Kepunahan dan Evolusi

C. Evolusi dan Keanekaragaman Makhluk Hidup

1. Mekanisme Evolusi

Evolusi adalah suatu proses di mana ciri sebuah spesies berubah dalam kurun waktu lama, yang akhirnya sampai kepada pembentukkan sebuah spesies baru. Evolusi menyatakan bahwa tubuh individu sebuah populasi berubah secara struktural dan menujukan kepada kita bagaimana tumbuhan dan hewan modern (yang saat ini masih hidup) berevolusi sejak dari nenek moyangnya yang primitif secara bertahap, jutaan tahun sejak pemunculan awalnya. Jadi, evolusi menjelaskan mengapa terdapat banyak organisme dengan tipe-tipe berbeda di muka bumi, mengapa setiap spesies harus dapat beradaptasi dengan baik di habitatnya jika ingin tetap survive dan mengapa sebuah spesies berbagi ciri dasar dengan kerabat jauhnya dan memiliki ciri khusus yang membedakannya dari spesies-spesies lainnya.

Darwin, seorang penyelidik alam berkebangsaan Inggris, menyadari bahwa faktor-faktor lingkungan dapat mempengaruhi kelangsungan hidup individu dalam suatu populasi. Sebagai contoh adalah struktur paruh burung. Jika di suatu wilayah terdapat tumbuhan berbiji keras seperti gandum, jagung, padi dan sebagainya, maka burung burung berparuh sesuai untuk memecah biji-bijian akan memperoleh keuntungan dan kelangsungan hidupnya lebih lama daripada burung yang berparuh tidak sesuai. Burung yang berparuh tidak sesuai ini akan mati, atau setidaknya ia tidak akan mencapai umur reproduktif, sehingga keturunan dari burung yang berparuh sesuailah yang akan merajai wilayah tersebut. Bentuk paruh ini merupakan ciri khas yang ditemukan dalam populasi yang secara alamiah diturunkan. Inilah yang disebut sebagai hasil dari adaptasi struktur tubuh terhadap faktor lingkungan.

Karena adaptasi ini, maka jumlah anggota pupulasi yang berparuh sesuai akan meningkat bahkan akan melebihi jumlah anggota populasi yang berparuh tidak sesuai, sehingga sifat dasar populasi burung tersebut secara perlahan akan berubah. Jadi, burung yang adaptif akan dapat meneruskan kehidupannya dan bertambah jumlahnya dibandingkan dengan burung-burung yang tidak adaptif. Hal ini yang disebut oleh Darwin sebagai seleksi ilmiah (natural selection). Ia menyatakan bahwa evolusi terjadi sebagai hasil dari seleksi ilmiah. Evolusi dengan cara seleksi alamiah ini adalah proses perubahan dalam jangka waktu lama yang dialami oleh sebuah populasi berupa perkembangan struktur tubuh melalui modifikasi sifat-sifat dasar.

Pemikiran Darwin tentang evolusi organisme adalah sebagai berikut :

a. Organisme purba dan organisme modern berkerabat satu sama lain.

b. Faktor-faktor lingkungan memegang peranan penting dalam perkembangan keanekaragaman tumbuhan dan hewan.

c. Anggota populasi dari spesies yang sama akan menunjukkan perubahan struktur tubuh yang sedikit berbeda setelah terisolasi secara geografis.

d. Organisme yang hidup di pulau menunjukkan kesamaan struktur dengan organisme yang hidup di daratan dekat pulau tersebut.

Ternyata apa yang dipikirkan Darwin tersebut kelak akan terbukti melalui penelitian ilmu genetika.

Pada abad ke 20 – sejalan dengan mulai dimengertinya prinsip-prinsip ilmu genetika dengan lebih baik – para ilmuwan biologi menemukan mekanisme lain selain seleksi alamiah, yang menyebabkan organisme berubah dari generasi ke generasi. Sebuah spesies organisme diyakini memiliki informasi genetik tertentu. Perubahan informasi genetik ini seperti aliran gen (gen flow) dan penyimpangan genetik (genetic drift) akan menyebabkan perubahan populasi, yang memicu kepada terjadinya spesiasi (speciation). Spesiasi adalah proses di mana spesies baru dibentuk. Spesisasi terjadi jika populasi terbelah menjadi populasi-populasi yang secara genetik dipisahkan satu sama lain, tetapi Darwin dalam bukunya yang terkenal ‘On the Origin of Species” hanya mendiskusikan bagaimana populasi berubah karena pengaruh seleksi alamiah. Menurut dia, spesiasi adalah suatu akumulasi perubahan secara bertahap (gradual) dalam kurun waktu lama sampai sebuah kelompok organisme cukup nyata dianggap sebagai spesies baru. Proses pembentukkan spesies baru seperti ini dikenal sebagai spesiasi filetik (phyletic speciation). Menurut ilmuwan genetika, perubahan komposisi genetik terjadi pada gen yang terdapat pada anggota sebuah populasi. Perubahan ini diturunkan ke generasi berikutnya ketika berlengsungnya proses reproduksi. Perubahan genetik pada populasi ini menyebabkan perubahan evolusioner. Di sinilah letak kunci utama mengapa proses evolusi menjadi penyebab terjadinya keanekaragaman organisme yang ada di muka bumi sekarang ini.

