A. TEORI EVOLUSI TERHADAP MAKHLUK HIDUP
Evolusi (dalam kajian biologi) berarti
perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme
dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan
oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat
yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan
kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi.
Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang
baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun
transfer gen antar populasi dan antar spesies. Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang
baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan
variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan
terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.
Meskipun teori evolusi selalu diasosiasikan
dengan Charles Darwin, namun sebenarnya biologi evolusioner telah berakar sejak zaman Aristoteles.
Namun, Darwin adalah ilmuwan pertama yang mencetuskan teori evolusi yang
telah banyak terbukti mapan menghadapi pengujian ilmiah. Sampai saat ini, teori
Darwin mengenai evolusi yang terjadi karena seleksi
alam dianggap oleh mayoritas komunitas sains sebagai teori terbaik dalam
menjelaskan peristiwa evolusi.
Alfred
Wallace, Bapak Biogeografi Evolusi Charles Darwin,
setelah mempublikasi buku On the Origin of Species.
Pemikiran-pemikiran evolusi
seperti nenek moyang bersama dan transmutasi spesies telah ada paling tidak
sejak abad ke-6 SM ketika hal ini dijelaskan secara rinci oleh seorang filsuf
Yunani, Anaximander.
Beberapa orang dengan pemikiran yang sama meliputi Empedokles,
Lucretius,
biologiawan Arab Al Jahiz, filsuf Persia Ibnu
Miskawaih, Ikhwan As-Shafa, dan filsuf Cina Zhuangzi.
Seiring dengan berkembangnya pengetahuan biologi pada abad ke-18, pemikiran
evolusi mulai ditelusuri oleh beberapa filsuf seperti Pierre Maupertuis pada tahun 1745 dan Erasmus
Darwin pada tahun 1796. Pemikiran biologiawan Jean-Baptiste Lamarck tentang transmutasi spesies memiliki pengaruh yang
luas. Charles Darwin merumuskan pemikiran seleksi
alamnya pada tahun 1838 dan masih mengembangkan teorinya pada tahun 1858
ketika Alfred Russel Wallace mengirimkannya teori
yang mirip dalam suratnya "Surat dari Ternate".
Keduanya diajukan ke Linnean Society of London sebagai dua
karya yang terpisah. Pada akhir tahun 1859, publikasi Darwin, On the Origin of Species,
menjelaskan seleksi alam secara mendetail dan memberikan bukti yang mendorong
penerimaan luas evolusi dalam komunitas ilmiah.
Genetika populasi
Biston betularia
putih
Biston betularia
hitam
Dari sudut pandang genetika,
evolusi ialah perubahan pada frekuensi alel dalam populasi yang saling
berbagi lungkang gen (gene pool) dari generasi yang satu ke generasi yang lain.Sebuah populasi
merupakan kelompok individu terlokalisasi yang merupakan spesies yang sama.
Sebagai contoh, semua ngengat dengan spesies yang sama yang hidup di sebuah
hutan yang terisolasi mewakili sebuah populasi. Sebuah gen tunggal pada
populasi ini dapat mempunyai bentuk-bentuk alternatif yang bertanggung jawab
terhadap variasi antar fenotipe organisme. Contohnya adalah gen yang
bertanggung jawab terhadap warna ngengat mempunyai dua alel: hitam dan putih. Lungkang
gen merupakan keseluruhan set alel pada sebuah populasi tunggal, sehingga
tiap alel muncul pada lungkang gen beberapa kali. Fraksi gen dalam lungkang gen
yang merupakan alel tertentu disebut sebagai frekuensi
alel. Evolusi terjadi ketika terdapat perubahan pada frekuensi alel dalam
sebuah populasi organisme yang saling berkembangbiak; sebagai contoh alel untuk
warna hitam pada populasi ngengat menjadi lebih umum.
Untuk memahami mekanisme yang
menyebabkan sebuah populasi berevolusi, adalah sangat berguna untuk
memperhatikan kondisi-kondisi apa saja yang diperlukan oleh suatu populasi
untuk tidak berevolusi. Asas Hardy-Weinberg menyatakan bahwa
frekuensi alel (variasi pada sebuah gen) pada sebuah populasi yang cukup besar
akan tetap konstan jika gaya dorong yang terdapat pada populasi tersebut
hanyalah penataan ulang alel secara acak selama pembentukan sperma atau sel
telur dan kombinasi acak alel sel kelamin ini selama pembuahan.
Populasi seperti ini dikatakan sebagai dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg
dan tidak berevolusi.
Aliran gen
Singa jantan meninggalkan
kelompok tempat ia lahir, dan menuju ke kelompok yang baru untuk berkawin. Hal
ini menyebabkan aliran gen antar kelompok singa.
Aliran gen
merupakan pertukaran gen antar populasi, yang biasanya merupakan spesies yang
sama Contoh aliran gen dalam sebuah spesies meliputi migrasi dan
perkembangbiakan organisme atau pertukaran serbuk
sari. Transfer gen antar spesies meliputi pembentukan organisme hibrid dan transfer gen horizontal.
