Materi Petunjuk Dan Mekanisme Evolusi Mapel Biologi kelas 12 SMA/MA

Materi Petunjuk Dan Mekanisme Evolusi Mapel Biologi kelas 12 SMA/MA - Hai adik adik dimana saja berada pada kesempatan ini kakak ingin membagikan kepada adik adik mengenai materi yang sudah disusun yaitu materi tentang Petunjuk Dan Mekanisme Evolusi yang diambil dari mata pelajaran Biologi untuk adik adik kelas 12 SMA/MA. Semoga dengan adanya materi ini bisa membantu adik adik. Tetap semangaat yah.

Pada Masyarakat banyak persepsi yang mengatakan bahwa manusia berasal dari kera, artinya nenek moyang manusia adalah kera. Apakah persepsi tersebut benar? Kalian dapat melihat bahwa manusia berasal dari primata sebagai cikal bakalnya, kemudian primata akan mengalami proses perubahan dan perekembangan lebih lanjut. Makhluk hidup memiliki struktur morfologi yang beranekaragaman. Ada beberapa yang memiliki persamaan, namun banyak pula yang berlainan sama sekali. Perbedaan tersebut dapat dipelajari dengan melihat pola hubungan kekerabatan. Pola hubungan kekerabatan dapat menunjukkan tingkatan makhluk hidup yang memiliki struktur sederhana hingga yang kompleks. Pola hubungan kekerabatan mkhluk hidup selanjutnya akan dibahas dalam proses evolusi. Secara bahasa evolusi berasal dari kata evolve (Bahasa Inggris) yang berarti berubah secara perlahan, sedangkan dalam bahasa Latin disebut evolut yang berarti menggulir. Teori evolusi dapat mengajari kita dalam memahami beberapa hal, diantaranya ialah memahami proses kepunahan; kemampuan proses bertahan hidup; dan terjadinya perubahan secara kontinyu dalam waktu yang lama. Pada modul pembelajaran berikut ini, akan disajikan asal-usul makhluk hidup, teori evolusi dan mekanismenya. Setelah mempelajari modul ini, diharapkan siswa lebih memahami dan memudahkan penyampaiannya kepada siswa dan para siswa dapat terbantu untuk lebih mudah dalam memahami esensi ilmu pengetahuan yang menyangkut perubahan struktur morfologi makhluk hidup.

Baca juga - Soal Pola-Pola Hereditas Pada Makhluk Hidup

Istilah

Evolusi : Perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung secara berlahan-lahan dalam waktu yang sangat lama.
Omne Vivum ex Ovo, Omne Ovum ex Vivo, Omne Vivum ex Vivo : Kehidupan berasal dari telur, dan telur berasal dari makhluk Omne Ovum ex Vivo, hidup dan kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya.
Fosil : Sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang telah membatu atau dapat juga berupa jejak-jejak organisme yang terdapat pada batubatuan.
Homologi : Organ-organ makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal (dasar) yang sama, kemudian berubah strukturnya sehingga fungsinya berbeda.
Analogi : Organ-organ tubuh yang mempunyai fungsi sama tetapi bentuk asalnya berbeda.
Spesiasi : Pembentukan dua atau lebih spesies dari satu spesies yang telah ada atau telah punah.
Seleksi Alam : Kemampuan alam untuk memilih makhluk hidup yang mampu hidup di lingkungannya.
Mutasi : Perubahan pada materi genetik yang mengakibatkan perubahan eksperesi gen.

A. Tujuan Pembelajaran

Baca juga - Soal Hereditas Manusia

Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan dapat:

Menjelaskan petunjuk-petunjuk adanya evolusi.
Menjelaskan mekanisme terjadinya evolusi mahluk hidup.
Mendskripsikan terjadinya variasi makhluk hidup sebagai dasar terjadinya proses evolusi.

B. Uraian Materi

1. Petunjuk evolusi

Beberapa bukti yang dianggap memberikan petunjuk adanya evolusi antara lain:

a. Variasi mahluk hidup

Variasi adalah perbedaan yang ditemukan pada individu-individu dalam satu spesies. Jika varian tersebut hidup pada lingkungan yang berbeda, maka akan menghasilkan keturunan yang berbeda pula. Jadi, adanya variasi merupakan petunjuk adanya evolusi yang menuju ke arah terbentuknya spesies baru.