Selain spesiasi filetik, juga dikenal spesiasi alopatrik (allopatric speciation), spesiasi parapatrik (parapatric speciation) dan spesiasi simpatrik (sympatric speciation). Spesiasi alopatrik terjadi karena adanya penghalang fisik seperti sungai, gunung, letak geografis dan sebagainya. Penghalang ini memisahkan sebuah populasi dari populasi induknya, yang berarti memotong aliran gen antar kedua pupulasi tersebut. Setelah terisolasi mereka membentuk sejumlah perbedaan genetik, termasuk penghalang reproduksi yang membedakannya dari populasi induknya. Contoh dari spesiasi alopatrik ini adalah hasil evolusi dari populasi burung kutilang (finches) di Kepulauan Galapagos yang terpisah dari populasi induknya di Benua Amerika bagian selatan. Spesiasi parapatrik terjadi pada populasi-populasi yang letaknya berdekatan. Kelompok gen mereka menjadi terpisah oleh adanya variasi lingkungan. Sebagai contoh adalah rumput yang tumbuh di lingkungan toksik akan mengembangkan toleransi terhadap logam berat, yang tidak dipunyai oleh rumput di sebelahnya yang tidak terpolusi. Karena perbedaan kepekaan terhadap logam berat tersebut, dua populasi rumput ini akan mengembangkan mekanisme yang berbeda dalam masa pembungaannya sehingga menghasilkan isolasi reproduksi. Kasus yang menarik dari spesiasi simpatrik terjadi pada tumbuhan sebagai hasil dari poliploidi. Poliploidi adalah pertumbuhan jumlah set/pasangan kromosom dalam setiap sel tubuh tanaman tersebut. Pemunculan tertraploid (4N) dari induk yang diploid (2N) tidak biasa terjadi. Sekali terbentuk, maka tumbuhan tetraploid tidak akan melakukan persilangan dengan anggota populasi yang diploid karena ketidak-cocokan jumlah kromosom. Akibatnya tumbuhan tetraploid hanya dapat menyerbuki anggota populasi yang tetraploid juga, atau melakukan penyerbukan sendiri atau dengan reproduksi aseksual, yang kemudian keturunanannya saling bersilang. Inilah yang nantinya juga akan menjadi awal spesiasi. Poliploid menjadi sangat penting dalam evolusi dan spesiasi tumbuhan. Lebih dari 40% spesies tumbuhan berbunga yang hidup sekarang ini adalah diploid.

Dengan terjadinya spesiasi, maka akan dijumpai adanya keanekaragaman organisme. Untuk mempelajari dan mengenal organisme yang beranekaragam ini, manusia melakukan klasifikasi.

2. Keanekaragaman dan Klasifikasi Organisme

Langkah pertama ke arah evolusi kehidupan adalah sintesis molekul organik, dimulai dari molekul organik bebas menjadi molekul organik kompleks (evolusi biokimiawi) dan lama kelamaan molekul organik komplek ini menjadi sebuah sel pertama. Para saintis berspekulasi bahwa organisme/sel pertama memakan materi organik dari lingkungannya. Karena materi organik terbatas, sistem pigmen dari organisme tersebut berevolusi menjadi organ penangkap energi dari cahaya matahari yang nantinya energi tersebut disimpan sebagai ikatan kimiawi. Dengan demikian, muncullah bakteri penghasil oksigen sehingga pada era Poterozoic ini atmosfer bumi berisi gas oksigen yang stabil. Era Proterozoic ini berkisar antara 2,5 milyar dan 544 juta tahun yang lalu.

