Evolusi dan Persebaran Geografis

Evolusi, Pilogeni, dan Persebaran Geografis

Evolusi, pilogeni dan persebaran geografis makhluk hidup, berhubungan sangat erat. Evolusi menggunakan konsep pilogeni dalam pengkajiannya, sementara persebaran geografis suatu organism, sangat mempengaruhi proses evolusi suati spesies makhluk hidup.

 filogeni atau filogenesis adalah kajian mengenai hubungan di antara kelompok-kelompok organisme yang dikaitkan dengan proses evolusi yang dianggap mendasarinya. Filogeni (phylogeny) adalah hubungan kekerabatan evolusioner (sejarah percabangan garis keturunan) suatu kelompok organisme atau spesies.

Evolusi adalah proses perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung sangat lambat dan dalam waktu yang sangat lama. Perubahan yang terjadi sepanjang masa dapat menyimpang jauh dari aslinya yang dapat dikatakan muncul species baru, sehingga juga dapat menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup.

Dalam mengkaji evolusi, digunakan suatu pendekatan untuk mempermudah mamahaminya, yaitu dengan menggunakan pohon poligeni, yang menggambarkan alur-alur hubungan kekerabatan antara satu spesies dan spesies lain. Contoh pohon pilogeni adalah sebagai berikut :

 

Pada teori evolusi berpendapat bahwa terjadi perubahan pada makluk hidup menyimpang dari struktur awal dalam jumlah yang banyak beraneka ragam dan kemudian menyebabkan terjadinya dua kemungkinan. Yang pertama adalah makhluk hidup yang berubah akan mampu bertahan dan tidak punah atau disebut juga dengan istilah evolusi progresif. Sedangkan kemungkinan atau opsi yang kedua adalah mahluk hidup yang berubah atau berevolusi tadi gagal bertahan hidup dan akhirnya punah atau disebut dengan evolusi regresif.

Untuk dapat memahami masalah evolusi, ada beberapa hal yang perlu dipahami, antara lain :

·        lsolasi Reproduksi

Barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pemisahan dua populasi (allopatric) keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi meskipun kedua populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatrik).

·        Penyebaran Organisasi di Bumi (persebarabn geografis)

Persebaran organisme di muka bumi ini sangat tidak merata. Kadang-kadang antara satu individu  satu dan individu lain yang sejenis tidak saling bertemu karena adanya penghalang tertentu. Alfred Russel Wallace mengungkapkan suatu pola mengenai penyebaran organisme. Adanya barrier menyebabkan kelompok-kelompok organisme yang saling terpisah dan tidak melakukan interhibridisasi, sehingga bila terjadi terus menerus akan menyebabkan terjadinya isolasi reproduksi dan menyebabkan adanya organisme endemis. Penyebaran organisme terjadi karena asal usul species organisme, migrasi organisme tersebut pada masa silam dan terdapatnya barrier (rintangan atau sawar) yang ditemuinya. Barrier ini dapat berupa lautan, gunung, gurun, iklim dan interaksi satu sama lainnya. Adanya barrier tersebut mencegah terjadninya penyebaran organisme di permukaan bumi. Untuk.dapat memahami masalah evolusi, perlu pula pernahaman pengertian-pengertian berikut.

o   Pengertian species, populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen dikatakan termasuk dalam satu spesies. Dalam pengertian ini jelas bahwa variasi-variasi yang ada tidak memisahkan dua populasi menjadi dua spesies selama masih dimungkinkan adanya pertukaran gen, hingga variasi-variasi tersebut termasuk dalam apa yang disebut variasi intraspesifik. Variasi atau perbedaan morfologi, fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda.

o   Isolasi repruduksi, barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pernisahan dua populasi (allopatric): Hal tersebut terjadi karena adanya penimbunan pengaruh faktor-faktor luar (ekstrinsik) yang menyebabkan terjadinya isolasi faktor-faktor intrinsik. Keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi, meskipun kedua populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatric).

Macam-macam mekanisme isolasi intrinsik adalah:

-   mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan,

-   mekanisme yang mencegah terbentuknya hibrida,

-   mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida.