Gambar 8. Variasi Genetik Pada Ayam - Sumber: ratnandroet.blogspot.com

Baca juga - Soal Mutasi pada Makhluk Hidup

b. Fosil

Fosil-fosil yang ditemukan dalam lapisan bumi dari lapisan tua sampai muda menunjukkan adanya perubahan secara berangsur-angsur. Dengan membandingkan fosil-fosil yang ditemukan di berbagai lapisan bumi dapat diketahui adanya proses evolusi. Sejarah perkembangan kuda merupakan satu contoh yang paling dikenal untuk menerangkan adanya perubahan-perubahan bentuk dari masa ke masa.

Gambar 9. Perbandingan fosil kuda - Sumber:biologiclara.blogspot.com

c. Homologi dan analogi organ tubuh

Homologi adalah organ-organ makhluk hidup yang mempunyai bentuk asal (dasar) yang sama, kemudian berubah strukturnya sehingga fungsinya berbeda. Misalnya, sayap burung homolog dengan tangan manusia. Kaki depan kuda homolog dengan sirip dada ikan paus.

Analogi adalah organ-organ tubuh yang mempunyai fungsi sama tetapi bentuk asalnya berbeda. Contoh: sayap serangga dengan sayap burung.

Gambar 10. Homologi perbandingan sumber: piterest.comm)

Gambar 11. Analogi perbandingan - Sumber:biologiclara.blogspot.com

Baca juga - Soal Evolusi

d. Embriologi perbandingan

Beberapa kelas vertebrata, seperti: ikan, reptil, burung dan mamalia, walaupun tubuh individu dewasanya berbeda jenis satu sama lainnya, namun fase awal dari perkembangan embrionya sangat mirip. Makin mirip, makin dekat kekeluargaannya.

Ontogeni adalah perkembangan individu dari satu sel menjadi individu dewasa. Filogeni adalah sejarah perkebangan makhluk hidup dari makhluk yang hidup sebelumnya. Para ahli berpendapat bahwa ontogeni (perkembangan individu) adalah ulangan dari revolusi filogeni (perkembangan hubungan kekerabatan organisme). Kaidah ini dianggap terlalu berlebihan karea tidak benar bahwa vertebrata berevolusi dari bentuk ikan menjadi bentuk reptil, kemudian menjadi bentuk berkaki empat.

Gambar 12. Kemiripan embriologi - Sumber: biologisites.blogspot.com

Baca juga - Soal Bioteknologi

e. Petunjuk secara Biokimia

Jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara organisme satu dengan lainnya dapat ditunjukkan dengan uji secara biokimia yang disebut uji presipitin. Uji presipitin adalah uji adanya reaksi antara antigen-antibodi. Banyak sedikitnya endapan yang terbentuk akibat reaksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan jauh dekatnya hubungan kekerabatan antara suatu organisme dengan organisme lainnya.

f. Perbandingan fisiologi

Organisme Organisme mempunyai ciri-ciri fisiologi yang sama, seperti respirasi, ekskresi, dan sebagainya. Meskipun ciri morfologi dan jumlah sel yang membentuk setiap organisme berbeda-beda, terdapat kemiripan-kemiripan dalam fisiologinya.

g. Petunjuk alat tubuh yang tersisa

Pada manusia dan beberapa jenis hewan dapat dijumpai berbagai alat tubuh yang tidak berfungsi. Alat tubuh manusia yang tersisa antara lain umbai cacing (apendiks) dan tulang ekor. Pada burung kiwi, burung yang tidak dapat terbang, terdapat alat tubuh yang tersisa sebagai akibat penyusutan sayap.

