Teori Darwin - Binus Repository

Matakuliah : L0044/Psikologi Faal
Tahun
: 2009
EVOLUSI
Pertemuan 3
Hipotesis Asal-usul Kehidupan
a. Hidup berasal dari planet lain
b. Hidup dari Tuhan datangnya
c. Hidup terjadinya secara tiba-tiba atau spontan (Generatio
Spontanea)
Aristoteles
abiogenesis : hidup berasal dari benda mati
misal : kecebong dari lumpur, ulat dari bangkai
d. Hidup berasal dari telur
Fransisco Redi (1625 - 1697)
omne vivum ex ovo
e. Telur berasal dari sesuatu yang hidup
Lazzaro Spallanzani (1729 - 1799)
omne ovo ex vivo
f. Hidup berasal dari sesuatu yang hidup
Louis Pasteur (1822 - 1895)
omne vivum ex vivo
Biogenesis
• Miller dan Urey pada 1936 kembali ke Generatio Spontanes
percobaan membentuk asam amino dari udara purba tiruan
Kesimpulan : mana yang dulu ? Telur atau ayam ?
Sintesis molekul
organik secara
abiotik dalam suatu
sistem model
Stanley Miller dan Harold
Urey menggunakan suatu
peralatan yang mirip
dengan gambar ini untuk
meniru dinamika bahan
kimia pada bumi primitif
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Hasilnya menemukan
berbagai senyawa
organik, termasuk
beberapa asam amino
yang menyusun protein
pada organisme
Sintesis abiotik senyawa organik pada kondisi “Bumi awal”
Stanley Miller melakukan
kembali percobaan simulasi
laboratoriumnya yang
menunjukkan bahwa
kondisi lingkungan pada
Bumi awal yang tanpa
kehidupan, memungkinkan
terjadinya sintesis beberapa
molekul organik secara
spontan.
Campbell & Reece, Biologi,
Edisi kelima jilid kedua
EVOLUSI
Plato (427-347 SM)
• Dunia nyata yang ideal dan kekal & dunia ilusi yang tidak
sempurna yang kita tangkap melalui indera kita
Aristoteles (384-322 SM)
• Scala naturae (skala / tangga alam)
Kitab Perjanjian Lama
Naturae Theology (1700s)
• Adaptasi organisme sebagai bukti bahwa Sang Pencipta telah
merancang masing-masing spesies untuk tujuan tertentu
Carolus Linnaeus (1707-1778) : taxonomy
Paleontologi (ilmu mengenai fosil)
Georges Cuvier (Prancis, 1709-1832)
• Catastrophism
bencana yang memusnahkan spesies pada suatu daerah untuk kemudian
digantikan oleh spesies dari daerah lain
James Hutton (Skotlandia, 1726-1797)
• Teori Gradualisme (bertahap)
perubahan geologis yang mendalam dan nhata adalah produk kumulatif
proses yang berlangsung lambat namun berlangsung terus-menerus
Charles Lyell (Skotlandia, 1797-1875)
• Uniformitarianisme (keseragaman)
proses geologis masih belum berubah sepanjang sejarah bumi, gaya yang
menyebabkan perubahan geologis saat ini sama besarnya dengan seperti
di masa silam
→ Umur Bumi ?