Penjelasan lebih lanjut akan kita urai sebagai berikut.

a.    Isolasi ekogeografi

Dua populasi yang terpisah oleh hambatan fisik, dapat menjadi berbecla begitu khusus sesuai dengan lingkungannya. Apabila pada suatu saat kedua populasi tersebut dikumpulkan menjadi satu, keduanya ticlak akan mampu saling mengadakan perkawinan. Hal ini disebabkan karena keduanya tidak dapat lagi menyesuaikan diri pada kondisi yang baru. Mereka telah memperoleh perubahan genetik akibat dari keadaan sekelilingnya. Sebagai contoh adalah tanaman Platanus occidentalis dan Platanus orientalis. Keduanya dapat diserbukkan secara buatan dengan hasil keturunannya tetap, fertil. Namun penyerbukan secara alam tidak pemah terjadi karena masing-masing hanya dapat hidup di lingkungannya sendiri. Dalam hal ini mereka tidak hanya terpisah secara geografi saja tetapi juga secara genetik.

b.   Isolasi habitat

Antara. dua populasi simpatrik yang menghuni daerah yang berbeda lebih sering terjadi perkawinan daripada antara sesama populasi setempat namun berbecla sifat- sifat genetiknya. Dapat dikemukakan sebagai contoh adalah katak Bufo fowleri dan Bufo americanus. Keduanya dapat kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil. Kalau pada suatu waktu tempat tinggalnya bercampur ternyata bahwa Bufo fowleri akan lebih banyak mengadakan perkawinan dengan sesamanya dibanding dengan Bufo americanus. Hal ini disebabkan karena Bufo fowleri akan memilih tempat tinggalnya untuk kawin di air yang tenang, sedangkan Bufo americanus di kubangan-kubangan air hujan.

c.    Isolasi iklim musim

Pinus radiata dan Pinus muricata keduanya terclapat di beberapa tempat di California dan tergolong simpatrik. Kedua jenis Pinus tersebut dapat disilangkan tetapi perkawinan silang ini boleh dikatakan tidak pernah terjadi di alam. Hal ini disebabkan karena perbedaan masa berbunga Pinus radiata terjadi pada awal Februari sedang Pinus muricata pada bulan April. Berikut ini adalah contoh empat jenis katak yang tergolong pada genus Rana. Meskipun hidup di daerah yang sama tetapi tidak terjadi persilangan, karena perbedaan masa aktif perkawinan.

d.   Isolasi perilaku

Pada berbagai jenis ikan ternyata kelakuan meminang ikan betina oleh ikan jantan berbeda. Sebagai contoh diambil 2 perbandingan sebagai berikut :

Yang satu  : membuat sarang dengan 2 lubang untuk masuk dan keluar, sarang digantungkan pada tumbuhan air.

Yang lain   : pada sarang hanya ada satu lubang ialah tempat masuk saja, sarang dibuat pada dasar kolam.

e.     Isolasi mekanik

Yang dimaksud dengan isolasi mekanik adalah hal yang menyangkut  struktur  yang berkaitan dengan peristiwa perkawinan itu sendiri. Misal bila hewan jantan dari suatu spesies jauh lebih besar ukurannya daripada jenis betina. Atau jika alat kelamin yang jantan mempunyai bentuk yang sedemikian rupa sehingga tidak dapat cocok dengan alat kelamin yang betina. Pada beberapa makhluk bentuk alat kelamin itu sedemikian rupa hingga dalam hal ini berlaku apa yang disebut sistem "lock and key" (kunci dan gembok), tetapi pada kebanyakan makhluk tidaklah demikian. Pada hewan kaki sejuta yang termasuk genus Brochoria dijumpai bahwa bentuk alat kelamin pada yang jantan berbeda-beda hingga sering digunakan sebagai titik tolak untuk klasifikasi, tetapi pada yang betina bentuknya serupa. Isolasi mekanik semacam ini pada tumbuhan ternyata lebih berpengaruh dibanding dengan pada hewan, terutama yang berkaitan dengan hewan penyebar serbuk sari. Seperti disinggung di muka tentang adaptasi maka ada kekhususan bentuk bunga dalam hubungannya dengan hewan penyebar serbuk sari.

