BIOSFER

2.1 Biosfer

  1. Pengertian Biosfer

Pengertian biosfer sebagai struktur lapisan bumi merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi. Sistem ini mencakup semua mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh.

            Secara entimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio  yang berarti hidup dan sphere yang berarti lapisan. Biosfer adalah lapisan tempat tinggal makhluk hidup.  Termasuk semua bagian permukaan bumi yang dapat dihuni oleh makhluk hidup.

Biosfer terdiri dari beberapa komponen yaitu :

  1. Atmosphere berasal dari kata atmo yang berarti udara dan sphere yang artinya lapisan. Jadi atmosphere adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Atmosphere terdiri dari empat lapisan yaitu :
  2. Lapisan troposfer yaitu merupakan lapisan atmosphere yang paling bawah dan dekat dengan permukaan bumi.Dengan ketinggian 0 sampai 12 km dari permukaan air laut.
  3. Lapisan stratosfer yaitu lapisan kedua dari permukaan bumi yang memiliki ketinggian dari 12 sampai 50 km dari atas permukaan laut.
  4. Lapisan mesosfer yaitu lapisan ketiga atmosphere yang memiliki ketinggian 50 sampai 80 km dari atas permukaan laut.
  5. Lapisan termosfer/ionosfer yaitu lapisan yang panas dengan ketinggian antara 80 sampai 700 km dari atas permukaan laut.
  6. Lithosphere berasal dari kata lithos yang berarti batuan, dan sphere yang artinya lapisan.Jadi lithosphere adalah lapisan kulit bumi yang paling luar dengan ketebalan 1200 km dan memiliki berat jenis rata-rata 2,8 gram/cm3. Lithosphere tersusun dari beberapa lapisan yaitu :
  1. Lapisan sial (silisium dan aluminium) yaitu lapisan yang terdapat batuan sedimen, granit, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua.
  2. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan yang bersifat elastis dan mempunyai ketebalan rata-rata 65 km.
  3. Hydrosphere berasal dari kata hidros yang berarti air dan sphere yang berarti lapisan. Hydrosphere di permukaan bumi meliputi danau, sungai, laut, samudera, air tanah dan uap air yang terdapat dilapisan udara.
  4. Proses Terbentuknya Biosfer

Berikut ini adalah teori yang menggambarkan terbentuknya biosfer, yaitu:

  1. Teori Cozmozoa, yang menyatakan bahwa makhluk hidup datang dari bumi yang merupakan bagian lain dari alam semesta. Diperkirakan bahwa suatu benda berat telah menyebarkan benda hidup yang merupakan partikel-partikel kecil. Teori ini berdasarkan dua asumsi bahwa (1) Benda hidup itu ada atau telah di suatu tempat dalam alam semesta ini. (2) Hidup itu dapat dipertahankan selama perjalanan antar benda angkasa ke Bumi.
  2. Teori Pfluger, yang menyatakan bahwa bumi berasal dari suatu materi yang sangat panas, kemudian dari bahan itu mengandung karbon dan nitrogen, terbentuk senyawa Cyanogen (CN). Senyawa tersebut dapat terjadi pada suhu yang sangat tinggi dan selanjutnya terbentuk zat protein pembentuk protoplasma yang akan menjadi makhluk hidup.
  3. Teori Moore, yang menyatakan bahwa bumi dapat muncul dari kondisi yang cocok dari bahan anorganik pada saat Bumi mengalami pendinginan melalui suatu proses kompleks dalam larutan yang labil. Bila fase keadaan kompleks itu tercapai akan muncullah kehidupan.
  4. Teori Alam, yang menyatakan bahwa pada keadaan fisis bumi seperti keadaan sekarang , beberapa reaksi terjadi, yaitu: energi yang datang dari sinar matahari diserap oleh zat besi yang lembab dan menimbulkan pengaturan atom dari materi-materi. Interaksi antara nitrogen, karbon, hydrogen dan sulfur dalam genangan air di muka bumi akan membentuk zat-zat yang difus, akhirnya membentuk protoplasma benda hidup.
  5. Teori Transendental atau dari ciptaan yang merupakan jawaban secara religi, benda hidup itu diciptakan oleh Super Nature atau Tuhan Yang Maha Kuasa diluar jangkauan SAINS.
  6. Teori Modern atau Konsep

Beberapa ahli Ilmu Alamiah dari Aristoteles sampai beberapa abad kemudian berpendapat bahwa berdasarkan pengamatannya, benda-benda hidup itu mungkin dapat timbul dari benda tidak hidup. Sebagai contoh, dinyatakan bahwa cacing berasal dari lumpur; ulat berasal dari daging yang membusuk; kutu pakaian berasal dari kotak-kotak penyimpanan pakaian; tikus berasal dari pakaian-pakaian bekas yang tersimpan lama. Pendapat demikian disebut Abiogenesis atau Generatio Spontanea.

 Pada abad ke-17 Francisco Redi menyatakan bahwa daging dibebaskan dari pencemaran lalat tidak menghasilakan ulat ( larva). Kemudian antara tahun 1859-1981 Louis Pasteur menunjukan bahwa penguraikan (pembusukan) bahan cairan kaldu dan peragian perasan cair dari buah anggur disebabkan oleh mikro organisme yang terbawa oleh udara. Hal ini sebagai penegasan pendapat dari Spallanzani yang dikemukan oleh satu abad sebelumnya. Percobaan Louis Pasteur menunjukan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup lainnya. Dan terkenal ucapannya Omne Vivo Ex Ovo, Omne Ovo Ex Vivo. Namun, pendapat ini tidak menjawab pertanyaan bagaimana asal-usul benda hidup yang pertama.

