Monday, September 17, 2018
Seleksi alam menyatakan bahwa makhluk hidup yang lebih bisa menyesuaikan diri (beradaptasi) dengan kondisi alam habitatnya akan mendominasi dengan cara mempunyai keturunan yang bisa bertahan hidup.
Sebaliknya, makhluk hidup yang tidak bisa menyesuaikan diri akan punah. Sebagai teladan sekelompok rusa yang hidup di bawah bahaya binatang pemangsa (seperti macan, harimau, singa, dan citah), secara alamiah rusa-rusa yang bisa berlari kencang sanggup bertahan hidup dan berketurunan. Sebaliknya, rusa yang lemah, sakit-sakitan, dan tidak sanggup berlari kencang akan mati dan tidak melanjutkan keturunan.
Sebaliknya, makhluk hidup yang tidak bisa menyesuaikan diri akan punah. Sebagai teladan sekelompok rusa yang hidup di bawah bahaya binatang pemangsa (seperti macan, harimau, singa, dan citah), secara alamiah rusa-rusa yang bisa berlari kencang sanggup bertahan hidup dan berketurunan. Sebaliknya, rusa yang lemah, sakit-sakitan, dan tidak sanggup berlari kencang akan mati dan tidak melanjutkan keturunan.
Seleksi alam sebetulnya ialah proses alamiah yang sudah dikenal andal biologi sebelum Darwin. Para andal biologi waktu itu mendefinisikan seleksi alam sebagai prosedur yang menjaga semoga spesies tidak berubah tanpa menjadi rusak. Namun, Darwinlah orang pertama yang mengemukakan bahwa seleksi alam mempunyai kekuatan evolusi. Selanjutnya, Darwinmengemas teori Evolusi melalui seleksi alam dalam bukunya The Origin of Spesies, by Means of Natural Selection yang diterbitkan pada tahun 1859.
Darwin menyatakan bahwa seleksi alam ialah faktor pendorong terjadinya evolusi. Pernyataannya itu didasarkan pada pengamatannya terhadap populasi alami dunia. Dia mengamati adanya beberapa kecenderungan diberikut: jumlah keturunan yang terlalu besar (over reproduction), jumlah populasi yang selalu konstan (tetap), adanya faktor pembatas pertumbuhan populasi, dan perbedaan keberhasilan berkembang biak.
Setiap spesies mempunyai kemampuan untuk menghasilkan banyak keturunan sehabis dewasa. Melalui proses reproduksi, populasi makhluk hidup sanggup meningkat secara geometrik. Setiap individu hasil perkawinan memungkinkan mempunyai variasi warna, bentuk, maupun kemampuan bertahan diri di lingkungan. Varian yang adaptif akan tetap hidup dan berkembang, tetapi spesies yang tidak adaptif akan punah.
Beberapa faktor pembatas di alam yang mempengaruhi populasi di antaranya yaitu makanan, air, cahaya, daerah hidup, dan sebagainya. Akibatnya, makhluk hidup harus berkompetisi dengan makhluk hidup lain untuk mendapat sumber daya yang terbatas tersebut. Beberapa faktor pembatas lainnya yang cukup fokus pengaruhnya terhadap pertumbuhan populasi yaitu predator, organisme penyebab penyakit, dan cuaca yang tidak menguntungkan.
Tingkat kesuksesan perkembangbiakan juga memilih pertumbuhan populasi makhluk hidup dan ialah kunci dalam seleksi alam. Makhluk hidup yang paling adaptif yaitu individu yang berhasil dalam perkembangbiakan. Sebaliknya, yang tidak berhasil akan mati prematur atau menghasilkan sedikit keturunan.
