Evolusi adalah salah satu cabang ilmu yang mempelajari proses perubahan pada makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama.
1. Organ tubuh yang sering dipergunakan akan tumbuh sempurna, sedangkan organ tubuh yang jarang/tidak dipergunakan akan menyusut (rudimenter). (Teori Use dan Disuse).
2. Perubahan-perubahan pada makhluk hidup disebabkan oleh perubahan lingkungan.
3. Setiap perubahan yang dialami oleh makhluk hidup akan diturunkan.
1. Makhluk hidup yang ada sekarang berasal dari makhluk hidup dimasa silam dengan mengalami perubahan perlahan-lahan.
2. Proses perubahan dari makhluk hidup dimasa silam (sederhana) menjadi makhluk hidup masa sekarang (lebih sempurna) berlansung secara bertahap dan dalam kurun waktu yang sangat lama.
3. Setiap makhluk hidup harus berjuang untuk melansungkan kehidupannya (Teori Seleksi Alam).
Percobaan August Weismann
Evolusi : Pemahaman teori dan bukti evolusi 6Untuk membuktikan apakah lingkungan menyebabkan perubahan sifat yang menurun (teori Lamarck) Weismann melakukan percobaan dengan memotong ekor tikus, lalu mereka dikawinkan. Ternyata anak tikus yang lahir tetap berekor panjang. Lalu anak tikus tersebut dipotong lagi ekornya dan dikawinkan lagi, ternyata keturunan selanjutnya tetap berekor panjang. Langkah itu dilakukan sampai dengan 21 generasi dan keturunan yang lahir ternyata tetap berekor panjang. Dari apa yang dilakukan, Weismann mengambil kesimpulan bahwa perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan kepada keturunannya. Evolusi adalah proses yang menyangkut seleksi alam terhadap faktor genetika. Individu yang memiliki variasi genetik yang sesuai dengan lingkungan yang akan lestari dan memiliki kesempatan mewariskan gen yang adaptif pada generasi berikut.
(https://biologimediacentre.com/evolusi-pemahaman-teori-dan-bukti-evolusi/)
MEKANISME EVOLUSI
1. ISOLASI GEOGRAFIK
Isolasi geografis adalah terpisahnya satu spesies yang sama oleh suatu keadaan geopgrafis menjadi dua atau lebih kelompok populasi. Adanya isolasi geografis menyebabkan peristiwa Allopatrik yaitu adanya isolasi geografis menyebabkan munculnya spesies baru
Contoh dari isolasi geografis : adanya gunung atau lautan yang menyebabkan speies terpisah. Fokus dari adanya isolasi adalah pada benda atau keadaan yang menyebabkan spesiasi bukan pada organisme yang mengalami spesiasi.
Faktor penyebab spesiasi : tidak harus terpenuhi semua sudah mampu meyebabkan spesiasi
a. Adanya perubahan lingkungan : perubahan lingkungan geografis
b. Adanya relung yang kosong : merupakan salah satu faktor yang mampu menyebabkan spesiasi
Relung atau niche adalah suatu kondisi dimana suatu organisme mampu mengelola suatu populasi tetap ada. Merupakan peran dari organisme.
c. Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme : bisa memicu terjadinya populasi karena saling kawin bisa menghasilkan fenotipe yang berbeda sehingga memunculkan keanekaragaman yang menuju adanya spesiasi.
d.Kompetisi : adanya populasi yang kalah menyebabkan terjadinya migrasi untuk bisa mempertahankan hidupnya (http://bachtiarbiologi.blogspot.com/2013/05/isolasi-geografi-pada-mekanisme-evolusi.html)
Contoh Isolasi Geografi
Dalam sebuah pegunungan tiba-tiba muncul melalui peristiwa alam, kemudian memisahkan populasi makhluk hidup. Perlahan makhluk hidup yang hanya dapat tinggal di dataran rendah, dan makhluk hidup yang mampu bertahan akan tetap ada di dataran tinggi yang terbentuk tersebut. Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi antara lain:
a. Adanya perubahan lingkungan secara geografis.
