“EVOLUSI II”

KELOMPOK 8:

1. Ivan Wisnu Adipradana (19)2. Nurita Suci Lestari (25)3. Rininta Triaswinanti (28)4. Rizky Rivonda (29)

XII IPA 3SMA NEGERI 91

JAKARTA

A. Spesiasi

Spesiasi adalah proses suatu spesies berdivergen menjadi dua atau lebih spesies. Ia telah terpantau berkali-kali pada kondisi laboratorium yang terkontrol maupun di alam bebas. Pada organisme yang berkembang biak secara seksual, spesiasi dihasilkan oleh isolasi reproduksi yang diikuti dengan divergensi genealogis.

Gambar empat mekanisme spesiasi

Terdapat empat mekanisme spesiasi. Yang paling umum terjadi pada hewan adalah spesiasi alopatrik, yang terjadi pada populasi yang awalnya terisolasi secara geografis, misalnya melalui fragmentasi habitat atau migrasi. Seleksi di bawah kondisi demikian dapat menghasilkan perubahan yang sangat cepat pada penampilan dan perilaku organisme. Karena seleksi dan hanyutan bekerja secara bebas pada populasi yang terisolasi, pemisahan pada akhirnya akan menghasilkan organisme yang tidak akan dapat berkawin campur.

Mekanisme kedua spesiasi adalah spesiasi peripatrik, yang terjadi ketika sebagian kecil populasi organisme menjadi terisolasi dalam sebuah lingkungan yang baru. Ini berbeda dengan spesiasi alopatrik dalam hal ukuran populasi yang lebih kecil dari populasi tetua. Dalam hal ini, efek pendiri menyebabkan spesiasi cepat melalui hanyutan genetika yang cepat dan seleksi terhadap lungkang gen yang kecil.

Mekanisme ketiga spesiasi adalah spesiasi parapatrik. Ia mirip dengan spesiasi peripatrik dalam hal ukuran populasi kecil yang masuk ke habitat yang baru, namun berbeda dalam hal tidak adanya pemisahan secara fisik antara dua populasi. Spesiasi ini dihasilkan dari evolusi mekanisme yang mengurangi aliran genetika antara dua populasi. Secara umum, ini terjadi ketika terdapat perubahan drastis pada lingkungan habitat tetua spesies. Salah satu contohnya adalah rumput Anthoxanthum odoratum, yang dapat mengalami spesiasi parapatrik sebagai respon terhadap polusi logam

2

terlokalisasi yang berasal dari pertambangan. Pada kasus ini, tanaman berevolusi menjadi resistan terhadap kadar logam yang tinggi dalam tanah. Seleksi keluar terhadap kawin campur dengan populasi tetua menghasilkan perubahan pada waktu pembungaan, menyebabkan isolasi reproduksi. Seleksi keluar terhadap hibrid antar dua populasi dapat menyebabkan "penguatan", yang merupakan evolusi sifat yang mempromosikan perkawinan dalam spesies, serta peralihan karakter, yang terjadi ketika dua spesies menjadi lebih berbeda pada penampilannya.

Gmbar isolasi geografis burung Finch di Kepulauan Galapagos menghasilkan lebih dari satu lusin spesies baru

Mekanisme keempat spesiasi adalah spesiasi simpatrik, di mana spesies berdivergen tanpa isolasi geografis atau perubahan pada habitat. Mekanisme ini cukup langka karena hanya dengan aliran gen yang sedikit akan menghilangkan perbedaan genetika antara satu bagian populasi dengan bagian populasi lainnya. Secara umum, spesiasi simpatrik pada hewan memerlukan evolusi perbedaan genetika dan perkawinan tak-acak, mengijinkan isolasi reproduksi berkembang

Salah satu jenis spesiasi simpatrik melibatkan perkawinan silang dua spesies yang berkerabat, menghasilkan spesies hibrid. Hal ini tidaklah umum terjadi pada hewan karena hewan hibrid bisanya mandul. Sebaliknya, perkawinan silang umumnya terjadi pada tanaman, karena tanaman sering menggandakan jumlah kromosomnya, membentuk poliploid. Ini mengijinkan kromosom dari tiap spesies tetua membentuk pasangan yang sepadan selama meiosis. Salah satu contoh kejadian spesiasi ini adalah ketika tanaman Arabidopsis thaliana dan Arabidopsis arenosa berkawin silang, menghasilkan spesies baru Arabidopsis suecica. Hal ini terjadi sekitar 20.000 tahun yang lalu, dan proses spesiasi ini telah diulang dalam laboratorium, mengijinkan kajian mekanisme genetika yang terlibat dalam proses ini. Sebenarnya, penggandaan kromosom dalam spesies merupakan sebab utama isolasi reproduksi, karena setengah dari kromosom yang berganda akan tidak sepadan ketika berkawin dengan organisme yang kromosomnya tidak berganda.

3

Untuk lebih jelasnya, kami akan menjelaskan lebih dalam lagi mengenai macam-macam spesiasi. Spesiasi dapat disebabkan oleh mekanisme pengisolasian, mutasi dan seleksi alam, serta poliploidi (pada tanaman).

a) Mekanisme Pengisolasian

1. Spesiasi Alopatrik ( Allopatric Speciation)

Terjadinya spesiasi alopatrik banyak dibuktikan melalui studi variasi geografi. Spesies yang beranekaragam secara geografis dari seluruh karakter dapat menghalangi pertukaran gen antara spesies simpatrik. Populasi yang terpisah secara geografis dapat terisolasi oleh kemandulan atau perbedaan perilaku dibandingkan dengan populasi yang berdekatan. Populasi yang terisolasi mungkin tidak dapat melakukan interbreeding jika mereka bertemu, karena bentuknya sangat menyimpang (divergent) dan kemudian masuk ke dalam simpatrik tetapi tidak terjadi interbreeding. Spesiasi alopatrik merupakan mekanisme isolasi yang terjadi secara gradual.