f.    Isolasi gamet

Sebagaimana diketahui peristiwa penyerbukan tidak tentu mengakibatkan peristiwa fertilisasi. Pada percobaan menggunakan Drosophila virilis dan Drosophila americana, dengan inseminasi buatan maka sperma dari jenis jantan tidak dapat mencapai sel telur karena tidak dapat bergerak sebagai akibai adanya cairan penghambat dalarn saluran reproduksi. Pada spesies Drosophila lain mekanismenya berbeda; pada waktu sperma masuk dalam saluran reproduksi, saluran tersebut membengkak hingga sperma-sperma tersebut mati. Peristiwa isolasi garnet juga dijumpai pada tanaman tembakau dalam hal ini meskipun serbuk sari sudah diletakkan pada stigma tetapi tidak terjadi fertilisasi karena inti dari serbuk sari tersebut tidak dapat mencapai inti telur dalam ovula.

g.   Isolasi perkembangan

Pada Rana pipiens terjadi peristiwa fertilisasi Yang berhasil tetapi embrionya tidak dapat tumbuh dan segera mati.

Pada dunia ikan peristiwa semacam ini banyak terjadi; seringkali telur dari suatu spesies dibuahi oleb sperma dari spesies lain, tetapi segera terjadi seperti halnya pada Rana pipiens di atas.

h.   Ketidakmampuan hidup suatu hibrida

Berturut-turut telah dibicarakan peristiwa perkawinan yang tidak dapat berlangsung karena adanya hambatan geografi, perubahan genetik, adanya perbedaan musim perkawinan, perbedaan kelakuan dan akhirnya karena hambatan mekanik. Kalau hambatan ini kita anggap sebagai hambatan pada langkah pertarna, maka hambatan selanjutnya terjadi pada langkah berikutnya. Jadi dalam hal ini perkawinan dapat terjadi, tetapi pembentukan gametnya terlambat. Berikumya adalah peristiwa yang langkah pertarna dan kedua tidak mendapat halangan suatu apa, tetapi kemudian hambatan terjadi pada langkah berikutnya. Perkawinan dapat berlangsung, pembentukan garnet dapat terjadi, tetapi embrio yang terjadi tidak dapat tumbuh dan berkembang. Pada langkah berikutnya adalah peristiwa di mana semua fase tersebut di atas dapat dilalui dengan selamat tetapi ternyata kemudian perkembangan dari hibrida adal lemah, cacat dan kebanyakan mati sebelurn dapat mengadakan reproduksi. Dari kejadian tersebut dapat disimpulkan bahwa tiada pertukaran gen antara kedua induk. Dalarn praktek dijumpai ini pada tanaman tembakau yang mati sebelum berbunga karena adanya tumor pada bagian vegetatifnya.

i.    Kemandulan hibrida

Hasil perkawinan antara kambing dan biri-biri, berupa keturunan yang steril (mandul). Peristiwa lebih lanjut lagi dapat terjadi, bahwa hibrida yang terbentuk dapat hidup dengan normal ternyata steril. Contoh lain kita jumpai pada perkawinan silangan kuda dan keledai. Keturunannya selalu steril karena sesungguh tidak terjadi pertukaran gen.

j.    Eliminasi hibrida karena seleksi

Hibrida fertil disertai keturunannya bila berada dalam suatu rah yang sama dan dapat hidup dengan normal dapat dianggap seb satu spesies. Tetapi bila hibrida dan keturunannya kurang  mengadakan adaptasi, maka dalarn waktu yang tidak lama semua akan musnah. Antara kedua induk dalam peristiwa ini memmang benar terjadi pertukaran gen tetapi tidak banyak. Pada umur perkawinan antara induk yang berasal dari satu spesies menghasilkan keturunan yang lebih banyak dibanding dengan keturunan dari hibridanya. Akibatnya untuk taraf berikutnya terjadi koreksi terhadap perkawinan yang keliru tersebut, perkawinan dengan spesies lain. Akibat dari koreksi tersebut terjadi seleksi hingga dengan demikian pada akhirnya keturunan dari hibrida tersebut mengalami eliminasi (punah). Dalam keadaan sesungguhnya mekanisme isolasi seperti tersebut beroperasi dua atau tiga sekali jarang dijumpai hanya satu mekanisme isolasi saja yang beroperasi.