Gambar 13. Apendiks - Sumber: brilio.net

Baca juga - Soal Pertumbuhan dan Perkembangan

2. Mekanisme Evolusi

Proses evolusi dapat terjadi karena adanya seleksi alam dan variasi genetik sehingga akan memunculkan sifat-sifat baru yang akan diwariskan pada keturunanya. Adanya seleksi alam mengharuskan semua makhluk hidup berjuang untuk bertahap hidup. Dalam upaya agar dapat lolos seleksi alam, setiap makhluk hidup dapat mengalami perubahan baik secara morfologis, fisologis, dan tingkah laku. Berikut faktor-faktor yang berperan dalam mekanisme evolusi, meliputi:

a. Mutasi

Mutasi merupakan peristiwa yang menyebabkan terjadinya perubahan pada frekuensi gen, sehingga mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Mutasi ini bisa menguntungkan atau bahkan merugikan. Menguntungkan apabila:

Berpotensi menghasilkan sifat baru yang lebih menguntungkan.
Menghasilkan spesies yang dapat beradaptasi.
Memiliki kemampuan bereproduksi denga bibit unggul.

Jika sifat yang dihasilkan berkebalikan dengan sifat seperti tersebut di atas, maka mutasi yang terjadi merugikan.

b. Genetic Drift

Genetic Drift merupakan perubahan acak pada frekuensi gen pada populasi gen yang disebabkan oleh kematian, migrasi, ataupun isolasi. Genetic drift dapat disebabkan oleh dua kondisi, (1) the bottleneck effect, merupakan bencana alam seperti kebaran, gempa bumi sehingga populasi yang tinggal sangat sedikit, (2) the founder effect, ketika sejumlah kecil dari organisme berpindah ke suatu tempat lain.

c. Aliran gen

Aliran gen terjadi ketika terjadinya migrasi dan kawin pada individu di antara populasi-populasi. Aliran gen ini sangat bergantung pada jumlah individu yang datang dan seberapa banyak perbedaan genetik individu-individu yang datang bergabung.

Baca juga - Soal Metabolisme

d. Rekombinasi seksual

Adanya kemampuan reproduksi secara seksual pada setiap individu akan menghasilkan keturunan yang dapat berbeda dengan induknya. Hal ini dipengaruhi oleh penggabungan kromosom yang terjadi secara acak antara dua sel gamet pada tahap meiosis. Sehingga memberi peluang dihasilkannya keturunan yang viabilitasnya tinggi dan berpengaruh terhadap evolusi populasi. Perkawinan yang tidak acak akan mengakibatkan terbentuknya gen resesif pada keturunan karena alel yang cenderung disukai akan mendominasi dalam populasi.

e. Seleksi Alam dan Adaptasi

Suatu adaptasi pada individu akan selalu diikuti oleh proses seleksi alam. Individu yang adaptatif, cenderung dapat lolos dari seleksi alam dengan perubahan sifat tertentu sehingga dapat bertahap hidup dan mewariskan sifat tersebut pada keturunannya.

Jadi, dapat disimpulkan bahwasanya evolusi merupakan peristiwa yang sifatnya fleksibel dan terus terjadi mengikuti perkembangan zaman. Setiap makhluk hidup harus mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungannya sehingga dapat lolos dari seleksi alam dan mampu bertahan hidup sehingga dapat melakukan rekombinasi seksual untuk melestarikan keturunannya meskipun sifatnya tidak identik.

Baca juga - Soal Genetik

3. Hukum Hardy Weinberg

Pada proses evolusi terjadi perubahan frekuensi gen. Bila perbandingan antara genotip-genotip dalam satu populasi tidak berubah dari satu generasi ke generasi, maka frekuensi gen dalam populasi tersebut ada dalam keadaan seimbang, artinya tidak terjadi evolusi.

Frekuensi gen berada dalam keseimbangan apabila:

tidak terjadi migrasi;
tidak ada mutasi, atau harus ada keseimbangan mutasi di mana perubahan genetis ke satu arah diimbangi oleh sejumlah mutasi yang sama dalam arah berlawanan;
tidak terjadi seleksi;
reproduksi harus berlangsung acak;
populasi harus besar.

Bila frekuensi gen dalam satu populasi ada dalam keadaan seimbang berlaku Hukum Hardy Weinberg.