Pendapat yang banyak diterima secara luas tentang asal-usul benda adalah Abiogenesis,yaitu berasal dari benda-benda tidak hidup. Walaupun dalam hal ini makhluk hidup yang paling sederhana adalah sangat kompleks dan banyak mengandung system biokimia yang masih buntu.

Beberapa dari system itu hanya berfungsi dalam sel hidup baik pada tumbuhan maupun pada hewan dan bagaimana asal-usul system ini masih belum terjawab. Terdapat banyak bukti bahwa 2000 juta tahun keadaan permukaan Bumi sanagt berbeda dengan permukaan bumi sekarang.

Pada saat sebelum ada tumbuhan dan hewan, udara (atmosfer) terutama retdiri atas gas metan, ammonia, uap air, dan gas hidrogen, serta unsure oksigen, nitrogen yang sangat reaktif. Yang bersenyawa sebagai oksidasi nutrida. Pada permukaan Bumi yang tidak menggandung ozon, maka radiasi sinar tata surya yang berupa sinar ultraviolet dan semburan badai listrik menimbulkan panas. Lalu terbentuklah persenyawaan asam-asam amino yang selanjutnya membuat protein. Stanley L. Miller (1953) membuat percobaan dengan suatu loncatan listrik yang bertegagan tinggi. Setelah 1 minggu, campuran gas dari tabung itu di analisis dan terdapat sejumlah asam amino, sekelompok bentuk-bentuk protein.

Dalam hipotesisnya, disebutkan bahwa sekelompok utama dari senyawa itu tertutup pada kutub yang tidak banyak mengandung oksigen atau hampir tidak ada oksigen. Oleh karena itu, asam amino cenderung membentuk ikatan peptida, kemudian membentuk protein. Peristiwa ini memang kecil kemungkinannya, tetapi karena waktu yang tersedia cukup banyak (Jutaan tahun), maka peristiwa itu tidak dapat dielakkan.

Demikian juga tidak dihindarkannya terjadinya kombinasi system yang stabil, sehingga butir-butir senyawa dikelilingi oleh media air, yang selanjutnya akan terbentuk suatu zat basah yang menarik air, dan terdapat pila yang menolak air. Akhirnya, protein itu memiliki suatu kebiasaan yang terkendalikan. Oparin (1938) mengatakan bahwa secara alamiah terjadi pada tingkatan ini,dan butir-butir senyawa itu mengadakan komposisi dalam membentuk tetesan materi organik.Beberapa tetes materi organic dapat melaksanakan reaksi kimia dalam tubuhnya sendiri.Beberapa reaksi kimia itu merupakan reaksi pemecahan molekul untuk menghasilkan energi.Sebaliknya,beberapa reaksi menyusun konfigurasi berbentuk semacam ‘‘mesin’’. Tidak diragukan lagi ,beberapa protein berlaku sebagai katalisator dan dalam hal ini menjamin kekekalan kombinasi asam amino yang menyebabkan materi organisme itu berhasil membentuk dasar asam nukleat atau menghasilkan kode senyawa berikutnya .Agregasi materi organis itu  membelah diri menjadi dua agregasi yang identik .Ini merupakan suatu reproduksi diri sendiri. Pada kriteria umum, struktur semacam ini dapat dianggap sebagai mahluk .Kita sebagai bangsa Indonesia yang berpancasila yang menganut  Teisme,maka pada saat agregasi materi organisme menjadi makhluk itu, masuklah suplemen elan vital  yang tidak sama dengan proses materi ,yang merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan atau diselidiki dari mahluk.

Suatu ciri makhluk yang hidup adalah adanya aliran energi pada tubuh secara konstan. Energi itu diperoleh dari luar tubuh, yaitu dari tata surya atau energi-kimiawi untuk membantu molekul-molekul yang komplek secara langsung (autotroph) atau dengan menguraikan molekul-molekul yang komplek dengan jalan mengkonsumsi makhluk lain (heterotrophy). Organisme heterotrophy pertama memakan tumpukan senyawa organis yang terbentuk dari sumber energi pertama. Pada saat itu, oksigen masih sedikit sekali, maka pernapasan dilakukan secara anaerob yang menyebabkan terbentuknya senyawa karbon dioksida.

Sebagaimana halnya bila kita memiliki suatu cairan air kaldu, suatu system benda hidup tidak dapat timbul secara spontan, karena dalam kenyataannya benda hidup terus dapat hidup bila sumber energy baru dapat disimpan. Mungkin semua sumber energy telah dicoba, tetapi yang paling berhasil bagi makhluk dalam memanfaatkan energy berupa sinar Matahari adalah pembentukan zat gula dari karbon dioksida yang sekarang dihasilkan oleh makhluk autotrophy.

Sebagai hasil sampingan fotosintesis adalah oksigen yang memiliki efektivitas yang besar sekali. Oksigen masuk ke atmosfer dan akibat tambah dari sinar ultraviolet terbentuklah ozon yang membentuk suatu lapisan. Lapisan ini menyebabkan modifikasi intensitas serta kualitas energy tata surya yang sampai pada permukaan Bumi. Sebagai akibat yang segera tampak adalah timbulnya tabir yang menghalangi gelombang pendek dari sinar ultraviolet, mencegah sintesis secara abiogenesis lebih lanjut. Organisme heterotrophy yang tidak data menyesuaikan diri dengan keadaan baru akan mati atau masih hidup dalam lingkungan yang khusus. Organisme heterotrophy lainnya sekarang memakai oksigen yang banyak terdapat dalam udara untuk menyempurnakan proses respirasinya. Sebagai satu-satunya sumber energy  bagi heterotrophy adalah makhluk autotrophy baru, atau heterotrophy yang lain dan hal ini menimbulkan menyatunya system ekologi. Menurut istilah waktu, kita menduga atmosfer pemula timbul antara 2000-3500 juta tahun yang lalu, sedangkan adanya masa benda hidup yang pertama pada 2000 juta tahun yang lalu dan munculnya oksigen 1000 juta tahun yang lalu.

