Bahan Ajar evolusi I

BAHAN AJAR EVOLUSI DAN PALEONTOLOGI

Oleh :

Nama : Hermina Rosana Dhane NIM : 1506050025

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK UNIVERSITAS NUSA CENDANA

KUPANG 2017

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya maka penulis dapat menyelesaikan bahan ajar mata kuliah Evolusi dan Paleontologi ini dengan tepat waktu.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Dosen Pembina mata kuliah Evolusi dan Paleontologi Ibu Maria T. L. Ruma yang telah membimbing penulis dalam belajar. Tidak lupa penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah turut serta membantu dalam penyusunan bahan ajar ini sehingga bahan ajar ini dapat terselesaikan.

Penulis selaku penyusun menyadari bahwa penyusunan bahan ajar ini masih jauh dari kategori sempurna sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk perbaikan bahan ajar yang selanjutnya.

Mudah-mudahan dengan adanya pembuatan bahan ajar ini dapat memberikan manfaat berupa ilmu pengetahuan yang baik bagi penulis maupun bagi para pembaca.

Kupang, 05 April 2017

BAB I

SEJARAH TEORI EVOLUSI

Lingkungan hidup yang ada di bumi mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Seiring dengan perubahan lingkungan tersebut, terjadilah pula perubahan pada makhluk hidup. Perubahan–perubahan yang terjadi pada makhluk hidup dari zaman ke zaman dipelajari dalam suatu teori yang disebut teori evolusi.

Teori evolusi masih dipertentangkan hingga saat ini. Maka dari itu, pada materi kali ini penulis akan membahas mengenai pandangan-pandangan para ilmuwan mengenai kehidupan ini sendiri. Hal ini ditujukan untuk meluruskan ke salah pengertian mengenai teori evolusi. Bahwa sebenarnya tidak ada pertentangan antara teori Evolusi dengan agama. Yang terjadi pada masa lampau adalah ke salah pengertian karena ilmu pengetahuan itu sendiri belum berkembang.

Teori evolusi terus mengalami perkembangan menurut bermacam- macam waktu dan konsep-konsepnya. Dalam Kegiatan Belajar ini diterangkan prinsip-prinsip yang berbeda-beda sesuai dengan masa teori tersebut. Kegiatan Belajar ini menjelaskan mengapa teori evolusi ini tidak bertentangan dengan agama manapun di dunia. Dengan teori evolusi modern akan dipelajari proses-proses yang terjadi pada masa lalu, atau proses yang mungkin terjadi pada masa lalu, serta metodologi dan latar belakang pemikiran, dan analisisnya (Gambar 1.1).

Gambar 1.1. Darwin dan Kronologi teori Evolusi (Campbell) A. Perubahan Pandangan Mengenai Teori Evolusi

Teori Evolusi pun mengalami “Evolusi” sama seperti waktu orang mengemukakan bahwa bumi berputar mengelilingi matahari, banyak mendapat tentangan, bahkan hingga dipenjara. Hal ini dapat dipahami, mengingat orang tidak begitu mengerti

mengenai apa yang sebenarnya menjadi landasan dari pernyataan yang dibuat para ahli tersebut. Dalam hal ini, Charles Darwin lebih beruntung, mengingat Ilmu Pengetahuan sedang berkembang pesat, dan suatu pernyataan ilmiah harus ditentang dengan bukti-bukti ilmiah pula. Hanya di kalangan awam, hal ini masih terus berlanjut hingga sekarang. Tujuan dari Kegiatan Belajar ini adalah untuk meluruskan arti ilmu evolusi bagi mereka yang belum mengerti mengenai makna sebenarnya dari teori Evolusi.

1. Masa Fiksisme

(Tokoh-tokohnya: Aristoteles, Plato, Leeuwenhoek, Cuvier, Linnaeus, Buffon, Hooke)

Para ahli hingga abad ke-18 beranggapan bahwa suatu organisme sesamanya adalah identik sebagai ciptaan Tuhan (Fix = tetap, maksudnya tidak berubah). Pada masa itu tidak pernah dipersoalkan mengenai hubungan kekerabatan antara satu organisme dengan organisme yang lain. Semua kegiatan biologis dianggap sesuai dengan semua ajaran yang sudah diturunkan dalam kitab-kitab melalui para Nabi. Adanya kelainan atau cacat tubuh dianggap sebagai kutukan, sehingga orang tersebut dikucilkan masyarakat. Kemiripan atau kesamaan antara dua jenis organisme dianggap sebagai suatu kebetulan. Teori fiksisme dianggap sebagai satu-satunya teori yang tidak dapat diganggu gugat oleh siapa pun juga. Matahari dipercaya berotasi mengelilingi bumi, sehingga orang yang berpendapat dan yang menyatakan bahwa bumi mengelilingi matahari langsung masuk penjara karena dianggap menghujat Tuhan. Pada waktu itu Linnaeus (Carl von Linné) mengemukakan pengelompokan organisme hidup dalam bukunya, Sistema Naturae) yang didasarkan atas kesamaan alat reproduksi pada tanaman, sedangkan pada hewan dikelompokkan berdasarkan kesamaannya. Meskipun tidak mendapat tentangan, Linnaeus sudah mengelompokkan manusia bersama-sama dengan kera (kera = primata tidak berekor; monyet = primata berekor), namun tidak menimbulkan kontroversi pada waktu itu.

2. Masa Adaptasi dan Transformasi

(Tokoh-tokohnya a.l: Hutton, Malthus, Lamarck, Lyell)

Pada masa ini manusia mulai menyadari bahwa mereka tidak betul-betul sama antara satu dengan yang lainnya. Hal yang sama dapat pula diamati pada

tumbuh-tumbuhan, bahwa tidak ada satu pohon pun yang mempunyai cabang yang tepat sama. Oleh karena itu, timbullah masalah mengenai dari mana datangnya perbedaan-perbedaan antarindividu. J.B. Lamarck mencoba menjelaskan bahwa perbedaan-perbedaan antarindividu tersebut disebabkan oleh kebiasaan individu tersebut. Pohon yang tertiup angin dari Barat mempunyai cabang pendek di sebelah Barat dan lebih panjang di sebelah Timur. Manusia yang sering berolahraga akan mempunyai tubuh besar. Namun Lamarck kemudian memperkirakan bahwa orang bertubuh besar akan mempunyai anak bertubuh besar. Dari satu segi memang demikian, tetapi kemungkinan lain pun sama besarnya. latihan adalah suatu proses adaptasi, sedangkan perubahan yang terjadi adalah proses transformasi. Menurut Lamarck, hal yang diperoleh dari latihan dapat diturunkan kepada anaknya.

3. Masa Seleksi Alam

(Tokoh-tokonya: C. Darwin, A.R. Wallace)

Pada masa ini Darwin dan Wallace bekerja secara terpisah. Darwin yang sebelumnya sekolah untuk menjadi imam dan kemudian sekolah kedokteran, merasa bahwa apa yang diberikan di bangku Universitas tidak memadai. Beliau banyak membaca dan pemikirannya dipengaruhi oleh tulisan Malthus mengenai Essay on the principle of Population. Beliau pun pernah bekerja dengan Lyell dan mempelajari fosil. Dengan pengetahuan ini, kemudian beliau berlayar dengan kapal “the Beagle” selama beberapa tahun keliling dunia. Dari pengalaman studinya dan perjalanan dengan kapal “the Beagle”, beliau memikirkan mengenai asal-usul burung di kepulauan Galapagos. Hasil pemikirannya kemudian didiskusikan dengan sejumlah ahli di Inggris.

Wallace berlayar ke daerah jajahan Inggris di Malaysia, dan kemudian bekerja di Borneo dan terus bekerja di Sulawesi dan Maluku. Di sana beliau melihat betapa berbedanya kandungan fauna di Indonesia Barat dan Indonesia Timur. Di kepulauan Aru, beliau menderita sakit Malaria, yang pada waktu itu tidak ada obatnya. Ketika pada suatu hari beliau tiba-tiba sembuh, timbullah pemikiran mengenai kesembuhan itu. Dari penyakitnya itu timbullah ide mengenai hukum alam: siapa yang kuat, dialah yang menang atau “survival of the fittest”. Pemikiran ini dituangkan dalam suatu karya ilmiah. Ternyata teori Wallace ini

serupa dengan teori pemikiran Darwin sehingga Wallace diminta oleh “Royal Society of London” untuk menunggu agar Darwin pun membuat karya ilmiah mengenai teorinya dan kemudian kedua karya ilmiah tersebut dibacakan. Menurut teori Evolusi tersebut, suatu organisme beraneka ragam dan alam yang akan melakukan seleksi. Individu yang sesuai akan dapat bertahan, sedangkan yang tidak kuat akan mati. Hanya Darwin belum merasa puas, karena Beliau belum dapat menerangkan dari mana datangnya keanekaragaman.

4. Masa Teori Genetika

(Tokohnya: Mendel, De Vries, Tschernov, W.Bateson; Weismann)

Dalam kehidupan membiara, seorang biarawan sering kali menanam kebutuhan sehari-hari seperti sayur-sayuran dan buah-buahan. Kalau mereka mempunyai waktu luang maka waktu tersebut digunakan untuk mengerjakan sesuatu yang berguna dengan seizin kepala biara. Pada tahun 1865 Gregor Mendel, seorang biarawan Katolik mengemukakan hasil pengamatan penelitiannya selama menanam sayuran dalam rangka mencari suatu bibit unggul. Mendel mengemukakan bahwa sifat-sifat tertentu ternyata diturunkan dengan ketelitian yang cukup akurat. Oleh karena itu, beliau mengemukakan dua macam hukum penurunan yang kemudian dikenal sebagai hukum Mendel. Sayang sekali, hasil penelitian ini masih terlalu maju untuk zamannya, sehingga tidak ada seorang pun yang mengerti dan kemudian tersimpan begitu saja di perpustakaan. Sekitar 35 tahun kemudian, beberapa peneliti (Hugo de Vries dan Tschernov) menemukan kembali hukum Mendel tersebut secara independen. Ketika mereka memeriksa kepustakaan untuk meneguhkan penemuan mereka sebagai penemu pertama, ternyata penemuan tersebut sudah pernah dipublikasikan lama sebelumnya. Hukum Mendel yang ditemukan kembali kemudian merangsang para peneliti untuk mendalami bidang ilmu yang baru ini dan disebut ilmu Genetika. Selama 30 tahun berikutnya, ilmu Genetika berkembang dengan pesat, namun keberadaan ilmu ini baru berjalan sejajar dengan ilmu Evolusi sebagai dua disiplin ilmu yang terpisah dan tanpa ada sangkut pautnya. Apabila Charles Darwin berkesempatan membaca tulisan Mendel, maka mungkin ia merasa sebagai orang yang paling berbahagia di muka bumi, karena hukum Mendellah yang dapat menerangkan banyak hal yang tidak dapat diterangkan oleh teori Evolusi waktu itu. Selama 30

tahun kemudian, Ilmu Genetika berkembang dengan sangat pesat, bahkan lebih pesat dari ilmu Evolusi itu sendiri.

5. Masa Teori Sintetik

(Tokohnya: E. Mayr, P.J. Darlington, TH. Dobzhansky, Morgan, J. Huxley, G.G. Simpson)

Morgan yang bekerja dengan lalat buah Drosophila melanogaster selama lebih dari 30 tahun merupakan orang yang sangat berjasa dalam ilmu Genetika, karena berhasil menemukan banyak sekali fenomena baru mengenai kerja gen. Di lain pihak, Ernest Mayr dan P.J. Darlington yang mempelajari Taksonomi Sistematik dan Zoogeografi burung juga banyak menemukan fenomena evolusi yang baru. Dalam masyarakat ilmiah yang lebih komunikatif dibandingkan dengan masa sebelumnya, maka orang mulai melihat kaitan antara masing-masing ilmu. Ternyata bukan Ilmu Genetika dan Evolusi saja yang dapat saling menunjang, tetapi semua cabang ilmu biologi dapat dipakai untuk menerangkan fenomena Evolusi. Pendapat ini mendapat dukungan dari sebagian besar ahli biologi terkemuka di dunia, misalnya Theodozius Dobzhansky yang telah berjasa dalam merangkum begitu banyak fenomena Evolusi dari berbagai macam disiplin biologi. Hal ini menyebabkan teori Evolusi masuk dalam masa baru yang kemudian dikenal dengan Teori Sintetik Evolusi.

