ii
MAKALAH EVOLUSI
BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Evolusi
dalam kajian biologi berarti perubahan pada sifat-sifat
terwariskan suatu populasi organismegen 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. 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
Evolusi didorong oleh dua mekanisme utama, yaitu seleksi alam dan hanyutan genetik. Seleksi alam
merupakan sebuah proses yang menyebabkan sifat terwaris yang berguna untuk
keberlangsungan hidup dan reproduksi organisme menjadi lebih umum dalam suatu
populasi dan sebaliknya, sifat yang merugikan menjadi lebih berkurang.
Hal ini terjadi karena individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan lebih
berpeluang besar bereproduksi, sehingga lebih banyak individu pada generasi
selanjutnya yang mewarisi sifat-sifat yang menguntungkan ini. Setelah
beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan
kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam.
Sementara itu, hanyutan genetik merupakan sebuah proses bebas yang
menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat suatu populasi. Hanyutan
genetik dihasilkan oleh probabilitas apakah suatu sifat akan diwariskan ketika
suatu individu bertahan hidup dan bereproduksi.
iii
Walaupun perubahan yang dihasilkan oleh hanyutan dan
seleksi alam kecil, perubahan ini akan berakumulasi dan menyebabkan perubahan
yang
substansial pada organisme. Proses
ini mencapai puncaknya dengan menghasilkan
spesies yang baru. Dan sebenarnya, kemiripan
antara organisme yang satu dengan organisme yang lain mensugestikan bahwa
semua spesies yang kita kenal berasal dari nenek moyang yang sama melalui
proses divergen yang terjadi secara perlahan ini.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam makalah ini yaitu sebagai berikut:
1.
Bagaimana teori evolusi menurut Darwin ?
2.
Bagaimana mekanisme evolusi ?
3.
Bagaimana mekanisme isolasi geografik ?
4.
Bagaimana proses adaptasi radiasi adaftif ?
5.
Bagaimana bunyi hokum Hardy-Weinberg ?
6.
Bagaimana proses evolusi molekuler ?
C. Tujuan
Tujuan dalam makalah
ini yaitu sbb:
1.
Menjelaskan teori evolusi menurut Darwin
2.
Menjelaskan mekanisme evolusi
3.
Menjelaskan terjadinya isolasi geografik
4.
Menjelaskan maksud dari radiasi adaftif
5.
Menjelaskan hokum Hardy-Weinberg
6.
Menjelaskan proses evolusi molekuler
BAB II
PEMBAHASAN
A.
PENGERTIAN
EVOLUSI
Evolusi pada makhluk hidup adalah perubahan yang dialami makhluk
hidup secara berangsur-angsur dalam waktu yang lama sehingga terbentuk spesies
baru. Kajian yang membahas tentang kejadian makhluk hidup yang bisa beraneka
ragam di bumi ini disebut dengan Teori Evolusi.
Para ilmuwan biologi, seperti Charles Darwin (Inggris, 1809–1882)
menyatakan bahwa makhluk hidup selalu mengalami perubahan secara
berangsur-angsur dalam waktu yang relative lama. Dengan adanya perubahan
tersebut, mengakibatkan timbulnya sifat-sifat baru. Sifat baru yang mula-mula
merupakan penyimpangan sedikit dari sifat asli, namun karena berlangsung terus-menerus
dalam waktu yang lama akhirnya menyebabkan munculnya jenis makhluk hidup baru
dengan sifat yang berbeda dari sifat asal makhluk hidup tersebut.
Para ahli biologi telah mengakui bahwa makhluk hidup yang ada
sekarang berasal dari makhluk hidup pada masa lalu. Bukti adanya petunjuk
kehidupan pada masa lalu yang berbeda terdapat pada tiap-tiap lapisan bumi
dengan adanya perubahan yang nyata dari masa ke masa. Lapisan bumi yang paling
atas menunjukkan adanya kegiatan pada masa yang paling muda. Makin ke bawah, memberi
petunjuk pada masa yang lebih tua. Spesies-spesies yang hidup pada lapisan bumi
yang atas, berasal dari kehidupan pada lapisan bumi di bawahnya. Begitu
seterusnya, sehingga makhluk hidup yang ada sekarang berasal dari makhluk hidup
pada masa lampau yang mengalami beberapa perubahan melalui peristiwa evolusi.
B.
TEORI
EVOLUSI DARWIN
Sekitar 50 tahun setelah Lamarck mengajukan teori evolusinya, Charles
Darwin, seorang naturalis asal Inggris, mengajukan teorinya yang mengubah
pemikiran banyak ahli biologi.
1.
