Peristiwa ledakan besar (Big Bang Theory) yang terjadi bermilyar tahun lalu ternyata tidak hanya membentuk....

TUGAS INDIVIDU,

DEADLINE: SABTU 31 Agustus 2024

Bumi terbentuk dari awan besar yang berisi gas dan debu di luar angkasa. Awan ini mulai mengecil karena tarikan gravitasi lalu membentuk cakram yang berputar di sekitar pusat yang akhirnya menjadi matahari. Di sekitar matahari, partikel-partikel kecil mulai saling menempel, seperti bola salju yang terus membesar, hingga akhirnya membentuk planet-planet, termasuk bumi. Pada awalnya, bumi adalah bola besar yang panas dan cair. Seiring berjalannya waktu, bumi mulai mendingin, dan bahan-bahan yang lebih berat, seperti besi, tenggelam ke tengah membentuk inti bumi, sementara bahan yang lebih ringan naik ke permukaan dan membentuk kerak bumi. Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, bumi bertabrakan dengan benda besar bernama theia, dan tabrakan ini melepaskan material yang kemudian menjadi bulan. Setelah itu, bumi terus mendingin, dan aktivitas gunung berapi mengeluarkan gas-gas yang membentuk atmosfer. Uap air dari atmosfer kemudian mengembun dan membentuk lautan. Di lautan inilah, kehidupan pertama muncul sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu. Proses panjang ini membuat bumi menjadi seperti saat ini

Miliaran tahun yang lalu, Bumi dan seluruh tata surya kita sama sekali tidak dapat dikenali, hanya berbentuk debu dan gas yang sangat besar yang pada akhirnya menurut kepercayaan umum para ilmuwan terdapat sebuah bintang yang menciptakan ledakan supernova yang menyebabkan debu dan gas tersebut saling tarik menarik dan membentuk cakram gas, debu-debu tersebut kemudian berputar. Debu-debu yang berputar dikenal sebagai nebula surya, semakin cepat awan berputar semakin banyak debu dan gas yang terkonsentrasi di pusatnya, yang akhirnya memicu kecepatan nebula. Seiring berjalannya waktu, gravitasi di pusat awan menjadi begitu kuat sehingga atom-atom hidrogen mulai bergerak lebih cepat dan lebih keras. Sehingga proton-proton hidrogen mulai menyatu membentuk helium dan melepaskan sejumlah besar energi. Hal ini menyebabkan terbentuknya bintang yang merupakan titik pusat tata surya kita yaitu matahari pada sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu.

Pembentukan matahari menghabiskan lebih dari 99 persen materi di nebula, dan materi yang tersisa mulai menyatu menjadi berbagai massa. Awan masih terus berputar, dan gumpalan materi terus bertabrakan dengan yang lain hingga akhirnya beberapa gugus materi itu tumbuh cukup besar untuk mempertahankan tarikan gravitasinya sendiri, yang selanjutnya membentuk menjadi planet dan planet kerdil yang membentuk tata surya kita saat ini. Bumi adalah salah satu dari empat planet terestrial bagian dalam di tata surya kita, sama seperti planet-planet bagian dalam lainnya yaitu Merkurius, Venus, dan Mars yang relatif kecil dan berbatu. Pada awal sejarah tata surya, material berbatu merupakan satu-satunya zat yang dapat berada begitu dekat dengan Matahari dan dapat menahan panasnya.

Awalnya, Bumi sangat panas, sampai-sampai planet tersebut kemungkinan besar hampir seluruhnya terdiri dari magma cair. Selama beberapa ratus juta tahun, planet tersebut mulai mendingin dan terbentuklah lautan berisi air. Unsur-unsur berat mulai tenggelam melewati lautan dan magma menuju pusat planet. Saat hal ini terjadi, Bumi terbagi menjadi beberapa lapisan, dengan lapisan terluar berupa lapisan padat dari material yang relatif lebih ringan sementara material cair yang lebih padat tenggelam ke pusat.

Ilmuwan percaya bahwa Bumi seperti planet-planet bagian dalam lainnya, untuk mencapai keadaannya saat ini Bumi melalui tiga tahap yang berbeda. Tahap pertama, yang dijelaskan di atas, dikenal sebagai akresi, atau pembentukan planet dari partikel-partikel yang ada di dalam tata surya saat mereka bertabrakan satu sama lain untuk membentuk benda-benda yang semakin besar. Ilmuwan percaya tahap berikutnya melibatkan tabrakan protoplanet dengan planet Bumi yang sangat muda. Peristiwa ini diperkirakan terjadi lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu dan mungkin mengakibatkan terbentuknya bulan Bumi. Tahap akhir perkembangannya adalah pemboman planet ini oleh asteroid. Atmosfer awal Bumi kemungkinan besar terdiri dari hidrogen dan helium. Saat planet ini berubah, dan kerak mulai terbentuk, letusan gunung berapi sering terjadi. Gunung berapi ini memompa uap air, amonia, dan karbon dioksida ke atmosfer di sekitar Bumi. Secara perlahan, lautan mulai terbentuk, dan akhirnya kehidupan primitif berevolusi di lautan tersebut.

Para ilmuwan percaya bahwa asteroid yang menghantam Bumi, bulan, dan planet-planet bagian dalam lainnya mengandung sejumlah besar air dalam mineralnya, yang dibutuhkan untuk terciptanya kehidupan. Tampaknya asteroid hancur ketika menghantam permukaan Bumi dengan kecepatan tinggi,  meninggalkan pecahan-pecahan batu. Beberapa orang berpendapat bahwa hampir 30 persen air yang awalnya terkandung dalam asteroid akan tetap berada di bagian-bagian batuan yang terfragmentasi di Bumi, bahkan setelah terjadi benturan. Beberapa ratus juta tahun setelah proses ini yaitu sekitar 2,2 miliar hingga 2,7 miliar tahun yang lalu bakteri fotosintesis berevolusi. Mereka melepaskan oksigen ke atmosfer melalui fotosintesis dan, dalam beberapa ratus juta tahun, mampu mengubah komposisi atmosfer menjadi seperti yang kita miliki saat ini. Atmosfer modern kita terdiri dari 78 persen nitrogen dan 21 persen oksigen, di antara gas-gas lainnya, yang memungkinkannya untuk mendukung banyak kehidupan yang tinggal di dalamnya (National Geographic Headquarters, 2024).

Link youtube : https://youtu.be/LLDixjp-7Mc?si=Jrem1IP5aatxashJ

Menurut teori Big Bang, alam semesta pada awalnya merupakan sebuah titik singularitas yang tidak dapat didefinisikan dan dikelilingi oleh ruang hampa. Sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu, titik ini mengalami dentuman yang sangat besar dan menghamburkan seluruh materi ke segala penjuru. Akibatnya, alam semesta mulai mengembang dan seluruh materi bergerak saling menjauhi. Teori ini dikemukakan oleh astronom Amerika, Edwin Hubble, dan menjadi dasar bagi teori-teori lain mengenai pembentukan objek-objek langit seperti bintang dan planet.

Pada tahap awal, Bumi terbentuk sebagai planet muda yang sangat panas dengan aktivitas vulkanik yang hebat, dan permukaannya didominasi oleh lautan magma cair. Seiring waktu, Bumi mulai mendingin, membentuk kerak padat dan lautan purba saat uap air yang dilepaskan dari aktivitas vulkanik mengembun. Selanjutnya, terjadi periode yang dikenal sebagai "Snowball Earth," ketika Bumi mengalami pendinginan ekstrem dan sebagian besar permukaannya tertutup oleh es, sekitar 650 juta tahun yang lalu, sebelum kehidupan multiseluler yang kompleks muncul.

Seiring berjalannya waktu, benua-benua mulai terbentuk dan terpisah, dengan lautan yang semakin stabil, memberikan ruang bagi perkembangan kehidupan di lautan. Aktivitas geologis seperti pergeseran benua membentuk fitur-fitur yang kita kenal saat ini. Sekitar 200 juta tahun yang lalu, superkontinen Pangea mulai terpecah, dan benua-benua terpisah menjadi bentuk yang berbeda. Perubahan iklim dan pergeseran benua terus terjadi, membawa Bumi ke dalam kondisi yang lebih mendekati keadaan saat ini, dengan benua-benua dalam posisi yang hampir sama seperti sekarang. Proses-proses ini menggambarkan perjalanan panjang Bumi dari planet muda yang panas hingga menjadi planet yang mendukung kehidupan dengan geografi.

Referensi:

Observatorium Bosscha ITB International & Astronomical Union – Office of Astronomy for Development. (2021)

Pada buku karya Lubis, L. H. (2023). Teori Dasar Fisika Bumi. Menyebutkan Bahwa Bumi itu merupakan salah satu planet yang dapat bergerak dan mengalami perkembangan baik eksternal maupun internal (Lowrie, 2007). Vulkanisme dan tektonisme yang menyebabkan proses endogenik, Erosi dan pengendapan ini yang akhirnya menjadikan proses eksogenik yang mengakibatkan permukaan bumi terus mengalami perubahan.