Lebih jauh dalam bukunya itu, Darwin mengemukakan bahwa individu-individu yang menyesuaikan diri pada habitat mereka dengan baik akan mewariskan sifat-sifat unggul kepada generasi diberikutnya. Darwin menyatakan bahwa sifat-sifat unggul atau menguntungkan ini lama-lama terakumulasi dan mengubah suatu kelompok individu menjadi spesies yang sama sekali tidak sama dengan nenek moyangnya. Berdasarkan proses inilah akan terbentuk spesies baru.
Suatu teladan proses seleksi alam paling populer pada masa itu yaitu terkena populasi ngengat (Biston betularia) selama revolusi industri di Inggris. Pada awal revolusi industri di Inggris, kulit batang pohon di sekitar Manchester berwarna cerah. Hal ini menimbulkan ngengat (Biston betularia) berwarna cerah yang hinggap pada kulit batang tidak praktis tertangkap burung pemangsa. Itulah sebabnya pada awal revolusi industri, populasi ngengat berwarna cerah lebih banyak daripada ngengat berwarna petang. Keadaan itu berubah 180° sehabis terjadi revolusi industri. Mengapa terjadi demikian?
Lima puluh tahun kemudian, kulit batang pohon menjadi lebih petang akhir polusi udara. Keadaan itu sangat menguntungkan ngengat berwarna petang lantaran ketika hinggap di pohon tidak terlihat oleh burung pemangsanya. Sebaliknya, ngengat berwarna cerah praktis dilihat oleh burung pemangsa. Hal ini menimbulkan populasi ngengat berwarna petang lebih besar daripada ngengat berwarna cerah.
Peristiwa mutasi gen sanggup tidak mengakibatkan perubahan pembentukan asam amino sehingga tidak menimbulkan imbas yang berarti. Namun, jikalau mutasi gen mengakibatkan perubahan pembentukan asam amino maka fungsi gen tersebut juga berubah. Perubahan fungsi ini sanggup diamati melalui kelainankelainan yang terjadi pada individu yang mengalami mutasi.
Bagaimana insiden mutasi sanggup mengakibatkan terjadinya evolusi? Setiap sel makhluk hidup sanggup mengalami mutasi setiap saat, tetapi tidak tiruana mutasi sanggup diwariskan pada keturunannya. Mutasi yang terjadi pada sel soma (sel tubuh) tidak akan diwariskan. Sesudah individu yang mengalami mutasi meninggal maka mutasi yang terjadi juga akan menghilang bersamanya.
Sementara itu, mutasi yang terjadi pada sel-sel kelabuin akan diwariskan pada keturunannya. Adanya bahan-bahan mutagen dalam gonad sanggup mengakibatkan terjadinya mutasi pada sel kelabuin jantan (sperma) dan sel kelabuin betina (ovum). melaluiataubersamaini demikian, gen yang bermutasi akan selalu ada dalam setiap sel keturunan.
Sementara itu, mutasi yang terjadi pada sel-sel kelabuin akan diwariskan pada keturunannya. Adanya bahan-bahan mutagen dalam gonad sanggup mengakibatkan terjadinya mutasi pada sel kelabuin jantan (sperma) dan sel kelabuin betina (ovum). melaluiataubersamaini demikian, gen yang bermutasi akan selalu ada dalam setiap sel keturunan.
Setiap spesies makhluk hidup mempunyai sifat genotip dan fenotip (fisik) yang tidak sama. Gen-gen yang memilih fenotip individu tersimpan di kromosom dalam nukleus. Gen-gen sendiri tersusun dalam DNA (asam deoksiribonukleat). Sementara itu, DNA disusun oleh nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan fosfat. Perubahan yang terjadi pada susunan kimia DNA sanggup menimbulkan perubahan sifat individu. Perubahan ini disebut mutasi gen.
Sebagian besar mutasi bersifat merugikan lantaran mutasi sanggup mengubah atau merusak posisi nukleotida-nukleotida yang menyusun DNA. Perubahan-perubahan akhir mutasi banyak mengakibatkan kematian, cacat, dan abnormalitas, mirip yang dialami penduduk Hiroshima, Nagasaki, dan Chernobyl.