Migrasi ke dalam atau ke luar
populasi dapat mengubah frekuensi alel, serta menambah variasi genetika ke
dalam suatu populasi. Imigrasi dapat menambah bahan genetika baru ke lungkang
gen yang telah ada pada suatu populasi. Sebaliknya, emigrasi dapat
menghilangkan bahan genetika. Karena pemisahan reproduksi
antara dua populasi yang berdivergen diperlukan agar terjadi spesiasi,
aliran gen dapat memperlambat proses ini dengan menyebarkan genetika yang
berbeda antar populasi. Aliran gen dihalangi oleh barisan gunung, samudera, dan
padang pasir. Bahkan bangunan manusia seperti Tembok Raksasa Cina dapat menghalangi aliran
gen tanaman.
Bergantung dari sejauh mana dua
spesies telah berdivergen sejak leluhur bersama terbaru mereka, adalah mungkin
kedua spesies tersebut menghasilkan keturunan, seperti pada kuda dan keledai yang
hasil perkawinan campurannya menghasilkan bagal. Hibrid tersebut biasanya mandul, oleh
karena dua set kromosom yang berbeda tidak dapat berpasangan selama meiosis.
Pada kasus ini, spesies yang berhubungan dekat dapat secara reguler saling
kawin, namun hibrid yang dihasilkan akan terseleksi keluar, dan kedua spesies
ini tetap berbeda. Namun, hibrid yang berkemampuan berkembang biak
kadang-kadang terbentuk, dan spesies baru ini dapat memiliki sifat-sifat antara
kedua spesies leluhur ataupun fenotipe yang secara keseluruhan baru. Pentingnya
hibridisasi dalam pembentukan spesies baru hewan tidaklah jelas, walaupun
beberapa kasus telah ditemukan pada banyak jenis hewan Hyla
versicolor merupakan contoh hewan yang telah dikaji dengan baik.
Hibridisasi merupakan cara
spesiasi yang penting pada tanaman, karena poliploidi
(memiliki lebih dari dua kopi pada setiap kromosom) dapat lebih ditoleransi
pada tanaman dibandingkan hewan. Poliploidi sangat penting pada hibdrid karena
ia mengizinkan reproduksi, dengan dua set kromosom yang berbeda, tiap-tiap
kromosom dapat berpasangan dengan pasangan yang identik selama meiosis.
Poliploid juga memiliki keanekaragaman genetika yeng lebih, yang mengizinkannya
menghindari depresi penangkaran sanak (inbreeding
depression) pada populasi yang kecil.
Transfer gen horizontal merupakan transfer
bahan genetika dari satu organisme ke organisme lainnya yang bukan keturunannya.
Hal ini paling umum terjadi pada bakteri. Pada bidang pengobatan, hal ini berkontribusi
terhadap resistansi antibiotik. Ketika satu bakteri
mendapatkan gen resistansi, ia akan dengan cepat mentransfernya ke spesies
lainnya. Transfer gen horizontal dari bakteri ke eukariota seperti khamir Saccharomyces cerevisiae dan
kumbang Callosobruchus chinensis juga dapat terjadi. Contoh transfer
dalam skala besar adalah pada eukariota bdelloid rotifers, yang
tampaknya telah menerima gen dari bakteri, fungi, dan tanaman. Virus juga dapat
membawa DNA antar organisme, mengizinkan transfer gen antar domain. Transfer gen berskala besar juga telah
terjadi antara leluhur sel eukariota dengan prokariota
selama akuisisi kloroplas dan mitokondria.
Mekanisme
Mekanisme utama untuk
menghasilkan perubahan evolusioner adalah seleksi
alam dan hanyutan genetika. Seleksi alam memfavoritkan gen
yang meningkatkan kapasitas keberlangsungan dan reproduksi. Hanyutan genetika merupakan
perubahan acak pada frekuensi alel, disebabkan oleh percontohan acak (random
sampling) gen generasi selama reproduksi. Aliran gen merupakan transfer gen
dalam dan antar populasi. Kepentingan relatif seleksi alam dan hanyutan
genetika dalam sebuah populasi bervariasi, tergantung pada kuatnya seleksi dan ukuran populasi efektif, yang merupakan
jumlah individu yang berkemampuan untuk berkembang biak Seleksi alam biasanya
mendominasi pada populasi yang besar, sedangkan hanyutan genetika mendominasi
pada populasi yang kecil. Dominansi hanyutan genetika pada populasi yang kecil
bahkan dapat menyebabkan fiksasi mutasi yang sedikit merugikan. Karenanya, dengan
mengubah ukuran populasi dapat secara dramatis memengaruhi arah evolusi. Leher botol populasi, di mana populasi
mengecil untuk sementara waktu dan kehilangan variasi genetika, menyebabkan
populasi yang lebih seragam. Leher botol disebabkan oleh perubahan pada aliran
gen, seperti migrasi yang menurun, ekspansi
ke habitat yang baru, ataupun subdivisi populasi.
Seleksi alam
Seleksi alam
populasi berwarna kulit gelap.
Seleksi
alam adalah proses di mana mutasi genetika yang meningkatkan
keberlangsungan dan reproduksi suatu organisme menjadi (dan tetap) lebih umum
dari generasi yang satu ke genarasi yang lain pada sebuah populasi. Ia sering
disebut sebagai mekanisme yang "terbukti sendiri" karena:
·
Variasi
terwariskan terdapat dalam populasi organisme.
·
Organisme
menghasilkan keturunan lebih dari yang dapat bertahan hidup
·
Keturunan-keturunan
ini bervariasi dalam kemampuannya bertahan hidup dan bereproduksi.
