A. Biosfer
dan Makhluk Hidup
- 3.
Faktor Penghambat Fisik Biosfer
Biosfer adalah zona tipis di bumi
dan di atas permukaan bumi yang tidak lebih dari 20 km tebalnya. Sampai saat
ini, bumi merupakan satu-satunya tempat di alam dunia yang diketahui terdapat
kehidupan dan tempat makhluk hidup melangsungkan segala aktivitas hidupnya.
Makhluk hidup itu selalu berinteraksi dengan lingkungannya, yang terdiri dari
lingkungan tak hidup (abiotik) dan lingkungan hidup (biotik).
Biosfer terdiri dari sebagian
lapisan atmosfer dan lapisan kulit bumi. Lapisan atmosfer adalah merupakan
lapisan udara di atas bumi membungkus bumi dengan gas-gas dan terdiri dari 3
lapisan utama:
- Ionosfer :
(berada lebih dari 80 km di atas muka bumi).
- Stratosfer : (berada pada
16 – 80 km di atas muka bumi).
- Troposfer : (berada
pada 0 – 16 km di atas muka bumi).
Troposfer adalah lapisan yang
dinamis, di mana terdapat uap air yang dapat membentuk awan dan hujan periodik.
Sampai saat ini, baru diketahui bahwa makhluk hidup hanya dapat beraktivitas di
lapisan troposfer ini.
Lapisan kulit bumi terdiri dari dua
bagian:
- Litosfer : merupakan bagian
yang padat dari lapisan kulit bumi
- Hidrosfer : merupakan bagian
yang cari dari lapisan kulit bumi
Seperti diketahui, makhluk hidup
tinggal dan beraktivitas di kedua lapisan kulit bumi tersebut. Jadi makhluk
hidup hanya dapat beraktivitas pada lapisan troposfer dari atmosfer, hidrosfer
dan litosfer. Oleh karena itu, ketiga lapisan tersebut disebut dengan lapisan
biosfer.
- Sel
Sebagai Unit Kehidupan
Sel merupakan unit kehidupan, baik
dari segi struktural, pertumbuhan, reproduksi, hereditas dan fungsional. Sel
sebagai unit struktural maksudnya adalah sel merupakan satuan terkecil penyusun
tubuh organisme. Organisme multiseluler, tubuhnya dibangun oleh banyak sel yang
diperoleh dari pembelahan mitosis berulang-ulang sebuah sel tunggal
(monoseluler) yang disebut zigot. Akibatnya organisme mengalami pertumbuhan.
Oleh karena itu dikatakan sel sebagai unit pertumbuhan. Zigot dihasilkan dari
peleburan sel
kelamin (sel benih) jantan dan
betina. Karena dari sel kelamin dapat dihasilkan individu baru, sel dikatakan
juga sebagai unit produksi. Masing-masing sel kelamin (sel kelamin jantan dan
sel kelamin betina) membawa materi genetik (genom) sebagai penentu sifat
(karakter) yang akan diwariskan kepada turunannya (individu baru). Sifat oleh
karena itu sel dikatakan juga sebagai unit hereditas. Di dalam masing-masing
sel penyusun tubuh makhluk hidup terselenggara semua aktivitas kehidupan, baik
pada organisme uniseluler, organisme yang selnya bergabung membentuk koloni dan
pada organisme uniseluler. Pada organisme uniseluler, seluruh aktivitas hidup
dilaksanakan oleh sel tersebut. Pada organisme yang berbentuk koloni belum
tampak diferensiasi fungsi yang jelas dari masing-masing sel penyusun
koloninya. Sedangkan organisme multiseluler terdapat diferensiasi fungsi untuk
menjalankan aktivitas kehidupan. Komposisi kimiawi sel yang spesifik, kemampuan
melaksanakan metabolisme, reproduksi, tumbuh menjadi besar, tanggap terhadap
rangsang dan berdaur hidup adalah hal-hal yang membedakan organisme dengan
benda mati.
Agar dapat melaksanakan seluruh
aktivitas hidup, sel harus memiliki bagian-bagian utama, yaitu membran plasma,
protoplasma (cairan sel atau sitoplasma dengan seluruh organel-organel sel yang
terdapat di dalamnya), dan nukleus yang mengandung materi genetik (genom).
- Reproduksi
Sel dan Makhluk Hidup
- Reproduksi Sel
Reproduksi sel dapat diartikan sel
memperbanyak diri, baik yang terjadi pada organisme tingkat sel (uniseluler)
maupun yang terjadi pada sel-sel penyusun tubuh organisme multiseluler.