Pada saat ini, banyak bukti yang menunjukan arah evolusi dan dengan demikian mengurangi spekulasi. Bentuk butiran atau gumpalan kecil menjadi bentuk stabil dengan jalan membentuk dinding sel dan organisasi internal meningkat sehingga membentuk semacam “blue print” geneyis pada nucleus, yang merupakan factor dalam reproduksi selanjutnya. Kecuali itu, peningkatan organisasi internal menimbulkan tersusunnya makhluk atau bentuk-bentuk tertentu dalam sel. Sambil melanjutkan perkembangannya, beberapa sel menjadi sel tunggal (unicelluler), sedangkan beberapa yang lain membentuk organisasi sel bersama-sama membentuk suatu kesatuan yang membagi tugas sehingga terbentuk mahkluk yang bersel banyak ( multicelluler )

Pada mulanya, konsep diatas adalah spekulasi, tetapi berdasarkan bukti-bukti geologis, percobaan biokimia dan logika deduksi, sebab akibat, maka sekarang dapat ditunjukkan suatu bagan bagaimana benda-benda hidup pertama itu timbul secara spontan di muka bumi ini.

 

2.2 Awal Kehidupan

A. Kisah Awal Kehidupan Bumi Menurut Sains

Bumi yang penuh kehidupan sekarang ini awalnya hanya berisi batuan cair yang membara panas, seperti lava gunung berapi yang menyembur dan mengalir deras membakar semua yang dilewatinya.  Kondisi ini terus berlangsung dalam waktu yang sangat lama, sampai akhirnya cukup banyak kalor yang terlepas ke udara dan suhu permukaan bumi mendingin.  Terbentuklah daratan dan lautan yang berasal dari terpisahnya unsur padat dan cair, dan angkasa yang masih diisi oleh atmosfir primitif. Atmosfir primitif bumi saat itu dipenuhi gas beracun akibat ketidak-mampuannya untuk menyaring sinar UV matahari.  Ini terus berlangsung sampai sekitar 3 milyar tahun yang lalu.

            Kehidupan muncul sekitar 2,5-3 milyar tahun yang lalu, dan bukan dari tanah yang tiba-tiba tertiup udara dan bisa digunakan bernafas, namun dari laut.  Karena kondisi atmosfir yang tidak mendukung, semua kehidupan di permukaan darat akan habis tersiksa oleh sengatan matahari yang dahsyat dan udara yang tipis akan kandungan oksigen.  Jarak permukaan bumi sampai ke dasar laut sangatlah dalam, dan laut berfungsi sebagai tabir surya di masa awal mula kehidupan.  Panas bumi dan cahaya matahari, keduanya merupakan faktor penting tercampur-aduknya sop purba dalam reaksi kimia yang menghasilkan organisme hidup perdana.

 Asam amino adalah bahan dasarnya, dan reaksi yang mengaktifkan terbentuknya organisme purba ini akhirnya membuatnya mengembangkan kemampuan menyerap energi dan berkembang biak.

Bakteri yang menjadi nenek moyang seluruh kehidupan di bumi memanfaatkan energi cahaya matahari.  Mereka berwarna ungu, dan berkembang biak, menyebar dan memenuhi seluruh lautan.  Bayangkan bumi terlihat ungu dari luar angkasa, tidak seperti sekarang bercahaya biru. Hanya sebagian cahaya matahari yang dipakai oleh bakteri primitif ini, sisanya masuk ke laut yang lebih dalam.  Bakteri yang berkembang berikutnya memanfaatkan spektrum cahaya tersisa, yang menjadikan mereka berwarna hijau.  Mereka dikenal sebagai Cynobacteria, mikroba hijau inilah yang kemudian menjadi nenek moyang seluruh spesies tumbuhan di dalam Kingdom Plantae.

Cynobacteria memiliki kemampuan yang tidak dimiliki makhluk lain, fotosintesis.  Dengan memanfaatkan energi dari cahaya matahari, memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen.  Hidrogen dipakai untuk bereaksi dengan karbondioksida menjadi gula, dan oksigen dilepaskan ke udara, mengisi atmosfir, dan akhirnya bereaksi membentuk Ozon.  Ozon inilah yang menjadikan atmosfir bumi mampu menyaring sinar UV matahari.  Sisa oksigen yang berlimpah bermanfaat untuk respirasi tumbuhan, makhluk lain yang memanfaatkan oksigen untuk mencerna makanan ikut mengalami ledakan populasi dan berevolusi.

Ilmuwan menyebut kejadian ini sebagai Oksidasi Besar, yaitu kejadian di mana reaksi pembentukan oksigen yang memenuhi atmosfir primitif, menjadikannya kaya akan oksigen (O2) dan akhirnya membentuk ozon (O3) yang menahan terjangan sinar matahari dan menstabilkan atmosfir sehingga mendukung kehidupan yang ada di bumi.

2.3 Evolusi Kehidupan

Sebagian para ahli berpendapat bahwa makhluk hidup yang ada saat ini, tidak mempunyai hubungan dengan makhluk hidup yang hidup pada zaman dahulu. Karena pada saat itu terjadi kiamat, sehingga makhluk hidup yang dulu musnah dan digantikan makhluk hidup baru. Namun, pendapat ini sudah mulai ditinggalkan oleh para ahli dan cenderung berpendapat bahwa makhluk hidup yang ada sekarang berasal dari makhluk hidup pada zaman dahulu yang mengalami perubahan sedikit demi sedikit.

Dalam teori evolusi, dikatakan bahwa makhluk yang mulanya sangat sederhana tingkatnya, yang bersel tunggal dan hidup dari bahan anorganik sehingga tergolong tumbuhan.