Kondisi-kondisi ini menghasilkan kompetisi antar
organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Oleh sebab itu, organisme
dengan sifat-sifat yang lebih menguntungkan akan lebih berkemungkinan
mewariskan sifatnya, sedangkan yang tidak menguntungkan cenderung tidak akan
diwariskan ke generasi selanjutnya.
Konsep pusat seleksi alam adalah
kebugaran evolusi
organisme. Kebugaran evolusi mengukur kontribusi genetika organisme pada
generasi selanjutnya. Namun, ini tidaklah sama dengan jumlah total keturunan,
melainkan kebugaran mengukur proporsi generasi tersebut untuk membawa gen
sebuah organisme. Karena itu, jika sebuah alel meningkatkan kebugaran lebih
daripada alel-alel lainnya, maka pada tiap generasi, alel tersebut menjadi
lebih umum dalam populasi. Contoh-contoh sifat yang dapat meningkatkan
kebugaran adalah peningkatan keberlangsungan hidup dan fekunditas.
Sebaliknya, kebugaran yang lebih rendah yang disebabkan oleh alel yang kurang
menguntungkan atau merugikan mengakibatkan alel ini menjadi lebih langka.
Adalah penting untuk diperhatikan bahwa kebugaran sebuah alel bukanlah
karakteristik yang tetap. Jika lingkungan berubah, sifat-sifat yang sebelumnya
bersifat netral atau merugikan bisa menjadi menguntungkan dan yang sebelumnya
menguntungkan bisa menjadi merugikan
Seleksi alam dalam sebuah populasi untuk sebuah
sifat yang nilainya bervariasi, misalnya tinggi badan, dapat dikategorikan
menjadi tiga jenis. Yang pertama adalah seleksi berarah (directional
selection), yang merupakan geseran nilai rata-rata sifat dalam selang waktu
tertentu, misalnya organisme cenderung menjadi lebih tinggi.
Kedua, seleksi pemutus (disruptive
selection), merupakan seleksi nilai ekstrem, dan sering mengakibatkan dua nilai yang berbeda
menjadi lebih umum (dengan menyeleksi keluar nilai rata-rata). Hal ini terjadi
apabila baik organisme yang pendek ataupun panjang menguntungkan, sedangkan
organisme dengan tinggi menengah tidak. Ketiga, seleksi pemantap (stabilizing
selection), yaitu seleksi terhadap nilai-nilai ektrem, menyebabkan
penurunan variasi di sekitar nilai rata-rata. Hal ini dapat menyebabkan
organisme secara pelahan memiliki tinggi badan yang sama.
Akibat evolusi
Evolusi memengaruhi setiap aspek
dari bentuk dan perilaku organisme. Yang paling terlihat adalah adaptasi
perilaku dan fisik yang diakibatkan oleh seleksi alam. Adaptasi-adaptasi ini
meningkatkan kebugaran dengan membantu aktivitas seperti menemukan makanan,
menghindari predator, dan menarik lawan jenis. Organisme juga dapat merespon
terhadap seleksi dengan berkooperasi satu sama lainnya, biasanya dengan saling
membantu dalam simbiosis. Dalam jangka waktu yang lama, evolusi
menghasilkan spesies yang baru melalui pemisahan populasi leluhur organisme
menjadi kelompok baru yang tidak akan bercampur kawin.
Akibat evolusi kadang-kadang dibagi menjadi makroevolusi
dan mikroevolusi.
Makroevolusi adalah evolusi yang terjadi pada tingkat di atas spesies, seperti kepunahan
dan spesiasi.
Sedangkan mikroevolusi adalah perubahan evolusioner yang kecil,
seperti adaptasi
yang terjadi dalam spesies atau populasi. Secara umum, makroevolusi dianggap
sebagai akibat jangka panjang dari mikroevolusi. Sehingga perbedaan antara
mikroevolusi dengan makroevolusi tidaklah begitu banyak terkecuali pada waktu
yang terlibat dalam proses tersebut.
Namun, pada makroevolusi, sifat-sifat keseluruhan spesies adalah penting.
Misalnya, variasi dalam jumlah besar di antara individu mengizinkan suatu
spesies secara cepat beradaptasi terhadap habitat yang baru, mengurangi
kemungkinan terjadinya kepunahan. Sedangkan kisaran geografi yang luas
meningkatkan kemungkinan spesiasi dengan membuat sebagian populasi menjadi
terisolasi. Dalam pengertian ini, mikroevolusi dan makroevolusi dapat
melibatkan seleksi pada tingkat-tingkat yang berbeda, dengan mikroevolusi
bekerja pada gen dan organisme, versus makroevolusi yang bekerja pada
keseluruhan spesies dan memengaruhi laju spesiasi dan kepunahan.
Terdapat sebuah miskonsepsi bahwa evolusi
bersifat "progresif", namun seleksi alam tidaklah memiliki tujuan
jangka panjang dan tidak perlulah menghasilkan kompleksitas yang lebih besar.Walaupun spesies kompleks berkembang dari evolusi, hal
ini terjadi sebagai efek samping dari jumlah organisme yang meningkat, dan
bentuk kehidupan yang sederhana tetap lebih umum.Sebagai contoh, mayoritas besar spesies adalah prokariota
mikroskopis yang membentuk setengah biomassa dunia
walaupun bentuknya yang kecil,serta merupakan mayoritas pada biodiversitas bumi.Organisme sederhana oleh karenanya merupakan bentuk kehidupan yang dominan di
bumi dalam sejarahnya sampai sekarang. Kehidupan kompleks tampaknya lebih
beranekaragam karena ia lebih mudah diamati.