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
David Burnie,
Evolution
Penentuan umur lapisan bumi dan fosil
1. Cara sedimen
– dengan mengetahui berapa tebal lapisan sedimen ratarata yang terbentuk setiap tahunnya dan
membandingkan tebal batuan sedimen yang didapat
2. Cara kadar garam
– dengan mengetahui kenaikan kadar garam tiap tahun
dan kadar garam laut : 3% → umur bumi 1.000 juta
tahun
3. Cara penurunan suhu
– umur Bumi : 20.000 juta tahun
4. Cara Radioaktif
• Uranium-238
– waktu paruh : 4,5 ribu juta tahun
– meluruh menjadi Pb-206 yang nonradioaktif
– dalam satu tahun, 1 gram U-238 meluruh menjadi 1/7.600.000.000
gram Pb-206
contoh : suatu sedimen lapisan bumi mengandung 0,15 gram Pb-206
dan 0,3 gram U-238, maka :
0,15 / 0,3 x 7.600.000.000 tahun = 3,8 ribu juta tahun
• dengan cara yang sama dapat dipakai Kalium-40 (K-40) terhadap
Argon-40 (Ar-40)
• Carbon-14
– waktu paruh 5.700 tahun
– berdisintegrasi menjadi nitrogen-14 (N-14)
Tabel Waktu Geologi
Dominasi makhluk hidup
Era
Periode
EPOCH
Lama (juta tahun) Tumbuhan
Hewan
CENOZOICUM
Quarter
sekarang
0,011
(zaman mamalia)
Pleistocene
1
Tertier
Pliocene
12
Tanaman
manusia &
Miocene
13
modern
mamalia
Oligocene
11
lainnya
Eocene
22
Paleocene
5
MESOZOICUM
Creta
72
Conifrae
Reptil dan
(zaman reptilia)
Jura
46
dan
Archeopteryx
Trias
49
tanaman
berbungga
PALAEOZOICUM
Perm
50
(zaman kehidupan
Pennsylvanian
40
Paku-paku
Amphibi,
purba)
Mississippian
25
dan lumut
ikan,
Devon
60
invertebrata
Silur
20
tinggkat
Ordovicium
75
tinggi
Cambrium
100
PROTEROZOICUM
makhluk
(zaman precambrium)
sederhana
1000
(tak banyak
fosil
ditemukan)
ARCHEOZOICUM
Tak ada kehidupan
2000
(hanya terdiri dari molekul
anorganik dan organik)
EVOLUSI
Teori Lamarck
• Jean Baptiste Lamarck (1744-1829)
• Urutan kronologis pada fosil
• Evolusi memberikan respons terhadap ‘sentiments
interieurs’ (kebutuhan yang dirasakan. Evolusi digerakkan
oleh kecenderungan naluriah untuk menjadi semakin
kompleks (sempurna)
• Dasar Pemikiran :
– struktur tubuh yang digunakan akan berkembang, tidak
digunakan akan mengalami penyusutan (atrofi)
– organisme dapat mewariskan sifat akibat dasar pemikiran
pertama, menjadi spesies baru
• meliputi tiga pemikiran : kebutuhan akan perubahan, used
dan disused suatu organ, penurunan sifat yang diperoleh
contoh : leher jerapah
→ Terjadinya evolusi karena adaptasi
Kelemahan :
1. Proses evolusi terjadi secara tidak langsung
Lamarck berpendapat evolusi terjadi secara langsung,
dari kurang sempurna menjadi lebih sempurna. Data fosil
menunjukkan proses evolusi berkembang menurut garis
dan arah yang berlainan, contoh simpanse dan gorila
2. Makhluk hidup tidak merencanakan evolusi-nya
3. Sifat yang didapat tidak diwariskan
contoh : anak seorang binaragawan tidak terlahir dengan
otot yang besar dan kuat
penurunan sifat terjadi melalui gen atau pembawa sifat
dalam kromosom
Teori Darwin
• Charles Robert Darwin (1809-1882) → Natural Selection
• Yang menyebabkan makhluk hidup berevolusi :
1. Overproduction
2. Struggle for existence
3. Variation
keanekaragaman dalam satu populasi dari satu spesies
4. Survival of the fittest
yang sesuai dengan lingkungan akan lestari, yang tidak
sesuai akan tersisihkan
5. Inheritance of variations (Penurunan sifat)
perubahan diwariskan sehingga terbentuk spesies baru
Thomas Malthus → manusia berkompetensi untuk
mendapatkan makanan yang terbatas
Principle of Population was based on the idea that population if
unchecked increases at a geometric rate (deret ukur) (i.e.
2, 4, 8, 16, etc.) whereas the food supply grows at an
arithmetic rate (deret hitung) (i.e. 1, 2, 3, 4, etc.).
