MAKALAH BIOLOGI : Evolusi

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Dimana telah kita ketahui bahwa zaman modern ini mahluk hidup khususnya manusia telah mempelajari berbagai macam ilmu pengetahuan alam. Akan tetapi pada tahap pembelajarannya manusia selalu mendapatkan maslah dan perbedaan pendapat mengenai sesuatu yang ditelitinya.  dalam hal ini adalah meneliti asal usul kehidupan yang menjadi permasalahan dari sejak berabad-abad tahun yang lalu sampai sekarang. karena pada umumnya biologi adalah ilmu yang mempelajari tentang alam dan mahluk hidup yang ada disekitarnya.

Kemudian jika berbicara tentang asal usul kehidupan tentu tidak akan lepas dari dinamika pro dan kontra teori-teori evolusi. Oleh karena itu, melalui makalah ini saya ingin menjelaskan dan menyampaikan beberapa pendapat para ahli mengenai asal usul kehidupan dan teori-teori evolusi itu sendiri.

I.2.    Rumusan Masalah 

Dalam makalah ini akan membahas dan menjelaskan beberapa hal yang menjadi rumusan masalah yaitu :

1. Apakah itu evolusi ?
2. Apa saja teori – teori evolusi ?
3. Apa saja yang menjadi bukti terjadinya evolusi ?
4. Bagaimana mekanisme terjadinya evolusi ?
5. Apakah itu Spesiasi ?
6. Bagaimana mekanisme isolasi ?
7. Bagaimana sejarah evolusi manusia sebenarnya ? apakah manusia memiliki hubungan kekerabatan dengan kera ?
8. Apakah kehidupan itu ?
9. Dari manakah asal kehidupan ?
10. Dimanakah unsur kehidupan itu pertama kali timbul ?

I.3.    Tujuan dan manfaat

Dengan penyusunan dan pembuatan makalah ini penulis berharap agar bermanfaat bagi pembaca maupun bagi penulis serta dapat mengaplikasikan pengetahuanya di lingkungan hidup. Tujuann dan manfaat tersebut diantaranya dalah sebagai berikut :

1.       Dapat mengetahui pengertian dari evolusi;

2.       Dapat mengetahui dan memahami berbagai macam teori evolusi;

3. Dapat mengetahui dan menjelaskan bukti-bukti evolusi;
4. Dapat mengetahui bagaimana mekanisme evolusi;
5. Dapat mengetahui apa itu spesiasi;
6. Dapat mengetahui bagaimana mekanisme spesiasi;
7. Mengetahui beberapa pendapat para ahli mengenai asal usul kehidupan dengan teori-teori yang sudah ada;

I.4.    Metode makalah

Dalam penulisan makalah ini saya menggunakan metode pustaka yang bersumber dari beberapa buku biologi sebagai referensi.

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 PENGERTIAN EVOLUSI

Evolusi adalah suatu perubahan pada makhluk hidup yang terjadi secara berangsur-angsur dalam jangka waktu yang lama sehingga terbentuk spesies baru. Sedangkan, berdasarkan ilmu biologi, evolusi merupakan cabang biologi yang mempelajari sejarah asal-usul makhluk hidup dan keterkaitan genetik antara makhluk hidup satu dengan yang lain. Evolusi biologi mencakup dua peristiwa, yaitu:

1. evolusi anorganik merupakan evolusi mengenai asal-usul makhluk hidup yang ada di muka bumi, berdasarkan fakta dan penalaran teoritis;

2. evolusi organik (evolusi biologis) merupakan evolusi filogenetis, yaitu mengenai asal-usul spesies dan hubungan kekerabatannya. 

II.2 TEORI EVOLUSI

Banyak penjelasan mengenai teori evolusi yang dikemukakan oleh para ahli biologi, baik pada masa sebelum teori evolusi darwin maupun pada masa sesudah teori evolusi Darwin. Teori-teori tersebut sebagai berikut.

A.     Teori Evolusi Sebelum Darwin

Teori evolusi yang dikemukakan oleh para ahli sebelum munculnya teori evolusi Darwin adalah sebagai berikut.

1. Anaximander (500 SM)

Filsuf yunani ini sering disebut sebagai evolusionis pertama. Anaximander memercayai bahwa manusia berevolusi dari makhluk akuatik mirip ikan yang pindah ke darat.

2. Empedocles (495-435 SM)

Empedocles adalah seorang filsuf yunani yang menyatakan bahwa kehidupan muncul dari limpur dan tumbuhan kemudian berubah menjadi hewan. Menurut Ia, makhluk-makhluk pertama memiliki bentuk seperti monster. Bentuk-bentuk ini berubah dan makhluk-makhluk yang memiliki bentuk paling baik bertahan hidup. Pemikiran empedocles ini adalah bentuk dari seleksi alam yang merupakan mekanisme penting dalam evolusi.

3. Georges louis leclarc de Buffon (1707-1788)

Adalah naturalis pertama di era modern yang mengembangkan konsep mengenai bentuk-bentuk kehidupan berevolusi.

4. Erasmus Darwin (1731-1802)

Ia menulis prosa berjudul Zoonomia yang menentang teori evolusi versi Lamarck. Namun, tulisannya ini dianggap kurang ilmiah. Erasmus Darwin adalah kakek dari Charles Darwin.

5. Sir Charles Lyell (1797-1875)

Lyell adalh seorang ahli geologi skotlandia yang berpendapat bahwa permukaan bumi terbentuk melalui proses bertahap dalam jangka waktu yang lama. Pendapatnya ini bertentangan dengan pendapat kebanyakan pada waktu itu yang menganggap bumi masih berusia muda. Lyell menerbitkan teorinya dalam buku Principles Of Geology. Hasil karyanya ini memengaruhi pemikiran Charles Darwin dan Lyell menjadi salah satu pendukung Darwin di kemudian hari.

B. Pencetus Teori Evolusi

1. Jean Baptise de Lamarck (1744-1829)

ialah seorang ahli biologi prancis yang menjelaskan evolusi berdasarkan suatu gagasan bahwa perubahan pada suatu individu disebabkan oleh lingkungan dan bersifat diturunkan; disebut teori Lamarckisme.

Contoh klasik yang digunakan untuk menggambarkan teori evolusi ini adalah jerapah memiliki leher yang panjang karena kebiasaannya memakan daun-daun dari pohon.

Hipotesis Lamarckdiformulasikan sebelum era biologi modern. Pada saat itu teori sel belum dikenal, dan diperlukan satu abad lagi sebelum peran gen-gen dan kromosom diketahui. Jadi tidaklah mengherankan bahwa suatu teori yang tidak dapat dipertahankan dalam ilmu pengetahuan modern, diajukan pada waktu itu.

2. Charles Robert Darwin (1809-1882)

Adalah seorang peminat ilmu alam dari inggris. Pada tahun 1831, ia mengikuti pelayaran HMS beagle untuk memetakan jalur pelayaran. Selama pelayaran ini, daarwin banyak mengumpulkan fosil,batuan, dan mengamati berbagai makhluk hidup yang ia jumpai. Ketika Beagle merapat di kepulauan galapagos yang terpencil (1050 km dari daratan utama Amerika Selatan).

Setelah kembali ke inggris, Darwin kembali memikirkan ide-idenya tentang evolusi. Satu hal yang mengganggunya adalah evolusi seharusnya terjadi dalam waktu yang lama, ratusan ribu hingga jutaan tahun. Padahal pendapat yang populer di kalangan ahli geologi saat itu adalah bumi ini baru berusiia 6000 tahun. Darwin menemukan jawabannya dalam buku karangan Charles Lyell, Principles of Geology.

Sebelum Darwin mempublikasikan idenya tentang evolusi secara luas, ia menerima karangan ilmiah dari Alfred Robert Wallace (1823-1913) yang melakukan penelitian di malaya. Tulisan Wallace tersebut sesuai bengan buah pikiran Darwin sehingga mereka memutuskan untuk menerbitkan tulisan mereka bersama-sama pada tahun 1858. Buku Darwin, The Original of Species, diterbitkan setahun setelah itu.

Setelah melalui pengamatan dan kajian yang mendalam, akhirnya darwin mengemukakan teori evolusinya dalam bukunya yang berjudul On The Origin of Species by Means of Natural Selection atau asal mula spesies yang terjadi melalui seleksi alam. Buku ini diterbitkan pada tanggal 24 November 1859.

Buku darwin tersebut mengandung dua teori utama. Pertama, spesies-spesies yang hidup sekarang ini berasal dari spesies-spesies yang hidup di masa lalu. Kedua, seleksi alam merupakan penyebab evolusi adaptif. Dua teori utama darwin tersebut merupakan hasil observasi darwin sebagai berikut.

- Observasi Ke-1. setiap spesies memunyai kemampuan fertilisasi yang besar sehingga ukuran populasi akan meningkat secara eksponensial bila setip individu yang dilahirkan berhasil melakukan reproduksi

- Observasi Ke-2. ukuran populasi cenderung menjadi stabil kecuali untuk fluktuasi musiman

- Observasi Ke-3. sumber daya alam terbatas

- Observasi Ke-4. individu-individu suatu populasi sangat berfariasi dalam hal ciri-ciri tubuh, namun tidak ada dua individu yang benar-benar sama.