Adaptasi
Adaptasi merupakan struktur atau
perilaku yang meningkatkan fungsi organ tertentu, menyebabkan organisme menjadi
lebih baik dalam bertahan hidup dan bereproduksi.
Ia diakibatkan oleh kombinasi perubahan acak dalam skala kecil pada sifat
organisme secara terus menerus yang diikuti oleh seleksi alam varian yang
paling cocok terhadap lingkungannya. Proses ini dapat menyebabkan penambahan
ciri-ciri baru ataupun kehilangan ciri-ciri leluhur. Contohnya adalah adaptasi
bakteri terhadap seleksi antibiotik melalui perubahan genetika yang menyebabkan resistansi antibiotik. Hal ini dapat dicapai
dengan mengubah target obat ataupun meningkatkan aktivitas transporter yang
memompa obat keluar dari sel. Contoh lainnya adalah bakteri Escherichia
coli yang berevolusi menjadi berkemampuan menggunakan asam
sitrat sebagai nutrien pada sebuah eksperimen laboratorium
jangka panjang, ataupun Flavobacterium yang
berhasil menghasilkan enzim yang mengizinkan bakteri-bakteri ini tumbuh di
limbah produksi nilon.
Namun, banyak sifat-sifat yang tampaknya
merupakan adapatasi sederhana sebenarnya merupakan eksaptasi, yakni struktur yang
awalnya beradaptasi untuk fungsi tertentu namun secara kebetulan memiliki
fungsi-fungsi lainnya dalam proses evolusi. Contohnya adalah cicak Afrika Holaspis
guentheri yang mengembangkan bentuk kepala yang sangat pipih untuk dapat
bersembunyi di celah-celah retakan, seperti yang dapat dilihat pada kerabat
dekat spesies ini. Namun, pada spesies ini, kepalanya menjadi sangat pipih,
sehingga hal ini membantu spesies tersebut meluncur dari pohon ke pohon. Contoh
lainnya adalah penggunaan enzim dari glikolisis
dan metabolisme xenobiotik
sebagai protein struktural yang dinamakan kristalin (crystallin)
dalam lensa
mata organisme.
Kerangka paus balin,
label a dan b merupakan tulang kaki sirip yang merupakan adaptasi
dari tulang kaki depan; sedangkan c mengindikasikan tulang kaki vestigial.
Ketika adaptasi terjadi melalui modifikasi
perlahan pada stuktur yang telah ada, struktur dengan organisasi internal dapat
memiliki fungsi yang sangat berbeda pada organisme terkait. Ini merupakan
akibat dari stuktur leluhur yang diadaptasikan untuk
berfungsi dengan cara yang berbeda. Tulang pada sayap kelelawar sebagai
contohnya, secara struktural sama dengan tangan manusia dan sirip anjing laut
oleh karena struktur leluhur yang sama yang mempunyai lima jari. Ciri-ciri
anatomi idiosinkratik lainnya adalah tulang pada pergelangan panda
yang terbentuk menjadi "ibu jari" palsu, mengindikasikan bahwa garis
keturunan evolusi suatu organisme dapat membatasi adaptasi apa yang
memungkinkan.
Selama adaptasi, beberapa struktur dapat
kehilangan fungsi awalnya dan menjadi struktur vestigial. Struktur tersebut dapat
memiliki fungsi yang kecil atau sama sekali tidak berfungsi pada spesies
sekarang, namun memiliki fungsi yang jelas pada spesies leluhur atau spesies
lainnya yang berkerabat dekat. Contohnya meliputi pseudogen, sisa mata yang tidak
berfungsi pada ikan gua yang buta, sayap pada burung yang tidak dapat terbang,
dan keberadaan tulang pinggul pada ikan paus dan ular. Contoh stuktur vestigial
pada manusia meliputi geraham bungsu, tulang ekor,dan umbai
cacing (apendiks vermiformis).
Bidang investigasi masa kini pada biologi perkembangan evolusioner
adalah perkembangan yang berdasarkan adaptasi dan eksaptasi. Riset ini
mengalamatkan asal muasal dan evolusi perkembangan
embrio, dan bagaimana modifikasi perkembangan dan proses perkembangan ini
menghasilkan ciri-ciri yang baru. Kajian pada bidang ini menunjukkan bahwa
evolusi dapat mengubah perkembangan dan menghasilkan struktur yang baru,
seperti stuktur tulang embrio yang berkembang menjadi rahang pada beberapa
hewan daripada menjadi telinga tengah pada mamalia. Adalah mungkin untuk
struktur yang telah hilang selama proses evolusi muncul kembali karena
perubahan pada perkembangan gen, seperti mutasi pada ayam yang menyebabkan
pertumbuhan gigi yang mirip dengan gigi buaya. Adalah
semakin jelas bahwa kebanyakan perubahan pada bentuk organisme diakibatkan oleh
perubahan pada tingkat dan waktu ekspresi sebuah set kecil gen yang
terpelihara.