Sejarah Bumi berkaitan dengan perkembangan planet Bumi sejak terbentuk sampai saat ini. Usia Bumi ditaksir sepertiganya usia alam semesta. Sejumlah perubahan biologis dan geologis besar telah terjadi sepanjang rentang waktu tersebut. Bumi terbentuk sekitar 4,54 miliar (4,54×109) tahun yang lalu melalui akresi dari nebula matahari. Pelepasan gas vulkanik diduga menciptakan atmosfer tua yang nyaris tidak beroksigen dan beracun bagi manusia dan sebagian besar makhluk hidup saat ini. Sebagian besar permukaan Bumi meleleh karena vulkanisme ekstrem dan sering bertabrakan dengan benda angkasa lain. Sebuah tabrakan besar diduga menyebabkan kemiringan sumbu Bumi dan menghasilkan Bulan. Seiring waktu, Bumi mendingin dan membentuk kerak padat dan memungkinkan cairan tercipta di permukaannya. Bentuk kehidupan pertama muncul antara 2,8 dan 2,5 miliar tahun yang lalu. Kehidupan fotosintesis muncul sekitar 2 miliar tahun yang lalu, dan memperkaya oksigen di atmosfer. Sebagian besar makhluk hidup masih berukuran kecil dan mikroskopis, sampai akhirnya makhluk hidup multiseluler kompleks mulai lahir sekitar 580 juta tahun yang lalu. Pada periode Kambrium, Bumi mengalami diversifikasi filum besar-besaran yang sangat cepat. Perubahan biologis dan geologis terus terjadi di planet ini sejak terbentuk. Organisme terus berevolusi, berubah menjadi bentuk baru atau punah seiring perubahan Bumi. Proses tektonik lempeng memainkan peran penting dalam pembentukan lautan dan benua di Bumi, termasuk kehidupan di dalamnya. Biosfer memiliki dampak besar terhadap atmosfer dan kondisi abiotik lainnya di planet ini, seperti pembentukan lapisan ozon, proliferasi oksigen, dan penciptaan tanah.

Sejarah Bumi diurutkan secara kronologis dalam tabel skala waktu geologi, yang dibagi menjadi beberapa interval sesuai dengan analisis stratigrafi. Skala waktu yang lengkap dapat dilihat pada gambar diatas. Keempat garis waktu ini menunjukkan skala waktu geologi. Garis waktu yang pertama menunjukkan keseluruhan waktu dari masa terbentuknya Bumi sampai waktu sekarang. Skala waktu ini memampatkan eon terbaru. Skala waktu kedua menunjukkan eon terbaru dengan skala yang diperluas. Namun skala waktu kedua ini juga masih memampatkan era terbaru, yang dapat dilihat di skala ketiga. Karena Kuarter merupakan periode yang sangat singkat dengan jangka waktu yang pendek, sehingga diperluas lagi di skala waktu keempat. Skala waktu kedua, ketiga, dan keempat merupakan subbagian dari skala waktu sebelumnya yang ditunjukkan oleh tanda bintang. Alasan lain untuk memperluas skala keempat adalah, Holosen (jangka waktu) terakhir terlalu kecil untuk dapat ditampilkan dengan jelas pada skala waktu ketiga di sebelah kanan.

Di dalam cakram tersebut, partikel-partikel debu dan gas mulai berinteraksi dan bergabung, membentuk planetesimal, yaitu benda-benda kecil yang menjadi cikal bakal planet. Melalui proses akresi, di mana planetesimal-planet kecil ini bergabung melalui tumbukan dan gaya gravitasi, terbentuklah protoplanet, termasuk Bumi. Pada tahap awal, Bumi merupakan bola pijar yang sangat panas dan belum memiliki struktur internal yang teratur. Seiring waktu, Bumi mengalami proses diferensiasi, yaitu pemisahan material berdasarkan densitasnya. Material yang lebih berat, seperti besi dan nikel, tenggelam ke pusat Bumi membentuk inti, sementara material yang lebih ringan membentuk mantel dan kerak.

Proses ini memicu aktivitas vulkanik yang signifikan di permukaan awal Bumi, yang kemudian diikuti oleh pembentukan lapisan atmosfer dan lautan, memungkinkan munculnya kehidupan. Selain itu, tahap akhir pembentukan Bumi didukung oleh Teori Proto Planet dan Teori Pasang Surut, yang menjelaskan peran tumbukan objek besar dalam pembentukan Bulan serta pengaruhnya terhadap rotasi dan kemiringan aksial Bumi. Teori-teori ini secara kolektif memberikan kerangka ilmiah untuk memahami proses yang mengarah pada terbentuknya Bumi yang kita kenal sekarang.

Referensi :

Noer, Z., & Dayana, I. (2021). Geofisika. Bogor: Guepedia.

Syofyan, H. (2018). Teori Pembentukan Tata Surya. Jakarta: Universitas Esa Unggul

Sekitar 4,6 miliar tahun lalu, awan gas dan debu raksasa di Bima Sakti mulai bergetar dan berputar. Gaya gravitasi menyebabkan material ini menggumpal, membentuk piringan yang berputar. Di tengah piringan ini, tekanan dan suhu meningkat sehingga menyebabkan reaksi fusi nuklir, yang kemudian menciptakan Matahari. Sisa materi di sekitar Matahari muda terus berputar dan perlahan mulai mengumpul menjadi planetesimal, cikal bakal planet.Sekitar 10 hingga 20 juta tahun setelah pembentukan Matahari, Bumi mulai terbentuk melalui proses yang disebut akresi. Planetesimal yang lebih kecil bertabrakan dan bergabung, membentuk objek yang lebih besar. Gravitasi benda-benda yang lebih besar ini menarik lebih banyak materi, sehingga ukurannya terus bertambah. Proses ini pada awalnya berlangsung cepat, dengan bumi mencapai sekitar 60% massanya saat ini dalam waktu kurang dari 10 juta tahun.Seiring dengan pertumbuhan Bumi, energi kinetik dari tumbukan dan peluruhan radioaktif unsur-unsur yang dikandungnya menghasilkan panas yang sangat besar.

            Akibatnya, planet baru ini hampir mencair seluruhnya. Dalam keadaan cair ini, materi bumi mulai terpisah menurut kepadatannya. Unsur-unsur berat seperti besi dan nikel tenggelam ke arah pusat bumi, membentuk inti bumi, sedangkan unsur-unsur yang lebih ringan mengapung ke permukaan. Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, ketika Bumi masih berbentuk, sebuah benda seukuran Mars diyakini telah menabrak planet kita. Tabrakan dahsyat ini meluncurkan sejumlah besar material ke orbit, yang kemudian menyatu membentuk Bulan. Peristiwa ini juga diyakini akan memiringkan sumbu rotasi bumi yang menentukan musim di planet kita.Setelah terbentuknya Bulan, Bumi mulai mendingin dan membentuk kerak. Atmosfer awal bumi sangat berbeda dengan atmosfer yang kita kenal sekarang, yang didominasi oleh gas seperti hidrogen dan helium. Namun, aktivitas gunung berapi yang intens melepaskan gas seperti karbon dioksida, uap air, dan nitrogen ke atmosfer. Uap air mengembun membentuk lautan, sementara karbon dioksida larut dalam air, membentuk asam karbonat yang mengikis batuan dan melepaskan lebih banyak mineral ke lautan.

            Sekitar 3,8 miliar tahun lalu, kondisi bumi mulai memungkinkan munculnya kehidupan. Meskipun proses pasti terjadinya kehidupan masih diperdebatkan, bukti menunjukkan bahwa organisme mikroskopis pertama kali muncul di lautan. Organisme fotosintetik kemudian berevolusi, yang secara bertahap mengubah atmosfer dengan melepaskan oksigen. Hal ini menyebabkan apa yang dikenal sebagai Peristiwa Oksigenasi Besar sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu, yang secara dramatis mengubah komposisi atmosfer bumi dan memungkinkan terjadinya evolusi kehidupan yang lebih kompleks.Sejak saat itu hingga saat ini, Bumi terus berevolusi. Lempeng tektonik bergerak membentuk dan memecah benua, gunung terbentuk dan terkikis, iklim berubah dan kehidupan terus beradaptasi dan berkembang. Manusia, sebagai spesies yang relatif baru, telah muncul dan mulai memberikan dampak yang signifikan terhadap planet ini. Saat ini kita menghadapi tantangan baru dalam sejarah bumi, termasuk perubahan iklim yang dipercepat oleh aktivitas manusia. Memahami sejarah terbentuknya dan evolusi Bumi merupakan kunci penting dalam upaya kita menjaga kelestarian planet ini untuk generasi mendatang.

            Dapat disimpulkan bahwa pembentukan Bumi adalah sebuah proses kosmik yang panjang dan kompleks. Dimulai dari awan gas dan debu yang runtuh akibat gravitasi, materi-materi ini kemudian membentuk cakram protoplanet. Di dalam cakram ini, partikel-partikel saling menempel dan membentuk benda-benda yang lebih besar, yang disebut planetesimal. Melalui proses tabrakan dan penggabungan yang terus-menerus, planetesimal-planetesimal ini akhirnya membentuk planet-planet, termasuk Bumi. Seiring waktu, Bumi yang masih panas mengalami pendinginan, membentuk inti, mantel, dan kerak. Atmosfer pun terbentuk dari gas-gas yang terperangkap dan aktivitas vulkanik. Proses evolusi yang panjang kemudian membentuk Bumi seperti yang kita kenal sekarang, dengan berbagai bentuk kehidupan yang menakjubkan.