Kadang-kadang mutasi pada sel kelabuin sanggup menimbulkan timbulnya sifat gres yang menguntungkan. Bila sifat gres tersebut sanggup menyesuaikan diri dengan lingkungannya maka individu tersebut akan terus hidup dan mewariskan mutasi yang dialaminya kepada keturunannya. Berdasarkan anggapan bahwa terdapat mutasi yang menguntungkan, muncullah teori Evolusi gres yaitu Teori Evolusi Sintetis Modern. Pada pada dasarnya teori ini memasukkan konsep mutasi pada teori Seleksi Alam Darwin. Oleh lantaran itu, teori ini juga dikenal sebagai Neodarwinisme. Teori ini berkembang pada 1930–1940.
Jika mutasi selalu terjadi pada sel kelabuin dari generasi ke generasi sanggup mengakibatkan susunan gen dalam kromosom generasi penlampau sangat tidak sama dengan generasi diberikutnya. Peristiwa itu memungkinkan timbulnya individu atau spesies gres yang sangat tidak sama dengan generasi penlampaunya. Menurut pendapat beberapa ilmuwan (evolusionis), perubahan pada struktur kromosom yang bersifat menguntungkan akan menimbulkan munculnya spesies baru.
Kemunculan spesies gres yang lebih baik ini tergantung dari angka laju mutasi. Angka laju mutasi yaitu angka yang menunjukkan jumlah gen yang bermutasi yang dihasilkan oleh suatu individu dari suatu spesies. Besarnya angka laju mutasi sebuah alel gen sebesar 1–10 untuk setiap 100.000 pembelahan sel.
Frekuensi gen yaitu frekuensi kehadiran suatu gen pada suatu populasi dalam hubungannya dengan frekuensi tiruana alelnya. Dalam genetika, populasi berarti kelompok organisme yang sanggup saling kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil.
Misalnya dalam suatu populasi terdapat gen secara umum dikuasai (A) dengan alel gen resesif a. Perkawinan antara induk galur murni AA dengan aa, menghasilkan keturunan F1 dengan genotip Aa. Pada keturunan F2 menghasilkan perbandingan genotip atau keseimbangan frekuensi gen dalam populasi (F2) = AA (homozigot dominan) : Aa (heterozigot) : aa (homozigot resesif) = 25% : 50% : 25% atau 1 : 2 : 1. Pada keturunan diberikutnya (F3) ternyata menghasilkan perbandingan genotip mirip keturunan F2, yaitu AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1.
Jadi, apabila setiap individu dari banyak sekali peluang melaksanakan perkawinan yang sama, yang berlangsung secara acak serta setiap genotip mempunyai viabilitas yang sama, perbandingan antara genotip yang satu dengan yang lainnya dari generasi ke generasi tetap sama.
Jadi, apabila setiap individu dari banyak sekali peluang melaksanakan perkawinan yang sama, yang berlangsung secara acak serta setiap genotip mempunyai viabilitas yang sama, perbandingan antara genotip yang satu dengan yang lainnya dari generasi ke generasi tetap sama.
Perbandingan frekuensi gen sanggup mengalami perubahan sehingga perbandingan frekuensi gen tidak dalam keadaan seimbang. Perubahan perbandingan frekuensi gen di dalam suatu populasi sanggup disebabkan oleh mutasi, seleksi alam, emigrasi dan imigrasi, rekombinasi dan seleksi, isolasi reproduksi, dan domestikasi.
Variasi genetik dalam populasi alamiah sempat membingungkan Darwin. Hal ini terjadi lantaran reproduksi sel belum dikenal. Akan tetapi, pada tahun 1908 kebingungan itu terjawaban oleh G.H. Hardy seorang matematikawan Inggris dan G. Weinberg seorang fisikawan Jerman. Hardy dan Wienberg menyatakan bahwa dalam populasi besar di mana perkawinan terjadi secara random dan tidak adanya kekuatan yang mengubah perbandingan alela dalam lokus, perbandingan genotip alami selalu konstan dari generasi ke generasi.