6. Masa Evolusi Modern

(Tokohnya: R.A. Fischer; S. Wright, F Haldane, M. Nei, M. Kimura, T. Ota)

Setelah ditemukannya struktur DNA dan majunya perkembangan komputer, maka teori Evolusi pun mengalami kemajuan yang pesat. Dengan analisis DNA, maka segala kemungkinan yang dahulu mustahil, kini dapat dilakukan, paling tidak secara teoritis. Dengan demikian, maka kemajuan dalam bidang evolusi pun dijabarkan secara matematis dan komputer pun memegang peranan yang penting untuk menunjang kemajuan teori Evolusi. Kini data raksasa pun dapat diatasi dengan komputer dan hanya akan memakan waktu beberapa menit saja untuk memperoleh jawaban.

Di dalam era evolusi modern terdapat dua kelompok pemikiran, yaitu : a. Pemikiran kelompok netralis

Apa pun bentuk suatu populasi, maka seleksi alam akan menyebabkan hilangnya suatu alel, sedangkan mutasi akan menambahkan suatu alel pula. Karena proses ini berlangsung sejak adanya kehidupan di muka bumi adalah lazim untuk mengkaji berapa banyak individu yang harus mati untuk menghapuskan suatu alel yang hanya dengan proses seleksi. Untuk menghilangkan suatu alel resesif dari suatu populasi, menurut perhitungan Haldane, diperlukan sekitar 300 generasi. Walaupun demikian, tidak semua mutasi menyebabkan perubahan atau hilangnya suatu alel. Kimura menyatakan bahwa perubahan alel pada dasarnya dalam suatu populasi dapat lebih cepat lagi, karena kecepatan mutasi suatu gen dapat mencapai satu asam amino setiap 107 tahun atau dengan kata lain ada satu alel yang hilang setiap 107 tahun. Mengingat bahwa jumlah asam amino yang di kode oleh DNA lebih dari 107, maka paling tidak ada satu mutasi asam amino per tahun dalam setiap spesies. Apabila hal tersebut benar, maka setiap spesies harus berkembang biak sangat cepat dan menghasilkan sebanyak-banyaknya anak, agar tidak ada alel yang hilang. Karena hilangnya suatu keanekaragaman dapat menyebabkan punahnya suatu spesies. Hal ini tidak mungkin terjadi. Oleh karena itu, para ahli matematika yang dipelopori oleh Kimura menyatakan bahwa suatu mutasi asam amino kebanyakan bersifat netral, jadi tidak terkena seleksi. Apabila seleksi pada suatu mutasi tidak ada, maka suatu spesies tidak akan dengan mudah punah, sehingga proses hilangnya suatu alel hanya bergantung kepada arus genetik dan kecepatan mutasi. Argumentasi pemikiran netralis didukung dari hasil analisis sejumlah spesies di dunia ternyata sebagian besar gen yang diteliti memiliki puluhan alel. Contoh dari suatu gen yang netral adalah kemampuan menggulung lidah. Kemampuan tersebut dimiliki sekitar 50% dari populasi manusia, sedangkan 50% lainnya tidak mampu menggulung lidah. Memang kemampuan menggulung lidah tidak pernah menjadi parameter dalam menentukan pasangan.

b. Pemikiran kelompok seleksionis

Menurut pandangan kaum seleksionis, seleksi merupakan suatu mekanisme yang harus terjadi. Tidak ada alel yang memiliki kemampuan yang sama. Meskipun beberapa alel kelihatannya tidak terpengaruh oleh suatu keadaan,

tidak berarti pada keadaan yang lain semua alel tetap tidak terkena seleksi. Memang kebanyakan alel kelihatannya netral. Hal ini disebabkan oleh ekspresi suatu gen tidak ditentukan oleh satu gen saja, tetapi oleh sejumlah gen sekaligus. Selain itu sejumlah gen bekerja sama sehingga pengaruh lemahnya suatu gen diimbangi oleh gen lain yang mempunyai pengaruh menguntungkan. Keadaan heterosigot menimbulkan efek heterosis, jadi kenyataannya terlihat lebih baik. Tetapi dalam keadaan homosigot, biasanya keadaannya akan lebih lemah. Hal lain yang menguatkan adalah pengaruh tekanan seleksi biasanya bekerja secara antagonis. Misalnya sel darah sabit adalah suatu gen yang bersifat letal, jadi seharusnya hilang karena seleksi alam. Walaupun demikian ada pengaruh lain yang menyebabkan gen tersebut membawa keuntungan. Sebagai contoh diambil penyakit malaria yang disebabkan oleh Plasmodium. Penyakit malaria akan menyerang orang yang mempunyai darah normal. Tetapi orang yang heterosigot karena memiliki sel darah sabit, resisten terhadap penyakit malaria. Suatu argumentasi lain menunjukkan bahwa pada suatu spesies, sering sekali dijumpai gen yang mempunyai beberapa alel. Tetapi mengapa ada salah satu alel yang sangat dominan dalam frekuensinya, sedangkan frekuensi alel lainnya rendah sekali. Apabila suatu gen netral terhadap seleksi, maka frekuensi alel suatu gen harus lebih kurang setimbang atau dapat juga menonjol di suatu tempat tetapi rendah di tempat yang lain.

Polimorfisme suatu gen sangat ditentukan oleh penting tidaknya suatu gen. Gen yang esensial umumnya mempunyai sedikit alel, sedangkan gen yang tidak begitu diperlukan (misalnya penghasil metabolit sekunder) mempunyai lebih banyak alel. Apabila suatu alel netral, maka tingkat polimorfisme pada kedua macam kelompok gen tersebut di atas harus sama.

B. Prinsip Dasar Yang Dianut Dalam Menerangkan Teori Evolusi

Evolusi adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan yang berangsur-angsur menuju kepada kesesuaian dengan waktu dan tempat. Jadi pada dasarnya, evolusi tidak akan pernah membuktikan bagaimana kera menjadi manusia. Suatu organisme mempunyai nenek moyang organisme lain. Sampai sekarang belum ditemukan suatu

makhluk pun di muka bumi ini yang mempunyai asal usul berbeda, misalnya yang tidak mempunyai DNA atau RNA atau yang mempunyai sistem tubuhnya berbeda (misalnya bernapas melalui kulit, mata di samping, atau telinga di bahu). Kita tidak akan pernah melihat bagaimana suatu organisme berubah menjadi organisme yang lain. Teori evolusi yang hanya didasarkan atas data fosil tidak pernah dapat menerangkan dengan lengkap mengenai apa yang terjadi pada masa yang telah silam. Oleh karena itu, dalam mempelajari evolusi suatu organisme, biasanya para ahli menggunakan metode pendekatan dan bukan pembuktian. Dalam hal ini, mereka melihat perubahan struktur dari organisme yang saling berkerabat satu dengan yang lain dan mengaitkan perubahan-perubahan ciri-ciri yang masih dapat ditelusuri. Dengan mempelajari proses perubahan sejumlah ciri tertentu maka dapat ditarik suatu kesimpulan mengenai proses evolusi dari suatu kelompok secara utuh. Perubahan-perubahan suatu ciri dapat ditelusuri dari sekelompok organisme secara holistik, sehingga kita mengetahui dengan pasti bahwa ciri tertentu berevolusi dari suatu bentuk yang primitif kepada suatu bentuk yang maju. Suatu organisme yang sudah punah dapat mempunyai ciri yang relatif maju, sedangkan suatu organisme yang masih hidup sampai sekarang dapat mempunyai sejumlah ciri yang primitif.

C. Konsep-Konsep Terpenting Dalam Ilmu Evolusi

Beberapa konsep penting yang dapat Anda temukan di dalam Ilmu Evolusi adalah sebagai berikut:

1. Perubahan evolusi adalah perubahan komposisi genetik suatu populasi pada satuan waktu tertentu.

2. Alam mengarahkan evolusi dari populasi suatu organisme.

3. Seleksi alam adalah satu-satunya kekuatan yang mengarah pada adaptasi suatu organisme

4. Seleksi alam hanya akan mengubah komposisi genetik suatu populasi apabila kondisi lingkungan cocok dengan alel yang tersedia.

5. Ada sejumlah mekanisme dari seleksi alam.

terbentuknya jenis baru.

7. Bumi berumur sangat tua. Kehidupan berusia sedikit lebih muda dari bumi dan kehidupan di muka bumi berubah dari waktu ke waktu. Banyak kelompok organisme muncul. Kebanyakan organisme yang hidup pada masa lalu, kini sudah punah.

8. Semua organisme yang hidup sekarang mempunyai sejarah dan hubungan dengan organisme yang hidup pada masa lalu. Biosistematik adalah ilmu yang mempelajari hubungan kekerabatan dan evolusi dari jenis-jenis yang berkerabat. Hubungan filogenetik dapat digunakan untuk melihat bukti-bukti evolusi. Hubungan tersebut dapat dipelajari dengan meneliti keserupaan dari fosil, morfologi, maupun struktur biokimiawi suatu kelompok organisme.

RANGKUMAN

Teori Evolusi memaparkan bagaimana manusia mengalami perubahan dalam cara melihat sesuatu fenomena. Ada perubahan yang sangat mendasar, akibat dari sifat manusia yang demikian berubah, dari menerima kenyataan tanpa bertanya menjadi seorang pemikir. Ini sebenarnya adalah proses evolusi manusia yang sangat drastis di dunia. Manusia dengan tingkat intelegensia sedikit di atas kera kini menjadi demikian pandai. Tekanan seleksi alam yang sebelumnya ditujukan pada kekuatan fisik sudah berubah sama sekali menjadi kekuatan daya pikir atau kecerdasan. Kalau dahulu orang tua menginginkan anaknya yang kuat dan sehat, maka kini kecerdasanlah yang diharapkan.

1. Organisme hidup mempunyai kemampuan adaptasi dalam lingkungan hidupnya. 2. Banyak orang sebelum Darwin sudah berpikir adanya kemungkinan bahwa suatu

spesies berubah dari waktu ke waktu. Tetapi mereka lebih yakin, bahwa organisme tidak berubah.

3. Teori Darwin mengenai Evolusi akibat seleksi alam dapat menerangkan kaitan antara perubahan dan adaptasi

4. Banyak orang pada zaman Darwin mengakui konsep Evolusi, tetapi tidak percaya dengan seleksi alam.

6. Pada masa Teori sintetik, manusia baru menyadari bagaimana ilmu Genetika dapat bekerja sama secara harmonis dengan teori Evolusi.

7. Pada masa teori modern, semua ilmu ikut berkontribusi dalam kemajuan teori evolusi

8. Pemikiran netralis maupun pemikiran seleksionis masing-masing mempunyai kebenaran. Bahwa dalam kehidupan, kedua-duanya diperlukan untuk kelangsungan hidup suatu organisme. Suatu keanekaragaman dapat bersifat netral pada suatu keadaan, tetapi mungkin terkena seleksi pada keadaan yang lain.

9. Evolusi adalah perubahan berangsur-angsur menuju kesesuaian dengan keadaan dan waktu. Oleh karena itu, perubahan yang berangsur-angsur dapat diterangkan dengan mudah karena adanya ilmu genetika. Pada prinsipnya, perubahan berangsur-angsur adalah perubahan frekuensi alel per satuan waktu.

10. Evolusi adalah penyempurnaan dari yang sudah ada. Jadi semua struktur yang kita lihat dan pelajari sekarang adalah ciptaan yang kemudian mengalami modifikasi (perubahan berangsur-angsur) menuju kesempurnaan yang sesuai dengan waktu dan tempat.

11. Seleksi alam adalah satu-satunya kekuatan yang mengarahkan evolusi. Seleksi alam tersebut selalu berubah-ubah sejalan dengan waktu. Jadi sebenarnya evolusi tidak mempunyai tujuan akhir, karena seleksi tidak mengarah pada satu tujuan akhir.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell. (1992). Biology. Benyamin Cummings Publ. Co.

BAB II

WAKTU GEOLOGI

Sejarah muka bumi bersama dengan isinya merupakan hal yang menarik, mengingat kita yang mempelajarinya akan dibawa kepada masa yang telah silam, bahkan sampai kepada masa bumi belum berpenghuni sekalipun. Di dalam Kegiatan Belajar ini, Anda akan melihat bahwa timbulnya kehidupan berlangsung sangat lama, kira-kira 1500 juta tahun lamanya bumi belum berpenghuni, sedangkan munculnya manusia baru berlangsung kurang dari lima juta tahun yang lalu.