Evolusi organisme berlanjut dari sebuah sel sederhana tanpa inti sel yang jelas (prokaryota) menjadi organisme sel berinti jelas (eukaryota). Menurut para ahli paleontologi (ahli fosil), berdasarkan catatan fosil, eukaryota pertama berukuran lebih besar dan lebih kompleks daripada prokaryota. Perkembangan organisme di era Palezoic (544 – 250 juta tahun yang lalu) menjadi lebih jelas. Di lapisan bumi pada era ini banyak banyak ditemukan fosil organisme multiseluler, sekitar 250 ribu jenis fosil telah diidentifikasi, dideskripsi, dan diberi nama. Era Paleozoic ini terdiri dari beberapa periode masa, dimana setiap periode masa memunculkan kelompok-kelompok organisme tertentu yang khas atau bahkan beberapa kelompok organisme lainnya menghilang/punah.

Pada periode Kambrium, mimi purba Trilobita yang kini sudah punah mulai muncul, dan hewan mirip dengan ikan seperti lenselet dan lemprey sebagai hasil evolusi dari cacing pipih hadir kemudian pada periode Ordovisi. Ikan pertama seperti Agnatha dan ikan bertulang rawan Chondricthyes muncul pada periode Silur. Pada periode ini pula tumbuhan mulai menduduki daratan. Zaman keemasan ikan adalah pada periode devon, dimana amfibi pertama dan serangga pertama juga hadir. Periode karbon, periode masa paku-pakuan, tumbuhan berbiji dan fungi. Para sintis berpendapat bahwa keberhasilan hidup fungi sebagai organisme perombak (dekomposer) juga disebabkan oleh adanya kitin pada dinding selnya. Kitin menjadikan sel tubuh fungi resisten terhadap kekeringan. Pada periode Perm, terjadi kepunahan massal sehingga banyak spesies hilang. Pada periode ini pula tumbuhan seperti pinus, cemara dan sejenisnya mulai muncul di muka bumi.

Era Mesozoikum (250 – 65 juta tahun yang lalu) adalah zaman keemasan reptil. Dinosaurus berukuran kecil dan mamalia pertama mulai hadir pada periode Trias, sedangkan dinosaurus berukuran besar mendominasi bumi pada periode Jura. Bersamaan dengan dinosaurus besar ini, burung pertama (Archeopteryx) juga muncul. Periode Kreta ditandai dengan munculnya tumbuhan berbunga (Angiospermae) dan terjadi penyebaran serangga. Kesuksesan serangga di sini disebabkan oleh berhasilnya koevolusi serangga dengan tumbuhan berbunga sebagai penyedia makanannya. Dalam era ini, reptil (hasil evolusi amfibi) menjadi dominan, dan kemudian reptil ini berevolusi ke mamalia (200 juta tahun yang lalu) dan burung (150 juta tahun yang lalu). Akhir dari era Mesozoikum ini ditandai oleh kepunahan besar-besaran sejumlah spesies, teramsuk dinosaurus, beberapa organisme laut seperti plankton, bivalvia, dan gurita bercangkang. Perubahan evolusioner terus berlangsung pada akhir era ini.

Zaman keemasan mamalia terajadi pada era Senozoikum (65 juta tahun yang lalu sampai sekarang0. Era ini terdiri dari periode Tersier dan periode Kuartener. Berbagai jenis mamalia berkembang dengan baik seperti anjing, kucing, kuda, ikan paus, bajing, kelinci, kelelawar dan primata. Manusia purba, leluhur manusia, berasal dari primata yang hidup di pepohonan. Primata pertama muncul pada 75 juta tahun yang lalu (menjelang akhir era Mesozoikom). Hewan primata ini hidup di atas tanah, makan tumbuhan dan serangga. Dalam pohon silsilah, hewan antropoid ini terbagi menjadi tiga golongan, yaitu monyet dunia lama dengan contoh Macaca dan Babun, monyet dunia baru dengan contoh Tarsius dan kera dengan contoh Gibon, Orangutan, Gorila, Simpanse dan Manusia.

Jelaslah bahwa keanekaagaman organisme disebabkan oleh evolusi biokimiawi dan evolusi struktur tubuh organisme. Proses evolusi terjadi karena perubahan lingkungan abiotik/habitat, tempat organisme tersebut melakukan aktivitasnya. Hasil dari proses evolusi organisme dari tahap ke tahap atau dari era ke era memberikan gambaran khas suatu kelompok organisme, dan kekhasan inilah yang digunakan para saintis untuk mengelompokkan/klasifikasi organisme. Usaha pengelompkkan/klasifikasi organisme dipandang perlu mengingat bahwa keanekaragaman organisme makin lama makin banyak. Saat ini di dunia terdapat lebih dari 5 juta spesies organisme, dan yang telah dideskripsi dan diberi nama adalah sekitar 2 juta jenis.

