Makalah Filogeni Dan Pohon Kehidupan [PDF]

Citation preview

Makalah Filogeni dan pohon kehidupan , adaptasi struktural dan fungsional bakteri dan archae, dan keanekaragaman struktural dan fungsional protista



Oleh kelompok 7: 1. Ariyani Novita Sari 2. Desi wahyuningsih 3. Imatus sholihah Offering:



160331605629 160331605689 160331605623



A



S1 Pendidikan Kimia 2016 Filogeni dan pohon kehidupan Dalam biologi, filogeni atau filogenesis adalah kajian mengenai hubungan di antara kelompok-kelompok organisme yang dikaitkan dengan proses evolusi yang dianggap mendasarinya. Istilah “filogeni” dipinjam dari bahasa Belanda, fylogenie, yang berasal dari gabungan kata bahasa Yunani Kuna yang berarti “asal-usul suku, ras”. Hubungan tersebut ditentukan berdasarkan morfologi hingga DNA. Filogeni sangat diperlukan dalam mempelajari proses evolusi dan penyusunan taksonomi. Filogeni tidak sepenuhnya sama dengan kladistika (sistematika filogenetik), namun banyak menggunakan metode-metode dan konsep yang dipakai di dalamnya. Kladistika banyak dipakai untuk merumuskan keterkaitan filogenik dalam bentuk diagram pohon, namun di dalam filogeni dipelajari pula anatomi perbandingan dari berbagai organisme. Ada dua Metode Penyusunan Filogeni, yaitu fenetik dan kladistik. Metode Fenetik yaitu metode penyusunan filogeni dengan pendekatan analisa numerik. Pendekatan tersebut meliputi penghitungan Indeks ketidaksamaan, Indeks keanekaragaman, Analisa pola dan berbagai indeks yang lain. Dalam pendekatan fenetik semua subyek dan faktor yang dianalisispunya kedudukan yang sama. Metode kedua yaitu Kladistik. Metode ini muncul atas dasar pemikiran bahwa proses alamiah akan selalu mengambil jalan yang paling singkat. Dalam kladistik setiap ciri fisik mempunyai tingkatan yang berbeda. Pohon filogeni merupakan diagram yang menggambarkan sejarah evolusi makhluk hidup.



Keterangan: 1. Node: mewakili unit taksonomi. Dapat berupa spesies yang ada sekarang (exist) atau nenek moyang (ancestor). 2. Branch: menyatakan hubungan antara taxa dalam hal descent dan ancestry. 3. Topology: pola-pola percabangan pohon kekerabatan/filogeni. 4. Branch length: mewakili jumlah perubahan yang terjadi pada cabang. 5. Root: nenek moyang umum (common ancestor) dari semua taxa. 6. Distance scale: skala yang mewakili jumlah perbedaan antara organisme atau sekuens. 7. Clade: sebuah kelompok dari dua atau lebih taxa atau sekuens DNA termasuk common ancestor dan seluruh keturunannya (descendents). 8. Operational Taxonomic Unit (OTU): level taksonomi sample yang diseleksi oleh pengguna yang akan digunakan dalam studi, misalnya individu, populasi, spesies, genus atau strain bakteri.



ADAPTASI STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL (BAKTERI DAN ARCHAE) Dengan masa generasi prokariot yang singkat, populasi prokariotik dapat berevolusi secara substansial dalam periode yang sangat singkat.Kemampuan prokariota untuk beradaptasi secara cepat terhadap kondisi- kondisi baru menyoroti fakta bahwa meskipun struktur selnya sederhana, mereka mengalami evolusi yang sangat maju. Struktur sel permukaan



