Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
146
4. Teori Evolusi Biologi
Alexander Ivanovich Oparin Gambar 7.21 mengemukakan bahwa
evolusi zat-zat kimia terjadi sebelum di bumi terdapat kehidupan. Seperti sebelumnya, zat anorganik berupa air, metana, karbon dioksida, dan amonia
terkandung dalam atmosfer bumi. Zat anorganik tersebut membentuk zat- zat organik akibat adanya radiasi dari energi listrik yang berasal dari petir.
Suhu di bumi terus menurun. Ketika sampai pada titik kondensasi, terjadi hujan yang mengikis batuan di bumi yang banyak mengandung zat-zat
anorganik. Zat-zat anorganik tersebut terbawa ke lautan yang panas. Di lautan ini terbentuk sup purba atau sup primordial. Sup purba terus
berkembang selama berjuta-juta tahun. Di dalam sup purba, terkandung zat anorganik, RNA, dan DNA. RNA yang dibutuhkan dalam proses sintesis
protein dapat terbentuk dari DNA. Akibatnya, terbentuklah sel pertama. Sel pertama tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakin
banyak. Sejak saat itulah evolusi biologi berlangsung.
a. Terbentuknya Makhluk Hidup Prokariotik
Sejarah kesuksesan makhluk hidup prokariotik dimulai sedikitnya pada 3,5 miliar tahun yang lalu. Prokariotik merupakan bentuk kehidupan pertama
dan paling sederhana. Mereka hidup dan berevolusi di bumi selama 2 miliar tahun. Prokariotik dianggap paling primitif, karena selnya hanya memiliki
membran sel. DNA, RNA hasil transkripsi, dan molekul-molekul organik berada dalam sitoplasma tanpa dibatasi membran.
Prokariotik pertama kemungkinan merupakan kemoautrotof yang menyerap molekul organik bebas dan ATP di sup purba melalui sintesis
abiotik. Seleksi alam menyebabkan prokariotik yang dapat mengubah ADP menjadi ATP melalui glikolisis bertambah. Akhirnya, prokariotik yang dapat
melakukan fermentasi berkembang dan hal tersebut menjadi cara hidup organisme di bumi karena belum tersedianya O
2
. Beberapa Archaebacteria dan beberapa bakteri obligat anerob yang sekarang hidup melalui fermentasi,
mirip dengan prokariotik terdahulu.
b. Terbentuknya Organisme Fotoautotrof
Ketika kecepatan konsumsi bahan organik oleh fermentasi prokariotik melebihi kecepatan sintesis untuk menggantikan molekul organik,
berkembanglah prokariotik yang dapat membuat molekul organiknya sendiri. Pada prokariotik awal, pigmen yang dapat menyerap cahaya
digunakan untuk menyerap kelebihan energi cahaya terutama dari sinar ultraviolet yang membahayakan bagi sel yang hidup di permukaan.
Selanjutnya, pigmen ini mampu melakukan transfer elektron untuk sintesis ATP. Prokariotik ini mirip dengan Archaebacteria yang disebut bakteri
halofik. Pigmen yang menangkap cahaya dikenal dengan bakteriorhodopsin yang dibuat pada membran plasma.
Prokariotik lain memiliki pigmen yang dapat menggunakan cahaya untuk transfer elektron dari hidrogen sulfida H
2
S menjadi NADP
+
dan dapat memfiksasi CO
2
. Akhirnya, Eubacteria memiliki cara untuk menggunakan H
2
O sebagai sumber elekton dan hidrogen. Bakteri ini adalah Cyanobacteria pertama yang mampu membuat molekul organik dari air dan CO
2
. Cyanobacteria berkembang dan mengubah bumi dengan melepaskan O
2
sebagai efek fotosintesis. Cyanobacteria berkembang antara 2,5 miliar hingga 3,4 miliar tahun
yang lalu. Mereka hidup bersama prokariotik lain membuat koloni. Fosil koloni ini disebut stromatolit yang banyak ditemukan di perairan air tawar
dan air laut Gambar 7.22.
• Fotoautotrof
• Prokariotik
• Sup purba
Kata Kunci
Alexander Ivanovich Oparin merupakan ilmuwan yang
mengemukakan bahwa awal kehidupan berasal dari sup
primordial.