Pengeleompkkan dan pengklasifikasian organisme oleh para ilmuwan didasarkan terutama pada karakter morfologi dan keprimitifan kelompok organisme sehingga klasifikasi organisme menjadi cerminan perjalanan evolusinya. Saat ini dikenal ada 5 kelompok (kingdom) organisme dan berdasarkan keprimitifan sel tubuhnya kingdom Monera yang berisi organisme prokaryota menjadi kelompok awal, kemudian diikuti oleh organisme eukaryota. Protista, kelompok eukaryota uniseluler, menjadi kingdom tersendiri karena berbeda dengan organisme multiseluler dalam jumlah sel dalam hal jumlah sel tubuhnya. Sebagian dari anggota-anggota kingdom Protista bersifat hewan (Protozoa) dan sebagian lagi bersifat tumbuhan (Protophyta). Protophyta inilah yang merupakan anggota dari tumbuhan algae (ganggang), di samping algae multiseluler yang semua anggotanya dimasukkan ke dalam kingdom Plantae. Organisme multiseluler jamur dan cendawan (Fungi) dipisahkan dari kelompok tumbuhan karena ketiadaan butir-butir kloroplas pada sitoplasma sel tubuhnya. Seperti diketahui, kloroplas menjadi ciri khas orgsnisme tumbuhan. Hewan, organisme multiseluler yang tergolong kepada kingdom Animalia, dipisahkan dari organisme multiseluler tumbuhan oleh tiadanya kloroplas pada sel tubuhnya.

Kepunahan

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.

Melalui proses evolusi, spesies yang baru muncul dari suatu mekanisme spesiasi (dalam bahasa Inggris: speciation) dimana jenis makhluk hidup baru muncul dan berkembang biak secara lancar bila mereka mempunyai ecology niche. Spesies akan punah bila mereka tidak bisa bertahan bila ada perubahan di ekologi mereka ataupun bila persaingan semakin ketat dari makhluk hidup lain yang lebih kuat. Umumnya, suatu spesies akn punah dalam waktu 10 juta tahun,dihitung dari permulaan kemunculannya. Beberapa spesies, biasanya juda disebut fosil hidup telah bertahan dan tidak banyak berubah selamaratusan juta tahun. Salah satu contoh fosil hidup adalah buaya.

Sebelum manusia memenuhi muka bumi, laju kepunahan makhluk hidup cukup rendah, walaupun beberapa kepunahan massal telah terjadi sebelum itu. Sejak kira-kira 100.000 tahun yang lalu, seiring dengan laju populasi manusia yang semakin tinggi, laju kepunahan makhluk hidup menjadi sangat cepat, jauh lebih cepat dari kepunahan Cretaceous-Tertiary, yang terjadi sekitar 65.5 juta tahun yang lalu. Kepunahan ini dinamakan kepunahan Holocene, salah satu dari enam jenis kepunahan yang sudah diidentifikasikan sampai saat ini.

Suatu spesies dinamakan punah bila anggota terkahir dari spesies ini mati. Kepunahan terjadi bila tidak ada lagi makhluk hidup dari spesies tersebut yang dapat berkembang biak dan membentuk generasi. Suatu spesies juga disebut fungsional punah bila beberapa anggotanya masih hidup tetapi tidak mampu berkembang biak, misalnya karena sudah tua, atau hanya ada satu jenis kelamin.

Di dalam ilmu ekologi, istilah kepunahan dipakai untuk kepunahan disuatu studi area. Namun demikian, sepsies ini masih bisa ditemukan di tempat lain. Fenomena ini disebut juga ekstirpasi. Contohnya adalah penempatan serigala dari tempat lain di Taman Nasional Yellowstone, di Idaho, Amerika Serikat, dimana sebelumnya serigala sudah punah ditempat itu.

Salah satu aspek penting di tema kepunahan binatang ialah usaha manusia untuk mengembangkan spesies yang terancam punah ("endangered species") dengan membuat katagori Conservasi Status. Katagori ini memberikan indikasi dari risiko kepunahan suatu spesies. Salah satu katagori membagi jenis ancaman kepunahan sebagai berikut (1) kritikal terancam, (2) terancam , dan (3) rawan.