Lks Evolusi [PDF]

Citation preview

EVOLUSI KOMPETENSI DASAR: Menganalisis tentang teori evolusi dan seleksi alam dengan pandangan baru mengenai pembentukan spesies baru di bumi berdasarkan studi literature.



TUJUAN : 1. Memahami Teori Evolusi dan Seleksi Alam. 2. Memahami pandangan baru mengenai pembentukan spesies baru. RANGKUMAN MATERI Evolusi adalah proses perubahan yang dialami oleh makhluk hidup secara perlahanlahan dalam waktu yang lama, dan terjadi dari generasi ke generasi sehingga terbentuk spesies baru. Evolusi di bedakan menjadi evolusi: 1. Progresif, evolusi yang memungkinkan untuk bertahan hidup/survive. 2. Regresif/Retrogresif, evolusi yang menuju pada kemungkinan menjadi punah. Tokoh yang dianggap pencetus ide tentang Evolusi adalah Charles Robert Darwin (Ilmuwan Inggris, 1809-1892). Tahun 1859, ia menerbitkan buku tentang asal mula spesies dengan judul: “On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Races in the struggle for life” (Asal usul spesies melalui Seleksi Alam, atau pelestarian ras-ras yang disukai pada perjuangan untuk hidup). Pokok-pokok pikiran pada teori Darwin: 1. Adanya kecenderungan makhluk hidup bertambah besar populasinya. 2. Kenyataan menunjukkan bahwa bertambahnya populasi tidak berjalan terus menerus. 3. Adanya variasi dalam satu keturunan. Hipotesa Darwin tentang Seleksi Alam: Lingkungan merupakan faktor utama yang menyeleksi, sehingga beberapa organisma akan mati dan yang lain akan hidup. Hal-hal yang melatarbelakangi Teori Evolusi Darwin. 1. Ekspedisi ke kepulauan Galapagos (1831), bulan Desember 1831, Charles darwin turut kapal HMS Beagle keliling dunia dengan tujuan utama membuat peta garis pantai Amerika Selatan. Sesampainya di kepulauan Galapagos, Darwin mempelajari terutama burung-burung Finch, kura-kura, dan jenis-jenis kadal. Di kepulauan tersebut, Darwin menemukan 13 spesies burung Finch (6 spesies Finch tanah, 6 spesies pohon, dan 1 spesies berkicau). Burung-burung itu mirip satu sama lain, yang berbeda adalah bentuk dan ukuran paruh, ternyata makanan burung-burung itu berbeda-beda. Darwin menduga bahwa burung-burung itu, yang berbeda bentuk dan ukuran paruh, serta berbeda makanannya berasal dari satu nenek moyang (satu spesies). Diduga bahwa nenek moyang burung Finch berasal dari Amerika Selatan, ketika sampai di Galapagos terisolasi dari tempat asalnya dan terjadi kompetisi untuk mendapatkan makanannya. Burung-burung yang adaptif terhadap makanan yang ada dapat bertahan hidup dan punya kesempatan berkembang biak (bentuk dan ukuran paruh merupakan hasil adaptasi).



2. Sir Charles Lyell (Ahli Geologi Inggris, 1797-1875), menulis buku “Principles of Geology “(1830), berisi teori uniformitarianisme menyatakan bahwa kekuatan yang menghasilkan perubahan pada permukaan bumi dimasa lampau sama dengan kekuatan yang berlaku dimuka bumi saat ini. Berdasrkan hipotesis tersebut tidak selamanya Page 1 of 20



lingkungan makhluk hidup itu tetap, selalu akan mengalami perubahan yang tidak dapat diabaikan dan merupakan mekanisma evolusi melalui seleksi alam. 3. Thomas R. Malthus (ahli ekonomi dan politik Inggris,1766-1834), menulis sebuah buku” An Essay On he Principles of Population”(1798) menyatakan bahwa polupasi manusia meningkat jauh lebih cepat daripada pertambahan makanan yang diperlukan untuk memberi makanan pada populasi itu, sehingga bisa menimbulkan bahaya kelaparan (Pertambahan jumlah manusia sesuai Deret Ukur, sedang pertambahan jumlah bahan makanan sesuai dengan Deret Hitung). Sepulang dari ekspedisi selama 5 tahun (1831-1836), Darwin mempelajari semua spesimen yang dikumpulkannya dan dicatat berdasarkan pengamatannya, akhirnya ia merumuskan apa yang sekarang kita kenal dengan Teori Evolusi. Seleksi alam Seleksi alam merupakan inti sari seluruh teori evolusi Darwin. Seleksi alam ini merupakan faktor yang mentukan yang mana dari anggota spesies yang akan hidup dan mana yang akan mati. Di Inggris terdapat sejenis kupu-kupu Biston betularia yang bervariasi, ada yang berwarna gelap dan ada yang berwarna terang, yang suka beristirahat hinggap di pohon-pohon yaang kebanyakan berwarna terang dan banyak ditumbuhi oleh lukut kerak. Burung yang mencari makan pada siang hari gemar makan kupu-kupu ini. 1. Jean Baptiste Lamark (Ahli zoologi Perancis, 1744-1829), ia mengamati perubahan dan adaptasi bagian-bagian tubuh tertentu hewan yang terus menerus digunakan. Bagian tubuh tertentu bertambah besar jika sering digunakan dan mengecil bahkan lenyap jika tidak digunakan. Tahun 1809 ia mengemukakan teorinya yang berisi: a. Organ yang digunakan akan tumbuh sempurna, sedang organ tubuh yang jarang digunakan akan menyusut (rudimenter). b. Perubahan yang terjadi pada salah satu organ makhluk hidup disebabkan oleh pengaruh lingkungan. c. Setiap perubahan yang dialami oleh makhluk hidup akan diteruskan pada keturunannya. Menurut Lamark nenek moyang jerapah mungkin memiliki leher yang pendek, leher tersebut sering dijulurkan untuk dapat mencapai daun yang letaknya tinggi, sehingga leher menjadi panjang dan keturunannya berleher panjang. Tetapi lamark tidak pernah melakukan eksperimen untuk membuktikan teorinya tersebut. 2. August Weisman (Ilmuwan Jerman, 1834-1914), melakukan pengujian terhadap teori Lamark, dengan memotong ekor tikus. Ia memotong ekor tikus dari generasi ke generasi sampai generasi ke 21, ternyata generasi ke 22 tikus tetap berekor. Kesimpulan Weisman: a. Perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak diwariskan ke generasi berikutnya. b. Evolusi merupakan masalah genetika. Menurut Weisman, evolusi menyangkut masalah bagaimana pewrisan gen-gen melalui sel-sel kelamin, atau dengan kata lain evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktorfaktor genetika. SPESIASI (Terbentuknya Spesies Baru) Spesies adalah individu-individu dalam satu populasi yang dapat mengadakan pertukaran gen (interhibridisasi) dan menghasilkan keturunan yang fertil. Perubahan bermula dari perubahan DNA/gen suatu individu, yang menyebabkan perubahan fenotip dari individu yang bersangkutan dan diturunkan pada generasi berikutnya. Bila perubahan-perubahan tersebut semakin banyak maka sangatlah mungkin generasi berikutnya memiliki sifat yang semakin berbeda dari moyangnya, sehingga bisa terbentuk spesies baru. Spesies baru dikatakn terbentuk jika individu tersebut tidak dapat melakukan pertukaran gen dengna tetuanya untuk menghasilkan keturunan yang fertil. Page 2 of 20



