EVOLUSI: Perubahan secara bertahap dari satu kondisi ke kondisi yang lain dlm waktu yg sangat lama
Evolusi molekuler / kimia / anorganik (…. asal mula terjadinya kehidupan pada tingkat molekuler ? )
Evolusi organik : evolusi biologi dimulai dari titik kulminasi evolusi kimia asal mula terjadinya kehidupan dan prosesproses kehidupan yang sedang berlangsung
Prinsip-prinsip biologi modern tentang evolusi: a.
Prinsip pengorganisasian Molekul-organel-sel-jaringan-organisme-individupopulasi-masyarakat
b.
Kelangsungan hidup melalui hereditas dan evolusi Organisme mirip satu dengan yang lain karena organisme tersebut menerima unsur-unsur hereditas dari nenek moyangnya. Karakteristika Evolusi : • Survival yang berbeda pada setiap generasi • Mekanisme inheritance • Reproduksi seksual • Mekanisme isolasi / barier • Lingkungan
Perkembangan ide-ide tentang evolusi organik 1. Periode sebelum Darwin : mitos / kepercayaan orang-orang dulu terhadap terjadinya kehidupan India: tanah, air, api, udara, langit kehidupan Cina: adanya interaksi positif dan negatif dari air, kayu, api ,tanah, dan logam masa kehidupan 2. Periode Yunani sampai abad ke-18 a. Empodocles (Father of evolution idea: 495-435 SM). Kehidupan pertama terjadi karena adanya daya tarik menarik dari bagian yang terpisah - pisah b. Aristoteles: organisme disusun dari tingkatan yang rendah tinggi c. Robert Hooke (1635-1703), Erasmus Darwin, Lamarck : memikirkan konsep - konsep evolusi setelah ada bukti-bukti fosil d. Carolus Linnaeus (bukan ahli evolusi): menyusun jenis-jenis tumbuhan dan hewan dalam suatu sistem klasifikasi e. J.B de Lamarck : teori evolusi organik pertama : hasil adaptasi yang dapat diturunkan
3.
Periode Darwin Charles Darwin (1809-1882) dan Alfred Russel Wallace (1823-1913): membuat kesimpulan yang sama tentang mekanisme evolusi yang disebabkan seleksi alam
4.
Periode setelah Darwin mempelajari adanya evolusi berdasarkan bukti : embriologi, anatomi, taksonomi dan palentologi - Haeckel: menyusun filogeni vertebrata pada perkembangan embriologi - Weissman: “Kontinuitas plasma benih”, menolak teori Lamarck dan Darwin tentang mekanisma penurunan sifat, tetapi menyokong teoriteori Mendel - Hugo de Vries: asal species baru karena adanya mutasi yang dapat diturunkan.
Lima tipe dasar penyebab terjadinya proses evolusi : 1. 2. 3. 4. 5.
Mutasi gen Perubahan dalam struktur dan jumlah kromosom Rekombinasi genetik Seleksi alam Isolasi reproduksi
Bukti-bukti Adanya Evolusi Biologi : 1. Bukti Palentologi: Fosil
a) Bentuk transisi : fosil Archeopteryx ( reptil-burung )
b) Bentuk yang menunjukkan urutan evolusi : KUDA Perubahan ukuran tubuh Kepala makin besar
Leher semakin panjang, gerakan makin lincah Gerahan mengalami perubahan bentuk dan ukuran ,lebih sesuai utk makan rumput Angota tubuh makin panjang Jumlah jari kaki semakin berkurang dari 4 jari menjadi 1 jari
2. Bukti Perbandingan Anatomi Homologi asal usul sama, fungsi berbeda Contoh : homologi anggota tubuh bagian depan Vertebrata ( humerus, radius, ulna, carpal, meta carpal) : manusia, burung, ikan lumba-lumba, gajah) Analogi fungsi sama, asal-usul berbeda Contoh : analogi antara sayap insekta dengan sayap burung
3. Bukti Perbandingan Embriologi - Hewan yang mempunyai kekerabatan dekat, memiliki tahap perkembangan embrio yang sama - Perkembangan dari sel hingga embrio dewasa merupakan ulangan atau sama dari perkembangan 1 sel multi sel
4. Perbandingan Fisiologi dan Biokimia Pada dasarnya evolusi adalah gejala biokimia a. kimia protoplasma b. kimia kromosom c. kesamaan enzim d. kesamaan hormonal e. perbandingan serologi 5. Bukti dari Perbandingan Sitologi Sel merupakan unit struktur kehidupan adanya DNA, RNA
6. Bukti dari Genetika Manusia mampu melakukan penyilangan/hibridasi terhadap tumbuhan atau hewan untuk menghasilkan varietas-varietas baru selain itu telah diketahui bahwa hereditas merupakan materi dasar untuk terjadinya evolusi
7. Bukti dari Taksonomi Baik tumbuhan ataupun hewan dapat dikelompokkan ke dalam hirarki takson. Hal tersebut menunjukkan adanya kekerabatan antara individu-individu yang ada di alam ini
8. Bukti dari Hubungan Biogeografi Adanya kesamaan antara fauna dan flora yang ada di beberapa bagian bumi ini terdapat 6 daerah biogeografi: a. Neartic b. Paleartic c. Neotropical d. Oriental e. Ethiopian f. Australian
Beberapa Teori Evolusi Organik 1.