Contoh bukti perbedaan alopatrik misalnya hewan air tawar menunjukkan keanekaragaman yang besar di daerah pegunungan yang banyak terisolasi dengan sistem sungai. Pada suatu pulau suatu spesies adalah homogen di atas rentang kontinen yang berbeda dalam hal penampilan, ekologi dan perilaku. Contoh spesiasi alopatrik lainnya adalah pembentukan spesies burung finch di Kepulauan Galapagos yang dikemukakan oleh Darwin. Menurut Darwin dalam Stearns and Hoekstra (2003) bahwa burung finch berasal dari satu nenek moyang burung yang sama.

Spesiasi alopatrik juga dialami oleh tupai antelope di Grand Canyon. Di mana pada tebing selatan hidup tupai antelope harris (Ammospermophillus harris). Beberapa mil dari daerah itu pada sisi tebing utara hidup tupai antelope berekor putih harris (Ammospermophillus leucurus), yang berukuran sedikit lebih kecil dan memiliki ekor yang lebih pendek dengan warna putih di bawah ekornya. Ternyata di situ semua burung-burung dan organisme lain dapat dengan mudah menyebar melewati ngarai ini, tetapi tidak dapat dilewati oleh kedua jenis tupai ini.

2. Spesiasi Simpatrik

Menurut Campbell, dkk (2003) dalam spesiasi simpatrik, spesies baru muncul di dalam lingkungan hidup populasi tetua, isolasi genetik berkembang dengan berbagai cara, tanpa adanya isolasi geografis. Model spesiasi simpatrik meliputi spesiasi gradual dan spontan. Sebagian besar model spesiasi simpatrik masih dalam kontroversi, kecuali pada model spesiasi spontan dan spesiasi poliploidi yang terjadi pada tumbuhan.

Hugo de Vries menyatakan bahwa spesiasi simpatrik dengan autopoliploidi yang terjadi pada tumbuhan bunga primrose (Oenothera lamarckiana) yang merupakan suatu spesies diploid dengan 14 kromosom. Di mana suatu saat  muncul varian baru yang tidak biasanya diantara tumbuhan itu dan bersifat tetraploid dengan 28 kromosom. Selanjutnya bahwa tumbuhan itu tidak mampu kawin dengan bunga mawar diploid, spesies baru itu kemudian dinamai Oenothera gigas. Mekanisme lain spesiasi adalah  alopoliploid yaitu kontribusi dua spesies yang berbeda terhadap

4

suatu hibrid poliploid. Misalnya rumput Spartina anglica yang berasal dari hibridisasi Spartina maritima dengan Spartina alternaflora. Spesiasi simpatrik pada hewan contohnya serangga Rhagoletis sp.

Model-model spesiasi simpatrik didasarkan pada seleksi terpecah (distruptive selection), seperti ketika dua homozigot pada satu atau lebih lokus teradaptasi dengan sumber yang berbeda dan hal itu merupakan suatu multiple-niche polymorphism. Contohnya pada serangga  herbivora bergenotip AA dan A’A’ teradaptasi dengan spesies tumbuhan 1 dan 2, dimana genotip AA’ tidak teradaptasi dengan baik. Masing-masing homozigot ingin mempunyai fittes lebih tinggi jika dilakukan mating secara assortative dengan genotip yang mirip  dan tidak menghasilkan keturunan heterozigot yang tidak fit. Assortative mating mungkin dipertimbangkan adanya lokus B yang dapat mempengaruhi perilaku kawin maupun mendorong serangga untuk memilih inang spesifik, yang pada tempat tersebut dapat ditemukan pasangan dan kemudian dapat bertelur. Jika BB dan Bb kawin hanya pada inang 2, perbedaan dalam pemilihan inang dapat mendasari terjadinya pengasingan/ isolasi reproduktif. Banyak dari serangga herbivora yang merupakan spesies yang berkerabat dekat dibatasi oleh perbedaan inang, terutama untuk pemenuhan kebutuhan makan, mating/kawin.

Spesiasi tipe ini terjadi melalui beberapa cara, yaitu isolasi tingkah laku, isolasi ekologi, isolasi musiman, isolasi mekanis, isolasi gamet dan isolasi hibrid.

Isolasi Tingkah Laku

Tidak ada ketertarikan seksual di antara jantan dan betina pada spesies yang berbeda. Sinyal khusus yang mengawali terjadinya perkawinan merupakan hal unik di dalam satu spesies. Biasanya hewan jantan memberi tanda atau sinyal tertentu dalam bentuk tingkah laku, seperti mengeluarkan suara, melakukan ritual, tarian atau mengekskresikan zat kimia. Contohnya burung bower jantan akan menghiasi sarangnya dengan ranting berwarna biru, menari dan berkicau untuk menarik perhatian betina. Setelah proses ritual selesai, maka akan terjadi perkawinan.

Isolasi Ekologis

Isolasi ekologis juga dapat menyebabkan isolasi reproduksi yang kemudian diikuti dengan spesiasi jika anggota-anggota populasi menempati nisia (relung) ataupun habitat yang berbeda. Contohnya adalah jika suatu anggota

5

populasi hidup di puncak pohon, sedangkan anggota populasi lainnya hidup di dasar hutan. Kedua anggota populasi tersebut menempati daerah yang sama, tetapi tidak dapat melakukan reproduksi karena tidak dapat bertemu.