Faktor yang mendorong terbentuknya spesies baru adalah adanya isolasi rerproduksi. Barier geografi akan dapat memisahkan suatu populasi menjadi dua populasi. Dalam jangka waktu yang lama masing-masing dapat mengalami evolusi sendiri-sendiri, yang mungkin dengan arah yang berbeda. Dalam hal ini populasi yang mungkin akan mengalami perubahan dapat dibedakan: 1. Populasi Simpatrik: populasi berbeda yang menempati wilayah yang sama. 2. Populasi Allopatrik: populasi berkerabat dekat yang menempati wilayah berbeda. Perbedaan faktor luar/ekstrinsik makin lama makin banyak, sehingga menyebabkan terjadinya isolasi faktor-faktor dalam/intrinsik. Isolasi faktor-faktor intriksik akan menyebabkan terjadinya isolasi reproduksi walaupun 2 populasi tersebut dipertemukan. Tabel di bawah ini akan menunjukkan macam-macam isolasi reproduksi: No 1



2



3



Mekanisma Mencegah terjadinya perkawinan.



Macam isolasi 1. Ekogeografi. 2. Habitat. 3. Musim. 4. Perilaku. 5. Mekanik. Mencegah terjadinya 1. Gamet. 2. Perkembangan. hibrida. 3.Ketidak mampuan hidup suatu hibrida (bastar mati bujang). Mencegah kelangsungan 1.Kemandulan hibrida (bastar hidup hibrida mandul). 2.Eleminasi bastar yang bersifat selektif



Keterangan Bekerja pada induk (mencegah fertilisasi)



Bekerja pada hibrida (mencegah terbentuknya hibrida)



Penjelasan: 1. Isolasi Ekogeografi, adalah barier geografi yang memisahkan suatu populasi menjadi 2 populasi allopatrik, sehingga 2 populasi tersebut tidak dapat saling bertukar gen/interhibridisasi. Masing-masing mengalami perubahan genetik, mungkin dengan arah yang berbeda.Dalam waktu yang lama kedua populaasi tersebut tidak dapat melakukan perkawinan, sehingga merupakan spesies baru. Contoh: Platanus orientalis (tumbuh di daerah laut Tengah) dan Platanus occidentalis (tumbuh di amerika). Keduanya dapat disilangkan secara buatan dan menghasilkan keturunan yang fertil. 2. Isolasi Habitat, terjadi karena dua populasi simpatrik menempati habitat yag berbeda. Contoh: a. Bufo fowleri (habita di air tenang) dan Bufo americanus (habitat di kubangan air hujan). Sebenarnya keduanya dapat kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil. Tetapi kedua katak itu cenderung kawin dengan sesamanya. b. Sama seperti contoh a, capung Progompus obscurus (hidup di dekat sungai) dengan Progompus alachueusis (hidup di dekat danau). 3. Isolasi Musim, terjadi karena 2 spesies simpatrik masing-masing mempunyai masa kawin (masa pemasakan sel kelamin) yang berbeda. Contoh: a. Pinus radiata (berbunga pada bulan Februari) dan Pinus muricata (berbunga bulan April). b. Katak hijau (musim kawin bulan Juni) dengan katak Bufo (musim kawin bulan Juli). 4. Isolasi Perilaku, terjadi jika 2 spesies simpatrik mempunyai tingkah laku kawin yang berbeda. Contoh: Page 3 of 20



5. 6.



7.