Perjalanan
Darwin
Charles Darwin, waktu itu berumur 22 tahun, ikut dalam perjalanan kapal
HMS Beagle. Kapal tersebut ditugaskan untuk berlayar ke berbagai tempat dan
memetakan pesisir Amerika Selatan. Selama perjalanan ke berbagai tempat, Darwin
menemukan berbagai macam fosil hewan-hewan yang punah. Beberapa di antaranya
mirip dengan hewan yang masih ada. Berdasarkan pengalamannya, Darwin menemukan
banyak variasi dalam bentuk, habitat, dan distribusi geografis hewan dan
tumbuhan.
Perjalanan Darwin akhirnya sampai di kepulauan Galapagos. Di tempat
ini, variasi antar hewan dan
tumbuhan terlihat lebih jelas. Darwin menemukan kura-kura raksasa dan iguana
galapagos yang mirip kadal, tetapi berenang di air dan memakan rumput laut.
Darwin memperlihatkan bahwa terdapat variasi pada hewan tertentu berdasarkan
bentuk tubuh dan fungsinya dari pulau ke pulau. Hal tersebut terlihat jelas
pada populasi burung Finch.
Variasi bentuk paruh dan jenis makanan pada burung Finch yang diamati
Darwin.
Berdasarkan pengamatannya, Darwin mencatat dua konsep penting,
yaitu:
a.
Perbedaan
antara populasi yang berkerabat, memperlihatkan adaptasi terhadap
lingkungan yang berbeda. Dalam biologi, adaptasi berarti semua ciri makhluk
hidup secara genetis yang membuat individu atau spesies tersebut dapat bertahan
hidup pada lingkungannya.
b.
Variasi
dalam bentuk tubuh dan tingkah laku, terakumulasi dalam kelompok terpisah.
Beberapa variasi ini, melalui seleksi alami, menjadi sifat yang teradaptasi.
2.
Teori
Darwin
Pada tahun 1859 setelah kembali ke Inggris, Darwin mempublikasikan bukunya
yang berjudul The rigin of Species by eans of Natural Selection. Darwin
bukanlah satu-satunya yang mengungkapkan seleksi alam. Seorang naturalis
Inggris lainnya, Alfred Russell allace, yang mempelajari tumbuhan dan hewan di
Brazil dan di Asia Tenggara (Malaysia dan Indonesia) juga memiliki pendapat
yang sama.
Seperti halnya Lamarck, Darwin menyatakan bahwa makhluk hidup secara
perlahan berevolusi sebagai adaptasi terhadap lingkungannya. Namun, Darwin
mengajukan mekanisme yang berbeda sebagai penyebab perubahan dalam spesies.
Berbeda dengan Lamarck, Darwin menyadari adanya variasi dalam populasi
spesies. Variasi inilah yang dapat diwariskan, bukannya sifat yang didapat
seperti yang diajukan Lamarck. Darwin mengamati bagaimana para petani dan
peternak melakukan seleksi terhadap hasil penyilangan untuk mendapatkan tanaman
atau hewan dengan sifat unggul. Kemudian, tanaman atau hewan unggul inilah yang
akhirnya dikembangkan sehingga didapatkan populasi hewan atau tanaman dengan
sifat unggul. Darwin kemudian mengajukan suatu hipotesis bahwa cara seleksi
yang sama terjadi di alam. Darwin menamai proses ini dengan seleksi alam
(natural selection).
Seleksi alam merupakan hasil dari interaksi antara populasi dan lingkungannya.
Darwin menyadari bahwa di alam banyak makhluk hidup yang menghasilkan keturunan
lebih banyak daripada yang dapat bertahan hidup. Contohnya, katak menghasilkan
ratusan telur. Akan tetapi, hanya sebagian keturunannya saja yang dapat
menghasilkan keturunan pada generasi selanjutnya. Banyak kejadian alam seperti
predasi dan bencana alam yang menyebabkan sebagian keturunan tidak dapat
bertahan untuk menghasilkan keturunan
baru. Darwin menjelaskan proses ini sebagai kompetisi.
Seleksi alam menurut Darwin.
Darwin kemudian mengungkapkan bahwa hanya individu yang sesuai dengan
lingkungannya saja yang akan bertahan dan menghasilkan keturunan. Proses ini
disebut “survival of the fittest” (individu yang sesuai bertahan hidup).
Teori seleksi alam yang dikemukakan Darwin dapat disimpulkan
sebagai berikut:
a.
Spesies
memiliki kemampuan untuk menghasilkan keturunan yang banyak.
b.
Sumber
daya alam di bumi terbatas. Oleh karena itu, terjadi kompetisi untuk bertahan
hidup di antara keturunan pada setiap generasi.
c.
Terdapat
variasi dalam populasi makhluk hidup. Tidak terdapat dua
individu yang sama persis. Variasi ini umumnya dapat diwariskan.
d.
Proses
ini berlangsung dari generasi ke generasi. Populasi lambat laun menjadi
teradaptasi lebih baik terhadap lingkungannya.