Pada awalnya, Bumi tidak dapat dikenali dari bentuk modernnya. Pada awalnya, suhunya sangat panas, sampai-sampai planet ini kemungkinan besar seluruhnya terdiri dari magma cair. Selama beberapa ratus juta tahun, planet ini mulai mendingin dan lautan air cair terbentuk. Unsur-unsur berat mulai tenggelam melewati lautan dan magma menuju pusat planet . Ketika hal ini terjadi, Bumi terbagi menjadi beberapa lapisan, dengan lapisan terluar merupakan lapisan padat dari material yang relatif lebih ringan sedangkan material cair yang lebih padat tenggelam ke tengah. Para ilmuwan percaya bahwa Bumi, seperti planet-planet dalam lainnya , mencapai kondisinya saat ini dalam tiga tahap berbeda.

Tahap pertama, yang dijelaskan di atas, dikenal sebagai akresi, atau pembentukan planet dari partikel-partikel yang ada di tata surya saat mereka bertabrakan satu sama lain untuk membentuk benda yang semakin besar.

Para ilmuwan yakin tahap selanjutnya melibatkan tabrakan proto planet dengan planet Bumi yang masih sangat muda. Hal ini diperkirakan terjadi lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu dan mungkin mengakibatkan terbentuknya bulan di Bumi.

Tahap akhir pembangunan melihat pemboman planet ini dengan asteroid. Atmosfer awal bumi kemungkinan besar terdiri dari hidrogen dan helium. Ketika planet berubah dan kerak bumi mulai terbentuk, letusan gunung berapi sering terjadi. Gunung berapi ini memompa uap air, amonia, dan karbon dioksida ke atmosfer sekitar bumi. Perlahan-lahan, lautan mulai terbentuk, dan akhirnya, kehidupan primitif berevolusi di lautan tersebut. Kontribusi dari Asteroid Peristiwa lain juga terjadi di planet muda kita saat ini.

Dipercaya bahwa selama awal pembentukan Bumi, asteroid terus menerus membombardir planet ini , dan mungkin membawa serta sumber air yang penting. Para ilmuwan percaya bahwa asteroid yang menghantam bumi, bulan, dan planet-planet bagian dalam lainnya mengandung sejumlah besar air dalam mineralnya, yang diperlukan untuk penciptaan kehidupan. Nampaknya asteroid-asteroid tersebut, ketika menghantam permukaan bumi dengan kecepatan tinggi, hancur berkeping-keping, meninggalkan pecahan batuan. Beberapa pihak berpendapat bahwa hampir 30 persen air yang awalnya terkandung dalam asteroid akan tetap berada di bagian batuan yang terfragmentasi di Bumi, bahkan setelah tumbukan. Beberapa ratus juta tahun setelah proses ini—sekitar 2,2 miliar hingga 2,7 miliar tahun yang lalu—bakteri fotosintesis berevolusi.

Mereka melepaskan oksigen ke atmosfer melalui fotosintesis dan dalam beberapa ratus juta tahun, mampu mengubah komposisi atmosfer menjadi seperti yang kita miliki saat ini. Atmosfer modern kita terdiri dari 78 persen nitrogen dan 21 persen oksigen, serta gas-gas lainnya, yang memungkinkannya mendukung banyak kehidupan yang berada di dalamnya.

Untuk yang penasaran bentuk visual yang lebih jelas saat terjadinya pembentukan bumi 🌎 Teman-teman boleh tap link vidio youtube di bawah ini 👇

🔗🔗https://youtu.be/AxS4GnRzZ2E?si=h2ome-aCnHs4L01f

Bumi merupakan salah satu planet dalam tata surya yang merupakan bagian dari sistem yang mengelilingi Matahari. Dalam sistem tata surya, Bumi adalah planet ketiga yang paling dekat dengan Matahari. Bumi termasuk dalam kelompok empat planet terrestrial. Planet ini memiliki keunikan yang tidak dimiliki oleh planet lain di tata surya, yaitu menjadi satu-satunya planet yang diketahui hingga saat ini dapat mendukung kehidupan dan proses biologis. Keunikan ini disebabkan oleh berbagai faktor, seperti suhu yang ideal, ketersediaan air dalam bentuk yang bisa digunakan, atmosfer yang melindungi dari radiasi kosmik dan benda-benda non-terrestrial seperti meteorit, dan banyak lagi (Turbuck, 2012).

Planet Bumi memiliki usia yang sangat tua. Berdasarkan penelitian para ahli, umur Bumi diperkirakan sekitar 4,5 miliar tahun, sedangkan alam semesta sendiri berusia sekitar 13,7 miliar tahun. Proses terbentuknya Bumi masih menjadi bahan perdebatan di kalangan ilmuwan. Terkait proses terbentuknya bumi terdapat beberapa teori yang berhubungan dengan proses terbentuknya bumi, seperti Teori Big Bang, Teori Nebula, Teori Planetesimal, Teori pasang, Teori Lyttleton dan Teori Awan Debu. Tetapi Teori yang paling terkenal dan paling masuk akal adalah Teori Big Bang (Harlinda, 2018)

Teori Big Bang Merupakan Teori ini berlandaskan dari asumsi adanya massa yang sangat besar dan mempunyai massa jenis yang sangat besar, karena adanya reaksi inti kemudian meladak dengan hebat. Massa tersebut kemudian mengembang dengan cepat menjauhi pusat ledakan. Pecahan dari ledakan itu menjauhi pusat ledakan dan menyebar dan membentuk galaksi-galaksi (Manggala, 2020). Teori Big Bang juga menjelaskan bahwa alam semesta memiliki siklus yang berulang. Pada suatu titik, alam semesta akan berhenti mengembang dan malah menyusut. Semua akan ditarik dan menyisakan lubang hitam besar. Inilah yang disebut dengan Big Crunch, yang merupakan kelanjutan teori dari Big Bang. Menurut teori Big Crunch, alam semesta tidak akan mengalami akhir karena ia membentuk sebuah siklus. Ia akan meledak, mengembang, menyusut, lalu menghilang dan terus menerus seperti itu. Dalam kata lain, alam semesta akan bereinkarnasi.

untuk lebih memahami terkait Teori Big Bang, Yuk simak video berikut!

https://youtu.be/RZtGU-BG5eU?si=b92yWy095oov7_10

Referensi :

• Harlinda, S. (2018) Teori pembentukan tata surya. Modul, Universitas Esa Unggul.

• Manggala, M. T. (2020) Terbetuknya bumi dan hancurnya bumi ( Agama Budha memberikan jawaban seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi). Jurnal Agama Budha dan Ilmu pengetahuan, 8 (1).

• Turbuck (2012) Essentials of Geology. New Jersey, Pearson Education, Inc.

Kemudian sekitar 10-20 juta tahun yang lalu, inti tersebut semakin bertambah besar dan lebih padat akibat akresi material dari asteroid dan partikel kosmik lainnya yang kemudian dapat disebut dengan planet muda. Kondisi planet pada saat ini memiliki suhu permukaan yang sangat tinggi karena akibat tumbukan yang masih terjadi secara terus menerus antar partikel.

Setelah periode tumbukan intens berakhir, suhu permukaan planet mulai menurun sehingga material pada permukaan planet membeku dan membentuk suatu lapisan kerak. lapisan kerak ini akan terbentuk secara terus menerus.

Dari proses-proses tersebut menjadi teori dasar pembentukan planet bumi

link youtube: https://youtu.be/fJ0J4mbj0_o?si=M-8zvS7n-rqIcdDD

Pada awalnya, Bumi tidak langsung terbentuk seperti yang kita lihat sekarang. Proses pembentukannya memakan waktu yang sangat lama hingga akhirnya menjadi planet yang kita huni saat ini. Para ilmuwan percaya bahwa Bumi terbentuk bersamaan dengan sistem Tata Surya. Usia Bumi diperkirakan sekitar 4,5 miliar tahun, dengan batu tertua yang ditemukan berusia sekitar 4,3 miliar tahun. Unsur-unsur di Bumi berasal dari awan nebula yang besar, terdiri dari gas, debu, dan material metalik. Matahari terbentuk dari bagian tengah awan nebula tersebut. Saat awan berputar mengelilingi Matahari, awan tersebut lama-kelamaan menjadi datar. Bagian-bagian tertentu dari awan ini membentuk pusaran, di mana gas dan debu berkumpul dan semakin besar, menarik partikel-partikel di sekitarnya. Secara bertahap, partikel-partikel ini membentuk planet-planet yang mengorbit Matahari. Beberapa teori menyatakan bahwa pada awalnya Bumi hanya berupa gas, kemudian berubah menjadi cairan, dan akhirnya mendingin sehingga kerak Bumi, atau kulit luar, mengeras. Ada juga teori yang mengatakan bahwa Tata Surya kita dimulai dari awan nebula yang berasal dari ledakan sebuah bintang. Bumi terbentuk dari material padat tanpa air, dikelilingi oleh awan gas. Radiasi dari material dan meningkatnya tekanan di dalam Bumi menghasilkan panas yang melelehkan bagian dalam Bumi. Material berat seperti besi tenggelam ke dalam, sementara material ringan seperti silika muncul ke permukaan, membentuk lapisan keras yang pertama di Bumi. Para ilmuwan telah mengajukan berbagai teori dan hipotesis untuk menjelaskan proses pembentukan Bumi. Berikut adalah beberapa teori mengenai pembentukan Bumi:

·  Teori Laplace: Pierre-Simon Laplace mengemukakan bahwa Bumi terbentuk dari gas panas yang berputar dan membentuk cincin. Sebagian dari cincin ini terlempar dan membentuk gumpalan bola, yang akhirnya menjadi planet-planet termasuk Bumi.

