EVOLUSI - File UPI

EVOLUSI:
Perubahan secara bertahap
dari satu kondisi ke kondisi
yang lain dlm waktu yg
sangat lama
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 prosesproses kehidupan yang
sedang berlangsung
Prinsip-prinsip biologi modern tentang evolusi:
a.
Prinsip pengorganisasian
Molekul-organel-sel-jaringan-organisme-individupopulasi-masyarakat
b.
Kelangsungan hidup melalui hereditas dan evolusi
Organisme mirip satu dengan yang lain karena
organisme tersebut menerima unsur-unsur hereditas
dari nenek moyangnya.
Karakteristika Evolusi :
• Survival yang berbeda pada setiap generasi
• Mekanisme inheritance
• Reproduksi seksual
• Mekanisme isolasi / barier
• Lingkungan
Perkembangan ide-ide tentang evolusi organik
1. 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 SM).
Kehidupan pertama terjadi karena adanya daya tarik menarik dari
bagian yang terpisah - pisah
b. Aristoteles: organisme 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
3.
Periode Darwin
Charles Darwin (1809-1882) dan Alfred Russel Wallace (1823-1913):
membuat kesimpulan yang sama tentang mekanisme evolusi yang
disebabkan seleksi alam
4.
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 teoriteori Mendel
- Hugo de Vries: asal species baru karena adanya mutasi yang dapat
diturunkan.
Lima tipe dasar penyebab terjadinya proses evolusi :
1.
2.
3.
4.
5.
Mutasi gen
Perubahan dalam struktur dan jumlah kromosom
Rekombinasi genetik
Seleksi alam
Isolasi reproduksi
Bukti-bukti Adanya Evolusi Biologi :
1. 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, meta 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 Organik
1.
Teori Lamarck : modifikasi yang diperoleh suatu organisme 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 organisme
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
genotipe baru
 Variasi baru
Reproduksi seksual
fenotipe baru
crossing over
random assortment
out breeding
Kombinasi Baru
- Mutasi  menghasilkan alela baru
5. Hukum Hardy - Weinberg
Hukum – hukum genetika : Genetika populasi “ bahwa
frekuensi gen / genotip suatu populasi dari generasi ke
generasi berikutnya adalah tetap”
Bila Hk. Hardy-Weinberg berlaku tidak terjadi evolusi, bila Hk.
Hardy-Weinberg tidak berlaku terjadi evolusi
Syarat2 berlakunya Hk.Hardy-Weinberg : - populasi cukup besar,
tidak terjadi mutasi, tidak terjadi migrasi, tidak ada seleksi alam,
perkawinan acak/random.
ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS
Beberapa peristiwa yang menunjang timbulnya pandangan abiogenesis:
1. Adanya lalat pada bangkai
2. Adanya ikan di perairan terbuka
3. Adanya mikroorganisme pada rendaman jerami
Abiogenesis dan Biogenesis
Pendukung
abiogenesis
Organisme yang Pendukung
diamati
biogenesis
Aristoteles
John Needham
Van Helmonth
Lalat
F. Redi
Mikroorganisme Spallazani
Pasteur
Tikus
4. Adanya katalisator (enzim)
5. Perkembangan asam nukleat
6. Makhluk hidup primitif 3 milyar tahun yang lalu
Teori
abiogenesis
Tidak benar
(gugur)
Omne vivum ex ovo
Omne ovum ex vivo
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 Th yl, 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
2 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”
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 beberapa hari tak terdapat larva lalat
Pendukung
Generatio Spontanae
Keaktifan gaya hidup terganggu karena ditutup
Terjadinya Makhluk Hidup Menurut Biologi Modern
1.
2.
3.
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 Miller)
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
Oparin
(1894)
H2O (Air)
CH4 (Metana)
NH3 (Amonia)
Konservat
(protein, lemak,
Asam nukleat)
H. Urey
H2 (Hidrogen)
CH4 (Metana)
NH3 (Amonia)
H2O (Air)
Asam amino
Gambar Alat Stanley Miller untuk menguji hipotesis H. Urey
ASAM AMINO
Evolusi Kimiawi dan Biologi
1.
2.
3.
H, C, O, N
H2O, CH4, NH3
H2O, CH4, NH3, H2
monosakarida, gliserin, asam
lemak, asam amino, basa purin, dan
pirimidin
Monosakarida + monosakarida
polisakarida
Asam lemak + gliserin
lemak, lipida
As. amino + as. Amino
protein, enzim
purin
+ ribosa + fosfat
nukleotida
pirimidin
4. nukleotida + nukleotida
Asam nukleat + protein
asam nukleat
nukleoprotein (reproduksi, mutasi,
nutrisi, agregasi)
5. Nukleoprotein + membran Organik
sel pertama /primitif
(sintesis, tumbuh, berkembang, membelah, kontrol internal, fermentasi)
CO2
6. Sel pertama
parasit
saprofit
kemosintesis
pemakan
7. Revolusi Oksigen
O2 + metan
O2 + amonia
O2 + O2
O2 + logam/metal
O2 + organisme
klorofil
fotosintesis
CO2
+
H2O
Gula, O2
CO2
N2
O3
oksidan, batuan
organisme aerob/respirasi aerob
ATOM
E
V
O
L
U
S
I
UNSUR
K
I
M
I
A
ANORGANIK
ORGANIK SEDERHANA
ORGANIK KOMPLEKS
E
V
O
L
U
S
I
B
I
O
L
O
G
I
SEL PERTAMA
(PRIMITIF)
MONERA
PROTISTA
HEWAN
TUMBUHAN