Petunjuk Adanya Evolusi

Mengulang pernyataan Darwin tentang evolusi, evolusi mempunyai arti penurunan dari asal yang sama dengan modifikasi. Untuk menunjukan bukti-bukti bahwa evolusi itu ada, kita dapat melakukan pendekatan terhadap kenyataan ini melalui beberapa jalur, yaitu  : 

1.      Variasi makhluk hidup yang berasal dari satu keturunan

Di dunia ini tidak pernah dijumpai dua makhluk hidup yang identik sama. Bahkan anak kembar sekalipun pasti mempunyai suatu perbedaan.

Demikian juga dengan individu-individu yang termasuk dalam satu specieas. Misalnya perbedaan warna, ukuran, berat, kefaalan, kebiasaan dan lain sebagainya. Jadi antar individu dalam satu species terdapat variasi. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh berbagai faktor seperti suhu, tanah, makanan, dan lain-lain. Variasi-variasi satu species dalam perkembangan berikutnya akan menurunkan keturunan yang berbeda. Bila variasi di dalam species itu menghuni daerah yang berbeda, maka dalam perkembangannya akan menghasilkan varian yang berbeda. Proses seleksi terhadap berbagai jenis hewan dan tumbuh-tumbuhan selama bertahun-tahun akan menghasilkan varian yang makin jauh berbeda dengan moyangnya. Pemuliaan berbagai species liar secara berangsur-angsur akan menghasilkan species baru yang menguntungkan manusia. Jadi dapat disimpulkan bahwa adanya variasi merupakan petunjuk adanya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya species-species baru.  

2.      Fosil di berbagai lapisan bumi

Fosil dapat diartikan sebagai sisa-sisa binatang atau tumbuhan yang telah membatu. Fosil merupakan catatan sejarah yang sangat penting sebagai penunjuk adanya evolusi. Dari hasil penelitian fosil diketahui  bahwa pada masa lampau terdapat flora dan fauna yang sekarang tidak ditemukan lagi. Hal ini disebabkan oleh perbedaan iklim, air, keadaan tanah, suhu, dll.

Dengan membandingkan struktur tubuh hewan yang menjadi fosil dan hewan sekarang, dapat disimpulkan bahwa keadaan lingkungan di masa lampau berbeda dengan sekarang.

3.      Pola sebaran geografi makhluk hidup

Di samping kepulauan Galapagos, dalam ekspedisinya Darwin selama ± 5 tahun, juga singgah ke kepulauan Cape Verde,  selanjutnya Darwin membuat perbandingan kedua pulau tersebut. Keduanya mempunyai keadaan alam geografis dan iklim yang  sama, tetapi mengapa jenis biotanya berbeda  ?. Menurut Darwin, flora dan fauna di Cape Verde berasal dari pantai Afrika, sedang flora dan fauna di kepulauan Galapagos berasal dari daratan  Amerika Selatan. Setiap makhluk hidup mempunyai kecenderungan untuk menyebar ke tmpat lai. Penyebaran organisme dapat dibedakan menjadi  :

a)      Penyebaran aktif   : bila penyebarannya di dorong oelh faktor kemampuan dari dalam individu sendiri.

Misal :   burung pelikan dari Amerika pindah ke Bali (Indonesia) 

b)      Penyebaran pasif   :  bila penyebarannya disebabkan oleh adanya faktor-faktor luar.

Misal :  kelapa, enceng gondok yang menyebar karena terbawa arus air

4.      Homologi organ tubuh

Apabila kita mengaeemati berbagai struktur organ tubuh vertebrata maka kita dapat temukan suatu yang menarik, misalnya anggota tubuh depan dari manusia dipakai untuk memegang, sedang pada burung anggota tubuh depan adalah untuk terbang. Kedua alat tersebut asalnya sama, tetapi karena arah evolusi, kedua organisme itu menjadi berbeda dan akibatnya terjadilah perubahan adaptif yang berbeda pula sehingga fungsinya menjadi berbeda. Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama, dan selanjutnya berubah struktur sehingga fungsinya berbeda, disebut homolog.