·  Teori Ato Weebar's Hood: George-Louis Leclerc, Comte de Buffon berpendapat bahwa tumbukan antara Matahari dan komet menyebabkan sebagian massa Matahari terlempar dan membentuk planet-planet, termasuk Bumi.

·  Teori Tidal: James Jeans dan Harold Jeffreys menyarankan bahwa dekatnya sebuah bintang dengan Matahari mengakibatkan sebagian massa Matahari terlempar dan membentuk struktur cerutu yang kemudian mendingin dan membentuk planet-planet.

·  Teori Planetesimal: Teori ini menyatakan bahwa kedekatan bintang besar dengan Matahari menyebabkan ledakan yang melepaskan gas dari Matahari, membeku menjadi planetesimal, yang kemudian berkembang menjadi planet-planet.

·  Teori Dentuman Besar (Big Bang Theory): Teori ini menjelaskan bahwa Bumi terbentuk sekitar 15 miliar tahun lalu dari ledakan besar. Radiasi dan materi yang terbentuk selama ledakan ini akhirnya membentuk sistem tata surya, termasuk Bumi.

·  Teori Nebula: Teori ini menyatakan bahwa Bumi dan alam semesta berasal dari awan nebula yang terdiri dari gas, yang kemudian berputar dan memadat menjadi benda padat.

·  Teori Bintang Kembar: Teori ini berpendapat bahwa galaksi terbentuk dari bintang kembar, di mana ledakan salah satu bintang menyebarkan material yang mengelilingi bintang lainnya dan membentuk planet-planet.

·  Teori Proto Planet: Menurut teori ini, gas di sekitar Matahari membentuk gumpalan-gumpalan yang kemudian memadat menjadi planet-planet.

Referensi:

Dedi. (2013). Bumi Terancam Hancur Berdasarkan Fakta Ilmiah. Jakarta: Titik Media.

Rizky, S.A. & Winarti. (2023). The Earth Formation Process Analysis According to Science and Qur'an. Procceding International Conference on Religion, Science and Education, 2, 13-16.

Gumpalan-gumpalan kecil ini kemudian saling bertumbukan dan bergabung menjadi benda-benda langit yang lebih besar. Salah satu dari benda langit ini adalah proto-Bumi. Proto-Bumi terus tumbuh dengan menyerap materi-materi di sekitarnya melalui proses akresi. Selama proses pertumbuhan ini, proto-Bumi mengalami pemanasan yang sangat tinggi akibat tumbukan antar benda langit dan peluruhan radioaktif. Panas yang ekstrim ini menyebabkan proto-Bumi meleleh seluruhnya. Material yang lebih berat seperti besi dan nikel tenggelam ke pusat proto-Bumi membentuk inti, sementara material yang lebih ringan seperti silikat naik ke permukaan membentuk kerak.

Proses pendinginan yang lambat dan terus-menerus menyebabkan kerak proto-Bumi mulai mengeras. Namun, Bumi muda masih sangat aktif secara geologis. Terjadi banyak aktivitas vulkanik yang mengeluarkan gas-gas vulkanik ke atmosfer. Gas-gas ini sebagian besar terdiri dari uap air, karbon dioksida, dan nitrogen. Seiring waktu, uap air di atmosfer mengembun dan membentuk lautan. Lautan ini memainkan peran penting dalam evolusi kehidupan di Bumi Kehidupan pertama di Bumi diperkirakan muncul di lautan sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu. Makhluk hidup pertama ini adalah organisme bersel satu yang sangat sederhana. Seiring berjalannya waktu, kehidupan terus berevolusi dan menjadi semakin kompleks.

Proses pembentukan Bumi menurut teori Big Bang dimulai sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, ketika alam semesta berada dalam keadaan sangat padat dan panas. Alam semesta berawal dari sebuah titik kecil yang sangat padat dengan massa yang luar biasa berat dan tekanan yang sangat besar. Karena adanya reaksi inti, titik ini kemudian meledak dengan kekuatan yang sangat dahsyat, peristiwa ini dikenal sebagai Ledakan Maha Dahsyat atau Big Bang. Ledakan ini mengakibatkan massa yang sangat padat tersebut berserakan dan mengembang dengan sangat cepat menjauhi pusat ledakan dan membentuk kelompok-kelompok dengan berat jenis yang lebih kecil dan terus bergerak, menjauhi titik pusatnya. Pada saat dentuman besar itu terjadi, seluruh materi kosmos keluar dengan kerapatan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi dari volume yang sangat kecil, menciptakan keadaan ekstrem yang dikenal sebagai singularitas fisis. Peristiwa Big Bang ini menandai lahirnya alam semesta, di mana jagat raya tercipta dari satu titik tunggal yang kemudian meledak dan membentuk keseluruhan alam semesta, termasuk pembentukan Bumi yang kita huni saat ini.

Setelah itu, sekitar 4,6 miliar tahun lalu, awan gas dan debu kosmik yang tersisa dari proses Big Bang mengalami pengendapan dan membentuk sistem tata surya, termasuk Bumi. Pada tahap awal pembentukannya, Bumi adalah planet yang sangat panas dan tidak stabil, dikelilingi oleh lautan magma. Sekitar 4,5 miliar tahun lalu, Bumi mulai mendingin, dan kerak bumi mulai terbentuk.

Selama beberapa ratus juta tahun berikutnya, Bumi mengalami periode yang dikenal sebagai "Snowball Earth," di mana permukaan planet ini tertutup lapisan es yang sangat tebal, bahkan sampai ke ekuator. Ini terjadi karena adanya perubahan dalam atmosfer, konsentrasi karbon dioksida yang rendah, dan interaksi dengan aktivitas vulkanik yang mempengaruhi iklim global. Kondisi ekstrem ini berlangsung beberapa juta tahun sebelum keadaan menjadi lebih stabil.

Sekitar 650 juta tahun yang lalu, Bumi memasuki periode di mana suhu meningkat dan es mencair, memberikan kesempatan bagi kehidupan untuk berkembang pesat. Pada tahap ini, lautan mulai menghangat dan atmosfer mengalami perubahan yang mendukung munculnya kehidupan kompleks. Dalam waktu yang relatif singkat, beragam bentuk kehidupan, mulai dari organisme mikroskopis hingga organisme multiseluler berkembang dan mengisi berbagai habitat ekologis. Dengan waktu yang lebih panjang, evolusi membawa kemunculan berbagai spesies, termasuk makhluk hidup seperti manusia yang mampu menghuni Bumi seperti yang kita lihat saat ini.

Referensi:

Hananto, W. (2018). Teori Pembentukan Bumi. Yogyakarta: Istana Media.

Budassi, P. C. (2022). Nature Timespiral: The Evolution of Earth from the Big Bang. Diakses dari: https://www.visualcapitalist.com/cp/nature-timespiral-the-evolution-of-earth-from-the-big-bang/

Bumi adalah satu-satunya planet di alam semesta yang diketahui memiliki kehidupan. Para ilmuwan kini memperkirakan bahwa kisah awal Bumi bermula sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu dalam sebuah awan, gas dan debu berbentuk cakram yang mengitari matahari muda, yang terbentuk dari sisa-sisa material setelah terbentuknya matahari. Di dalam cakram ini, partikel gas dan debu dengan berbagai ukuran mengelilingi matahari dengan kecepatan yang sedikit berbeda, memungkinkan mereka untuk saling bertabrakan dan menyatu. Seiring waktu, partikel-partikel ini berkembang dari butiran debu kecil menjadi bongkahan batu, kemudian menjadi yang lebih besar dengan diameter mulai dari beberapa mil hingga ratusan mil. Karena ukuran yang lebih besar daripada bongkahan batu, mereka memiliki gravitasi yang cukup kuat untuk menarik dari orbitnya dan menyerapnya melalui tabrakan, sehingga beberapa semakin membesar hingga mencapai diameter ribuan mil, kira-kira sebesar bulan atau Mars.

Setelah tumbukan yang membentuk bulan, Bumi berubah menjadi planet yang sangat berbeda dari yang kita kenal sekarang. Jika Bumi saat ini memiliki lautan yang menutupi sebagian besar permukaannya, Bumi purba justru tertutup oleh lautan magma lapisan batuan cair yang sangat dalam, terbentuk akibat energi yang dilepaskan selama tumbukan tersebut. Air yang ada saat itu hanya bisa bertahan dalam bentuk uap di atmosfer. Selain itu, matahari muda juga jauh lebih aktif daripada sekarang, memancarkan radiasi UV yang cukup kuat untuk menguapkan seluruh atmosfer. Seiring waktu, ketika lautan magma mendingin dan membentuk permukaan padat, atmosfer bumi mulai terbentuk kembali melalui letusan gunung berapi, serta dari air dan gas lain yang dibawa oleh komet dan meteorit yang menghantam permukaan. Ini juga merupakan awal dari perkembangan tektonik lempeng di planet kita. Tektonik lempeng menggambarkan pergerakan lambat "lempeng" kerak raksasa di permukaan bumi selama ratusan juta tahun, tidak hanya menciptakan batuan baru di gunung berapi di mana lempeng bergerak menjauh, tetapi juga mendaur ulang batuan dari permukaan dan atmosfer kembali ke bagian dalam bumi saat lempeng bertemu. Proses ini, yang dikenal sebagai "subduksi," membawa batuan, air dan karbon dioksida yang terperangkap dalam mineral kembali ke dalam Bumi, di mana mereka dapat memicu letusan gunung berapi di masa depan, melanjutkan siklus tektonik lempeng.