Perlu diperhatikan bahwa variasi dalam populasi terjadi secara
acak. Variasi tidak timbul akibat respons terhadap lingkungannya. Seleksi alam “menyeleksi”
sifat yang telah ada dalam kolam gen (gen pool). olam gen atau lungkang gen ini
merupakan jumlah total seluruh gen dalam populasi pada suatu waktu tertentu.
Pada saat itu, Darwin tidak mengetahui prinsip genetika modern. Kini,
para ilmuwan mengetahui bahwa mutasi dapat terjadi pada makhluk hidup. Mutasi
sebagai penyebab variasi dapat berguna bagi lingkungan. Jika mutasi yang
terjadi berguna, hal tersebut dapat meningkatkan kemungkinan bertahan hidup
makhluk tersebut.
3.
Seleksi
alam
Darwin menjelaskan bahwa evolusi terjadi melalui seleksi alam. Bagaimana
cara seleksi alam menyebabkan evolusi? Kapankah seleksi alam terjadi? Seleksi
alam terjadi pada populasi suatu spesies. Mengapa? Hal ini karena di dalam
populasi terdapat bahan mentah evolusi, yaitu variasi genotipe dan fenotipe.
Terdapat tiga kemungkinan seleksi alam yang berpengaruh terhadap populasi,
yaitu seleksi stabilisasi, seleksi terarah, dan seleksi memecah belah.
Perhatikan berikut:
Pada gambar tersebut, seleksi alam dicontohkan terjadi pada
populasi tikus dengan variasi warna bulu terang hingga gelap. Grafik paling
atas memperlihatkan frekuensi populasi normal tikus.
a.
Seleksi
stabilisasi
Seleksi ini menguntungkan varian yang paling umum. Pada diatas, seleksi
ini menghilangkan tikus dengan warna terang dan gelap. Seleksi ini cenderung
mengurangi variasi populasi dan mempersulit terjadinya evolusi dalam populasi.
Seleksi ini contohnya terjadi pada berat badan bayi manusia yang baru dilahirkan.
Pada bayi, jika berat badan kurang atau lebih dari 3–4 kg, memiliki tingkat
mortalitas tinggi.
b.
Seleksi
terarah
Pada seleksi ini terjadi tekanan pada salah satu variasi yang tidak
umum sehingga menyebabkan pergeseran jumlah populasi. Pada diatas, seleksi ini
terjadi pada varian tikus warna terang sehingga rentang populasi bergeser ke
varian bulu gelap. Hal ini contohnya terjadi pada serangga yang terkena
insektisida. Hanya serangga yang kebal terhadap insektisida saja yang dapat
menghasilkan keturunan.
c.
Seleksi
memecah belah
Seleksi ini terjadi ketika kondisi lingkungan bervariasi sehingga populasi
terpecah berdasarkan kesukaan varian-varian dalam populasi. Pada populasi tikus
gambar diatas, hal tersebut dapat terjadi ketika terdapat dua daerah dengan warna
tanah berbeda sehingga menguntungkan dua varian tikus (terang dan gelap) dari
predasi pemangsa. Meskipun jarang terjadi, seleksi memecah belah sangat penting
karena dapat memicu terbentuknya variasi yang sangat berbeda dalam satu spesies
hingga terbentuk spesies baru (spesiasi).
C.
MEKANISME
EVOLUSI
Proses evolusi dapat terjadi karena variasi genetik dan seleksi
alam. Ada-nya variasi genetik akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan
diturunkan. Variasi genetik ini disebabkan karena adanya mutasi gen. Seleksi
alam juga merupakan mekanisme evolusi. Individu-indivu akan beradaptasi dan
berjuang untuk mempertahankan hidupnya, sehingga individu akan mengalami
perubahan morfologi, fisiologi, dan tingkah laku. Faktor-faktor yang
berpengaruh di dalam mekanisme evolusi antara
lain seperti berikut:
1.
Mutasi
Peristiwa mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan frekuensi gen,
sehingga akan mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi dapat bersifat
menguntungkan dan merugikan. Sifat menguntungkan maupun merugikan tersebut
terjadi jika:
a.
dapat
menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan,
b.
dapat
menghasilkan spesies yang adaptif,
c.
memiliki
peningkatan daya fertilitas dan viabilitas.
Selain menguntungkan, ada kemungkinan mutasi bersifat merugikan yaitu
menghasilkan sifat-sifat yang berkebalikan dengan sifat-sifat di atas. Untuk
mengetahui angka laju mutasi, dapat dicontohkan dengan perhitungan seperti
berikut:
Jumlah populasi spesies 300.000. Jumlah generasi spesies itu
sebesar 6000, sedangkan angka laju mutasi per gen 1 : 100 000. Jumlah gen yang mampu
bermutasi dalam individu 1000. Perbandingan mutasi yang menguntungkan dan
merugikan 1 : 1000.
