EVOLUSI: Vertebrata

PENDAHULUAN

Evolusi (dalam kajian biologi) berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Secara singkat, pengertian evolusi adalah perubahan-perubahan yang dialami oleh makhluk hidup secara perlahan-lahan dalam waktu yang lama sehingga terbentuk species baru.

ASAL USUL KEHIDUPAN

Berbagai teori asal-usul kehidupan telah disusun oleh para pakar tetapi belum ada satupun teori yang diterima secara memuaskan oleh semua pihak.
Teori tentang asal-usul kehidupan :

1.      Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghaib) pada saat istimewa (teori kreasi khas)

2.      Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea atau teori abiogenesis)

3.      Kehidupan muncul dari benda hidup (teori biogenesis)

4.      Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)

5.      Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)

TEORI ABIOGENESIS

Teori Abiogenesis merupakan teori asal-usul kehidupan yang muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan. Teori ini juga disebut dengan Teori Generasi spontan yang gagasan pelopornya adalah Aristoteles (384-322 SM) dan diperkuat oleh Anthony van Leenwenhoek (abad ke 18). Aristoteles mendasari gagasan evolusi dengan metafisika, yaitu alam mengalami perubahan dari bentuk sederhana menjadi bentuk yang lebih kompleks dan sempurna. Penciptaan terjadi dalam sekali waktu kehidupan sekaligus lengkap, kemudian selesai dan tak ada lagi evolusi atau perubahan. Bukti dari teori abiogenesis ini bahwa mereka berdua menemukan jasad renik pada air bekas rendaman jerami.

TEORI BIOGENESIS

Percobaan Pasteur

Percobaan Redi

b.      Anatomi Perbandingan

Terdapat dua jenis anatomi perbandingan dari makhluk hidup, antara lain homologi dan analogi. Homologi adalah organ-organ yang mempunyai bentuk dasar sama, tetapi fungsinya berbeda. Contohnya tangan manusia dengan sayap burung, kaki depan tikus mondok dengan sirip ikan paus, dan lain-lain. Sedangkan Analogi adalah organ-organ yang mempunyai bentuk dasar berbeda namun karena perkembangan evolusi mempunyai fungsi yang sama. Contohnya sayap insekta dengan sayap burung, sayap kupu-kupu dengan sayap kelelawar, dan lain-lain.

c.       Embriologi Perbandingan

Adanya kesamaan perkembangan embrio hewan bersel banyak, yaitu pada tahap: zygot – morula – blastula – gastrula dan tahap tersebut berdeferensiasi. Perkembangan dimulai dari  yang umum sekali, kurang umum, dan akhirnya ke sifat-sifat khusus. Hewan-hewan yang dalam perkembangan, pada bentuk embrionya serupa, tetapi bentuk dewasanya berbeda.

d.      Petunjuk Dari Alat Tubuh Yang Tersisa

Sifat dari alat-alat tubuh yang hakikatnya sudah tidak berguna lagi namun ternyata masih dijumpai. Contoh pada manusia:

·         selaput mata pada sudut mata sebelah dalam

·         otot-otot (penggerak) telinga

·         gigi taring yang runcing

·         rambut pada dada

·         buah dada pada laki-laki

·         umbai cacing

·         tulang ekor

e.       Paleontologi (Perkembagan Filogenik Kuda)

Bertambah besarnya tubuh, dari sebesar kucing hingga sebesar yang kita kenal. Semakin menjadi besar dan panjangnya kepala bagian depan sampai pada mata. Bertambah panjangnya leher dan semakin besarnya kemungkinan bergerak dari leher tersebut.

SPESIASI (Proses Pembentukan Species Baru)

Spesiasi adalah suatu proses pembentukan species baru. Species sendiri merupakan populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen. Variasi atau perbedaan morfologi fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda. Syarat Terjadinya Spesiasi adalah adanya perubahan lingkungan, adanya relung (niche) yang kosong, dan adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme.

Mekanisme Isolasi menurut Futuyama, 1981 dalam bukunya Evolutionary Biologi adalah karakteristik biologi yang menyebabkan spesies simpatrik (yang menempati daerah geografi yang sama atau saling menutup dengan daerah persebaran geografi) tetap bertahan (eksis), misalnya mempertahankan gene pool yang terbatas. Istilah ini mungkin kurang menguntungkan karena pola ini meliputi pencegahan interbreeding (pembiakan dengan spesies yang berbeda) yang mana sering kali menjadi kasus yang sering muncul.