Isolasi Musiman (Temporal)

Isolasi musiman merupakan isolasi yang disebabkan noleh perbedaan masa aktif reproduksi anggota-anggota populasi dalam satu tahun. Isolasi ini terjadi ketika dua subspecies dapat disilangkan secara buatan untuk mengahasilkan keturunan atau hibrid, tetapi di alam keduanya menghasilkan gamet-gamet pada waktu yang berbeda dalam satu tahun.

Contohnya, spesies Pinus radiata dan P. muricata hidup di area yang sama di Kalifornia Tengah. Kedua spesies ini tidak dapat saling kawin karena P. radiata melepaskan serbuk sari pada bulan Februari, sedangkan P. muricata pada bulan April. Sigung dari bagian Timur dan sigung dari bagian Barat padang rumput di Amerika mempunyai musim kawin yang berbeda, sehingga tidak dapat saling kawin.

6

Isolasi Mekanis

Perkawinan tidak dapat terjadi akibat organ seksual eksternal yang tidak cocok satu sama lain. Organ kopulasi pada banyak insekta jantan hanya sesuai untuk betina dari spesies yang sama. Banyak spesies tumbuhan mempunyai struktur bunga yang beradaptasi dengan polinator tertentu (insekta/hewan lain misal burung), contohnya tanaman sage hitam memiliki bunga kecil, penyerbukan dilakukan oleh lebah kecil. Sage putih memiliki struktur bunga yang besar sehingga penyerbukan hanya dapat dilakukan oleh lebah besar.

Isolasi Gametik

Jantan dan betina dari spesies yang berbeda dapat melakukan perkawinan, tetapi pembuahan yang terjadi tidak akan menghasilkan zigot. Hal ini berlaku pada pembuahan internal maupun eksternal. Pada banyak mamalia sperma tidak dapat bertahan hidup di dalam saluran reproduksi betina spesies lain, jantan dan betina bulu babi mengeluarkan sperma dan telur di laut. Fertilisasi dapat berlangsung jika molekul pada permukaan sperma dan telur dapat

7

bersatu. 2. Penghalang poszigotik (mencegah perkembangan makhluk hidup dewasa yang fertil) zigot yang dihasilkan disebut hibrid zigot. Ada tiga macam penghalang poszigotik:a. Ketidakmampuan hibrid untuk berkembang (hybrid inviability); misal

katak dari genus Rana yang hidup di habitat sama dapat saling kawin tetapi hibrid tidak dapat berkembang sempurna atau menjadi individu yang lemah.

b. Sterilitas hibrid (hybrid sterility), hibrid yang dihasilkan dari perkawinan dua spesies berbeda, bersifat steril, oleh karena itu hibrid ini tidak dapat mewariskan sifat tetuanya; misalnya hibrid (disebut bagal) antara kuda dan keledai.

Gambar Sterilitas Hibrid

c. Kegagalan rantai pewarisan pada hibrid (hybrid breakdown); generasi

hibrid pertama fertil dan mampu berkembang, tetapi jika hibrid ini saling kawin maka atau hibrid kawin dengan tetua maka hibrid keturunannya bersifat steril.

Isolasi Hibrid

Isolasi hibrid terjadi ketika dua organisme yang berbeda melakukan perkawinan, tetapi zigot hibrid yang terbentuk gagal berkembang mencapai tingkat kematangan seksual. Kalupun amampu berkembang mencapai tingkat kematangan seksual, individu hibrid yang terbentuk infertil atau steril. Contohnya adalah bagal (mule) yang merupakan hasil persilangan antara kuda betina dan keledai jantan.

3. Spesiasi Parapatrik/ Semi Geografik

Jika seleksi menyokong dua alel berbeda yang berdekatan atau parapatrik, frekuensi sudah dapat ditetapkan. Dengan cukupnya seleksi pada suatu lokus yang berkontribusi terhadap isolasi reproduktif, populasi dapat membedakan kepada spesies yang terisolasi secara reproduktif. Endler (1977) dalam Widodo dkk (2003) berargumen bahwa zona bastar yang biasanya menandai untuk dapat terjadinya kontak sekunder sebenarnya sudah muncul secara in situ (melalui perbedaan populasi parapatrik dan spesies yang muncul juga parapatrik).

8

Spesiasi parapatrik merupakan spesiasi yang terjadi karena adanya variasi  frekuensi kawin dalam suatu populasi yang menempati wilayah yang sama. Pada model ini, spesies induk tinggal di habitat yang kontinu tanpa ada isolasi geografi. Spesies baru terbentuk dari populasi yang berdekatan. Suatu populasi yang berada di dalam wilayah tertentu harus berusaha untuk beradaptasi dengan baik untuk menjamin kelangsungan hidupnya, dan usaha itu dimulai dengan memperluas daerah ke daerah lain yang masih berdekatan dengan daerah asalnya. Apabila di area yang baru ini terjadi seleksi, maka perubahan gen akan terakumulasi dan dua populasi akan berubah menjadi teradaptasikan dengan lingkungan barunya. Jika kemudian mereka berubah menjadi spesies lain (spesies yang berbeda), maka perbatasan ini akan diakui sebagai zona hibrid. Dengan demikian, dua populasi tersebut akan terpisah, namun secara geografis letaknya berdekatan sepanjang gradient lingkungan.