- Observasi Ke-5. kebanyakan variasi diwariskan pada keturunannya.

II.3. TEORI EVOLUSI LAMARCK VERSUS TEORI EVOLUSI WEISMANN.

Lamarck berpendapat bahwa makhluk hidup beradaptasi terhadap lingkungannya dengan cara menggunakan organ tubunya, kemudian sifat atau fungsi organ tersebut diwariskan pada keturunannya. Berdasarkan teori ini, menurut lamarck nenek moyang menjangan tidak bertanduk. Namun, dikarenakan sering mengadu kepala maka tanduk tumbuh dikepala menjangan.

Teori lamarck ditentang oleh Weismann. Weismann berpendapat bahwa perubahan sel-sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak diwariskan pada keturunannya. Wweismann membuktikan teorinya dengan menggunakan tikus. Weismann mengawinkan dua ekor tikus yang masing-masing ekornya telah dipotong. Kemudian, anak-anak tikus yang sudah dewasa tersebut dipotong ekornya dan dikawinkan dengan sesamanya. Hasilnya tetap anak-anak tikus yang berekor. Weismann melakukan percobaan ini hingga 21 generasi tikus dan hasilnya tetap sama

II.4. BUKTI-BUKTI TERJADINYA EVOLUSI

Evolusi  dapat dilihat dari dua segi, yaitu sebagai proses historis dan cara bagaimana proses itu terjadi. Sebagai proses historis, evolusi telah dipastikan secara menyeluruh dan lengkap, sebagaimana yang telah dipastikan oleh ilmu tentang suatu kenyataan mengenai masa lalu yang tidak dapat disaksikan oleh mata. Untuk menunjukkan bukti-bukti bahwa proses evolusi itu ada, kita dapat melakukan pendekatan terhadap kenyataan yang ada. Kenyataan-kenyataan yang ada terus diinterprestasikan oleh para ahli dan dijadikan bahan bukti evolusi.

Para ahli menggunakan bukti-bukti sebagai petunjuk evolusi dengan tujuan akhir ingin mencari jawaban tentang fenomena alam, sebagaimana yang terdapat dalam buku “On The Origin Species” karya Charles Darwin. Sebenarnya rambu-rambu untuk mencari bukti telah ada dalam buku Darwin, sedangkan petunjuk adalah rambu-rambu untuk memperoleh bukti, dengan alasan bahwa pendekatan monodisipliner tidak dapat dijangkau atau dilihat dan fosil bukti tidak dapat dipakai bukti dan kurang kuat. Hal ini karena fosil merupakan benda mati yang sudah tidak utuh dan lengkap, sehingga interpretasi para ahli sangat dituntut ketajamannya. Apalagi perilaku organisme yang telah memfosil sulit sekali diinterpretasi.

Untuk menunjukkan bukti-bukti bahwa proses evolusi itu ada, kita dapat melakukan pendekatan terhadap kenyataan/fakta yang ada di sekitar kita. Walaupun dapat tidaknya kenyataan-kenyataan tersebut dijadikan bahan bukti adanya evolusi tergantung dari interpretasi para pakar yang bersangkutan.Beberapa petunjuk adanya evolusi, yaitu :

1. Peninggalan fosil di berbagai lapisan batuan bumi.
2. Anatomi perbandingan.
3. Adanya alat-alat tubuh yang tersisa.
4. Bukti biogeografi
5. Peristiwa domestikasi.
6. Perbandingan fisiologi.
7. Embriologi perbandingan.
8. Variasi antar individu dalam satu keturunan.
9. Perbandingan genetik.
10. Petunjuk secara biokimia.
11. Bukti molekuler.

Evolusi dapat diketahui dan dijelaskan melalui fakta sebagai petunjuk. Ada beberapa fakta yang dapat digunakan sebagai petunjuk evolusi, antara lain seperti berikut.

a. Anatomi perbandingan. Jika Anda membandingkan hewan mamalia satu dengan yang lain, mungkin Anda akan berpikir, bahwa bagian-bagian tertentu pada tubuh setiap spesimen disusun menurut pola dasar yang sama dan struktur yang sama, menurut pola dasar yang sama pula. Dapat kita katakan bahwa hanya ada satu cara terbaik dalam menyusun organ tersebut dan cara itulah yang digunakan oleh Sang Pencipta, Tuhan Yang Maha Esa. Organ-organ fungsional pada makhluk hidup dapat dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut.

1. Homologi

Homologi adalah dua organ yang mempunyai bentuk dan fungsi yang berbeda, tetapi kedua organ tersebut memiliki bentuk dasar yang sama. Perbandingan organ-organ secara homologi dapat Anda lihat pada Gambar 7.8 di samping!

Gambar 7.8 Homologi organ

2. Analogi

Analogi adalah dua organ yang mempunyai bentuk dasar yang berbeda, tetapi akibat peristiwa evolusi konvergen menjadikan organ tersebut mempunyai fungsi yang sama. Agar lebih jelas dapat Anda lihat pada Gambar 7.9!

Gambar 7.9 Perbandingan antara analogi dan homologi

b. embriologi perbandingan. Embrio hewan-hewan dan manusia menunjukkan kecenderungan yang hampir sama. Perhatikan Gambar 7.10!

1.         Sifat-sifat umum muncul sebelum sifat-sifat yang khusus.

2.         Perkembangan juga dimulai dari yang umum, kemudian baru menuju

         perkembangan yang khusus.

3.         Bentuk embrio dari berbagai makhluk hidup hampir serupa, tetapi pada tahap

         dewasa menunjukkan perbedaan yang nyata.

Gambar 7.10 Perbandingan berbagai macam embrio vertebrata

Keterangan:

1. Ikan
2. Salamander
3. Kura-kura darat
4. Ayam
5. Kelinci
6. Manusia

c. Fisiologi Perbandingan. Pada umumnya ditemukan persamaan proses fisiologi antara berbagai makhluk hidup, misalnya dalam hal sintesis protein, proses metabolisme, respirasi, ekskresi, dan lain-lain. Coba Anda ingat lagi pelajaran Kelas XI tentang sistem organ.

d. Petunjuk dari alat tubuh yang tersisa (vestigial). Pada morfologi beberapa hewan vertebrata dan manusia dapat ditemukan adanya strukturvestigial, yaitu suatu bentuk anatomi yang berkembang dan berfungsi sempurna dan akan tereduksi. Alat-alat tubuh yang tersisa ini dianggap sebagai suatu perjalanan dari evolusi makhluk hidup tersebut. Struktur vestigial antara lain:

1.     umbai cacing, tulang ekor, buah dada pada pria;

2.     sisa-sisa kaki pada ular;

3.     sisa sayap pada burung yang tidak berfungsi untuk terbang seperti burung pinguin,

      kasuari, dan burung onta.

4.     Petunjuk palaentologi

Palaentologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang fosil. Fosil adalah sisa-sisa makhluk hidup yang telah membatu. Sisa-sisa tersebut dapat berupa tulang, cangkang, gigi, jejak kaki, maupun bagian-bagian yang lain. Contoh-contoh fosil yang pernah ditemukan dapat pada Gambar 7.11 di bawah ini!

Gambar 7.11 Hasil penemuan fosil (A) Bakteri dan (B) Ikan

Fosil-fosil di atas dipelajari oleh para ilmuwan untuk dikaitkan dengan sejarah evolusi makhluk hidup. Jadi, fosil adalah bukti terjadinya evolusi makhluk hidup. Beberapa tokoh yang mempelajari tentang fosil adalah sebagai berikut.

1. Leonardo da vinci. Da Vinci adalah seorang pelukis terkenal berkebangsaan Italia. Ia berpendapat bahwa fosil merupakan bukti dari adanya makhluk hidup dan kehidupan di masa lampau.

2. George cuvier. Cuvier adalah seorang ahli anatomi dari Perancis, yang mempunyai gagasan bahwa makhluk hidup diciptakan khusus pada setiap zaman dan pada setiap zaman tersebut diakhiri dengan makhluk hidup yang berbeda dengan makhluk hidup pada lapisan bumi sebelumnya.

3. Charles darwin. Darwin berpendapat bahwa makhluk hidup yang terdapat pada lapisan bumi yang tua akan mengadakan perubahan bentuk yang disesuaikan dengan lapisan bumi yang lebih muda sehingga pada lapisan bumi lebih muda ditemukan fosil yang berbeda dengan lapisan bumi yang lebih tua. Dari beberapa pendapat tokoh-tokoh evolusioner tersebut dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pada masa lampau terdapat makhluk hidup yang berbeda dengan makhluk hidup sekarang. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan di permukaan bumi secara bertahap yang menyebabkan adanya perubahan pula pada makhluk hidup untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Penemuan berbagai macam fosil biasanya berupa bagian-bagian tubuh tertentu saja dan jarang ditemukan dalam keadaan yang utuh. Hal itu disebabkan oleh faktor-faktor berikut.

1.     Bagian tubuh yang menyusun organisme lunak sehingga mudah hancur dan jarang

      menjadi fosil.