Koevolusi
Interaksi antar organisme dapat
menghasilkan baik konflik maupuan koopreasi. Ketika interaksi antar pasangan
spesies, seperti patogen
dengan inang atau
predator
dengan mangsanya, spesies-spesies ini mengembangkan set adaptasi yang
bersepadan. Dalam hal ini, evolusi satu spesies menyebabkan adaptasi spesies
ke-dua. Perubahan pada spesies ke-dua kemudian menyebabkan kembali adaptasi
spesies pertama. Siklus seleksi dan respon ini dikenal sebagai koevolusi.
Contohnya adalah produksi tetrodotoksin pada kadal air Taricha granulosa
dan evolusi resistansi tetrodotoksin pada predatornya, ular Thamnophis sirtalis.
Pada pasangan predator-mangsa ini, persaingan senjata evolusioner ini
mengakibatkan kadar racun yang tinggi pada mangsa dan resistansi racun yang
tinggi pada predatornya.
Kooperasi
Namun, tidak semua interaksi antar spesies
melibatkan konflik. Pada kebanyakan kasus, interaksi yang saling menguntungkan
berkembang. Sebagai contoh, kooperasi ekstrem yang terdapat antara tanaman
dengan fungi mycorrhizal yang tumbuh
di akar tanaman dan membantu tanaman menyerap nutrien dari tanah. Ini merupakan
hubungan timbal balik, dengan tanaman menyediakan gula dari fotosintesis ke
fungi. Pada kasus ini, fungi sebenarnya tumbuh di dalam sel tanaman,
mengizinkannya bertukar nutrien dengan inang manakala mengirim sinyal yang menekan sistem
immun tanaman.
Koalisi antara organisme spesies yang sama juga
berkembang. Kasus ekstrem ini adalah eusosialitas yang ditemukan
pada serangga sosial, seperti lebah, rayap, dan semut, di mana
serangga mandul memberi makan dan menjaga sejumlah organisme dalam koloni yang
dapat berkembang biak. Pada skala yang lebih kecil sel
somatik yang menyusun tubuh seekor hewan membatasi reproduksinya agar dapat
menjaga organisme yang stabil, sehingga kemudian dapat mendukung sejumlah kecil
sel
nutfah hewan untuk menghasilkan keturunan. Dalam kasus ini, sel somatik
merespon terhadap signal tertentu yang menginstruksikannya untuk tumbuh maupun mati. Jika sel mengabaikan
signal ini dan kemudian menggandakan diri, pertumbuhan yang tidak terkontrol
ini akan menyebabkan kanker.[38]
Kooperasi dalam spesies diperkirakan berkembang
melalui proses seleksi sanak (kin
selection), di mana satu organisme berperan memelihara keturunan sanak
saudaranya. Aktivitas ini terseleksi karena apabila individu yang "membantu"
mengandung alel yang mempromosikan aktivitas bantuan, adalah mungkin bahwa
sanaknya "juga" mengandung alel ini, sehingga alel-alel
tersebut akan diwariskan. Proses lainnya yang mempromosikan kooperasi meliputi seleksi kelompok, di mana
kooperasi memberikan keuntungan terhadap kelompok organisme tersebut.\
Kepunahan
Fosil tarbosaurus. Dinosaurus
non-aves
yang mati pada peristiwa kepunahan Kapur-Tersier
pada akhir periode Kapur.
Kepunahan
merupakan kejadian hilangnya keseluruhan spesies. Kepunahan bukanlah peristiwa
yang tidak umum, karena spesies secara reguler muncul melalui spesiasi dan
menghilang melalui kepunahan. Sebenarnya, hampir seluruh spesies hewan dan
tanaman yang pernah hidup di bumi telah punah, dan kepunahan tampaknya
merupakan nasib akhir semua spesies. Kepunahan telah terjadi secara terus
menerus sepanjang sejarah kehidupan, walaupun kadang-kadang laju kepunahan
meningkat tajam pada peristiwa kepunahan massal. Peristiwa kepunahan Kapur-Tersier
adalah salah satu contoh kepunahan massal yang terkenal, di mana dinosaurus
menjadi punah. Namun peristiwa yang lebih awal, Peristiwa kepunahan Perm-Trias lebih
buruk, dengan sekitar 96 persen spesies punah. Peristiwa
kepunahan Holosen merupakan kepunahan massal yang diasosiasikan dengan
ekspansi manusia ke seluruh bumi selama beberapa ribu tahun. Laju kepunahan
masa kini 100-1000 kali lebih besar dari laju latar, dan sampai dengan 30
persen spesies dapat menjadi punah pada pertengahan abad ke-21 Aktivitas
manusia sekarang menjadi penyebab utama peristiwa kepunahan yang sedang
berlangsung ini. Selain itu, pemanasan
global dapat mempercepat laju kepunahan lebih lanjut.
Peranan kepunahan pada evolusi tergantung pada
jenis kepunahan tersebut. Penyebab persitiwa kepunahan "tingkat
rendah" secara terus menerus (yang merupakan mayoritas kasus kepunahan)
tidaklah jelas dan kemungkinan merupakan akibat kompetisi antar spesies
terhadap sumber daya yang terbatas (prinsip hindar-saing).