Petunjuk evolusi dapat kita lihat dari (1) geologi dan palaentologi (2) morfologi dan anatomi perbandingan (3) reaksi fisologis perbandingan (4) penyebaran makhluk di muka bumi dan (5) embriologi.

Evolusi adalah mempelajari asal usul makhluk hidup dan keterkaitan genetik antara makhluk hidup yang satu dengan lainnya.

Ada dua macam evolusi, yaitu evolusi progressif dan evolusi regressif. Evolusi progressif merupakan proses evolusi yang menuju kemungkinan dapat bertahan hidup sehingga menghasilkan spesies baru. Evolusi regressif merupakan evolusi menuju kemungkinan mengalami kepunahan.

Teori Darwin dan Lamarck

Charles Darwin dianggap sebagai pencetus teori evolusi sekalipun telah banyak ahli sebelum Darwin yang mengemukakan gagasannya mengenai evolusi, antara lain Anaximander, Empeclodes, Erasmus Darwin, Count de Buffon, dan Lamarck. Hal itu disebabkan karena dalam mengemukakan pendapatnya Darwin menyertakan bukti dan alasan yang dapat diterima di dunia ilmiah.

Teori evolusi menurut Jean Baptiste de Lamarck

Menurut Lamarck, bagian tubuh makhluk hidup dapat berubah baik ciri, sifat, dan karakternya karena pengaruh lingkungan hidupnya. Jika bagian tubuh dari makhluk hidup selalu atau sering digunakan, maka bagian tersebut makin lama dapat berubah sehingga sesuai untuk digunakan pada lingkungan tersebut. Sebaliknya bagian tubuh yang tidak pernah atau jarang digunakan lagi makin lama akan menghilang (rudimenter). Bagian tubuh yang telah mengalami perubahan dan sudah sesuai dengan lingkungannya dikatakan bagian yang telah beradaptasi pada lingkungan. Bagian yang telah beradaptasi tersebut memiliki ciri atau karakter yang berbeda dengan aslinya. Bagian ini dinamakan ciri atau karakter atau sifat perolehan. Sifat perolehan tersebut akan diwariskan kepada keturunannya dari generasi ke generasi. Demikianlah seterusnya sehingga suatu saat nanti muncul makhluk hidup yang lebih maju daripada moyangnya. Teori yang dikemukakan Lamarck tersebut dikenal dengan ‘use and disuse’.
Pendapat Lamarck mengenai panjang leher jerapah

Lamarck mengambil contoh mengenai panjang leher jerapah. Menurutnya nenek moyang jerapah dahulu berleher pendek. Pada suatu ketika terjadilah bencana kekeringan sedemikian rupa sehingga jerapah hanya dapat memperoleh makanan dengan mengambil daun-daun yang ada di pepohonan. Karena sering mengambil daun-daun dipohon untuk dimakan, akibatnya leher jerapah tertarik, makin lama makin panjang. Akhirnya sifat perolehan yang baru yaitu leher panjang diwariskan pada generasi-generasi berikutnya sehingga jerapah sekarang berleher panjang.

Teori evolusi menurut Charles Darwin

Charles Darwin adalah seorang naturalis berkebangsaan Inggris. Ia menyatakan bahwa evolusi berlangsung karena adanya proses seleksi alam (natural selection). Yang dimaksud seleksi alam adalah: proses pemilihan yang dilakukan oleh alam terhadap variasi makhluk hidup di dalamnya. Hanya makhluk hidup yang memiliki variasi sesuai dengan lingkungan yang bisa bertahan hidup, sedang yang tidak sesuai akan punah. Organisme yang bisa hidup inilah yang selanjutnya akan mewariskan sifat-sifat yang sesuai dengan lingkungan pada generasi berikutnya.
Pendapat Darwin mengenai penjang leher jerapah

Sebagai pembanding dengan teori Lamarck, panjang leher jerapah dapat dijelaskan dengan teori Darwin sebagai berikut. Nenek moyang jerapah punya variasi panjang leher, ada yang berleher pendek dan ada yang berleher panjang. Karena terjadi bencana kekeringan, lingkunganpun berubah dan, berlangsunglah proses seleksi alam. Jerapah berleher pendek tidak dapat mencari makan dengan menjangkau daun-daun di pohon sehingga tidak bisa bertahan hidup. Sebaliknya jerapah berleher panjang tetap dapat memperoleh makanan dari daun-daun di pohon sehingga dapat bertahan hidup. Karena mampu bertahan hidup maka jerapah tersebut mampu berbiak dan mewariskan sifat adaptif yaitu leher panjang pada generasi berikut. Itulah sebabnya semua jerapah sekarang berleher panjang.

Teori yang di kemukakan Darwin sangat dipengaruhi oleh hal-hal berikut:

  1. Ekspedisinya ke kepulauan Galapagos (Galapagos = kura-kura raksasa). Di tempat ini Darwin menemukan berbagai macam bentuk paruh burung Finch. Terjadinya keanekaragaman ini disebabkan oleh perbedaan jenis makanannya.
  2. Pendapat Charles Lyell  dalam bukunya “Principles of Geology“ yang menyatakan bahwa batuan, pulau, dan benua selalu mengalami perubahan. Menurut Darwin peristiwa ini kemungkinan dapat mempengaruhi makhluk hidup.
  3. Pendapat Thomas Robert Malthus dalam bukunya “An Essay on the Principle of Population”  yang menyatakan adanya kecenderungan kenaikan jumlah penduduk lebih cepat daripada kenaikan produksi pangan. Hal ini menurut Darwin menimbulkan terjadinya suatu persaingan untuk  kelangsungan hidup.