b. Terdapat relung yang kosong, salah satu faktor yang mampu menyebabkan spesiasi. Relung atau niche adalah suatu kondisi yang menyebabkan suatu organisme dapat membuat suatu populasi tersebut tetap ada
c. Keragaman kelompok organisme dalam satu ruang hidup, keadaan yang menyebabkan suatu populasi hidup dalam dataran yang sama menyebabkan adanya interaksi dan saling kawin sehingga menimbulkan adanya spesies baru muncul.
d. Kompetisi, ketika dalam lingkup yang sama suatu populasi yang terdiri dari berbagai spesies tentu saling berlomba untuk dapat bertahan hidup. (https://greatedu.co.id/greatpedia/isolasi-geografi-melalui-mekanisme-evolusi-dan-hukum-hardy-weinberg)
2. RADIASI ADAPTIF
Empat dari 14 spesies finch yang ditemukan di Kepulauan Galápagos, dianggap disebapkan oleh radiasi adaptif yang membedakan bentuk paruh mereka sesuai dengan sumber makanannya.
Radiasi adaptif adalah proses dimana organisme berubah secara cepat menjadi beberapa bentuk baru, khususnya saat ada perubahan lingkungan yang membuat adanya sumber baru dan membuka niche ekologi tertentu. Berawal dari moyang yang sama, proses ini menghasilkan spesiasi dan dan adaptasi fenotipeberbagai spesies menunjukkan ciri-ciri morfologi dan fisiologis yang berbeda dari mereka yang dapat memanfaatkan berbagai lingkungan yang berbeda. (https://sites.google.com/site/maulidunajamian/alphabet/r/ra/radiasi-adaptif-wikipedia-indonesia)
Mekanisme Perkembangan Burung Ficnh
Ketika Darwin berada di kepulauan Galapagos, ia mengamati beberapa makhluk hidup khususnya hewan memiliki karakteristik yang berbeda dari daerah lainnya. Burung Finch adalah salah satu yang diamati oleh Darwin, burung finch adalah sejenis burung kecil yang pada daratan eropa merupakan burung pemakan biji-bijian. Di Kepulauan Galapagos ia mengamati bahwa terdapat perbedaan karakteristif fisik antara burung yang berhabitat di sini (Galapagos) dengan burung Finch yang berasal dari daratan Eropa. Mekanisme perkembangan Burung Finch tersebut adalah :
1. Telah terjadi proses evolusi pada burung finch, yang menyebabkan terjadinya perubahan fisik burung finch yang terdapat di Kepulauan ini.
2. Perubahan-perubahan ini disebabkan karena adanya seleksi alam yang menyebabkan beberapa populasi burung finch mengalami perubahan bentuk fisik.
3. Seleksi alam yang terjadi dikarenakan karena minimnya persediaan makanan serta isolasi geografi yang terjadi.
4. Perubahan fisik yang terjadi meliputi perubahan pada paruh burung yang disesuaikan dengan jenis makanan yang ada.
5. Proses tersebut telah terjadi dari generasi ke generasi selama ribuan tahun.
6. Proses Adaptasi yang terjadi menyebabkan terjadinya perubahan dalam pewarisan sifat makhluk hidup terutama burung finch.
Teori yang dikemukakan oleh Darwin, sejalan dengan pendapat yang dikemukakan oleh seorang ahli Ekonomi yang bernama Thomas Robert Maltus (1766 -1834) dalam bukunya Essay on the principle of population. Ia mengatakan bahwa pertambahan jumlah populasi penduduk tidak seimbang dengan pertambahan jumlah persediaan makanan. Ia mengatakan bahwa pertambahan jumlah penduduk lebih besar daripada jumlah pertambahan makanan. Hal tersebut yang kemudian memberikan inspirasi kepada Darwin, yang kemudian berpendapat bahwa setiap makhluk hidup berjuang untuk hidup. Pendapatnya ini merupakan awal dari pemikiran tentang adanya mekanisme seleksi alam dalam proses evolusi.Pengaruh Sumber daya alam terhadap perkembangan Burung Ficnh Paruh burung finch (sejenis burung manyar) menjadi topik pemikiran Darwin yang mendasari evolusi teorinya. Ketika berada di kepulauan Galapagos, bagian dari ekspedisi HMS Beagle, Darwin melihat bahwa paruh burung finch berbeda-beda, tergantung dari pulau mana asalnya. Ini adalah salah satu contoh bagaimana burung finch menyesuaikan diri dengan kondisi pulau yang berbeda-beda. Contohnya, di pulau yang satu, paruh burung finch kuat dan pendek dan cocok untuk memecahkan kulit kacang yang keras. Di pulau lainnya, paruh burung finch sedikit lebih panjang dan lebih tipis, cocok untuk mengisap jenis makanan yang berada di pulau itu. Hal ini membuat Darwin berpikir akan suatu kemungkinan bahwa burung finch tidak diciptakan begitu saja, melainkan melalui proses adaptasi.