Berapakah mutasi gen yang menguntungkan selam spesies itu ada?
Jawab:
a.
Perhitungan
jumlah gen yang bermutasi.
=
x 100
=
gen
Sehingga
jumlah mutasi gen yang menguntungkan:
=
x
=
b.
Jadi
pada setiap generasi mutasi yang bersifat menguntungkan:
=
x 300.000 = 3 gen
c.
Sehingga
mutasi gen yang menguntungkan selama spesies itu adaadalah: 6000 x 3000
= 18.000.000
2.
Seleksi
alam dan adaptasi
Proses adaptasi akan diikuti dengan proses
seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan
hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya.
Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan
punah.
3.
Migrasi
Migrasi adalah perpindahan spesies-spesies ke
tempat-tempat baru. Perpindahan tersebut menghasilkan pola kehidupan baru yang
mendukung terjadinya perubahan pada spesies-spesies tersebut. Pada tempat yang
baru generasi-generasi yang muncul akan berbeda dari spesies-spesies nenek
moyang asal-usulnya.
4.
Rekombinasi
Gen
Rekombinasi gen terjadi melalui perkawinan yang
menyebabkan perubahan frekuensi gen pada generasi berikut-nya. Melalui
perkawinan silang, akan dihasilkan varietas baru. Varietas baru ini terjadi
akibat pembuahan atau penyerbukan dari individu lain sehingga terjadi
rekombinasi gen. Rekombinasi gen-gen yang disebabkan oleh perkawinan silang merupakan
dasar terjadinya evolusi, karena melalui rekombinasi memungkinkan adanya
variasi baru.
D.
SPESIASI
Makhluk hidup
selalu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama.
Perubahan yang terjadi sedikit demi sedikit dapat menghasilkan struktur yang
menyimpang dari aslinya, dan akhirnya terbentuk spesies baru. Proses
terbentuknya spesies baru disebut spesiasi. Hal-hal yang mempengaruhi
terbentuknya spesies baru salah satunya adalah mekanisme isolasi.
Mekanisme Isolasi merupakan proses
pembentukan individu baru dengan batasan-batas tertentu. Faktor-faktor yang
menjadi pembatas adalah habitat yang berbeda, iklim yang berbeda, gunung yang
tinggi, pematangan sel kelamin yang tidak bersama. Mekanisme isolasi
diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu mekanisme yang mencegah Intersection
Cross (persilangan) dan mekanisme yang mengurangi keberhasilan intersection
cross (persilangan)
1. Mekanisme Yang Mencegah Intersection
Cross (Persilangan)
a. Isolasi Geografi
Hampir semua
para ahli biologi berpendapat bahwa sebagian besar factor yang mencegah
persilangan adalah pemisahan secara geografis. Kalau sistem populasi yang
semula continue dipisahkan oleh sebab-sebab geografis yang menyebabkan hambatan
bagi penyebaran spesies, maka sistem populasi yang terpisah ini tidak mungkin
memepertukarkan susunan gen mereka dan sistem evolusi mereka selanjutnya akan
terpisah. Di dalam waktu yang cukup lama, kedua sistem populasi yang terpisah
itu semakin berbeda sebab masing-masing menjalani evolusi dengan caranya
masing-masing. Mula mula, isolasi reproduksi hanyalah faktor geografis isolasi
dengan pemisahan secara fisik dan sebenarnya populasi ini masih mempunyai
potensi untuk mengadakan interbreeding. Menurut konsep spesies yang baru,
mereka masih termasuk dalam satu spesies. Kemudian mereka dapat menjadi begitu
berbeda secara genetic sehingga ”gene flow” yang efektif tidak dapat
berlangsung lagi seandainya mereka bercampur kembali. Kalau titik pemisahan itu
telah tercapai, maka kedua populasi itu telah menjadi dua spesies yang
terpisah.
b. Isolasi Reproduksi
Ethological
Isolation atau Isolasi
Reproduksi adalah jika kedua jenis kelamin dari dua spesies binatang mungkin
terdapat pada lokasi dan waktu yang sama tetapi pola “berpasangannya” berbeda
sehingga mencegah perkawinan. Misal, Drosophila melanogaster dan
Drosophila simulans tidak berkawin meskipun dalam lokasi yang sama karena
polalaku yang berbeda.Tingkah laku berperan sangat penting dalam hal courtship
(percumbuan) dan mating (perkawinan). Contoh adalah bangsa bebek
liar Amerika Serikat yang simpatrik dan mempunyai courtship display yang
cukup baik dan biasanya disertai dengan corak warna yang mencolok pada bebek
jantan. Fungsi dari hal-hal di atas adalah memeperkecil kesempatan bahwa bebek
betina memilih pasangan bebek jantan yang salah.