Apabila frekuensi gen yang satu dinyatakan dengan simbol p, dan alelnya dengan simbol q, maka: (p+q) = 1

Bila frekuensi gen A = p dan frekuensi gen a = q, maka frekuensi genotip AA : Aa : aa = p2 : 2pq : q2.

Cara mencari frekuensi gen

Jika dalam suatu populasi diketahui frekuensi genotipnya, maka frekuensi gennya dapat dicari. Contohnya, frekuensi genotip aa dalam suatu populasi 0,25. Tentukan frekuensi gen A : a serta frekuensi genotip AA, Aa, dan aa.

Jawab:

Penerapan hukum Hardy-Weinberg untuk menghitung frekuensi gen dalam populasi sebagai berikut:

a) Dalam suatu populasi terdapat kelompok perasa pahit kertas PTC (phenil thiocarbamide) sebesar 64%, sedangkan yang lainnya bukan perasa PTC. Bukan perasa PTC dikendalikan oleh gen t dan perasa PTC dikendalikan oleh gen T. Tentukan frekuensi gen dan genotip populasi orang PTC dan non PTC.

Jawab:

Baca juga - Soal Pembelahan Sel

Untuk mencari frekuensi gen, coba kamu cari dahulu frekuensi individu yang bergenotip homozigot resesif, sebab genotif dominan bisa bergenotip TT atau Tt.

b) Diketahui frekuensi orang albino pada suatu masyarakat adalah 25 di antara 10.000 orang. Berapa persentase orang pembawa sifat albino yang heterozigot?

Jawab:

4. Perubahan perbandingan frekuensi gen pada populasi

Saat ini, telah diketahui beberapa faktor penting yang menyebabkan perubahan keseimbangan genetik di dalam suatu populasi. Faktor-fakor tersebut, antara lain: mutasi, seleksi alam, emigrasi dan imigrasi, rekombinasi dan seleksi, dan genetic drift. Untuk lebih mengetahui, mari cermati uraian berikut ini.

a. Mutasi

Apabila ada satu atau beberapa gen yang bermutasi, maka akan terjadi perubahan keseimbangan gen-gen dalam suatu populasi.

Contoh:

Gen b yang mempengaruhi rambut tikus berwarna putih adalah normal. Kemudian, bermutasi menjadi gen B yang menyebabkan rambut tikus berwarna kuning. Gen ini menyebabkan letal apabila dalam keadaan homozigot BB. maka:

Baca juga - Soal Pola-Pola Hereditas Pada Makhluk Hidup

b. Seleksi alam

Di danau buatan di Amerika Serikat pernah ditemukan jenis katak berkaki banyak dan jenis katak normal. Katak yang berkaki banyak fertilitasnya rendah atau mandul dan bersifat resesif. Sedangkan, katak berkaki normal mempunyai fertilitas normal dan bersifat dominan. Karena katak berkaki banyak bersifat mandul, maka katak ini dapat dihasilkan dari perkawinan antara katak berkaki normal heterozigot.

Jadi, apabila katak berkaki normal heterozigot ( Nn ) dikawinkan dengan yang berkaki normal Nn, maka akan dihasilkan rasio keturunannya, sebagai berikut:

Katak yang bergenotif nn adalah mandul sehingga yang mampu menghasilkan keturunan yang bergenotif NN dan Nn, atau 75% dari seluruh populasi.

c. Spesiasi

Spesiasi atau pembentukan spesies pada dasarnya dapat digunakan sebagai saksi hidup mengenai apa yang terjadi di masa lalu, maka dari itu proses spesiasi dapat pula dianggap sebagai bukti bahwa proses evolusi memang berlangsung.

Syarat terjadinya spesiasi adalah :

Adanya perubahan lingkungan, Perubahan lingkungan dapat menyebabkan perubahan evolusi. Contohnya, bencana alam dapat menyebabkan timbulnya kepunahan massal di muka bumi.
Adanya relung (niche) yang kosong, Relung merupakan tempat hidup dan interaksi suatu organisme. Suatu spesies selalu menempati relung tertentu. Suatu relung umumnya hanya dapat ditempati oleh satu jenis spesies saja. Kepunahan massal akan menimbulkan relung-relung kosong yang akan menyebabkan relung-relung baru terisi kembali dalam jangka waktu yang panjang. Apabila relung tersebut kosong (tidak ada organisme yang menempatinya), maka akan ada banyak organisme yang berusaha menempati relung tersebut.
Adanya keanekaragaman suatu kelompok organisme. Selalu akan ada sejumlah organisme yang mencoba mengisi relung yang kosong. Keberhasilan suatu organisme mengisi relung ditentukan oleh seberapa besar kecocokan organisme tersebut dibandingkan dengan persyaratan relung yang kosong.