Gb. Macam-macam jenis burung Finch Setelah mengalami Evolusi
Waktu adalah faktor penting dalam evolusi. Proses evolusi memerlukan waktu yang sangat lama. Menurut Darwin, ada dua mekanisme yang mendasari evolusi. Pertama, proses evolusi membawa spesies yang ada untuk berinteraksi dengan kondisi ekologinya. Contohnya, karena hasi evolusi, beberapa burung mempunyai paruh yang hanya bisa dipakai untuk menghisap madu bunga. Selama bunga itu masih tersedia, burung ini akan hidup. Tetapi, bila bunga ini, karena sesuatu hal, punah, maka burung itu kemungkinan besar akan punah juga. Mekanisme yang kedua adalah kelahiran spesies baru dari hasil variasi di spesies yang ada. Ini terjadi bila suatu group makhluk hidup menjadi terpisah dan pada akhirnya mempunyai gaya hidup yang sangat berbeda. Contoh klasik adalah burung finch di atas. Asal mulanya, nenek moyang burung dari bermacam pulau di Galapagos adalah berasal dari daratan Amerika Selatan. Karena bertebaran di bermacam pulau, burung ini akhirnya mengembangkan gaya hidup yang berbeda-beda.
Waktu (melalui banyak generasi burung) dan perjuangan untuk hidup (survival) adalah dua hal yang dibutuhkan untuk melahirkan generasi baru burung finch. Waktu yang lebih panjang lagi dan melalui proses yang sama, menurut Darwin akan dapat menjelaskan evolusi dari semua makhluk hidup di muka bumi yang berasal dari satu “common ancestor”. Keragaman burung finch di Pulau Galapagos menginspirasi Charles Darwin untuk mengembangkan konsep evolusi yang mendasarkan pada seleksi alam. Namun hal tersebut benar-benar terbukti dan berhasil diamati. Salah satu spesies burung finch darat yang berukuran sedang memilih untuk mengembangkan paruh yang berukuran kecil. Hal tersebut dilakukan setelah daerah jelajahnya kedatangan burung pesaing yang lebih besar dalam 20 tahun terakhir. "Perubahan ukuran paruh menunjukkan bahwa persaingan untuk memperoleh jenis makanan dapat mendorong evolusi," kata penelitinya Peter Grant dari Universitas Princeton. Paruh yang kecil akan lebih menguntungkan karena dapat digunakan untuk memangsa biji-bijian yang lebih kecil. Penemuan ini sangat berharga sebab perubahan makhluk hidup karena persaingan jarang bisa diamati. "Umumnya, perubahan fisik dapat diamati pada makhluk hidup yang berpindah habitat atau mengalami perubahan iklim sehingga harus menemukan sumber makanan baru," kata Robert C. Fleischer, seorang pakar genetika di Museum Sejarah Alam dan Kebun Binatang Nasional Smithsonian.