Pernyataan tersebut dikenal dengan aturan Perbandingan Hardy-Weinberg. Adanya perubahan keseimbangan frekuensi gen dalam suatu populasi memdiberi petunjuk adanya evolusi. Hukum Hardy-Weinberg berlaku jikalau memenuhi beberapa persyaratan diberikut.
a. Tidak terjadi mutasi.
b. Terjadi perkawinan secara acak.
c. Tidak terjadi pemikiran gen baik imigrasi maupun emigrasi.
d. Populasi cukup besar.
e. Tidak ada seleksi alam
Secara matematis aturan Hardy-Weinberg dirumuskan sebagai diberikut.
(p + q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1
Sebagai teladan alela gen A dan a, maka berdasarkan persamaan di atas:
p2 = frekuensi individu homozigot AA
2pq = frekuensi individu heterozigot Aa
q2 = frekuensi individu homozigot aa
Bagaimana penerapan persamaan tersebut dalam menjawaban permasalah genetika populasi? Perhatikan teladan diberikut.
Misalnya dalam sebuah desa terdapat populasi 100 orang, 84% penduduk lidahnya sanggup menggulung dan 16% lidahnya tidak sanggup menggulung. Tentukan berapa jumlah penduduk yang heterozigot dan homozigot jikalau genotip penduduk yang lidahnya sanggup menggulung Rr atau RR dan pengecap yang tidak sanggup menggulung bergenotip rr.
Penyelesaian:
RR = p2, Rr = 2pq, dan rr = q2
Frekuensi gen r
Rumus: p2 + 2pq + q2 = 1
r2 = q2 = 16% = 0,16
Oleh lantaran frekuensi untuk seluruh alela harus 1, maka p + q
= 1 sehingga frekuensi alela secara umum dikuasai (p) sanggup dihitung:
p = 1 – 0,4 = 0,6 => p2 = 0,36
Selanjutnya 2pq = 2 × 0,6 × 0,4 = 0,48
Jadi, perbandingan antara genotip secara umum dikuasai homozigot (RR),
heterozigot (Rr), dan resesif homozigot (rr) yaitu 36 : 48 : 16,
sedangkan frekuensi gen R = 0,6 dan gen r = 0,4.
Di depan sudah dijelaskan bahwa evolusi terjadi melalui beberapa mekanisme, yaitu seleksi alam dan mutasi gen. Menurut teori Evolusi, pada awalnya makhluk hidup tercipta tidak tepat atau dalam kondisi primitif. Seiring dengan berjalannya waktu, makhluk hidup purba itu mengalami kemajuan-kemajuan. Kemajuan-kemajuan itu diperoleh lantaran adanya variasi genetik dalam populasinya.
Variasi itu diperoleh melalui proses perkawinan. Individu-individu yang kebetulan mewarisi sifat unggul dari induknya akan tetap hidup dan sanggup melangsungkan kehidupannya. Sebaliknya, individu yang tidak mewarisi sifat unggul akan tersisih dalam persaingan. Akibat paling parah dari individu ini akan mati dan karenanya punah. Hal ini menunjukkan bahwa faktor seleksi alam sangat memilih keberlangsungan hidup suatu individu.
Variasi itu diperoleh melalui proses perkawinan. Individu-individu yang kebetulan mewarisi sifat unggul dari induknya akan tetap hidup dan sanggup melangsungkan kehidupannya. Sebaliknya, individu yang tidak mewarisi sifat unggul akan tersisih dalam persaingan. Akibat paling parah dari individu ini akan mati dan karenanya punah. Hal ini menunjukkan bahwa faktor seleksi alam sangat memilih keberlangsungan hidup suatu individu.