Reproduksi sel dapat dibedakan atas:
amitosis dan meiosis. Amitosis adalah
pembelahan langsung tanpa melalui tahapan. Pada amitosis, mula-mula nukleus
membelah kemudian diikuti pembagian sitoplasma dari sel induk, dan dari satu
sel induk bisa terbentuk dua sel baru atau lebih. Mitosi adalah pembelahan sel melalui beberapa tahapan utama
yaitu: profase, metafase, anafase dan telofase. Mitosis ditujukan untuk
memperbanyak sel, biasanya terjadi pada proses pertumbuhan individu dan
perbaikan (pengganti) sel-sel tubuh yang rusak. Pembelahan mitosis akan
menghasilkan sel anak yang merupakan duplikat sel induknya, dimana jumlah dan
kandungan kromosom sel anak dipertahankan sama seperti jumlah dan kandungan
kromosom sel induknya, dan dari satu sel induk dihasilkan dua sel anak. Meiosis adalah pembelahan sel yang
bersifat reduksi dari sel yang diploid menjadi sel haploid (terjadi penurunan
jumlah kromosom sel anak menjadi setengah jumlah kromosom sel induknya), dan
dari satu sel induk menjadi empat sel anak. Meiosis terdiri dari dua tahap
pembelahan yaitu meiosis I dan meiosis II. Meiosis I terdiri dari profase I
yang terbagi lagi menjadi 5 fase yaitu leptonema, zygonema, pakhinema,
diplonema, dan diakinesis. Pada profase I ini terjadi peristiwa crossing over yang berakibat
keragaman genetik pada sel anak (gamet). Akibatnya variasi individu yang
dihasilkan dari peleburan gamet jantan dan gamet betina sangat banyak. Metafase
I, anafase I dan telofase I adalah mekanisme pemisahan kromosom yang homolog
dan menghasilkan 2 sel anak dengan kromatid diad. Miosis II terdiri dari
profase II, metafase II, anafase II dan telofase II dan merupakan mekanisme
pemisahan kromatid diad serta menghasilkan 4 sel anak dengan kromosom haploid.
Meiosis terjadi pada proses pembentukan sel kelamin pada sistem reproduksi bagi
individu yang bereproduksi secara seksual.
- b.
Reproduksi Makhluk Hidup
Bagi setiap makhluk hidup, ada
saatnya dimana kemampuan untuk melaksanakan metabolisme, pertumbuhan, dan daya
tanggapnya terhadap rangsang tidak memadai lagi untuk mempertahankan
organisasinya yang rumit terhadap kekuatan-kekuatan lain. Serangan pemangsa,
parasit, kelaparan, faktor lingkungan yang ekstrim, atau proses menua (aging) dapat mematikan makhluk hidup.
Oleh karena itu, sebelum makhluk hidup menghasilkan individu baru melalui
proses reproduksi.
Proses yang dilakukan oleh makhluk
hidup untuk menghasilkan individu baru (keturunan) dari jenisnya dinamakan
reproduksi (perkembangbiakan). Tujuan reproduksi adalah untuk mempertahankan
kelestarian suatu spesies (jenis) makhluk hidup.
Banyak cara reproduksi yang
dilakukan oleh organisme. Cara-cara reproduksi tersebut dikelompokkan
atas: 1) reproduksi aseksual (vegetatif), dan 2) reproduksi seksual
(generatif).
Reproduksi aseksual adalah jenis
reproduksi yang dilakukan oleh suatu organisme dengan melibatkan sel tubuh saja
tanpa melibatkan sel kelamin. Pada hewan, perkembangbiakan seperti ini umumnya
hanya dijumpai pada hewan rendah, misalnya paramaecium, amoeba, dan euglena
dengan membelah diri; hydra dan ubur-ubur dengan bertunas; bintang laut dan
planaria dengan fragmentasi. Pada tumbuhan reproduksi aseksual dilakukan oleh
tumbuhan rendah sampai tumbuhan tinggi; misalnya membentuk spora pada algae dan
lumut; tunas, umbi, rizoma pada tumbuhan tinggi.
Reproduksi seksual adalah
perkembangbiakan makhluk hidup yang melibatkan sel kelamin (gamet). Dengan
demikian, yang dimaksud reproduksi seksual bukan hanya perkembangbiakan melalui
perkawinan (peleburan sel kelamin jantan dan betina) saja, tetapi
partenogenesis pun termasuk di dalamnya. Partenogenesis adalah reproduksi
seksual dimana gamet betina (ovum) tumbuh menjadi embrio tanpa menyatu dengan
gamet jantan (sperma). Partenogenesis ini dijumpai pada lebah, semut, lalat
buah, dan lain-lain. Konyugasi pun dimasukkan ahli ke dalam jenis reproduksi
seksual.
Selain reproduksi yang berlangsung
secara alami, kita kenal pula ada reproduksi buatan, baik yang dilakukan secara
in vivo maupun in vitro. Reproduksi buatan biasanya dilakukan
oleh manusia untuk meningkatkan kesejahteraannya. Misalnya reproduksi buatan
yang dilakukan pada tumbuhan dan hewan ternak.
