EVOLUSI: Perubahan secara bertahap dari satu kondisi ke kondisi yang lain dlm waktu yg sangat lama

Evolusi molekuler /

kimia / anorganik

(…. asal mula

terjadinya kehidupan

pada tingkat

molekuler ? )

Evolusi organik : evolusi

biologi dimulai dari titik

kulminasi evolusi kimia

asal mula terjadinya

kehidupan dan proses-

proses kehidupan yang

sedang berlangsung

Prinsip-prinsip biologi modern tentang evolusi:

a. Prinsip pengorganisasian

Molekul-organel-sel-jaringan-organisme-individu-populasi-masyarakat

b. Kelangsungan hidup melalui hereditas dan evolusi

Organisme mirip satu dengan yang lain karena organisme tersebut menerima unsur-unsur hereditas

dari nenek moyangnya.

Karakteristika Evolusi :

• Survival yang berbeda pada setiap generasi

• Mekanisme inheritance

• Reproduksi seksual

• Mekanisme isolasi / barier

• Lingkungan

Perkembangan ide-ide tentang evolusi organik

1. Periode sebelum Darwin : mitos / kepercayaan orang-orang dulu

terhadap terjadinya kehidupan

India: tanah, air, api, udara, langit kehidupan

Cina: adanya interaksi positif dan negatif dari air, kayu, api ,tanah, dan

logam masa kehidupan

2. Periode Yunani sampai abad ke-18

a. Empodocles (Father of evolution idea: 495-435 SM).

Kehidupan pertama terjadi karena adanya daya tarik menarik dari

bagian yang terpisah - pisah

b. Aristoteles: organisme disusun dari tingkatan yang rendah tinggi

c. Robert Hooke (1635-1703), Erasmus Darwin, Lamarck : memikirkan

konsep - konsep evolusi setelah ada bukti-bukti fosil

d. Carolus Linnaeus (bukan ahli evolusi): menyusun jenis-jenis

tumbuhan dan hewan dalam suatu sistem klasifikasi

e. J.B de Lamarck : teori evolusi organik pertama : hasil adaptasi yang

dapat diturunkan

3. Periode DarwinCharles Darwin (1809-1882) dan Alfred Russel Wallace (1823-1913):membuat kesimpulan yang sama tentang mekanisme evolusi yang disebabkan seleksi alam

4. Periode setelah Darwin mempelajari adanya evolusi berdasarkan bukti : embriologi, anatomi, taksonomi dan palentologi

- Haeckel: menyusun filogeni vertebrata pada perkembangan embriologi

- Weissman: “Kontinuitas plasma benih”, menolak teori Lamarck dan

Darwin tentang mekanisma penurunan sifat, tetapi menyokong teori-

teori Mendel

- Hugo de Vries: asal species baru karena adanya mutasi yang dapat

diturunkan.

Lima tipe dasar penyebab terjadinya proses evolusi :1. Mutasi gen

2. Perubahan dalam struktur dan jumlah kromosom

3. Rekombinasi genetik

4. Seleksi alam

5. Isolasi reproduksi

Bukti-bukti Adanya Evolusi Biologi :

1. Bukti Palentologi: Fosil

a) Bentuk transisi : fosil Archeopteryx ( reptil-burung )

b) Bentuk yang menunjukkan urutan evolusi : KUDA

Perubahan ukuran tubuh

Kepala makin besar

Leher semakin panjang,

gerakan makin lincah

Gerahan mengalami

perubahan bentuk dan

ukuran ,lebih sesuai utk

makan rumput

Angota tubuh makin

panjang

Jumlah jari kaki semakin

berkurang dari 4 jari

menjadi 1 jari

2. Bukti Perbandingan Anatomi

Homologi asal usul sama, fungsi berbeda

Contoh : homologi anggota tubuh bagian depan Vertebrata

( humerus, radius, ulna, carpal, meta carpal) : manusia, burung,

ikan lumba-lumba, gajah)

Analogi fungsi sama, asal-usul berbeda

Contoh : analogi antara sayap insekta dengan sayap burung

3. Bukti Perbandingan Embriologi- Hewan yang mempunyai kekerabatan dekat, memiliki tahap

perkembangan embrio yang sama

- Perkembangan dari sel hingga embrio dewasa merupakan

ulangan atau sama dari perkembangan 1 sel multi sel

4. Perbandingan Fisiologi dan Biokimia

Pada dasarnya evolusi adalah gejala biokimia

a. kimia protoplasma

b. kimia kromosom

c. kesamaan enzim

d. kesamaan hormonal

e. perbandingan serologi

5. Bukti dari Perbandingan Sitologi

Sel merupakan unit struktur kehidupan

adanya DNA, RNA

6. Bukti dari Genetika

Manusia mampu melakukan penyilangan/hibridasi

terhadap tumbuhan atau hewan untuk menghasilkan

varietas-varietas baru selain itu telah diketahui bahwa

hereditas merupakan materi dasar untuk terjadinya

evolusi

7. Bukti dari Taksonomi

Baik tumbuhan ataupun hewan dapat dikelompokkan

ke dalam hirarki takson. Hal tersebut menunjukkan

adanya kekerabatan antara individu-individu yang

ada di alam ini

8. Bukti dari Hubungan Biogeografi

Adanya kesamaan antara fauna dan flora yang ada di

beberapa bagian bumi ini terdapat 6 daerah

biogeografi:

a. Neartic

b. Paleartic

c. Neotropical

d. Oriental

e. Ethiopian

f. Australian

Beberapa Teori Evolusi Organik

1. Teori Lamarck : modifikasi yang diperoleh suatu organisme dalam adaptasi terhadap lingkungannya semasa dia hidup secara otomatis diturunkan / diwariskan kepada turunannya, sehingga menjadi bagian dari hereditas

Beberapa kritik terhadap teori lamarcka. Castle dan Philips

transplantasi ovarium dari babi betina warna hitam ke babi betina warna putih keturunannya babi warna hitam

b. August Weismann:Pemotongan ekor tikus keturunannya tetap berekor panjang.

2. Teori Seleksi Alam (Darwin) - WallaceFaktor-faktor yang membatasi, sehingga hanya organisma ttt yang dapat berkembang

3. Neo Darwinisme : merupakan modifikasi dari teori Darwin, yaitu menolak Darwin kecuali unsur-unsur dasar mengenai seleksi alam

August Weismann, E. Haeckel, T.H. Huxley

4. Sumber genetik dari variabilitas

Mekanisma Evolusi

1. Variasi : variasi yang diwariskan merupakan bahan baku evolusi

variasi kontinu : perbedaan variasi kecil

variasi diskontinu : variasi polimorfisme

2. Seleksi alam : Faktor yang bekerja sama untuk membatasi /

menyeleksi pertumbuhan suatu organisme

3. Ukuran “fitness” kemampuan individu untuk menghasilkan

keturunan yang fertil (berbiak/subur)

a. survival (lulus hidup)

b. seleksi seksual

c. besar keluarga (family size)

Reproduksi seksual

genotipe baru

fenotipe baru

Variasi baru

crossing over random assortment out breeding

Kombinasi Baru

- Mutasi menghasilkan alela baru

5. Hukum Hardy - Weinberg

Hukum – hukum genetika : Genetika populasi “ bahwa

frekuensi gen / genotip suatu populasi dari generasi ke

generasi berikutnya adalah tetap”

Bila Hk. Hardy-Weinberg berlaku tidak terjadi evolusi, bila Hk.

Hardy-Weinberg tidak berlaku terjadi evolusi

Syarat2 berlakunya Hk.Hardy-Weinberg : - populasi cukup besar,

tidak terjadi mutasi, tidak terjadi migrasi, tidak ada seleksi alam,

perkawinan acak/random.

ABIOGENESIS DAN BIOGENESISBeberapa peristiwa yang menunjang timbulnya pandangan abiogenesis:

1. Adanya lalat pada bangkai

2. Adanya ikan di perairan terbuka

3. Adanya mikroorganisme pada rendaman jerami

Abiogenesis dan Biogenesis

Pendukung

abiogenesis

Organisme yang

diamati

Pendukung

biogenesis

Aristoteles

John Needham

Van Helmonth

Lalat

Mikroorganisme

Tikus

F. Redi

Spallazani

Pasteur

Teori

abiogenesis

Tidak benar

(gugur)

Omne vivum ex ovo

Omne ovum ex vivo

4. Adanya katalisator (enzim)

5. Perkembangan asam nukleat

6. Makhluk hidup primitif 3 milyar tahun yang lalu

Konsep Tentang Hidup

Abiogenesis (Generatio Spontanea)

Arsitoteles

Kehidupan berasal dari materi tak hidup

Materi tak hidup tersebut mempunyai kekuatan/gaya hidup

yang dapat berubah menjadi organisme

Sampai 200 Th yl, orang percaya:

Bila sepotong daging dibiarkan membusuk, maka akan terjadi

kehidupan misalnya lalat

Dalam awan, selama angin ribut disertai guntur, akan terjadi

ikan dan katak serta akan jatuh ke bumi bersama air hujan

Mikroorganisme terjadi dari air rendaman jerami

Jean Baptiste van Helmont

Bila pakaian kotor berkeringat pada sebuah kotak terbuka diberi

gandum terjadi tikus

(Keringat sebagai gaya hidup untuk proses kehidupan)

Lazzaro Spallanzani (1729-1799)

Needham, tidak memanaskan air kaldu tersebut cukup lama

sehingga organisme tidak mati.