- Mekanisme Yang Mengurangi Keberhasilan Intersection Cross (Persilangan)
a. Gametic Mortality (Kematian Gamet)
Meskipun oleh
struktur yang kebetulan memungkinkan bahwa dua spesies binatang atau tumbuh-tumbuhan
dapat mengadakan perkawinan, fertilisasi yang sebenarnya mungkin tidak akan
terjadi. Contohnya adalah persilangan antara Drosophila virilis dengan Drosophila
Americana, sperma dari lalat jantan bila sampai pada alat kelamin betina
segera berhenti bergerak karena keadaan yang tidak sesuai pada alat kelamin
tersebut. Dengan demikian sperma tidak akan mencapai sel telur. Drosophila yang
lain menghasilkan reaksi antara pada saluran betina jika mereka mengadakan
perkawinan antar spesies. Reaksi ini menyebabkan alat kelamin betina mengembang
dan dengan demikian menghalangi sperma untuk mencapai sel telur dan mati.
b. Zygot Mortality (Kematian zygot)
Hybrid
seringkali sangat lemah dan berbentuk tidak baik sehingga sering mati sebelum
mereka dikeluarkan dari induknya. Hal ini berarti bahwa gene flow antara
kedua golongan induk tidak terjadi.
Penyebab tidak terbentuknya hibrida antara lain tidak dimungkinkannya
adanya pembuahan karena sel sperma tidak dapat mencapai sel telur. Dalam hal
ini harus dilakukan pembuahan dengan inseminasi buatan. Peristiwa ini dapat
Anda temui pada tanaman tembakau. Kegagalan terbentuknya hibrid juga disebabkan
karena embrio yang tidak dapat tumbuh, misalnya pada Rana pipiens.
E. RADIASI ADAPTIF
Radiasi adaptif adalah
penyebaran satu spesies ke suatu lingkungan, kemudian spesies tersebut
melakukan adaptasi terhadap lingkungannya yang baru sehingga muncul dua atau
beberapa spesies yang baru. Contoh yang dikenal adalah apa yang diamati oleh
Darwin di Kepulauan Galapagos. Di Kepulauan Galapagos yang memiliki lingkungan
yang beraneka ragam itu dijumpai adanya 14 jenis burung finch.
Sedangkan di Ekuador yang
jaraknya 600 mil dari Kepulauan Galapagos, dijumpai satu spesies burung finch.
Diduga, burung finch yang terdapat di dalam Ekuador mengadakan migrasi hingga
sampai di Kepulauan Galapagos. Di lingkungannya yang baru, burung tersebut
berkompetisi, serta menyesyaikan diri dengan makanan yang berbeda-beda.
Muncullah 14 spesies burung finch yang hidup saat ini.
Empat dari 14 spesies finch yang ditemukan di Kepulauan Galápagos, dianggap disebapkan oleh radiasi adaptif yang
membedakan bentuk paruh mereka sesuai dengan
sumber makanannya.
Dalam biologi
evolusioner, 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 fenotipe berbagai spesies menunjukkan
ciri-ciri morfologi dan fisiologis yang berbeda dari mereka yang dapat
memanfaatkan berbagai lingkungan yang berbeda.
F.
HUKUM HARDY-WEINBERG
Evolusi
secara genetika dapat diartikan sebagai perubahan frekuensi alel gen dalam
populasi. Berdasarkan hal ini, kemungkinan evolusi melalui perubahan alel gen
dapat diprediksi. Pada 1908, dua orang peneliti, George H. Hardy dan ilhelm
einberg, secara terpisah menyadari bahwa meskipun segregasi dan rekombinasi gen
selama reproduksi menyebabkan variasi antarketurunan, hal tersebut tidak akan
mengubah frekuensi relative gen. Berdasarkan hal tersebut, mereka merumuskan
syarat-syarat kondisi yang menyebabkan frekuensi gen dalam populasi tetap sama.
Syarat-syarat tersebut kini dikenal dengan Hukum Hardy- einberg. Menurut hukum
ini, frekuensi relatif gen dalam populasi akan tetap sama dari generasi ke
generasi, jika:
1. Populasi
berukuran besar;
2. Tidak
terjadi mutasi;
3. Semua
genotipe memiliki peluang yang sama;
4. Tidak
terjadi migrasi pada lungkang gen (gene pool);
5. Semua
perkawinan dalam populasi terjadi secara acak.
