BAB XIII EVOLUSI

EVOLUSI: Perubahan secara bertahap dari satu kondisi ke kondisi yang lain Evolusi molekuler / kimia / anorganik (…. asal mula terjadinya kehidupan pada tingkat molekuler ? ) Evolusi organik : evolusi biologi dimulai dari titik kulminasi evolusi kimia asal mula terjadinya kehidupan dan proses-proses kehidupan yang sedang berlangsung

Prinsip-prinsip biologi modern tentang evolusi: Prinsip pengorganisasian Molekul-organel-sel-jaringan-organisme-individu-populasi-masyarakat Kelangsungan hidup melalui hereditas dan evolusi Organisma mirip satu dengan yang lain karena organisme tersebut menerima unsur-unsur hereditas dari nenek moyangnya. Karakteristika Evolusi : Survival yang berbeda pada setiap generasi Mekanisma inheritance Reproduksi seksual Mekanisma isolasi / barier Lingkungan

Perkembangan ide-ide tentang evolusi organik Periode sebelum Darwin : mitos / kepercayaan orang-orang dulu terhadap terjadinya kehidupan India: tanah, air, api, udara, langit  kehidupan Cina: adanya interaksi positif dan negatif dari air, kayu, api ,tanah, dan logam  masa kehidupan 2. Periode Yunani sampai abad ke-18 a. Empodocles (Father of evolution idea: 495-435). Kehidupan pertama terjadi karena adanya daya tarik menarik dari bagian yang terpisah - pisah b. Aristoteles: organisma disusun dari tingkatan yang rendah  tinggi c. Robert Hooke (1635-1703), Erasmus Darwin, Lamarck : memikirkan konsep - konsep evolusi setelah ada bukti-bukti fosil d. Carolus Linnaeus (bukan ahli evolusi): menyusun jenis-jenis tumbuhan dan hewan dalam suatu sistem klasifikasi e. J.B de Lamarck : teori evolusi organik pertama : hasil adaptasi yang dapat diturunkan

Periode setelah Darwin 3. Periode Darwin Charles Darwin (1809-1882) dan Alfred Russel Wallace (1823-1913): membuat kesimpulan yang sama tentang mekanisma evolusi yang disebabkan seleksi alam Periode setelah Darwin mempelajari adanya evolusi berdasarkan bukti : embriologi, anatomi, taksonomi dan palentologi - Haeckel: menyusun filogeni vertebrata pada perkembangan embriologi - Weissman: “Kontinuitas plasma benih”, menolak teori Lamarck dan Darwin tentang mekanisma penurunan sifat, tetapi menyokong teori- teori Mendel - Hugo de Vries: asal species baru karena adanya mutasi yang dapat diturunkan. Lima tipe dasar penyebab terjadinya proses evolusi : Mutasi gen Perubahan dalam struktur dan jumlah kromosom Rekombinasi genetik Seleksi alam Isolasi reproduksi

Bukti-bukti Adanya Evolusi Biologi : Bukti Palentologi: Fosil a) Bentuk transisi : fosil Archeopteryx ( reptil-burung )

b) Bentuk yang menunjukkan urutan evolusi : KUDA Perubahan ukuran tubuh Kepala makin besar Leher semakin panjang, gerakan makin lincah Gerahan mengalami perubahan bentuk dan ukuran ,lebih sesuai utk makan rumput Angota tubuh makin panjang Jumlah jari kaki semakin berkurang dari 4 jari menjadi 1 jari

2. Bukti Perbandingan Anatomi Homologi  asal usul sama, fungsi berbeda Contoh : homologi anggota tubuh bagian depan Vertebrata ( humerus, radius, ulna, carpal, metal carpal) : manusia, burung, ikan lumba-lumba, gajah) Analogi  fungsi sama, asal-usul berbeda Contoh : analogi antara sayap insekta dengan sayap burung

3. Bukti Perbandingan Embriologi - Hewan yang mempunyai kekerabatan dekat, memiliki tahap perkembangan embrio yang sama - Perkembangan dari sel hingga embrio dewasa merupakan ulangan atau sama dari perkembangan 1 sel  multi sel

4. Perbandingan Fisiologi dan Biokimia Pada dasarnya evolusi adalah gejala biokimia a. kimia protoplasma b. kimia kromosom c. kesamaan enzim d. kesamaan hormonal e. perbandingan serologi 5. Bukti dari Perbandingan Sitologi Sel merupakan unit struktur kehidupan adanya DNA, RNA