Fitur utama dari hampir semua sel prokariotik adalah dinding sel, yang mempertahankan bentuk sel, melindungi sel, dan mencegah dari meledak dalam lingkungan hipotonik. Dalam lingkungan hipertonik, sebagian besar prokariota kehilangan air dan menyusut dari dinding mereka (plasmolyze). kehilangan air tersebut dapat menghambat reproduksi sel. Dengan demikian, garam dapat digunakan untuk mengawetkan makanan karena menyebabkan makanan-memanjakan prokariota kehilangan air, mencegah mereka dari cepat dinding sel multiplying. Prokariota berbeda dalam struktur dari orang-orang dari eukariota. Pada eukariota yang memiliki dinding sel, seperti tanaman dan jamur, dinding biasanya terbuat dari selulosa atau kitin. Sebaliknya, dinding sel bakteri yang paling mengandung peptidoglikan, polimer terdiri dari gula dimodifikasi cross-linked oleh polipeptida pendek. kain molekul ini membungkus seluruh bakteri dan jangkar molekul lain yang memperpanjang dari permukaannya. dinding sel archaea mengandung berbagai polisakarida dan protein, tetapi kurangnya peptidoglycan.Using teknik yang disebut noda Gram



ARCHAE Prokariota pertama yg digolongkan ke dalam domain Archae hidup dalam keadaan ekstrem, sehingga hanya ada segelintir organisme yang sintas di tempat itu.Organisme ini disebut ekstremofil, yang berarti pecintakondisi ekstrem. Para ahli biologi yang mempelajari



kehidupan prokariota telah mengidentifikasi tiga kelompok utama arkhaea yaitu : metanogen, halofil ekstrim, dan termofil ekstrim. 1. Metanogen dinamai sesuai dengan metabolism energinya yang khas, dimana H₂ digunkan untuk mereduksi CO₂ menjadi metana (CH₄). Metanogen yang tergolong anaerob yang paling strict (tidak mentolerir keberadaan oksigen), akan teracuni oleh adanya oksigen. Mareka hidup dilumpur dan rawa tempat mikroba lain telah menghabiskan semua oksigen, metana yang keluar sebagai gelembung dari tempat tersebut dikenal sebagai gas rawa. . 2. Halofil ekstrim (bahasa yunani halo “garam” dan philos “pencinta”) hidup ditempat yang asin seperti Great Salt Lake dan laut mati. Beberapa spesies sekedar memiliki teloransi terhadap salinitas, sementara yang lain memerlukan suatu linggkungan yang sepuluh kali lebih asin dari laut untuk dapat tumbuh. Koloni halofil membentuk suatu buih berwarna merah ungu, yang dihasilkan oleh bateriorhodopsi. 3.



Termofil ekstrim dapat bertahan hidup dalam lingkungan panas. Kondisi optimum untuk archaea ini adalah suhu 60⁰c sampai 80⁰c. sulfolobus menempati mata air panas sulfur di Yellowstone National Park, dan mendapatkan energinya dengan cara mengoksidasikan sulfur lainya hidup pada air besuhu 105⁰c dekat dengan lubang hidrotemal dilaut dalam



BAKTERI Bakteri pathogen dari peranannya bakteri dibagi menjadi dua yaitu bakteri menguntungkan dan bakteri merugikan. Bakteri patogen adalah bakteri merugikan yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia, hewan dan tumbuhan. Jenis – jenis bakteri patogen dan habitatnya 1. Bakteri normal yang bisa bersifat patogen. Di dalam tubuh manusia terdapat bakteri yang berfungsi sebagai flora normal pada tubuh kita. Mereka terdapat pada permukaan selaput lendir saluran pernafasan, pencernaan dan genital (saluran reproduksi) terutama wanita. Pada dasarnya keberadaan bakteri–bakteri ini di dalam tubuh tidak merugikan. Bakteri ini dalam tubuh berperan dalam pembentukan vitamin K dan menghalangi bakteri patogen lainnya seperti: Salmonella dan Shigella. Dalam keadaan tertentu bakteri–bakteri ini dapat menyerang organ atau bagian tubuh lainnya yang semula bebas dari bakteri terutama jika kondisi pertahanan tubuh kita melemah. Contoh bakterinya adalah : Bacteroides fragilis, Bacteroides melaninogenicus, Fusobacterium spp, Eubacterium spp, Propionobacterium spp, Bifidobacterium, Peptococcus spp dan Peptostreptococcus spp



2.