Sumber: endela ptek: ehidupan, 1997
Gambar 7.21
Evolusi
147
Sumber:
Essential of Biology, 1990
Fosil stromatolit berusia 2,7 miliar tahun.
c. Bangkitnya Organisme Eukariotik
Eukariotik berkembang sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Hal yang sangat membedakan eukariotik dengan prokariotik adalah adanya organel-
organel yang memiliki membran. Bagaimana sel eukariotik yang kompleks dapat terbentuk dari prokariotik yang sederhana?
Sistem membran organel-organel pada eukariotik dapat terbentuk dari invaginasi yang terspesialisasi. Pada eukariotik terdahulu, invaginasi
pelekukan ke dalam dapat terjadi sehingga membentuk membran inti dan retikulum endoplasma Gambar 7.23.
Invaginasi
Sumber: Biology: The nity Diversity, 1995
Kemungkinan pembentukan membran inti dan retikulum
endoplasma.
Proses lain yang disebut endosimbiosis menjelaskan pembentukan mitokondria, kloroplas, dan beberapa organel eukariotik lain. Teori ini di-
kemukakan oleh Lynn Margulis. Endo berarti di dalam dan simbiosis berarti hidup bersama. Endosimbiosis terjadi ketika sel simbion hidup secara
permanen di dalam sel lain sel inang dan interaksi ini menguntungkan keduanya Gambar 7.24. Berdasarkan teori ini, eukariotik berkembang
setelah sel fotosintesis muncul dan oksigen melimpah di atmosfer.
Kloroplas dan mitokondria tampaknya merupakan evolusi sel prokariotik yang melakukan endosimbiosis dengan sel prokariotik besar. Nenek moyang
mitokondria kemungkinan besar adalah sel prokariotik heterotrof yang mampu menggunakan oksigen dan menghasilkan energi. Adapun nenek
moyang kloroplas kemungkinan adalah Cyanobacteria.
Calon mitokondria, prokariotik heterotrof
Calon kloroplas, Cyanobacteria
Sumber: Biology Concepts
Connections, 2006
Endosimbiosis
Proses endosimbiosis Apakah yang ter jadi pada pr oses
ini?
Gambar 7.22
Gambar 7.23
Gambar 7.24
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
148
Sel eukariotik hasil endosimbiosis ini sekarang kita kenal dengan nama Protista. Makhluk hidup eukariotik satu sel ini sangat beranekaragam.
Beberapa Protista dapat berfotosintesis, sebagian lagi bersifat heterotrof dan dapat aktif bergerak. Sebagian mirip jamur dan mendapatkan makanan
dengan menyerap secara absorpsi.
Makhluk hidup eukariotik banyak sel, seperti rumput laut, tumbuhan dan hewan kemungkinan berasal dari Protista yang berkoloni. Koloni Protista
tersebut mengalami spesialisasi dan saling bergantung satu sama lain, namun semakin efisien dalam melakukan aktivitasnya. Hal ini terus terjadi hingga
kehidupan memasuki daratan dan muncullah makhluk hidup banyak sel yang lebih kompleks.
Bukti-bukti evolusi ini semakin diperkuat oleh sistematika molekuler
berdasarkan perbandingan DNA organisme Gambar 7.25. Perbandingan gen RNA mengidentifikasikan bahwa alpha proteobacteria adalah kerabat
dekat mitokondria dan Cyanobacteria adalah kerabat dekat kloroplas. Sistematika molekuler memberikan cara baru mengungkap evolusi dan
kekerabatan makhluk hidup.
5. Waktu Geologis
Berdasarkan catatan geologis, bumi ini telah ada kurang lebih 4,5 miliar tahun yang lalu sebagai hasil dari sebuah ledakan mahadahsyat di angkasa.
Kehidupan diperkirakan mulai hadir 1 miliar tahun dan oleh para ahli percaya bahwa lautan merupakan tempat awal mula hadirnya kehidupan. Keberadaan
organisme multiseluler dimulai kira-kira 600 juta tahun yang lalu pada awal masa Paleozoic.
