Kompetensi Dasar:
· menjelaskan teori, prinsip, dan mekanisme evolusi biologi;
· mengkomunikasikan hasil studi evolusi biologi;
· mendeskripsikan kecenderungan baru tentang teori evolusi.
A. Teori Abiogenesis /Generatio Spontanea
1. Makhluk hidup terjadi begitu saja secara spontan atau makhluk hidup berasal dari benda tidak hidup.
2. Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles, dan didukung oleh:
a. Antonie van Leeuwenhoek, dengan pendapatnya bahwa mikroorganisme (benda hidup) berasal dari air (benda mati). Percobaannya: pada abad ke-17 dengan penemuannya terhadap mikroskop, ia melihat adanya mikroorganisme (makhluk hidup sangat kecil) dalam sampel air hujan dan air rendaman jerami.
b. Needham, berpendapat bahwa mikroorganisme (benda hidup) terjadi dari air kaldu (benda mati). Hal ini sesuai dengan percobaannya yaitu dengan merebus daging, kemudian air kaldu disimpan dalam keadaan terbuka. Setelah beberapa hari terlihat air kaldu menjadi keruh karena adanya mikroorganisme.
B. Teori Biogenesis
1. Makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.
2. Teori ini merupakan kesimpulan dari percobaan:
a. Francesco Redi, dengan percobaannya tentang munculnya ulat yang dapat muncul dalam daging yang disimpan dalam stoples terbuka tetapi tidak muncul dalam stoples tertutup. Larva (suatu kehidupan) bukan berasal dari daging (benda mati) tetapi berasal dari telur lalat yang masuk dan bertelur pada daging.
b. Lazaro Spallazani, dengan percobaannya mendidihkan kaldu dalam labu kemudian ditutup rapat-rapat. Kaldu tetap bening dan steril. Adanya mikroorganisme pada tabung terbuka berasal dari udara, bukan berasal dari air kaldu (benda mati). Tidak adanya mikroorganisme pada tabung tertutup menunjukkan bahwa mikroorganisme bukan berasal dari kaldu (benda mati).
c. Louis Pasteur, percobaannya mendidihkan kaldu pada labu, kemudian labu ditutup dengan pipa seperti huruf S sehingga mulut labu tetap terbuka. Kondisi tersebut memungkinkan “zat hidup” tetap dapat masuk, namun kondisi kaldu tetap jernih (bening) dan steril. Dari percobaan ini timbullah anggapan bahwa: Omne Vivum ex Ovo Omne Ovum ex Vivo yang berarti kehidupan berasal dari telur, dan telur berasal dari makhluk hidup.
C. Teori Evolusi Kimia
1. Menurut teori evolusi kimia, asal mula kehidupan berasal dari reaksi antara CH4, NH3, H2, dan H2O di atmosfer dengan sinar kosmis dan halilintar yang menghasilkan senyawa organik serupa asam amino.
2. Beberapa ilmuwan yang mengemukakan teori evolusi kimia:
a. Harold Urey menyatakan bahwa asal-usul kehidupan diawali dengan adanya senyawa anorganik di atmosfer yang berupa gas-gas seperti metana (CH4), hidrogen (H2), uap air (H2O) dan amino (NH3) yang bereaksi dengan bantuan energi dari sinar kosmis dan kilatan listrik halilintar sehingga terbentuk asam amino yang merupakan bahan dasar pembangun kehidupan.
b. Stanley Miller, berhasil membuktikan teori Urey dengan percobaannya di laboratorium dengan menggunakan alat yang diberi nama pesawat uratmosfera. Kesimpulan yang diperolehnya bahwa senyawa anorganik dapat diubah menjadi asam amino (organik) dengan pesawat uratmosfera. Jadi, satuan-satuan kompleks di dalam sistem kehidupan, seperti lipida, gula, asam amino, dan nukleotida, dapat terbentuk dari kondisi abiotik.
D. Teori Evolusi Biologi
1. Teori dikemukakan oleh Alexander L. Oparin. Menurut teori evolusi biologi, asal usul kehidupan berasal dari reaksi antara gas-gas metana (CH4), hidrogen (H2), uap air (H2O), dan amonia (NH3) yang mudah menguap ke atmosfer yang berada di cekungan air laut dengan energi radiasi benda-benda angkasa yang menghasilkan senyawa organik serupa alkohol dan asam amino. Hasil reaksi berupa asam amino berada pada cekungan laut membentuk sup purba (primordial sup).