Bakteri anaerob yang bersifat patogen yang berasal dari luar tubuh manusia Bakteri anaerob yang bersifat patogen yang berasal dari luar tubuh manusia. Hingga saat ini baru dikenal satu genus bakteri anaerob yang habitatnya di luar tubuh yang patogen untuk manusia, yakni genus Clostridium. Bakteri – bakteri jenis ini sangat terkenal mempunyai dengan kemampuannya mengeluarkan toksin (racun). Clostridium tetani terkenal toksin penyebab tetanus dan kerusakan sel darah merah. Clostridium botulinum terkenal dengan toksin penyebab keracunan makanan. Clostridium perfringens tipe A mempunyai toksin yang bersifat tahan panas, merusak jaringan, pemecah lecitin (protein) dan darah. Clostridium perfringens tipe B menghasilkan toksin penyebab utama keracunan makanan. Kuman jenis Clostridium ini dapat juga ditemukan pada kolon (saluran buang air besar) ternak memamah biak, tanpa menyebabkan sakit pada inangnya (hewan yang ditempatinya).



Adapun bakteri menguntungkan seperti bakteri pengurai yang menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, bakteri yang hidup dalam usus manusia, bakteri nitrogen, bakteri penghasil antibiotik dan bakteri fermentasi. Contoh bakteri menguntungkan adalah Penisillium sebagai penghasil antibiotik; bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong– polongan yaitu Rhizobium leguminosarium



STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL PROTISTA Protista adalah mikroorganisme eukariota yang bukan hewan,tumbuhan, atau fungi. Protista kebanyakan bersifat uniseluler, walaupun ada beberapa spesies yang bersifat kolonial dan multiseluler. Protista mencakup fotoautotrof, heterotrof dan miksotrof, bereproduksi dengan cara aseksual dan seksual. Namun sebagian besar bereproduksi secara aseksual. Protista dapat digolongkan menjadi protista mirip hewan (protozoa), protista mirip tumbuhan (alga) dan protista mirip jamur (jamur lendir/slame mold). Bentuk tubuh organisme golongan protista amatlah beragam. Protista memiliki cara makan yang berbeda-beda, dan dapat digolongkan dalam tiga kategori: 1. Protista autototrof, yaitu protista yang memiliki klorofil sehingga mampu berfotosintesis. Contohnya : Alga 2. Protista menelan makanan, dengan cara fagositosis melalui membran sel. Contohnya: Protozoa 3. Protista saprofit dan parasit, mencerna makanan di luar sel dan menyerap sari-sari makanannya. Contoh: jamur ENDOSIMBIOSIS DALAM EVOLUSI EUKARIOTIK Banyak bukti bahwa keanekaragaman protista berasal dari endosimbiosis, proses yang terjadi ketika organisme uniselular tertentu menelan sel-sellain, yang menjadi endosimbion dan akhirnya menjadi organel dalam sel inang.Asal- usul mitokondria disukung oleh fakta bahwa semua eukariota yang telah dipelajari sejauh ini memiliki mitokondria, atau menunjukkan tanda- tandabahwa nenek moyangmya memiliki organewl tersebut. Banyak bukti juga mengindikasikan bahwa nantinya dalam sejarah eukariota, satu garis keturunan eukariota heterofrofik memperoleh satu endosimbion tambahansuatusianobakteri fotosintetik- yang kemudian berevolusi menjadi plastida.. Garis keturunan bpembawa p;astida- plastida ini akhirnya memunculkan alga merah dan alga hijau. Hipotesis ini didukung oleh adanya DNA gen- gen plastida pada algamerah dan alga hijau mirip sekalidengan DNA sianobakteri. Selain itu,plastida pada alga merah dan alga hijau dikelilingi oleh dua membran,yang berkesusaian denganmembran dalam dan luar dari endosimbion sianobakteri gram negatif. LIMA SUPER GRUP EUKARIOTA Archaeplastida



