KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 PETUNJUK DAN MEKANISME EVOLUSI
A. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan dapat:
1. Menjelaskan petunjuk-petunjuk adanya evolusi.
2. Menjelaskan mekanisme terjadinya evolusi mahluk hidup.
3. Mendeskripsikan terjadinya variasi makhluk hidup sebagai dasar terjadinya proses evolusi.
B. Uraian Materi
1. Petunjuk evolusi
Beberapa bukti yang dianggap memberikan petunjuk adanya evolusi antara lain:
a. Variasi mahluk 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.
Variasi genetik pada ayam
b. 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.
 |
| Perbandingan fosil kuda |
c. Homologi dan analogi organ 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.
 |
| Homologi perbandingan |
 |
| Analogi perbandingan
|
d. 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.
Ontogeni adalah perkembangan individu dari satu sel menjadi individu dewasa.
Filogeni adalah sejarah perkebangan makhluk hidup dari makhluk yang hidup sebelumnya. Para ahli berpendapat bahwa ontogeni (perkembangan individu) adalah ulangan dari revolusi filogeni (perkembangan hubungan kekerabatan organisme). Kaidah ini dianggap terlalu berlebihan karea tidak benar bahwa vertebrata berevolusi dari bentuk ikan menjadi bentuk reptil, kemudian menjadi bentuk berkaki empat.
 |
| Kemiripan embriologi
|
e. 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.
f. 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.
g. 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.
 |
| Apendiks
|
2. Mekanisme Evolusi
Proses evolusi dapat terjadi karena adanya seleksi alam dan variasi genetik sehingga akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diwariskan pada keturunanya. Adanya seleksi alam mengharuskan semua makhluk hidup berjuang untuk bertahap hidup.
Dalam upaya agar dapat lolos seleksi alam, setiap makhluk hidup dapat mengalami perubahan baik secara morfologis, fisologis, dan tingkah laku.
Berikut faktor-faktor yang berperan dalam mekanisme evolusi, meliputi:
a. Mutasi
Mutasi merupakan peristiwa yang menyebabkan terjadinya perubahan pada frekuensi gen, sehingga mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi ini bisa menguntungkan atau bahkan merugikan.
Menguntungkan apabila:
- Berpotensi menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan.
- Menghasilkan spesies yang dapat beradaptasi.
- Memiliki kemampuan bereproduksi denga bibit unggul.
Jika sifat yang dihasilkan berkebalikan dengan sifat seperti tersebut di atas, maka mutasi yang terjadi merugikan.
b. Genetic Drift
Genetic Drift merupakan perubahan acak pada frekuensi gen pada populasi gen yang disebabkan oleh kematian, migrasi, ataupun isolasi.
Genetic drift dapat disebabkan oleh dua kondisi,
(1) the bottleneck effect, merupakan bencana alam seperti kebaran, gempa bumi sehingga populasi yang tinggal sangat sedikit,
(2) the founder effect, ketika sejumlah kecil dari organisme berpindah ke suatu tempat lain.
c. Aliran gen
Aliran gen terjadi ketika terjadinya migrasi dan kawin pada individu di antara populasi-populasi. Aliran gen ini sangat bergantung pada jumlah individu yang datang dan seberapa banyak perbedaan genetik individu-individu yang datang bergabung.
d. Rekombinasi seksual
Adanya kemampuan reproduksi secara seksual pada setiap individu akan menghasilkan keturunan yang dapat berbeda dengan induknya. Hal ini dipengaruhi oleh penggabungan kromosom yang terjadi secara acak antara dua sel gamet pada tahap meiosis. Sehingga memberi peluang dihasilkannya keturunan yang viabilitasnya tinggi dan berpengaruh terhadap evolusi populasi. Perkawinan yang tidak acak akan mengakibatkan terbentuknya gen resesif pada keturunan karena alel yang cenderung disukai akan mendominasi dalam populasi.
e. Seleksi Alam dan Adaptasi
Suatu adaptasi pada individu akan selalu diikuti oleh proses seleksi alam.