2.     Terjadinya lipatan batuan bumi atau patahan bumi.

3.     Adanya pengaruh air, angin, dan bakteri.

Fosil yang ditemukan lebih lengkap dari fosil yang lain adalah fosil kuda. Fosil ini ditemukan olehMarsh dan Osborn. Hasil penemuan tersebut kemudian dibuat urutan evolusi secara lengkap yang dapat Anda lihat pada Gambar 7.12!

Gambar 7.12 Evolusi kuda

Dari Gambar 7.12 dapat dijelaskan bahwa terdapat perubahan dan perkembangan yang mengarah pada evolusi bentuk dan fungsi antara lain:

1.     tubuh bertambah besar;

2.     kepala bagian depan semakin panjang;

3.     leher semakin panjang sehingga gerakannya semakin bebas;

4.     perubahan geraham depan dan geraham besar sehingga sangat sesuai untuk makanan

      yang berupa rumput;

5.     anggota tubuh yang lain semakin bertambah panjang, sehingga sesuai dengan gerakan

      untuk berlari cepat;

6.     jari kaki mereduksi dari lima menjadi satu, sehingga dapat mendukung gerakan ketika

      berlari cepat.

Selain mengidentifikasi bentuk dan struktur fosil, pada penemuan fosil dapat pula dilakukan penghitungan umur fosil. Penetapan umur fosil dapat dilakukan dengan cara-cara berikut.

1.     Cara langsung, yaitu dilakukan dengan mengukur umur fosil itu sendiri.

2.     Cara tidak langsung, yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan bumi tempat fosil

      ditemukan.

II.5. MEKANISME EVOLUSI

Evolusi pada makhluk hidup terjadi antara lain karena adanya:

1.    Variasi genetik

2.    Seleksi alam

Variasi genetik terjadi oleh dua sebab utama, yaitu:

1.    adanya mutasi gen

2.    adanya rekombinasi gen-gen dalam satu keturunan. Rekombinasi gen terjadi karena gen-gen berpasangan secara bebas pada waktu pembentukan gamet.

A.   Mutasi Gen

Mutasi gen menyebabkan terjadinya penyimpangan sifat-sifat individu dari sifat yang normal. Terjadinya mutasi ini ada yang dipengaruhi oleh faktor luar, dan ada juga yang dipengaruhi oleh faktor dalam (rekombinasi gen-gen).

Mutasi gen yang tidak dipengaruhi oleh faktor luar mempunyai 2 sifat, yaitu:

1.    Jarang terjadi, sebab tidak setiap rekombinasi gen menyebabkan mutasi

2.    Kebanyakan tidak menguntungkan

Sekalipun demikian, mutasi ini tetap merupakan salah satu mekanisme evolusi yang sangat penting, termasuk dalam hal pembentukkan species baru dengan sifat-sifat yang lebih baik.

Jadi jika mutasi kita tinjau selama periode evolusi dari suatu species, maka tetap akan mendapatkan angka mutasi yang besar.

Hal ini terjadi karena:

1.    Setiap gamet mengandung beribu-ribu gen

2.    Setiap individu mampu menghasilkan beribu-ribu bahkan berjuta-juta gamet dalam satu generasi

3.    Jumlah generasi yang dihasilkan oleh suatu species selama kurun waktu species itu ada banyak sekali.

Berdasarkan hal tersebut maka angka laju mutasi pada setiap species dapat diketahui. Angka laju mutasi adalah angka yang menunjukkan berapakah jumlah gen yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu dari suatu species.

Sebagai contoh data sebagai berikut:

~ Angka laju mutasi per gen = 1 : 100.000

~ Jumlah gen dalam satu individu yang mampu bermutasi = 1000

~ Perbandingan mutasi yang menguntungkan dengan mutasi yang merugikan = 1 : 1000

~ Jumlah populasi setiap generasi = 200 juta

~ Jumlah generasi selama species itu ada = 5000

Pertanyaan yang muncul adalah berapakah kemungkinan terjadinya mutasi yang menguntungkan selama species itu ada?

Jawab:

Jumlah mutasi gen yang menguntungkan yang mungkin terjadi adalah:

~ Pada satu individu:

= 1/100.000  x  1000  x  1/1000  = 1/100.000

~ Pada tiap generasi:

1/100.000  x   200.000.000  =  2000

~ Selama species itu ada (5000 generasi)

2000  x   5000  =  10.000.000

Jadi terbukti, sekalipun mutasi tersebut jarang terjadi dan mutasi yang menguntungkan sangat kecil kemungkinannya, tetapi jika ditinjau selama periode evolusi suatu species maka kemungkinan terjadinya mutasi yang adaptif akan tetap besar.

Ada tiga fakta penting yang muncul pada peristiwa mutasi, yaitu:

1.    Mutasi muncul secara spontan dan tidak di arahkan oleh alam

2.    Mutasi dapat terjadi lagi pada mutan

3.    Mutasi pada umumnya merugikan organisme yang mengalaminya.

B.   Frekuensi Gen Dalam Populasi

Frekuensi gen adalah perbandingan antara gen yang satu dengan gen lainnya di dalam suatu populsi. Misal suatu populasi mempunyai gen dominan A dan  gen resesif a. Kedua gen tersebut sama-sama adaptif.  Maka generasi yang bergenotif AA, Aa maupun aa mempunyai daya fertilitas dan viabelitas yang sama.

Misalnya populsi tersebut dimulai dengan 50% AA jantan dan 50%  aa betina, maka dalam generasi (F₁) semua populasi bergenotif Aa.

Apabila dilakukan perkawinan F₁ dengan F₁ maka frekuensi genotif  F₂ adalah   =

25 AA  :  50 Aa  :  25 aa    atau   ¼  AA  :  ½  Aa  :  ¼ aa

Berdasarkan perhitungan tersebut maka frekuensi keseimbangan genotif F₂ adalah hasil kali frekuensi gen dari masing-masing induknya, yaitu  :

(A  +  a)(A  +  a)            =  AA  +  2 Aa  +  aa

A² +  2 Aa  +  a²

Demikian pula pada generasi F₃ tetap seperti pada F₂ yaitu  1  :  2  :  1. Jadi apabila setiap individu dari berbagai kesempatan melakukan perkawinan yang sama dan berlangsung secara acak, serta setiap genotif mempunyai variabilitas yang sama maka perbandingan antara genotif yang satu denganyang lainnya dari generasi ke generasi adalah tetap sama.

C.   Hukum Hardy-Weinberg

Hardy nama lengkapnya Godfrey Harold Hardy adalah seorang ahli matematka Inggris dan Weinberg yang nama lengkapnya Wilhhelm Weinberg adalah seorang dokter dari jerman. Mereka secara terpisah menemukan hubungan matematika dari frekuensi gen dalam populasi, yang kemudian dikenal sebagai Hukum Hardy-Weinberg. Frekuensi gen dalam populasi adalah perbandingan alela gen tersebut dalam populasi.

Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dan genotip dalam suatu populasi akan berada pada keadaan yang tetap atau konstan (sama) dari generasi ke generasi apabila memenuhi syarat sebagai berikut:

1.    Genotip-genotip yang ada memiliki viabilitas (kemampuan hidup) dan fertilitas (kesuburan) yang sama.

2.    Perkawinan antara genotip terjadi secara acak (random)

3.    Tidak ada mutasi dari gen satu ke gen yang lain atau sebaliknya

4.    Populasi harus cukup besar

5.    Tidak terjadi migrasi antar populasi

6.    Tidak terjadi seleksi alam

Apabila frekuensi gen yang satu dinyatakan dengan symbol p dan alelnya dengan symbol q, maka secara matematika hukum tersebut dinyatakan sebagai berikut:

p  +  q  =  1  atau sama dengan 100%

(p +  q)2  =  1  atau sama dengan 100%

P2 +  2pq  + q2  =  1 atau sama dengan 100%

Pp  +  2pq  +  qq  =  1 atau sama dengan 100%

Dimana:

pp  =  alela yang homozigot

pq  =  alela heterozigot

qq  =  alela homozigot resesif

D.   Perubahan Perbandingan Frekuensi Gen

Hukum hardy-weinber tidak selalu menghasilkan angka perbandingan yang tetap dari generasi ke generasi. Ini berarti dalam populasi frekuensi gen dapat mengalami perubahan.

Faktor yang menyebabkan perubahan frekuensi gen adalah :

1.    Mutasi

Terjadinya mutasi pada satu atau beberapa gen akan mengakibatkan adanya perubahan kesetimbangan gen-gen

2.    Seleksi alam

Apabila gen A memiliki viabilitas lebih rendah dari gen a, atau gen A memiliki mempunyai daya fertilitas lebih baik dari gen a, maka jumlah individu dengan gen A dalam populasi itu akan bertambah, sedangkan individu dengan gen a akan berkurang.

Contoh untuk mutasi gen sekaligus seleksi alam adalah: Didanau buatan AS, selain katak normal (A) ditemukan pula katak berkaki banyak dan mandul (a). Jika populasi dari katak (Aa) saling mengadakan perkawinan, berapakah perbandingan genotip AA : Aa : aa dalam populasi tersebut pada generasi berikutnya bila diketahui:

~ keturunan dari populasi asal terdiri atas : 27 individu AA, 54 individu Aa, dan 27 aa

~ jumlah perkawina yang terjadi adalah 45

~ jumlah individu yang dihasilkan dari setiap perkawinan adalah 10 individu.