Di dalam spesiasi parapatrik tidak ada barier ekstrinsik yang spesifik untuk gene flow. Populasi berlanjut, tetapi populasi tidak kawin secara acak, individu lebih mudah kawin dengan tetangganya secara geografis dari pada individu di dalam cakupan populasi yang berbeda. Artinya bahwa individu lebih mungkin untuk kawin dengan tetangganya daripada dengan individu yang ada dalam cakupan  Di dalam gaya ini, penyimpangan boleh terjadi oleh karena arus gen dikurangi di dalam populasi dan bermacam-macam tekanan pemilihan ke seberang cakupan populasi.

b) Mutasi dan Seleksi Alam

Mutasi gen merupakan perubahan struktur kimia gen (DNA) yaitu pada basa nukleotidanya, yang menyebabkan perubahan sifat pada suatu organisme dan bersifat menurun. Pemahaman mengenai mutasi gen dapat dijelaskan lebih lanjut dengan mempelajari angka laju mutasi dan frekuensi gen dalam populasi.

Angka laju mutasi merupakan angka yang menunjukkan banyaknya gen yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu suatu spesies. Angka laju mutasi suatu spesies biasanya sangat rendah, yaitu rata-rata 1 : 100.000. Hal ini berarti pada setiap 100.000 gamet terdapat satu gen yang bermutasi. Meskipun angka laju mutasi sangat kecil, namun tetap menjadi salah satu mekanisme evolusi yang penting. Alasannya: (1) setiap gamet dapat mengandung beribu-ribu gen, (2) setiap individu mampu menghasilkan ribuan bahkan jutaan gamet, dan (3) jumlah tiap generasi dalam suatu populasi individu sangat banyak.

Umumnya mutasi bersifat merugikan. Peluang terjadinya mutasi yang menguntungkan hanya sekitar 1 : 1.000, yang berarti pada setiap 1.000 kali mutasi, hanya ada satu mutasi yang menguntungkan. Meskipun peluang mutasi yang menguntungkan kecil, namun karena jumlah generasi selama populasi spesies tersebut hidup besar, maka jumlah mutasi yang menguntungkan juga besar.

Mutasi dikatakan menguntungkan kalau mutasi:1. menghasilkan spesies yang adaptif dan

9

2. menghasilkan spesies yang mempunyai vitalitas (daya hidup) dan viabilitas (kelangsungan hidup) yang tinggi.

Sebaliknya, mutasi dikatakan merugikan bila mutasi:1. menghasilkan alel yang mengakibatkan mutasi letal (mematikan),2. menghasilkan spesies yang tidak adaptif, dan3. menghasilkan spesies yang mempunyai vitalitas rendah.

Mutasi yang menyebabkan timbulnya alel letal, misalnya alel letal yang bersifat resesif. Pengaruh gen letal resesif ini hanya tampak bila berada dalam keadaan homozigot, namun tidak tampak pada keadaan heterozigot. Gen resesif ini akan tetap ada dalam populasi dan seleksi alam hanya akan bekerja pada individu-individu yang homozigot.

Perbandingan frekuensi (penyebaran) alel dominan yang non letal dan alel resesif yang letal dapat diketahui dengan menghitung frekuensi alel populasinya. Atau, perbandingan frekuensi genotip homozigot terhadap frekuensi genotip heterozigot pada gen non letal maupun gen letalnya dapat diketahui dengan menghitung frekuensi gen (genotip) populasinya.

Terjadinya mutasi diikuti oleh seleksi alam yang memungkinkan adaptasi dengan kondisi setempat. Seleksi alam adalah proses di mana mutasi genetika yang meningkatkan keberlangsungan dan reproduksi suatu organisme menjadi (dan tetap) lebih umum dari generasi yang satu ke genarasi yang lain pada sebuah populasi. Ia sering disebut sebagai mekanisme yang "terbukti sendiri" karena:

Variasi terwariskan terdapat dalam populasi organisme Organisme menghasilkan keturunan lebih dari yang dapat bertahan hidup Keturunan-keturunan ini bervariasi dalam kemampuannya bertahan hidup dan

bereproduksi.

Kondisi-kondisi ini menghasilkan kompetisi antar organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Oleh sebab itu, organisme dengan sifat-sifat yang lebih menguntungkan akan lebih berkemungkinan mewariskan sifatnya, sedangkan yang tidak menguntungkan cenderung tidak akan diwariskan ke generasi selanjutnya.

Konsep pusat seleksi alam adalah kebugaran evolusi organisme. Kebugaran evolusi mengukur kontribusi genetika organisme pada generasi selanjutnya. Namun, ini tidaklah sama dengan jumlah total keturunan, melainkan kebugaran mengukur proporsi generasi tersebut untuk membawa gen sebuah organisme. Karena itu, jika sebuah alel meningkatkan kebugaran lebih daripada alel-alel lainnya, maka pada tiap generasi, alel tersebut menjadi lebih umum dalam populasi. Contoh-contoh sifat yang dapat meningkatkan kebugaran adalah peningkatan keberlangsungan hidup dan fekunditas. Sebaliknya, kebugaran yang lebih rendah yang disebabkan oleh alel yang kurang menguntungkan atau merugikan mengakibatkan alel ini menjadi lebih langka. Adalah penting untuk diperhatikan bahwa kebugaran sebuah alel bukanlah karakteristik yang tetap. Jika lingkungan berubah, sifat-sifat yang sebelumnya bersifat netral atau merugikan bisa menjadi menguntungkan dan yang sebelumnya menguntungkan bisa menjadi merugikan.