Menurut Fleischer, ini merupakan kasus evolusi mikro yang berhasil didokumentasikan. Grant mempelajari burung finch darat berukuran sedang dari jenis Geospiza fortis yang sebelumnya tidak menghadapi persaingan untuk mendapatkan makanan berukuran kecil maupun besar. Pada 1982, populasi burung finch darat yang berukuran lebih besar, Geospiza magnirostris, masuk ke wilayah tersebut. Burung finch yang berukuran lebih besar memangsa biji-bijian berukuran besar dari tumbuhan Tribulus. Karena memiliki paruh lebih besar, Geospiza magnirostris dapat memecah biji-bijian yang berukuran besar tiga kali lebih cepat daripada finch yang berukuran sedang. Biji-bijian besar yang merupakan sumber makanan finch berukuran sedang mulai berkurang. Apalagi, curah hujan tahunan sangat rendah sepanjang 2003 dan 2004. Tingkat kematian spesies Geospiza fortis yang memiliki paruh relatif besar meningkat sehingga populasi yang tersisa hanya yang memiliki paruh kecil yang dapat memecah biji-bijian kecil. Selain itu, finch dengan paruh kecil tidak perlu bersaing dengan Geospiza magnirostris yang hanya mencari biji-bijian besar. Begitulah proses evolusi yang disebut pergeseran karakter di mana seleksi alam akan menghasilkan perubahan bagi generasi berikutnya. Grant melaporkan hasil pengamatannya dalam jurnal Science. (Sumber: http://nuzulularipin.blogspot.com/2012/06/evolusi-burung-finch-di-kepulauan.html)
3. HUKUM HARDY-WEINBERG
Seorang ahli Matematika dari Inggris, G. H. Hardy dan ahli Fisika dari Jerman, W. Weinberg mengembangkan perhitungan matematika untuk melihat bagaimana mekanisme pewarisan sifat yang terjadi pada makhluk hidup tanpa mengubah struktur genetik di dalam sebuah populasi. Teori ini dikenal dengan Hukum Hardy-Weinberg, yang berbunyi jumlah frekuensi alel di dalam populasi akan tetap seperti frekuensi awal dengan beberapa persyaratan yaitu populasi sangat besar, kawin acak, tidak ada perubahan di dalam gen akibat mutasi, tidak terjadi migrasi ke dalam atau ke luar populasi, dan tidak ada seleksi alam. Terdapat dua poin utama dalam hukum Hardy- Weinberg yaitu:
Jika tidak ada gangguan maka frekuensi alel yang berbeda dalam populasi akan cenderung tetap/tidak berubah sepanjang waktu.
Dengan tidak adanya faktor pengganggu, maka frekuensi genotipe juga tidak akan berubah setelah generasi I.
Rumus dari hukum Hardy- Weinberg
(p + q)² = p² + 2pq + q²
p = Frekuensi gen dominan
q = Frekuensi gen resesif
p² = Frekuensi genotip homozigot
2pq = Frekuensi genotip heterozigot
q² = Frekuensi genotip homozigot resesif
Contoh Soal
Hukum hardy-weinberg dapat digunakan untuk menghitung frekuensi gen dalam suatu populasi. dalam suatu populasi terdapat kelompok perasa pahitnya PTC sebesar 64%, sedangkan yang lainnya tidak perasa PTC. sifat tidak perasa PTC dikendalikan oleh alel t, dan sifat perasa PTC dikendalikan oleh alel T, frekuensi genotip TT:Tt:tt adalah...
Dari soal diketahui perasa pahit PTC = TT dan Tt = 64%
tidak perasa PTC = tt = 100%-64% = 36%
- Frekuensi gen tt = q² = 36% = 0,36
q = √0,36 = 0,6
maka
- p+q = 1
p = 1 - 0,6
= 0,4
p²= 0,16 (Frekuensi gen TT)
- Frekuensi gen Tt
2pq = 2. 0,4. 0,6
= 2. 0,24 = 0,48
- Perbandingan frekuensi gen
TT : Tt : tt = p² : 2pq : q²
= 0,16 : 0,48 : 0,36
= 4 : 12 : 9
(https://greatedu.co.id/greatpedia/isolasi-geografi-melalui-mekanisme-evolusi-dan-hukum-hardy-weinberg)
Bukti Adanya Evolusi
1. Adanya variasi antar individu dalam satu keturunan
Di dunia ini tidak pernah dijumpai dua individu yang identik sama, bahkan anak kembar sekalipun pasti punya suatu perbedaan. Demikian pula individu yang termasuk dalam satu spesies. Misalnya perbedaan warna, ukuran, berat, kebiasaan, dan lain-lain. Jadi antar individu dalam satu spesies pun terdapat variasi. Variasi adalah segala macam perbedaan yang terdapat antar individu dalam satu spesies. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh berbagai faktor seperti suhu, tanah, makanan, dan habitat. Seleksi yang dilakukan bertahun-tahun terhadap suatu spesies akan menyebabkan munculnya spesies baru yang berbeda dengan moyangnya. Oleh karena itu adanya variasi merupakan bahan dasar terjadinya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya spesies baru.