Syarat-syarat
tersebut dapat juga disebut sebagai syarat evolusi tidak terjadi. Jika syarat
ini terpenuhi, evolusi tidak terjadi. Apakah syaratsyarat ini dapat terpenuhi
di alam? Hukum Hardy- einberg juga dapat dijadikan dasar untuk menghitung
frekuensi genotipe yang berbeda dalam lungkang gen yang stabil. Misalkan, Anda
seorang ahli genetika yang mempelajari sifat warna bunga yang dipengaruhi oleh
dua alel A dan a, yang mengikuti aturan dominansi sederhana pada satu lokus.
Gen A mengatur warna bunga merah dan gen a mengatur warna bunga putih. Setelah
melakukan survei di alam, didapatkan fenotipe bunga putih (aa) hanya 4%, adapun
sisanya 96% bunga warna merah bergenotipe AA atau Aa. Berapakah frekuensi
genotipe AA dan Aa?
Jika
frekuensi alel A p dan alel a maka dapat dikatakan bahwa p+ 1, karena semua
tempat pada lokus kromosom akan selalu ditempati oleh alel-alelnya. Pada semua
persilangan, alel-alel ini hanya akan menghasilkan tiga kemungkinan genotipe,
yakni AA, Aa, dan aa.
F2 Genotif :
♀ Aa Aa
♂
Gamet :
A, a A,
a
|
♂
♀
|
A
|
A
|
|
A
|
AA
pp p2
|
Aa
P
|
|
a
|
Aa
p
|
Aa
2
|
Dihasilkan genotipe AA
pp p2
2Aa 2p
2p
aa 2
|
(p+
)2 p2 + 2p + 2
|
|
p2
+ 2p + 2 1
|
Persamaan
ini dikenal dengan persamaan Hardy- einberg untuk suatu sifat yang dipengaruhi
sepasang alel. Jika hanya 4% populasi yang memiliki genotipe aa maka
2
4%
0,04
0,04; maka 0,2
karena p+ 1 maka
p + 1
p + 0,2 1, maka p 0,8
Sehingga untuk mencari frekuensi genotipe AA adalah
AA p2 0,82
0,64
Adapun frekuensi untuk genotipe Aa
adalah,
2Aa 2p 2 0,8 0,2
0,32
Berdasarkan
Hukum Hardy- einberg, dalam populasi yang sesuai dengan syarat-syarat hukum
ini, didapatkan frekuensi genotipe AA sebesar 0,64 dan Aa sebesar 0,32. Oleh
karena itu, dalam populasi bunga tersebut terdapat bunga merah homozigot (AA)
sebanyak 64%, bunga merah heterozigot (Aa) sebanyak 32%, dan bunga putih
homozigot (aa) sebanyak 4%.
G.
PENGERTIAN DAN LINGKUP EVOLUSI MOLEKULER
Evolusi
molekuler (molecular evolution) pada dasarnya menjelaskan dinamika
daripada perubahan evolusi pada tingkat molekuler, dismping itu untuk mendukung
pemahaman tentang proses evolusi dan efek-efek berbagai macam mekanisme
molekuler, termasuk di dalamnya adalah evolusi genom, gen-gen, dan produk-produknya.
Lebih lanjut dikatakan bahwa studi tentang evolusi molekuler berakar pada dua
disiplin ilmu yang berbeda yaitu “genetika populasi “ dan “ biologi molekuler
“. Genetika populasi melengkapi tentang dasar teori untuk proses-proses
evolusi, sementara biologi molekuler melengkapi tentang data empiric. Jadi
untuk memahami evolusi molekuler tersebut sangat diperlukan pengetahuan dasar
keduanya yaitu genetika populasi dan biologi molekuler praktis.
Proses Evolusi Molekuler
Evolusi
melekuler merupakan merupakan proses evolusi yang terjadi pada skala DNA, RNA, dan protein. Secara garis besar, evolusi
molekuler ini membahas mengenai RNA, DNA, analisis filogenik, dan evolusi
eukariot. Evolusi molekuler muncul sebagai bidang ilmu pengetahuan pada tahun
1960-an ketika peneliti dari bidang biologi molekuler, biologi evolusi, dan genetika populasi berusaha memahami stuktur dan
fungsi asam nukleat dan protein yang baru ditemukan. Genetika populasi
menyediakan dasar-dasar teori untuk studi proses-proses evolusi, sementara
biologi molekuler menyediakan data empiris. Oleh karena itu, untuk memahami
evolusi molekuler diperlukan sejumlah pengetahuan dasar baik dari genetika
populasi dan biologi molekuler.