10

c) Poliploidi

Poliploidi merupakan suatu kondisi dimana makhluk hidup tertentu memiliki lebih dari dua perangkat kromosom. Keadaan ini terjadi akibat adanya induksi poliploidisasi. Pada umumnya tiap organisme mempunyai dua perangkat kromosom (diploid). Akan tetapi tidak ditutup kemungkinan akan terjadinya perubahan perangkat kromosom tersebut. Organisme yang mengalami perubahan perangkat kromosom menjadi lebih dari dua perangkat kromosom disebut poliploid, sedangkan organisme yang mengalami perubahan perangkat kromosom menjadi satu perangkat kromosom disebut monoploid atau haploid.

Menurut Wilkins dan Gosling, poliploidi merupakan salah satu bentuk mutasi kromosom dan dapat digunakan sebagai pengendali kelamin(sex control) suatu organisme, pembentuk galur murni, dan penghasil ikan yang steril. Tipe-tipe poliploidi dibedakan berdasarkan jumlah perangkat kromosom yang dibentuk, contohnya triploid, tetraploid, pentaploid, dan seterusnya.

Berdasarkan asal usul kejadiannya, poliploidi dapat dibedakan menjadi autopoliploidi dan alloploidi. Pada autopoliploidis tidak dilibatkan spesies yang lain jadi seluruh perangkat kromosom yang ada berasal dari spesies yang sama. Autotriploid dapat terjadi karena pembuahan suatu gamet diploid dengan gamet haploid. Gamet diploid yang terbentuk adalah hasil kegagalan pemisahan seluruh perangkat kromosom selama meiosis. Zigot autotripoid juga mungkin terjadi karena adanya pembuahan satu ovum oleh dua sperma atau juga mungkin terjadi akibat persilangan eksperimental individu diploid dan tetraploid (Niekerson, 1990 dalam Abidah, 2000)

Pada allopoliploidi, peristiwa poliploidi tersebut melibatkan spesies yang lain. Biasanya perangkat kromosom yang lain tersebut berasal dari spesies yang berkerabat dekat. Allopoliploidi terjadi karena adanya perkawinan antara dua spesies yang berkerabat dekat.

Poliploidi bisa terjadi secara alami maupun secara buatan. Poliploidi secara buatan melibatkan campur tangan manusia sedangkan poliploidi alami terjadi tanpa unsur kesengajaan. Penyebab terjadinya poliploidi secara alami adalah karena faktor-faktor lingkungan sekitar makhluk hidup yang meliputi faktor suhu, tekanan, ketinggian tempat, dan lain-lain. Selain itu poliploidi alami juga bisa disebabkan oleh persilangan individu poliploid yang diikuti dengan gangguan selama proses pembelahan sel. Nickerson menjelaskan bahwa poliploidi juga bisa terjadi karena kegagalan meiosis sehingga terbentuk gamet diploid (2n) yang nantinya akan dibuahi gamet haploid (1n) sehingga akan dihasilkan individu triploid (3n). Kegagalan meiosis tersebut mungkin disebabkan oleh rusaknya gelendong-gelendong pembelahan sehingga kromosom tidak memisah selama anafase. Kerusakan gelendong tersebut adalah akibat adanya perubahan kondisi lingkungan luar, seperti perubahan suhu, pH, dan tekanan, dan juga adanya zat-zat kimia yang bisa menyebabkan rusaknya protein-protein tubuler yang menyusun gelendong-gelendong pembelahan.

Menurut Ayala, dkk. poliploidi yang terjadi dalam ruang lingkup hewan banyak terjadi pada hewan-hewan hermafrodit, seperti cacing tanah dan planaria,

11

dan juga hewan-hewan betina partenogenetik (hewan betina yang menghasilkan keturunan tanpa fertilisasi), seperti kumbang, kupu-kupu malam, udang, ikan mas, serta salamander.

PROSES PEMBENTUKAN POLIPLOIDI

Poliploidi terjadi karena penggandaan kromosom secara keseluruhan sehingga dari individu diploid akan muncul individu-individu triploid dan tetraploid. Poliploidi juga bisa memunculkan individu-individu pentaploid, heksaploid, dan sebagainya. Poliploidi mungkin terjadi karena kegagalan meiosis atau karena penggandaan perangkat kromosom di dalam sel-sel somatik secara spontan.

Proses Pembentukan Ikan NormalIkan normal tumbuh dari telur 2n yang dibuahi oleh sperma 1n. Zigot yang terbentuk dari hasil fertilisasi ini memiliki 3n kromosom. Selanjutnya sel-sel embrional yang memiliki 3n kromosom tersebut akan mengalami peloncatan polar body II. Sewaktu peloncatan polar body II tersebut 1n kromosom dar sel tersebut akan meloncat keluar sehingga di dalam sel hanya tertinggal 2n kromosom yang masing-masing berasal dari induk jantan dan induk betina. Selanjutnya akan terjadi pembelahan mitosis dan sel-sel embrio tersebut akan berkembang menjadi ikan normal yang memiliki 2n kromosom.

Proses Pembentukan Ikan TriploidIkan triploid terbentuk apabila terjadi perkawinan antara ikan tetraploid (4n) dengan ikan diploid (2n). induk yang memiliki 4n kromosom akan menghasilkan gamet yang diploid (2n), sedangkan induk yang memiliki 2n kromosom akan menghasilkan gamet yang haploid (1n). Apabila kedua gamet ini melakukan fertilisasi maka akan terbentu individu yang triploid.