Jawab:

Perbandingan genotip keturunan populasi asal adalah 27 AA : 54 Aa : 27 aa = 1 : 2 : 1

Perbandinhan antara individu yang subur (normal) dengan mandul adalah (AA  +  Aa) : aa  =  (27 + 54) : 27 = 81 : 27  =  3 : 1

Berarti dari seluruh individu yang normal (subur) terdiri atas 1/3 bergenotip AA dan 2/3 Aa. Oleh karena itu kemungkinan terjadinya perkawinan antara induk-induk tersebut adalah:

Karena jumlah perkawinan adalah 45 maka jumlah perkawinan antara:

AA  x  AA  = 1/9  x  45  = 5

AA  x  Aa  =  2/9  x  45  = 10

Aa  x  AA  =  2/9  x  45  =  10

Aa  x  Aa  =  4/9  x  45  =  20

Setiap perkawinan menghasilkan 10 individu untuk masing-masing genotip:

Jadi perbandingan genotip AA : Aa : aa  = 200  : 200 : 50 = 4 : 4 : 1

3.    Migrasi (emigrasi dan Imigrasi)

Migrasi menyebabkan frekuensi gen akan berubah

Contoh:

Xylopa nobilis (kumbang) antara daerah manado dengan kepulauan sangihe. Kumbang-kumbang di dua daerah tersebut menunjukkan perbedaan genetika. Karena sesuatu hal, kumbang kayu di pulau sangihe bermigrasi ke manado. Pada kumbang tersebut terjadi interhibridisasi sehingga terjadi perubahan frekuensi gen pada generasi selanjutnya.

4.    Rekombinasi dan seleksi

Rekombinasi merupakan penggabungan gen-gen melalui perkawinan silang. Genotip rekombinan tidak sama dengan induknya. Sehubungan dengan itu rekombinasi gen menimbulkan perubahan gen pada generasi berikutnya.

5.    Perubahan alam sekitar.

Perubahan alam sekitar dan adanya mekanisme isolasi dapat menyebabkan populasi dari species terpisah, akhirnya berkembang menjadi species-species baru.

Contoh:

~ Xylopa nobilis pulau sangihe dengan Xylocopa nobilis di menado

~ Burung finch di kepulauan Galapagos dengan burung Finch di daratan Amerika Selatan

II.6. SPESIASI

Spesiasi merupakan proses pembentukan spesies baru dan berbeda dari spesies sebelumnya melalui proses perkembangbiakan secara natural dalam kerangka evolusi. Spesiasi sangat terkait dengan evolusi, keduanya merupakan proses perubahan yang berangsur-angsur, sedikit demi sedikit, secara gradual, perlahan tetapi pasti terjadi. Spesiasi lebih ditekankan pada perubahan yang terjadi pada populasi jenis tertentu. Kecepatan spesiasi maupun kepunahan sebagian tergantung pada ukuran kisaran geografis dari suatu daerah. Daerah yang luas cenderung meningkatkan kecepatan spesiasi dan menurunkan kecepatan kepunahan. Jenis yang terdapat di daerah yang luas akan mengalami spesiasi lebih cepat, sedangkan menurunnya luas area akan meningkatkan kepunahan suatu jenis, jadi menurunkan jumlah jenis yang akan mengalami spesiasi. (Widodo, 2007). Spesiasi atau terbentuknya spesies baru dapat diakibatkan oleh adanya isolasi geografi, isolasi reproduksi, dan perubahan genetika (Campbell, 2003). Adapun proses spesiasi ini dapat berlangsung secara cepat atau lama hingga berjuta-juta tahun.

Spesiasi adalah pembentukan spesies baru dan berbeda dari spesies sebelumnya dalam kerangka evolusi. Spesiasi dapat berlangsung cepat, dapat pula berlangsung lama hingga puluhan juta tahun. Setiap populasi terdiri atas kumpulan individu sejenis (satu spesies) dan menempati suatu lokasi yang sama. Karena suatu sebab, populasi dapat terpisah dan masing-masing mengembangkan adaptasinya sesuai dengan lingkungan baru. Dalam jangka waktu yang lama, populasi yang saling terpisah itu masing-masing berkembang menjadi spesies baru sehingga tidak dapat lagi mengadakan perkawinan yang menghasilkan keturunan fertil. Terbentuknya spesies baru (spesiasi) dapat diakibatkan oleh adanya isolasi geografi, isolasi reproduksi, dan perubahan genetika.

B. Syarat terjadinya spesiasi

1. Adanya perubahan lingkungan

Perubahan lingkungan dapat menyebabkan perubahan evolusi. Contohnya, bencana alam dapat menyebabkan timbulnya kepunahan massal di muka bumi. Bencana alam seperti glasiasi, vulkanisme, atau akibat pergesaran benua, dan proses-proses lainnya menyebabkan perubahan global yang menyebabkan timbulnya kepunahan missal di muka bumi. Kepunahan massal akan menimbulkan relung-relung kosong yang dalam waktu lama relung-relung tersebut baru terisi. Apabila tidak ada relung yang kosong, tidak ada tempat bagi suatu spesies untuk mengalami proses spesiasi.

2. Adanya relung (niche) yang kosong

Relung merupakan tempat hidup dan interaksi suatu organisme. Suatu spesies selalu menempati relung tertentu. Suatu relung umumnya hanya dapat ditempati oleh satu jenis spesies saja. Kepunahan massal akan menimbulkan relung-relung kosong yang akan menyebabkan relung-relung baru terisi kembali dalam jangka waktu yang panjang. Apabila relung tersebut kosong (tidak ada organisme yang menempatinya), maka akan ada banyak organisme yang berusaha menempati relung tersebut.

3. Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme

Selalu akan ada sejumlah organisme yang mencoba mengisi relung yang kosong. Keberhasilan suatu organisme mengisi relung ditentukan oleh seberapa besar kecocokan organisme tersebut dibandingkan dengan persyaratan relung yang kosong.

C. Proses Spesiasi

1. Isolasi Geografi

Mayoritas para ahli biologi berpandangan bahwa faktor awal dalam proses spesiasi adalah pemisahan geografis, karena selama populasi dari spesies yang sama masih dalam hubungan langsung maupun tidak langsung gene flow masih dapat terjadi, meskipun berbagai populasi di dalam sistem dapat menyimpang di dalam beberapa sifat sehingga menyebabkan variasi intraspesies. Hal serupa juga dikemukakan oleh Campbell dkk (2003) bahwa proses-proses geologis dapat memisahkan suatu populasi menjadi dua atau lebih terisolasi. Suatu daerah pegunungan bisa muncul dan secara perlahan-lahan memisahkan populasi organisme yang hanya dapat menempati dataran rendah; suatu glasier yang yang bergeser secara perlahan-lahan bisa membagi suatu populasi; atau suatu danau besar bisa surut sampai terbentuk beberapa danau yang lebih kecil dengan populasi yang sekarang menjadi terisolasi. Jika populasi yang semula kontinyu dipisahkan oleh geografis sehingga terbentuk hambatan bagi penyebaran spesies, maka populasi yang demikian tidak akan lagi bertukar susunan gennya dan evolusinya berlangsung secara sendiri-sendiri. Seiring dengan berjalannya waktu, kedua populasi tersebut akan makin berbeda sebab masing-masing menjalani evolusi dengan caranya masing-masing (Widodo dkk, 2003).

Pada awalnya isolasi reproduksi muncul sebagai akibat adanya faktor geografis, yang sebenarnya populasi tersebut masih memiliki potensi untuk melakukan interbreeding dan masih dapat dikatakan sebagai satu spesies. Kemudian kedua populasi tersebut menjadi begitu berbeda secara genetis, sehinggagene flow yang efektif tidak akan berlangsung lagi jika keduanya bercampur kembali. Jika titik pemisahan tersebut dapat tercapai, maka kedua populasi telah menjadi dua spesies yang terpisah (Widodo dkk, 2003). Isolasi geografi dari sistem populasi diprediksi akan mengalami penyimpangan karena kedua sistem populasi yang terpisah itu mempunyai frekuensi gen awal yang berbeda, terjadi mutasi, pengaruh tekanan seleksi dari lingkungan yang berbeda, serta adanya pergeseran susunan genetis (genetic drift), ini memunculkan peluang untuk terbentuknya populasi kecil dengan membentuk koloni baru.

Suatu penghalang (barier) adalah keadaaan fisis ekologis yang mencegah terjadinya perpindahan-perpindahan spesies tertentu melewati batas ini dan suatu barier suatu spesies belum tentu merupakan barier bagi spesies lain. Perubahan waktu yang terjadi pada isolasi geografis menyebabkan terjadinya isolasi reproduktif sehingga menghasilkan dua spesies yang berbeda.

a. Proses spesiasi Simpatri

Menurut Campbell, dkk (2003) dalam spesiasi simpatrik, spesies baru muncul di dalam lingkungan hidup populasi tetua; isolasi genetik berkembang dengan berbagai cara, tanpa adanya isolasi geografis. Model spesiasi simpatrik meliputi spesiasi gradual dan spontan. Sebagian besar model spesiasi simpatrik masih dalam kontroversi, kecuali pada model spesiasi spontan dan spesiasi poliploidi yang terjadi pada tumbuhan.