Beberapa ilmuwan planet berpendapat bahwa tektonik lempeng sangat penting bagi perkembangan kehidupan di sebuah planet. Ini karena proses pembentukan dan penghancuran kerak yang terus-menerus melalui tektonik lempeng melepaskan serta menghilangkan karbon dioksida di atmosfer, yang membantu menjaga suhu Bumi tetap stabil dan nyaman bagi mikroba, ikan, dan manusia selama miliaran tahun. Terdapat beberapa teori yang mencoba menerangkan terbentuknya tata surya. Beberapa diantaranya yang cukup terkenal adalah Toeri Kabut atau Teori Nebula, Teori Planetesimal, Teori Bintang Kembar, Teori Big bang dan Teori Proto Planet

Referensi:

Pradina, N. R., Azyfah, I. E., Yuliningsih, Y., & Kurniawati, W. (2024). Analisis Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam Pada Materi Sistem Tata Surya di Sekolah Dasar. Konstanta: Jurnal Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, 2(1), 270-283.

Syofyan, H. (2018). Modul 6 Teori Pembentukan Tata Surya. Diakses dari https://lms-paralel.esaunggul.ac.id/pluginfile.php?file=%2F80874%2Fmod_resource%2Fcontent%2F1%2FModul%20Perkuliahan%20Sesi%208.pdf

Warren, S. How the Earth and moon formed, explained. Diakses dari https://news.uchicago.edu/explainer/formation-earth-and-moon-explained.

Bayangkan sebuah waktu di mana belum ada benua, lautan, bahkan kehidupan. Alam semesta masih dalam kekacauan, dan Bumi hanyalah salah satu dari sekian banyak planet yang sedang terbentuk. Ingin tahu bagaimana planet kita bisa menjadi rumah bagi jutaan spesies? Mari kita mulai petualangan menjelajahi sejarah pembentukan Bumi.

Pepatah mengatakan “Tak kenal maka tak sayang”, tak pahami Bumi maka tak tahu asal-usulnya. Oleh karenanya yuk kita pahami dulu, apa sebetulnya bumi itu. Bumi adalah planet tempat tingal seluruh mahkluk hidup beserta isinya. Sebagai tempat tinggal mahkluk hidup, diketahui bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi, bahan-bahan material pembentuk bumi dan seluruh kekayaan alam yang terkandung di dalamnya. Menurut Hananto W. (2018) Bentuk dari planet Bumi sesungguhnya tidaklah berbentuk seperti bola yang bulat sempurna, melainkan agak sedikit lonjong atau berbentuk oval, dimana lengkungan Bumi yang berada disepanjang sumbu kutub utara dan kutub selatan hampir mendatar seperti halnya yang ada disekitar ekuator. Bentuk lengkungan yang relatif hampir mendatar ini tidak lain disebabkan oleh rotasi Bumi, dan pendataran yang ada dikedua kutub bumi menyebabkan diameter Bumi di ekuator lebih panjang 43 km dibandingkan dengan diameter yang terdapat di kedua kutub Bumi.

Bentuk permukaan bumi juga berbeda-beda mulai dari daratan, lautan, pegunungan, perbukitan, danau, lembah dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi) dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena itu, proses terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.

Berdasarkan Theory Big Bang oleh George gamow, Ralph Alpher dan Robert Herman pada tahun 1948 proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya. Putaran tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet bumi. Dalam perkembangannya, planet bumi terus mengalami proses secara bertahap hingga terbentuk seperti sekarang ini.

Secara singkatnya ada tiga tahap dalam proses pembentukan bumi yaitu pada tahap awal, Bumi masih berupa bola homogen tanpa struktur internal yang kompleks. Selanjutnya, proses diferensiasi menyebabkan material berat, terutama besi, terkonsentrasi di pusat Bumi membentuk inti yang padat. Proses ini diikuti oleh zonasifikasi, di mana Bumi terbagi menjadi beberapa lapisan dengan komposisi dan sifat fisik yang berbeda-beda, mulai dari inti dalam yang padat hingga kerak luar yang tipis dan relatif dingin. Bumi terbagi menjadi lima lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel luar, dan kerak bumi. Bukti penting lain bagi Big Bang adalah jumlah hidrogen dan helium di ruang angkasa. Dalam berbagai penelitian, diketahui bahwa konsentrasi hidrogen helium di alam semesta bersesuaian dengan perhitungan teoritis konsentrasi hidrogen-helium sisa peninggalan peristiwa Big Bang. Jika alam semesta tak memiliki permulaan dan jika ia telah ada sejak dulu kala, maka unsur hidrogen ini seharusnya telah habis sama sekali dan berubah menjadi helium.

Tentunya masih banyak teori-teori lain yang mencoba menjelaskan secara lebih detail proses pembentukan Bumi. Seperti pada Teori nebula yang memberikan gambaran tentang bagaimana awan gas dan debu primordial runtuh membentuk cakram protoplanet, di mana planet-planet termasuk Bumi terbentuk melalui proses akresi. Teori planetesimal juga mendukung teori nebula, dengan menjelaskan bahwa planet-planet terbentuk dari tabrakan dan penggabungan benda-benda langit yang lebih kecil.

Selain itu, teori tabrakan besar memberikan penjelasan tentang pembentukan Bulan, yang diyakini terbentuk dari hasil tabrakan antara Bumi muda dengan sebuah protoplanet berukuran besar. Teori ini juga memberikan petunjuk tentang asal-usul lautan di Bumi. Melalui proses evolusi yang panjang dan kompleks, Bumi akhirnya menjadi planet yang kita kenal sekarang, dengan berbagai lapisan dan sistem yang mendukung kehidupan. Proses-proses geologis seperti tektonika lempeng terus membentuk dan mengubah wajah Bumi hingga saat ini.

Masih penasaran dengan proses terbentuknya bumi? Yuk simak video berikut ini https://youtu.be/HdPzOWlLrbE?si=Juds0gbAOrLefgKQ

Referensi

Hananto W. (2018). Teori Pembentukan Bumi. Yogyakarta : Relasi Inti Media

Noor D. (2019). Bumi Sebagai Suatu Planet. Modul. Universitas Pakuan

Di masa awal pembentukannya, Bumi tampak sangat berbeda dari bentuknya yang kita kenal sekarang. Planet ini awalnya sangat panas dan kemungkinan besar seluruhnya terdiri dari magma cair. Setelah beberapa ratus juta tahun, Bumi mulai mendingin, dan lautan air cair mulai terbentuk. Unsur-unsur berat kemudian mulai tenggelam melalui lautan dan magma menuju inti planet. Proses ini menyebabkan Bumi terbagi menjadi beberapa lapisan: lapisan terluar menjadi padat dan terdiri dari material yang lebih ringan, sementara material yang lebih padat dan cair bergerak menuju pusat. Para ilmuwan percaya bahwa Bumi, seperti planet dalam lainnya, mencapai kondisi saat ini melalui tiga tahap utama. Tahap pertama adalah akresi, di mana partikel-partikel di tata surya saling bertabrakan dan bergabung menjadi benda-benda yang semakin besar. Kemudian, para ilmuwan berpendapat bahwa Bumi muda mengalami tabrakan besar dengan sebuah protoplanet lebih dari 4,5 miliar tahun lalu, yang kemungkinan besar menyebabkan terbentuknya Bulan. Tahap akhir adalah pemboman Bumi dengan asteroid. Atmosfer awal Bumi kemungkinan besar terdiri dari hidrogen dan helium. Seiring berjalannya waktu, dan dengan pembentukan kerak Bumi, terjadi banyak letusan gunung berapi. Letusan ini melepaskan uap air, amonia, dan karbon dioksida ke atmosfer. Seiring waktu, lautan terbentuk, dan kehidupan primitif mulai berkembang di dalamnya. Pada saat itu, Bumi muda terus-menerus dibombardir oleh asteroid yang mungkin juga membawa air yang penting bagi pembentukan kehidupan. Beberapa ilmuwan memperkirakan bahwa asteroid yang menabrak Bumi, Bulan, dan planet-planet dalam lainnya mengandung banyak air yang terikat dalam mineral. Ketika asteroid ini menabrak permukaan Bumi dengan kecepatan tinggi, mereka pecah dan meninggalkan fragmen batuan. Diperkirakan bahwa sekitar 30 persen dari air yang terkandung dalam asteroid tetap berada dalam fragmen batuan ini di Bumi, bahkan setelah tumbukan. Beberapa ratus juta tahun kemudian antara 2,2 miliar hingga 2,7 miliar tahun yang lalu bakteri fotosintesis muncul dan mulai melepaskan oksigen ke atmosfer melalui proses fotosintesis. Dalam beberapa ratus juta tahun, aktivitas ini mengubah komposisi atmosfer menjadi seperti yang kita miliki sekarang, yang terdiri dari 78 persen nitrogen, 21 persen oksigen, dan gas-gas lain, sehingga memungkinkan atmosfer mendukung beragam kehidupan di Bumi.