8. 9.



a. Kepiting jantan jenis genus Uca, pada saat meminang mengangkat sapitnya tinggitinggi sambil mengelilingi lubang tempat betina berada (perilaku visual). b. Pada burung dan jangkrik, perilaku kawin ditandai dengan suara (perilaku auditif). Isolasi Mekanik, terjadi jika 2 spesies simpatrik masing-masing memeliki bentuk morfologi alat kelamin yang berbeda. Contoh: Kaki seribu genus Brachoria, ada 6 alat kelamin jantan. Isolasi Gametik, terjadi karena gamet jantan tidak mempunyai viabilitas dalam saluran reproduksi betina. Contoh: a. Drosophila virilis dan Drosophila americana, sperma tidak dapat mencapai sel telur karena adanya cairan penghambat yang disekresikan oleh saluran reproduksi betina. b. Sperma seekor itik jantan tidak dapat hidup pada saluran reproduksi ayam betina. c. Pada tanaman berbeda spesies, inti serbuk sari tidak dapat mencapai inti sel telur. Isolasi Perkembangan, terjadi karena embrio yang terbentuk hasil fertilisasi tidak dapat tumbuh dan segera mati. Contoh: a. Berbagai jenis ikan. b. Berbagai jenis katak. Isolasi Bastar Mati Bujang, terjadi karena hibrida yang terbentuk mati pada usia muda. Contoh: Pada tanaman tembakau, sering tumbuh tumor pada bagian vegetatifnya, sehingga tidak mampu berbunga dan mati. Sterilitas hibrida, terjadi karena hibrida yang dihasilkan bersifat steril. Contoh: a. Hibrid dari perkawinan kuda dengan keledai jantan disebut Bagal. b. Hibrid antara kuda dengan zebra disebut Zebroid. c. Hibrid antara entog dengan itik disebut Branti.



Selain faktor isolasi reproduksi, spesies baru bisa terbentuk karena adanya peristiwa poliploid, karena jumlah kromosomnya berbeda dengan induknya, sehingga kalau kawin dengan tetuanya tidak dapat menghasilkan keturunan yang fertil. Ini menunjukkan bahwa poliploid merupakan spsies baru. Kita mengenal individu autoploploid dan allopoliploid, keduanya merupakan spsies berbeda, dan tetua individu allopoliploid lebih memegang peranan dalam proses evolusi dibanding individu autopoliploid. PETUNJUK-PETUNJUK ADANYA EVOLUSI Kritikan dari berbagai pihak banyak dilontarkan terhadap teori Evolusi dari Charles Robert Darwin, menyebabkan penganut teori evolusi berusaha membuktikan kebenaran teori evolusi. Apa yang dihasilkan oleh pengikut teori evolusi untuk membuktikan kebenaran teori tersebut cenderung disebut sebagai Petunjuk Evolusi. Fakta yang merupakan petunjuk adanya evolusi antara lain: 1. Petunjuk Paleontologi, Leonardo da Vinci (Pelukis Italia, 1452-1519), mengemukakan bahwa fosil adalah bukti adanya kehidupan dimasa lampau. Studi yang memadai tentang fosil baru dilakukan oleh George Cuvier (Ahli anatomi perbandingan dan geologi Perancis, 1769-1832), ia membandingkan fosil-fosil dengan makhluk hidup yang ada sekarang. Ia menyimpulkan bahwa pada masa tertentu telah diciptakan makhluk hidup yang berbeda dari masa ke masa (pada masa berbeda diciptakan makhluk hidup berbeda pula). Setiap masa diakhiri dengan kehancuran (Paham Katastropisma/Kataklisma). Darwin menyatakan bahwa makhluk hidup yang terdapat pada lapisan bumi tua mengadakan perubahan bentuk adaptif dengan lapisan bumi yang lebih muda (evolusi). Fosil-fosil jarang di temukan secara utuh, karena: a. 2. Embriologi Perbandingan, embrio dari hewan-hewan multiseluler mulai dari bentuk zigot diawali dari bentuk-bentuk yang sama, zigot-morula-blastula-gastrula. Pertumbuhan selanjutnya berbeda satu dengan lainnya, sehingga bentuk dewasanya sangat berbeda. Persamaan ini sering digunakan sebagai bukti hubungan evolusi antar vertebrata. Embrio manusia yang berumur satu bulan mempunyai serangkaian pasangan lekuk bronkhial di daerah leher. Lekuk tersebut cocok di bagian dalamnya dengan serangkaian pasangan Page 4 of 20