Kategori Super ini terdiri dari bentuk kehidupan eukariotik yang memiliki kloroplas yang diapit oleh dua membran. Diusulkan bahwa struktur semacam ini adalah petunjuk di endosimbiosis dari cyanobacteria. Kategori ini dapat dibagi lagi menjadi dua subkategori berikut: –  



Rhodophyta – eukariota yang tidak memiliki flagella contoh yang baik dari alga merah; Glaucophyta – misalnya, alga air tawar mikroskopik yang ditandai dengan adanya lapisan murein yang diyakini menjadi tanda endosimbiosis plasmid cyanobacterial.



Archaeplastida Chromalveolate Kategori protista super ini adalah eukariota yang merupakan organisme bersel tunggal dengan morfologi dari sebagian besar anggota yang menyerupai organisme dari tanaman terestrial dan memiliki dinding sel. Jenis protista juga dilengkapi dengan tanaman seperti kemampuan untuk melakukan fotosintesis. Super grup ini dibagi menjadi lima sub kelompok berikut: –







Alveolata – memiliki mitokondria, alveoli kortikal, vesikel pipih dan flagela yang terstruktur jelas; Cryptomonad – sebagian besar kloroplas yang mengandung ganggang;







Haptophyte – eukariota memiliki kloroplas berpigmen contoh alga coccolithophore;







Heterokontophyta – organisme diatomik, sebagian besar dari ganggang seperti rumput laut, yang ditandai dengan konten kloroplas dan sel motil.







Menggali Sub kelompok ini terdiri dari organisme eukariotik bersel tunggal yang mungkin hidup bebas serta bersimbiosis. Sebagian besar bentuk kehidupannya sering tidak memiliki mitokondria yang khas. Mereka yang memiliki mitokondria, memilikinya dalam bentuk discoidal, laminar atau tubular krista. Kebanyakan menggali memiliki dua atau lebih flagela. Kategori Super ini dibagi lagi menjadi tiga subkategori berikut: – 



Euglenozoa – bentuk kehidupan protozoa ini memiliki flagella dan ini adalah uniseluler dengan beberapa yang hidup bebas sementara yang lain menjadi parasit;







Metamonads – ini adalah anaerob mendera protozoa yang sebagian besar dalam hubungan simbiosis atau parasit;







Percolozoa – protozoa organisme yang tidak memiliki warna pigmentasi dan beberapa memiliki kemampuan untuk berubah menjadi amoeboid, menyalahi bentuk serta encysted.



Rhizaria Super grup ini hanya terdiri dari organisme eukariotik bersel tunggal yang memiliki mitokondria dengan krista tubular. Sebagian besar organisme ini adalah amoeba. seperti, memiliki pseudopodia (kaki palsu). Super grup ini selanjutnya diklasifikasikan menjadi tiga subkategori berikut: –  







Cercozoa – amoeboids dan flagellata yang dapat membentuk pseudopod (dalam ketiadaan mulut yang terdefinisi dengan baik) untuk tujuan makan; Foraminifera – ini adalah amoeboids yang memiliki helai sitoplasma sangat halus bercabang dan penggabungan untuk memberikan protista penampilan jaring mikroskopis dengan inti; Radiolaria – ini protista amoeboid memiliki kerangka kompleks yang terbuat dari mineral, contoh yang dapat dilihat adalah zooplankton laut.