Charles Darwin tidak “menemukan” teori evolusi dan juga
bukan satu-satunya orang yang menyatakan ide tentang
seleksi alam (Alfred Russel Wallace)
Kontribusi Darwin : mengumpulkan bukti-bukti dan
menyusunnya dalam bentuk yang konklusif dan
komprehensif
Suatu populasi organisme dapat berubah dengan berjalannya waktu
sebagai akibat dari suatu individu dengan sifat tertentu yang dapat
diwariskan yang menghasilkan keturunan yang lebih banyak
dibandingkan dengan individu lain
Spesies baru timbul dari bentuk nenek moyangnya melalui akumulasi
adaptasi yang terjadi secara bertahap terhadap lingkungan hidup yang
berbeda
Bukan spesies paling kuat yang mampu bertahan hidup, bukan pula yang
paling pintar, namun spesies yang paling responsif terhadap
perubahan
Darwin → evolusi tidak melibatkan perencanaan dan hasil yang
diharapkan
On The Origin of Species by Means of Natural Selection
(24 November 1859)
•
2 teori pokok :
1. spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang
hidup di masa lampau (terjadi evolusi)
2. evolusi terjadi melalui seleksi alam
Menurut Ernst Mayr (2001), Darwin mengajukan lima teori perihal
evolusi:
•
Bahwa kehidupan tidak tetap sama sejak awal keberadaannya
•
Kesamaan leluhur bagi semua makhluk hidup
•
Evolusi bersifat gradual (berangsur-angsur)
•
Terjadi pertambahan jumlah spesies dan percabangan garis
keturunan
•
Seleksi alam merupakan mekanisme evolusi
Kelemahan : Darwin tidak dapat menunjukkan dari mana
dan bagaimana variasi itu timbul pada organisme dan
bagaimana diwariskan
• August Weismann (1834-1914)
→ evolusi melalui pewarisan gen
→ evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktor
genetika
Ide Utama Darwin :
• Seleksi alam adalah keberhasilan yamg berbeda dalam
reproduksi (kemampuan individu yang tidak sama untuk
bertahan hidup dan bereproduksi)
• Seleksi alam terjadi melalui suatu interaksi antara
lingkungan dan keanekaragaman yang melekat di antara
individu organisme yang menyusun suatu populasi
• Produk seleksi alam adalah adaptasi polulasi organisme
dengan lingkungannya
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Konteks historis dari kehidupan dan ide-ide Darwin
Teori Darwin bahwa seleksi alam bertanggung jawab atas perubahan evolusioner
merupakan suatu penyimpangan radikal dari iklim agama dan filosofis yang dominan
dalam pandangan dunia barat pada abad ke-19
http://en.wikipedia.org/wiki/Evolution
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Seleksi seksual → dimorfisme seksual
Contoh : burung merak
David Burnie, Evolution
David Burnie, Evolution
EVOLUSI :
Suatu proses perubahan kimiawi & fisik yang terjadi
secara perlahan-lahan yang dimulai bahkan
sebelum organisme tersebut muncul. Perubahan
tersebut masih berlangsung sampai sekarang
Evolusi tidak dapat diduga arahnya. Semua yang
hidup, termasuk manusia dan primata, merupakan
produk dari mutasi secara acak, seleksi alam, dan
serangkaian pengaruh biologis dan geografis
Mikroevolusi : Perubahan evolusi minor yang mengubah
spesies yang ada, tanpa membentuk spesies baru. Pada
tingkat mikromolekuler, mikroevolusi terus berlanjut, namun
sering tanpa efek yang tampak.
Makroevolusi : Perubahan evolusi mayor, melibatkan
kelompok-kelompok di atas tingkatan spesies. Tipe evolusi
ini sering melibatkan perubahan bentuk yang tampak.
Perubahan kecil yang bertahap (mikroevolusi) pada akhirnya
akan berakumulasi menjadi perubahan besar yang
menghasilkan spesies baru (makroevolusi)
Kecepatan Perubahan
melompat atau merayap ?