kantung insang. Hubungan antara perkembangan embrio dengan evolusi dinyatakan oleh Ernest Haeckel (Jerman, 1834-1919), Ontogeni adalah filogeni yang dipersingkat, ia menyebutnya sebagi Teori Rekapitulasi/Biogenetik. Ontogeni adalah sejarah perkembangan individu mulai dari zigot sampai dewasa. Sedang Filogeni adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari tingkatan filum yang paling sederhana sampai tingkatan yang paling kompleks melalui proses evolusi. 3. Homologi Organ-organ Tubuh. Seandainya Jika organisma-organisma itu diciptakan secara terpisah, tentu akan berbeda/tidak ada persamaan. Tetapi fakta menunjukkan ada persamaan pada hal-hal tertentu. Misalnya: organ tubuh beberapa jenis vertebrata, mempunyai struktur asal sama, karena mengalami perkembangan sehingga struktur dan fungsinya menjadi berbeda yang disebut Homolog. Contoh: tangan manusia, sayap kelelawar, kaki depan kucing, kaki depan kuda, sayap burung. Organ-organ yang mempunyai kesamaan fungsi tetapi struktur dan asalnya berbeda disebut Analog. Contoh: sayap vertebrata dengan sayap insecta. 4. Petunjuk dari alat tubuh yang tersisa (Organ Vestigial). Fakta menunjukkan bahwa meskipun alat tersebut tidak lagi mempunyai fungsi nyata, tetapi tetap dijumpai secara nyata dan jumlahnya cukup banyak. Jika alat-alat itu diciptakan merupakan organ yang tidak efesien. Beberapa alat yang tersisa pada manusia, antara lain: a. Appendiks. b. Tulang ekor. c. Gigi taring yang runcing. d. Rambut di dada. e. Mammae pada laki-laki. f. Selaput mata pada sudut mata sebelah dalam. g. Alat-alat penggerak telinga. 5. Petunjuki Biokimia.Sebagian besar vertebrata mempunyai hormon-hormon yang sama/mirip. Misalnya: Prolaktin pada ikan, burung, dan mamalia, meskipun fungsinya pada masing-masing organisma berbeda. Hormon diwariskan dari moyang yangsam, tetapi dengan fungsi yang berubah sesuai dengan cara kehidupan setiap hewan. Tampaknya ada kesamaan pararel antara kesamaan biokimia dengan homolog anggota tubuh depan vertebrata. Contoh lain: persamaan biokimia adalah susunan asam amino pada rantai beta hemoglobin pada mamalia. Mutasi asam amino pada hemoglobin mamalia menunjukkan persamaan yang dekat, terutama pada spesies-spesies yang diduga berkerabat dekat (makin dekat kekerabatannya makin banyak persamaannya). Presipitin adalah antibodi yang dapat menggumpalkan antigen, jik kelinci disuntik serum dari manusia, maka kelinci akan membuat antibodi. Bila serum darah kelinci yang mengandung antibodi antihuman ini dicampur dengan serum manusia dlam tabung breaksi, terbentuklah kompleks antigen-antibodi yang tidak larut dan terdapat sebagai endapan. Antibodi-antihuman ini akan bereaksi dengan serum darah mamalia lainnya. Makin sedikit endapan, maka kekerabatannya dengan manusia semakin jauh, mengapa? Keseragaman yang mencolok dari susunan biokimia yang mendasari keanekaragaman yang luar biasa makhluk hidup sulit untuk dijelaskan kecuali dengan teori Evolusi. MEKANISMA EVOLUSI Evolusi terjadi karena adanya variasi genetik dan seleksi alam. Darwin menyatakan bahwa keturunan dari perkawinan bervariasi. Keturunan yang sesuai dengan lingkungan akan mempunyai viabilitas dan fertilitas yag tinggi. Variasi dalam satu keturunan terjadi karena: 1. Adanya mutasi gen. 2. Adanya rekombinasi gen-gen dalam satu keturunan. Mutasi gen dapat terjadi secara alami atau buatan. Mutasi secara alami bersifat: 1. Sangat jarang terjadi. 2. Umumnya tidak menguntungkan. Mutasi yang menguntungkan sedikit sekali dan sangat jarang terjadi, sehingga peluang memperoleh hasil mutasi yang baik dan menguntungkan sangat kecil, tetapi mutasi tetap merupakan dasar mekanisma evolusi, hal ini disebabkan: 1. Setiap gamet mengandung beribu-ribu gen. 2. Setiap individu mampu menghasilkan beribu-ribu gamet dalam satu generasi. Page 5 of 20



3. Jumlah generasi yang dihasilkan oleh suatu spesies selama spesies itu ada banyak sekali. Lalu berpa banyak gen yang bermutasi dan menguntungkan sehingga bisa menjadi daasar mekanisma evolusi? Untuk menghitungnya kita perlu memahami pengerian angka laju mutasi. Angka laju mutasi adalah angka yang menunjukkan frekuensi gen-gen yang bermutasi diantara seluruh gamet yang dihasilkan oleh suatu individu dari suatu populasi. Jika angka laju mutasi = 1 : 100.000, berarti dalam setiap 100.000 gamet terdapat satu gen yang bermutasi. Marilah kita ambil contoh soal berikut ini, jika: a. Angka laju mutasi = 1 : 100.000. b. Julah gen dalam satu individu yang bermutasi = 1.000. c. Perbandingan antara mutasi yang merugikan-menguntungkan= 1 : 1000. d. Jumlah populasi spesies = 200.000.000. e. Jumlah generasi selama spesies itu ada = 5.000. Maka mutasi yang menguntungkan selama spesies itu ada adalah: 1. Pada satu individu =



1 100.000 × 1.000 ×



2. Pada generasi



1 100.000



=



1 1.000



=



1 100.000



× 200.000.000 = 2.000



3. Selama spesies itu ada = 2.000 × 5.000



= 10.000.000



Jadi jumlah mutasi yang menguntungkan pada suatu populasi selama spesies itu ada cukup besar kemungkinan terbentuknya spesies baru yang adaptif. Sifat-sifat mutasi yang menguntungkan antara lain: 1. Menghasilkan spesies baru yang adaptif. 2. Spesies baru yang terbentuk memiliki viabilitas dan fertilitas yang tinggi. Sifat-sifat mutasi yang merugikan antara lain: 1. Terbentuknya gen letal yang menyebabkan kematian. 2. Spesies baru yang terbentuk memilki viabilitas dan fertilitas yang rendah. 3. Spesies baru yang terbentuk kurang adaptif/tidak adaptif terhadap lingkungan. Evolusi organik(perubahan senyawa-senyawa organik, termasuk perubahan materigenetik) sebagai penyebab perubahan frekuensi gen dalam populasi merupakan dasar evolusi menurut Neo-Darwiniswme. Studi evolusi modern tidak memusatkan perhatiannya pada genotip individu, melainkan pada jumlah total gen yang ada pada suatu populasi. FREKUENSI GEN DI DALAM POPULASI Frekuensi gen adalah perbandingan gen/genotip yang satu dengan gen/genotip yang lain dalam satu populasi. Bagaimanakah frekuensi gen itu selama beberapa generasi pada suatu populasi? Menurut Mendel, setiap dikendalikan oleh 1 pasang gen. Satu bersifat dominan dan satunya bersifat resesif. Pada mulanya perbandingan gen dominan dan resesif adalah 1 : 1. Misalkan dalam suatu populasi tanaman berbiji bulat (BB) dan tanaman berbiji kisut (bb) yang memiliki daya viabilitas dan fertilitas yang sama dikawinkan, maka akan didapatkan hasil sebagai berikut: P1