Umur bumi diperkirakan hingga ketika ini berkisar 5.000-an juta tahun. Selama itu pula di muka bumi terjadi perkembangan banyak sekali populasi dari banyak sekali jenis makhluk hidup. Berbagai jenis makhluk hidup itu diperkirakan berasal dari satu individu sebagai nenek moyang. Melalui proses evolusi, suatu populasi mengalami perubahan sifat (misalnya variasi genetik dan mutasi) sehingga dicapai bentuk makhluk hidup mirip sekarang.
 |
| Diagram filogeni Chordata |
Berdasarkan Gambar disamping, di depan tampak bahwa Deuterostoma ialah nenek moyang Chordata yang diperkirakan muncul pada periode Cambrian di zaman Paleozoikum (544 juta tahun yang lalu). Seperti sudah Anda pelajari di kelas X, bahwa filum Chordata mempunyai ciri khas adanya notochord atau chorda dorsalis yang memanjang di sepanjang badan sebagai sumbu tubuhnya.
Diperkirakan, pada awalnya Deurostoma bermetamorfosis Urochordata, Cephalochordata, Agnatha, dan Placodermi (sekarang sudah punah). Perkembangan ini terjadi pada periode Cambrian dari tahun 544 hingga 505 juta tahun yang lalu. Bahkan Urochordata tidak mengalami perkembangan semenjak zaman Cambrian hingga ketika ini.
Klasifikasi Primata Ordo Primata dibedakan menjadi 13 familia diberikut.1. Cheirogaleidae2. Leanakdidikae (lemur)3. Indriidae4. Daubentoniidae5. Lorisidae6. Galagidae7. Tarsiidae (Tarsius)8. Callitrichidae9. Cebidae (kera dunia baru)10. Cercopithecidae (kera dunia lama)11. Hylobatidae (gibon)12. Pongoidae (orang utan)13. Hominidae (gorila, simpanse, dan manusia)
Pada periode Ordovician masih di periode Paleozoikum, garis perkembangan Chordata bercabang menjadi dua yaitu menjadi ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) dan ikan bertulang sejati (Osteichthyes). Perubahan sifat yang mencolok pada kedua kelompok ini yaitu adanya insang atau derivat insang pada Osteichthyes.
Selanjutnya, pada final periode Silurian (438–408 juta tahun yang lalu), muncul kelompok binatang yang mempunyai kaki yaitu kelompok Reptilia. Kelompok ini berkembang dari garis ikan bertulang sejati (Osteichthyes). Pada final periode Carboniferous dari garis Amphibia muncul binatang berambut yaitu kelompok Mammalia.
Selanjutnya, pada final periode Silurian (438–408 juta tahun yang lalu), muncul kelompok binatang yang mempunyai kaki yaitu kelompok Reptilia. Kelompok ini berkembang dari garis ikan bertulang sejati (Osteichthyes). Pada final periode Carboniferous dari garis Amphibia muncul binatang berambut yaitu kelompok Mammalia.
Masih dari garis Mammalia, pada periode Jurassic muncul kelompok gres binatang berbulu yaitu Aves. Hewan-hewan yang kita temui pada masa lampau (purba), tentu saja tidak sama dengan hewan-hewan yang kita jumpai sekarang, walaupun hewan-hewan itu berasal dari kelompok yang sama. Perhatikan beberapa rekonstruksi hewan-hewan Reptilia yang diperkirakan hidup pada periode Jurassic. Bandingkan hewan-hewan tersebut dengan hewan-hewan modern.
Jadi, selama penciptaan makhluk hidup di bumi sudah terjadi proses evolusi dalam waktu yang lama. Proses itu mengakibatkan terbentuknya spesies-spesies gres yang tidak sama sama sekali dengan nenek moyangnya, mirip yang kita lihat pada ketika ini. Diagram filogeni Chordata (lihat halaman sebelumnya) belum menampakkan adanya spesies manusia, padahal insan tersebar di seluruh dunia sebagaimana binatang dan tumbuhan. Bagaimanakah spesies insan muncul? Manusia diperkirakan gres muncul sekitar 10 juta tahun yang lalu. Nenek moyang insan diduga ialah kelompok Primata yang muncul sekitar 60 juta tahun yang lalu. Perhatikan diagram filogeni Primata diberikut.