5.      Embriologi perbandingan

Hewan multisel yang berkembangbiak secara seksual selalu mengalami tahap-tahap perkembangan, mulai dari zigot sampai fase-fase tertentu, berbagai jenis vertebrata menunjukan adanya persamaan, yaitu mulai dari zigot, morula, blastula, gastrula hingga fase tetentu dari perkembangan embrio.

Setelah fase embrio, fase perkembangan- nya mengalami perbedaan. Adanya persamaan perkembangan pada semua golongan hewan vertebrata tersebut menunjukan adanya kekerabatan. Perkembangan individu mulai dari sel telur dibuahi hingga individu tersebut mati, disebut ontogeni. Kalau kita bandingkan dengan filogeni, yaitu sejarah perkembangan organisme dari filum yang paling sederhana hingga yang paling sempurna, maka terdapat kesesuaian dimana ontogeni mrupakan filogeni yang dipersingkat. Dengan kata lain ontogeni merupakan ulangan atau rekapitulasi dari filogeni.

6.      Petunjuk alat tubuh yang tersisa

Pada manusia danbeberapa jenis hewan dapat dijumpai berbagai alat tubuh yang tidak berfungsi. Alat tubuh pada manusia yang tersisa antara lain umbai cacing (apendix), tulang ekor dan sebagainya. Pada burung kiwi yang merupakan burung yang tidak dapat terbang terdapat alat tubuh yang tersisa sebagai akibat penyusutan sayap.

Pendapat Teilhard de Chardin mengenai proses evolusi

Proses evolusi dibedakan menjadi 3 tahap, yaitu:

1.      Tahap Geosfer:

Tahap ini adalah tahap pra-hidup, tahap perubahan yang terutama
menyangkut perubahan tata surya.

2.      Tahap Biosfer:

Kalau ada tahap geosfer yang menjadi masalah adalah adanya
“loncatan” dari materi tak hidup menjadi “materi” hidup, maka pada
tahap biosfer yang dimasalahkan adalah “loncatan” munculnya
manusia.

3.       Tahap Nesosfer:

Menurut Teilhard, yang penting pada makhluk, hidup dalam hal ini
manusia adalah terjadinya evolusi mengenai kesadaran batinnya yang
semakin mantap.

Penetapan Umur Fosil

Penetapan umur fosil dapat dilakukan 2 cara:

o   Cara tidak langsung : yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan
bumi tempat fosil ditemukan.

o   Cara langsung : yaitu dengan mengukur umur fosil itu sendiri.

Beberapa contoh penetapan umur fosil :

1.      Berdasarkan peristiwa laju erosi

2.      Berdasarkan peristiwa laju sedimentasi

3.      Kandungan garam

4.      Penentuan umur dengan zat radioaktif

Evolusi adalah proses perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung sangat lambat dan dalam waktu yang sangat lama. Evolusi juga merupakan perkembangan makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama dari bentuk sederhana ke arah bentuk yang komplek

Alam mengadakan seleksi terhadap individu-individu yang hidup di dalamnya. Hanya individu-individu yang dapat menyesuaikan diri dengan alam lingkungannya yang akan terus hidup, sedangkan individu yang tidak dapat menyesuaikan dengan lingkungannya akan semakin berkurang, mati atau pindah tempat.

Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama, dan selanjutnya berubah struktur sehingga fungsinya berbeda, disebut homolog.

Organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang mempunyai fungsi sama tanpa memperhatikan asalnya, disebut analog.

Berbagai jenis vertebrata menunjukan adanya persamaan, yaitu mulai dari zigot, morula, blastula, gastrula hingga fase tetentu dari perkembangan embrio.

Mutasi gen pada suatu populsi menyebabkan terjadinya rekombinasi gen, dan hal ini bersifat menurun, yang selanjutnya dengan adanya rekombinasi gen yang baru,  suatu keturunan akan mengalami perubahan sifat yang berbeda dengan generasi sebelumnya sehingga timbul variasi

Frekuensi gen adalah perbandingan antara gen yang satu dengan gen lainnya di dalam suatu populasi.