BB



G



B



×



bb b Page 6 of 20



F1



 B = 50 %, b = 50 %



Bb



P2



Bb



×



Bb



F2



BB, 2 Bb, bb BB =



1 4



1 B= √4



B=



1 2



 B = 50 %



bb =



1 4



1 b=√ 4



b =



1 2



 b = 50 %



Jadi frekuensi gen dari P1 sampai F2 selalu konstan  B = 50 %, b = 50 %. HUKUM HARDY – WEINBERG Landasan studi genetika populasi yang berkaitan dengan frekuensi gen dalam suatu populasi yang besar adalah hukum Hardy – Weinberg. Hukum tersebut dikemukakan pada tahun 1908 oleh Godfrey Harold Hardy (ahli matematika Inggris) dan Wilhelm Weinberg (seorang dokter Jerman) secara terpisah. Hukum tersebut menyatakan bahwa dalam keadaan yang ideal maka frekuensi gen/genotip dari generasi ke generasi selalu konstan. Yang dimaksud dengan keadaan ideal adalah suatu keadaan dimana: 1. Jumlah individu-individu dalam populasi besar. 2. Individu-individu dalam populasi tersebut memiliki viabilitas dan fertilitas yang sama. 3. Perkawinan antara individu berlangsung secara acak. 4. Tidak terjadi mutasi, jika terjadi mutasi maka mutasi gen dominan dan resesif seimbang. 5. Tidak ada seleksi alam. 6. Tidak ada migrasi. Dari pernyataan tersebut, apabila gen dominan (A) disimbolkan dengan p dan alelanya yang resesif disimbolkan a dengan q, maka dari hasil perkawinan antara Aa dengan Aa akan diperoleh individu-individu sebagai berikut: 1. Individu homozigot dominan AA = p2. 2. Individu heterozigot 2 Aa = 2 pq. 3. Individu homozigot resesif aa = q2 Karena individu-individu tersebut dalam satu populasi maka secara matematis diperoleh persamaan: p2 + 2 pq + q2 = 1 P2 + 2 pq + q2 = 100 % (p + q)(p + q) = 1 (p + q)2 p + q



= 12 = 1



PERUBAHAN FREKUENSI GEN DALAM POPULASI Hukum Hardy – Weinberg hanya berlaku jika tidak terjadi perubahan frekuensi gen dalam populasi. Sebenarnya perubahan itu jarang terjadi, tapi harus terjadi karena organisma terus menerus mengalami evolusi demi mempertahankan keberadaan spesiesnya di alam. Faktorfaktor yang menyebebkan terjadinya perubahan frekuensi gen adalah: 1. Mutasi. Page 7 of 20



2. 3. 4. 5.



Seleksi alam. Migrasi. Genetik drift. Rekombinasi dan seleksi.



1. Mutasi adalah salah satu unsur utama dalam evolusi, karena mutasi muncul variabilitas genetik. Kebanyakan mutasi tidak menguntungkan. Mutasi yang merugikan cenderung dihilangkan dari suatu populasi atau ditekan pada frekuensi rendah oleh seleksi alam. Sekali-sekali jika terjadi mutasi yang menguntungkan, daya-daya seleksi bertindak untuk meningkatkan frekuensinya dalam populasi dengan mengorbankan alela-alela yang kurang baik. Jadi mutasi dapat dipandang sebagai bahan baku evolusi, dan seleksi alam sebagai daya penggerak dan mempengaruhi arah evolusi. Kebanyakan gen mempunyai laju mutasi 10-5 sampai 10-6 atau satu mutasi dalam 100.000 sampai satu mutasi dalam 1.000.000. Jika mutasi terus ke arah A  a, maka frekuensi alela a terus meningkat pada populasi tersebut, sebaliknya alela A terus menurun. Kadang bisa juga arah mutasi dari a  A, ini dapat menurunkan alela a dalam populasi dan meningkatkan alela A. 2. Seleksi alam, jika gen A membuat organismanya lebih efesien bereproduksi daripada alelanya a, maka secara berangsur-sngsur dari generasi ke generasi alela A semakin banyak, dan dengan sendirinya sebagai imbangannya alela a menurun. Seleksi alam seiring dengan terjadinya mutasi. 3. Migrasi, dapat menyebabkan terjadinya perubahan frekuensi gen. Misalnya disuatu pulau tertentu pada suatu populasi manusia terdapat frekuensi gen albino (a) sebesar 1 %. Kemudian sebagian besar orang kulit putih dan keluarganya bermigrasi meninggalkan pulau itu. Maka jelas frekuensi gen akan berubah, lebih-lebih untuk masa yang akan datang. Migrasi baik emigrasi maupun imigrasi dapat menyebabkan perubahan frekuensi gen. 4. Genetik Drift, fluktuasi(naik turun) frekuensi gen yang acak (random) disebut genetic drift. Pengaruhnya dapat diabaikan pada populasi yang besar, tetapi berpengaruh pada populasi yang kecil. Dari generasi ke generasi pada populasi yang kecil, homozigot AA atau aa makin banyak. Sedang heterozigot Aa makin sedikit, hal ini karena pada populasi yang sedikit, perkawinan sekerabat dekat banyak terjadi. Sedang perkawinan demikian dari generasi ke generasi makin meningkatkan jumlah genotip yang homozigot dan menurunkan yang heterozigot. 5. Rekombinasi dan seleksi, salah satu syarat berlakunya hukum Hardy – Weinberg adalah perkawinan acak antar anggota populasi. Jika hal ini tidak terpenuhi maka pasti terjadi perubahan frekuensi gen dalam populasi tersebut. Rekombinasi gen adalah kombinasi baru gen-gen dari suatu individu yang terjadi melalui perkawinan mempunyai arti penting dalam evolusi. Seleksi adalah usaha manusia untuk memilih jenis hewan/tumbuhan sesuai dengan keinginannya.Umumnya yang diseleksi/dipilih adalah jenis yang bersifat unggul, yang kemudian disilangkan untuk memperoleh varietas/rekombinanyang baru yang benar-benar unggul. Perkawinan dari anggota populasi yang diatur oleh manusia semacam itu, tentu saja akan menyebabkan terjadinya perubahan frekuensi gen, karena hanya varietas yang disukai saja yang mempunyai kesempatan untuk reproduksi. Kegiatan 1. Diskusikan dengan teman-temanmu, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!