Empat teori proses terbentuknya bumi yang paling terkenal dan sering dilakukan penelitian lebih lanjut :

1.     Teori Nebula (Kabut)

Menurut teori ini, pada awalnya, jagat raya terdiri dari sebuah nebula besar yang berputar lambat dan turbulen. Karena rotasinya yang lambat, nebula mulai menyusut, membentuk cakram datar di mana Matahari akhirnya terbentuk di pusatnya. Cakram yang berputar semakin cepat, menyebabkan bagian tepinya terlepas dan membentuk gelang-gelang bahan. Bahan dalam gelang-gelang ini kemudian memadat menjadi planet-planet yang mengorbit Matahari. Teori ini menjelaskan mengapa tata surya memiliki bidang datar dan planet-planet berputar dalam arah yang seragam, mirip dengan bagaimana rotasi pemain sepatu es yang mempercepat saat mengangkat lengannya. Namun, seratus tahun kemudian, James Clerk Maxwell dan Sir James Jeans mengkritik teori ini dengan menunjukkan bahwa bahan dalam gelang-gelang tidak cukup untuk membentuk planet-planet, dan F. R. Moulton menyatakan bahwa teori ini bertentangan dengan prinsip fisika karena seharusnya planet-planet, bukan Matahari, yang memiliki momentum sudut terbesar.

2.     Teori Planetesimal

Teori ini dikemukakan oleh T. C. Chamberlin dan Moulton pada awal abad ke-20. Menurut teori ini, Matahari sudah ada sebelum pembentukan Tata Surya dan berpapasan dengan bintang lain. Tarikan gravitasi dari bintang tersebut menyebabkan sebagian materi Matahari terlempar dan membentuk planetesimal benda kecil yang mengorbit Matahari. Planetesimal ini kemudian bertumbukan dan bergabung menjadi planet. Namun, teori ini dikritik oleh astronom karena bahan yang terlempar dari Matahari berasal dari bagian yang sangat panas (sekitar 1.000.000°C), sehingga gas-gas tersebut cenderung menyebar ke seluruh ruang angkasa daripada membentuk planet.

3.     Teori Bintang Kembar

Teori Bintang Kembar, yang diusulkan pada tahun 1930-an, mirip dengan teori Planetesimal. Dalam teori ini, Matahari awalnya dianggap sebagai bagian dari sistem bintang kembar. Salah satu bintang meledak, menciptakan kepingan kecil yang kemudian mengorbit bintang yang tersisa, membentuk planet-planet, sedangkan bintang yang tersisa menjadi Matahari. Kesimpulan dari proses terbentuknya Bumi yaitu, Bumi berasal dari kabut raksasa yang meledak, membentuk galaksi dan nebula, yang kemudian membeku membentuk Galaksi Bima Sakti dan pembentukan Bumi melibatkan tiga tahap: pembentukan awal, diferensiasi, dan pembentukan lapisan-lapisan seperti inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel luar, dan kerak bumi.

4.     Teori Big Bang

Teori Big Bang, dikembangkan oleh George Lemaitre, menyatakan bahwa alam semesta bermula dari sebuah "atom primitif" yang sangat padat dan meledak sekitar 13,7 miliar tahun lalu. Ledakan ini menyebarkan materi ke seluruh alam semesta, yang kemudian membentuk struktur seperti galaksi dan bintang-bintang. Lemaitre, seorang kosmolog Belgia, pertama kali mengemukakan teori ini pada 1920-an, mengusulkan bahwa alam semesta dimulai dari gumpalan kecil yang meledak, menghasilkan energi besar yang membentuk seluruh materi dan menyebabkan ekspansi alam semesta. Setelah ledakan, atom hidrogen terbentuk dan berkumpul membentuk nebula yang memanas dan akhirnya membentuk bintang-bintang serta galaksi. Teori ini juga mengusulkan bahwa alam semesta mengalami siklus yang berulang, di mana setelah mengembang, ia akan berhenti dan menyusut dalam proses yang disebut Big Crunch, berpotensi memulai siklus baru.

Untuk menambah pemahaman teman-teman mari simak video berikut!

https://youtu.be/LLDixjp-7Mc?si=qY_39GSUBrsWZPTF

Referensi:

Mu'minin, M.N., Walhadi, D., & Kurniawati, W. (2023). Pemahaman Pembelajaran Mendalam Tentang Tata Surya: Eksplorasi Planet dan Benda Langit Lainnya. Jurnal Pengabdian Masyarakat Indonesia. 1(2): 185-194.

National Geographic Society. (2023). Formation of Earth. Diakses dari https://education.nationalgeographic.org/resource/formation-earth/. 28 Agustus 2024.

Syofyan, H. (2018). Teori Pembentukan Tata Surya. Jakarta: Universitas Esa Unggul.

Dalam kalangan ilmuan ada tiga pendapat tentang penciptaan kehidupan yang berawal dari air. Teori Big Bang menyatakan bahwa harus ada kelimpahan hidrogen dan helium. Studi menemukan bahwa Big Bang akan menghasilkan sekitar 75% atom hidrogen dan atom helium 25%. Pernyataan ini berasal dari pemahaman yang baik tentang reaksi nuklir karena atom smashing dekade bersama di akselerator partikel. Seiring berjalannya waktu karena proses terus mengalami perubahan suatu peristiwa terjadi ledakan bintang besar, ledakan itu disebut Supernova. Sekali lagi, ada bukti kuat bahwa alam semesta memiliki awal berdasarkan bahan kimia yaitu nuklir di dalam bintang. Ilmu yang mempelajari mengenai evolusi, dan asal alam semesta (universe) disebut kosmologi. Ada beberapa teori yang menjelaskan proses terbentuknya alam semesta yaitu teori big bang, teori keadaan tunak, dan teori Osilasi.

Planet bumi terbentuk 4,6 miliyar tahun yang lalu. Kondisi permukaannya ketika itu tidak memungkinkan bagi kehidupan manusia karena masih dihujani bebatuan dari luar angkasa. Bumi mulai normal atau steril sekitar 3,9 miliyar tahun silam, yaitu sejak bebatuan ruang angkasa yang bertabrakan semakin berkurang. Ada sel yang hidup lima puluh juta tahun kemudian yang pertama kali muncul di lautan purba sehingga permukaan bumi tertutup, terbukti pada batuan karang tua. Berdasarkan studi yang diketahui bahwa materialnya hanya di produksi oleh proses biologi. Yang mengherankan bahwa pada kenyataannya dalam waktu yang relative singkat sejak bombardermen bebatuan ruang angkasa berhenti, maka munculah kehidupan yang baru, dengan fosil tertua berhasil di temukan fosil tua yang berumur sekitar 3,6 miliyar tahun. Diperkirakan masih ada fosil yang lebih tua tetapi telah hancur karena proses geologi.

Sumber : Cecilia, y., Vebrianto, r., & Zarkasih. (2020). Analisis pemahaman guru MI tentang alam semesta meluas dalam persepektif Islam dan Sains. Jurnal Basicedu, 4 (1), 111-116.

Video dibawah ini dapat digunakan sebagai referensi dalam memahami teori pembentukan bumi.

https://youtu.be/F7KVGaBjq0I?si=YYGEbjSCeBBIm5Ez

Sumber rujukan:

Yayuk, C., Vebrianto, R., & Zarkasih. (2020). Analisis Pemahaman Guru MI Tentang Alam Semesta Meluas Dalam Perspektif Islam dan Sains. Jurnal Basicedu. 4(1), 110-116.

Pembentukan bumi menjadi sebuah fenomena yang menarik untuk diteliti oleh para ilmuan, sehingga melalui penelitian yang dilakukan oleh para ahli memunculkan teori-teori yang menggungkap misteri terbentuknya bumi. Bumi merupakan bagian dari alam semesta yang diketahui dengan jelas di huni oleh mahluk hidup. Bumi yang tersusun dari lapisan material pembentuk dan kekayaan alam yang terkandung di dalamnya merupakan sumber kebutuhan yang utama bagi mahluk hidup. Usia bumi yang kian bertambah kini mulai menunjukkan perubahan yang buruk karena akibat dari pemanfaatan sumber daya alam yang tidak efisien.

Bumi terbentuk melalui akresi nebula matahari sekitar 4,54 miliar  tahun  lalu (4,54 x 109) tahun lalu. Emisi gas vulkanik diperkirakan telah membentuk atmosfer purba yang memiliki sedikit oksigen dan beracun bagi manusia dan sebagian besar makhluk hidup saat ini. Sebagian besar permukaan bumi mencair akibat aktivitas vulkanik yang ekstrim dan seringnya terjadi benturan dengan benda langit lainnya tabrakan skala besar diyakini akan memiringkan poros bumi dan menciptakan Bulan. Seiring waktu, bumi mendingin dan  kerak padat terbentuk, memungkinkan terbentuknya cairan  di permukaannya Bentuk kehidupan pertama muncul antara 2,8 dan 2,5 miliar tahun yang lalu kehidupan fotosintesis muncul sekitar 2 miliar tahun yang lalu dan memperkaya atmosfer dengan oksigen sebagian besar makhluk hidup masih berukuran kecil dan mikroskopis hingga kehidupan multiseluler yang kompleks akhirnya muncul sekitar 580 juta tahun yang lalu. selama periode Kambrium, bumi mengalami diversifikasi suku yang sangat cepat dan ekstensif planet ini telah mengalami perubahan biologis dan geologis berulang kali sejak pembentukannya seiring dengan perubahan Bumi, makhluk hidup berevolusi, berubah menjadi bentuk baru, atau punah. Proses lempeng tektonik  memainkan peran penting dalam pembentukan lautan dan benua di bumi serta kehidupan di dalamnya biosfer mempunyai pengaruh besar terhadap atmosfer bumi dan kondisi abiotik lainnya, termasuk pembentukan lapisan ozon, distribusi oksigen, dan pembentukan daratan.