Hugo de Vries menyatakan bahwa spesiasi simpatrik dengan autopoliploidi yang terjadi pada tumbuhan bunga primrose (Oenothera lamarckiana) yang merupakan suatu spesies diploid dengan 14 kromosom. Di mana suatu saat muncul varian baru yang tidak biasanya diantara tumbuhan itu dan bersifat tetraploid dengan 28 kromosom. Selanjutnya bahwa tumbuhan itu tidak mampu kawin dengan bunga mawar diploid, spesies baru itu kemudian dinamai Oenothera gigas. Mekanisme lain spesiasi adalah alopoliploidyaitu kontribusi dua spesies yang berbeda terhadap suatu hibrid poliploid. Misalnya rumput Spartina anglicayang berasal dari hibridisasi Spartina maritima dengan Spartina alternaflora. Spesiasi simpatrik pada hewan contohnya serangga Rhagoletis sp.

Model-model spesiasi simpatrik didasarkan pada seleksi terpecah (distruptive selection), seperti ketika dua homozigot pada satu atau lebih lokus teradaptasi dengan sumber yang berbeda dan hal itu merupakan suatu multiple-niche polymorphism. Contohnya pada serangga herbivora bergenotip AA dan A’A’ teradaptasi dengan spesies tumbuhan 1 dan 2, dimana genotip AA’ tidak teradaptasi dengan baik. Masing-masing homozigot ingin mempunyai fittes lebih tinggi jika dilakukan mating secara assortativedengan genotip yang mirip dan tidak menghasilkan keturunan heterozigot yang tidak fit. Assortative matingmungkin dipertimbangkan adanya lokus B yang dapat mempengaruhi perilaku kawin maupun mendorong serangga untuk memilih inang spesifik, yang pada tempat tersebut dapat ditemukan pasangan dan kemudian dapat bertelur. Jika BB dan Bb kawin hanya pada inang 2, perbedaan dalam pemilihan inang dapat mendasari terjadinya pengasingan/ isolasi reproduktif. Banyak dari serangga herbivora yang merupakan spesies yang berkerabat dekat dibatasi oleh perbedaan inang, terutama untuk pemenuhan kebutuhan makan, mating/kawin.

b. Proses spesiasi tidak Simpatri

Spesiasi tidak simpatri adalah proses spesiasi yang terdapat dalam area geografi yang berbeda dibandingkan dengan area geografi suatu spesies yang paling berkerabat. Spesiasi tidak simpatri dapat dibagi tiga, yaitu spesiasi alopatri (spesiasi yang terjadi di daerah yang berjauhan atau berlainan dari satu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya), spesiasi parapatri (spesiasi terjadi di daerah yang bersebelahan dengan daerah dari suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya), spesiasi peripatri (spesiasi yang terjadi di daerah pinggir dari daerah suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya).

1) Spesiasi Alopatrik ( Allopatric Speciation)

Terjadinya spesiasi alopatrik banyak dibuktikan melalui studi variasi geografi. Spesies yang beranekaragam secara geografis dari seluruh karakter dapat menghalangi pertukaran gen antara spesies simpatrik. Populasi yang terpisah secara geografis dapat terisolasi oleh kemandulan atau perbedaan perilaku dibandingkan dengan populasi yang berdekatan. Populasi yang terisolasi mungkin tidak dapat melakukan interbreeding jika mereka bertemu, karena bentuknya sangat menyimpang (divergent) dan kemudian masuk ke dalam simpatrik tetapi tidak terjadi interbreeding. Spesiasi alopatrik merupakan mekanisme isolasi yang terjadi secara gradual.

Contoh bukti perbedaan alopatrik misalnya hewan air tawar menunjukkan keanekaragaman yang besar di daerah pegunungan yang banyak terisolasi dengan sistem sungai. Pada suatu pulau suatu spesies adalah homogen di atas rentang kontinen yang berbeda dalam hal penampilan, ekologi dan perilaku. Contoh spesiasi alopatrik lainnya adalah pembentukan spesies burung finch di Kepulauan Galapagos yang dikemukakan oleh Darwin. Menurut Darwin dalam Stearns and Hoekstra (2003) bahwa burung finch berasal dari satu nenek moyang burung yang sama.

Spesiasi alopatrik juga dialami oleh tupai antelope di Grand Canyon. Di mana pada tebing selatan hidup tupai antelope harris (Ammospermophillus harris). Beberapa mil dari daerah itu pada sisi tebing utara hidup tupai antelope berekor putih harris (Ammospermophillus leucurus), yang berukuran sedikit lebih kecil dan memiliki ekor yang lebih pendek dengan warna putih di bawah ekornya (Gambar 2.6.). Ternyata di situ semua burung-burung dan organisme lain dapat dengan mudah menyebar melewati ngarai ini, tetapi tidak dapat dilewati oleh kedua jenis tupai ini.

2) Spesiasi parapatrik/ Semi geografik

Jika seleksi menyokong dua alel berbeda yang berdekatan atau parapatrik, frekuensi sudah dapat ditetapkan. Dengan cukupnya seleksi pada suatu lokus yang berkontribusi terhadap isolasi reproduktif, populasi dapat membedakan kepada spesies yang terisolasi secara reproduktif. Endler (1977) dalam Widodo dkk (2003) berargumen bahwa zona bastar yang biasanya menandai untuk dapat terjadinya kontak sekunder sebenarnya sudah muncul secara in situ (melalui perbedaan populasi parapatrik dan spesies yang muncul juga parapatrik).

Spesiasi Parapatrik merupakan spesiasi yang terjadi karena adanya variasi frekuensi kawin dalam suatu populasi yang menempati wilayah yang sama. Pada model ini, spesies induk tinggal di habitat yang kontinu tanpa ada isolasi geografi. Spesies baru terbentuk dari populasi yang berdekatan. Suatu populasi yang berada di dalam wilayah tertentu harus berusaha untuk beradaptasi dengan baik untuk menjamin kelangsungan hidupnya, dan usaha itu dimulai dengan memperluas daerah ke daerah lain yang masih berdekatan dengan daerah asalnya. Apabila di area yang baru ini terjadi seleksi, maka perubahan gen akan terakumulasi dan dua populasi akan berubah menjadi teradaptasikan dengan lingkungan barunya. Jika kemudian mereka berubah menjadi spesies lain (spesies yang berbeda), maka perbatasan ini akan diakui sebagai zona hibrid. Dengan demikian, dua populasi tersebut akan terpisah, namun secara geografis letaknya berdekatan sepanjang gradient lingkungan.

Di dalam spesiasi parapatrik tidak ada barier ekstrinsik yang spesifik untuk gene flow. Populasi berlanjut, tetapi populasi tidak kawin secara acak, individu lebih mudah kawin dengan tetangganya secara geografis dari pada individu di dalam cakupan populasi yang berbeda. Artinya bahwa individu lebih mungkin untuk kawin dengan tetangganya daripada dengan individu yang ada dalam cakupan Di dalam gaya ini, penyimpangan boleh terjadi oleh karena arus gen dikurangi di dalam populasi dan bermacam-macam tekanan pemilihan ke seberang cakupan populasi.

3) Spesiasi peripatrik

Spesiasi peripatrik : proses spesiasi yang terjadi di daerah pinggir dari daerah suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Suatu organisme memiliki kisaran toleransi tertentu, akibatnya jenis tersebut akan menempati daerah tertentu. Semakin jauh dari pusat penyebarannya, maka lingkungannya pun makin berbeda. Dengan demikian spesies yang menempati daerah tersebut akan semakin berbeda dengan spesies yang menempati pusat. Dengan demikian, interaksi antara populasi tersebut dengan populasi satu spesiesnya menjadi sangat terbatas.

2. Isolasi Reproduksi

Pengaruh isolasi geografis dalam spesiasi dapat terjadi karena adanya pencegahan gene flow antara dua sistem populasi yang berdekatan akibat faktor ekstrinsik (geografis). Setelah kedua populasi berbeda terjadi pengumpulan perbedaan dalam rentang waktu yang cukup lama sehingga dapat menjadi mekanisme isolasi instrinsik. Isolasi instrinsik dapat mencegah bercampurnya dua populasi atau mencegahinterbreeding jika kedua populasi tersebut berkumpul kembali setelah batas pemisahan tidak ada.

Spesiasi dimulai dengan terdapatnya penghambat luar yang menjadikan kedua populasi menjadi sama sekali alopatrik (mempunyai tempat yang berbeda) dan keadaan ini belum sempurna sampai populasi mengalami proses instrinsik yang menjaga supaya supaya mereka tetap alopatrik atau gene pool mereka tetap terpisah meskipun mereka dalam keadaan simpatrik (mempunyai tempat yang sama).