Berdasarkan kejadian-kejadian signifikan yang terjadi selama sejarah bumi, maka para ahli membagi sejarah bumi menjadi beberapa interval waktu. Skala waktu geologi adalah sistem penanggalan bumi yang dipakai untuk menjelaskan waktu dan hubungan antar peristiwa yang terjadi sepanjang sejarah bumi. Skala waktu geologi digunakan oleh para ahli geologi dan ilmuwan untuk menjelaskan waktu dan hubungan antar peristiwa yang terjadi sepanjang sejarah Bumi. Waktu geologi bumi disusun menjadi beberapa unit menurut peristiwa yang terjadi pada tiap periode.

A. Pengertian Waktu Geologi

Waktu geologi adalah skala waktu yang meliputi seluruh sejarah geologi bumi dari mulai terbentuknya hingga saat ini. Sebelum perkembangan dari skala waktu geologi pada abad ke-19, para ahli sejarah mengetahui bahwa bumi memiliki sejarah yang panjang, namun skala waktu yang digunakan sekarang dikembangkan sejak 200 tahun terakhir dan terus-menerus diperbaiki. Skala waktu geologi membantu para ilmuwan memahami sejarah bumi dalam bagian-bagian waktu yang teratur. Sebagian besar batas pada skala waktu geologi sekarang berhubungan dengan periode kepunahan dan kemunculan spesies baru.

B. Penentuan Umur Geologi

Metode-metode penentuan umur geologi yang sekarang dipakai adalah metode penentuan secara relatif (dengan fosil/stratigrafi) dan metode penentuan secara radiometric (absolut).

Penentuan umur absolut adalah umur yang diperoleh berdasarkan pengukuran. Pengukuran dapat dilakukan berdasarkan unsur radioaktif yang terdapat pada batuan tersebut dengan mengukur waktu paruhnya.

Berikut ini percobaan–percobaan untuk menentukan umur batuan-batuan secara absolut :

a. Herodotus ( 450 SM )

Herodotus (450 th sebelum Masehi) menulis bahwa patung Rameles II di Memphis (lembah Sungai Nil) Umurnya lebih dari 3000 Tahun. Patung tersebut sekarang tertimbun ± 10 cm diperlukan satu abad. Proses pengendapan sama dengan kecepatan pengendapan. Tetapi akan sulit dan tidak tepat kalau hal tersebut dipergunakan untuk menentukan menentukan umur karena faktor–faktor kecepatan pengendapan disetiap tempat tidak sama, demikian pula faktor waktu terjadinya sekarang dan dahulu tidak sama.

b. Menghitung kadar garam

Dianggap bahwa semua garam yang ada dilautan berasal dari daratan yang diangkut melalui sungai - sungai ke laut. Hal ini juga kurang cocok disebabkan karena :

 Pengangkutan selama waktu geologi telah mengalami berbagai perubahan yang besar.

 Sebagai NaCl telah terikat dalam endapan–endapan yang terbentuk.

Misalnya yang dilakukan di air terjun Niagara, dimana setiap tahun batuannya terkikis oleh air sehinga letak air terjun makin ke arah hulu. Hal ini juga tidak dapat diberlakukan secara umum karena tidak selalu sama pengikisan batuan tersebut pada waktu yang sama. Juga batuan yang beraneka, besar penggikisan tidak sama. Batuan keras mestinya lebih tahan dibandingkan dengan batuan yang lunak.

d. Cara radioaktif.

Asas keradioaktifan, bahwa beberapa unsur tertentu mengalami pemisahan sehingga yang mempunyai berat atom tinggi berubah ke yang mempunyai berat atom kecil dan akhirnya menjadi unsur yang mantap (misalnya timbal). Waktu yang diperlukan dari unsur – unsur radioaktif dapat diketahui sehingga dapat menghitung berdasarkan unsur yang sekarang ada dapat menentukan kapan terbentuknya (menentukan waktu umur mutlak).

Penentuan umur dengan radiometri memberikan keuntungan kita dapat menafsirkan umur suatu contoh batuan. Radiometri memberikan keterangan dalam jutaan tahun. Penentuan umur dengan cara radiometri adalah mengamati peluruhan atom-atom yang ada pada suatu batuan. Contohnya isotop dengan nomor atom yang lebih besar, seperti mineral-mineral yang ada pada batuan beku. Suatu atom lama-kelamaan akan mempengaruhi peluruhan atau pengurangan, tapi peluruhan radioaktif adalah reaksi dimana jumlah atom yang terurai dalam suatu waktu t adalah setara atau proporsional dengan jumlah yang ada. Perbandingan ini digunakan untuk menentukan umur batuan.

Pada saat atom mengalami peluruhan waktunya tidak dapat diperkirakan tapi pada nomor atom yang lebih besar hal itu mungkin dilakukan dengan perbandingan waktu peluruhan yang dibutuhkan. Radioaktifitas proses statistik yang mengikuti hukum probabilitas, mirip dengan melempar uang logam. Suatu isotop mempunyai sifat yang khas yaitu waktu paruh, ia akan memberikan gambaran statistik dari waktu yang diperlukan untuk peluruhannya. Waktu paruh

didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk terurainya setengah dari atom yang semula ada. Perbandingan ini digunakan untuk menentukan umur batuan.

2. Penentuan Umur Relatif

Penentuan umur relatif adalah umur yang diperoleh berdasarkan posisi batuan atau fosil relatif terhadap posisi batuan atau fosil disekitarnya. Akibat dari keterbatasan dalam menggunakan penentuan umur secara radiometri untuk mengidentifikasi waktu pembentukan batuan sedimen, teknik penentuan umur secara relatif umum digunakan. Beberapa hukum geologi telah dikembangkan untuk mengembangkan penentuan umur pembentukan batuan sedimen secara relatif.

a. The Law of Original Horizontality

Hukum ini meyatakan bahwa kedudukan awal pengendapan suatu lapisan batuan adalah horisontal, kecuali pada tepi cekungan memiliki sudut kemiringan awal (initial – dip) karena dasar cekungannya yang memang menyudut. Bila suatu batuan sedimen ditemukan dalam posisi miring atau terlipat maka batuan tersebut telah mengalami suatu deformasi setelah pengendapan akibat tektonik.

Gambar 2.1. Hukum original horizontality

b. The Law of Superposition

Hukum ini menyatakan bahwa dalam kondisi normal (belum mengalami deformasi), perlapisan suatu batuan yang berada pada posisi paling bawah

merupakan batuan yang pertama terbentuk dan tertua dibandingkan dengan lapisan batuan diatasnya. Ketika seseorang akan menguji lapisan batuan untuk menentukan umurr relatifnya, hal terpenting yang pertama kali harus dilakukan adalah memastikan bahwa batuan tersebut tidak mengalami pembalikan lapisan akibat aktivitas tektonik. Hal ini dapat dibuktikan dengan melihat beberapa kenampakan sedimen yang hanya terjadi pada bagian atas (top) atau bawah (bottom) dari sebuah lapisan batuan sedimen, seperti mud crack, ripple, graded bedding pada Bouma sequence, load structure, flute mark, dan beberapa fosil jejak.

Gambar 2.2. Hukum Superposisi

c. The Law of Faunal Succession

Hukum ini menyatakan bahwa dalam suatu urutan batuan secara vertikal, kandungan fosilnya mengalami pergantian secara sistematis. Pada setiap lapisan yang berbeda umur geologinya akan ditemukan fosil yang berbeda pula. Secara sederhana bisa juga dikatakan Fosil yang berada pada lapisan bawah akan berbeda dengan fosil di lapisan atasnya. Fosil yang hidup pada masa sebelumnya akan digantikan (terlindih) dengan fosil yang ada sesudahnya, dengan kenampakan fisik yang berbeda (karena evolusi). Perbedaan fosil ini bisa dijadikan sebagai pembatas satuan formasi dalam lithostratigrafi atau dalam koreksi stratigrafi.

Gambar 2.3. Hukum Faunal Succession

Hukum ini menyatakan bahwa hubungan petong–memotong (cross–cutting relationship) adalah hubungan kejadian antara satu batuan yang dipotong/ diterobos oleh batuan lainnya, dimana batuan yang dipotong/diterobos terbentuk lebih dahulu dibandingkan dengan batuan yang menerobos.

Gambar 2.4. Ilustrasi hukum Crosscutting.

Ketidakselarasan (unconformity) adalah hubungan antara satu lapis batuan dengan lapis batuan lainnya (batas atas atau bawah) yang tidak kontinyu (tidak menerus), yang disebabkan oleh adanya rumpang waktu pengendapan. Ketidakselarasan terjadi ketika sedimen tidak diendapkan atau ketika diendapkan lalu mengalami erosi. Hal ini penting untuk mengetahui adanya suatu interval waktu geologi yang tidak ada catatan pada lokasi tertentu. Pada waktu tersebut, proses geologi seperti pengangkatan tektonik atau fluktuasi permukaan air laut mugkin telah terjadi. Dalam geologi dikenal 3 (tiga) jenis ketidak selarasan, yaitu:

1) Disconformity, adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan lainnya (kelompok batuan lainnya) yang dibatasi oleh satu rumpang waktu tertentu (ditandai oleh selang waktu dimana tidak terjadi pengendapan).

2) Angular unconformity (ketidakselarasan bersudut), adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan lainnya (kelompok batuan lainnya), memiliki hubungan / kontak yang membentuk sudut.

3) Nonconformity, adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan beku atau metamorf.

Gambar 2.5. Jenis ketidakselarasan

C. Pemisahan Waktu Geologi

Waktu geologi dipisah-pisahkan atas sejumlah Eon, Era (3-4), Periode, Kurun atau epok dan Formasi atau Masa. Walaupun demikian, Kurun dan Formasi tidak banyak dipakai dalam buku-buku, kecuali untuk Era Senosoik. Suatu Era dapat menyangkut banyak Periode, dan satu Periode dapat terdiri dari beberapa Kurun dan seterusnya.

Perhatikan profil fosil pada Tabel 2.1. Di sana dapat kita lihat bahwa keberadaan fosil pada dasarnya menunjukkan kapan fosil suatu organisme mulai ada dalam lapisan tanah. Namun keberadaan suatu organisme dalam bentuk fosil tidak menjamin bahwa organisme tersebut baru muncul. Hal ini disebabkan oleh individu yang menjadi fosil jumlahnya sangat sedikit kalau dibandingkan dengan organisme yang ada. Dari 5 miliar manusia yang hidup di muka bumi sekarang, belum tentu ada satu orang pun yang menjadi fosil. Selain itu, sudah didiskusikan di atas, bahwa dengan adanya kemungkinan transportasi, menyebabkan suatu fosil dapat berada dalam lapisan yang lain. Hal ini mungkin dapat ditelusuri dengan melihat profil fosil kelompok tersebut. Adanya celah dalam profil fosil dapat memberikan petunjuk adanya transportasi, namun adanya celah pada awal keberadaan suatu kelompok dapat mencerminkan sedikitnya anggota kelompok tersebut pada waktu itu. Meskipun awal keberadaan suatu organisme dapat ditunjukkan oleh keberadaan fosilnya, besar kemungkinan bahwa organisme tersebut sudah ada jauh sebelumnya, tetapi tidak ada yang menjadi fosil.

Pembagian waktu Geologi umumnya didasarkan atas macam-macam fosil dominan yang ditemukan, dan bukan atas lamanya suatu Eon, Era, atau Periode. Suatu Periode

dan Kurun biasanya dibagi lagi atas bagian yaitu: atas, tengah dan bawah, atau awal, tengah dan akhir, namun hal ini dapat dilakukan untuk setiap pembagian waktu yang ada. Pembagian yang lebih kecil, pada dasarnya akan sangat berbeda dari daerah ke daerah. Misalnya ada Formasi Trinil atau Formasi Sampung dan lain-lain di Jawa Tengah. Penamaan suatu lapisan biasanya dikaitkan pula dengan tempat fosil dan macam batuan tersebut ditemukan.

Selain fosil dan waktu (umur), Skala waktu Geologi dapat memberikan gambaran yang cukup lengkap mengenai hal-hal lainnya. Tetapi apabila semuanya digambarkan, maka dibutuhkan suatu lembaran yang relatif besar. Oleh karena itu, hanya digambarkan hal-hal yang penting saja, misalnya kehidupan darat dan laut, kepunahan, glasiasi dan cuaca secara umum serta sedikit mengenai pergeseran benua.