Page 8 of 20



1. Di Inggris terdapat sejenis kupu- kupu yang Biston betularia. Kupu-kupu ini bervariasi. Ada yang berwama gelap dan ada yang berwama terang. Kupu-kupu tersebut suka beristirahat hinggap di pohon –pohon yang kebanyakan berwama terang dan banyak ditumbuhi oleh lumut kerak. Burung yang mencari makan pada siang hari gemar makan kupu-kupu ini. a. Macam kupu-kupu manakah yang banyak dimangsa burung? Apa sebabnya? _____________________________________________________________________ b. Andaikata kupu-kupu tersebut dihitung, menurut pendapatmu kupu-kupu yang manakah yang jumlahnya lebih banyak? Mengapa? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ c. Apakah semua kupu-kupu yang berwarna gelap akan lenyap? Jelaskan jawabmu! _____________________________________________________________________ 2. Pada tahun-tahun berikutnya di Inggris berkembang revolusi industri. Pabrik -pabri kyang didirikan semakin banyak. Hal ini menyebabkan udara makin banyak mengandung asap dan kotoran pabrik. Akibatnya pohon-pohon yang semula berwama cerah menjadi gelap, karena tertutup oleh kotoran yang berasal dari cerobong-cerobong pabrik. a. Bagaimana dampak perubahan lingkungan tersebut terhadap populasi kupu-kupu Biston betularia Jelaskan? b. Untuk beradaptasi dengan lingkungan yang penuh jelaga, apakah seekor kupu-kupu yang berwarna terang dapat berubah menjadi gelap? Jelaskan! _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. Mengapa adanya variasi dalam suatu populasi bermanfaat? Apakah tidak lebih baik bila semua individu berciri sama denga individu yang adaptif? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Seleksi alam adalah intisari dari seluruh teori evolusinya Darwin. Apakah kesimpulanmu tentang seleksi alam? Page 9 of 20



________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 2. Perkembangan Teori Evolusi. Pertanyaan: 1. Sebut dan jelaskan pokok-pokok pikiran yang mendasari teori evolusinya Darwin! a. _____________________________________________________________________ b. _____________________________________________________________________ c. _____________________________________________________________________ 2. Apa sebabnya ekspedisi ke kepulauan Galapagos sangat mempengaruhi pemunculan teori evolusinya Darwin? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. Jelaskan mengapa pendapatnya Lyell berpengaruh pada teorin seleksi alamnya Darwin? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Selain kedua hal tesebut di atas (no 2 dn 3), faktor apalagi yang berpengaruh pada perkembangan teori evolusi Darwin? Sebut dan jelaskan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 3. Perbedaan Teori Evolusi Lamarck dan Darwin. Perhatikan gambar di bawah ini, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!



A- 1



B -1



A- 2



B-2



A- 3



B-3



` 1.



Apakah ada perbedaan panjang leher jerapah pada gambar A - 1? ________________________________________________________________________ Page 10 of 20



2. 3. 4. 5. 6. 7.



Apakah ada perbedaan panjang leher jerapah pada gambar B - 1? ________________________________________________________________________ Bagaimanakah leher nenek moyang jerapah pada gambar A – 3 ? ________________________________________________________________________ Bagaimanakah leher nenek moyang jerapah pada gambar B – 3 ? ________________________________________________________________________ Pada gambar A leher jerapah menjadi panjang karena apa? ________________________________________________________________________ Pada gambar B leher jerapah menjadi panjang karena apa? ________________________________________________________________________ Berdasarkan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan di atas, jelaskan teori Evolusi menurut: a. Lamark : ________________________________________________________ ________________________________________________________________________ b. Darwin : ________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 8.



Apakah kesimpulanmu tentang perbedaan teori evolusi menurut Darwin dan Lamarck? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



9.



Tokoh lain yang menentang pendapat Lamark adalah Weismann, seorang ahli Biologi Jerman. Eksperimen apa yang dilakukan dan apa kiesimpulannya? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



________________________________________________________________________ 10. Penggunaan pestisida untuk memberantas hama tanaman kadang-kadang dapat menyebabkan hama tanaman menjadi resisten terhadap pestisida tersebut. Menurut pendapatmu apa yang menyebabkan hal tersebut? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 4. Spesiasi. Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. – Apa yang disebut dengan populasi allopatrik? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ - Apa yang menyebabkan terbentuknya populasi tersebut? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ -



Sebutkan contoh-contoh populasi allopatrik!