Mekanisme isolasi intrinsik yang mungkin dapat timbul yaitu isolasi sebelum perkawinan dan isolasi sesudah perkawinan.

a. Isolasi Sebelum Perkawinan (Pre-mating isolation/prezygotic barrier)

Isolasi sebelum perkawinan menghalangi perkawinan antara spesies atau merintangi pembuahan telur jika anggota-anggota spesies yang berbeda berusaha untuk saling mengawini. Isolasi ini terdiri dari:

1) Isolasi Ekologi (ecological)

Dua sistem yang mula-mula dipisahkan oleh penghambat luar (eksternal barrier), suatu ketika mempunyai karakteristik yang khusus untuk berbagai keadaan lingkungan meskipun penghambat luar tersebut dihilangkan, keduanya tidak akan simpatrik. Setiap populasi tidak mampu hidup pada tempat dimana populasi lain berada, mereka dapat mengalami perubahan pada perbedaan-perbedaan genetik yang dapat tetap memisahkan mereka. Setiap spesies beradaptasi dengan iklim setempat di dalam batas-batas daerah sendiri dan iklim dari keduanya sangat berbeda, sehingga setiap spesies tidak mungkin hidup di tempat spesies yang lain. Jadi, disini terdapat perbedaan-perbedaan genetik yang mencegah gene flow diantara spesies pada keadaan yang alami. Contohnya pada pohon jenisPlatanus occidentalis yang terdapat di bagian timur Amerika Serikat dan Platanus orientalis yang terdapat di timur Laut Tengah, kedua spesies ini dapat disilangkan dan menghasilkan hibrid yang kuat dan fertil. Kedua spesies ini terpisah tempat yang berbeda dan fertilisasi alami tidak mungkin terjadi (Waluyo, 2005).

2) Isolasi Tingkah laku (Behavioral)

Tingkah laku berperan sangat penting dalam hal courtship (percumbuan) dan perkawinan (mating). Tingkah laku juga berperan pada perkawinan acak antar spesies yang berbeda sehingga perkawinan mendapat hambatan oleh terjadinya inkompatibilitas beberapa perilaku sebagai dasar bagi suksesnya perkawinan tersebut. Contohnya pada hewan jantan spesies tertentu memiliki pola perilaku yang spesifik dalam menarik, mendekati dan mengawini pasangannya. Kegagalan perkawinan terjadi karena pasangan merasa asing dengan pola perilaku yang ditunjukkan oleh pasangannya sehingga terjadi penolakan. Selain sekuen perilaku yang spesifik seperti yang ditunjukkan oleh burung bower di mana hewan jantan harus mempersiapkan pelaminan yang penuh dengan aksesoris tertentu agar burung betina mau dikawini. Isolasi perilaku sangat tergantung pada produksi dan penerimaan stimulus oleh pasangan dari dua jenis kelamin yang berbeda. Jenis stimulus yang dominan untuk mensukseskan perkawinan, stimulus tersebut diantaranya adalah:

a) Stimulus visual: Bentuk, warna, dan karakter morfologi lain dapat mempengaruhi stimulus visual. Beberapa hewan seperti kelompok ikan, burung, dan insekta menunjukkan bahwa stimulus visual dominan mempengaruhi ketertarikan pasangan seksualnya. Contohnya pada bebek liar Amerika Serikat yang simpatrik mempunyai courtship display yang baik dan disertai dengan warna yang mencolok pada bebek jantan. Fungsinya adalah untuk memperkecil kesempatan bebek betina memilih pasangan yang salah (Waluyo, 2005).

b) Stimulus adaptif: Bunyi nyanyian atau suara lain yang spesifik berfungsi sebagai alat komunikasi antar jenis kelamin yang mengarah pada proses terjadinya perkawinan intra maupun interspesies. Suara-suara yang dikeluarkan oleh insekta, reptilia, burung, dan mamalia banyak yang spesifik untuk tiap spesies.

c) Stimulus kimia/feromon: Parris (1999) menyatakan bahwa feromon merupakan signal kimia yang bersifat intraspesifik yang penting dan digunakan untuk menarik dan membedakan pasangannya, bahkan feromon dapat bertindak sebagai tanda bahaya. Molekul ini spesifik pada individu betina yang dapat merangsang individu jantan dan atau sebaliknya sebagai molekul spesifik yang dihasilkan oleh individu betina untuk menolak individu jantan. Misalnya pada Drosophila melanogaster feromon mempunyai pengaruh pada tingkah laku perkawinan, di mana dengan adanya feromon yang dilepaskan oleh individu betina membuat individu jantan melakuakn aktivitas sebagai wujud responnya terhadap adanya feromon tersebut.

3) Isolasi Sementara (temporal)

Dua spesies yang kawin pada waktu yang berbeda (hari, musim, atau tahun), gametnya tidak akan pernah mencampur. Misalnya hewan singung berbintik (Spilogale gracilis) yang sangat mirip dengan S. putorius ini tidak akan saling mengawini karena S. gracilis kawin pada akhir musim panas dan S. putorius kawin pada akhir musim dingin. Hal yang sama juga terjadi pada 3 spesies dari genus anggrek Dendrobium yang hidup di musim tropis basah yang sama tidak terhibridisasi, karena ketige spesies ini berbunga pada hari yang berbeda.

4) Isolasi Mekanik (mechanical)

Apabila perbedaan struktural diantara dua populasi yang sangat berdekatan menyebabkan terhalangnya perkawinan antar spesies, maka diantara kedua populasi tersebut tidak terjadi gene flow(Waluyo, 2005). Isolasi mekanik ditunjukkan oleh inkompatibilitas alat reproduksi antara dua spesies yang berbeda sehingga pada saat terjadinya perkawinan salah satu pasangannya menderita. Mekanisme ini sebagaimana terlihat pada Molusca sub-famili Polygyrinae, struktur genetalianya menghalangi terjadinya perkawinan spesies dalam sub-famili yang sama. Pada tumbuhan isolasi ini terlihat pada tanaman sage hitam yang memiliki bunga kecil yang hanya dapat diserbuki oelh lebah kecil. Berbeda dengan tanaman sage putih yang memiliki struktur bunga yang besar yang hanya dapat diserbuki oleh lebah yang besar.

5) Isolasi Gametis (gametic)

Isolasi gamet menghalangi terjadinya fertilisasi akibat susunan kimiawi dan molekul yang berbeda antara dua sel gamet, seperti spermatozoa yang mengalami kerusakan di daerah traktus genital organ betina karena adanya reaksi antigenik, menjadi immobilitas, dan mengalami kematian sebelum mencapai atau bertemu sel telur. Contohnya pada persilangan Drosophila virilis dan D. americana, sperma segera berhenti bergerak pada saat sampai pada alat kelamin betina, atau bila tidak rusak maka sperma akan mengalami kematian. gambaran lain juga yang terjadi pada ikan, di mana telur ikan yang dikeluarkan dari air tidak akan dibuahi oleh sperma dari spesies lain karena selaput sel telurnya mengandung protein tertentu yang hanya dapat mengikat molekul sel sperma dari spesies yang sama.

b. Isolasi Setelah Perkawinan (Post-mating isolation/Postzigotic barrier)

Hal ini terjadi jika sel sperma dari satu spesies membuahi ovum dari spesies yang lain, maka barier postzigot akan mencegah zigot hibrida itu untuk berkembang menjadi organisme dewasa yang bertahan hidup dan fertil. Mekanisme ini dapat terjadi melalui:

1) Kematian zigot (zygotic mortality)

Sel telur yang telah dibuahi oleh sperma spesies lain (zigot hibrid) seringkali tidak mengalami perkembangan regular pada setiap stadianya, sehingga zigot tersebut mengalami abnormalitas dan tidak mencapai tahapan maturitas yang baik atau mengalami kematian pada stadia awal perkembangannya. Di antara banyak spesies katak yang termasuk dalam genus Rana, beberapa diantaranya hidup pada daerah dan habitat yang sama, dan kadang-kadang mereka bisa berhibridisasi. Akan tetapi keturunan yang dihasilkan umumnya tidak menyelesaikan perkembangannya dan akan mengalami kematian.

2) Perusakan hibrid (hybrid breakdown)

Pada beberapa kasus ketika spesies berbeda melakuakn kawin silang, keturunan hibrid generasi pertama dapat bertahan hidup dan fertil, tetapi ketika hibrid tersebut kawin satu sama lain atau dengan spesies induknya, keturunan generasi berikutnya akan menjadi lemah dan mandul. Sebagai contoh, spesies kapas yang berbeda dapat menghasilkan keturunan hibrid yang fertil, tetapi kerusakan terjadi pada generasi berikutnya ketika keturunan hibrid itu mati pada saat berbentuk biji atau tumbuh menjadi tumbuhan yang cacat dan lemah.

3) Sterilitas hibrid

Hibridisasi pada beberapa spesies dapat menghasilkan keturunan yang sehat dan hidup normal akan tetapi hibrid tersebut mengalami sterilitas. Terjadinya sterilitas ini disebabkan oleh inkompatibilitas genetik yang nyata sehingga tidak dapat menurunkan keturunannya. Contoh hibrid yang steril antara lain: mule (hibrid antara keledai dan kuda), cama (hibrid antara onta dan ilama), tiglon (hibrid anatara macan dan singa), zebroid (hibrid antara zebra dan kuda).

