeda sehingga menguntungkan dua varian tikus (terang dan gelap) dari predasi pemangsa.Meskipun jarang terjadi, seleksi memecah belah sangat penting karena dapat memicu terbentuknya variasi yang sangat berbeda dalam satu spesies hingga terbentuk spesies baru (spesiasi).
Teori Darwin sangat mempengaruhi perkembangan prinsip seleksi alam. August Weismann (1834-1914), seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman mencoba untuk menerapkan teori Darwin dalam peristiwa genetika. Weismann berpendapat bahwa sel-sel tubuh tidak dipengaruhi oleh lingkungan. Ia membuktikan pendapatnya dengan mengawinkan dua tikus yang di potong ekornya. Hingga generasi ke-21, semua anak tikus yang dilahirkan dari keturunan kedua tikus tadi berekor panjang. Weismann menyimpulkan bahwa:
a. Perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan ke generasi berikutnya. Hal ini membuktikan bahwa teori evolusi Lamarck tidak benar
b. Evolusi adalah masalah pewarisan gen-gen melalui sel kelamin, atau evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetik.
15 Adaptasi
Setiap organisme dapat dikatakan merupakan suatu kumpulan kompleks dari sejumlah besar adaptasi. Adaptasi yang terjadi memiliki hubungan dengan kebutuhan makanan, pertukaran zat, transport di dalam jaringan, regulasi cairan tubuh, aktifitas efektor, reproduksi dan lain sebagainya. Adaptasi merupakan setiap sifat yang dikendalikan secara genetic yang membantu suatu organism atau spesies, untuk dapat hidup dan berbiak pada keadaan lingkungan dimana spesies itu berada.
Adaptasi pada organisme dapat berupa bentuk, faal atau kelakuan. Adaptasi dapat secara genetis sederhana yang dikendalikan oleh satu atau dua gen, atau dapat pula kompleks yang dikendalikan oleh banyak sekali gen. Adaptasi dapat menyangkut seluruh organ atau sistem organ. Dapat pula adaptasi bersifat sangat khusus, atau berguna hanya pada suatu keadaan yang bermacam – macam. Beberapa contoh dari adaptasi yang mencolok, dimana proses tersebut untuk menjelaskan proses – proses darimana adaptasi terwujud.
Kemampuan tumbuh dari tanaman padang rumput
Tahun 1937, Kemp seorang sarjana dari Amerika Serikat mengadakan percobaan tentang kecepatan tumbuh tanaman yang berhubungan dengan adaptasi keadaan setempat. Caranya dengan menaburi dengan biji – bijian dari rumput dan tanaman dari polong – polongan pada suatu padang rumput di Maryland. Kemudian dibagi menjadi dua bagian, satu bagian selalu dimakan oleh ternak dan sebagian lagi dibiarkan tanpa diganggu. Tiga tahun setelah diadakan percobaan itu. Kemp mengambil tiga jenis tanaman dari kedua bagian tersebut. Biji-biji dari ketiga tanaman tersebut kemudian ditanam pada tanah percobaan dimana keadaan lingkungan dibuat sesame mungkin untuk ketiga jenis tanaman. Didapatkan bahwa tanaman yang diperoleh dari padang rumput yang selalu dimakan oleh ternak adalah cebol dan tumbuh ke segala jurusan. Sedangkan tanaman dari padang rumput yang tidak diganggu menampakkan pertumbuhan yang besar dan tegak lurus.
Dalam waktu tiga tahun, kedua populasi yang terdiri dari jenis – jenis tanaman diketahui berasal dari biji –bijian yang sama telah berbeda dalam cara tumbuhnya. Cara tumbuh ini telah diketahui ditentukan secara genetik. Ternyata ternak pada sebagian padang rumput telah memakan hampir semua tanaman tegak, sedangkan tanaman yang rendah telah lolos dari ternak tersebut. Pada daerah yang dimakan oleh ternak hanya tanaman yang rendah yang dapat terus berbiak dengan bijinya, dalam waktu yang singkat terjadi seleksi yang kuat untuk tanaman cebol dan tumbuh tidak lurus yang mempunyai adaptabilitas yang tinggi. Sebaliknya pada bagian lain dari tanaman lapang itu, dimana tumbuh tanaman yang tidak diganggu ternak, pertumbuhan tegak lurus secara adaptif adalah superior dan tanaman cebol tidak akan dapat bersaing secara efektif.