Selain akibat perkawinan antara ikan tetraploid (4n) dengan ikan diploid (2n), ikan triploid juga mungkin terbentuk akibat induksi panas. Adanya induksi panas ini akan mencegah peloncatan polar body II selama proses pembelahan meiosis sehingga embrio yang tumbuh memiliki 3n kromosom. Ada juga pendapat bahwa ikan triploid alami terbentuk akibat adanya “multiple fertilization” (1 sel telur dibuahi oleh dua inti sperma).

Proses Pembentukan Ikan TetraploidProses pembentukan ikan tetraploid dapat terjadi karena persilangan antara dua genus yang berlainan tapi masih dalam satu famili. Hybrid ini bersifat steril karena memiliki genom yang berlainan.

B. Asal Usul Kehidupan

Asal usul kehidupan merupakan prekursor evolusi biologis, namun pemahaman terhadap evolusi yang terjadi seketika organisme muncul dan investigasi bagaimana ini terjadi tidak tergantung pada pemahaman bagaimana kehidupan dimulai. Konsensus ilmiah saat ini adalah bahwa senyawa biokimia yang kompleks, yang menyusus kehidupan, berasal dari reaksi kimia yang lebih sederhana. Namun belumlah jelas bagaimana ia terjadi. Tidak begitu pasti bagaimana perkembangan kehidupan yang paling awal, struktur kehidupan pertama, ataupun identitas dan ciri-ciri dari leluhur

12

universal terakhir dan lungkang gen leluhur. Oleh karena itu, tidak terdapat konsensus ilmiah yang pasti bagaimana kehidupan dimulai, namun terdapat beberapa proposal yang melibatkan molekul swa-replikasi (misalnya RNA) dan perakitan sel sederhana.

Menurut teori evolusi, asal-usul kehidupan dibedakan menjadi evolusi kimia dan biologi. Kedua evolusi tersebut akan dijelaskan lebih mendalam lagi dalam uraian sebagai berikut.

1. Evolusi Kimia

Menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik terjadi secara bertahap dimulai dari bereaksinya bahan-bahan anorganik yang terdapat di dalam atmosfer primitif dengan energi halilintar membentuk senyawa-senyawa organik kompleks.

Stanley Miller mencoba mensimulasikan kondisi atmosfer purba di dalam skala laboratorium. Ia merancang alat yang seperti terlihat dalam gambar di bawah ini.

Gambar: Skema alat percobaan Miller

Miller memasukkan gas H2, CH4 (metan), NH3 (amonia) dan air ke dalam alat. Air dipanasi sehingga uap air bercampur dengan gas-gas tadi. Sebagai sumber energi yang bertindak sebagai "halilintar" agar gas-gas dan uap air bereaksi, digunakan lecutan aliran listrik tegangan tinggi. Ternyata timbul reaksi, terbentuk

13

senyawa-senyawa organik seperti asam amino, adenin dan gula sederhana seperti ribosa.

Hasil percobaan di atas memberi petunjuk bahwa satuan-satuan kompleks di dalam sistem kehidupam seperti lipid, gula, asam amino, nukleotida dapat terbentuk di bawah kondisi abiotik. Yang menjadi masalah utama adalah belum dapat terjawabnya bagaimana mekanisme peralihan dari senyawa kompleks menjadi makhluk hidup yang paling sederhana.

Teori evolusi kimia dikemukakan oleh beberapa ahli berikut ini:

1. A.I. Oparin (Rusia)

Dia adalah orang pertama yang mengemukakan bahwa evolusi zat-zat kimia telah terjadi sebelum kehidupan ini ada. Dalam bukunya “The Origin of Life”, dia mengemukakan bahwa asal mula kehidupan terjadi bersamaan dengan evolusi terbentuknya bumi dan atmosfernya. Atmosfer bumi mula-mula memiliki air, karbondioksida, metana, dan ammonia, namun tidak memiliki oksigen. Dengan adanya panas dari berbagai sumber energi, zat-zat tersebut mengalami serangkaian perubahan menjadi berbagai molekul organic sederhana. Senyawa-senyawa ini membentuk semacam campuran yang kaya akan materi-materi dalam lautan yang masih panas, yang disebut primodial soup. Bahan campuran ini belum merupakan makhluk hidup, tetapi bertingkah laku mirip seperti sistem biologi. Primodial soup ini melakukan sintesis dan membentuk molekul organik kecil atau monomer, misalkan asam amino dan nukleotida.

Monomer-monomer lalu bergabung membentuk polimer, misalnya protein dan asam nukleat. Kemudian agregrasi ini membentuk molekul dalam bentuk tetesan yang disebut protobion. Protobion ini memiliki ciri kimia yang berbeda dengan lingkungannya.

Kondisi atmosfer masa kini tidak lagi memungkinkan untuk sintesis molekul organic secara spontan, karena oksigen atmosfer akan memecah ikatan kimia dan mengekstrasi elektron.

Polimerasi atau penggabungan monomer ini dapat dibuktikan oleh Sidney Fox. Beliau melakukan percobaan dengan memanaskan larutan kental monomer organic yang mengandung asam amino pada suhu titik leburnya. Saat air menguap, terbentuk lapisan monomer yang berpolimerasi. Polimer ini oleh Sydney Fox disebut proteinoid. Selanjutnya dalam penelitiannya di laboratorium, proteinoid dicampur dengan air dingin dan akan membentuk gabungan proteinoid yang menyusun tetesan kecil yang disebut mikrosfer. Mikrosfer diselubungi oleh membrane selektif permeable.

2. Harold Urey

Dia mengemukakan teori yang didasari atas pemikiran bahwa bahan organik merupakan bahan dasar organisme hidup, yang pada mulanya dibentuk sebagai reaksi gas yang ada di alam dengan bantuan energi.