Berdasarkan tiga hal tersebut akhirnya Darwin menulis bukunya “On the Origin of Species by Means of Natural Selection” yang berisi dua hal pokok:

  • spesies yang ada sekarang ini berasal dari spesies yang hidup di masa lampau, dan
  • evolusi terjadi melalui proses seleksi alam

Contoh-contoh konsep yang mendukung teori Darwin

  1. Percobaan August Weismann

Untuk membuktikan apakah lingkungan menyebabkan perubahan sifat yang menurun (teori Lamarck) Weismann melakukan percobaan dengan memotong ekor tikus, lalu mereka dikawinkan. Ternyata anak tikus yang lahir tetap berekor panjang. Lalu anak tikus tersebut dipotong lagi ekornya dan dikawinkan lagi, ternyata keturunan selanjutnya tetap berekor panjang. Langkah itu dilakukan sampai dengan 21 generasi dan keturunan yang lahir ternyata tetap berekor panjang.

Dari apa yang dilakukan, Weismann mengambil kesimpulan bahwa perubahan sel tubuh karena pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan kepada  keturunannya. Evolusi adalah proses yang menyangkut seleksi alam terhadap faktor genetika. Individu yang memiliki variasi genetik yang sesuai dengan lingkungan yang akan lestari dan memiliki kesempatan mewariskan gen yang adaptif pada generasi berikut.

  1. Kupu-kupu Biston betularia

Ada 2 jenis Biston betularia: bersayap terang dan bersayap gelap
Perhatikan perubahan lingkungan yang terjadi. Gambar kiri sebelum Revolusi industri, kupu bersayap gelap lebih gampang terlihat. Gambar kanan setelah Revolusi Industri, kupu bersayap terang yang lebih gampang terlihat. Ini mempengaruhi pergeseran peluang predasi.

Sekitar tahun 1850 yaitu masa sebelum berkembangnya revolusi industri di Inggris, kupu Biston berwarna cerah lebih banyak daripada yang berwarna gelap. Tetapi setelah berlangsungnya revolusi industri, ternyata kupu yang berwarna gelap lebih banyak daripada yang berwarna cerah. Hal ini dimungkinkan karena sebelum revolusi industri pohon di habitatnya masih bersih, sehingga kupu berwarna cerah lebih adaptif, akibatnya sulit untuk dilihat predator. Ketika berlangsung revolusi industri dan sesudahnya, pohon dan daun habitat kupu tersebut tertutup oleh jelaga. Ini berakibat kupu berwarna gelap lebih adaptif sehingga sulit dilihat predator.

  1. Seleksi alam berdasarkan resistensi

Evolusi dan adaptasi tidak selamanya membutuhkan waktu yang relatif lama. Bakteri yang resisten terhadap penicillin misalnya, dapat terbentuk dengan cepat. Kejadiannya juga diterangkan berdasar konsep seleksi alam. Dimana dalam suatu koloni bakteri, hanya sedikit bakteri yang bertahan hidup ketika penicillin diberikan. Namun beberapa lama kemudian koloni bakteri yang resisten terhadap penicillin menjadi banyak. Pada peristiwa ini penicillin hanya merupakan faktor pengarah terhadap perkembangan populasi bakteri yang resisten terhadap antibiotik.

Bukti Tentang Adanya Evolusi

Evolusi dapat dilihat dari dua segi yaitu sebagai proses historis dan cara bagaimana proses itu terjadi. Sebagai proses historis evolusi itu telah dipastikan secara menyeluruh dan lengkap sebagaimana yang telah dipastikan oleh ilmu tentang suatu kenyataan mengenai masa lalu yang tidak dapat disaksikan oleh mata. Hal ini berarti bahwa evolusi itu ada dan merupakan suatu kenyataan yang telah terjadi. Berikut ini merupakan bukti-bukti evolusi yang ada.

  1. Adanya variasi antar individu dalam satu keturunan

Di dunia ini tidak pernah dijumpai dua individu yang identik sama, bahkan anak kembar sekalipun pasti punya suatu perbedaan. Demikian pula individu yang termasuk dalam satu spesies. Misalnya perbedaan warna, ukuran, berat, kebiasaan, dan lain-lain. Jadi antar individu dalam satu spesies pun terdapat variasi. Variasi adalah segala macam perbedaan yang terdapat antar individu dalam satu spesies. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh berbagai faktor seperti suhu, tanah, makanan, dan habitat.

           Seleksi yang dilakukan bertahun-tahun terhadap suatu spesies akan menyebabkan munculnya spesies baru yang berbeda dengan moyangnya. Oleh karena itu adanya variasi merupakan bahan dasar terjadinya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya spesies baru.

 

  1. Pengaruh penyebaran geografis

Makhluk hidup yang berasal dari satu spesies yang hidup pada satu tempat setelah mengalami penyebaran ke tempat lain sifatnya dapat berubah. Perubahan itu terjadi karena di tempat yang baru makhluk hidup tersebut harus beradaptasi demi kelestariannya. Selanjutnya, adaptasi bertahun-tahun yang dilakukan akan menyebabkan semakin banyaknya penyimpangan sifat bila dibandingkan dengan makhluk hidup semula.  Dua tempat yang dipisahkan oleh pegunungan yang tinggi atau samudera yang luas mempunyai flora dan fauna yang berbeda sama sekali. Perbedaan susunan flora dan fauna di kedua tempat itu antara lain disebabkan adanya isolasi geografis.

 Perkembangan variasi paruh burung Finch. Terjadi karena terseleksi secara alami oleh jenis makanan yang berbeda.