16
Adaptasi Bunga untuk Penyerbukan
Tumbuh-tumbuhan berbunga tergantung dari agen di luar untuk membawa tepung sari bunga jantan suatu pohon ke bunga betina pohon lainnya. Bunga dari setiap spesies pohon mempunyai adaptasi bentuk, struktur, warna, dan bau untuk agen penyerbuk tergantung. Hal ini memberi gambaran yang jelas tentang adaptivitas suatu evolusi.
Lebah tertarik oleh warna terang dan oleh bau yang manis, aromatik, atau mentol. Mereka hanya aktif pada siang hari dan mereka biasanya singgah dahulu pada petal sebelum bergerak ke dalam bagian bunga yang mengandung madu dan tepung sari. Bunga yang diserbuk oleh lebah mempunyai warna mencolok, suatu petal yang berwarna terang dan biasanya kuning atau biru, tetapi jarang sekali merah. Lebah tidak dapat melihat warna merah, tetapi dapat melihat warna kuning dan biru dengan baik. Bunga yang biasanya mempunyai bau manis, aromatik, atau mentol, biasanya membuka pada siang hari dan sering mempunyai bibir yang menonjol dimana lebah dapat hinggap sebelum masuk kedalam bunga.
Ada sejenis burung kecil (Hummingbird) pemakan madu, sebaliknya dapat warna merah dengan baik dan warna biru tidak begitu baik. Burung ini tidak hinggap melainkan mengapung di udara sambil menghisap madu, dengan penciuman yang tajam. Bunga – bunga yang terutama diserbukkan oleh burung ini biasanya tidak berbau dan tidak mempunyai tempat untuk hinggap. Berlainan dengan lebah dan “Hummingbird”, kupu – kupu malam sangat aktif pada waktu senja dan malam hari. Bunga- bunga yang diserbuk oleh kupu – kupu malam bisanya berwarna putih dan membuka pada waktu senja atau malam hari. Bunga ini biasa mempunyai bau yang sangat kuat sehingga dapat menuntun kupu – kupu tadi ketempat itu.
Berbeda dengan contoh – contoh di atas, lalat hanya tertarik pada bau yang tidak enak. Lalat adalah pemakan bangkai, kotoran, humus atau darah. Bunga – bunga yang penyerbukannya tergantung dari lalat biasanya berwarna suram dan berbau tidak enak. Bunga – bunga ini kadang berbentuk demikian sehingga dapat mengurung lalat untuk sementara, sehingga bila lalat tersebut keluar dari bunga itu, maka tubuhnya telah penuh dengan tepung sari. Tepung sari yang demikian kemudian dapat terbawa ke bunga lainnya. Mekanisme perangkap ini terdapat juga pada bunga-bunga yang diserbuk oleh kepik.
Bukti-bukti Evolusi
Evolusi dapat dilihat dari dua segi yaitu sebagai proses historis dan cara bagaimana proses itu terjadi. Hal ini berarti bahwa evolusi itu ada dan merupakan suatu kenyataan yang telah terjadi.Berikut ini merupakan bukti-bukti evolusi yang ada.
17 a. Pengaruh penyebaran geografis
Makhluk hidup yang berasal dari satu spesies yang hidup pada satu tempat setelah mengalami penyebaran ke tempat lain sifatnya dapat berubah. Perubahan itu terjadi karena di tempat yang baru makhluk hidup tersebut harus beradaptasi demi kelestariannya. Selanjutnya, adaptasi bertahun-tahun yang dilakukan akan menyebabkan semakin banyaknya penyimpangan sifat bila dibandingkan dengan makhluk hidup semula. Dua tempat yang dipisahkan oleh pegunungan yang tinggi atau samudera yang luas mempunyai flora dan fauna yang berbeda sama sekali. Perbedaan susunan flora dan fauna di kedua tempat itu antara lain disebabkan adanya isolasi geografis.