Menurut teori Urey, konsep tersebut dapat dijabarkan atas 4 fase berikut ini:

14

Fase 1. Tersedianya molekul metana, ammonia, hydrogen, dan uap air yang sangat banyak di atmosfer.Fase 2. Energi yang timbul dari aliran listrik, halilintar, dan radiasi sinar kosmis merupakan energi pengikat dalam reaksi molekul metana, ammonia, hydrogen, dan uap air.Fase 3. Terbentuknya zat hidup yang paling sederhana.Fase 4. Zat hidup yang terbentuk berkembang dalam waktu jutaan tahun menjadi sejenis organisme yang lebih kompleks.

3. Stanley Miller

Dia berhasil membuktikan teori gurunya, Urey, dalam laboratorium dengan alat yang dinamakan “perangkat percobaan Stanley Miller-Harold Urey”.Alat ini disimpan pada suatu kondisi yang diperkirakan sama dengan kondisi pada waktu sebelum ada kehidupan. Kedalam alat tersebut dimasukkan bermacam-macam gas, seperti uap air yang dihasilkan dari air yang dipanaskan, hydrogen, metana, dan ammonia.

Selanjutnya pada alat tersebut diberikan aliran listrik 75.000 volt (seperti kilatan halilintar yang selalu terjadi di alam pada waktu itu). Setelah seminggu, ternyata Miller mendapatkan zat organik yang berupa asam amino. Asam amino merupakan komponen kehidupan. Selain asam amino, diperoleh juga asam hidroksi, HCN, dan urea. Pemikiran selanjutnya adalah bagaimana terbentuknya protein dari asam amino ini.

4. Melvin Calvin

Dia menunjukkan bahwa radiasi sinar dapat mengubah metana, ammonia, hydrogen, dan air menjadi molekul-molekul gula dan asam amino, dan juga membentuk purin dan pirimidin, yang merupakan zat dasar pembentukan DNA, RNA, ATP, dan ADP.

Dari evolusi kimia dapat kita simpulkan bahwa senyawa anorganik yang ada di atmosfer mengalami perubahan sedikit demi sedikit membentuk senyawa organic. Senyawa organic itulah yang merupakan komponen dasar makhluk hidup.

2. Evolusi Biologi

Alexander Oparin adalah Ilmuwan Rusia. Di dalam bukunya yang berjudul The Origin of Life (Asal Usul Kehidupan). Oparin menyatakan bahwa paad suatu ketika atmosfer bumi kaya akan senyawa uap air, CO2, CH4, NH3, dan Hidrogen. Karena adanya energi radiasi benda-benda angkasa yang amat kuat, 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 aseperti Alkohol (H2H5OH), dan senyawa asam amino yang paling sederhana. Selama

15

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 di sekelilingnya;

b. memiliki kemampuan untuk menyerap dan mengeluarkan molekul-molekul dari dan ke sekelilingnya;

c. memiliki kemampuan untuk memanfaatkan molekul-molekul yang diserap sesuai denagn 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 mengadan 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 abenda tak hidup kebenda hidup. Bagaimana senyawa-senyawa organik sop purba tersebut dapat memiliki kemampuan seperti tersebut diatas? Oparin menjelaskan sebagai berikut :

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. Penggabunagn struktur emulsi ini akan menghasilkan koloid yang terpisah 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. Denagn demikian, perbedaan komposisi medium akan menyebabkan timbulnya variasi pada komposisi sop purba. Variasi komposisi

16

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 penagturan kembali Koaservat yang terbungkus lipida amat mungkin akan mnghasilkan 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.

Teori evolusi biologi ini banyak diterima oleh pakar ilmuwan. Namun, tidak sedikit Ilmuwan yang membantah tentang interaksi molekul secara acak yang dapat menjadi awal terbentuknya organisme hidup.

Teori evolusi kimia dan teori evolusi biologi banyak pendukungnya, namun baru teori evolusi kimia yang telah dibuktikan secara eksperimental, sedangkan teori evolusi biologi belum ada yang menguji secara eksperimental.

C. Kecenderungan Baru Teori Evolusi

Menurut pendapat para ahli yang menganut teori penciptaan, teori evolusi memiliki banyak kelemahan dan tidak memiliki cukup bukti untuk mempertahankan kebenaran teorinya. Menurut mereka, teori evolusi Darwin tidak didasarkan pada temuan ilmiah yang konkret, tetapi dibangun hanya berdasarkan asumsi-asumsi . Dalam bukunya yang berjudul The Origin of Species, Darwin juga mengakui adanya “kesulitan-kesulitan teori” dan masih berharap hal itu dapat terpecahkan dengan adanya penemuan-penemuan ilmiah baru. Namun beberapa temuan-temuan ilmiah yang baru justru makin mempersulit teori-teorinya. Menurut penganut teori penciptaan, teori evolusi Darwin memiliki tiga kelemahan mendasar, yaitu

1. Teori Evolusi Tidak Dapat Menjelaskan Bagaimana Kehidupan di Bumi Bermula

Teori penciptaan mengemukakan bahwa kehidupan yang ada di planet diciptakan oleh Tuhan. Bumi yang dicipta Tuhan pada masa lalu sampai sekarang mempunyai ciri yang tidak berubah. Mereka mengungkapkan teori ini berdasarkan atas kejadian-kejadian gaib yang pernah dilihatnya. Kejadian gaib tersebut dianggap sebagai ciptaan Tuhan, seperti halnya bumi dan kehidupan yang ada di di dalamnya juga diciptakan oleh-Nya.