Jika kompetisi dari spesies lain mengubah probabilitas suatu spesies menjadi
punah, hal ini dapat menghasilkan seleksi spesies sebagai salah satu tingkat
seleksi alam. Peristiwa kepunahan massal jugalah penting, namun daripada
berperan sebagai gaya selektif, ia secara drastis mengurangi keanekaragaman dan
mendorong evolusi cepat secara tiba-tiba serta spesiasi pada makhluk yang
selamat dari kepunahan.
Sejarah evolusi kehidupan
Asal usul kehidupan
Asal usul kehidupan
merupakan prekursor evolusi biologis, namun pemahaman terhadap evolusi yang
terjadi seketika organisme muncul dan investigasi bagaimana ini terjadi tidak
tergantung pada pemahaman bagaimana kehidupan dimulai. Konsensus ilmiah saat
ini adalah bahwa senyawa biokimia yang kompleks, yang menyusun kehidupan, berasal
dari reaksi kimia yang lebih sederhana. Namun belumlah jelas bagaimana hal itu
terjadi Tidak begitu pasti bagaimana perkembangan kehidupan yang paling awal,
struktur kehidupan pertama, ataupun identitas dan ciri-ciri dari leluhur universal terakhir dan lungkang
gen leluhur. Oleh karena itu, tidak terdapat konsensus ilmiah yang pasti
bagaimana kehidupan dimulai, namun terdapat beberapa proposal yang melibatkan
molekul swa-replikasi (misalnya RNA) dan perakitan sel sederhana.
Nenek moyang bersama
Semua organisme di
bumi merupakan
keturunan dari leluhur atau lungkang gen leluhur yang sama. Spesies masa kini
yang juga berada dalam proses evolusi dengan keanekaragamannya merupakan hasil
dari rentetan peristiwa spesiasi dan kepunahan. Nenek moyang bersama organisme pertama kali
dideduksi dari empat fakta sederhana mengenai organisme. Pertama, bahwa
organisme-organisme memiliki distribusi geografi yang tidak dapat dijelaskan
dengan adaptasi lokal. Kedua, bentuk keanekaragaman hayati tidaklah berupa
organisme yang berbeda sama sekali satu sama lainnya, melainkan berupa
organisme yang memiliki kemiripan morfologis satu sama lainnya. Ketiga,
sifat-sifat vestigial dengan fungsi yang tidak jelas memiliki kemiripan dengan
sifat leluhur yang berfungsi jelas. Terakhir, organisme-organisme dapat
diklasifikasikan berdasarkan kemiripan ini ke dalam kelompok-kelompok
hierarkis.
Spesies-spesies lampau juga meninggalkan catatan
sejarah evolusi mereka. Fosil, bersama dengan anatomi yang dapat dibandingkan dengan
organisme sekarang, merupakan catatan morfologi dan anatomi. Dengan
membandingkan anatomi spesies yang sudah punah dengan spesies modern, ahli
paleontologi dapat menarik garis keturunan spesies tersebut. Namun pendekatan
ini hanya berhasil pada organisme-organisme yang mempunyai bagian tubuh yang
keras, seperti cangkang, kerangka, atau gigi. Lebih lanjut lagi, karena
prokariota seperti bakteri dan arkaea hanya memiliki kemiripan morfologi bersama yang
terbatas, fosil-fosil prokariota tidak memberikan informasi mengenai
leluhurnya.
Baru-baru ini, bukti nenek moyang bersama datang
dari kajian kemiripan biokimia antar spesies. Sebagai contoh, semua sel hidup di
dunia ini mempunyai set dasar nukleotida dan asam amino
yang sama.Perkembangan genetika molekuler telah menyingkap catatan evolusi
yang tertinggal pada genom
organisme, sehingga dapat diketahui kapan spesies berdivergen melalui jam molekul yang dihasilkan
oleh mutasi. Sebagai contoh, perbandingan urutan DNA ini telah menyingkap
kekerabatan genetika antara manusia dengan simpanse dan kapan nenek moyang
bersama kedua spesies ini pernah ada.
Evolusi kehidupan
Pohon
evolusi yang menunjukkan divergensi spesies-spesies modern
dari nenek moyang bersama yang berada di tengah Tiga domain
diwarnai berbeda, dengan warna biru adalah bakteri,
hijau adalah arkaea,
dan merah adalah eukariota.
Walaupun terdapat ketidakpastian bagaimana
kehidupan bermula, adalah umumnya diterima bahwa prokariota
hidup di bumi sekitar 3–4 miliar tahun yang lalu. Tidak terdapat perubahan yang
banyak pada morfologi
atau organisasi sel yang terjadi pada organisme ini selama beberapa miliar
tahun ke depan.
Eukariota merupakan perkembangan besar pada evolusi sel. Ia
berasal dari bakteri purba yang ditelan oleh leluhur sel prokariotik dalam
asosiasi kooperatif yang disebut endosimbiosis. Bakteri yang
ditelan dan sel inang kemudian menjalani koevolusi, dengan bakteri berevolusi
menjadi mitokondria
ataupun hidrogenosom. Penelanan kedua secara terpisah pada
organisme yang mirip dengan sianobakteri mengakibatkan pembentukan kloroplas
pada ganggang dan tumbuhan. Tidaklah diketahui kapan sel pertama eukariotik
muncul, walaupun sel-sel ini muncul sekitar 1,6 - 2,7 miliar tahun yang lalu.