2. Pengaruh penyebaran geografis
Makhluk hidup yang berasal dari satu spesies yang hidup pada satu tempat setelah mengalami penyebaran ke tempat lain sifatnya dapat berubah. Perubahan itu terjadi karena di tempat yang baru makhluk hidup tersebut harus beradaptasi demi kelestariannya. Selanjutnya, adaptasi bertahun-tahun yang dilakukan akan menyebabkan semakin banyaknya penyimpangan sifat bila dibandingkan dengan makhluk hidup semula. Dua tempat yang dipisahkan oleh pegunungan yang tinggi atau samudera yang luas mempunyai flora dan fauna yang berbeda sama sekali. Perbedaan susunan flora dan fauna di kedua tempat itu antara lain disebabkan adanya isolasi geografis.
Contohnya adalah mengenai bentuk paruh burung Finch yang ditemukan Darwin di kepulauan Galapagos. Dari pengamatannya tampak burung-burung Finch tersebut memiliki bentuk paruh dan ukuran yang berbeda, dan menunjukkan mempunyai hubungan dengan burung Finch yang ada di Amerika Selatan. Mungkin karena sesuatu hal burung itu bermigrasi ke Galapagos. Mereka menemukan lingkungan yang baru yang berbeda dengan lingkungan hidup moyangnya. Burung itu kemudian berkembangbiak dan keturunannya yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan bertahan hidup, sedang yang tidak akan mati. Karena lingkungan yang berbeda, burung-burung itu menyesuaikan diri dengan jenis makanan yang ada di Galapagos. Akhirnya terbentuklah 14 spesies burung Finch yang berbeda dalam bentuk dan ukuran paruhnya.
3. Ditemukannya fosil di berbagai lapisan batuan bumi
Fosil adalah sisa tumbuhan atau hewan yang telah membatu atau jejak-jejak yang tercetak pada batuan. Darwin menyatakan bahwa fosil yang ditemukan pada lapisan batuan muda berbeda dengan fosil yang terdapat pada lapisan batuan yang lebih tua, dan menunjukkan suatu bentuk perkembangan.
Dari sekian banyak fosil yang ditemukan, yang paling lengkap dan dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi adalah fosil kuda yang ditemukan oleh Marsh dan Osborn. Dari studi yang dilakukan dapat dicatat beberapa perubahan dari nenek moyang kuda (Eohippus) yang hidup 58 juta tahun yang lalu menuju ke bentuk kuda modern sekarang (Equus), yaitu:
a) tubuh bertambah besar, dari sebesar kucing hingga sebesar kuda sekarang
b) leher makin panjang, kepala makin besar, jarak antara ujung mulut hingga bagian mata menjadi makin jauh
c) perubahan dari geraham depan dan belakang dari bentuk yang sesuai untuk makan daun menjadi bentuk yang sesuai untuk makan rumput
d) bertambah panjangnya anggota tubuh hingga dapat dipakai untuk berlari cepat, tetapi bersamaan dengan itu kemampuan rotasi tubuh menurun.
e) adanya reduksi jari kaki dari lima menjadi satu, yaitu jari ketiga yang selanjutnya memanjang, kemudian disokong teracak.
Untuk menetapkan umur fosil dapat dilakukan dengan dua cara : secara langsung dan tak langsung. Secara langsung dengan menetapkan umur batuan tempat fosil ditemukan. Cara yang ini kurang valid. Secara tak langsung dengan carbon dating menggunakan isotop C14. Cara yang kedua ini lebih valid.
4. Adanya homologi organ pada berbagai jenis makhluk hidup
Organ-organ berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama dan kemudian berubah struktur sehingga fungsinya berbeda disebut organ yang homolog. Homologi organ menunjukkan tingkat kekerabatan makhluk yang bersangkutan. Makin banyak organ yang homolog kemungkinan kekerabatannya makin dekat, yang artinya nenek moyangnya mungkin sama.