Teori Lamarck : modifikasi yang diperoleh suatu organisme dalam adaptasi terhadap lingkungannya semasa dia hidup secara otomatis diturunkan / diwariskan kepada turunannya, sehingga menjadi bagian dari hereditas Beberapa kritik terhadap teori lamarck a. Castle dan Philips transplantasi ovarium dari babi betina warna hitam ke babi betina warna putih keturunannya babi warna hitam b. August Weismann: Pemotongan ekor tikus keturunannya tetap berekor panjang.
2. Teori Seleksi Alam (Darwin) - Wallace Faktor-faktor yang membatasi, sehingga hanya organisma ttt yang dapat berkembang 3. Neo Darwinisme : merupakan modifikasi dari teori Darwin, yaitu menolak Darwin kecuali unsur-unsur dasar mengenai seleksi alam August Weismann, E. Haeckel, T.H. Huxley
Mekanisma Evolusi 1. Variasi : variasi yang diwariskan merupakan bahan baku evolusi variasi kontinu : perbedaan variasi kecil variasi diskontinu : variasi polimorfisme 2. Seleksi alam : Faktor yang bekerja sama untuk membatasi / menyeleksi pertumbuhan suatu organisme
3. Ukuran “fitness” kemampuan individu untuk menghasilkan keturunan yang fertil (berbiak/subur) a. survival (lulus hidup) b. seleksi seksual c. besar keluarga (family size) 4. Sumber genetik dari variabilitas genotipe baru
Variasi baru
Reproduksi seksual fenotipe baru
crossing over
random assortment
out breeding
Kombinasi Baru
- Mutasi menghasilkan alela baru 5. Hukum Hardy - Weinberg Hukum – hukum genetika : Genetika populasi “ bahwa frekuensi gen / genotip suatu populasi dari generasi ke generasi berikutnya adalah tetap” Bila Hk. Hardy-Weinberg berlaku tidak terjadi evolusi, bila Hk. Hardy-Weinberg tidak berlaku terjadi evolusi Syarat2 berlakunya Hk.Hardy-Weinberg : - populasi cukup besar, tidak terjadi mutasi, tidak terjadi migrasi, tidak ada seleksi alam, perkawinan acak/random.
ABIOGENESIS DAN BIOGENESIS Beberapa peristiwa yang menunjang timbulnya pandangan abiogenesis: 1. Adanya lalat pada bangkai 2. Adanya ikan di perairan terbuka 3. Adanya mikroorganisme pada rendaman jerami
Abiogenesis dan Biogenesis
Pendukung abiogenesis
Organisme yang Pendukung diamati biogenesis
Aristoteles John Needham Van Helmonth
Lalat F. Redi Mikroorganisme Spallazani Pasteur Tikus
4. Adanya katalisator (enzim) 5. Perkembangan asam nukleat 6. Makhluk hidup primitif 3 milyar tahun yang lalu
Teori abiogenesis Tidak benar (gugur)
Omne vivum ex ovo Omne ovum ex vivo
Konsep Tentang Hidup Abiogenesis (Generatio Spontanea) Arsitoteles Kehidupan berasal dari materi tak hidup Materi tak hidup tersebut mempunyai kekuatan/gaya hidup yang dapat berubah menjadi organisme Sampai 200 Th yl, orang percaya: Bila sepotong daging dibiarkan membusuk, maka akan terjadi kehidupan misalnya lalat Dalam awan, selama angin ribut disertai guntur, akan terjadi ikan dan katak serta akan jatuh ke bumi bersama air hujan Mikroorganisme terjadi dari air rendaman jerami
Jean Baptiste van Helmont Bila pakaian kotor berkeringat pada sebuah kotak terbuka diberi gandum terjadi tikus (Keringat sebagai gaya hidup untuk proses kehidupan) Lazzaro Spallanzani (1729-1799)
Needham, tidak memanaskan air kaldu tersebut cukup lama sehingga organisme tidak mati. Eksperimen 1: menyiapkan 19 tabung yang diisi dengan sari buah- buahan, kemudian ditutup. Lalu panaskan 1 jam Hasil : tidak terjadi organisme Para pendukung Needham: pemanasan 1 jam telah merusak “gaya hidup” dan “elastisitas udara dalam tabung” sehingga mencegah terjadinya generatio spontanea
Eksperimen 2 : 32 tabung yang diisi sari tumbuhan dan tepung kuning telur Set.1 (8 tabung) dipanaskan ½ jam Set.2 (8 tabung) dipanaskan 1 jam Set.3 (8 tabung) dipanaskan 1½ jam Set.4 (8 tabung) dipanaskan 2 jam
Hasil eksperimen: Mikroorganisme terjadi pada seluruh tabung, bahkan yang dipanaskan 2 jam mikroorganismenya paling banyak Kesimpulan: Pemanasan 1 jam lebih, tak merusak “gaya hidup”
John Needham Makhluk hidup berasal dari mikroorganisme Air Kaldu, makhluk tak hidup eksperimennya dengan menggunakan air kaldu biri-biri dan dengan dipanaskan
Biogenesis Francesco Redi (1626-1697) Lalat terjadi dari telur lalat yang diletakkan oleh induk lalat, daging busuk hanyalah merupakan medium untuk tempayak (larva) lalat itu.