Contohnya  mengenai bentuk paruh burung Finch yang ditemukan Darwin di kepulauan Galapagos. Dari pengamatannya tampak burung-burung Finch tersebut memiliki bentuk paruh dan ukuran yang berbeda, dan menunjukkan mempunyai hubungan dengan burung Finch yang ada di Amerika Selatan. Mungkin karena sesuatu hal burung itu bermigrasi ke Galapagos. Mereka menemukan lingkungan yang baru yang berbeda dengan lingkungan hidup moyangnya. Burung itu kemudian berkembangbiak dan keturunannya yang mempunyai sifat sesuai dengan lingkungan akan bertahan hidup, sedang yang tidak akan mati. Karena lingkungan yang berbeda, burung-burung itu menyesuaikan diri dengan jenis makanan yang ada di Galapagos. Akhirnya terbentuklah 14 spesies burung Finch yang berbeda dalam bentuk dan ukuran paruhnya.

  1. Ditemukannya fosil di berbagai lapisan batuan bumi

Fosil adalah sisa tumbuhan atau hewan yang telah membatu atau jejak-jejak yang tercetak pada batuan. Darwin menyatakan bahwa fosil yang ditemukan pada lapisan batuan muda berbeda dengan fosil yang terdapat pada lapisan batuan yang lebih tua, dan menunjukkan suatu bentuk perkembangan.

Dari sekian banyak fosil yang ditemukan, yang paling lengkap dan dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi adalah fosil kuda yang ditemukan oleh Marsh dan Osborn. Dari studi yang dilakukan dapat dicatat beberapa perubahan dari nenek moyang kuda (Eohippus) yang hidup 58 juta tahun yang lalu menuju ke bentuk kuda modern sekarang (Equus), yaitu:

  • tubuh bertambah besar, dari sebesar kucing hingga sebesar kuda sekarang
  • leher makin panjang, kepala makin besar, jarak antara ujung mulut hingga bagian mata menjadi makin jauh
  • perubahan dari geraham depan dan belakang dari bentuk yang sesuai untuk makan daun menjadi bentuk yang sesuai untuk makan rumput
  • bertambah panjangnya anggota tubuh hingga dapat dipakai untuk berlari cepat, tetapi bersamaan dengan itu kemampuan rotasi tubuh menurun.
  • adanya reduksi jari kaki dari lima menjadi satu, yaitu jari ketiga yang selanjutnya memanjang, kemudian disokong teracak.

Untuk menetapkan umur fosil dapat dilakukan dengan dua cara : secara langsung dan tak langsung.  Secara langsung dengan menetapkan umur batuan tempat fosil ditemukan. Cara yang ini kurang valid. Secara tak langsung dengan carbon dating menggunakan isotop C14. Cara yang kedua ini lebih valid.

  1. Adanya homologi organ pada berbagai jenis makhluk hidup

Organ-organ berbagai makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal sama dan kemudian berubah struktur sehingga fungsinya berbeda disebut organ yang homolog. Homologi organ menunjukkan tingkat kekerabatan makhluk yang bersangkutan. Makin banyak organ yang homolog kemungkinan kekerabatannya makin dekat, yang artinya nenek moyangnya mungkin sama.
Homologi organ: anggota gerak pada makhluk di atas memiliki bentuk berbeda, tetapi pada dasarnya memiliki bagian yang sama. Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan fungsi.

Contohnya: tangan manusia berfungsi untuk memegang adalah homolog dengan sirip depan paus yang digunakan untuk berenang, atau sayap kelelawar yang berguna untuk terbang homolog dengan tungkai depan kucing yang berguna untuk berjalan.

Lawan dari homolog adalah organ yang analog, yaitu organ-organ dari berbagai makhluk hidup yang fungsinya sama tanpa memperhatikan bentuk asalnya. Bisa juga diartikan organ-organ tubuh dari berbagai makhluk hidup yang fungsinya sama tetapi bentuk asalnya berbeda.

  1. Studi perbandingan embriologi

Perkembangan embrio berbagai spesies yang termasuk kelas vertebrata menunjukkan adanya persamaan pada fase tertentu yakni pada fase morulla, blastula, dan gastrula/awal embrio. Hal ini menunjukkan adanya hubungan kekerabatan di antara hewan-hewan sesama vertebrata, yang mungkin pula mereka memiliki satu nenek moyang.
Perbandingan perkembangan embrio pada ikan, ayam, babi, dan manusia.

Ernst Haeckel menyatakan dalam hukum Rekapitulasi yang dikemukakannya bahwa ontogeni suatu organisme merupakan rekapitulasi (ulangan singkat) dari filogeni. Ontogeni adalah sejarah perkembangan individu mulai zigot sampai dewasa. Filogeni adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari bentuk sederhana sampai dengan bentuk yang paling sempurna (evolusi).

  1. Studi perbandingan biokimia

Bila membandingkan makhluk hidup pada tingkat biokimia, ternyata hasilnya mendukung teori evolusi. Sebagai contoh, Hb manusia lebih mirip dengan simpanse atau gorilla daripada dengan anjing atau cacing tanah. Tingkat kemiripan ini menunjukkan manusia lebih dekat kekerabatannya dengan simpanse atau gorilla daripada dengan anjing atau cacing tanah.

 

 

2.4 Keanekaragaman Makhluk Hidup

  1. Keanekaragaman

Keanekaragaman makhluk hidup disebut juga dengan keanekaragaman hayati atau biodiversitas. Istilah keanekaragaman hayati atau “biodiversitas” menunjukkan sejumlah variasi yang ada pada makhluk hidup di suatu lingkungan tertentu. Dengan kata lain, biodiversitas dapat diartikan sebagai persamaan dan perbedaan ciri makhluk hidup pada waktu dan tempat tertentu. Keanekaragaman makhluk hidup dapat terjadi karena adanya proses evolusi yang sangat lama. Selain itu juga dipengaruhi oleh adanya faktor adaptasi, batas geografi, dan rekayasa genetik.