Contohnya adalah mengenai bentuk paruh burung Finch yang ditemukan Darwin di kepulauan Galapagos. Dari pengamatannya tampak burung-burung Finch tersebut memiliki bentuk paruh dan ukuran yang berbeda, dan menunjukkan mempunyai hubungan dengan burung Finch yang ada di Amerika Selatan.Mungkin karena sesuatu hal burung itu bermigrasi ke Galapagos.Mereka menemukan lingkungan yang baru yang berbeda dengan lingkungan hidup moyangnya. Burung itu kemudian berkembangbiak dan keturunannya yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan bertahan hidup, sedang yang tidak akan mati. Karena lingkungan yang berbeda, burung-burung itu menyesuaikan diri dengan jenis makanan yang ada di Galapagos. Akhirnya terbentuklah 14 spesies burung Finch yang berbeda dalam bentuk dan ukuran paruhnya.
b. Catatan Fosil
Fosil adalah sisa tumbuhan atau hewan yang telah membatu atau jejak-jejak yang tercetak pada batuan.Darwin menyatakan bahwa fosil yang ditemukan pada lapisan batuan muda berbeda dengan fosil yang terdapat pada lapisan batuan yang lebih tua, dan menunjukkan suatu bentuk perkembangan.
Dari sekian banyak fosil yang ditemukan, yang paling lengkap dan dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi adalah fosil kuda yang ditemukan oleh Marsh dan Osborn. Dari studi yang dilakukan dapat dicatat beberapa perubahan dari nenek moyang kuda (Eohippus) yang hidup 58 juta tahun yang lalu menuju ke bentuk kuda modern sekarang (Equus), yaitu:
tubuh bertambah besar, dari sebesar kucing hingga sebesar kuda sekarang
leher makin panjang, kepala makin besar, jarak antara ujung mulut hingga bagian mata menjadi makin jauh
perubahan dari geraham depan dan belakang dari bentuk yang sesuai untuk makan daun menjadi bentuk yang sesuai untuk makan rumput
bertambah panjangnya anggota tubuh hingga dapat dipakai untuk berlari cepat, tetapi bersamaan dengan itu kemampuan rotasi tubuh menurun.
adanya reduksi jari kaki dari lima menjadi satu, yaitu jari ketiga yang selanjutnya memanjang, kemudian disokong teracak.
18 Untuk menetapkan umur fosil dapat dilakukan dengan dua cara : secara langsung dan tak langsung. Secara langsung dengan menetapkan umur batuan tempat fosil ditemukan.Cara yang ini kurang valid.
c. Adanya Anatomi Perbandingan
Organ-organ berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama dan kemudian berubah struktur sehingga fungsinya berbeda disebut organ yang homolog. Homologi organ menunjukkan tingkat kekerabatan makhluk yang bersangkutan. Makin banyak organ yang homolog kemungkinan kekerabatannya makin dekat, yang artinya nenek moyangnya mungkin sama.
Gambar 8. Homologi Organ: Perbedaan yang disebabkan karena perbedaan fungsi.
Contohnya: tangan manusia berfungsi untuk memegang adalah homolog dengan sirip depan paus yang digunakan untuk berenang, atau sayap kelelawar yang berguna untuk terbang homolog dengan tungkai depan kucing yang berguna untuk berjalan.
Lawan dari homolog adalah organ yang analog, yaitu organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang fungsinya sama tanpa memperhatikan bentuk asalnya. Bisa juga diartikan organ-organ tubuh dari berbagai makhluk hidup yang fungsinya sama tetapi bentuk asalnya berbeda.
19 Perkembangan embrio berbagai spesies yang termasuk kelas vertebrata menunjukkan adanya persamaan pada fase tertentu yakni pada fase morulla, blastula, dan gastrula/awal embrio.Hal ini menunjukkan adanya hubungan kekerabatan di antara hewan-hewan sesama vertebrata, yang mungkin pula mereka memiliki satu nenek moyang.