4 botol terbuka Setelah beberapa hari tampak larva lalat pada daging yang membusuk itu Eksperimen I 8 botol berisi daging ikan (belut) 4 botol tertutup rapat Setelah beberapa hari tak nampak ada larva (daging tetap tidak membusuk)
Pendukung Generatio Spontanae Udara memegang peranan dalam pengaktifan gaya untuk terjadinya generatio spontanea
4 botol tetap terbuka Setelah beberapa hari tampak larva lalat pada daging yang membusuk Eksperimen II 8 botol berisi daging ikan (belut) 4 botol ditutup dengan kain Agar udara dapat masuk. Setelah beberapa hari tak terdapat larva lalat
Pendukung Generatio Spontanae Keaktifan gaya hidup terganggu karena ditutup
Terjadinya Makhluk Hidup Menurut Biologi Modern 1. 2. 3.
Awal kehidupan terjadi secara kemonsitesis Atmosfir purba mengandung: H2O, CH4, NH3, dan H bebas Salah satu versi terjadinya kehidupan berlangsung dalam 6 fase: a. Terbentuknya asam amino, gula sederhana, rangkaian hidrokarbon dan purin (Stanley Miller) b. Terbentuknya makromolekul dari asam amino bebas, gula, nukleotida dsb (Sidney Fox) c. Asosiasi makromolekul menjadi butir-butir semiorganisasi. (Koaservat Oparin) d. Terjadi “molecular organizer” dalam butir-butir koaservat e. Terjadi evolusi perkembangan dan metabolisme f. Terjadi perkembangan fotosintesis
Oparin (1894)
H2O (Air) CH4 (Metana) NH3 (Amonia)
Konservat (protein, lemak, Asam nukleat)
H. Urey
H2 (Hidrogen) CH4 (Metana) NH3 (Amonia) H2O (Air)
Asam amino
Gambar Alat Stanley Miller untuk menguji hipotesis H. Urey
ASAM AMINO
Evolusi Kimiawi dan Biologi 1. 2.
3.
H, C, O, N H2O, CH4, NH3
H2O, CH4, NH3, H2 monosakarida, gliserin, asam lemak, asam amino, basa purin, dan pirimidin Monosakarida + monosakarida polisakarida Asam lemak + gliserin lemak, lipida As. amino + as. Amino protein, enzim purin + ribosa + fosfat
nukleotida
pirimidin
4. nukleotida + nukleotida Asam nukleat + protein
asam nukleat nukleoprotein (reproduksi, mutasi, nutrisi, agregasi)
5. Nukleoprotein + membran Organik sel pertama /primitif (sintesis, tumbuh, berkembang, membelah, kontrol internal, fermentasi)
CO2 6. Sel pertama parasit saprofit kemosintesis pemakan 7. Revolusi Oksigen O2 + metan O2 + amonia O2 + O2 O2 + logam/metal O2 + organisme
klorofil fotosintesis
CO2 + H2O
Gula, O2
CO2 N2 O3 oksidan, batuan organisme aerob/respirasi aerob
ATOM E V O L U S I
UNSUR
K I M I A
ANORGANIK ORGANIK SEDERHANA
ORGANIK KOMPLEKS
E V O L U S I
B I O L O G I
SEL PERTAMA (PRIMITIF)
MONERA PROTISTA
HEWAN
TUMBUHAN