Rhizaria Unikonta Protista ini memiliki struktur genetik dimana tiga gen yang menyatu satu sama lain. Struktur seluler eukariotik dan sebagian besar organisme ini amoeboids tanpa flagela atau organisme hanya memiliki satu flagela yang menonjol. Kategori Super ini dibagi lagi menjadi dua subkategori berikut: –  



Ameobozoa – ini adalah amoeboids generik yang gerakannya tergantung pada aliran sitoplasma internal mereka; Choanozoa – ini adalah hewan seperti protista yang kebanyakan parasit.



Karena semua protista memiliki struktur sel eukariotik, mereka semua menjalani siklus sel eukariotik khas yang meliputi tiga tahap fase istirahat, fase antar dan mitosis. sebagian besarnya mikroskopis, banyak protista memiliki potensi kemampuan patogen. Patogen protista tersebut dapat mendiami hewan serta tumbuhan sebagai tuan rumah mereka dan, sebagai hasilnya, membuat organisme keduanya menjadi sakit. protista penyebab Malaria, Plasmodium falciparum adalah contoh menonjol dari protista patogen. Seperti yang bisa kita lihat dari varietas atas protista, kingdom biologi ini terdiri dari keragaman yang luas dan masing-masing kelompok dan subkelompok protista berbeda dari organisme lain, kadangkadang sedikit dan kadang-kadang secara signifikan, dari segi morfologi, karakteristik dan banyak aspek lain.



PERAN PROTISTA DALAM HUBUNGAN EKOLOGIS Protista Simbiotik. Banyak protista membentuk asosiasi simbiotik dengan spesies lain. Misalnya dinoflagellata fotosintetik memberikan nutrien bagi rekanan simbiotikny, polip koral yang membangun terumbu karang. Terumbu karang adalah komunitas ekologis yang sangat beraneka ragam. Keanekaragaman itu terutama bergantung pada koral dan pada simbion protista mutualistik yang menyediakan sumber energi penting bagi koral. Koral menyokong keanekaragaman terumbu dengan menyediakan makanan bagi beberapa spesies dan menjadi habitat bagi banyak spesies lain. Contoh lain adalah rayap, yang menyebabkan kerusakan senilai lebih dari 3,5 miliar dolar setiap tahun pada rumah-rumah dari kayu di Amerika Serikat. Tanpa bantuan, rayap tidak dapat mencerna kayu. Hanya saluran pencernaan rayaplah yang memungkinkan rayap menguraikan kayu. Protista simbiotik juga mencakup parasit-parasit yang telah merugikan seluruh negara. Ingatlah tentang protista penyebab malaria Plasmodium. Tingkat pendapatan di negara-negara yang mengalami serangan dahsyat malaria lebih rendah 33% daripada negara-negara yang bebas malaria. Protista dapat memiliki efek-efek sangat merugikan pada komunitas alam. Kematian massal ikan bisa disebabkan oleh Pfiesteria Shumwayae, sejenis parasit dinoflagellata yang melekat ke korbannya dan memakan kulitnya.Di antara spesies yang parasit pada tumbuhan, protista oomisetes Phytophthora ramorum telah menjadi salah satu patogen baru yang menyerang hutan. Spesies ini menyebabkan kematian mendadak, penyakit yang menyerang ek dan pohon lain. Protista Fotosintetik. Banyak protista merupakan produsen penting, organisme yang menggunakan energi dari cahaya (atau zat kimia anorganik) untuk mengubah karbon dioksida menjadi senyawa organik. Produsen membentuk dasar jejarng makanan ekologis. Pada komunitas-komunitas akuatik, produsen utamanya adalah protista dan prokariota fotosintetik. Semua organisme lain dalam komunitas bergantung pada mereka untuk memperoleh makanan, baik secara langsung (dengan memakan produsen) atau tidak langsung (misalnya, dengan memangsa organisme yang memakan produsen). Para saintis memperkirakan bahwa lebih dari seperempat fotosintesis dunia dilakukan oleh diatom, dinoflagellata, alga multiselular, dan protistaprotista yang lain.