1)
Reproduksi Alami pada Hewan
Hewan dapat melakukan reproduksi
aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual pada hewan sedikit terjadi jika
dibandingkan dengan tumbuhan, dan hanya terbatas pada hewan tingkat rendah,
yaitu dengan cara pembelahan sel, pertunasan (“budding”), dan fragmentasi.
-
Pembelahan: Terjadi pada hewan bersel satu (Protozoa), misalnya amoeba, paramaecium,
dan euglena.
-
Pertunasan (budding):
Terjadi pada Hydra sp,
ubur-ubur, dan lain-lain. Keturunan baru berkembang dari tunas yang tumbuh pada
tubuh induk. Pada beberapa spesies, misalnya ubur-ubur dan Hydra sp, tunas akan lepas dan dapat
hidup bebas. Pada koral, tunas tetap terikat pada tubuh induk dan menyebabkan
terjadinya koloni.
-
Fragmentasi: Terjadi pada beberapa jenis cacing (misalnya planaria), bintang
laut, ular, dan lain-lain. Pada beberapa jenis cacing, setelah tubuh mencapai
ukuran normal (dewasa), secara spontan cacing tersebut terbagi-bagi menjadi
delapan atau sembilan bagian. Setiap bagian akan berkembang menjadi cacing
dewasa dan proses ini terulang kembali.
Reproduksi seksual merupakan cara
reproduksi pada hampir semua hewan mulai hewan tingkat rendah sampai hewan
tingkat tinggi. Reproduksi seksual melibatkan kelenjar kelamin (gonad) untuk
menghasilkan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum atau sel telur). Pada
umumnya reproduksi seksual terjadi melalui penyatuan sperma dan ovum saat
berlangsungnya pembuahan (fertilisasi), walaupun pada partenogenesis ovum dapat
berkembang menjadi individu baru tanpa fertilisasi. Sperma memiliki bentuk dan
ukuran yang jauh berbeda dengan ovum sehingga disebut heterogamet.
2)
Reproduksi Alami pada Tumbuhan
Sebagaimana yang terjadi pada hewan,
tumbuhan juga melakukan reproduksi aseksual dan seksual. Bedanya, pada
tumbuhan, semua tingkatan mulai dari tumbuhan tingkat rendah sampai tumbuhan
tingkat tinggi mampu melakukan reproduksi aseksual maupun seksual. Pada
tumbuhan, fertilisasi dan meiosis membagi kehidupan individu menjadi dua fase
atau generasi, yaitu generasi gametofit mulai dengan spora yang dihasilkan saat
meiosis. Spora ini haploid dan semua sel yang diturunkannya juga haploid.
Diantara sel-sel yang dihasilkan generasi sporofit mulai dengan zigot yang
diploid, semua sel yang berasal dari sini yang berkembang dengan cara
mitosis juga diploid. Akhirnya sel-sel tertentu akan menjalani meiosis sehingga
terbentuk spora-spora, pertanda dimulai kembali generasi gametofit.
3)
Reproduksi Buatan
Reproduksi buatan umumnya sengaja
dilakukan oleh manusia untuk menunjang kesejaheraanya. Reproduksi buatan ini
dapat dilakukan secara in vivo
maupun in vitro. Reproduksi
vegetatif buatan sangat banyak dilakukan manusia pada tumbuhan, misalnya
memperbanyak tanaman dengan stek, cangkok, menyambung, menempel, dan lain-lain.
Kesemua cara ini ditujukan agar tanaman berproduksi dalam waktu yang cepat dan
kualitas baik.
Pada hewan ternak, reproduksi buatan
in vivo dilakukan dengan
mempertemukan gamet jantan dan betina tetap dalam tubuh hewan betina, tetapi
dengan metode kawin suntik. Pada proses ini, sperma dari hewan jantan yang kita
inginkan ditransfer ke dalam saluran kelamin hewan betina yang sedang birahi
dengan sejenis alat yang mempunyai jarum suntik, sehingga disebut kawin suntik.
Pada reproduksi buatan in vitro (yang sangat dikenal dengan
bayi tabung pada manusia), reproduksi dilakukan dengan cara menyatukan gamet
jantan dan gamet betina di luar tubuh hewan yang bersangkutan, yang biasanya
digunakan cawan petri, karena itulah disebut in vitro yang secara harfiah artinya di dalam gelas (cawan).
Setelah terjadi pembuahan dalam cawan, embrio dibiarkan berkembang sampai
stadium blastula, kemudian ditransfer ke dalam rongga uterus (rahim) ibu. Di
dalam rahim itu embrio berkembang, berimplantasi, dan menjadi individu baru
seperti pada kehamilan biasa. Teknik seperti ini sering disebut bayi tabung.
1.
B. Asal Mula Kehidupan dan Evolusi Makhluk Hidup di
Bumi
1.