Skala Waktu Geologi disusun menjadi beberapa unit menurut peristiwa yang terjadi pada tiap periode. Masing-masing zaman pada skala waktu biasanya ditandai dengan peristiwa besar geologi atau paleontologi, seperti kepunahan massal.

Tabel 2.1. Data Fosil dari Sejumlah Kelompok Organisme dan Waktu Munculnya di Permukaan Bumi

Berikut ini merupakan pembagian masing-masing zaman berdasarkan waktu geologis:

1. Eon Pra-Kambrium

Masa ini terbagi lagi menjadi beberapa era yaitu : era Azoikum, era Arkean dan era Proterozoikum.

a. Era Azoikum (Hadean/Priskoan)

Masa Tanpa Kehidupan (4.6 – 4 Milyar tahun lalu). Masa ini merupakan masa pemadatan (kondensasi) bumi dan pada masa ini pula bumi berupa lautan api, dimana sangat sering terjadi hujan meteorit.

b. Era Arkean (Arkeozoikum)

Masa Kehidupan Purba (4–2.5 Milyar tahun lalu). Masa ini merupakan masa pembentukan Litosfer, Hidrosfer dan Atmosfer. Masa pemunculan kehidupan paling primitif (purba) yang bermula di dalam samudra berupa mikro-organisme dari jenis bakteri dan ganggang. Fosil yang yang ditemukan pada masa ini adalah Stromatolites dan Cyanobacteria.

c. Era Proterozoikum

Masa Kehidupan Awal (2.5 Milyar–540 Juta tahun lalu). Masa perkembangan kehidupan dari organisme bersel tunggal menjadi bersel banyak (Eukaryotes dan Prokaryotes) seiring perkembangan hidrosfer dan atmosfer. Menjelang akhir masa ini: muncul organisme yang kompleks sejenis invertebrata bertubuh lunak (ubur-ubur, cacing, koral) di laut dangkal. Fosil–fosil yang mencirikan masa ini: Stromatolit, Cacing beruas, Cacing beludru, Cacing gilig dan Ubur-ubur.

2. Eon Fanerozoikum

Pada masa ini terdiri dari 3 era yaitu Paleozoikum, Mesozoikum dan Kenozoikum.

a. Era Paleozoikum

Masa Kehidupan Tua (540 – 245 Juta tahun lalu). Pada era ini awal kehidupan invertebrata bawah laut muncul. Kemudian pada era ini terbagi atas 6 periode yaitu:

1) Periode Kambrium (540 – 510 Juta tahun lalu)

Merupakan masa perkembangan kehidupan dari organisme bersel tunggal menjadi bersel banyak (Eukaryotes & Prokaryotes) seiring perkembangan hidrosfer dan atmosfer.

Menjelang akhir masa ini: muncul organisme yang kompleks sejenis invertebrata bertubuh lunak (ubur-ubur, cacing, koral) di laut dangkal. Fosil – fosil yang mencirikan masa ini: Stromatolit, Cacing beruas, Cacing beludru, Cacing gilig dan Ubur-ubur.

2) Periode Ordovisium(510-439 Juta tahun lalu )

Merupakan periode perkembangan hewan invertebrata dan pemunculan Tetrakoral, Graptolit, Ekinoid (landak laut), Asteroid (bintanglaut), Krinoid (lilia laut) dan Bryozoa. Koral dan Alga membentuk karang laut, graptolit dan trilobit melimpah, ekinodermata dan brakiopoda mulai menyebar. Mulai muncul ikan tanpa rahang.

Di periode ini mulai terjadi migrasi kehidupan dari air ke darat. Muncul tumbuhan darat seperti Pteridofita (tumbuhan paku). Di dalam laut hidup kalajengking raksasa (Eurypterid) dan ikan berahang serta ikan berperisai tulang.

4) Periode Devon (408-362 Juta tahun lalu)

Merupakan periode perkembangan jenis ikan dan tumbuhan darat, ikan berahang dan hiu semakin aktif sebagai pemangsa di lautan, hewan amfibi mulai berkembang dan beranjak ke daratan dan tumbuhan darat semakin umum dan mulai muncul serangga.

5) Periode Karbon (362-290 Juta tahun lalu)

Merupakan periode perkembangan hewan amfibi dan tumbuhan hutan, muncul pertama kali, hewan reptilia dan serangga raksasa dan pohon pertama yang muncul adalah jenis jamur klab, tumbuhan fern dan paku ekor kuda yang berkembang di rawa-rawa.

6) Periode Perem (290-245 Juta tahun lalu)

Merupakan periode perkembangan hewan reptilia yang mirip mamalia. Munculnya serangga modern, tumbuhan konifer dan ginkgo primitif. Pada akhir periode ini terjadi kepunahan masal jenis trilobit, koral, graptolit dan ikan berperisai.

b. Era Mesozoikum

Masa Kehidupan Pertenganhan (245-65 juta tahun lalu). Pada era ini terbagi atas 3 periode yaitu:

1) Periode Trias (245-208 Juta tahun lalu)

Pada periode ini, Gastropoda dan Bivalvia meningkat jumlahnya. Dinosaurus dan reptilia laut berukuran besar mulai muncul pertama kalinya selama zaman ini. Reptilia menyerupai mamalia pemakan daging yang disebut Cynodont mulai berkembang. Mamalia pertamapun mulai muncul saat ini. Dan ada banyak jenis reptilia yang hidup di air, termasuk penyu dan kura-kura. Tumbuhan sikada mirip palem berkembang dan Konifer menyebar. Benua

Pangea bergerak ke utara dan gurun terbentuk. Lembaran es di bagian selatan mencair dan celah-celah mulai terbentuk di Pangea.

2) Periode Jura (208-145 Juta tahun lalu)

Pada periode ini, Amonit dan Belemnit sangat umum. Reptilia meningkat jumlahnya. Dinosaurus menguasai daratan, Ichtiyosaurus berburu di dalam lautan dan Pterosaurus merajai angkasa. Banyak dinosaurus tumbuh dalam ukuran yang luar biasa. Burung sejati pertama (Archeopterya) berevolusi dan banyak jenis banyak jenis buaya berkembang. Tumbuhan Konifer menjadi umum, sementara Bennefit dan Sequola melimpah pada waktu ini. Pangea terpecah dimana Amerika Utara memisahkan diri dari Afrika sedangkan Amerika Selatan melepaskan diri dari Antartika dan Australia.

3) Periode Kapur (145-65 Juta tahun lalu)

Banyak dinosaurus raksasa dan reptilia terbang hidup pada periode ini. Mamalia berari-lari muncul pertama kalinya. Dinosaurus, Ichtiyosaurus, Pterosaurus, Plesiosaurus, Amonit dan Belemnit punah. Mamalia dan tumbuhan berbunga mulai berkembang menjadi banyak bentuk yang berlainan. Iklim sedang mulai muncul. India terlepas jauh dari Afrika menuju Asia.

c. Era Kenozoikum

Kehidupan Baru (65 juta tahun lalu – saat ini). Pada era ini terbagi atas 2 periode yaitu:

1) Periode Tersier (65 - 1.7 Juta tahun lalu)

Pada periode tersier terjadi perkembangan jenis kehidupan seperti munculnya primata dan burung tak bergigi berukuran besar yang menyerupai burung unta, sedangkan fauna laut sepert ikan, moluska dan echinodermata sangat mirip dengan fauna laut yang hidup sekarang. Tumbuhan berbunga pada periode Tersier terus berevolusi menghasilkan banyak variasi tumbuhan, seperti semak belukar, tumbuhan merambat dan rumput. Pada periode ini terdiri dari 5 kurun yaitu:

Awal pemunculan hewan pemakan rumput, primata dan burung

 Kurun Eosen (56.5 - 35.5 Juta tahun lalu)

Mamalia mulai berkembang, seperti hewan pengerat, kuda, unta dan badak. Munculnya hiu raksasa (Basilosaurus) dan burung raksasa (Diatryma).  Kurun Oligosen (35.5 – 23.5 Juta tahun lalu)

Mamaliasemakin bertambah besar ukurannya dan mamalia modern seperti gajah mulai muncul. Nenek moyang kucing, anjing dan beruang mulai berkembang. Muncul kepiting, kerang dan siput.

 Kurun Miosen (23.5 – 5.2 Juta tahun lalu)

Mamalia pemakan rumput semakin berkembang pesat. Munculnya Homonoid (Proconsul), Sapi, Domba dan Monyet.

 Kurun Pliosen (5.2 – 1.7 Juta tahun lalu)

Munculnya Hominid yang pertama. Kelompok Moluska dan Foraminifera melimpah.

2) Periode Kuarter (1.7 Juta tahun lalu – sekarang) Periode Kuarter terbagi atas 2 kurun yaitu:  Kurun Plistosen (1.7 – 10 Ribu tahun lalu)

Mamalia berkembang dengan ragam bentuk yang spektakuler, seperti Mammuth, Mastodon, Stegodon, Smilodon, Megatherium, Beruang Gua, dsb.

 Kurun Holosen (10 Ribu tahun lalu – sekarang)

Adalah kala kehidupan Manusia Modern (Homo sapiens sapiens)

RANGKUMAN

Waktu geologi adalah skala waktu yang meliputi seluruh sejarah geologi bumi dari mulai terbentuknya hingga saat ini. Metode-metode penentuan umur geologi yang sekarang dipakai adalah metode penentuan secara relatif (dengan fosil/stratigrafi) dan metode penentuan secara radiometric (absolut). Waktu geologi dipisah-pisahkan atas sejumlah Eon, Era (3-4), Periode, Kurun atau epok dan Formasi atau Masa.

Pembagian waktu geologi dimulai dari sistem tata surya kita yang mungkin terbentuk 4.600 juta tahun yang lalu, dari gumpalan materi gas di angkasa luar yang berputar dan akhirnya memadat. Akibat benturan dengan bintang lain, maka terbentuklah planet-planet dengan bulan-bulannya. Pendinginan bumi tidak terjadi secara serempak,

sehingga mengakibatkan adanya daratan dan gunung yang tinggi. Karena ketidakrataan pendinginan, maka daratan berpindah- pindah seperti berlayar dari satu tempat ke tempat yang lain. Selama 1500 juta tahun lamanya bumi belum berpenghuni dan selama 2000 juta tahun setelah bumi terbentuk, pada umumnya baru dihuni organisme bersel satu. Kehidupan di darat baru muncul sekitar 425 juta tahun yang lalu. Kehidupan di daratan tersebut dimulai dengan munculnya serangga dan tumbuh-tumbuhan rawa. Meskipun Vertebrata sudah mulai ada sekitar 500 juta tahun yang lalu, namun manusia baru muncul sekitar 4,8 juta tahun yang lalu. Lamanya keberadaan manusia di muka bumi tidak berarti banyak dibandingkan dengan umur bumi. Walaupun demikian, manusia penyebab paling banyak perubahan.

DAFTAR PUSTAKA

Djoko, T. Iskandar. 2001. Catatan Kuliah Evolusi. ITB. Bandung

Anonim. 2014. Waktu Geologi. Tersedia : http://dapix98xtrime.blogspot.co.id/ 2014/08/waktu-geologi.html (Diakses pada tanggal 3 Maret 2017)

Khairina Mufidia. 2014. Pembagian Waktu Geologi. Tersedia : http://khairinamufida. wordpress.com/2014/04/14/pembagian-waktu-geologi/ (Diakses pada tanggal 3 maret 2017)

BAB III MAKROEVOLUSI

Dalam Biologi, alam kehidupan di permukaan bumi ini bukan sesuatu yang selesai dan sekali jadi, melainkan bertahap, berevolusi dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, evolusi juga dianggap sebagai sejarah biologis adanya makhluk hidup di bumi dari waktu ke waktu. Dengan mempelajari evolusi kita memahami kehidupan dewasa ini tidak muncul begitu saja, melainkan diawali dengan munculnya organisme-organisme tertentu yang akan mengalami kepunahan ketika terjadi seleksi alam. Namun untuk individu yang dapat bertahan ada yang tetap sama seperti semula dan ada yang mengalami evolusi sehingga menjadi seperti makhluk hidup yang ada sekarang ini.