6. Bukti dari Genetika Manusia mampu melakukan penyilangan/hibridasi terhadap tumbuhan atau hewan untuk menghasilkan varietas-varietas baru selain itu telah diketahui bahwa hereditas merupakan materi dasar untuk terjadinya evolusi 7. Bukti dari Taksonomi Baik tumbuhan ataupun hewan dapat dikelompokkan ke dalam hirarki takson. Hal tersebut menunjukkan adanya kekerabatan antara individu-individu yang ada di alam ini

8. Bukti dari Hubungan Biogeografi Adanya kesamaan antara fauna dan flora yang ada di beberapa bagian bumi ini terdapat 6 daerah biogeografi: a. Neartic b. Paleartic c. Neotropical d. Oriental e. Ethiopian f. Australian

Beberapa Teori Evolusi Organisme Teori Lamarck : modifikasi yang diperoleh suatu organisma dalam adaptasi terhadap lingkungannya semasa dia hidup secara otomatis diturunkan / diwariskan kepada turunannya, sehingga menjadi bagian dari hereditas Beberapa kritik terhadap teori lamarck a. Castle dan Philips transplantasi ovarium dari babi betina warna hitam ke babi betina warna putih  keturunannya babi warna hitam b. August Weismann: Pemotongan ekor tikus  keturunannya tetap berekor panjang. 2. Teori Seleksi Alam (Darwin) - Wallace Faktor-faktor yang membatasi, sehingga hanya organisma ttt yang dapat berkembang 3. Neo Darwinisme : merupakan modifikasi dari teori Darwin, yaitu menolak Darwin kecuali unsur-unsur dasar mengenai seleksi alam August Weismann, E. Haeckel, T.H. Huxley

Mekanisma Evolusi 1. Variasi : variasi yang diwariskan merupakan bahan baku evolusi variasi kontinu : perbedaan variasi kecil variasi diskontinu : variasi polimorfisme 2. Seleksi alam : Faktor yang bekerja sama untuk membatasi / menyeleksi pertumbuhan suatu organisma 3. Ukuran “fitness” kemampuan individu untuk menghasilkan keturunan yang fertil (berbiak/subur) a. survival (lulus hidup) b. seleksi seksual c. besar keluarga (family size) 4. Sumber genetik dari variabilitas

- Mutasi  menghasilkan alela baru genotipe baru Reproduksi seksual  Variasi baru fenotipe baru random assortment crossing over out breeding Kombinasi Baru - Mutasi  menghasilkan alela baru

ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS Abiogenesis dan Biogenesis Beberapa peristiwa yang menunjang timbulnya pandangan abiogenesis: Adanya lalat pada bangkai Adanya ikan di perairan terbuka Adanya mikroorganisme pada rendaman jerami Abiogenesis dan Biogenesis Pendukung abiogenesis Organisme yang diamati Pendukung biogenesis Aristoteles John Needham Van Helmonth Lalat Mikroorganisme F. Redi Spallazani Pasteur Teori abiogenesis Tidak benar (gugur) 4. Adanya katalisator (enzim) 5. Perkembangan asam nukleat 6. Makhluk hidup primitif ± 3 milyar tahun yang lalu Omne vivum ex ovo Omne ovum ex vivo

Abiogenesis (Generatio Spontanea) Konsep Tentang Hidup Abiogenesis (Generatio Spontanea) Arsitoteles Kehidupan berasal dari materi tak hidup Materi tak hidup tersebut mempunyai kekuatan/gaya hidup yang dapat berubah menjadi organisme Sampai ± 200 TYL, orang percaya: Bila sepotong daging dibiarkan membusuk, maka akan terjadi kehidupan misalnya lalat Dalam awan, selama angin ribut disertai guntur, akan terjadi ikan dan katak serta akan jatuh ke bumi bersama air hujan Mikroorganisme terjadi dari air rendaman jerami

Jean Baptiste van Helmont Bila pakaian kotor berkeringat pada sebuah kotak terbuka diberi gandum  terjadi tikus (Keringat sebagai gaya hidup untuk proses kehidupan) Lazzaro Spallanzani (1729-1799) Needham, tidak memanaskan air kaldu tersebut cukup lama sehingga organisme tidak mati. Eksperimen 1: menyiapkan 19 tabung yang diisi dengan sari buah- buahan, kemudian ditutup. Lalu panaskan ± 1 jam Hasil : tidak terjadi organisme Para pendukung Needham: pemanasan 1 jam telah merusak “gaya hidup” dan “elastisitas udara dalam tabung” sehingga mencegah terjadinya generatio spontanea