Adapun teori-teori yang diungkapkan oleh para ilmuan antara lain:

Teori Kabut dari Kant dan Laplace

Teori ini mengatakan bahwa asal segalanya ini adalah gas yang bermacam-macam, yang tarik manarik membentuk kabut besar. Terjadinya benturan masing-masing gas menimbulkan panas. Itulah asal daripada matahari. Matahari berputar kencang, dan di khatulistiwanya memiliki kecepatan linear paling besar sehingga terlepaslah fragmen-fragmen. Fragmen fragmen inilah yang tadinya pijar, melepaskan banyak panas dan mengembun. Kemudian cair dan bagian luar makin padat.

Teori Planetesimal

Teori ini mengungkapkan bahwa pada mulanya telah terdapat matahari asal. Pada suatu ketika, matahari asal ini didekati oleh sebuah bintang besar, yang menyebabkan terjadinya penarikan pada bagian matahari. Akibat dari tenaga penarikan matahari asal tadi, terjadilah ledakan-ledakan yang hebat. Gas yang meledak ini keluar dari atmosfer matahari, kemudian mengembun dan membeku sebagai benda-benda yang padat, yang disebut planetesimal. Planetesimal ini dalam perkembangannya menjadi planet-planet, dan salah satunya adalah planet Bumi.

Teori Nebula

Menurut teori ini bumi dan alam semesta merupakan awan panas atau debu nebula yang terisi gas helium dan hitrogen. Bagian tengah berputar dan mengalami penyusutan. Putaran semakin cepat hingga bentuknya menjadi bulat, hasil dari putaran tersebut membuat gas yang bercampur dengan materi mengalami pendinginan dan memadat.

Teori Proto Planet

Teori ini mengatakan bahwa disekitar bintang pusat (matahari) terdapat gas yang membentuk gumpalan-gumpalan yang selanjutnya memadat dan membentuk planet-planet, dan lain-lain.

Referensi

Tantra. M. W. (2020). Terbentuknya Bumi Dan Hancurnya Bumi (Agama Buddha Memberikan Jawaban Seiring Dengan Perkembangan Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi). Jurnal Agama Buddha Dan Ilmu Pengetahuan, 7(1): 26-38

Bumi mulai terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Pada awalnya, tata surya hanyalah sekumpulan debu dan gas yang dihasilkan oleh ledakan supernova, sebuah bintang besar yang meledak. Gaya gravitasi menarik partikel-partikel ini hingga bergabung membentuk cakram gas dan debu besar yang berputar. Di pusat cakram inilah Matahari terbentuk, sementara material di sekitarnya mulai bertabrakan dan bergabung untuk membentuk planet-planet, termasuk Bumi.

Pada tahap awal, Bumi adalah bola api panas dengan permukaan yang penuh lava. Seiring waktu, Bumi mendingin dan terbentuklah lapisan-lapisan inti, mantel, dan kerak. Atmosfer awalnya terdiri dari gas seperti hidrogen dan helium, namun angin matahari menyapu gas-gas ini. Letusan gunung berapi kemudian menghasilkan atmosfer baru yang mengandung nitrogen, karbon dioksida, dan uap air.

Seiring berjalannya waktu, bumi semakin dingin dan terbentuklah lautan dari air yang berasal dari komet dan asteroid yang menabrak Bumi. Di dalam lautan ini, sekitar 3,8 miliar tahun lalu, kehidupan pertama kali muncul dalam bentuk organisme bersel tunggal. Bumi terus mengalami perubahan besar. Benua-benua terbentuk dan bergerak, menciptakan gunung, lembah dan berbagai ekosistem. Kehidupan di Bumi berevolusi, dimulai dari organisme mikroskopis hingga akhirnya muncul dinosaurus hingga manusia.

A. TEORI BIG BANG

Menurut teori Big Bang yang dikembangkan oleh George Lemaitre seorang kosmolog asal Belgia pada tahun 1920-an, pada awalnya alam semesta berbentuk “primeval atom” yang mengandung semua materi dalam keadaan sangat padat. Suatu ketika materi ini meledak sekitar 13.700 juta tahun yang lalu dan seluruh isinya terlempar ke ruang alam semesta (Syofyan, 2018).

Saat energi dari Big Bang keluar, maka atom hidrogen terbentuk. Atom hidrogen terus bertambah banyak dan berkumpul membentuk debu dan awan hidrogen (nebula). Awan hidrogen ini menjadi bahan pembentuk bintang-bintang di alam semesta. Setelah terbentuk banyak bintang, mereka berkumpul membentuk kelompok yang disebut galaksi (Syofyan, 2018).

B. TEORI KABUT

Teori kabut dikemukakan oleh dua ilmuwan yaitu Immanuel Kant (1724-1804) seorang filsuf Jerman dan Pierre-Simon Laplace (1749-1827) seorang astronom Prancis. Kant mengemukakan teorinya pada tahun 1755, sementara Laplace pada tahun 1796 dengan nama Hipotesis Nebula. Menurut Kant, alam semesta awalnya adalah gumpalan kabut (nebula) yang mengandung debu dan gas, terutama helium dan hidrogen. Kabut ini bergerak dan berputar perlahan, sehingga suhunya menurun dan massanya terkonsentrasi. Perputaran yang semakin cepat membentuk cakram dengan massa terpusat di tengah. Perputaran yang lebih cepat lagi menyebabkan terbentuknya cincin-cincin gas yang memisahkan diri dari bagian luar cakram, membentuk cakram dengan sedikit kabut di tengah dan beberapa lapis cincin di sekelilingnya.

Cincin-cincin ini kemudian memadat dan membeku menjadi planet-planet, sementara massa di pusat membeku menjadi matahari. Menurut Laplace, tata surya berasal dari kabut panas yang berputar membentuk bola besar. Proses pendinginan dan pengerutan yang mengakibatkan bola mengecil menjadi cakram yang berputar semakin cepat. Sebagian massa gas di luar cakram menjauh dari inti dan membentuk cincin-cincin yang kemudian memadat menjadi planet dan satelit, sementara massa gas yang tersisa di pusat cakram membentuk matahari.

Pada akhir abad ke-19, teori kabut ini ditentang oleh beberapa ahli seperti James Clerk-Maxwell yang menyimpulkan bahwa perbedaan kecepatan putar akan mencegah pembekuan planet. Pada abad ke-20, percobaan menunjukkan bahwa medan magnet dan listrik matahari merusak proses pembekuan batuan, sehingga tidak ada alasan kuat untuk menyatakan bahwa cincin gas dapat membeku menjadi planet (Hananto, 2018).

C. TEORI KONTRAKSI

Teori Kontraksi pertama kali dikemukakan oleh Descartes (1596-1650). Ia menyatakan bahwa bumi semakin menyusut dan mengerut karena proses pendinginan yang menyebabkan terbentuknya relief seperti gunung, lembah, dan dataran di permukaannya. Teori ini juga didukung oleh James Dana (1847) dan Elie de Baumant (1852). Mereka berpendapat bahwa bumi mengalami pengerutan akibat pendinginan di bagian dalam yang menyebabkan permukaan bumi mengerut dan membentuk pegunungan serta lembah (Hananto, 2018).

Berdasarkan hasil penelitian, proses pembentukan bumi terbagi menjadi 3 tahap antara lain:

1) Tahap pada saat bumi menjadi planet yang homogen, atau belum terjadi diferensiasi dan zonafikasi.

2) Proses diferensiasi atau pemilahan, yaitu ketika material besi yang lebih berat tenggelam menuju pusat bumi dan material yang lebih ringan bergerak ke permukaan.

3) Proses zonafikasi, tahap dimana bumi terbagi menjadi beberapa zona atau lapisan, yaitu inti besi yang padat, inti besi cair, mantel bagian bawah, zona transisi, astenosfer yang cair dan litosfer yang terdiri atas kerak benua dan kerak samudra (Hananto, 2018).

Daftar Pustaka

Hananto, W. (2018). Teori pembentukan bumi. Yogyakarta: Istana media.

Syofyan, H. (2018). Teori pembentukan tata surya. Jakarta: Universitas Esa Unggul.

Nahdiyatunnisa-5A-2224220009

Menurut ilmuwan, Bumi yang menjadi tempat tinggal manusia telah berusia sekitar 4,6 miliar tahun. Beberapa contoh batuan bulan dan meteorit (batuan angkasa luar yang jatuh ke Bumi) juga berusia sama. Dari fakta tersebut dapat disimpulkan bahwa seluruh tata surya terbentuk secara bersamaan. Matahari, Bumi, dan planet lain terbentuk dari awan, gas, dan debu.

Bumi tidak terbentuk dengan sendirinya, tetapi melalui beberapa fase. Fase-fase pembentukan bumi terdiri atas tiga fase, yaitu fase gas, fase cair, dan fase padat. Setelah terjadi proses ketiga fase tersebut, barulah muncul makhluk hidup.

Fase-fase pembentukan bumi terdiri atas delapan fase, yaitu sebagai berikut.

1. Fase awal mula jadi alam semesta, yaitu big bang. Pada saat big bang, bumi terwujud tetapi bahan-bahannya telah ada bersama dengan bahan-bahan bintang dan planet-planet lain.