A. Pengertian Makroevolusi

Makroevolusi memiliki banyak definisi. Berikut ini beberapa definisi tentang makroevolusi :

1. Menurut NABT (2006), makroevolusi merupakan studi evolusi dari waktu ke waktu geologi(ribuan sampai jutaan tahun).

2. Menurut Carrol (2001), makroevolusi merupakan perubahan suatu spesies di tingkat lebih atas dari spesies serta pembentukan spesies yang identik dengan morfologi evolusi.

3. Menurut Levinton (2001), makroevolusi studi yang berkaitan ekologi dengan skala waktu ekologi dan tersedia hanya penelitian paleontologi sejarah perubahan.

Makroevolusi adalah skala analisis evolusi yang dipisahkan dari lungkang gen (gen pool). Dalam genetika populasi, suatu lungkang gen (atau gene pool) adalah populasi yang menampung berbagai alel yang mungkin tersedia dalam suatu spesies. Populasi menjadi lungkang gen apabila di dalamnya terdapat keunikan akibat proses saling kawin di dalamnya terjadi secara tertutup (terisolasi), terpisah dari populasi lain.

Kajian makroevolusi berfokus pada perubahan evolusioner besar yang terjadi pada tingkatan spesies atau populasi. Hal ini berbeda dengan mikroevolusi, yang merujuk pada perubahan evolusi yang kecil (biasanya dideskripsikan sebagai perubahan pada frekuensi gen atau kromosom) dalam suatu spesies ataupun populasi. Makroevolusi pertama-tama menyangkut: Suatu penyimpangan adaptif/ pergeseran adaptif suatu spesies karena suatu spesies turunan tersebut masuk ke dalam lingkungan dengan keadaan ekologi yang tidak

identik dengan lingkungan spesies induk. Agar suatu populasi dapat menjadi mantap di dalam suatu lingkungan baru, maka harus ada keadaan yang menguntungkan terjadi bersamaan.

Pertama, tidak akan ada pergeseran jika individu yang masuk dalam lingkungan baru dapat hidup. Ini berarti bahwa perbedaan ekologi antara lingkungan leluhur dengan lingkungan baru itu tidak boleh besar atau jika perbedaan itu besar seperti dalam transisi dari air ke darat, hewan baru tersebut harus sudah mengembangkan ciri-ciri yang diperlukan dalam habitat baru, seperti paru-paru pada vertebrata dalam transisi air-darat. Hewan yang baru masuk tersebut memerlukan sedikit pre-adaptasi.

Kedua, pergeseran tidak akan berhasil, bahkan pada spesies yang sudah preadaptif, jika habitat yang akan dihuni spesies baru tersebut tidak mempunyai makanan atau sumber lain yang belum dimanfaatkan sepenuhnya dalam periode ketika banyak spesies yang hidup dalam habitat tersebut menjadi penuh

Jika perbedaan lingkungan itu besar, maka populasi yang tergeser harus mempunyai pre-adaptasi dan habitat yang akan dihuni spesies baru juga harus mempunyai sumber-sumber yang belum dimanfaatkan sebelumnya.

B. Pola-Pola Makroevolusi

Makroevolusi berfokus pada pembentukan kelompok-kelompok taksonomik baru diatas tingkat spesies. Walaupun banyak mekanisme sama yang terlibat dalam spesiasi bekerja juga dalam makroevolusi, rentang waktu yang diperlukan jauh lebih besar. Banyak yang tidak mengetahui tren luas makroevolusi berasal dari rekaman fosil. Akan tetapi, perubahan-perubahan dalam sebuah kelompok yang mengarah pada terjadinya modifikasi-modifikasi yang tak seberapa drastis pada populasi atau bahkan pembentukan spesies baru (mikroevolusi) dapat dipelajari melalui pengukuran frekuensi gen dalam populasi. Pola-pola seleksi dalam makroevolusi mencakup :

1. Seleksi penstabilisasi, dengan ekstrem-ekstrem pada kedua ujung spektrum dideteksi secara tak proporsional hingga populasi cenderung mengelompok disekitar rata-rata, walaupun pada setiap dihasilkan variasi

2. Seleksi terarah (directional selection), dengan salah satu ekstrem lebih disukai daripada ekstrem yang satu lagi, sehingga nilai rata-rata cenderung bergerak ke arah ekstrem yang lebih disukai

3. Seleksi pendiversifikasi (seleksi disruptif), dengan dua atau lebih suptipe lebih disukai dan populasi cenderung berevolusi menjadi sebuah subkelompok ataupun

spesies baru. Seleksi pendiversifikasi beroperasi sangat baik pada mikroevolusi maupun makroevolusi, dan seleksi terarah mirip dengan proses makroevolusioner yang dikenal sebagai perubahan filetik.

Pola-pola dasar perubahan luas pada makroevolusi yang ditunjukkan oleh rekaman fosil adalah :

1. Perubahan filetik (anagenesis), perubahan bertahap pada satu garis keturunan sehingga pada akhirnya keturunannya sangat berbeda dengan nenek moyangnya. Anagenesis dapat disamakan dengan seleksi terarah dalam jangka waktu yang lama. 2. Kladogenesis, tren makroevolusioner dengan terjadinya percabangan. Sehingga satu

garis keturunan menghasilkan dua atau lebih garis keturunan. Populasi-populasi kecil yang muncul dari garis keturunan itu dapat berada pada posisi yang sangat memadai untuk menghasilkan kelompok-kelompok baru. Kladogenesis telah ditekankan sebagai salah satu pola makroevolusiner utama oleh Ernst Mayr.

3. Radiasi adaptif, pembentukan secara relatif mendadak banyak kelompok baru, yang mampu bergerak menuju lingkungan baru dan mengeksploitasinya. Diverifikasi yang relatif cepat dari mamalia awal selama terjadi kepunahan dinosaurus merupakan contoh yang baik dari diverifikasi semacam itu. Radiasi adaptif menggabungkan sifat-sifat kladogenesis dan anagenesis, sebab garis-garis keturunan baru yang terbentuk selama masa evolusioner yang berubah dengan cepat itu mungkin mengalami transisi-transisi yang progresif.

4. Kepunahan, lebih dari 99,99 spesies yang pernah di evolusikan kini tak ada lagi. Hilangnya keberagaman itu merupakan sifat tak terelakkan dari evolusi pada semua kingdom. Lingkungan yang berubah membuat organisme yang kemarin fit, tak lagi fit dan terancam kepunahan (Fried dan Hademenos, 2006).

C. Kemunculan Dan Kepunahan

Suatu organisme mempunyai masanya masing-masing. Kemunculan suatu organisme dapat terjadi karena adanya relung baru atau relung yang ditinggalkan. Selain ada sejumlah persyaratan yang diperlukan yang mendukung terbentuknya suatu jenis baru.

Evolusi sudah berlangsung sejak asal mula adanya kehidupan. Kapan kehidupan mulai ada, tidak dapat diketahui dengan pasti. Satu-satunya data yang dapat diperoleh mengenai hal ini adalah adanya fosil. Dari data yang dihimpun oleh ahli paleontologi diketahui bahwa fosil yang tertua yang ditemukan berumur sekitar 490 juta tahun. Data inipun masih merupakan dugaan, karena pada masa itu, tentu jumlah organisme masih sangat sedikit, sehingga fosil tidak mungkin dijumpai pada lapisan tanah. Pada waktu itu, habitat yang mungkin ada adalah air. Dengan demikian, dapat diperkirakan bahwa muka bumi masih dihuni oleh prokariot dan organisme bersel satu, terutama ganggang biru yang kemudian diikuti oleh lumut kerak dan lumut yang menghuni sekitar pantai. Suhu permukaan bumi pun diperkirakan masih jauh lebih panas dan oksigen mungkin meliputi hanya sekitar 10% dari apa yang ada sekarang.

Lapisan yang mengandung fosil tertua (Stromatolites) berupa spora, ditemukan di daerah pantai di Arabia dan Australia dan berumur sekitar 470 juta tahun yang lalu. Hal ini berarti bahwa ekosistem yang ada baru terdapat sekitar 480 juta tahun yang lalu. Setelah periode itu baru ditemukan fosil yang lebih muda di banyak daerah lain. Munculnya Kehidupan di Bumi

Pemahaman tentang urutan munculnya kehidupan di bumi lebih didasarkan pada sisa-sisa makhluk hidup yang memfosil. Pengetahuan akan kehidupan di bumi dikumpulkan dari bukti fosil terutama mulai dari era paleozoik, mesozoik, dan cenozoik. Era palezoik atau masa kehidupan kuno kira-kira 570 juta tahun sampai 340 juta tahun lalu. Era mesozoik atau era kehidupan pertama dikenal sebagai masa reptilia, mulai 230 juta tahun sampai 165 juta tahun lalu, sedangkan era cenozoik adalah era kehidupan kera atau masa mamalia dimulai kira-kira 63 juta tahun lalu.

2. Teori tentang Kemunculan dan Kepunahan Reptilia Besar

Banyak orang menganggap bahwa Mammalia menguasai muka bumi, namun hal ini dapat disebabkan karena dominasi manusialah yang merupakan penyebab utama anggapan tersebut. Tidak dapat disangkal bahwa sebenarnya Reptilia merupakan organisme yang paling sukses di muka bumi. Meskipun Reptilia tidak lagi merajai permukaan bumi, namun jumlah yang kini masih hidup di muka bumi tidak dapat dikatakan sedikit, dan kini hanya disaingi oleh kelompok Pisces. Lamanya Reptilia menguasai permukaan bumi juga menunjukkan bahwa kelompok ini merupakan

pemula di daratan dan pernah menjadi penguasa daratan (diwakili oleh macam-macam Dinosaurus). Reptilia pernah mengusai air (diwakili oleh Mesosaurus), daratan (Tyranosaurus), dan udara (Pteranodon).

Untuk mengkaji bagaimana Reptilia timbul dan hilang (terutama Dinosaurus) dari muka bumi, kita dapat mempelajari konsekuensi-konsekuensi dari kehidupan Reptilia sejak munculnya di muka bumi hingga punahnya. Sebagai hewan Vertebrata yang pertama muncul sebagai hewan daratan, maka Reptilia mempunyai konsekuensi untuk mengatasi masalah kekeringan.

Sejarah kemunculan Reptilia di daratan ditandai dengan: a. Terbentuknya sel telur berdinding ganda (telur Amniota)

b. Kulit tubuh yang ditutupi perisai (misalnya kura-kura dan Dinosaurus) atau sisik guna melindungi diri terhadap kekeringan.

c. Terbentuknya sistem eksresi yang terpisah kalau dibandingkan dengan hewan Vertebrata lainnya yang telah ada sebelumnya (Ikan, Amphibia).

d. Terbentuknya anggota gerak.

e. Terbentuknya alat indera pnglihatan, pendengaran, penciuman dan pengecapan yang lebih baik.

3. Terbentuknya Sel Telur Berdinding Ganda

a. Kapan terbentuknya telur Amniota tidak dapat ditelusuri dengan baik, karena sedikitnya data fosil.

b. Konsekuensi dari telur berdinding ganda (kapur dan selaput amnion) mengharuskan fertilisasi internal sebagai ssatu-satunya alternatif reproduksi. Dengan demikian alat kelamin sekunder jantan merupakan struktur pertama yang muncul di kelompok Vertebrata pada Reptilia (dalam bentuk sepasang Hemipenis) c. Konsekuensi lain dari munculnya sel telur berdinding kapur memerlukan suatu perubahan penting kalau dibandingkan dengan telur Amphibi atau Pisces, karena kulit kapur tersebut harus dapat menghubungkan embrio dengan dunia luar untuk pertukaran gas (Oksigen-Karbondioksida).

d. Telur Reptil ternyata ditunjang dengan terbentuknya membran amnion. Membran ini berguna untuk menangkap Oksigen yang masuk melalui dinding sel kapur tersebut. Hal ini memberikan konsekuensi bahwa telur pertama tidak mungkin terlalu besar agar pertukaran gas dapat berlangsung dengan baik.

e. Konsekuensi lainnya adalah digsntikannya insang dengan paru-paru (tahapan ini sudah dilalui oleh Amphibia).

f. Naiknya Reptilia ke daratan memberikan konsekuensi pula pada alat indera. g. Mata yang dilindung dengan membran nictitans digantikan dengan mata yang

berkelopak, juga untuk melindungi dari bahaya kekeringan.

h. Alat pendengaran yang sebelumnya terdapat pada rahang bawah (Pisces) mulai berangsur digantikan dengan telinga dalam, karena juga menghadapi tantangan kekeringan. Fungsi telinga lebih diperlukan apabila dibandingkan dengan kehidupan di dalam air, untuk mencari mangsa dan menghindar dari predator.