Stephen J. Gould & Niles Eldredge (Amerika, 1970s)
→ model spesiasi “kesetimbangan berkala” (punctuated equilibrium) →
makroevolusi terjadi dalam kecepatan tinggi dipisahkan oleh periode panjang
kesetimbangan (periode statis), di mana makroevolusi tidak terjadi
Coelacanth
David Burnie, Evolution
ADAPTASI → segala perubahan yang meningkatkan
kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan
diwariskan pada keturunannya.
Adaptasi adalah hasil seleksi alam, bukan hasil dari keinginan
makhluk hidup untuk membuat sesuatu lebih baik
Adaptasi Perilaku → sebagian besar perilaku hewandilakukan
berdasarkan insting, dan karena insting dikodekan oleh
gen, maka insting dapat berevolusi
David Burnie, Evolution
Adaptasi evolusioner
yang dibentuk oleh
seleksi alam :
Penyamaran/kamuflase
Spesies belalang yang masih
berkerabat memiliki beragam
bentuk dan warna yang
berkembang dalam lingkungan
yang berbeda
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Richard Dawkins (lahir 1941)
• Ketika seleksi alam bekerja, yang diseleksi adalah gengen individu. Dalam pandangan ini, organisme
merupakan kendaraan yang digunakan gen untuk
mencapai tujuan akhirnya dan adaptasiadalah
mekanisme untuk memaksimalkannya.
• The Selfish Gene
"Kita adalah mesin pertahanan hidup-kendaraan yang
diprogram untuk melindungi molekul egois yang disebut
gen"
Richard Dawkins, 1976
Bukti Evolusi
• anatomi perbandingan
– Homologi : kesamaan struktur tubuh antara hewan yang satu
dengan yang lain
• terjadi pada organisme yang mempunyai nenek moyang
sama
• contoh : lengan simpanse dan sirip lumba-lumba
– Analogi : kesamaan fungsi organ antara makhluk yang satu
dengan yang lain, walaupun struktur dasarnya sama sekali
berlainan
• contoh : sayap kelelawar dan sayap kupu-kupu
• fosil
• penyebaran geografi dari makhluk hidup
• organ sisa (vestigial)
• Organisme “bentuk peralihan”, contoh : platipus, ikan
yang bernafas menggunakan paru-paru
• jenis protein yang serupa
• kesamaan DNA
• embriologi perbandingan (kesamaan perkembangan
janin)
• tanaman dan hewan peliharaan
David Burnie, Evolution
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Struktur homolog : tanda-tanda anatomis proses evolusi
Tungkai depan semua mamalia dibangun dari unsur kerangka yang sama, dan terlihat adanya
hubungan arsitektur seperti yang kita harapkan jika tungkai depan nenek moyang atau leluhur
yang sama dimodifikasi menjadi beberapa struktur untuk mengemban berbagai jenis fungsi yang
berbeda
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Tanda-tanda evolusi dari embriologi perbandingan
Pada tahap perkembangan awal ini, kekerabatan vertebrata tidak dapat
disangkal
Embriologi perbandingan membantu para ahli biologi mengidentifikasi
homologi struktur anatomi yang kurang jelas terlihat pada hewan dewasa
Seleksi Tiruan :
Semua sayuran ini memiliki nenek moyang yang sama berupa satu spesies mostar
liar. Dengan menyeleksi bagian-bagian berbeda dari tumbuhan itu untuk lebih
menonjol, para pemulia telah mendapatkan hasil yang sangat beragam ini
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
TAXONOMY
• berdasarkan kesamaan ciri, Carolus
von Linnaeus menggolongkan
makhluk hidup menurut masingmasing tingkatan atau takson dalam
klasifikasi makhluk hidup
• Urutan takson : Kingdom, Filum,
Kelas, Ordo (bangsa), Familia (suku),
Genus (marga), Spesies (jenis)
• Taksonomi → digunakan untuk
membuat filogeni / pohon
kekerabatan
• Penelitian di bidang biokimia →
Definisi Spesies
• Spesies : sekelompok organisme yang