1. Hipotesis tentang Asal Mula Kehidupan
Pertanyaan mengenai bagaimana
kehidupan pertama dimulai di bumi masih menjadi pendebatan dari dahulu sampai
sekarang. Aristoteles 3,5 abad sebelum masehi mengemukakan teori abiogenesis yang menyatakan bahwa
makhluk hidup muncul secara spontan dari benda mati (generatio spontanea). Penemuan jasad renik oleh Anthonie Van
Leeuwenhoek abad ke 17 pada air rendaman jerami dianggap oleh pendukungnya
sebagai bukti pendukung teori abiogenesis. Teori ini ditentang oleh Francesco
Redi, Lazzaro Spallanzani dan Louis Pasteur dengan teori biogenesis, yang meyakini bahwa
makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang telah ada sebelumnya. Hasil
penelitian yang mereka lakukan mengungkapkan bahwa: setiap kehidupan berasal
dari telur (omme visum ex ovo),
setiap telur berasal dari kehidupan sebelumnya (omne ovum ex vivo), dan setiap kehidupan berasal dari kehidupan
sebelumnya (omne vivum ex vivo).
Skenario hipotesis, organisme
pertama merupakan produk suatu evolusi kimiawi yang terdiri dari
tahapan-tahapan berikut:
- Sintesis abiotistas hidup dan
akumulasi molekul organik kecil atau monomer seperti asam amino dan
nukleoida.
- Penyatuan monomer-monomer
menjadi polimer, termasuk protein dan asam nukleat (DNA dan RNA).
- Segregasi molekul-molekul
tersebut menjadi droplet (tulisan) yang disebut dengan protobion.
- Protobion asal mula hereditas
untuk menjalankan fungsi kehidupan.
Evolusi kimia ini didukung dengan
postulat dari Oparin dan J.B.S. Haldane, bahwa bumi primitif mendukung
terjadinya reaksi kimia untuk mensintesis senyawa organik yang berasal dari
prekursor organik yang terdapat pada atmosfer dan lautan purbakala. Atmosfer
pereduksi (penambah elektron) semacam itu meningkatkan penggabungan molekul
sederhana untuk membentuk moleku komplek.
Pada tahun 1953 Stanley Miller dan
Harold Urey menguji hipotesis Oparin-Haldane dengan percobaan di laboratorium.
Keadaan percobaan dibuat sesuai dengan keadaan bumi purbakala. Atmosfer dalam
model Miller-Urey terdiri dari H2O, H2, CH4
(metana) dan NH3 (amoniak), yang diyakini banyak terdapat di dunia
purbakala. Percobaan mereka menghasilkan berbagai jenis asam amino dan senyawa
organik lainnya.
Banyak laboratorium mengulangi
percobaan Miller-Urey dengan menggunakan berbagai jenis campuran sebagai
susunan atmosfer. Banyak pula saintis yang meragukan bahwa kondisi atmosfer
purbakala berperan penting dalam reaksi kimia purbakala.
Banyak diantara ahli biologi sekarang
membayangkan suatu “dunia RNA”, suatu periode awal dalam evolusi kehidupan
ketika molekul RNA berfungsi sebagai gen yang belum sempurna dan sebagai
katalis organik. Beberapa saintis telah menguji beberapa hipotesis mengenai RNA
yang bereplikasi sendiri. Polimer pendek ribonukleotida telah dihasilkan secara
abiotik dalam percobaan di dalam laboratorium.
Protobion tumbuh dan membelah
membagikan salinannya kepada keturunan, keturunannya akan beranekaragam karena
adanya mutasi dalam penyalinan RNA. Evolusi dalam pengertian Darwinian yang
sesungguhnya keberhasilan reproduktif yang berbeda pada individu yang berbeda,
agaknya mengumpulkan banyak perbaikan pada metabolisme primitif dan pewarisan.
Salah satu tren mengarah ke RNA sebagai materi hereditas. Pada mulanya, RNA
dapat menyediakan cetakan tempat perakitan nukleotida DNA. Akan tetapi DNA
merupakan tempat penyimpanan informasi genetik yang lebih stabil dari RNA, dan
begitu DNA muncul, molekul RNA menulis peranan barunya sebagai perantara dalam
translasi (perterjemahan) kodegenetik. “Dunia RNA” membuka jalan bagi “dunia
DNA”.
Perdebatan mengenai asal mula
kehidupan di bumi sangat banyak, dengan cara apapun bahan kimia prebiotik
berakumulasi membentuk polimer dan akhirnya bereproduksi di bumi, lompatan dari
satu kumpulan molekul menjadi sel-sel prokariotik yang paling sederhana
merupakan suatu peristiwa yang sangat besar dan perubahan pastilah telah
terjadi dalam banyak tahapan evolusi yang lebih kecil. Kita mengetahui melalui
bukti fosil bahwa prokariotik sudah mulai mengalami pertumbuhan sekitar 3,5
miliar tahun silam dan semua garis keturunan muncul dari prokariotik kuno
tersebut.