2. Teori-teori yang telah diterangkan di atas belum dapat menjawab darimana dan bagaimana kehidupan pertama kali ada di bumi.
3. Berikut ini beberapa teori tentang perkembangan sel:
a. Dari prokariotik ke eukariotik
Sel eukariotik terjadi karena simbiosis erat antara dua organisme, salah satu menjadi inang dan lainnya masuk ke tubuh inang (endosimbuosis). Dalam kasus ini, bakteri purba ditelan oleh sel prokariotik sebagai inang. Bakteri ini berfungsi melakukan segala reaksi kimia. Hal inilah yang dianggap sebagai cikal bakal mitokondria.
b. Dari laut ke darat
Sel-sel diduga pertama kali berasal dari laut, dan berkembang menjadi organisme yang hidup di dalam air. Beberapa organisme ada yang mencoba untuk beralih hidup dari lingkungan air ke lingkungan darat karena telah terjadi kompetisi di dalam lingkungan air. Fakta yang mendukung teori ini adalah siklus hidup amfibi sebagian di air. Dari fertilisasi sampai berudu amfibi hidup di air, dan kemudian mengalami metamorfosis untuk hidup di darat.
E. Pengertian Evolusi
Evolusi adalah perubahan genotip pada satu populasi yang berlangsung secara perlahan-lahan dan memakan waktu yang sangat lama.
F. Teori Evolusi
1. Teori Evolusi Jean Lamarck
Evolusi organik terjadi karena perubahan-perubahan yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan dan dapat diturunkan. Organ yang mengalami perubahan karena terus-menerus dipakai, akan berkembang makin sempurna, dan organ yang tidak diperlukan lagi perkembangannya akan menurun, dan akhirnya rudiment(teori use dan disuse). Teori Lamarck ternyata salah setelah Weisman melakukan eksperimen untuk menguji teori itu.
2. Teori Evolusi Charles Darwin
a. Spesies yang ada sekarang merupakan turunan dari spesies-spesies sebelumnya.
b. Mekanisme evolusi berlangsung dengan seleksi alam.
Ajaran Darwin tentang evolusi didasarkan atas pokok-pokok pikiran berikut:
a. tidak ada dua individu yang sama;
b. setiap populasi cenderung untuk bertambah banyak;
c. untuk berkembang biak memerlukan makanan dan ruangan yang cukup;
d. bertambahnya populasi tidak berjalan terus-menerus.
G. Petunjuk Adanya Evolusi
Beberapa bukti yang dianggap memberikan petunjuk adanya evolusi antara lain sebagai berikut:
1. Variasi Makhluk Hidup
Variasi adalah perbedaan yang ditemukan pada individu-individu dalam satu spesies. Jika varian tersebut hidup pada lingkungan yang berbeda, maka akan menghasilkan keturunan yang berbeda pula. Jadi, adanya variasi merupakan petunjuk adanya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya spesies baru.
2. Fosil
Fosil-fosil yang ditemukan dalam lapisan bumi dari lapisan tua sampai muda menunjukkan adanya perubahan secara berangsur-angsur. Dengan membandingkan fosil-fosil yang ditemukan di berbagai lapisan bumi dapat diketahui adanya proses evolusi. Sejarah perkembangan kuda merupakan satu contoh yang paling dikenal untuk menerangkan adanya perubahan-perubahan bentuk dari masa ke masa.
3. Homologi dan Organ Analogi Tubuh
Homologi adalah organ-organ makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal (dasar) yang sama, kemudian berubah strukturnya sehingga fungsinya berbeda. Misalnya, sayap burung homolog dengan tangan manusia. Kaki depan kuda homolog dengan sirip dada ikan paus. Analogi adalah organ-organ tubuh yang mempunyai fungsi sama tetapi bentuk asalnya berbeda. Contoh: sayap serangga dengan sayap burung.
4. Embriologi Perbandingan
Beberapa kelas vertebrata, seperti: ikan, reptil, burung dan mamalia, walaupun tubuh individu dewasanya berbeda jenis satu sama lainnya, namun fase awal dari perkembangan embrionya sangat mirip. Makin mirip, makin dekat kekeluargaannya.