Individu yang adaptatif, cenderung dapat lolos dari seleksi alam dengan perubahan sifat tertentu sehingga dapat bertahap hidup dan mewariskan sifat tersebut pada keturunannya.
Jadi, dapat disimpulkan bahwasanya evolusi merupakan peristiwa yang sifatnya fleksibel dan terus terjadi mengikuti perkembangan zaman. Setiap makhluk hidup harus mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungannya sehingga dapat lolos dari seleksi alam dan mampu bertahan hidup sehingga dapat melakukan rekombinasi seksual untuk melestarikan keturunannya meskipun sifatnya tidak identik.
3. Hukum Hardy Weinberg
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, artinya tidak terjadi evolusi.
Frekuensi gen berada dalam keseimbangan apabila:
- 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: (p+q) = 1
Bila frekuensi gen A = p dan frekuensi gen a = q, maka frekuensi genotip AA : Aa : aa = p2 : 2pq : q2.
Cara mencari frekuensi gen
Jika dalam suatu populasi diketahui frekuensi genotipnya, maka frekuensi gennya dapat dicari. Contohnya, frekuensi genotip aa dalam suatu populasi 0,25. Tentukan frekuensi gen A : a serta frekuensi genotip AA, Aa, dan aa.
Penerapan hukum Hardy-Weinberg untuk menghitung frekuensi gen dalam populasi sebagai berikut:
a) Dalam suatu populasi terdapat kelompok perasa pahit kertas PTC (phenil thiocarbamide) sebesar 64%, sedangkan yang lainnya bukan perasa PTC.
Bukan perasa PTC dikendalikan oleh gen t dan perasa PTC dikendalikan oleh gen T. Tentukan frekuensi gen dan genotip populasi orang PTC dan non PTC.
b) Diketahui frekuensi orang albino pada suatu masyarakat adalah 25 di antara 10.000 orang. Berapa persentase orang pembawa sifat albino yang heterozigot?
4. Perubahan perbandingan frekuensi gen pada populasi
Saat ini, telah diketahui beberapa faktor penting yang menyebabkan perubahan keseimbangan genetik di dalam suatu populasi. Faktor-fakor tersebut, antara lain: mutasi, seleksi alam, emigrasi dan imigrasi, rekombinasi dan seleksi, dan genetic drift.
Untuk lebih mengetahui, mari cermati uraian berikut ini.
a. Mutasi
Apabila ada satu atau beberapa gen yang bermutasi, maka akan terjadi
perubahan keseimbangan gen-gen dalam suatu populasi.
b. Seleksi alam
Di danau buatan di Amerika Serikat pernah ditemukan jenis katak berkaki banyak dan jenis katak normal. Katak yang berkaki banyak fertilitasnya rendah atau mandul dan bersifat resesif. Sedangkan, katak berkaki normal mempunyai fertilitas normal dan bersifat dominan. Karena katak berkaki banyak bersifat mandul, maka katak ini dapat dihasilkan dari perkawinan antara katak berkaki normal heterozigot.
Jadi, apabila katak berkaki normal heterozigot ( Nn ) dikawinkan dengan yang berkaki normal Nn, maka akan dihasilkan rasio keturunannya, sebagai berikut:
c. Spesiasi
Spesiasi atau pembentukan spesies pada dasarnya dapat digunakan sebagai saksi hidup mengenai apa yang terjadi di masa lalu, maka dari itu proses spesiasi dapat pula dianggap sebagai bukti bahwa proses evolusi memang berlangsung.
Syarat terjadinya spesiasi adalah :
1. Adanya perubahan lingkungan, Perubahan lingkungan dapat menyebabkan perubahan evolusi. Contohnya, bencana alam dapat menyebabkan timbulnya kepunahan massal di muka bumi.
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.
d. Isolasi Geografi
Isolasi geografi/batas alam. Apabila batas alam tidak dapat dilewati, suatu populasi tidak akan pernah bertemu dengan populasi lainnya maka dapat menyebabkan terjadinya spesisasi baik simpatri maupun tidak simpatri
- Proses spesiasi simpatri: proses spesiasi yang terjadi dalam area geografi yang sama dari suatu spesies yang paling berkerabat. Spesiasi terjadi karena aspek genetik, morfologi, tingkah laku, fisiologi, dan lain-lain. Contoh: populasi mencit di Eropa Barat memiliki sejumlah populasi kecil yang tidak interfertilisasi dengan populasi di sebelahnya walaupun penyebarannya sangat luas di Eropa Barat.