- 2.
Proses Evolusi Makhluk Hidup di Bumi
Beberapa episode utama dalam sejarah
kehidupan yang penentuan waktu kejadiannya berdasarkan pada bukti fosil dan
analisis molekuler menunjukkan perubahan makhluk hidup dari bentuk yang
sederhana ke bentuk yang lebih kompleks dan bervariasi terjadi karena DNA
mengalami perubahan kode genetik (mutasi). Kode genetik yang paling sesuaid keadaan
lingkungan akan mendapat peluang yang lebih baik untuk berkembang. Organisasi
yang dapat bertahan hidup di lingkungan tertentu disebut dengan adaptasi.
Makhluk hidup yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan hidupnya dapat
mengembangkan populasinya, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan punah
inilah yang disebut dengan seleksi alamiah (natural selection).
Kehidupan dimulai sangat dini dalam
sejarah bumi, dan organisme pertama merupakan nenek moyang dari keanekaragaman
biologis yang kita lihat saat ini. Organisme makroskopis dan multiseluler
terutama tumbuhan dan hewan serta manusia berasal dari organisme mikroskopis
dan uniseluler (bersel tunggal).
Dari sejarah kehidupan di bumi,
diperkirakan bumi dibentuk 4,5 milyar tahun silam. Kehidupan di bumi
diperkirakan bermula antara 3,5 – 4.0 miliar tahun silam. Setelah bumi cukup
dingin muncul kehidupan pertama sekitar 3,8 miliar tahun silam yang dibuktikan
dengan isotop karbon hasil aktivitas metabolis organisme dalam batuan yang
berumur 3,8 miliar tahun silam di Greenland (tanah hijau di kutup Utara), yang
diperkirakan oleh saintis adalah organisme prokariotik. Organisme prokariotik
berfilamen berumur 3,5 miliar tahun silam, fosilnya ditemukan di Afrika Selatan
dan Australia Barat. Kehidupan prokariotik purba ini ditemukan pada batuan yang
disebut stromatolit (bahasa
Yunani: stroma = tempat tidur,
dan lithos = batu). Stromatolit adalah kubah
bergaris-garis yang tersusun dari batuan sedimen. Fosil tersebut saat ini
merupakan fosil organisme hidup tertua yang diketahui. Namun demikian fosil
yang terdapat di Australia Barat tampak seperti organisme fotosintetik, yang mungkin
merupakan organisme penghasil oksigen. Jika demikian halnya, maka mungkin
kehidupan telah berkembang jauh sebelum organisme ini hidup, kemungkinan
sekitar 4,0 miliar tahun silam.
Sekitar 2,5 miliar tahun silam
produksi oksigen (O2) oleh prokariotik primitif dan menciptakan
atmosfer aerob yang memulai suatu tahapan untuk evolusi kehidupan aerob.
Sementara evolusi prokariotik terus berlanjut, beberapa organisme mampu
menggunakan oksigen untuk metabolisme makhluk organik atau (siano bakteri
fotosintetik). Sekitar 1,7 miliar tahun silam sel eukariotik telah berevolusi
dari komunitas prokariota. Organisme multiselule muncul sebelum hewan tertua
muncul di sekitar 500 juta tahun silam dan evolusi terus terjadi seiring dengan
pergeseran benua. Zaman keemasan reptil, tumbuhan berbunga dan mamalia ada pada
zaman mesozoikum dan awal senozoikum. Akhirnya, makhluk hidup dengan segala
kompleksitas struktur tubuh dan beranekaragam spesies seperti yang kita lihat
sekarang ini diduga terjadi akibat proses evolusi dalam waktu yang sangat
panjang. Manusia berada pada puncak evolusi makhluk hidup.
- C.
Keanekaragaman Makhluk Hidup
- 1.
Penyebab Keanekaragaman Makhluk Hidup
Tidak ada makhluk hidup di alam ini
yang persis sama satu dengan yang lain jika dilihat dari sifat atau karakter
yang tampak maupun dari sifat atau karakter yang tidak tampak. Masing-masing
individu dalam suatu jenis (spesies) memperlihatkan perbedaan bentuk tubuh,
warna, ukuran, kecerdasan, dan lain-lain. Bahkan individu-individu yang berasal
dari induk yang sama, juga menunjukkan perbedaan sifat. Apalagi jika
dibandingkan individu yang berbeda jenisnya. Semua ini menunjukkan adanya
keanekaragaman makhluk hidup. Pertanyaan yang muncul adalah: Mengapa terjadi
keanekaragaman makhluk hidup? Apakah makhluk hidup yang beranekaragam ini
berasal dari nenek moyang yang sama? Para ahli telah mencoba mencari jawaban
atas pertanyaan tersebut. Bahkan telah mencoba pula menyusun hipotesis tentang
bagaimana munculnya makhluk hidup yang beranekaragam tersebut.