4. Kepunahan (termasuk Reptilia Besar – Dinosaurus)

Kepunahan dalam biologi berarti hilangnya keberadaan dari sebuah spesies atau sekelompok takson. Waktu kepunahan sebuah spesies ditandai dengan matinya individu terakhir spesies tersebut, walaupun kemampuan untuk berkembang biak tidak ada lagi sebelumnya. Tetapi dikarenakan wilayah sebaran sebuah spesies atau takson yang bisa sangat luas, sehingga sangat sulit untuk menentukan waktu kepunahan. Kesulitan ini dapat berujung kepada suatu fenomena yang dinamakan takson Lazarus, dimana sebuah spesies dianggap telah punah tetapi muncul kembali. Kepunahan merupakan kejadian hilangnya keseluruhan spesies. Kepunahan bukanlah peristiwa yang tidak umum, karena spesies secara reguler muncul melalui spesiasi dan menghilang melalui kepunahan. Sebenarnya, hampir seluruh spesies hewan dan tanaman yang pernah hidup di bumi telah punah, dan kepunahan tampaknya merupakan nasib akhir semua spesies. Kepunahan telah terjadi secara terus menerus sepanjang sejarah kehidupan, walaupun kadang-kadang laju kepunahan meningkat tajam pada peristiwa kepunahan massal.

Dalam sejarah muka bumi telah tercatat adanya lima kali peristiwa kepunahan besar-besaran, hal ini terjadi pada masa Kambrian, Ordovisian, Devonian, Permian, dan Kretasea. Diantara kelima peristiwa kematian masal, makaperistiwa kematian masal pada periode Permian merupakan kejadian yang paling aburuk dalam sejarah bumi. Pada waktu itu sekitar 75% organisme punah. Namun pada masa Kretasea sebelum peristiwa masal, jumlah organisme hidup sudah melebihi keadaan sebelum peristiwa kematian Permian. Setelah kematian Kretasea, maka kini jumlah organisme pun

masih meningkat lagi sehingga diperkirakan jumlahorganisme sudah dua kali lipat dari pada keadaan sebelum peristiwa kematian Permian (lihat gambar 3.1.).

Gambar 3.1. Kepunahan massal (Campbell, 23.13)

Adapun penyebab peristiwa tersebut yang dikemukakan oleh para ahli dan kemungkinan besar beberapa teori dapat bekerja secara simultan atau merupakan akibat dari kemungkinan terdahulu.

a. Teori Pergerakan Benua Dan Terbentuknya Pangea

Akibat bergeraknya benua, maka jumlahnya panjang pantai menjadi sangat pendek dibandingkan dengan keadaan apabila bumi terdiri dari banyak benua. Hal ini menyebabkan sejumlah besar organisme laut yang hidup di air dangkal akan punah. Selain itu konsekuensi yang juga timbul adalah adanya satu daratan menyebabkan timbulnya perubahan cuaca yang drastis. Sebagai contoh, semua daratan diberbagai benua (Afrika, Asia, dan Amerika Utara) akan memiliki daerah gurun. Daratan yanh luas dan datar menyebabkan daerah tengah tidak mendapat cukup air hujan, karena hujan sudah turun di daerah yang tidak terlalu jauh dari

pantai. Akibat timbulnya gurun yang besar, maka sebagian besar iklim akan menjadi berubah kering. Sebagian besar organisme daratan dan air akan punah.

b. Teori Vulkanisme

Mengingat contoh vulkanisme akan menimbulkan perubahan yang besar suatu daerah. Letusan suatu gunung berapi dapat berlangsung berbulan-bulan dan akibatnya paling tidak mempengaruhi sebagian muka bumi. Di Indonesia kita mengenal beberapa kepunahan yang sangat besar dan garis tengahnya lebih dari 20 km, misalnay Danau Toba, Danau Tondano dan Daerah Dieng. Diperkirakan bahwa letusan gunung tersebut beberapa ratus kali lebih dahsyat daripada letusan Gunung Karakatau. Akibat letusan gunung Karakatau saja, banjir besar menimpa daerah Negeri Belanda yang berjarak puluhan kilometer. Apabila ada sejumlah besar gunung berapi sebesar gunung Karaukatau atau Tambora meletus, maka akan timbul kegelapan selama berbuln-bulan. Hal ini akan menyebabkan perubahan cuaca yang drastis. Pengaruh letusan gunung Galunggung saja telah hampir memusnahkan beberapa spesies di Jawa. Di Pangandaran jumlah banteng tinggal 3 ekor dari sekitar 35 ekor sebelumnya. Menurut hasil visum, kebanyakan banteng mati karena ada deposit debu vulkanis di paru-paru, dan sejumlah besar abu vulkanis di dalam lambung yang tidak dapat dikeluarkan dengan feces, mungkin karena terlalu berat.

c. Teori Meteorit atau Supernova

Meteorit berukuran sangat besar yang menabrak bumi akan menyebabkan perubahan iklim global, selain menimbulkan gempa bumi, akan memberikan akibat yang serupa dengan letusan gunung merapi, yang berarti perubahan cuaca ledakan supernova bintang raksasa di luar angkasa akan menyebarkan debu bintang yang mungkin menimbulkan kegelapan. Debu bintang dapat pula mempengaruhi magnetik bumi. Apabila kutub magnetik bumi berubah, maka akan terjadi gempa bumi, karena posos bumi mengalami. Perubahan menurut penelitian, kutub magnetik bumi memang sudah tidak tepat dari yang diperhitungkan dahulu. Selain itu meteorit atau supernova dapat membawa suatu unsur seperti logam berat (misalnya Iridium) yang beracun bagi kehidupan di muka bumi.

Tabel 3.1. Pengaruh yang Ditimbulkan akibat kepunahan massal.

Periode Kemungkinan Penyebab Kepumahan Massal Eosen-Oligosen Pendinginan (bumi glasiasi), pergantian arus laut Akhir Kratasea Benturan meteorit

Akhir Triasik Kenaikan curah hujan

Akhir Permian Meteotit, pendinginan bumi (glasiasi), pangea Akhir Devonian Meteorit, pendinginan bumi (glasiasi)

Akhir Ordovisian Vulkanisme, berkurangnya lapisan es di Gondwana

Tabel 3.2. Kadar Iridium setelah kepunahan massal

Periode Kepunahan Kadar Iridium

Kratasea – Paleosen Massal Tinggi sekali (3000 ppt) Eosen - Oligosen II Massal Sedikit

Eosen - Oligosen II Massal Sedikit Eosen - Oligosen I Massal Sedikit Permian - Triasik III Massal Sedikit Permian - Triasik II Massal Normal Permian - Triasik I Massal 10 kali lipat Devonian - Karboniferus II Massal 3-7 kali lipat Devonian - Karboniferus I Massal Sedikit Ordivisisn - Silurian II Massal Normal Ordivisisn - Silurian I Massal Normal Prekambrian - KAmbrian II Massal Sedikit Prekambrian - KAmbrian I Normal Sedikit

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa kematian masal sering terjadi dalam sejarah kehidupan muka bumi, tetapi hanya kematian masal ada periode Kretasea, Paleosen, Devonian, Karoboniferus II dan Permian-Triasik I, jumlah iridium jauh di atas normal jadi kematian masal akibat meteorit hanya mungkin terjadi pada dua peristiwa saja.

Adanya benturan meteorit dapat dibuktikan dengan adanya retakan pada sejumlah besar yang ada. Retakan kristal yang dimaksudkan adalah suatu kristal yang mempunyai banyak sekali retakan, meskipun tidak hancur. Salah satu bukti kuat untuk menunjukkan adanya benturan meteorit adalah adanya kawah yang besar.

d. Teori Glasiasi

Turunnya hujan salju selama satu minggu di kota Roma menjadi berita utama di tahun 1987. hal ini disebabkan karena kota Roma tidak setiap tahun kedatangan salju. Biasanya hujan salju yang turun di sana hanya berlangsung beberapa menit

sampai satu jam dan kejadian semacam itu hanya sepuluh tahun sekali. Pada tahun 1987, salju menumpuk sampai hampir 2 meter, lalu lintas terputus, listrik banyak mengalami gangguan. Akibatnya puluhan orang meninggal dunia karena kedinginan dan kelaparan. Gambaran peristiwa di atas dapat terjadi lebih parah lagi di masa lalu. Apabila hal itu terjadi di kota, bagaimana pula keadaan alam terbuka. Banyak satwa yang mati dan tanaman yang hancur. Adanya zaman es yang menyebabkan cuaca bumi menurun secara drastis dan menimbulkan kematian masal bagi organisme yang tidak teradaptasi. Menurunnya suhu bumi sebanyak satu derajat saja sudah dapat memperluas lingkaran kutub menjadi beberapa puluh ribu Km2, dan hal ini menyebabkan kematian sorganisme di sekitar daerah tersebut.

e. Adanya Air Bah

Air merupakan penyebab kepunahan yang paling umum dijumpai. Hujan yang turun selama 4 atau 5 hari sudah menimbulkan banjir, tanah longsor, kerusakan tempat penghunian, ladang dan hewan ternak. Akibat hujan beberapa hari saja sudah dapat menaikkan air sampai beberapa meter dan di daerah muara dapat sampai belasan meter. Akibat seperti yang kita lihat di Bangladesh,banyak ternak yang mati, tananman pangan rusak total. Dan apabial hal ini berlangsung beberapa minggu saja, maka seluruh organisme di daerah akan mati. Sesudah banjir biasanya penyakit mewabah, sehingga apa yang tertinggal ikut mati pula apabila tidak ditangani.

Akibat glasiasi berakhir, maka seluruh dataran Sunda dan dataran Sahul terendam air,meninggalkan daerah dataran tinggi saja dan menjadikan Indonesia berbentuk kepulauan. Banyaknya organisme yang punah tidak dapat diperkirakan.

f. Teori Epidemi atau Pandemi

Kematian massal suatu organisme misalnya setelah glasiasi atau banjir selian memusnahkan organisme yang terdapat di daerah tersebut, juga akan menimbulkan penyakit lainnya. Ada proses pembusukan besar-besaran, dan penyakit berkembang dengan pesat karena sanitasi yang buruk. Akibatnya banyak organisme lain yang mati karena jumlah mikroba pembusukan meningkat dan menimbulkan infeksi pada organisme yang hidup di sekitarnya.

g. Teori Naiknya Suhu Muka Bumi (Grenn House Effect)

Adanya jumlah CO2 yang besar akan menyebabkan temperatur muka bumi naik. Hal ini disebabkan oleh karena CO2 akan membentuk lapisan yang menghambat masuknya sinar matahari. Akibatnya setiap pemanasan pada siang hari akan tetap tertahan pada malam hari., dan dengan demikian udara akan semakin bertambah panas pula.

h. Teori Radiasi Ultra Violet dan Lubang Ozon

Lubang ozon menimbulkan mutasi pada organisme karena kemampuannya menembus sel dan memotong-motong DNA. Rusaknya DNA umumnya menyebabkan organisme yang terkena sinar ultraviolet mengalami mutasi yang kemungkinan besar merugikan organisme sehingga dapat menyebabkan kepunahan. Dengan adanya lubang ozon, maka suhu muka bumi akan naik dan contoh pada masa kini adalah banyaknya organisme yang punah akibat naiknya temperatur muka bumi.

i. Teori Berkembangnya Mammalia Kecil Setelah Perubahan Temperatur Global Mammalia kecil diperkirakan mulai berkembang di muka bumi tidak lama setelah kemunculan Reptilia. Sebelumnya, Mammalia tertekan perkembangannya karena bersaing dengan Dinosaurus. Namun pada waktu terjadi perubahan muka bumi, keberadaan Mammalia tidak bayak terpengaruh, sebaliknya sebagian besar Dinosaurus punah.

j. Teori Campur Tangannya Manusia

Hal ini terutama berlaku untuk buaya, penyu dan kura-kura besar. Penyebabnya adalah karena over harvesting dan over exploiting untuk kesenangan sekelompok orang dan rasa sekuriti kelompok yang lain.

Hal ini disebabkan oleh banyak hal, namun ada 3 hal yang menjadi penyebab utama (epidemi, mammalia dan manusia) yang tidak mempengaruhi perubahan temperatur muka bumi secara umum, kecuali zaman modern.