________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. a. Apa yang disebut dengan populasi simpatrik , sebutkan contohnya! Page 11 of 20



________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ b.Apa sebabnya populasi-populasi simpatrik tidak dapat melakukan interhibridisasi antar jenis dlam wilayah tersebut? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Adanya isolasi reproduksi mendorong terbentuknya spesies-spesies baru. Kapan spesies baru dikatakan sudah terbentuk? Berilah contohnya! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Tanaman Platanus occidentalis dan Platanus orientalis dapat diserbukkan secara buatan karena penyerbukan secara alami tidak dapat terjadi, karena maasing-masing hidup dilingkungannya sendiri-sendiri, peristiwaanya disebut ___________________________ 5. Bufo fowleri dan Bufo americanus, keduanya dapat kawin dan menghasilkan keturunan fertil, tetapi Bufo fowleri lebih senang kawin dengan sesamanya di air tenang, dari pada dengan Bufo americanus. Hal ini disebut ______________________________________ 6. Persilangan antara Pinus radiata dengan Pinus muricata tidak pernah terjadi secara alami karena perbedaan mas berbunga, merupakan contoh dari __________________________ 7. Isolasi perilaku dapat ditunjukkan dengan perilaku saat kawin, misalnya pada: a. Burung dan jangkrik memberikan tanda saat kawin menggunakan suara, perilaku ini dikatakan bersifat ______________________________________________________ b. Kepiting pada saat kawin mempertunjukkan capitnya tinggi-tinggi, perilaku ini dikatakan bersifat ______________________________________________________ 8. Peristiwa yang menyebabkan terhambatnya pembuahan pada Drosophila virilis dan Drosophila americana karena adanya cairan penghambat dalam saluran reproduksi, disebut _________________________________________________________________ 9. Suatu pembuahan dapat terjadi tetapi embrionya segera mati disebut ________________ ________________________________________________________________________ 10. Sebutkan isolasi reproduksi yang merupakan mekanisma untuk mencegah terjadinya perkawinan dan berilah contohnya! ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 11. Sebutkan isolasi reproduksi yang merupakan mekanisma untuk mencegah terjadinya hibrida dan berilah contohnya! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 12. Apa sebabnya peristiwa poliploid dapat menyebabkan terbentuknya spesies baru? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Page 12 of 20



13. Apa perbedaan antara autopoliploid dengan allopoliploid? - Autopoliploid _________________________________________________________ _____________________________________________________________________ - Allopoliploid _________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Kegiatan 5.



1.



Fosil sebagai petunjuk Evolusi.



Lengkapilah tabel perubahan yang terjadi pada kuda mulai dari Eohippus hingga Eqqus!



No 1



Jenis kuda



2



Ukuran tubuh



3



Kaki depan dan



4



kaki belakang Gigi geraham



5



Kepala



6



Leher



Zaman



Zaman



Zaman



Zaman



Zaman



Eocene



Oligocene



Miocene



Pliocene



Plistocene



2. - Apa sebabnya fosil kuda dianggap sebagai contoh yang baik untuk menunjukkan adanya evolusi? - Siapakah yang menemukan fosil kuda tersebut? 3. Jelaskan pendapat dari dan para ilmuwan tentang fosil yang ditemukan diberbagai lapisan kulit bumi. a. Leonardo da Vinci _____________________________________________________ ____________________________________________________________________ b. George Cuvier ________________________________________________________ ____________________________________________________________________ c. Charles Darwin _______________________________________________________ ____________________________________________________________________



Page 13 of 20



4. Fosil yang ditemukan umumnya dalam kondisi tidak lengkap. Sebutkan faktor-faktor yang menyebabkan kondisi tersebut! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



Kegiatan 6.



Homologi Organ Tubuh Vertebrata



Jawablah pertanyaan di bawah ini!



1. Apakah persamaan yang dapat kau amati pada anggota depan hewan yang terdapat pada gambar tersebut? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. Perbedaan apa saja yang dapat kamu amati dari anggota depan berbagai hewan vertebrata tersebut? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Menurut pendapatmu apakah semua anggota depan hewan vertebrata yang tercantum pada ganbar tersebut berasal dari bentuk asal yang sama? Apa alasanmu? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Gambar tersebut menunjukkan suatu contoh homologi. Apa yang dimaksud dengan homologi? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. Sebutkan contoh homologi lain! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan analogi? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 7. Sebutkan contoh-contoh analogi! Page 14 of 20



________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 7.



Embriologi perbandingan.



1. Sebutkan fase-fase perkembangan zigot setelah terjadi pembelahan! ________________________________________________________________________ 2. Pada gambar III perekmbangan embrio vertebrata, tingkat pemebentukan bagian tubuh apa saja yang mempunyai persamaan pada kelima kelas vertebrata tersebut? ________________________________________________________________________ 3. Pada gambar IV tingkat pembentukan tubuh yang mana yang ada persamaannya? ________________________________________________________________________ 4. Perbedaan apakah yang terjadi pada gambar V, walaupun awal pembentukan ada persamaannya? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. Berdasarkan perbandingan-perbandingan diatas, adakah hubungan antara fase-fase perkembangan embrio dengan kekerabatan hewan-hewan tersebut? Jelaskan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 6. Penelitian embriology menghasilkan kesimpulan bahwa ontogeni suatu organisma merupakan ulangan dari filogeninya. Apa arti pernyataan tersebut? Jelaskan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 7. Perhatikan tabel berikut ini! Jumlah perbedaan asam amino antara



Reaksi antara antibody anti human



rantai β hemoglobine manusia dengan



(berasal dari kelinci) dan serum dari



yang terdapat pada macam-macam spesies Rantai β manusia 0 Gorilla 1 Gibon 2 Monyet rhesus 8 Kuda, sapi 25



berbagai mamalia Manusia Sipanse Gorilla Gibon Babon



100% 97% 92% 79% 75% Page 15 of 20



Ayam Kodok



45 67



Lemur Babi



35% 8%



Adakah petunjuk evolusi yang anda dapatkan dari tabel tersebut? Jelaskan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 8.