Menurut para ahli, keanekaragaman
makhluk hidup seperti yang kita lihat sekarang ini terbentuk dari proses
evolusi. Ketika bumi baru saja terbentuk, yang terjadi adalah proses evolusi
yang lebih besar, yang kemudian memunculkan sel pertama (ancestor cell). Setelah dalam waktu
yang cukup lama dalam sejarah evolusi, dari sel pertama ini kemudian
memunculkan organisme multiseluler pada awal era Paleozoikum. Proses evolusi
makhluk hidup berlanjut seiring dengan perubahan iklim dan pergeseran benua.
Pada akhirnya sebagai hasil proses evolusi, bermunculanlah beranekaragam
makhluk hidup. Zaman keemasan Reptilia, Tumbuhan Berbunga, dan Mammalia terjadi
pada akhir era Mesozoikum (Mesozoic)
dan awal era Senozoikum (cenozoic).
Walaupun Charles Robert Darwin
mencetuskan evolusi sebagai suatu teori yang menyebabkan makhluk hidup berubah
dan menjadi beraneka ragam melalui proses seleksi alam dalam waktu yang sangat
lama, namun ia belum mengetahui tentang DNA dan mekanisme pewarisannya. Namun
demikian diketahui bahwa variasi yang ada pada individu bersifat genetis.
Kemudian diketahui bahwa sumber terjadinya variasi adalah mutasi, yaitu
perubahan susunan kimiawi DNA yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memakan
waktu lama. Mutasi memodifikasi DNA dan menyebabkan terjadinya spesies baru
(spesiasi). Jadi mekanisme evolusi adalah akumulasi perubahan secara bertahap
dalam kurun waktu lama, sampai suatu kelompok organisme cukup nyata berbeda
dari kelompok asalnya sehingga dapat disebut sebuah spesies baru. Hal tersebut
dapat terjadi bila ada penghalang fisik yang memisahkan suatu populasi induknya
(yang akan menghasilkan spesiasi alopatrik), atau gene pools mereka menjadi terpisah akibat adanya variasi
lingkungan (yang akan menghasilkan spesiasi parapatrik). Pola evolusi
dikenal dengan evolusi divergen (bila dua atau lebih spesies berevolusi dari
sebuah leluhur yang sama), dan evolusi konvergen (bila evolusi organisme yang
berasal dari leluhur yang berbeda, beradaptasi pada lingkungan hidup yang
sama).
Keanekaragaman makhluk hidup
menunjukkan totalitas variasi gen, jenis dan ekosistem yang dijumpai di suatu
daerah. Keanekaragaman makhluk hidup menyatakan terdapatnya berbagai macam
variasi bentuk, penampilan, jumlah, dan sifat-sifat lain yang terlihat pada
tingkat yang berdeda-beda. Keanekaragaman makhluk hidup meliputi berbagai macam
aspek seperti ciri-ciri morfologi, anatomi, fisiologi, dan tingkah laku makhluk
hidup yang selanjutnya akan menyusun suatu ekosistem tertentu. Keanekaragaman makhluk
hidup tidak hanya terjadi antar jenis tetapi juga di dalam satu jenis.
Keanekaragaman antar jenis misalnya antara bawang merah dengan bawang putih,
sedangkan keanekaragaman dalam satu jenis misalnya antara varietas padi, padi
Jawa, padi Cianjur dan lain-lain.
- 2.
Pengelompokan (Klasifikasi Makhluk Hidup)
Untuk mengetahui ciri-ciri
morfologi, anatomi, fisiologi, perilaku atau ciri-ciri lainnya dari makhluk
hidup, langkah pertama yang harus dilakukan adalah identifikasi yaitu
menentukan nama ilmiah dan kelompok makhluk hidup sesuai dengan Kode Tata Nama
Internasional. Identifikasi merupakan kegiatan utama klasifikasi, dengan
klasifikasi keanekaragaman hayati makhluk hidup dapat dipelajari dan dipahami
dengan lebih mudah dan utuh.
Klasifikasi makhluk hidup dapat
dilakukan melalui 3 cara yaitu sistem buatan (artifisial), sistem alamiah dan
sistem filogenetik. Sistem buatan yaitu pengelompokan makhluk hidup yang
didasarkan lebih banyak kepada ciri-ciri morfologi atau habitatnya, tetapi
penggunaan ciri-ciri alami masih terbatas sehingga kelompok-kelompok yang
dihasilkan juga terbatas. Contoh:
- Klasifikasi oleh Aristoteles
yang mengelompokkan tumbuhan berdasarkan habitat dan perawakannya menjadi
4 kelompok, yaitu; gulma atau liana, semak, perdu, dan pohon.
- Klasifikasi oleh Carolus
Linnaeus yang mengelompokkan tumbuhan menurut jumlah benang sari, yaitu:
monandrie (1 benang sari), diandrie (2 benang sari) dan seterusnya.