- Spesiasi tidak simpatri: proses spesiasi yang terdapat dalam area geografi yang berbeda dibandingkan dengan area geografi suatu spesies yang paling berkerabat. Dibagi menjadi 3 yaitu:
1. Spesiasi alopatri: proses spesiasi yang terjadi di daerah yang berjauhan atau berlainan dari suatu spesies yang paling dekat hubungan
kekerabatannya. Sebagian dari populasi suatu spesies terpisah dan hidup di daerah yang berlainan. Karena adanya pemisahan, keanekaragaman yang terbawa dari populasi yang terpisah, berbeda dalam frekuensi alelnya. Oleh karena kedua daerah memiliki perbedaan dalam banyak hal, seleksi alam yang bekerja pada masing-masing area akan berbeda pula. Ketika kedua populasi tersebut bertemu di kemudian hari, tidak ada lagi interaksi social di antara kedua populasi tersebut. Contoh: Macaca brunnescens dianggap jenis berbeda dari
Macaca ochreata karena terpisah secara geografi.
2. Spesiasi parapatri: proses spesiasi yang terjadi di daerah yang bersebelahan dengan daerah dari suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Daerah penyebaran meliputi lebih dari satu macam habitat dengan persyaratan yang berbeda. Dengan berjalannya waktu, terbentuklah suatu populasi yang tetap bersebelahan tetapi kemampuan interfertilnya secara gradual menurun, berbanding lurus dengan jarak antara dua populasi. Akhirnya pada suatu keadaan akan ada dua populasi yang sudah tidak mampu berinteraksi secara interfertil, sehingga harus dianggap sebagai spesies tersendiri.
3. Spesiasi peripatri: 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.
e. Isolasi Reproduksi
Proses spesiasi yang ditinjau dari: keberhasilan terjadinya pembuahan (kemungkinan pertemuan antara dua jenis sel gamet proses pra-kawin) dan keberhasilan suatu perkawinan (proses pasca kawin).
1. Spesiasi pra kawin meliputi:
- Kromosomal: perbedaan jumlah, bentuk, urutan kromosom berpengaruh dalam perubahan.
- Musim: perbedaan musim kawin atau musim berbunga menyebabkan individu hanya dapat saling membuahi individu tertentu yang cocok.
- Parthenogenesis: individu identik dengan induk yang menghasilkannya.
- Morfologi atau struktural: perbedaan struktur tubuh (morfologi) menyebabkan pembuahan menjadi tidak mungkin.
2. Spesiasi pasca kawin meliputi:
- Letalitas: adanya embrio yang letal
- Sterilitas: individu yang dilahirkan tidak dapat memiliki keturunan.
- Semi-letal: individu yang dihasilkan, meskipun hidup normal dan dapat memiliki keturunan, memiliki vitalitas yang sangat rendah.
C. Rangkuman
1. Evolusi merupakan proses satu arah dalam waktu yang tidak terbalikkan. Proses evolusi hanya dapat dipelajari dari petunjuk-petunjuk yang ada yaitu adanya variasi makhluk hidup, fosil-fosil yang ditemukan, homologi dan analogi organ, embriologi perbandingan, pentunjuk biokimia, perbandingan fisiologi, alat tubuh yang tersisa.
2. Mekanisme evolusi dapat terjadi melalui mutasi, genetik drif, aliran gen, rekombinasi seksual, seleksi alam, dan adaptasi.
D. Latihan Soal
1. Salah satu petunjuk evolusi adalah homologi organ tubuh. Jelaskan yang dimaksud dengan Homolog!
2. Bagaimana teori Darwin dan Lamarck menjelaskan fenomena jerapah berleher panjang!
3. Sebutkan akibat dari terjadinya seleksi alam!
4. Sebutkan kelemahan teori evolusi Darwin menurut August Weismann!