Isolasi geografis

Bentuk dan ukuran paruh burung finches di Kep. Galapagos berevolusi secara terpisah dari nenek moyangnya di Benua Amerika Selatan karena isolasi geografis.  

lsolasi Reproduksi

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

Klasifikasi Mekanisme Isolasi

1.      Mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan:

a.       Isolasi ekogeografi

b.      Isolasi habitat

c.       Isolasi iklim/musim

d.      Isolasi perilaku

e.       Isolasi mekanik

2.      Mekanisme yang mencegah terjadinya hibrida:

a.       Isolasi gamet

b.      Isolasi perkembangan

c.       Ketidakmampuan hidup suatu hibrida

3.      Mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida:

a.       Kemandulan betina

b.      Eliminasi hibrida yang bersifat selektif

Isolasi Ekogeografi: Dua populasi terpisah oleh hambatan fisik, dapat menjadi berbeda begitu khusus sesuai dengan lingkungannya. Apabila pada suatu saat kedua populasi tersebut dikumpulkan menjadi satu, keduanya tidak akan mampu saling mengadakan perkawinan karena keduanya tidak dapat lagi menyesuaikan diri pada kondisi baru. Contoh : Platanus occidentalis dan Platanus orientalis, antara keduanya secara alamiah tidak pernah terjadi penyerbukan.

Isolasi Habitat: Antara dua populasi simpatrik yang menghuni daerah yang berbeda lebih sering terjadi perkawinan daripada antara sesama populasi setempat namun berbeda sifat-sifat genetiknya. Contoh : Bufo fowleri dan Bufo americanus kalau tempat tinggalnya bercampur ternyata bahwa Bufo fowleri akan lebih banyak mengadakan perkawinan dengan sesamanya dibanding dengan Bufo americanus. Bufo fowleri akan memilih tempat tinggalnya untuk kawin di air yang tenang, sedangkan Bufo americanus di kubangan-kubangan air hujan.

Isolasi Iklim/Musim: Antara Pinus radiata dan Pinus muricata dapat disilangkan tetapi perkawinan silang ini tidak pernah terjadi di alam. Penyebab: masa berbunga Pinus radiata terjadi pada awal Februari, sedang Pinus muricata pada bulan April.

Isolasi Perilaku: R.K. Crane dari Babe Tropical Research Station mengamati kelakuan kepiting jantan pada masa perkawinan. Kepiting jantan memperlihatkan gerakan-gerakan tertentu dengan tujuan agar kepiting betina tidak keliru melihat kepiting jantan lainnya.

Isolasi Mekanik: Isolasi mekanik menyangkut struktur yang berkaitan dengan peristiwa perkawinan itu sendiri, misalnya, hewan jantan dari suatu species jauh lebih besar ukurannya daripada jenis betina. Alat kelamin yang jantan mempunyai bentuk sedemikian rupa sehingga tidak dapat cocok dengan alat kelamin yang betina.

Isolasi Gamet: Pada suatu eksperimen yang menggunakan Drosophila virilis dan Drosophila americana, dengan inseminasi buatan maka sperma dari jenis jantan tidak dapat mencapai sel telur karena tidak dapat bergerak sebagai akibat adanya cairan penghambat dalam saluran reproduksi.

Isolasi Perkembangan: Pada Rana pipiens terjadi peristiwa fertilisasi yang berhasil tetapi embrionya tidak dapat tumbuh dan segera mati. Pada dunia ikan, seringkali telur dari suatu species dibuahi oleh sperma dari species lain, tetapi embrio tidak tumbuh dan segera mati.

Ketidakmampuan Hidup Suatu Hibrida: Perkawinan dapat berlangsung, pembentukan gamet dapat terjadi, embrio dapat tumbuh dan berkembang, tetapi perkembangan dari hibrida adalah lemah, cacat dan kebanyakan mati sebelum dapat mengadakan reproduksi. Contoh : tanaman tembakau yang mati sebelum berbunga karena adanya tumor pada bagian vegetatifnya.

Kemandulan Hibrida: Hibrid yang terbentuk dapat hidup dengan normal tetapi steril. Contoh: Perkawinan kuda dengan keledai hasilnya bagal (mandul).

Eliminasi Hibrida karena Seleksi: Bila hibrid dan keturunannya kurang dapat mengadakan adaptasi, maka dalam waktu yang tidak lama akan musnah (mengalami eliminasi).

KECENDERUNGAN BARU TEORI EVOLUSI

Menurut Teori Penciptaan, Teori Evolusi Darwin memiliki kelemahan-kelemahan:

•          Tidak dapat menjelaskan bagaimana kehidupan di bumi bermula.

Menurut teori evolusi, semua species makhluk hidup adalah produk evolusi sebuah sel hidup tunggal (sel pertama) yang terbentuk dari materi tak hidup melalui suatu peristiwa “kebetulan”. Sampai sekarang belum ada seorang ahlipun yang berhasil membuktikan bahwa sel makhluk hidup dapat bermula dari suatu peristiwa kebetulan, karena sel hidup yang paling sederhana pun ternyata memiliki struktur yang sangat kompleks.

•          Tidak ada temuan ilmiah yang menunjukkan bahwa “mekanisme evolusi” yang diajukan oleh teori tersebut memiliki kekuatan untuk berevolusi.