 

Keanekaragaman hayati dikelompokkan menjadi 3, yaitu:

  1. Keanekaragaman Gen

Makhluk hidup tersusun atas unit satuan terkecil yang disebut sebagai sel. Dalam inti sel terdapat materi pembawa sifat yang disebut gen. Setiap individu memiliki jumlah dan variasi susunan gen yang berbeda-beda namun bahan penyusunnya sama. Keanekaragaman tingkat gen ini dapat dilihat dari perbedaan ciri makhluk hidup dalam satu spesies.

Keanekaragaman gen juga sering dikenal dengan ras. Contohnya pada ayam yaitu ayam banten, ayam kate, dan ayam cemani. Sedangkan pada tumbuhan misalnya mangga gedong, mangga kuini, dan mangga golek.

  1. Keanekaragaman Jenis

Keanekaragaman jenis merupakan variasi pada tingkat jenis (genus) makhluk hidup. Variasi ini disebabkan karena adanya rekombinasi (pencampuran) gen-gen dalam jenis tersebut sehingga melahirkan variasi yang lebih beragam. Keanekaragaman ini terjadi pada makhuk hidup yang berbeda spesies namun masih satu family. Contohnya harimau, singa, kucing, dan citah.

  1. Keanekaragaman Ekosistem

Suatu ekosistem terdiri dari komponan biotik yaitu komunitas hewan, tumbuhan dan mikroorganisme serta komponen abiotek yaitu lingkungan tempat makhluk hidup tersebut tinggal. Komponen-komponen ini saling berinteraksi satu dengan lainnya dalam melakukan siklus materi dan energi.

Keanekaragaman ekosistem dapat dilihat dari variasi ekosistem berdasarkan batas geografi. Contohnya keanekaragaman pada hutan hujan tropis dan keanekaragaman pada gurun pasir.

 

  1. Klasifikasi makhluk hidup

 

  1. Sistem klasifikasi
  • Suatu kajian tentang pengelompokkan makhluk hidup ke dalam tingkatan atau takson tertentu disebut taksonomi.
  • Seorang tokoh yang sangat berepran dalam klasifikasi makhluk hidup dan dikenal sebagai Bapak taksonomi adalah Carolus Linnaeus (17071778).

 

  • Seiring dengan perkembangan ilmu klasifikasi makhluk hidup, system klasifikasi dapat dibedakan berdasarkan cara dan tujuannya, yaitu:
  1. system klasifikasi buatan (artificial)

Didasarkan pada pertimbangan secara sekehendak hati para ahli taksonomi  dengan melihat habitat (tempat hidup) dan nilai guna dari  makhluk hidup tersebut.

  1. system klasifikasi alamiah (natural)

Sistem ini didasarkan pada kesamaan morfologi secara fenotip yang ada hubungannya dengan makhluk hidup yang sesungguhnya.

  1. sisitem klasifikasi evolusi (filogenetik)

Sistem klasifikasi ini lebih menekankan aspek hubungan

kekerabatan dan sejarah perkembangan evolusi makhluk hidup yang ada sekarang.

 

  1. Sistem Binomial nomenclatur
  • Pada pertengahan abad ke-18 (1707-1778) Carolus Linnaeus mengajukkan system penamaan makhluk hidup dalam tulisannya “Systema nature” dengan istilah “:Binomial nomenclatur” (bi = dua, nomen = nama) yang artinya tata nama seluruh organisme ditandai dengan nama ilmiah yang terdiri dari dua kata latin atau yang dilatinkan.
  • Kata pertama menunujukkan genus, yang penulisannya dimulai dengan huruf besar, sedangkan kata kedua merupakan “epitethon spesificum“ artinya penunjukkan jenis (spesies) yang penulisannya dimulai dengan huruf kecil. Misalnya untuk nama ilmiah singkong Feli domesticus.

Felis menunjukkan genus, sedangkan domesticus emerupakan cirri khsuusnya, yang berarti  sejenis hewan yang dipelihara di dalam rumah (domestik).

  1. Aturan Pemberian Nama Ilmiah

Peraturan nama ilmiah memuat aturan sebagai berikut:

  1. Setiap organisme mempunyai nama ilmiah tertentu.
  2. Untuk nama ilmiah digunakan bahsa latin atau yang dilatinkan.
  3. Tidak ada dua organisme atau lebih yang mempunyai nama spesies yang sama (tautonim) atau hampir sama.
  4. Nama genus harus terdiri dari satu kata dan penulisannya selalu dimulai dengan hurup besar.
  5. Nama spesies terdiri dari dua kata. Kata pertama merupakan nama genus dan kata kedua merupakan petunjuk spesies.

Contoh nama ilmiah padi:  Oryza sativa

1       2

1 = nama genus

2 = nama petunjuk spesies

1   +  2   = nama spesies

  1. Penulisan nama spesies harus ditulis miring atau digaris bawahi. Garis bawah kata pertama dan kedua secara terpisah.
  2. Nama penemu boleh dicantumkan dibelakang nama spesies, seperti: Oryza sativa L., Rosa hybrida Hort, dsb.
  3. Untuk pemberian nama suku (famili) terdiri dari satu kata majemuk dibentuk dari salah satu nama genus yang dibawahinya ditambah akhiran –aceae untuk tumbuhan dan akhiran –idea untuk hewan.