mempunyai persamaan sifat morfologi dan
dapat melakukan perkawinan antar sesamanya
untuk menghasilkan keturunan yang fertil
Campbell &
Reece,
Biologi, Edisi
kelima jilid
kedua
Dua pola spesiasi
Anagenesis/Transformasi :
Akumulasi perubahanperubahan yang dapat
diwariskan dalam suatu
populasi yang berhubungan
dengan proses
spesiasi.Mengubah spesies tapi
tidak meningkatkan jumlahnya
Kladogenesis :
Evolusi bercabang, di mana
spesies baru muncul dari suatu
populasi yang memisah dari
spesies tetua
Kladogenesis adalah basis dari
keanekaragaman biologis
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
David Burnie, Evolution
Ringkasan sawar reproduktif
antara spesies-spesies yang
berkerabat dekat
Campbell & Reece, Biologi, Edisi
kelima jilid kedua
Spesiasi Geografi / Alopatrik
David Burnie, Evolution
Liger
David Burnie, Evolution
Kepunahan
David Burnie, Evolution
Ordo Primata
Familia : Tupaiidae, Lemuridae, Pongidae, Hominidae
• Persamaan :
– mata terarah ke depan dan memperlihatkan
penglihatan yang stereoskopis
– ibu jari pada tungkai depan dapat digerakkan secara
bebas
– letak kelenjar susu di dada
– bentuk rahim simpleks (satu rongga rahim)
• Perbedaan :
– kaki manusia lebih panjang
– ibu jari kaki terletak pada satu garis lurus
– struktur tulang belakang manusia memungkinkan manusia
untuk berdiri tegak
– otak manusia relatif lebih besar daripada Primata lain
– bentuk tulang kening yang menonjol, hidung yang jelas, bibir
yang berselaput lendir
• Manusia purba :
– Zinjanthropus
– Australopithecus africanus
– Homo erectus
• Pithecanthropus
• Sinanthropus
– Homo neanderthalensis
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
Pinel,
Biopsychology,
sixth edition
Missing link
• Pada waktu Charles Darwin mengemukakan Teori
Evolusi, hal yang belum terjawab dalam bentuk bukti
fosil adalah wujud makhluk yang menjadi penghubung
antara kera dan manusia (missing link)
• Dr. E. Dubois (Trinil, Indonesia) → Pithecanthropus
(manusia kera) → missing link ???
Anthropoid
Pithecanthropus X Missing Link
Pithecus
Anthropoid
Pithecanthropus X Missing Link
Pithecus
Pinel,
Biopsychology, sixth
edition
Garis waktu (timeline) beberapa spesies homonid
Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid kedua
John
McCrone,
How The
Brain Works
Ciri-ciri Umum Ras Manusia
Kaukasoid
Negroid
Mongoloid
Warna kulit
Coklat putih
Coklat sampai abu-abu hitam
Kuning sampai merah sampai
coklat muda
Warna mata
Biru sampai coklat tua
Coklat tua sampai hitam
Coklat tua
Hidung
Mancung
Pesek
Sedang
Tebal
Sedang sampai tebal
Keriting
Lurus
Bibir
Tebal sampai tipis
Rambut
Ikal sampai lurus
Homo floresiensis
http://news.nationalgeographic.com/news/2004/10/1027_041027_homo_floresiensis.html
Scientific American, February 2005
Lucy (australopithecus
afarensis)
Fosil berumur 3 juta tahun
yang ditemukan di
Ethiopia pada tahun 1974
David Burnie, Evolution
Sifat Khusus Evolusi Manusia
• Bahasa
• Teknologi dan Ilmu Pengetahuan
• Seni
• Ekonomi
• Politik
• Campur tangan manusia dalam perkembangan makhluk hidup lainnya
David Burnie,
Evolution
Persamaan genetik manusia dengan simpanse : 98,6%
manusia dengan gorilla dan orangutan : 98,4%
Otak gajah dan paus > otak manusia > otak simpanse dan
gorilla
Persamaan hardware, perbedaan software ???
Evolusi dan Perilaku
• Evolusi penting dalam peran evolusi.
• Contoh: kemampuan untuk menemukan
makanan, menghindari pemangsa,
mempertahankan anak-anaknya jelas
mengingkatkan kemampuan seekor binatang
untuk meneruskan gennya ke generasi
selanjutnya.