Baca juga - Soal Hereditas Manusia

d. Isolasi Geografi

Isolasi geografi/batas alam. Apabila batas alam tidak dapat dilewati, suatu populasi tidak akan pernah bertemu dengan populasi lainnya maka dapat menyebabkan terjadinya spesisasi baik simpatri maupun tidak simpatri

Proses spesiasi simpatri: proses spesiasi yang terjadi dalam area geografi yang sama dari suatu spesies yang paling berkerabat. Spesiasi terjadi karena aspek genetik, morfologi, tingkah laku, fisiologi, dan lain-lain. Contoh: populasi mencit di Eropa Barat memiliki sejumlah populasi kecil yang tidak interfertilisasi dengan populasi di sebelahnya walaupun penyebarannya sangat luas di Eropa Barat.
Spesiasi tidak simpatri: proses spesiasi yang terdapat dalam area geografi yang berbeda dibandingkan dengan area geografi suatu spesies yang paling berkerabat. Dibagi menjadi 3 yaitu:

Spesiasi alopatri: proses spesiasi yang terjadi di daerah yang berjauhan atau berlainan dari suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Sebagian dari populasi suatu spesies terpisah dan hidup di daerah yang berlainan. Karena adanya pemisahan, keanekaragaman yang terbawa dari populasi yang terpisah, berbeda dalam frekuensi alelnya. Oleh karena kedua daerah memiliki perbedaan dalam banyak hal, seleksi alam yang bekerja pada masing-masing area akan berbeda pula. Ketika kedua populasi tersebut bertemu di kemudian hari, tidak ada lagi interaksi social di antara kedua populasi tersebut. Contoh: Macaca brunnescens dianggap jenis berbeda dari Macaca ochreata karena terpisah secara geografi.

Spesiasi parapatri: proses spesiasi yang terjadi di daerah yang bersebelahan dengan daerah dari suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Daerah penyebaran meliputi lebih dari satu macam habitat dengan persyaratan yang berbeda. Dengan berjalannya waktu, terbentuklah suatu populasi yang tetap bersebelahan tetapi kemampuan interfertilnya secara gradual menurun, berbanding lurus dengan jarak antara dua populasi. Akhirnya pada suatu keadaan akan ada dua populasi yang sudah tidak mampu berinteraksi secara interfertil, sehingga harus dianggap sebagai spesies tersendiri.

Spesiasi peripatri: proses spesiasi yang terjadi di daerah pinggir dari daerah suatu spesies yang paling dekat hubungan kekerabatannya. Suatu organisme memiliki kisaran toleransi tertentu, akibatnya jenis tersebut akan menempati daerah tertentu. Semakin jauh dari pusat penyebarannya, maka lingkungannya pun makin berbeda. Dengan demikian spesies yang menempati daerah tersebut akan semakin berbeda dengan spesies yang menempati pusat. Dengan demikian, interaksi antara populasi tersebut dengan populasi satu spesiesnya menjadi sangat terbatas.

d. Isolasi Reproduksi

Proses spesiasi yang ditinjau dari: keberhasilan terjadinya pembuahan (kemungkinan pertemuan antara dua jenis sel gamet proses pra-kawin) dan keberhasilan suatu perkawinan (proses pasca kawin).

Baca juga - Soal Mutasi pada Makhluk Hidup

1. Spesiasi pra kawin meliputi:

Kromosomal: perbedaan jumlah, bentuk, urutan kromosom berpengaruh dalam perubahan.
Musim: perbedaan musim kawin atau musim berbunga menyebabkan individu hanya dapat saling membuahi individu tertentu yang cocok.
Parthenogenesis: individu identik dengan induk yang menghasilkannya.
Morfologi atau struktural: perbedaan struktur tubuh (morfologi) menyebabkan pembuahan menjadi tidak mungkin.