II.7.  SEJARAH EVOLUSI MANUSIA

Gambar 7.1 Evolusi manusia

Sejarah Evolusi Manusia- Perhatikan kembali Gambar 7.1. di depan. Gambar 7.1 menjelaskan bahwa sebenarnya manusia bukan berasal dari kera, melainkan antara kera dan manusia memiliki cikal bakal yang sama. Jika melihat fenomena tersebut, maka dapat membayangkan proses evolusi berjalan secara bertahap dalam waktu yang sangat lama. Sejarah manusia dimulai dari primata cikal bakal kemudian dalam perkembangannya akan mengalami perubahan dari generasi ke generasi sampai perkembangan yang lebih baik seperti manusia zaman sekarang. Sejarah manusia yang berasal dari primata cikal bakal adalah sebagai berikut.

A. Primata

 Pada tahun 1871, Charles Darwin menerbitkan bukunya yang berjudul The Descent Of Man yang berisi tentang asal usul manusia. Pendapat Darwin tersebut didasarkan atas adanya hubungan kekerabatan antara manusia dengan primata. Hubungan kekerabatan tersebut juga dapat dilihat antara manusia (Hominidae) dan orang utan (Pongidae). Di antara bentuk persamaan tersebut dapat Anda lihat struktur tubuhnya, antara lain:

1. mata menghadap ke depan;
2. memilki kelenjar susu yang terletak di dada;
3. memiliki struktur, jumlah, dan macam kerangka yang sama;
4. organ darah mempunyai susunan kimia yang sama;
5. bentuk rahim dengan tipe simpleks.

Selain persamaan di atas, juga terdapat perbedaan antara keduanya. Perbedaan tersebut dapat Anda lihat pada Tabel 7.1 di bawah ini.

Tabel 7.1 Perbedaan Antara Manusia (Hominidae) dan Orang Utan (Pongidae)

Struktur Tubuh	Manusia (Hominidae)	Orang Utan (Pongidae)
Kedudukan tengkorak	Tepat di ujung tulang belakang	Sebelah depan ujung tulang belakang
Rahang	Berbentuk seperti huruf V	Berbentuk seperti huruf U
Gigi	Ukuran dan tinggi sama	Ukuran dan tinggi tidak sama
Tulang belakang	Tegak dan kuat	Bengkok
Tangan	Lebih pendek dari kaki	Lebih panjang dari kaki
Kaki	Untuk berjalan	Untuk berjalan dan memegang
Ibu jari kaki	Tidak dapat bergerak bebas	Dapat bergerak bebas
Pelvis	Lebar dan kuat	Sempit dan memanjang

Agar lebih jelas tentang struktur tubuh di atas, Anda dapat membandingkannya secara langsung. Pergilah ke kebun binatang, kemudian amati struktur tubuh dari orang utan. Hasilnya dapat Anda catat di buku tugas dan kemudian dapat dibuat suatu kesimpulan.

b. Manusia purba. Fosil manusia purba ditemukan di berbagai tempat. Penemuan tersebut dapat menunjukkan suatu perbandingan dan mengetahui perkembangan evolusi yang terjadi. Di antara penemuan yang ada adalah sebagai berikut.

1. Manusia kera Afrika Selatan. Beberapa fosil manusia kera dari Afrika Selatan ditemukan olehRaymond Dart (1829 – 1924). Beberapa penemuan tersebut antara lain Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, Plesianthropus transvelensis. Menurut Raymond Dart, manusia kera Afrika Selatan memiliki karakteristik antara lain:
1) dapat berdiri tegak dan berjalan dengan dua kaki;
2) memiliki tinggi badan kurang lebih 1,5 meter;
3) memiliki volume otak hanya sekitar 450 – 600 cm³;
4) habitat hidup di tempat terbuka.

2. Manusia kera Afrika timur. Fosil ini ditemukan oleh Leakey dan diberi nama Australopithecus boisai yang memiliki ciri-ciri antara lain berbadan lebih kekar, gigi, dan tulang rahang lebih kuat. Penemuan lain adalah jenis Australopithecus habilis yang memiliki ciri-ciri antara lain:
1) memiliki volume otak yang lebih besar dibandingkan manusia kera Afrika yang lain yaitu ± 650 cm3, sehingga intelegensinya lebih tinggi;
2) sudah menggunakan alat bantu untuk memotong dari batu.

3. Manusia Jawa. Fosil manusia Jawa ditemukan oleh Eugene Dubois, yang merupakan ahli anatomi dan geologi dari Belanda. E. Dubois menemukan fosil tersebut di daerah Trinil, Jawa Timur pada tahun 1894. Pada tempat yang berbeda ditemukan pula manusia Jawa jenis lain. Penemuan ini dilakukan oleh C.R. Von Koenigswald di daerah Mojokerto dan Sangiran. Hasil penemuan Koenigswald tersebut diberi nama Pithecanthropus erectus. Manusia Jawa yang ditemukan tersebut memiliki ciri-ciri antara lain:

1) dapat berdiri dan berjalan dengan dua kaki;

2) memiliki volume otak kurang lebih 770 – 1000 cm3;

3) dapat berkomunikasi dengan berbicara;

4) dapat membuat alat berburu dan menggunakan api;

5) hidup kurang lebih 500.000 s.d. 300.000 tahun yang lalu.

4. Manusia Peking. Penemuan fosil manusia purba dilakukan oleh Davidson Black (Canada) danFranz Weiden Reich (Amerika) pada tahun 1920. Penemuan manusia purba tersebut berada di Gua Kapur, Peking. Hasil penemuan tersebut diberi nama Sinanthropus pekinensis. Ciri-ciri manusia Peking tersebut antara lain:

1) memiliki volume otak yang agak besar yaitu kurang lebih 900–1200 cm3;

2) diperkirakan hidup sekitar 500.000 tahun yang lalu;

3) mampu menggunakan senjata dan perkakas dari tulang dan batu;

4) sudah menggunakan api;

5) mempunyai kebudayaan yang lebih maju.

5. Homo Sapiens. Penemuan Homo sapiens oleh Eugene Dubois yaitu Homo wajakensis yang ditemukan di desa Wajak, Jawa Timur pada tahun 1889. Spesies ini diperkirakan hidup kurang lebih 40.000 tahun.

c. Manusia Modern. Manusia modern memiliki ciri-ciri antara lain:

1. memiliki volume otak ± 1400 – 1500 cm³;
2. memiliki tinggi badan ± 1,6 m;
3. memiliki peradaban yang maju;
4. mempunyai peralatan yang lebih baik;
5. suka berburu;
6. sudah terdapat hubungan sosial dan upacara ritual;
7. diperkirakan hidup sekitar 100.000 – 40.000 tahun yang lalu.

Dari ciri-ciri tersebut, Anda dapat melihat suatu perkembangan terjadi menuju bentuk manusia yang lebih baik. Dari penjelasan mengenai berbagai sejarah evolusi manusia tersebut, Anda akan memiliki gambaran tentang perkembangan dari generasi ke generasi sehingga membentuk manusia yang lebih sempurna seperti sekarang.

II.8 ASAL USUL KEHIDUPAN

Pernahkah Anda berpikir kapan bumi ini diciptakan? Di mana dan dengan cara bagaimana kehidupan ini berawal? Pertanyaan-pertanyaan tersebut sebenarnya sering sekali dilontarkan dan hampir berada pada setiap benak orang. Banyak orang ingin mengetahui jawabannya yang pasti, namun semuanya selalu berujung pada Tuhan Yang Maha Esa. Adanya pertanyaan-pertanyaan tersebut memotivasi para ahli Biologi untuk meneliti asal-usul dari kehidupan itu. Mereka berusaha mencari jawabannya dengan segala macam eksperimen yang dilakukan, kemudian hasilnya dibuat hipotesis, sehingga teori-teori asal-usul kehidupan ini baru merupakan hipotesis, belum merupakan kenyataan yang pasti, karena tidak seorangpun yang sudah mengalami dan menjadi saksi awal pertama kehidupan dimulai. Beberapa tokoh-tokoh Biologi yang memiliki gagasan tentang teori asal-usul kehidupan adalah sebagai berikut.

A. Teori Abiogenesis (Generatio Spontanae)

Teori Abiogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda tak hidup. Orang yang pertama kali mengemukakan teori ini adalah Aristoteles (384 – 322 SM). Teori ini diperoleh dari pengamatan keadaan lingkungan disekitarnya. Misalnya cacing berasal dari tanah atau ulat berasal dari daging, sehingga diambil kesimpulan bahwa makhluk hidup berasal dari benda tak hidup. Namun, semakin banyak orang mempelajari biologi maka orang mulai meragukan teori abiogenesis. Keraguan tersebut berhasil diyakinkan oleh Anthony Van Leeuwenhoek pada abad ke-17. Leeuwenhoek menemukan mikroskop yang dapat memperlihatkan mikroorganisme, sperma, sel darah, dan mikroorganisme lainya.

B. Teori Biogenesis

Teori Biogenesis merupakan teori yang mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang ada sebelumnya. Teori ini didukung oleh beberapa penelitian.