Eksperimen 1: menyiapkan 19 tabung yang diisi dengan sari

buah- buahan, kemudian ditutup. Lalu panaskan 1 jam

Hasil : tidak terjadi organisme

Para pendukung Needham: pemanasan 1 jam telah merusak

“gaya hidup” dan “elastisitas udara dalam tabung”

sehingga mencegah terjadinya generatio spontanea

Eksperimen 2 :

32 tabung yang diisi sari tumbuhan dan tepung kuning telur

Set.1 (8 tabung) dipanaskan ½ jam

Set.2 (8 tabung) dipanaskan 1 jam

Set.3 (8 tabung) dipanaskan 1½ jam

Set.4 (8 tabung) dipanaskan 2 jam

Hasil eksperimen:

Mikroorganisme terjadi pada seluruh tabung, bahkan yang

dipanaskan 2 jam mikroorganismenya paling banyak

Kesimpulan:

Pemanasan 1 jam lebih, tak merusak “gaya hidup”

John Needham

Makhluk hidup berasal dari mikroorganisme

Air Kaldu, makhluk tak hidup

eksperimennya dengan menggunakan air kaldu biri-biri

dan dengan dipanaskan

Biogenesis

Francesco Redi (1626-1697)

Lalat terjadi dari telur lalat yang diletakkan oleh induk lalat,

daging busuk hanyalah merupakan medium untuk

tempayak (larva) lalat itu.

4 botol terbuka

Setelah beberapa hari tampak larva lalat

pada daging yang membusuk itu

Eksperimen I

8 botol berisi daging

ikan (belut)

4 botol tertutup rapat

Setelah beberapa hari tak nampak ada

larva (daging tetap tidak membusuk)

Pendukung Generatio Spontanae

Udara memegang peranan dalam pengaktifan gaya untuk terjadinya

generatio spontanea

4 botol tetap terbuka

Setelah beberapa hari tampak larva lalat

pada daging yang membusuk

Eksperimen II

8 botol berisi daging

ikan (belut)

4 botol ditutup dengan kain

Agar udara dapat masuk. Setelah be-

berapa hari tak terdapat larva lalat

Pendukung

Generatio Spontanae

Keaktifan gaya hidup terganggu karena ditutup

Terjadinya Makhluk Hidup Menurut Biologi Modern

1. Awal kehidupan terjadi secara kemonsitesis

2. Atmosfir purba mengandung: H2O, CH4, NH3, dan H bebas

3. Salah satu versi terjadinya kehidupan berlangsung dalam 6 fase:

a. Terbentuknya asam amino, gula sederhana, rangkaian

hidrokarbon dan purin (Stanley Miller)

b. Terbentuknya makromolekul dari asam amino bebas, gula,

nukleotida dsb (Sidney Fox)

c. Asosiasi makromolekul menjadi butir-butir semiorganisasi.

(Koaservat Oparin)

d. Terjadi “molecular organizer” dalam butir-butir koaservat

e. Terjadi evolusi perkembangan dan metabolisme

f. Terjadi perkembangan fotosintesis

Oparin

(1894)

H. Urey Asam amino

H2O (Air)

CH4 (Metana)

NH3 (Amonia)

Konservat

(protein, lemak,

Asam nukleat)

H2 (Hidrogen)

CH4 (Metana)

NH3 (Amonia)

H2O (Air)

Gambar Alat Stanley Miller untuk menguji hipotesis H. Urey

ASAM AMINO

Evolusi Kimiawi dan Biologi

1. H, C, O, N H2O, CH4, NH3, H2

2. H2O, CH4, NH3 monosakarida, gliserin, asam

lemak, asam amino, basa purin, dan

pirimidin

3. Monosakarida + monosakarida polisakarida

Asam lemak + gliserin lemak, lipida

As. amino + as. Amino protein, enzim

purin

+ ribosa + fosfat nukleotida

pirimidin

4. nukleotida + nukleotida asam nukleat

Asam nukleat + protein nukleoprotein (reproduksi, mutasi,

nutrisi, agregasi)

5. Nukleoprotein + membran Organik sel pertama /primitif

(sintesis, tumbuh, berkembang, membelah, kontrol internal, fermentasi)

CO2

6. Sel pertama klorofil CO2

parasit +

saprofit fotosintesis H2O

kemosintesis

pemakan Gula, O2

7. Revolusi Oksigen

O2 + metan CO2

O2 + amonia N2

O2 + O2 O3

O2 + logam/metal oksidan, batuan

O2 + organisme organisme aerob/respirasi aerob

ATOM

UNSUR

ANORGANIK

ORGANIK SEDERHANA

ORGANIK KOMPLEKS

SEL PERTAMA

(PRIMITIF)MONERA

PROTISTA

HEWAN TUMBUHAN

E

V

O

L

U

S

I

B

I

O

L

O

G

I

E

V

O

L

U

S

I

K

I

M

I

A