Sejarah kehidupan masih berupa eukariota,
prokariota, dan arkaea bersel tunggal sampai sekitar 610 miliar tahun yang lalu,
ketika organisme multisel mulai muncul di samudra pada periode Ediakara. Evolusi
multiselularitas terjadi pada banyak peristiwa yang terpisah, terjadi pada
organisme yang beranekaragam seperti bunga karang, ganggang
coklat, sianobakteri, jamur
lendir, dan miksobakteri.
Segera sesudah kemunculan organisme multisel,
sejumlah besar keanekaragaman biologis muncul dalam jangka waktu lebih dari
sekitar 10 juta tahun pada perstiwa yang dikenal sebagai ledakan Kambria. Pada masa
ini, mayoritas jenis
hewan modern muncul pada catatan fosil, demikian pula garis silsilah hewan yang
telah punah. Beberapa faktor pendorong ledakan Kambria telah diajukan, meliputi
akumulasi oksigen
pada atmosfer
dari fotosintesis.
Sekitar 500 juta tahun yang lalu, tumbuhan dan fungi mengkolonisasi
daratan, dan dengan segera diikuti oleh arthropoda
dan hewan lainnya. Hewan amfibi pertama kali muncul sekitar 300 juta tahun yang lalu,
diikuti amniota,
kemudian mamalia
sekitar 200 juta tahun yang lalu, dan aves sekitar 100 juta
tahun yang lalu. Namun, walaupun terdapat evolusi hewan besar,
organisme-organisme yang mirip dengan organisme awal proses evolusi tetap
mendominasi bumi, dengan mayoritas biomassa dan
spesies bumi berupa prokariota.
Tanggapan sosial dan budaya
Seiring dengan penerimaan
"Darwinisme"
yang meluas pada 1870-an, karikatur Charles Darwin
dengan tubuh kera
atau monyet
menyimbolkan evolusi.
Pada abad ke-19, terutama semenjak penerbitan
buku Darwin "The Origin of Species", pemikiran bahwa
kehidupan berevolusi mendapat banyak kritik dan menjadi tema yang
kontroversial. Namun, kontroversi ini pada umumnya berkisar pada implikasi
teori evolusi di bidang filsafat, sosial, dan agama. Di dalam komunitas ilmuwan, fakta bahwa
organisme berevolusi telah diterima secara luas dan tidak mendapat tantangan.
Walaupun demikian, evolusi masih menjadi konsep yang diperdebatkan oleh
beberapa kelompok agama.
Manakala berbagai kelompok agama berusaha
menyambungkan ajaran mereka dengan teori evolusi melalui berbagai konsep evolusi teistik, terdapat
banyak pendukung ciptaanisme yang percaya bahwa evolusi berkontradiksi
dengan mitos penciptaan yang ditemukan pada ajaran agama
mereka. Seperti yang sudah diprediksi oleh Darwin, implikasi yang paling
kontroversial adalah asal usul manusia. Di beberapa negara, terutama di
Amerika Serikat, pertentangan antara agama dan sains telah mendorong kontroversi penciptaan-evolusi,
konflik keagamaan yang berfokus pada politik dan pendidikan.
Manakala bidang-bidang sains lainnya seperti kosmologi dan
ilmu bumi
juga bertentangan dengan interpretasi literal banyak teks keagamaan, biologi
evolusioner mendapatkan oposisi yang lebih signifikan.
Beberapa contoh kontroversi tak beralasan yang
diasosiasikan dengan teori evolusi adalah "Darwinisme
sosial", istilah yang diberikan kepada teori Malthusianisme yang
dikembangkan oleh Herbert Spencer mengenai sintasan yang terbugar (survival of the
fittest) dalam masyarakat, dan oleh lainnya mengklaim bahwa kesenjangan
sosial, rasisme, dan imperialisme oleh karena itu dibenarkan.[190]
Namun, pemikiran-pemikiran ini berkontradiksi dengan pandangan Darwin itu
sendiri, dan ilmuwan berserta filsuf kontemporer menganggap pemikiran ini
bukanlah amanat dari teori evolusi maupun didukung oleh data.
Aplikasi
Aplikasi utama evolusi pada bidang teknologi
adalah seleksi buatan, yakni seleksi terhadap sifat-sifat
tertentu pada sebuah populasi organisme yang disengajakan. Manusia selama
beberapa ribu tahun telah menggunakan seleksi buatan pada domestikasi
tumbuhan dan hewan. Baru-baru ini, seleksi buatan seperti ini telah menjadi
bagian penting dalam rekayasa genetika, dengan penanda terseleksi
seperti gen resistansi antibiotik digunakan untuk memanipulasi DNA pada biologi
molekuler.