1. Percobaan Francesco Redi

Pada tahun 1668, seorang dokter italia yang bernama francesco redi melakukan percobaan untuk menunjukan bahwa ulat tidak muncul dari daging yang membusuk melainkan dari telur lalat. Pada percobaannya, francesco redi menggunakan 2 buah toples yang berisi daging. Toples pertama diisi daging dan ditutup dengan rapat. Toples kedua diisi dengan daging dan di biarkan terbuka. Setelah didiamkan beberapa hari, daging pada toples pertama tidak mengandung ulat. Sebaliknya pada toples kedua dagingnya mengandung ulat. Dari percobaan tersebut francesco redi menyimpulkan bahwa ulat yang terdapat pada toples kedua berasal dari lalat. Lalat yang hinggap pada daging tersebut bertelur, dan telurnya tersimpan dalam daging tersebut kemudian menetas dan menjadi ulat.

Gambar 7.13 Percobaan Francesco Redi

Hasil percobaan ini tidak dapat diterima oleh para pendukung teori abiogenesis, karena pada toples pertama yang tertutup rapat udara tidak dapat masuk, sehingga kehidupan tidak dapat terjadi. Untuk membuktikan kebenaran teorinya, maka francesco redi melakukan percobaan yang kedua. Pada percobaannya kali ini daging diletakkan pada toples yang tidak ditutup dengan kain kasa sehigga udara masih dapat masuk, tetapi lalat tidak dapat masuk. Hasil dari percobaan tersebut adalah daging membusuk dan pada daging terdapat beberapa ulat. Kesimpulan yang diambl dari percobaan ini adalh bahwa ulat tidak berasal dari daging yang membusuk melainkan dari lalat yang hinggap di kain kasa dan telurnya jatuh di atas daging.

2. Percobaan Lazzaro Spallanzani

Penelitian mengenai biogenesis juga dilakukan oleh pendeta berkebangsaan italy, Lazzaro Spallanzani pada tahun 1765. Ia mencoba membuktikan bahwa mikroorganisme yang ditemukan oleh Leeuwwenhoek tidak muncul dengan sendirinya. Spallanzani melakukan percobaan dengan dua buah labu yang berisi air kaldu nutrien yang dipanaskan. Labu pertama diisi air kaldu nutrien, yang dipanaskan hingga suhu mencapai 15°C dan dibiarkan terbuka. Labu kedua diisi air nutrien, kemudian dipanaskan hingga mendidih (100°C), dan disumbat dengan gabus. Sesudah itu kedua labu didinginkan dan didiamkan selama satu minggu. Hasil percobaan ini adalah pada labu pertama air kaldu sedangkan pada labu kedua air kaldu tetap jernih, tidak berbau, dan tidak mengandung mikroorganisme. Tetapi, jika selanjutnya labu kedua dibiarkan terbuka maka setelah beberapa hari air kaldu menjadi keruh dan berbau.

Gambar 7.14 Model percobaan Spallanzani

Dari percobaan spallanzani ini dapat disimpulkan bahwa aktivitas mikroorganisme pada labu pertama menyebabkan air kaldu menjadi berbau. Mikroorganisme ini berasal dari udara karena labu tidak tertutup. Pada labu kedua tidak terjadi perubahan pada kaldu, karena mikroorganisme dari udara luar tidak dapat masuk.

3. Percobaan Louis Pasteur

Penelitian spallanzani disempurnakan oleh Louis Pasteur, seorang ahli biokimia dan mikrobiologi dari perancis. Pasteur juga mendidihkan gelas labu berisi kaldu, tetapi leher labu tidak di tutup rapat-rapat melainkan dibentuk seperti huruf S atau leher angsa, sehingga ujungnya tetap terbuka (udara dapat masuk).

Gambar 7.15 Labu percobaan Louis Pasteur

Labu berleher angsa diisi dengan air kaldu nutrien, kemudian didihkan hingga steril. Setelah itu labu didinginkan dan didiamkan. Setelah beberapa hari air kaldu dalam labu leher angsa tetap jernih, meskipun udara dapat masuk kedalam tabung. Mikroorganisme yang ada di udara tidak dapat mencapai air kaldu karena terjebak dalam leher labu yang panjang. Tetapi jika labu berleher angsa ini dimiringkan, sehingga iar kaldu bersentuhan dengan udara yang terperangkap dileher labu, maka beberapa hari kemudian air kaldu menjadi keruh. Percobaan ini membuktikan bahwa mikroorganisme pada air kaldu berasal dari mikroorganisme yang ada di udara,bukan berasal dari air kaldu

C. Teori Kosmozoa

Teori kosmozoa mengatakan bahwa kehidupan berasal dari tempat lain di alam semesta, misalnya dari meteor yang jatuh. beberapa meteor memang mengandung molekul-molekul organik, namun datangnya molekul di meteor tersebut dari angkasa luar tidak sama dengan datangnya kehidupan.

D. Teori biologi modern. 

Teori biologi modern merupakan teori evolusi kimia, yang berpendapat bahwa bumi ini pada awalnya sangat panas sekali, kemudian suatu ketika bumi mengalami proses pendinginan.

Dari proses-proses tersebut maka dapat dihasilkan bahan-bahan kimia. Bahan-bahan yang berat akan menyusun bumi sedangkan bahan yang ringan akan menyusun atmosfer. Teori evolusi kimia dicetuskan oleh beberapa tokoh berikut.

1. Harold Urey. Urey adalah seorang ilmuwan Amerika Serikat yang berpendapat bahwa atmosfer bumi pada suatu saat kaya akan molekul-molekul seperti CH₄ (metana), NH₃ (ammonia), H₂(hidrogen) dan H₂O dalam bentuk gas. Adanya energi yang berasal dari aliran listrik halilintar dan radiasi sinar kosmis, akan mengakibatkan molekul-molekul tersebut mengadakan reaksi kimia untuk membentuk zat-zat hidup. Zat hidup yang mula-mula ada kira-kira seperti virus sekarang. Zat hidup ini setelah berjuta-juta tahun berkembang menjadi berbagai jenis organisme.

2. Stanley Miller. Miller adalah murid dari Urey. Ia membuat suatu percobaan untuk membuktikan teori Urey. Ia melakukan percobaan dengan mengisi tabung-tabung dengan CH4, NH3, H2, dan H2O. Campuran gas-gas tersebut dialirkan melalui labu dilengkapi elektroda yang dapat melepaskan bunga api listrik yang bertegangan tinggi selama satu minggu. Setelah percobaan tersebut, dilihat ternyata ditemukan beberapa jenis asam amino. Asam amino adalah zat yang menyusun protoplasma makhluk hidup. Pada temuannya ini asam amino tersebut belum menunjukkan gejala hidup.

3. A.I. Oparin. Oparin adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Rusia. Oparin juga memiliki gagasan yang sama seperti Urey, tetapi Oparin tidak dapat membuktikan bahwa reaksi gas CH₄, NH₃, H₂dan H₂O membentuk asam amino. Ia berpendapat bahwa asam amino terbentuk secara alami. Menurut Oparin, lautan bumi pada awalnya memiliki persediaan cukup bahan-bahan organik. Dalam waktu yang lama maka bahan-bahan organik tersebut akan berikatan satu dengan lainnya membentuk selaput-selaput, kemudian molekul organik berselaput ini akan mengikat molekul lainnya dan menyatukan diri sehingga terbentuk gabungan molekul baru yang karakteristik. Ikatan kompleks inilah yang diperkirakan merupakan awal dari kehidupan.

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Dalam asal usul kehidupan terdapt beberapa teori yang mendukung diantaranya: Teori Abiogenesis, Teori Boigenesis, dan Teori Kosmozoa  Charles Darwin adalah seorang pencetus teori evolusi yang hingga saat ini teorinya masih digunakan. Dalam bukunya ia menuliskan pokok-pokok evolusi yaitu:

a. Makhluk hidup yang ada sekarang berasal dari makhluk hidup sebelumnya.

b. Evolusi terjadi melalui seleksi alam.

Lamarck mengatakan organisme dapat berevolusi karena ada pengaruh dari lingkungannya, namun weismann menolak toeri itu dan berkesimpulan bahwa

a. perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan, tidak diwariskan pada keturunannya

b. evolusi merupakan masalah genetika

III.2.  Saran

Melalui makalah ini Penulis mengharapkan bagi para pembaca untuk bisa mengembangkan maksud dari evolusi itu dan juga ikut berperan dalam menggali evolusi di muka bumi ini yang mana kita tahu bahwa evolusi adalah suatu hal yang belum jelas dan dapat di buktikan secara langsung. Oleh karena itu teori – teori tentang evolusi janganlah dijdikan sebuah momen untuk berperang pemikiran karena akan menimbulkan perpecahan.

Atas kritik dan sarannya penulis sampaikan terima kasaih.

DAFTAR PUSTAKA

Pujianto Sri.2012. Menjelajah Dunia Biologi. Solo: Platinum.

Mukti, Cahyo, dkk.2014. Biologi. Cipta Pustaka.

Aryulina, Diah,dkk.2004. Biologi SMA dan MA. Jakarta: Erlangga.

http://putra-tatiratu.blogspot.com/2008/06/evolusi-6.html

http://www.edukasi.net/index.php?mod=script&cmd=Bahan%20Belajar/Materi%20Pokok/view&id=330&uniq=3659

http://www.scribd.com/doc/58423350/MAKALAH-EVOLUSI

http://www.scribd.com/doc/39730000/MAKALAH-EVOLUSI

http://www.scribd.com/doc/39540687/Makalah-Evolusi-Final