Eksperimen 2 : 32 tabung yang diisi sari tumbuhan dan tepung kuning telur Set.1 (8 tabung) dipanaskan ½ jam Set.2 (8 tabung) dipanaskan 1 jam Set.3 (8 tabung) dipanaskan 1½ jam Set.4 (8 tabung) dipanaskan 1½ jam Hasil eksperimen: Mikroorganisme terjadi pada seluruh tabung, bahkan yang dipanaskan 2 jam mikroorganismenya paling banyak Kesimpulan: Pemanasan 1 jam lebih, tak merusak “gaya hidup”

Air Kaldu, makhluk tak hidup John Needham Makhluk hidup berasal dari mikroorganisme Air Kaldu, makhluk tak hidup eksperimennya dengan menggunakan air kaldu biri-biri dan dengan dipanaskan Biogenesis Francesco Redi (1626-1697) Lalat terjadi dari telur lalat yang diletakkan oleh induk lalat, daging busuk hanyalah merupakan medium untuk tempayak (larva) lalat itu.

4 botol terbuka Setelah beberapa hari tampak larva lalat pada daging yang membusuk itu Eksperimen I 8 botol berisi daging ikan (belut) 4 botol tertutup rapat Setelah beberapa hari tak nampak ada larva (daging tetap tidak membusuk) Pendukung Generatio Spontanae Udara memegang peranan dalam pengaktifan gaya untuk terjadinya generatio spontanea

4 botol tetap terbuka Setelah beberapa hari tampak larva lalat pada daging yang membusuk Eksperimen II 8 botol berisi daging ikan (belut) 4 botol ditutup dengan kain Agar udara dapat masuk. Setelah be- berapa hari tak terdapat larva lalat Pendukung Generatio Spontanae Keaktifan gaya hidup terganggu karena ditutup

Terjadinya Makhluk Hidup Menurut Biologi Modern Awal kehidupan terjadi secara kemonsitesis Atmosfir purba mengandung: H2O, CH4, NH3, dan H bebas Salah satu versi terjadinya kehidupan berlangsung dalam 6 fase: a. Terbentuknya asam amino, gula sederhana, rangkaian hidrokarbon dan purin. (Stanley M) b. Terbentuknya makromolekul dari asam amino bebas, gula, nukleotida dsb. (Sidney Fox) c. Asosiasi makromolekul menjadi butir-butir semiorganisasi. (Koaservat Oparin) d. Terjadi “molecular organizer” dalam butir-butir koaservat e. Terjadi evolusi perkembangan dan metabolisme f. Terjadi perkembangan fotosintesis

Konservat (protein, lemak, Asam nukleat) Oparin (1894) H. Urey Asam amino H2O (Air) CH4 (Metana) NH3 (Amonia) Konservat (protein, lemak, Asam nukleat) H2 (Hidrogen) CH4 (Metana) NH3 (Amonia) H2O (Air)

Gambar Alat Stanley Miller untuk menguji hipotesis H. Urey

Evolusi Kimiawi dan Biologi H, C, O, N H2O, CH4, NH3 H2O, CH4, NH3 monosa, gliserin, asam lemak, asam amino, basa purin, dan pirimidin Monosa + monosa poliosa Asam lemak + gliserin lemak, lipida As. amino + as. Amino protein, enzim purin + ribosa + fosfat nukleotida pirimidin nukleotida + nukleotida asam nukleat 4. Asam nukleat + protein nukleoprotein (repro, mutasi, nutrisi, agregasi)

5. Nukleoprotein + pemb. Organik sel I (sintesis, tumbuh, berkembang, membelah, kontrol internal, fermentasi) CO2 6. Sel I klorofil CO2 parasit + saprofit H2O kemosintesis fotosintesis pemakan Gula, O2 7. Revolusi Oksigen O2 + metan CO2 O2 + amonia N2 O2 + O2 O3 O2 + logam/metal oksidan, batuan O2 + organisme respirasi aerob

ATOM UNSUR ANORGANIK ORGANIK SEDERHANA ORGANIK KOMPLEKS MONERA V O L U S I K I M A MONERA PROTISTA SEL PERTAMA (PRIMITIF) E V O L U S I B I O L G HEWAN TUMBUHAN