Dalam teorinya, Darwin tidak pernah merujuk kepada asal-usul kehidupan. Pemahaman sains pada masa Darwin masih beranggapan bahwa makhluk hidup mempunyai struktur yang sangat sederhana sehingga pembentukan sebuah sel

17

hidup dari bahan tak hidup sangat mungkin terjadi. Pada saat Darwin menyusun teorinya, teori abiogenesis masih dianut oleh dunia ilmu pengetahuan pada waktu itu dan merupakan landasan bagiu teori evolusi. Akan tetapi, penemuan Louis Pasteur telah menggugurkan teori abiogenesis yang menyatakan bahwa kehidupan berasal dari materi tidak hidup. Karena itu, teori evolusi yang dibangun atas dasar teori tersebut (karena menyatakan sel pertama berasal dari benda tak hidup) mestinya juga gugur atau perlu ditinjau kembali.

Alasan utama mengapa teori evolusi ini tidak dapat menjelaskna tentang asal-usul kehidupan adalah karena sel hidup yang paling sederhana pun ternyata dijelaskan dengan peristiwa kebetulan adalah terbentuknya protein yang merupakan salah satu penyusun sel hidup. Asam nukleat atau DNA makhluk hidup hanya dapat bereplikasi dengan bantuan sejumlah protein tertentu (enzim). Namun, sintesis enzim-enzim tersebut hanya dapat terjadi dengan adanya informasi yang tersimpan dalam DNA. Pada kejadian tersebut, sangat tidak mungkin protein dan asam nukleat, yang keduanya berstruktur kompleks, muncul secara spontan di tempat dan pada saat yang sama.

2. Tidak Ada Temuan Ilmiah yang Menunjukkan bahwa “Mekanisme Evolusi” yang Diajukan Teori Evolusi Memiliki Kekuatan untuk Berevolusi

Menurut teori mekanisme seleksi alam, makhluk hidup yang lebih kuat dan sesuai dengan kondisi alam habitatnya akan bertahan hidup, sedangkan yang lemahcenderung mengalami kepunahan. Mekanisme seleksi alam tidak memiliki kekuatan kekuatan evolusioner. Kenyataan ini juga disadari oleh Darwin, dengan menyatakan bahwa seleksi alam tidak dapat melakukan apa pun hingga tejadi variasi yang menguntungkan.

Namun, hukum pewarisan sifat yang ditemukan oleh Mendel dan diakui oleh ilmu genetika yang berkembang pada abad ke-20, menggugurkan pendapat bahwa sifat-sifat yang diperoleh melalui seleksi alam diteruskan ke generasi berikutnya. Denagn demikian, menurut pengamat teori penciptaan, seleksi alam tidak dapat menunujukkan mekanisme evolusi.

Menurut teori evolusi, jutaan makhluk hidup yang ada di atas bumi terbentuk sebagai hasil dari proses mutasi banyak organ kompleks organism. Akan tetapi, sebuah fakta ilmiah seketika melemahakan teori tersebut. Berdasarkan fakta, mutasi tidak menyebabkan makhluk hidup berkembang, tetapi cenderung selalu merugikan. Telah dipahami bahwa mutasi, yang ditampilkan sebagai sebuah mekanisme evolusioner, sebenarnya merupakan peristiwa genetik yang merugikan makhluk hidup dan menjadikan mereka cacat. Dengan demikian, tak diragukan lagi bahwa sebuah mekanisme yang merusak tidak mungkin menjadi mekanisme evolusioner.

3. Terdapat Catatan Fosil yang Menunujukkan Adanya Hal-Hal yang Berlawanan dari Apa yang Dikemukakan oleh Teori Evolusi

Para penaganut teori penciptaan menyebutkan makhluk-makhluk peralihan merupakan makhluk khyalan yang tidak pernah ada. Para penganut teori penciptaan berkeyakinan bahwa jika spesies transisi tersebut benar-benar pernah ada, pasti terdapat jutaan makhluk peralihan yang jumlahnya tiap spesies juga berjuta-juta.

18

Darwin pun mengemukakan pendapatnya bahwa jika teori tersebut benar, akan ditemukan banyak sekali jumlah spesies transisi/antara yang menghubungkan semua spesies dalam grup yang sama dan bukti keberadaannya dapat ditemukan di antara sisa-sisa fosil.

Meskipun sejak pertengahan abad ke-19 telah dilakukan pencarian fosil-fosil di seluruh penjuru dunia, tidak pernah ditemukan bentuk-bentuk transisi tersebut. Semua fosil yang ditemuakn dalam penggalian menunjukkan tanda-tanda bahwa kehidupan muncul di bumi secara tiba-tiba dan dalam bentuk yang sempurna. Catatan fosil tidak menunjukkan adanya evolusi bertahap, tetapi memperlihatkan adanya ledakan tiba-tiba satu kelompok makhluk hidup yang disertai kepunahan kelompok lain. Denagn kata lain, semua spesies makhluk hidup muncul tiba-tiba dalam bentuk sempurna, tanpa bentuk-bentuk peralihan apa pun di antaranya. Tentu saja, hal tersebut sangat berlawanan dengan asumsi-asumsi dalam teori Darwin. Hal itu merupakan bukti kuat bahwa makhluk hidup diciptakan.

Hasil kajian terhadap fosil-fosil yang ditemukan menunjukkan bahwa makhluk hidup muncul di muka bumi dalam keadaan sudah maju dan sempurna. Hal itu berarti bahwa asal-usul spesies bukan karena evolusi melainkan melalui penciptaan.

19