Sistem alam menghendaki terbentuknya
takso-takson yang alami, takson yang terbentuk mencakup anggota-anggota yang
sewajarnya dikehendaki alam. Dasar yang digunakan adalah banyak sedikitnya
persamaan sifat/ciri morfologi, selanjutnya sifat anatomi, fisiologi atau
sifat-sifat lainnya.
Sistem filogenetik (pertengahan abad
19), selain menunjukkan persamaan-persamaan ciri-ciri morfologi, anatomi atau
sifat-sifat lain (seperti pada sisem alam). Klasifikasi juga mencerminkan
perkembangan (dari sederhana ke yang lebih maju) serta jauh dekatnya hubungan
kekerabatan antar takson. Takson adalah tingkatan dalam klasifikasi makhluk
hidup. Urutan takson tertinggi sampai kepada takson terendah adalah: Kingdom,
Filum (untuk hewan) atau Divisio (untuk tumbuhan), Kelas, Ordo, Famili, Genus,
Spesies. Pada awalnya makhluk hidup hanya dikelompokkan ke dalam 2 kingdom
saja, yaitu Animalia (hewan) dan Plantae (tumbuhan). Tetapi sekarang, sejalan
dengan perkembangan ilmu pengetahuan dalam biologi, makhluk hidup dikelompokkan
menjadi 5 kingdom, Yaitu: Monera, Protista, Fungi, Plantae dan Animalia.
Kingdom monera terdiri dari organisme prokariotik, yaitu kelompok makhluk hidup
bersel satu (uniseluler) dan tidak memiliki inti yang nyata (nukleus).
Contohnya adalah bakteri dan alga biru. Kingdom Protista meliputi organisme
bersel tunggal yang inti (nukleus) sudah nyata. Contohnya adalah protofita
(mikroalga) dan protozoa. Kingdom fungi adalah kelompok makhluk hidup
eukariotik yang mirip dengan tumbuhan tetapi tidak mampu melakukan fotosintesis
(non-fotosintetik). Kelompok Fungi terdiri atas mikrofungi (fungi
uniseluler) dan makrofungi (fungi multiseluler). Contoh dari mikrofungi
adalah khamir atau ragi (yeast).
Kapang (mold) dan cendawan (mushroom) adalah contoh makrofungi.
Kadang-kadang Fungi bersimbiosis dengan Algae membentuk lutut kerak (lichens). Kingdom Plantae adalah
organisme eukariotik multiseluler yang mampu melakukan fotosintesis karena
memiliki zat hijau daun (klorofil). Ke dalam kelompok Plantae termasuk
makroalgae, lumut, paku, dan tumbuhan berbiji. Diduga kelompok Plantae
berevolusi dari algae hijau berfilamen yang menyerbu daratan sekitar 400 juta
tahun yang lalu. Kingdom Animalia merupakan kelompok hewan dengan ciri-ciri
tubuh bersel banyak dan eukariotik yang tidak mampu mengolah makanan sendiri dari
bahan anorganik. Oleh karena itu sangat tergantung kepada tumbuhan, sehingga
kelompok ini disebut heterotrof.
- D.
Persebaran Makhluk Hidup
Biogeografi adalah ilmu yang
mempelajari tentang persebaran organisme di muka bumi. Studi tentang penyebarn
spesies menunjukkan, spesies-spesies berasal dari suatu tempat, namun
selanjutnya menyebar ke berbagai daerah. Organisme tersebut kemudian mengadakan
diferensiasi menjadi subspesies baru dan spesies yang cocok terhadp daerah yang
ditempatinya. Persebaran organisme di bumi dipengaruhi oleh faktor: 1)
Lingkungan, 2) Sejarah geologi, dan 3) Penghambat Fisik.
- 1.
Faktor Lingkungan
Dua faktor lingkunganutama yang
berpengaruh terhadp persebaran makhluk hidup adalah faktor abiotik (daratan,
perairan, dan lintang geografis) dan biotik (tumbuhan, hewan dan jasad renik
(mikroorganisme).
- 2.
Faktor Sejarah Geologi
Kira-kira 200 juta tahun yang
lalu, yaitu pada periode jurasik awal, benua-benua utama bersatu dalam
superbenua (supercontinent)
yang disebut Pangaea. Hipotesis
ini disampaikan seorang ilmuwan Jerman. Alfred Weneger pada tahun 1915.
hipotesis ini disampaikan lewat bukunya yang berjudul Asal-usul Benua-benua dan Lautan.