Menurut teori evolusi, jutaan makhluk hidup yang ada di atas bumi terbentuk sebagai hasil dari proses mutasi banyak organ kompleks organisme. Berdasarkan fakta, mutasi tidak menyebabkan makhluk hidup berkembang, tetapi cenderung selalu merugikan, misalnya cacat. Hal itu terjadi karena DNA memiliki struktur yang sangat kompleks dan mutasi dalam bentuk pengaruh acak dapat mengakibatkan kerusakan pada DNA.

•    :      Terdapat catatan fosil yang menunjukkan adanya hal-hal yang berlawanan dari apa yang dikemukakan oleh teori tersebut.

Skema asal-usul manusia menurut teori evolusi Australopithecus ---à Homo habilis ---à Homo errectus ---à Homo sapiens. Temuan para ahli paleoantropologi mengungkapkan bahwa Australopithecus, Homo habilis, dan Homo errectus pernah hidup di belahan bumi yang berbeda pada saat bersamaan.

VERTEBRATA DAN EVOLUSINYA

Vertebrata adalah subfilum dari Chordata, mencakup semua hewan yang memiliki tulang belakang yang tersusun dari vertebra. Vertebrata adalah subfilum terbesar dari Chordata. Ke dalam vertebrata dapat dimasukkan semua jenis ikan (kecuali remang, belut jeung, "lintah laut", atau hagfish), amfibia, reptil, burung, serta hewan menyusui. Kecuali jenis-jenis ikan tersebut, vertebrata diketahui memiliki dua pasang tungkai. Vertebrata memiliki sistem otot yang banyak terdiri dari pasangan massa, dan juga sistem saraf pusat yang biasanya terletak di dalam tulang belakang. Sistem respirasi menggunakan insang atau paru-paru.

Vertebrata terdiri atas 7 kelas yaitu :

1. Kelas Agnatha
2. Kelas Chondrichthyes
3. Kelas Osteichthyes
4.  Kelas Amphibia
5. Kelas Reptilia
6. Kelas Aves
7. Kelas Mammalia

Evolusi Vertebrata

1. Ikan Tak Berrahang (Kelas Agnatha)

Vertebrata yang ditemukan sebagai fosil adalah ikan tak berahang (Ostracodermi). Beberapa terdapat dalam batu batuan Ordovisium. Pada zaman silur terdapat dalam jumlah yang banyak. Merupakan ikan pipih (15-30 cm). Hidup dengan cara menghisap zat zat organik. Pertukaran gas terjadi pada insang. Tidak mempunyai sirip, berenang dengan gerakan undalasi. Satu satunya ikan tak berahang yang masih hidup adalah Lamprey dan ikan Hag yang merupakan vertebrata primitif Notochord dipertahankan selama hidupnya.

2. Plakodermi

Plakodermi berbeda dengan moyangnya aganatha dalam dua hal,yaitu: mempunyai rahang  dan siripnya berpasangan, catatan fosil mengambarkan  adanya radiasi adaptif yang ekstensif pada zaman Devon, sebagian besar punah dan beberapa diantaranya menghasilkan garis keturunan yang mengambarkan dua kelas besar, antara lain: Osteichtyes dan Chondrichthyes.

3. Amphibia

Amphibia merupakan perintis vertebrata daratan paru paru dan tulang anggota tubuh diwarisi dari Krosopterigia. Amphibia yang paling awal adalah Diplovertebron. Beberapa fosil berukuran kurang lebih  2,5 m. Amphibia Berjaya selama zaman karbon, sehingga disebut sebagai zaman Amphibia.Zaman tersebut diikuti oleh suatu periode yaitu bumi menjadi lebih dingin dan kering. Penurunan kejayaan Amphibia terjadi terus hingga sekarang tinggal 3 ordo, yaitu: Ordo  Anura ( Katak bangkong), Ordo urodela( salamander dan kadal air), Ordo Apoda ( Sesilia seperti cacing tanpa kaki).

4. Reptilia

Reptilia merupakan hewan pertama yang benar benar hewan daratan. Reptilia berkembang dari amphibian jaman karbon. Kelebihan utama reptilian yang paling awal (Kotilosaurus) terhadap amfibi adalah perkembagan telur yang bercangkang dan berisi kuning telur yang dapat diletakan di tanah. Telur bercangkang, kedap air dan kedap sperma, sehh\inga perkembagan telur terjadi bersamaan dengan persamaan  degan persamaan internal.

5. Burung Aves

Kelompok reptil kedua yang mengudara mengembangkan suara modifikasi yang tikak terdapat pada pterosaurus adalah BULU, yang merupakan penciri munculnya burung pertama. Penemuan Acheopteryx dalam batuan jura merupakan contoh yang terbaik dari mata rantai yang hilang (missing link). Acheopteyx berbulu, hubungannya dengan reptil yang jelas, sayap agak rudimenter, mempunyai cakar, dalam bulu terdapat gigi, ekor panjang (Ciri-ciri reptil tersebut tidak dijumpai pada burung sekarang).