Makroevolusi adalah skala analisis evolusi yang dipisahkan dari lungkang gen (gen pool). Pola-pola seleksi dalam makroevolusi mencakup :

 Seleksi penstabilisasi

 Seleksi terarah (directional selection)  Seleksi pendiversifikasi (seleksi disruptif)

Pola-pola dasar perubahan luas pada makroevolusi yang ditunjukkan oleh rekaman fosil adalah :

 Perubahan filetik (anagenesis)  Kladogenesis

 Radiasi adaptif  Kepunahan

Kehidupan yang ada dimuka bumi saat ini tidak ada dengan sendirinya, namun meewati berbagai tahap dan proses-prosesnya yaitu dimulai dari kemunculan sampai kepunahan.  Kemunculan Kelompok Organisme Tertentu

 Teori tentang Kemunculan dan Kepunahan Reptilia Besar  Terbentuknya Sel Telur Berdinding Ganda

 Kepunahan (termasuk Reptilia Besar – Dinosaurus) : Ada beberapa teori yang berkaitan dengan kepunahan (dari teori pergerakan benua dan terbentuknya pangea sampai teori campur tangan manusia).

DAFTAR PUSTAKA

Campbell. (1992). Biology. Benyamin Cummings Publ. Co.

Djoko, T. Iskandar. 2001. Catatan Kuliah Evolusi. ITB. Bandung

Sita Panjaitan. 2008. Makroevolusi. Tersedia : https://sitapanjaitan.wordpress.com/2008/ 12/-22/makroevolusi/ (Diakes pada tanggal 10 Maret 2017)

BAB IV

EVOLUSI DAN DIVERSITAS

Evolusi adalah proses perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung sangat lambat dan dalam waktu yang sangat lama. Evolusi juga merupakan perkembangan makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam jangka waktu yang lama dari bentuk sederhana ke arah bentuk yang komplek.

Faktor-faktor yang mempengaruhi evolusi adalah seleksi alam, mutasi dan peran isolasi dalam pembentukan spesies baru. Ada perjuangan untuk hidup yaitu antara individu-individu dalam suatu spesies untuk mendapatkan makanan, air, cahaya atau faktor-faktor lain yang penting dalam lingkungan itu. Melalui peristiwa isolasi dapat ditetapkan adanya perbedaan genetik. Organisme yang hidup di sekitar kita telah mengalami tahap-tahap isolasi menuju pembentukan spesies baru. Bukti teori evolusi adalah; adaptasi dan seleksi alam. Seleksi alam berlangsung secara mikro evolusi, dengan hasil akhirnya adalah adaptasi. Dua unsur yang terdapat pada teori Evolusi Darwin, yaitu; adaptasi dan pembentukan spesies baru. Terjadi adaptasi melalui proses mikro evolusi, yakni perubahan pada individu dalam populasi secara bertahap untuk membentuk spesies baru. Pembentukan-pembentukan spesies baru ini pada akhirnya akan berujung pada keanekaragaman spesies.

A. Konsep Spesiasi Dan Variasi Intraspesies

1. Konsep Spesiasi

Spesiasi merupakan proses pembentukan spesies baru. Ada beberapa pendapat mengenai proses spesiasi. Ada pendapat menyatakan bahwa proses spesiasi hanya terjadi pada masa lampau dan tidak terjadi lagi pada masa kini, sedangkan pendapat lain menyatakan bahwa spesiasi masih berlangsung hingga kini. Untuk memahami proses spesiasi, perlu diingat bahwa keadaan muka bumi pada masa lampau tidak sama dengan saat ini. Permukaan bumi yang semula panas menjadi dingin, daratan mulai terbentuk, dengan demikian terdapatlah habitat baru. Terbentuknya tumbuh-tumbuhan, hutan, padang rumput secara tidak simultan, dan terjadi di sejumlah tempat sehingga meyebabkan timbulnya habitat baru yang sebelumnya tidak ada. Kondisi iklim pada masa lalu juga berubah-ubah.Peristiwa glasiasi, letusan gunung

berapi, terbentuknya daratan menyebabkan muka bumi mengalami evolusi yang besar (Waluyo, 2005). Evolusi molekuler meliputi: evolusi makromolekul dan 2) rekonstruksi sejarah evolusi gen dan organisme. Pada organisme tingkat tinggi, kajian asal-usul organisme sangat diuntungkan oleh keberadaan mitokondria dan kloroplas karenad alam kedua organela seluler tersebut diketahui adanya DNA yang berbeda dengan DNA kromosom.Selain itu telah terbukti bahwa DNA mitokondria hanya berasal dari ibu.Untuk inilah telah asal-usul manusia, hewan dan tumbuhan tingkat tinggi banyak dilakukan dengan melakukan analisis DNA mitokondria dengan pendekatan secara molekuler. Spesiasi membahas tentang transisi mikroevolusi ke makroevolusi. Proses mikroevolusi yang terjadi pada populasi, yaitu seleksi alam, perubahan frekuensi gen, pemeliharaan variasi genetik, ekspresi khusus dari variasi gen, evolusi dari kelamin, sejarah hidup dan alokasi seksual, seleksi seksual, dan konflik genetik. Jembatan antara mikro dan makroevolusi adalah spesiasi, yang bertanggung jawab terhadap keanekaragaman kehidupan (Stearns and Hoekstra, 2003). Spesiasi merupakan proses pembentukan spesies baru dan berbeda dari spesies sebelumnya melalui proses perkembangbiakan natural dalam kerangka evolusi Kehidupan terjadi di dalam kelompok. Para ahli taksonomi memakai segala macam perbedaan, morfologi, tingkah laku dan genetik untuk mengidentifikasi spesies. Mereka mempunyai masalah yang serius untuk memutuskan bagaimana kelompok harus berbeda untuk mengklasifikasikannya ke dalam spesies yang berbeda. Terkadang perbedaan ciri satu spesies dengan spesies lainnya dapat overlap.

2. Variasi Intraspesies ( Keanekaragaman Jenis)

Keanekaragaman jenis adalah variasi antar spesies dalam satu genus. Variasi yang yang terjadi pada tingkat individu sebagai akibat pengaruh keanekaragaman gen gen yang membentuk genotip individu individu tersebut.

Keanekaragaman jenis meliputi semua spesies di bumi, termasuk bakteri dan protista serta spesies dari kingdom bersel banyak. Pada awalnya makhluk hidup didunia dibagi menjadi 2 kelompok yaitu animallia dan plantae. Setelah itu dibagi menjadi 5 kingdom yaitu Animalia, Plantae, Fungi, Protista dan Monera yang selanjutnya ada pembagian menjadi 3 domain yaitu Archaea, Eucarya, dan Bacteria. Contoh

keanekaragaman jenis adalah variasi pada tumbuhan anggota genus/marga tertentu. Pembagian makhluk hidup tersebut menunjukan bahwa makhluk hidup tersebut menunjukan bahwa makhluk hidup didunia memiliki keanekaragaman jenis yang tinggi sehingga perlu dikelompok-kelompokan.

Keanekaragaman tingkat jenis mudah diamati karena perbedaan mencolok. Misalnya variasi antara kelapa, siwalan, lontar, aren dan pinang. Meskipun mereka merupakan satu kelompok tumbuhan palem-paleman, namun masing-masing memiliki fisik yang berbeeda dan hidup di tempat yang berbeda. Misalnya kelapa tumbuh di pantai, dan aren tumbuh di pegunungan basah. Contoh lain variasi antara kucing dan harimau. Kucing dan harimau teramasuk dalam satu kelompok kucing. Meskipun demikian antara kucing dan harimau terdapat perbedaan fisik, tingkah laku, dan habitat. Keanekaragaman tingkat jenis menunjukkan adanya variasi bentuk, penampakan, dan frekuensi gen.

B. Spesiasi (Pembentukan Spesies Baru)

1. Pengertian Spesiasi

Spesiasi merupakan kejadian perpisahan garis keturunan yang menghasilkan dua spesies berbeda yang mempunyai satu populasi leluhur bersama. Menurut Kimball (1983), bahwa spesiasi adalah pembentukan satu atau lebih spesies turunan dari satu spesies moyang. Spesiasi dianggap selesai, jika kedua spesies baru tersebut tidak mampu lagi melakukan kawin silang, dan begitu seterusnya. Dapat diambil kesimpulan bahwa semua makhluk hidup yang ada berasal dan berkembang dari moyang yang sama, yaitu dari bentuk hidup tunggal yang pertama (bersel satu), seperti: Virus/Bakteri ampai yang bersel banyak, seperti : ikan, amphibia, reptilia, mamalia rendah, mamalia tinggi, dst.

Syarat terjadinya spesiasi yaitu : a. Perubahan lingkungan

Perubahan-perubahan evolusi yang terjadi disebabkan oleh perubahan frekuensi suatu alel tertentu karena adanya kondisi lingkungan tertentu. Adanya bencana alam, misalnya glasisi, vulkanisme atau akibat pergeseran benua dan proses-proses lainnya menyebabkan perubahan global yang menyebabkan timbulnya kepunahan masal di muka bumi. Kepunahan masal akan menimbulkan relung-relung tersebut baru terisi. Apabila tidak ada relung-relung yang kosong, tidak ada tempat bagi suatu spesies untuk mengalami proses spesiasi.

b. Adanya relung (niche) yang kosong

Relung adalah tempat hidup dan berinteraksinya suatu organisme. Suatu spesies akan menempati relung tertentu. Suatu relung pada umumnya hanya dapat ditempati satu jenis saja. Kalau relung tersebut kosong berarti relung tersebut tidak ditempati oleh organisme. Oleh karena itu, banyak organisme akan berusaha menempati relung tersebut.

c. Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme

Akan selalu ada organisme yang mencoba untuk mengisi relung yang kosong. Keberhasilan suatu organisme mengisi relung tersebut ditentukan oleh berapa besar kecocokan organisme tersebut dibandingkan dengan persyaratan dari relung yang kosong itu. Kalau ada suatu organisme yang memiliki keanekaragaman yang tinggi, maka akan ada banyak sekali variasi anatr individu. Keanekaragaman yang sebelumnya tidak dapat berkembang dengan baik karena adanya saingan atau predator, kini merupakan peluang bagi organisme tersebut karena pesang atau predator tersebut telah musnah. Dengan demikian, hanya ada organisme yang cocok karena ada sejumlah individu mempunyai keanekaragamn yang sama dengan relung yang ditinggalkan dapat mengisi relung tersebut.

2. Mekanisme Spesiasi

Mekanisme isolasi merupakan proses pembentukan individu baru dengan batasan-batas tertentu. Faktor-faktor yang menjadi pembatasan-batas adalah habitat yang berbeda, iklim yang berbeda, gunung yang tinggi, pematangan sel kelamin yang tidak bersama.

Mekanisme isolasi sangat berperan dalam proses terjadinya suatu pembentukan spesies baru (spesiasi). Hanya dengan mekanisme isolasi, maka proses seleksi

alamiah atau mungkin penyimpangan genetik dapat menghasilkan suatu pergeseran yang jelas dari frekuensi gen tipe parental (Kimball, 1983).

Mekanisme isolasi yang mempengaruhi terjadinya suatu proses spesiasi antara lain : a. Isolasi Geografi

Hampir semua para ahli biologi berpendapat bahwa sebagian besar faktor yang mencegah persilangan adalah pemisahan secara geografis. Kalau sistem populasi yang semula continue dipisahkan oleh sebab-sebab geografis yang menyebabkan hambatan bagi penyebaran spesies, maka sistem populasi yang terpisah ini tidak mungkin memepertukarkan susunan gen mereka dan sistem evolusi mereka selanjutnya akan terpisah. Di dalam waktu yang cukup lama, kedua sistem populasi yang terpisah itu semakin berbeda sebab masing-masing menjalani evolusi dengan caranya masing-masing. Isolasi geografi mempengaruhi terjadinya spesiasi, yaitu :

1) Spesiasi simpatrik ialah suatu pembentukkan spesies baru pada daerahgeografi yang sama dengan spesies lain yang sekerabat.spesiasi terjadi karena aspek genetik, morfologi, tingkah laku, fisiologi dan lain-lain. Contohnya populasi Mus musculus domesticus (mencit) di Eropa Barat (terutama Swiss dan Italia) memiliki sejumlah populasi kecil yang tidak interfertilisasi dengan populasi di sebelahnya walaupun penyebarannya sangat luas di Eropa Barat.