• Contohnya: Dominansi sosial & Percumbuan.
Evolusi Otak manusia
• Penelitian awal difokuskan pada ukurannya.
• Pertama, manusia modern – makhluk paling
cerdas tapi bukan makhluk dengan otak paling
besar.
• Kedua, ukuran otak yang dianggap intelektual
(co: Einstein) ternyata tidak terlalu luar biasa,
tidak sebanding dengan kemampuan intelektual
“gigantik”-nya.
• Tidak ada hubungan yang jelas antara ukuran
otak dan kecerdasan.
Pinel, Biopsychology, sixth edition
Gambar tsb menunjukkan 3 hal penting tentang
evolusi otak manusia:
1. Otak bertambah ukurannya selama evolusi.
2. Pertambahan ukuran terjadi pada serebrum.
3. Peningkatan dalam jumlah konvulusi –
lipatan2 di permukaan serebral yang
menambah korteks serebral.
John McCrone, How The Brain
Works
• Otak manusia mempunyai “pusat bahasa”, namun
banyak bagian lain yang terlibat saat kita berbicara
• Otak manusia 4 kali lebih besar daripada otak kera
sehingga mempunyai korteks yang lebih banyak
• Otak manusia lebih lambat pematangannya, otak
manusia masih dapat membentuk hubungan antar
sel saraf hingga awal masa kedewasaannya
• Adanya lateralisasi atau pembagian otak manusia
(belahan otak kiri dan kanan)
Beberapa Salah Paham tentang Evolusi
• Evolusi tidaklah, sebagaimana yang disangka banyak
orang, menyatakan bahwa 'manusia berevolusi dari kera'.
Tetapi, manusia dan kera yang ada sekarang mempunyai
"moyang yang sama". Pengertian "moyang" ini harus
dipahami sebagai moyang secara fisik, bukan spiritual,
paling tidak hingga saat ini.
• Evolusi tidak berarti membuat makhluk hidup tambah bagus
atau tambah intelek. Contohnya, ular adalah hasil evolusi
proses dari semacam kadal yang tidak lagi memerlukan
'tangan' dan 'kaki'.
• Evolusi tidak mempunyai tujuan tertentu. Organisme adalah
hasil dari mutasi yang sukses, maupun gagal, tergantung
dari kondisi lingkungan pada saat itu.
• Manusia tidak mempunyai tempat yang khusus di dalam
“pohon evolusi”. Kita hanyalah salah satu cabang dari
•
•
Evolusi tidak berhenti. Evolusi adalah proses basis dari biologi dan terus
berlangsung.
Bahwa tidak ada bukti-bukti evolusi ?. Evolusi sudah banyak diobservasi di
laboratorium maupun dari bukti-bukti fosil.
Pinel,
Biopsychology,
sixth edition
Aspek Teoretis dari Pandangan Darwinian
tentang Kehidupan
Istilah “teori” memiliki arti yang sangat berbeda dalam
sains dibandingkan dengan penggunaan umum
kata tersebut.
Penggunaan sehari-hari = “teori” : hipotesa (sains)
Teori (sains) : meliputi banyak fakta dan upaya untuk
menjelaskan beraneka ragam fenomena. Sebuah
teori tidak otomatis diterima secara meluas pada
ilmu pengetahuan, kecuali jika bisa bertahan
melalui pengujian secara terus menerus dan
References
• Carlson, N. R. (2007). Physiology of behavior (9th ed.).
Boston: Pearson.
• Pinel, J. P. J. (2006). Biopsychology (6th ed.). Boston:
Pearson.
• Campbell, Reece, Mitchell. (1997). Biologi, edisi kelima,
jilid satu, dua dan tiga, Penerbit Erlangga, Jakarta
• Burnie, D. (2002). Evolusi, Penerbit Erlangga, Jakarta
• McCrone, J. (2002). Menyingkap kerja otak, Penerbit
Erlangga, Jakarta
• Discovery School Video, Galapagos ; Beyond Darwin
• BBC Video, Walking With Cavemen
Terima Kasih