Filogeni
molekuler adalah ilmu tentang hubungan evolusi diantara organisme dengan
menggunakan data molekuler seperti DNA dan sekuen protein. Tujuan penelitian
filogeni adalah merekonstruksi hubungan genetis yang benar diantara keseluruhan
sifat biologis, untuk memperkirakan waktu perbedaan antara organisme-organisme
(yaitu waktu sejak organisme membagi keturunan yang umum) dan untuk mengurutkan
sekuen peristiwa selama lintasan evolusi. Adapun proses evolusi molekuler
adalah sebagai berikut:
1. Proses Terbentuknya Bumi
Bumi
adalah planet tempat tinggal seluruh makhluk hidup beserta isinya.Sebagai
tempat tinggal makhluk hidup, bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi,
bahan-bahan material pembentuk bumi, dan seluruh kekayaan alam yang terkandung
di dalamnya.Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan,
pegunungan, perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu
planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam
seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan
perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari
(revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan
terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena itu, proses
terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.
Teori “Big-bang” diperkirakan terjadi sekitar 20 milyar tahun yang lalu.
Sekitar 15 milyar tahun kemudian, kumpulan debu dan gas luar angkasa menyatu
dan berkondensasi akibat gravitasi, menjadi gumpalan gas raksasa yang kita
kenal sebagai matahari. Matahari ini dikelilingi oleh beberapa bentukan yang
lebih kecil dengan komposisi yang bervariasi, yang dikenal sebagai planet.
Jagad raya sebagian besar tersusun oleh gas dengan berat molekular ringan,
yaitu hidrogen dan helium, dimana unsur2 tersebut merupakan penyusun utama
suatu bintang. Unsur dengan berat molekul yang lebih berat menyusun hanya
sekitar 0,1 persen dari suatu planet. Ketika bumi terbentuk, panas dilepaskan
yang disebabkan oleh keruntuhan karena gravitasi (collapse due to gravity)
dan adanya elemen radioaktif pada kumpulan debu. Selama ratusan miliar tahun
pertama, bumi terlalu panas sehingga air tidak dapat berbentuk cair dan hanya
dalam bentuk uap. Setelah suhu bumi menurun, uap tersebut mengalami kondensasi
dan membentuk lautan dan danau. Kehidupan diperkirakan berasal dari reaksi
kimia yang terjadi pada atmosfer, diikuti dengan reaksi lanjut pada lautan dan
danau purba (hidrosphere).
2. Pembentukan Atmosfer
Pada
awalnya bumi ini sebagian besar terdiri atas hydrogen dan helium, namun
hydrogen dan helium memiliki massa yang ringan sehingga dengan mudahnya
terbuang ke luar angkasa. Ada aktivitas vulkanologi kemudian membentuk atmosfer
bumi ke-dua, sebagian besar gas vulkanik tersebut tersediri atas uap air dan
sisanya adalah CO2, N, dan SO2, H2S, HCl, B2O3,
elemen sulfur, dan sedikit H2, CH4, SO3, NH3
dan HF namun belum terdapat oksigen. Atmosper bumi saat ini, merupakan atmosfer
ketiga, yang terdiri atas Metana, amoniak, dan gas tereduksi yang lain
serta komponen dasar misalnya nitrogen, tiruan orgon, xenon dan lain-lain.
Hingga masa tersebut oksigen masih belum ada, sampai akhirnya terdapat
organisme fotosintesis pertama yaitu Cyanobacteria, organisme ini menghasilkan
oksigen melalui fotosintesis.Organisme ini sudah berkembang kira-kira 25 ribu
juta tahun yang lalu. Lama kelamaan dengan semakin banyaknya jumlah organisme
fotosintesis yang terbentuk, maka kadar oksigen yang ada di atmosfer meningkat,
oksigen yang ada di atmosfer mencapai 1% kira-kira 800 juta tahun yang lalu,
dan 10% kira-kira 400 juta tahun yang lalu, saat ini kira-kira 20%.
3. Teori Biologi: “Asal-Usul Kehidupan”
Teori Oparin
Alexander Oparin adalah Ilmuwan
Rusia. Didalam bukunya yang berjudul The Origin of Life(Asal Usul Kehidupan).
Oparin menyatakan bahwa pada suatu ketika atmosfer bumi kaya akan senyawa uap
air, CO2, CH4, NH3, dan Hidrogen. Karena
adanya energi radiasi benda-benda angkasa yang amat kaut, seperti sinar
Ultraviolet, memungkinkan senyawa-senyawa sederhana tersebut membentuk senyawa
organik atau senyawa hidrokarbon yang lebih kompleks. Proses reaksi tersebut
berlangsung di lautan. Senyawa kompleks
yang mula-mula terbentuk diperkirakan senyawa seperti Alkohol (H2H5OH),
dan senyawa asam amino yang paling sederhana. Selama berjuta-juta tahun,
senyawa sederhana tersebut bereaksi membentuk senyawa yang lebih kompleks,
Gliserin, Asam organik, Purin dan Pirimidin. Senyawa kompleks tersebut
merupakan bahan pembentuk sel. Menurut Oparin senyawa kompleks tersebut sangat
berlimpah dilautan maupun di permukaan daratan. Adanya energi yang berlimpah,
misalnya sinar Ultraviolet, dalam jangka waktu yang amat panjang memungkinkan
lautan menjadi timbunan senyawa organik yang merupakan sop purba atau Sop
Primordial. Senyawa kompleks yang tertimbun membentuk sop purba di lautan
tersebut selanjutnya berkembang sehingga memiliki kemampuan dan sifat sebagai
berikut :
a. Memiliki sejenis membran yang mampu
memisahkan ikatan-ikatan kompleks yang terbentuk dengan molekul-molekul organik
yang terdapat disekelilingnya;
b. Memiliki kemampuan untuk menyerap
dan mengeluarkan molekul-molekul dari dan ke sekelilingnya;
c. Memiliki kemampuan untuk
memanfaatkan molekul-molekul yang diserap sesuai dengan pola-pola ikatan
didalamnya;
d. Mempunyai kemampuan untuk memisahkan
bagian-bagian dari ikatan-ikatannya.