Gambar 4.1. (a) Proses spesiasi simpatri yang terjadi dalam area geografi yang sama, yaitu pada (b) Mus musculus domesticus.

2) Spesiasi tidak simpatrik ialah suatu pembentukkan spesies baru pada daerah geografi yang berbeda dengan spesies lain yang sekerabat. Proses ini dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu spesiasi alopatrik, parapatrik, dan peripatrik.

Gambar 7.4. jenis-jenis monyet E. Rudimentasi

Rudimentasi diartikan sebagai organ atau bagian tubuh suatu organisme yang pada awalnya ada tetapi semakin tidak ada fungsi karena perkembangan zaman dan proses adaptasi.

Berikut beberapa contoh rudimentasi pada organisme :

 Contoh sebelumnya menunjukan adanya celah insang pada semua Vertebrata darat. Dengan berkembangnya embrio, maka celah insang akan berkembang menjadi insang pada ikan dan katak, tetapi mengalami reduksi pada Vertebrata darat.

 Umbai cacing merupakan contoh lain dari rudimentasi sebagian usus.

 Tidak ada alasan bahwa manusia mempunyai tulang ekor, karena selama hidup tulang ekor tidak berfungsi sama sekali.

F. Biogeografi

Biogeografi adalah mempelajari distribusi geografi dari tanaman dan hewan. Dengan mempelajari biogeografi kita dapat menjelaskan mengapa spesies-spesies berdistribusi, dan apa bentuk distribusi yang diperlihatkan mengenai habitat dan daerah asal mula mereka. Dari perjalanan Darwin mengelilingi dunia dengan H.M.S. Beagle, ia menemukan bahwa spesies tanaman dan hewan umumnya tidak berdistribusi jauh dari habitat yang potensial. Studi-studi mengenai biogeografi sejak Darwin dibuktikan berulang-ulang oleh para ilmuan.

G. Fosil

Fosil (bahasa Latin: fossa yang berarti "menggali keluar dari dalam tanah") adalah sisa-sisa atau bekas-bekas makhluk hidup yang menjadi batu atau mineral. Untuk menjadi fosil, sisa-sisa hewan atau tanaman ini harus segera tertutup sedimen. Oleh para pakar dibedakan beberapa macam fosil. Ada fosil batu biasa, fosil yang terbentuk dalam batu ambar, fosil ter, seperti yang terbentuk di sumur ter La Brea di Kalifornia. Hewan atau tumbuhan yang dikira sudah punah tetapi ternyata masih ada disebut fosil hidup. Fosil yang paling umum adalah kerangka yang tersisa seperti cangkang, gigi dan tulang. Fosil jaringan lunak sangat jarang ditemukan.Ilmu yang mempelajari fosil adalah paleontologi, yang juga merupakan cabang ilmu yang direngkuh arkeologi.

Menurut Oxlay (2011), Adapun fosil-fosil manusia purba yang ditemukan di Indonesia antara lain sebagai berikut:

1. Pithecanthropus erectus. Tempat penemuan di Desa Trinil di pinggir sungai Bengawan Solo di dekat Ngawi, Propinsi Jawa Timur. Orang yang menemukannya adalah Dr. Eugene Dubois. Tahun penemuannya adalah pada tahun 1890. Fosil ini dikenal juga dengan sebutan Manusia Jawa dan merupakan jenis manusia purba yang pertama kali ditemukan di Indonesia.

2. Pithecanthropus mojokertensis. Tempat penemuannya adalah di daerah Perning, Mojokerto, Jawa Timur. Nama penemunya adalah Duyfjes dan Von Koenigswald. Tahun penemuannya adalah pada tahun 1936. Fosil ini berupa tengkorak anak-anak yang berusia sekitar 6 tahun dan diperkirakan hidup sekitar 1,9 juta tahun yang lalu. 3. Meganthropus palaeojavanicus. Tempat penemuannya di Sangiran, daerah

penemuan fosil tersebut adalah antara tahun 1936 – 1941. Fosil ini lebih besar dan lebih tegap daripada Pithecanthropus Erectus. Usianya diperkirakan paling tua di antara jenis manusia purba yang lain di Indonesia.

H. Radiasi Adaptasi

Radiasi adptasi adalah suatu fakta mengenai timbulnya suatu kelompok organisme pada suatu masa. Kemunculan kelompok organisme tersebut biasanya digambarkan sebagai kemunculan yang tidak terlalu mendadak, tetapi pada umumnya melibatkan banyak sekali anggotanya (Djoko T. Iskandar :2001).

Gambar 7.6. Pohon evolusi Finch Darwin

Radiasi adaptasi terjadi saat sebuah bentuk primitif sebuah spesies berkembang menjadi sejumlah besar bentuk modern, masing-masing teradaptasi dengan kondisi lingkungan tertentu. Salah satu contoh terbaik radiasi adaptasi adalah burung finch Darwin dari kepulauan Galapagos. Kepulauan Galapagos adalah sekelompok pulau di Samudera Pasifik yang berjarak 965 kilometer di barat Ekuador. Setiap pulau memiliki iklim mikronya sendiri dengan flora dan fauna berbeda.

Ahli biologi Charles Darwin mengunjungi Kepulauan Galapagos pada abad ke-19. Ia menemukan kalau tiap pulau memiliki tipe finch nya sendiri-sendiri. Mereka teradaptasi untuk makan makanan tertentu yang ada di pulaunya. Semua finch hanya berbeda sedikit satu sama lain dan dari burung finch primitif yang ada di daratan Amerika Selatan.

Darwin menyatankan kalau individu tertentu di tiap pulau memiliki keuntungan bertahan hidup bila mereka lebih baik dalam makan makanan yang tersedia di tempatnya. Selama banyak generasi, finch ini bertambah jumlahnya, dan karena mereka terisolasi dari

finch di pulau lain, mereka pada akhirnya menjadi spesies yang berbeda (M. Datun Sukandarrumidi : 1980).

I. Anatomi Koomparatif

Studi komparatif struktur tulang dan sistem tubuh hewan dari beragam filum menunjukkan sejumlah besar kesamaan. Bukti yang lebih jelas terletak pada perbandingan anatomi primitif dan modern. Karakter primitif adalah karakter yang ada sebelum karakter modern. Primitif tidak harus lebih sederhana, karena hilangnya sebuah struktur atau kerumitan juga termasuk perubahan. Primitif dan modern hanya dapat berguna saat kita merujuk pada bagian tertentu karakter tersebut, dan sebuah karakter dapat primitif di satu hal dan modern dalam hal lainnya.

Perkembangan kuda modern adalah salah satu bentuk yang paling lengkap dalam fosil. Peningkatan ukuran tubuh terlihat jelas seiring berjalannya waktu saat bentuk primitif memunculkan spesies modern yang lebih besar.

Saat ukuran tubuh meningkat dari Hyracotherium terkecil di zaman Eosen (sekitar 50 juta tahun lalu) hingga Equus yang terbesar (kuda modern), terdapat penurunan kerumitan pada tulang kaki. Seluruh berat kuda sekarang bertopang pada jari ketiga, sementara jari lainnya begitu kecil dan tidak banyak bermanfaat.

Gambar 7.7. Evolusi Kuda J. Bukti Biokimiawi

Fakta menunjukan bahwa adanya suatu protein sering kali bersifat universal. Misalnya enzim Laktat dehidroginase ditemukan pada semua vertebrata. Kesamaan tersebur bukan saja dari fungsinya, tetapi juga bentuk proteinnya. Lebih dekat hubungan kekerabatan dua

organisme, lebih mirip pula struktur biokimiawinya. Kesamaan ini dapat pula ditelusuri hingga pada DNAnya. Kalau kesamaan itu hanya diantara dua organisme berlainan jenis, dapat dikatakan sebagai kebetulan. Tetapi kesamaan yang dapat ditemui adalah pada semua organisme. Contoh lain adalah misalnya protein histon yang terdapat pada kacang kapri dan sapi hanya berbeda dalam dua asama amino (Djoko T. Iskandar :2001).

K. Bukti Molekuler

Evolusi melekuler merupakan merupakan proses evolusi yang terjadi pada skala DNA, RNA, dan protein. Secara garis besar, evolusi molekuler ini membahas mengenai RNA, DNA, analisis filogenik, dan evolusi eukariot. Evolusi molekuler muncul sebagai bidang ilmu pengetahuan pada tahun 1960-an ketika peneliti dari bidang biologi molekuler, biologi evolusi, dan genetika populasi berusaha memahami stuktur dan fungsi asam nukleat dan protein yang baru ditemukan. Evolusi molekuler pada dasarnya menjelaskan dinamika perubahan evolusi pada tingkat molekuler, bahasan pada evolusi molekuler itu meliputi perubahan materi genetik (urutan DNA atau RNA) dan produknya serta rata-rata dan pola perubahannya serta mengkaji pula sejarah evolusi organisme dan makromolekul yang didukung data-data molekuler (filogeni molekuler). (Eksakta, 2012)

Dalam tinjauan molekuler, evolusi merupakan perubahan susunan genetik pada generasi yang berurutan. Untuk mengetahui evolusi, sangat baik untuk mengetahui tentang genetika dari populasi (population genetic). Penelitian selama 30 tahun yang dilakukan oleh R.A. Fisher di Inggris dan S. Wright di Amerika memperlihatkan bahwa evolusi tidak mengenai sebuah gen atau suatu individu, tetapi melaui sekelompok gen atau sekumpulan individu yang disebut populasi.

Genetika individu selalu menyangkut konsep genotipe yakni konstitusi genetika pada individu. Dan jika kita katakan bahwa evolusi adalah perubahan dalam komposisi genetis dari populasi, maka yang diartikan adalah suatu perubahan dari frekuensi genetis di dalam seluruh gen (termasuk plasmagen) yang dimiliki semua individu dalam populasi tersebut.

L. Bukti Sistematik

Data sistematik dapat memberikan gambaran yang nyata dari organisme yang paling primitive kepada organisme yang lebih maju. Misalnya kalau kita memngambil contoh vertebrata, maka kita akan melihat dengan jelas bagaimana antara ikan dengan reptile terdapat katak. Katak merupakan hewan peralihan dari ikan ke reptile misalnya masih

mempunyai insang seperti ikan, tetapi berkaki empat seperti reptile. Kalu reptile berevolusi dari ikan dan kemudian berevolusi ke amfibi, maka pada reptile, insang telah hilang, dan harus kembali diciptakan untuk amfibi. Data fosilpun mendukung bahwa ikan ada sebelum ada amfibi dan reptile, sedangkan amfibi ada sebelum reptile. Jadi data sistematik sudah memberikan gambaran mengenai proses evolusi tanpa perlu diterangkan secara terperinci.

RANGKUMAN

Evolusi merupakan suatu proses perubahan yang terjadi pada mahluk hidup secara perlahan dan dalam waktu yang lama dari mahluk hidup yang tidak adptif menjadi mahluk hidup yang adaptif. Teori evolusi adalah salah satu teori yang masih hangat dipertentangkan hingga saat ini. Banyak teori yang dikemukakan para ahli, tetapi tampaknya belum ada satu pun teori yang dapat menjawab semua fakta dan fenomena tentang sejarah perkembangan makhluk hidup

Ada banyak alasan yang dapat digunakan untuk membuktikan bahwa evolusi memang terjadi. Bukti-bukti evolusi yang dikemukakan pada makalah ini hanya beberapa contoh yang mungkin akan mudah dimengerti. Evolusi dapat dibuktikan mulai dari bukti skala kecil seperti pada pemuliaan anjing atau tumbuhan, homologi antara suatu bagian dari organisme hingga menyangkut pada masalah yang lebih luas seperti pembandingan data sistematik. Data-data yang ada saling mendukung bahwa suatu proses yang universal telah berlangsung, yaitu proses evolusi abiotik maupun proses evolusi biotik. Kedua-duanya bekerjasama ataupun saling mempengaruhi hingga terbentuknya bumi sekarang. Data-data modern seperti data genetika (DNA) dan data biokimia yang menunjukkkan betapa kesamaan yang besar antara organisme eukariot mulai dari tanaman hingga manusia merupakan fakta yang sangat meyakinkan mengenai proses evolusi.

DAFTAR PUSTAKA

Djoko, T. Iskandar. 2001. Catatan Kuliah Evolusi. ITB. Bandung Aryulina, Diah. 2007. Biologi 3. Esis. Jakarta.