5. Petunjuk secara Biokimia
Jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara organisme satu dengan lainnya dapat ditunjukkan dengan uji secara biokimia yang disebut uji presipitin. Uji presipitin adalah uji adanya reaksi antara antigen-antibodi. Banyak sedikitnya endapan yang terbentuk akibat reaksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara suatu organisme dengan organisme lainnya.
6. Perbandingan Fisiologi Organisme
Organisme mempunyai ciri-ciri fisiologi yang sama, seperti respirasi, ekskresi, dan sebagainya. Meskipun ciri morfologi dan jumlah sel yang membentuk setiap organisme berbeda-beda, terdapat kemiripan-kemiripan dalam fisiologinya.
7. Petunjuk Alat Tubuh yang Tersisa
Pada manusia dan beberapa jenis hewan dapat dijumpai berbagai alat tubuh yang tidak berfungsi. Alat tubuh manusia yang tersisa antara lain umbai cacing (apendiks) dan tulang ekor. Pada burung kiwi, burung yang tidak dapat terbang, terdapat alat tubuh yang tersisa sebagai akibat penyusutan sayap.
H. Mekanisme Evolusi
terjadi karena adanya variasi genetik dan seleksi alam. Variasi genetik ditimbulkan oleh:
· mutasi;
· rekombinasi gen-gen dalam keturunan baru.
I. Frekuensi Gen
Pada proses evolusi terjadi perubahan frekuensi gen. Bila perbandingan antara genotip-genotip dalam satu populasi tidak berubah dari satu generasi ke generasi, maka frekuensi gen dalam populasi tersebut ada dalam keadaan seimbang. Frekuensi gen berada dalam keseimbangan bila:
· tidak terjadi migrasi;
· tidak ada mutasi, atau harus ada keseimbangan mutasi di mana perubahan genetis ke satu arah diimbangi oleh sejumlah mutasi yang sama dalam arah berlawanan;
· tidak terjadi seleksi;
· reproduksi harus berlangsung acak;
· populasi harus besar.
Bila frekuensi gen dalam satu populasi ada dalam keadaan seimbang berlaku HUKUM HARDY WEINBERG.
Apabila frekuensi gen yang satu dinyatakan dengan simbol p, dan alelnya dengan simbol q, maka menurut Hardy Weinberg:
(p+q) = 1
Bila frekuensi gen A = p dan frekuensi gen a = q, maka frekuensi genotip AA : Aa : aa = p2 : 2pq : q2.
Mekanisme terbentuknya spesies baru disebabkan adanya isolasi yang merintangi arus gen dari satu populasi ke populasi yang lain. Hal ini dapat terjadi karena:
1. Isolasi oleh Waktu
Contohnya kuda. Kuda zaman eosin yaitu eohippuss-mesohippus-meryhippus-pliohippus-equus. Dari zaman eosin sampai sekarang seorang ahli paleontologi menduga telah terjadi 150000 mutasi yang menguntungkan untuk setiap gen kuda. Dengan demikian, terdapat cukup banyak perbedaan antara moyangnya dengan kuda yang sekarang. Oleh karena itu, kuda-kuda tersebut dinyatakan berbeda spesies.
2. Isolasi Geografi
Kebanyakan biologiwan setuju bahwa lahirnya jenis baru adalah hasil dari pemisahan geografis. Bila dua daerah memiliki karakteristik berbeda, tekanan seleksi lingkungan terhadap populasi akan berbeda. Dan lagi, aliran gen antarsubjenis akan terputus. Contoh burung Fringgillidae yang mungkin terbawa badai dari pantai Equator ke kepulauan Galapagos. Oleh karena pulau-pulau itu jauh jaraknya, maka perkawinan populasi satu pulau dengan pulau lainnya jarang/tidak terjadi.
3. Domestikasi
Domestikasi memindahkan makhluk-makhluk (hewan liar dan tumbuhan liar) ke dalam lingkungan baru yang diciptakan manusia. Hal ini mengakibatkan timbulnya jenis hewan dan tumbuhan yang mempunyai sifat menyimpang dari aslinya.
4. Mutasi Kromosom
Merupakan peristiwa terjadinya spesies baru dengan cepat.