Kemampuan
semacam ini oleh para ahli dianggap sebagai kemampuan untuk berkembang biak
yang pertama kali. Senyawa kompleks dengan sifat-sifat tersebut diduga sebagai
kehidupan yang pertamakali terbentuk. Jadi senyawa kompleks yang merupakan
perkembangan dari sop purba tersebut telah memiliki sifat-sifat hidup seperti
nutrisi, ekskresi, mampu mengadakan metabolisme, dan mempunayi kemampuan
memperbanyak diri atau reproduksi. Walaupun dengan adanya senyawa-senyawa
sederhana serta energi yang berlimpah sehingga dilautan berlimpah senyawa organik
yang lebih kompleks, namun Oparin mengalami kesulitan untuk menjelaskan
mengenai mekanisme transformasi dari molekul-molekul protein sebagai benda tak
hidup kebenda hidup. Oparin menjelaskan Bagaimana senyawa-senyawa organik sop
purba tersebut dapat memiliki kemampuan seperti yang tersebut diatas karena,
protein sebagai senyawa yang bersifat Zwittwer Ion, dapat membentuk kompleks
koloid hidrofil (menyerap air), sehingga molekul protein tersebut dibungkus
oleh molekul air. Gumpalan senyawa kompleks tersebut dapat lepas dari cairan
dimana dia berada dan membentuk emulsi. Penggabungan struktur emulsi ini akan
menghasilkan koloid yang terpiah dari fase cair dan membentuk timbunan gumpalan
atau Koaservat.
Timbunan
Koaservat yang kaya berbagai kompleks organik tersebut memungkinkan terjadinya
pertukaran substansi dengan lingkungannya. Di samping itu secara selektif
gumpalan Koaservat tersebut memusatkan senyawa-senyawa lain kedalamnya terutama
Kristaloid. Komposisi gumpalan koloid tersebut bergantung kepada komposisi
mediumnya. Dengan demikian, perbedaan komposisi medium akan menyebabkan
timbulnya variasi pada komposisi sop purba. Variasi komposisi sop purba
diberbagai areal akan mengarah kepada terbentuknya komposisi kimia Koaservat
yang merupakan penyedia bahan mentah untuk proses biokimia. Tahap selanjutnya
substansi didalam Koaservat membentuk enzim. Di sekeliling perbatasan antara
Koaservat dengan lingkungannya terjadi penjajaran molekul-molekul Lipida dan
protein sehingga terbentuklah selaput sel primitif. Terbentuknya selaput sel
primitif ini memungkinkan memberikan stabilitas pada koaservat. Dengan
demikian, kerjasama antara molekul-molekul yang telah ada sebelumnya yang dapat
mereplikasi diri kedalam koaservat dan pengaturan kembali Koaservat yang terbungkus
lipida amat mungkin akan menghasilkan sel primitif. Kemampuan koaservat untuk
menyerap zat-zat dari medium memungkinkan bertambah besarnya ukuran koaservat.
Kemungkinan selanjutnya memungkinkan terbentuknya organisme Heterotropik yang
mampu mereplikasi diri dan mendapatkan bahan makanan dari sop Primordial yang
kaya akan zat-zat organik.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2015). Evolusi molekuler .
[Online]. Tersedia :file:///C:/Users/HP/Documents/MATERIKU/tugas%20kapsel/Evolusi%20Molekuler%20_%20evolusiblog.html
(09-05-2015).
Firmansyah, riki. dkk. 2009. Mudah
dan aktif belajar biologi. Jakarta : Departemen
Pendidikan Nasional
Futuyma,
D.J. 1986. Biology Evolus Edisi dua.Sinauer
Associate
Pramono,
Shidiq. 2009. Biologi. Jakarta: BSE
Kistinnah,
Idun. 2009. Biologi. Jakarta: BSE
Tidak ada komentar:
Posting Komentar