Seperti: Solanum  +  aceae  = Solanaaceae

Felis  +  idae   = Felidae

  1. Tingkatan/Takson makhluk hidup
  • Kelompok taksonomi pada takson yang sama memiliki katagori yang sama. Urutan takson dari yang tertinggi sampai terendah seperti berikut:

Kingdom = kerajaan/dunia

Phylum = divisio


Classi
s= kelas


Ordo
= bangsa


Familia
= keluarga

Genus = marga


Species
= jenis

  • Setiap takson memiliki persamaan dan perbedaan ciri. Makin tinggi takson makin sedikit persamaan ciri yang dimilkinya dan dengan demikian makin banyak pula perbedaanya. Sebaliknya makin rendah takson, mka makin banyak persamaannya dan makin sedikit perbedaanya.
  1. Konsep Spesies
  • Konsep spesies menurut para ahli taksonomi merupakan gabungan populasi alami yang secara morfologi dan ekologi serupa dan yang dapat melakukan perkawinan (interbreeding) serta menghasilkan keturunan yang fertile. Contohnya Kuda dan Keledai dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan bagal, tetapi bagal ini mandul maka kuda dan keledai bukan termasuk satu spesies.
  1. Klasifikasi Makhluk Hidup berdasarkan Kingdom
  • Perkembangan klasifikasi makhluk hidup sampai abad ke-18 menempatkan semua makhluk hidup dalam salah satu dari dua kingdom yaitu tumbuhan dan hewan.
  • Pada masa berikutnya para ahli taksonomi mengamati ada perbedaan

kelompok makhluk hidup selain tumbuhan dan hewan yaitu jamur (fungi), sehingga makhluk hiudp dikelompokkan menjadi 3 kingdom yaitu hewan, tumbuhan dan jamur.

  • Copeland (1938-1847) mengajukan 4 kingdom klasifikasi makhluk hidup, yaitu Monera untuk semua makhluk hiudp prokariota, protista untuk semua makhluk hidup sedikit atau tidak memiliki jaringan yang terdiferensiasi, metafita dan metazoan masing-masing untuk dunia

tumbuhan dan hewan tingkat tinggi.

  • Pada tahun 1969 Robert H.Whittaker merumuskan 5 kingdom klasifikasi makhluk hidup yang sekarang banyak digunakan meliputi: Monera, Protista, Fungi, Animalia dan Plantae.

 

  1. Pelestarian Keanekaragaman Hayati
  • Keanekaragaman hayati di bumi kita sangat berlimpah jumlahnya mulai dari kutub utara sampai kutub selatan. Berjuta-juta jenis makhluk hidup yang ada, hanya sebagaian saja yang sudah dapat diidentifikaasi, dan masih banyak jenis-jenis makhluk hidup yang belum dikenali.
  • Keanekaragaman hayati memberi arti penting bagi kehidupan kita baik secara langsung maupun tidak langsung, hampir semua makhluk hidup tersebut memberikan manfaat yang sangat berharga.
  • Mengapa kita perlu melestarikan keanekaragaman hayati ? Kita ketahui bahwa dalam suatu individu makhluk hidup terkandung plasma nutfah (sumber gen), dan lebih jauh dapat kita manfaatkan sebagai sumber pangan, sandang, papan, obat-obatan, kosmetika, dan bahan penelitian.

 

  1. Upaya melestarikan keanekaragaman flora dan fauna dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:
  2. Pelesatarian in-situ, artinya kita melesatrikan flora dan fauna dalam habitat aslinya, seperti pelestarian badak di ujung kulon, komodo di NTT, bunga raflesia di bengkulu dan sebagainya.
  3. Pelestarian ex-situ, artinya kita melestarikan flora dan fauna di luar habitat aslinya, seperti membuat suaka margasatwa, suaka hewan, kebun raya, kebun binantang dan sebagainya.

2.5 Peranan Manusia dalam Biosfer

  1. Manusia sebagai organisme yang dominan secara ekologik.

Manusia memiliki peranan dalam biosfer karna manusia merupakan makluk yang dominan secara ekologik. Terdapat 2 alasan mengapa manusia disebut dominan secara ekologik, yakni :

  1. Manusia dapat berkompetensi secara lebih baik untuk memenuhi kebutuhan hidupnya terutama dalam hal makanan, jika dibandingkan dengan makluk lain yang ada di dalam ekosistem.
  2. Manusia mampu memberikan pengaruh yang besar terhadap lingkungan tempat hidupnya atau terhadap organsme lain.

 

1. Manusia sebagai makluk pembuat alat

Kemampuan membuat alat, erat hubungannya dengan sikap tegak manusia yang memungkinkan ia dapat bebas menggunakan tangannya. Disamping itu, kemampuannya erat hubunganya dengan kemampuan penglihatan, kecekatan dan kemampuan penalaran dari otaknya yang lebih tinggi. Jadi manusia menjadi dominan dalam ekosistem berkat kemampuan membuat dan menggunakan alat.

2. Manusia Sebagai Penyebab Evolusi

Evolusi alamiah berlangsung sangat lambat, tetapi perusakan alam oleh manusia baik yang disengaja atau tidak akan mempercepat evolusi organik. Akibatnya adalah menurunnya jumlah organisme tertentu bahkan ada beberapa yang punah, tetapi dilain pihak terdapat organisme jenis tertentu yang jumlahnya meningkat dengan pesat terutama varietasnya.

3. Manusia sebagai makhluk perampok

Manusia di kenal sebagai mahkluk yang paling hebat dalam mengekploitasi ekosistem. Hal ini terjadi karna sifatnya yang omnivora dan kebutuhannya yang beraneka ragam, sejak semula manusia mengekploitasi ekosistem tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan makanannya saja, tetapi juga untuk keperluan lain.Di lain pihak, manusia cenderung untuk menanam dan mengambil tumbuhan secara berlebihan. Manusia menanam tumbuhan kemudian memanen hasil pertaniannya dengan mengangkut biomassa yang terdapat di permukaan dan dibawah tanah. Zat-zat   hara yang terdapat dalam biomassa ini akan menghilang dari ekosistem. Dan harus diganti dengan melakukan pemupukan baik pupuk organik maupun anorganik untuk mengembalikan ketersediaannya di dalam tanah sehingga dapat diperoleh hasil pertanian yang memadai.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s