Gambar 9. Perbandingan perkembangan embrio beberapa organisme
Ernest Haeckel menyatakan dalam hukum Rekapitulasi yang dikemukakannya bahwa ontogeni suatu organisme merupakan rekapitulasi (ulangan singkat) dari filogeni. Ontogeni adalah sejarah perkembangan individu mulai zigot sampai dewasa. Filogeni adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari bentuk sederhana sampai dengan bentuk yang paling sempurna (evolusi). e. Biologi molekuler
Bukti ini menunjukkan bahwa semua organisme memiliki kode genetic yang sama. Kemiripan-kemiripan pada DNA digunakan untuk mengkonfirmasi hubungan-hubungan evolusioner dengan cara mengukur jarak genetic. Kecocokan-kecocokan imunologis juga digunakan untuk mendukung derajat kekerabatan, Kemiripan antigenik dari protein-protein yang berkorespondensi jelas-jelas cocok dengna suatu pola evolusioner.
f. Studi perbandingan biokimia
Bila membandingkan makhluk hidup pada tingkat biokimia, ternyata hasilnya mendukung teori evolusi.Sebagai contoh, Hb manusia lebih mirip dengan simpanse atau gorila daripada dengan anjing atau cacing tanah.Tingkat kemiripan ini menunjukkan manusia lebih dekat kekerabatannya dengan simpanse atau gorila daripada dengan anjing atau cacing tanah.
20 Pada berbagai jenis hewan termasuk manusia ditemukan sisa berbagai alat tubuh.Alat ini pada hakikatnya sudah tidak berguna lagi, namun masih djumpai dalam tubuh.Para pakar menyimpulkan bahwa adanya alat-alat tubuh yang tersisa merupakan petunjuk adanya evolusi. Beberapa sisa alat tubuh yang ditemukan pada manusia, antara lain:
a. umbai cacing atau appendiks
b. selaput mata pada sudut mata sebelah dalam c. otot penggerak telinga
d. tulang ekor
e. gigi taring yang runcing f. rambut pada dada g. buah dada pada laki-laki
Pada hewan, sisa-sisa organ tubuh yang masih ditemukan antara lain sisa kaki belakang ular piton yang mirip benjolan kuku. Dalam organ ini terdapat tulang yang berhubungan dengan gelang panggul.Pada burung kiwi terdapat sisa bangunan sayap.Pada paus yang merupakan mamalia semestinya memiliki rambut pada kulitnya. Tetapi kenyataannya semua paus tidak memiliki rambut tersebut.Sebagai gantinya paus memiliki lapisan kulit yang tebal untuk menjaga stabilitas suhu tubuh, berdasarkan penelitian, embrio paus mempunyai lapisan kulit yang mengandung rambut.
h. Peristiwa Domestifikasi
Domestikasi merupakan bukti evolusi yang muncul karena adanya campur tangan manusia. Kegiatan manusia dalam pembudidayaan tanaman ataupun hewan tertentu telah melahirkan spesies-spesies baru yang memiliki sifat yang berbeda dengan nenek moyangnya. Perubahan tersebut merupakan bagian dari evolusi makhluk hidup yang diciptakan 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, semangka tersebut merupakan salah satu kultivar hasil domestikasi.
Rangkuman
1. Evolusi adalah perubahan atau perkembangan struktur mahkluk hidup menjadi lebih adaptif dalam waktu yang lama.
2. Teori evolusi Darwin yaitu spesies yang ada sekarang merupakan hasil evolusi dari spesies nenek moyangnya, dan evolusi terjadi sebagai akibat dari seleksi alam.
3. Teori seleksi alam yang dikemukakan Darwin, yaitu: 1) Spesies memiliki kemampuan untuk menghasilkan keturunan yang banyak; 2) Sumber daya alam di bumi terbatas, sehingga terjadi kompetisi untuk bertahan hidup di
21 antara keturunan pada setiap generasi; 3) terdapat variasi dalam populasi makhluk hidup, dan variasi ini umumnya dapat diwariskan; 4) Proses ini berlangsung dari generasi ke generasi, sehingga populasi lambat laun menjadi teradaptasi lebih baik terhadap lingkungannya.
4. Bukti-bukti evolusi terdiri dari: pengaruh penyebaran geografis, catatan fosil, anatomi perbandingan, biologi molekuler, perbandingan biokimia, dan organ tubuh yang tersisa.