Berdasarkan gambar di samping, spesies insan berada satu garis dengan kemunculan orangutan sekitar 15 juta tahun yang lalu. Selanjutnya, sekitar 10 juta tahun yang kemudian garis orang utan bercabang menjadi tiga yaitu kelompok gorila, simpanse, dan manusia. Perlu diketahui bahwa gorila, simpanse, dan insan dikelompokkan dalam satu familia yaitu Hominidae.
Para ilmuwan mencoba mencari jawabanan atas pertanyaan tersebut melalui penggalian fosil dan analisis terhadap fosil-fosil yang ditemukan. Fosil-fosil yang ditemukan dari beberapa lokasi penggalian diduga berasal dari salah satu anggota Primata yaitu dari familia Hominidae. Berikut ialah tabel inovasi fosil-fosil yang diduga ialah nenek moyang manusia.
Berdasarkan ciri-ciri fisik bangsa Indonesia, diperkirakan hasil pewarisan dari bangsa Australomelguasid. Bangsa ini keturunan dari Homo wajakensis.
Penemuan Fosil yang Diduga Anggota Familia Homidae
No. | Nama Fosil | Umur/Rentang Hidup | Tinggi Tubuh | Lokasi Penemuan |
1 | Australopithecus ramidus | 4,4 juta tahun | 1,30 – 1,55 m | Ethiopia |
2 | Australopithecus afarensis | 3,18 juta tahun | 1,05 – 1,50 m | Ethiopia |
3 | Australopithecus africanus | 3 juta tahun | 1,14 – 1,32 m | Afrika Selatan |
4 | Australopithecus boisei | 2,5 – 1,7 juta tahun | Afrika | |
5 | Australopithecus robustus | 2,2 – 1,6 juta tahun | Afrika | |
6 | Homo habilis | 2,5 – 1,4 juta tahun | 1,17 – 1,32 m | Afrika |
7 | Homo erectus | 1,8 – 300 ribu tahun | 1,60 – 1,78 m | Afrika, Asia, Eropa |
8 | Homo sapiens neanderthal | 120 – 35 ribu tahun | 1,55 – 1,65 m | Eropa, Asia Tengah |
9 | Homo sapien cro-magnon | 30 ribu tahun | 1,60 – 1,75 m | Prancis |
Berdasarkan hasil penelitian, fosil insan sanggup dibedakan menjadi dua, yaitu insan primitif dan insan modern. Fosil Australopithecus sp. dan Homo erectus ialah jenis insan primitif, sedangkan Homo sapiens ialah jenis insan modern. Manusia modern ialah hasil evolusi dari insan primitif, sedangkan insan primitif sendiri ialah hasil evolusi dari simpanse.
Meganthropus palaeojavanicus ialah insan berukuran besar yang hidup di Jawa pada zaman kuno. Meganthropus mempunyai ciri berahang besar dan bergigi. Pakar Palaeontropologi, Prof. Dr. Teuku Jacob berpendapat bahwa Meganthropus melakukan evolusi pembiasaan semoga bisa tetap hidup di lingkungannya.
Manusia primitif umumnya mempunyai ciri-ciri berjalan memakai empat kaki, (kecuali Homo erectus yang mulai berjalan tegak memakai dua kaki), tengkorak lebih ibarat kera, volume otak kecil (500–1.100 cc), dan belum bisa berbicara. Sementara itu, insan modern sudah berjalan dengan dua kaki (bipedal), volume otak lebih besar (>1.200 cc), sanggup berbicara, dan mempunyai seni dan budaya.
Demikianlah Materi MekanismeTerjadinya Evolusi, semoga bermanfaa.