Pada awal tahun 1960-an, bukti-bukti
mengenai pergerakan/pergeseran benua (continental
drift) berhasil ditemukan. Benua-benua yang tergabung dalam Pangea mulai
memisah secara bertahap. Terbukanya laut Atlantik Selatan dimulai kira-kira
125-130 juta tahun lalu, sehingga Afrika dan Amerika Selatan bersatu
secara langsung. Namun, Amerika Selatan juga telah bergerak perlahan ke Amerika
Barat dan keduanya dihubungkan tanah genting Panama. Ini terjadi kira-kira 3,6
juta tahun yang lalu. Saat “jembatan” Panama terbentuk secara sempurna,
beberapa hewan dan tumbuhan dari Amerika Selatan termasuk Oposum dan Armadillo bermigrasi ke Amerika Barat. Pada saat yang bersamaan
beberapa hewn dan tumbuhan dari Amerika Barat seperti oak, hewan rusa, dan
beruang bermigrasi ke Amerika Selatan. Jadi perubahan posisi baik dalam skala
besar maupun kecil berpengaruh besar dalam pola distribusi organisme, seperti
yang kita saksikan saat ini. Contoh lain adalah burung-burung yang tidak dapat
terbang, misalnya ostriks, rhea, emu, kasuari dan kiwi terlihat memiliki
divergensi percabangan sangat awal dalam perjalanan evolusi dari semua kelompok
burung lainnya. Akibatnya terjadilah subspesies tadi.
Australia adalah contoh yang sesuai
untuk mengetahui bagaimana gerakan benua-benua memengaruhi sifat dan distribusi
organisme. Sampai kira-kira 53 juta tahun lalu, Australia dihubungkan dengan
Antartika. Hewan khas Australi, yaitu mamalia berkantung (marsupialia), yang
ada pula meski sedikit di Amerika Selatan, secara nyata terlihat sudah bergerak
di antara kedua benua ini lewat Antartika.
Faktor penghambat fisik disebut juga
penghalang geografi atau barrier
(isolasi geografi) seperti daratan (land
barrier), perairan (water
barrier), dan penggentingan daratan (isthmus). Contohnya adalah: gunung yang tinggi, padang pasir,
sungai atau lautan membatasi penyebaran dan kompetisi dari suatu spesies.
Contoh kasusnya adalah terjadinya subspesies burung finch di kepulauan
Galapagos akibat isolasi geografis. Di kepulauan tersebut, Charles Darwin
menemukan 14 spesies burung finch yang diduga berasal dari satu jenis burung
finch dari Amerika Selatan. Perbedaan burung finch tersebut akibat keadaan
lingkungan yang berbeda. Perbedaannya terletak pada ukuran dan bentuk paruhnya.
Perbedaan ini ada hubungannya dengan jenis makanan.
- 4.
Persebaran Tumbuhan dan Hewan
Garis lintang bumi (lattude) menunjukkan terdapatnya 4
wilayah iklim di bumi, yaitu tropis, subtropis, dingin, dan kutub. Perbedaan
iklim tersebut, selain jenis tanahnya akan memberikan perbedaan jenis tumbuhan
yang hidup di sana karena faktor adaptasi dengan lingkungan. Dengan ketinggian
lahan dari permukaan laut sampai ke puncak gunung yang paling tinggi (altitude) juga menunjukkan perbedaan
iklim yang mirip, yang menyebabkan pada dataran rendah sampai ke dataran tinggi
didiami oleh tumbuhan yang berbeda-beda.
Pada persebaran hewan lebih
ditentukan oleh letak/wilayah geografis (zoogeografis). Di bumi, daerah
persebaran hewan (zoogeografi) dibedakan menjadi enam lokasi berdasarkan
persamaan fauna, yaitu: 1) Palearktik (palearctic)
yang meliputi Asia sebelah utara Himalaya, Eropa dan Afrika, dan Gurun Sahara
sebelah Utara, 2) Nearktik (nearctic)
yaitu Amerika Utara, 3) Neotropis (neotropical)
yaitu Amerika Selatan bagian tengah, 4) Oriental meliputi Asia dan Himalaya
bagian Selatan; 5) Etiopia (ethiopian)
yaitu Afrika, dan 6) Australia (australian)
meliputi Australia dan pulau-pulau sekitarnya.
DAFTAR
PUSTAKA
Depdiknas. 2004. Makalah Pelatihan
Dosen Mata Kuliah berkehidupan Bermasyarakat Ilmu Kealaman Dasar (IAD). Medan:
Pelatihan Nasional Dosen Mata Kuliah Ilmu kealaman Dasar (IAD) Tanggal 28 s.d
30 Juli 2004 di Medan.
Hendro Darmodjo dan Yeni Kaligis.
2004. Ilmu Alamiah Dasar. Ed.
Rev. Jakarta: Universitas Terbuka.
0 komentar
Posting Komentar
Pembaca Yang Cerdas Selalu Memberikan Jejak Komentar Tentang Artikel Komputer Ini, Bersaudara Lebih Indah Dari Pada Bermusuhan, Dengan Anda Memfollow & Like Di blog Ini Kita Semua Bersaudara & Jangan Lupa saling Membantu. Thank YOU...