Karena evolusi dapat menghasilkan proses dan
jaringan yang sangat optimal, ia memiliki banyak aplikasi pada ilmu
komputer. Pada ilmu komputer, simulasi evolusi yang menggunakan algoritma evolusi dan kehidupan buatan dimulai
oleh Nils Aall Barricelli pada tahun 1960-an, dan kemudian diperluas oleh Alex Fraser yang mempublikasi
berbagai karya ilmiah mengenai simulasi seleksi
buatan. Seleksi buatan menjadi
metode optimalisasi yang dikenal luas oleh hasil kerja Ingo Rechenberg pada tahun
1960-an dan awal tahun 1970-an, yang menggunakan strategi evolusi untuk
menyelesaikan masalah teknik yang kompleks. Algoritma genetika
utamanya, menjadi populer oleh karya tulisan John Holland. Seiring dengan meningkatnya ketertarikan
akademis, peningkatan kemampuan komputer mengizinkan aplikasi yang praktis, meliputi
evolusi otomatis program komputer. Algoritma evolusi sekarang digunakan untuk
menyelesaikan masalah multidimensi. Penyelesaian menggunakan algoritma ini
lebih efisien daripada menggunakan perangkat lunak yang diproduksi oleh
perancang manusia. Selain itu, ia juga digunakan untuk mengoptimalkan desain
sistem.
B. CONTOH SELEKSI ALAM PADA HEWAN
Untuk mendapatkan kebutuhan hidup tersebut umumnya individu-individu harus melalui persaingan, dan hanya individu yang mempunyai sifat sesuai denga lingkungannya akan lolos dari seleksi dan selanjutny dapat meneruskan keturunannya (berkembangbiak), sedangkan individu yang tidak mampu menyesuaikan diri terhadap lingkungannya akan mengalami kesulitan dan mati atau harus berpindah mencari tempat yang baru yang lebih sesuai.
Seleksi
alam
adalah kemampuan alam untuk menyaring terhadap semua organisme yang hidup di
dalamnya, dimana hanya organisme yang mampu menyesuaikan diri terhadap
lingkungannya yang akan selamat, sedangkan yang tidak mampu menyesuaikan diri
akan mati atau punah.
Faktor-faktor seleksi alam
1. Punahnya Spesies Tertentu
Karena
adanya seleksi alam maka individu yang tidak mampu menyesuaikan diri dengan
lingkungan akan mati dan akhirnya punah.
Berikut
beberapa contoh organisme yang hampir punah atau punah karena terseleksi oleh
alam, yaitu:
a.
Burung puyuh liar semakin punah
Hal ini disebabkan
lingkungan hidup burung puyuh di daerah bebatuan dan bidang tanah yang
bergumpal-gumpal semakin langka.
bergumpal-gumpal semakin langka.
Pada lingkungan seperti itulah burung puyuh liar akan lebih sesuai, sehingga sulit ditangkap pemangsanya. Karena lingkungan yang demikian sudah kian langka maka jumlah burung puyuh pun menjadi langka juga.
b. Punahnya Dinosaurus kurang lebih 65 juta tahun yang lalu secara bersamaan
Menurut pendapat para ahli, kepunahan Dinosaurus disebabkan karena jatuhnya meteorit raksasa ke bumi, yang menghamburkan awan debu sehingga menghalangi masuknya sinar matahari.
Tanpa adanya sinar matahari maka tumbuhan akan mati, demikian pula Dinosaurus pemakan tumbuhan yang kemudian diikuti Dinosaurus pemakan daging.
2. Terbentuknya Spesies Baru
Setiap
spesies selalu berusaha beradaptasi dengan lingkungan hidupnya. Adaptasi ini
berlangsung sedikit demi sedikit menuju ke arah yang semakin sesuai dengan
lingkungan hidupnya dan perubahan yang sedikit demi sedikit ini berlangsung
dalam waktu yang sangat lama dan diturunkan dari generasi ke generasi, sehingga
tidak mustahil kalau akhirnya dijumpai spesies yang menyimpang dari spesies
nenek moyangnya.
Dengan demikian adanya seleksi alam dan adaptasi menyebabkan terjadinya perubahan jenis makhluk hidup dari generasi ke generasi.
Jika proses tersebut berlangsung dalam waktu yang lama, maka perubahan tersebut dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru. Peristiwa ini disebut evolusi.
Evolusi adalah suatu proses perubahan makhluk hidup yang terjadi secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang sangat lama sehingga menimbulkan spesies baru.(Kebenaran teori pada pembahasan ini sifatnya relatif-pen)
Komodo sebagai salah satu
binatang purba yang masih bertahan hingga kini merupakan contoh dari hewan yang
berhasil bertahan dan menyesuaikan diri dengan lingkungan sehingga masih
tersisa di dunia.
Contoh seleksi alam pada hewan
berikutnya adalah semakin berkurangnya jumlah badak jawa, orang utan dan
harimau Sumatra sebagai akibat dari berkurangnya tempat tinggal mereka di dalam
hutan dan semakin maraknya perburuan liar. Jika keadaan ini tetap berlanjut,
maka tidak mengherankan apabila beberapa tahun mendatang hewan-hewan tersebut
akan punah dan tidak bisa ditemukan lagi dalam keadaan hidup. Seleksi alam juga
dipengaruhi oleh manusia karena manusia merupakan bagian dari alam. Sebagai
contoh, manusia yang turut menebang hutan secara liar dan menyebabkan tempat
tinggal hewan di dalam hutan berkurang, maka secara tak langsung manusia juga
turut berperan dalam kepunahan beberapa jenis hewan tertentu. Dengan demikian,
seleksi alam tak hanya terjadi karena adanya bencana alam besar-besaran seperti
pada contoh kasus dinosaurus di atas. Demikian adalah pengertian dan contoh
dari seleksi alam yang terjadi pada hewan. Semoga membantu.
.jpg){kind=link}
Tidak ada komentar:
Posting Komentar