Ada empat masa yang dikenal berdasarkan kehadiran makhluk hidup. Masa tersebut adalah proterozoik, paleozoik, mesozoik, dan senozoik
Gambar 7.26.
a. Proterozoik
Awal mula hadirnya kehidupan, masa ini ada sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. Sebuah fosil batuan pada masa ini, ditemukan mengandung fosil
mikroorganisme primitif yang dikenal dengan bakteri prokariotik. Organisme eukariotik kemudian muncul sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu.
b. Paleozoik Kehidupan Kuno
Pada masa ini, diperkirakan mulai munculnya tumbuhan, invertebrata, dan hewan vertebrata pertama, masa ini terjadi sekitar 230 juta sampai dengan
600 juta tahun yang lalu. Perkembangan masa ini dimulai dengan semakin banyaknya kehadiran organisme invertebrata di lautan. Beberapa jenis di
antaranya masih tersisa hingga kini, di antaranya adalah kelompok Echinodermata, Arthropoda, dan Mollusca. Pada masa ini juga mulai hadirnya
zaman karbon sehingga diduga mulai terjadi invasi tumbuhan di daratan.
Selama zaman karbon ini, cuacanya sangat panas dan lembap. Di daratan banyak terdapat tumbuhan dan konifer. Jenis tumbuhan dan hewan pada
masa inilah yang memberikan kita ketersediaan bahan bakar fosil pada masa sekarang. Serangga juga diduga mulai mengisi daratan. Ukuran serangga
yang hidup pada masa itu lebih besar dari serangga yang umum kita lihat saat ini. Selain itu, ikan pertama pun mulai muncul di laut.
Sumber: endela PTEk, 1997
Perbandingan DNA memberikan cara baru untuk mengetahui
kekerabatan antarmakhluk hidup.
Perkiraan usia bumi telah melalui perdebatan panjang.
Pada masa kini, perhitungan usia dilakukan secara
radiometris. Usia bumi diperkirakan menggunakan usia
dari batu-batuan tertua di Bumi 3,9 miliar tahun. Elemen-
elemen radioaktif di dalam batu- batuan tersebut diukur usianya
secara tepat.
Sumber: endela ptek evolusi, 1997
Wawasan
Biologi
Gambar 7.25
Evolusi
149 Era
Biosfer Evolusi kehidupan
Miliaran tahun yang lalu
Senozoik Mesozoik
Paleozoik Proterozoik
Proterozoik Oksigen terakumulasi di
atmosfer
Atmosfer primitif terbentuk
Pembentukan bumi Prokariotik
melepaskan O
2
Fosil tertua Sel awal
Evolusi kimia Sel eukariotik
pertama Paleozoik
Mesozoik Cenozoik
Zaman es Pembentukan gunung
Zaman mamalia dan Anthophyta Zaman reptil dan konifera
Evolusi tumbuhan dan hewan yang cepat
Organisme multiseluler Pergeseran
daratan
Sumber: Biology: E ploring Life, 1994
c. Mesozoik Zaman Reptilia
Zaman ini merupakan awal mula hadirnya tumbuhan berbunga, dinosaurus, burung, dan mamalia. Masa ini terjadi antara 250 sampai dengan
60 juta tahun yang lalu. Pada masa ini, banyak spesies reptil dari masa zaman karbon mengalami kepunahan tanpa sebab yang pasti dan digantikan dengan
jenis dinosaurus. Masa ini dipenuhi dengan jenis-jenis dinosaurus herbivora dan karnivora. Pada zaman jurasik dan cretaceous, jenis reptil yang hidup
berukuran sangat besar. Beberapa jenis Sauropods, seperti Brontosaurus dan Brachiosaurus merupakan organisme terbesar yang pernah hidup di
daratan bumi kita.
d. Senozoik Zaman Mammalia
Pada masa ini mulai terjadi penyebaran makhluk hidup sehingga terjadi diversifikasi tumbuhan berbunga, serangga, burung dan mamalia. Selain
itu, masa ini juga merupakan awal mula hadirnya manusia sekitar 3 juta tahun yang lalu.
Empat masa kehadiran makhluk hidup.
Gambar 7.26
Kategori