Mutasi penyebab Evolusi



Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Evolusi terjadi karena adanya mutasi dari seleksi alam. Sebutkan peran masing-masing dalam proses evolusi! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. Berdasarkan faktor penyebabnya, mutasi dibedakan menjadi mutasi alami dan mutasi buatan. Bagaimana sifat dari mutasi alami? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Sebutkan ciri-ciri mutasi yang menguntungkan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Sebutkan ciri-ciri mutasi yang merugikan! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. Mutasi alam yang menguntungkan sedikit sekali, tetapi mutasi merupakan dasar utama dari mekanisma evolusi. Apa sebabnya? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 6. Jika diketahui laju mutasi per gen = 1 : 100.000. Jumlah gen yang bermutasi = 250. Jumlah populasi = 400. Dan jumlah generasi selama spesies itu ada = 2.000. Sedangkan perbandingan mutasi yang menguntungkan dan mutasi yang merugikan = 1 : 1.000. Berapakah kemungkinan terjadinya mutasi yang menguntungkan selama spesies itu ada (selam periode evolusi spesies tersebut)? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



Page 16 of 20



Kegiatan 9.



Frekuensi gen dalam populasi



Jawablah pertanyaan di bawah ini! Perhatikan persilangan antara tanaman Kapri biji bulat heterozigot dengan sesamanya berikut ini! P



biji bulat X biji bulat Bb



F1 1.



BB,



Bb , 2 Bb , bb



Hitunglah frekuensi gen pada F1 tersebut! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



2. Jika ketiga genotip pada F1 memiliki viabilitas dan fertilitas yang sama dan pada populasi tersebut terjadi 80 kali perkawinan dan setiap perkawinan menghasilkan 25 individu: a. Buatlah diagram perkawinan yang terjadi pada populasi tersebut! b. Berapa macam tipe perkawinan yang terjadi dan bagaimana prosentase dari masingmasing tipe perkawinan tersebut/ c. Ada berapa macam genotip yang terbentuk? d. Berapa jumlah individu dari masing-masing genotip? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Dalam suatu populasi terdapat genotip-genotip AA : Aa : aa = 10 : 5 : 5. Jika dalam populasi tersebut terjadi 100 kali perkawinan, dan setiap perkawinan menghasilkan 11 individu, berapakah individu yang mungkin terbentuk dari perkawinan Aa dengan aa? Kegiatan 10.



Penerapan hukum Hardy dan Weinberg



Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Dalam suatu masyarakat dengan jumlah penduduk 1.000 orang, ditemukan 160 orang kidal (yang dikendalikan oleh gen resesif k). a. Tentukan frekuensi gen K dan k ! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ b. Berapa perbandingan KK : Kk : kk? ________________________________________________________________________ c. Berapa % orang pembawa faktor kidal? ________________________________________________________________________ Page 17 of 20



2. Dalam suatu populasi terdapat kelompok perasa pahitnya kertas PTC (phenilthiocarbomide) sebesar 91 %. Sedangkan sisanya bukan perasa PTC yang dikendalikan oleh gen resesif (t). a.Tentukan frekuensi gen dan genotip populasi orang PTC dan non PTC! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ b.Berapa % perasa PTC yang bergenotip heterozigot? ________________________________________________________________________ 3. Diketahui frekuensi orang albino di Sawojajar adalah 16 orang diantara 10.000 orang. Berapa % orang yang bersifat carier? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Prosentase orang laki-laki buta warna di Indonesia adalah 2 %. Carilah % wanita carier dan buta warna! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. Golongan darah sistem ABO ditentukan oleh 3macam alela yaitu IA, IB, dan IO. IO merupakan alela resesif. Jika IA dinyatakan dengan huruf p, IB dinyatakan dengan huruf q, maka IO dinyatakan dengan huruf r, bagaimana rumus (p + q + r)2 dapat di jabarkan? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 6. a. Tuliskan rumus untuk golongan darah A, B, AB, dan O? b.Jika p + q + r = 1, maka p = _______________________________________________ q = _______________________________________________ c.Jika rumus di atas dibedakan menjadi 2 macam yaitu A dan O atau B dan O, maka: A + O = (p +r)2



dan



________________ = p + r



B + O = (q + r)2 ______________ = q + r



7. Dengan berbagai macam rumus di atas, selesaikan masalah di bawah ini: Pada pemeriksaan golongan darah siswa Smanti oleh BRC, diketahui siswa yang bergolongan darah O sebanyak 16 %, dan yang bergologan darah A sebanyak 48 %. Tentukan berapa % siswa yang mempunyai golongan darah B, dan AB ! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Page 18 of 20



________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Kegiatan 11.



Perubahan frekuensi gen



Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Sebutkan faktor-faktor yang dapat menyebabkan perubahan frekuensi gen dalam populasi! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. Jelaskan mengapa faktor-faktor tersebut (pada nomor 1) dapat menyebabkan terjadinya perubahan frekuensi gen dalam suatu populasi! ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. Pada suatu populasi tikus,semuanya berbulu kuning. Bulu kuning disebabkan oleh gen K yang merupakan gen mutan letal. Sedang alelanya k menyebabkan bulu tidak kuning. a. Bagaimanakah frekuensi gen K dan k pada generasi F1 dan F2 nya? b. Dari perhitungan tersebut bagaimanakah kesimpulanmu? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. Pada suatu populasi tanaman kacang semuanya berdaun hijau kekuningan dan bergenotip Bb. Gen b merupakan gen mutan yang menyebabkan tidak terbentuknya klorofil. Pada generasi berikutnya terjadi 70 kali perkawinan dan tiap perkawinan menghasilkan 25 Page 19 of 20



individu. Berapakah individu baru hasil perkawinan antara tanaman yang bergenotip BB dengan Bb? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________



---ooo alam penuh rahasia ooo---



Page 20 of 20