2. Spesiasi pasca kawin meliputi:

Letalitas: adanya embrio yang letal
Sterilitas: individu yang dilahirkan tidak dapat memiliki keturunan.
Semi-letal: individu yang dihasilkan, meskipun hidup normal dan dapat memiliki keturunan, memiliki vitalitas yang sangat rendah.

C. Rangkuman

Evolusi merupakan proses satu arah dalam waktu yang tidak terbalikkan. Proses evolusi hanya dapat dipelajari dari petunjuk-petunjuk yang ada yaitu adanya variasi makhluk hidup, fosil-fosil yang ditemukan, homologi dan analogi organ, embriologi perbandingan, pentunjuk biokimia, perbandingan fisiologi, alat tubuh yang tersisa.
Mekanisme evolusi dapat terjadi melalui mutasi, genetik drif, aliran gen, rekombinasi seksual, seleksi alam, dan adaptasi.

D. Latihan Soal

Kerjakan semua soal di bawah ini di kertas, kemudian cocokan dengan kunci jawaban yang tersedia untuk penyelesaiannya!

Salah satu petunjuk evolusi adalah homologi organ tubuh. Jelaskan yang dimaksud dengan Homolog!
Bagaimana teori Darwin dan Lamarck menjelaskan fenomena jerapah berleher panjang!
Sebutkan akibat dari terjadinya seleksi alam!
Sebutkan kelemahan teori evolusi Darwin menurut August Weismann!

Kunci Jawaban

1. Organ homolog adalah organ-organ yang memiliki struktur asal sama, tetapi fungsinya, berbeda. Tangan manusia homolog dengan kaki depan kadal, sayap burung, sayap, kelelawar, maupun sirip lumba-lumba. Akan tetapi, tangan manusia tidak homolog, dengan sayap kupu-kupu karena keduanya tidak memiliki struktur asal yang sama.

2. Menurut teori Darwin, panjangnya leher jerapah merupakan salah satu contoh seleksi alam. Jerapah memiliki leher yang bervariasi, ada yang panjang dan ada yang pendek. Jerapah berleher panjang mampu meraih daun-daun yang ada di pucuk pohon sebagai makanannnya, sedangkan jerapah berleher pendek tidak. Akibatnya, jerapah berleher pendek tidak mampu bertahan hidup dan jumlahnya terus berkurang sehingga yang tersisa adalah jerapah berleher panjang. Menurut teori Lamarck, dahulu semua jerapah berleher pendek. Namun, akibat tertarik selama bertahun-tahun untuk meraih daun-daun di pucuk pohon, leher jerapah menjadi panjang. Selanjutnya, leher panjang itu diwariskan kepada keturunannya.

Baca juga - Soal Evolusi

3. Organisme yang dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya yang baru akan dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya, Organisme yang tidak dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya yang baru akan mati atau pindah ke daerah lain yang tidak mengalami perubahan lingkungan.

4. Weismann berpendapat bahwa sifat leher panjang dan leher pendek pada jerapah dikendalikan oleh gen. Gen untuk leher panjang bersifat dominan, sedangkan gen untuk leher pendek bersifat resesif. Oleh karena itu, jerapah berleher panjang merupakan keturunan yang bersifat homozigot dominan atau heterozigot. Sebaliknya, jerapah berleher pendek merupakan keturunan yang bersifat homozigot resesif. Jerapah berleher pendek yang homozigot resesit tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya sehingga akhirnya punah. Weismann berpendapat bahwa evolusi berkaitan dengan gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetik.

E. Penilaian Diri

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab!

Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak".

Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.

Demikianlah informasi yang bisa kami sampaikan, mudah-mudahan dengan adanya Materi Petunjuk Dan Mekanisme Evolusi Mapel Biologi kelas 12 SMA/MA ini para siswa akan lebih semangat lagi dalam belajar demi meraih prestasi yang lebih baik. Selamat belajar!!