2. Fase pembentukan bintang-bintang. Matahari dan bumi sebagai calon tata surya belum dilahirkan.

3. Fase supernova, yaitu ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi yang teramat besar. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Energi yang dipancarkan oleh supernova sangat besar. Bahkan pancaran energi yang dipancarkan saat supernova terjadi dalam beberapa detik saja dapat menyamai pancaran energi sebuah bintang dalam kurun waktu jutaan hingga miliaran tahun.

4. Fase pendinginan nebula. Barulah setelah ada kejutan lagi dari supernova yang ada di sekitarnya, gravitasi antarbahan nebula mulai aktif. Ketika gravitasi mulai bekerja, pem- bentukan sebuah bintang dan atau matahari mulai terjadi.

5. Fase pembentukan matahari dan cincin planet. Sebagian debu dan gas di bagian dalam nebula mulai berkumpul dan bergabung kemudian secara perlahan-lahan. Gabungan gas dan debu tersebut mengerut dan memadat serta di bagian dalamnya menjadi panas. Selama pemadatan berlangsung panas itupun semakin bertambah. Panas tersebut diakibatkan karena adanya penggabungan inti hidrogen ke dalam helium, yang mengakibatkan terjadinya pelepasan tenaga.

6. Fase akresi. Pada tahap awal, temperatur bumi masih terpelihara dengan baik. Hal ini disebabkan oleh hantaman meteor yang kuatnya sama dengan tenaga nuklir. Sebutir meteor yang beratnya 5 ton menghantam bumi dengan kecepatan 30 kilometer per detik dapat menghasilkan energi sebanyak 1 kiloton ledakan nuklir. Walaupun panas bumi telah menyebár kembali ke ruang angkasa tetapi panas masih ditahan oleh Bumi karena benturan meteor terus menerus berlangsung. Proses ini dinamakan proses akresi yang intinya merupakan masa penambahan bahan-bahan dari luar Bumi, yaitu dari berbagai meteor yang jatuh menghujani bumi.

7. Fase pembentukan bumi atau tahap kompresi. Bahan- bahan tambahan dari meteor yang memiliki berat jenis yang lebih tinggi mulai tenggelam ke pusat bumi. Semua lapisan besi dari bahan-bahan tambahan seolah-olah tertarik dan ber- kumpul untuk menjadi tetesan. Akibatnya, terbentuklah inti bumi. Pada saat proses penenggelaman terjadi, perlapisan bumi sudah mulai terbentuk. Pada lapisan paling luar, unsur silisium (Si) dan Aluminium (Al) yang dikenal dengan nama sial tertekan dan membuncah menjadi bagian paling atas. Sedangkan di bagian bawahnya terdapat lapisan sima yang terdiri dari unsur-unsur Silisium (Si) dan Magnesium (Mg). Di sinilah awal mula terjadinya cekungan geosinklin pertama.

8. Pembentukan atmosfer, samudra, dan makhluk hidup.

9. Makhluk Hidup. Kira-kira 3,5 miliar tahun yang lalu, mulai muncul makhluk-makhluk hidup yang hidup di Bumi. Makhluk hidup yang pertama muncul di Bumi berbentuk sel mikroskopis. Setelah itu barulah muncul makhluk- makhluk hidup yang lain, seperti hewan, tumbuhan, dan manusia.

Sumber : Yani, A. & M. Ruhimat. (2007). Geografi : Menyingkap Fenomena Geosfer. Bandung : Grafindo Media Pratama.

1. Teori Statis (Masa Fiksisme)

   Tokoh-tokohnya adalah Aristoteles, Plato, Antonie van Leeuwenhoek, Georges Cuvier, Carolus Linnaeus, Georges-Louis de Buffon, dan Robert Hooke. Para ahli hingga abad ke-18 beranggapan bahwa suatu organisme sesamanya adalah identik sebagai ciptaan Tuhan (fix = tetap, maksudnya tidak berubah).

2. Teori Dinamis (Masa Adaptasi dan Transformasi)

   Tokoh-tokohnya adalah James Hutton, Thomas Malthus, Jean-Baptiste de Lamarck, dan Charles Lyell. Pada masa ini, manusia mulai berani mengemukakan bahwa mereka tidak betul-betul sama antara satu dan yang lainnya.

3. Teori Pasif (Masa Seleksi Alam)

   Tokoh-tokohnya adalah Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace. Menurut teori evolusi ini, suatu organisme beraneka ragam dan alam yang akan melakukan seleksi. Individu yang sesuai akan dapat bertahan, sedangkan yang tidak kuat akan mati.

Simak video berikut untuk menambah pemahaman kamu tentang Perkembangan Teori Evolusi

https://youtu.be/JfBaAkfdbOA?si=aOFZf07aoP_VZQt7

Sebenamya Darwin bukan merupakan orang pertama yang menyampaikan gagasan evolusi, kita dapat menelusurinya kembali sampai ke zaman Yunani kuno; Thales, Anaximander, Phytagoras, Xantus, Empedocles, dan yang lainnya. Namun, kalau konteks evolusi diangkat ke dalam suatu tema

diskusi, sosok Charles Darwin akan selalu hadir menjadi tokoh sentral di

dalamnya. Mengapa demikian?

Darwin merupakan orang pertama yang mampu menyajikan kasus-kasus yang meyakinkan mengenai evolusi. Darwin juga mampu menghubungkan apa yang sebelumnya dilihat sebagai suatu kumpulan fakta membingungkan

dan tidak saling berkaitan menjadi suatu pandangan mengenai kehidupan. Berbagai topik yang populer dalam biologi telah ia ketengahkan, besarnya keanekaragaman dalam organisme, asal-usul organisme dan kekerabatan, kemiripan dan ketidakmiripan, penyebaran geografis dan adaptasi dengan lingkungan. Untuk membuktikan kebenaran gagasan Darwin ini, para saintis berlomba-lomba melakukan perburuan terhadap bukti-bukti baru, suatu pekerjaan yang nampaknya tidak akan pernah usai.

Teori evolusi adalah salah satu konsep paling fundamental dalam ilmu biologi yang menjelaskan bagaimana spesies berubah dan berkembang seiring waktu. Sejak pertama kali diperkenalkan oleh Charles Darwin pada tahun 1859 dalam bukunya On the Origin of Species, teori ini telah melalui berbagai perkembangan dalam kajian sains dan masyarakat. 

1. Awal Mula Teori Evolusi

   • Jean-Baptiste Lamarck (1744–1829):  Sebelum Darwin, Lamarck memperkenalkan teori yang dikenal sebagai "Lamarckisme," yang menyatakan bahwa organisme berubah sepanjang hidup mereka dan mewariskan perubahan tersebut ke keturunan mereka. Contoh klasik adalah jerapah yang menurut Lamarck, memperpanjang leher mereka untuk mencapai daun yang lebih tinggi, dan sifat tersebut diwariskan ke generasi berikutnya. Meski konsep ini keliru, Lamarck dianggap sebagai pionir dalam pemikiran evolusioner.

   • Charles Darwin (1809–1882): Teori evolusi modern dimulai dengan Charles Darwin. Setelah perjalanan ilmiahnya dengan kapal HMS Beagle, Darwin menyusun konsep seleksi alam. Ia mengusulkan bahwa variasi dalam populasi memungkinkan individu tertentu lebih beradaptasi terhadap lingkungannya dan lebih mungkin untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Teori ini, yang dikenal sebagai "seleksi alam," menjelaskan bagaimana spesies berubah secara bertahap melalui proses alami tanpa campur tangan langsung dari kekuatan supranatural.

2. Perkembangan dalam Sains

   • Teori Sintetis Modern (Neo-Darwinisme): Pada awal abad ke-20, teori Darwin disempurnakan dengan penemuan genetika oleh Gregor Mendel. Integrasi antara teori seleksi alam dan genetika menciptakan apa yang disebut sebagai teori sintetis evolusi. Teori ini mengatakan pengetahuan tentang mutasi, rekombinasi genetik, dan proses genetik lainnya sebagai mekanisme yang mendasari perubahan evolusioner. Dengan masuknya genetika molekuler, teori evolusi menjadi lebih kokoh dan ilmiah.

   • Penemuan DNA dan Evolusi Molekuler: Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick menemukan struktur DNA, memberikan dasar molekuler bagi teori evolusi. Penemuan ini memungkinkan ilmuwan untuk memahami bagaimana informasi genetik diwariskan dan bagaimana mutasi genetik dapat mempengaruhi evolusi spesies. Ini juga mengarah pada perkembangan teori "jam molekuler," yang menggunakan tingkat mutasi untuk memperkirakan kapan spesies yang berbeda terakhir kali berbagi nenek moyang yang sama.

     
     

3. Kontroversi dan Pengaruh Terhadap Masyarakat

   • Debat dengan Agama: Salah satu tantangan terbesar bagi teori evolusi adalah penolakan dari kelompok-kelompok agama. Di banyak negara, ajaran evolusi bertabrakan dengan ajaran kreasionisme, yang mempercayai bahwa kehidupan diciptakan oleh entitas supranatural dalam bentuk yang sekarang. Debat ini paling terlihat dalam Scopes Monkey Trial di Amerika Serikat pada tahun 1925, ketika seorang guru dituntut karena mengajarkan teori evolusi di sekolah, bertentangan dengan hukum lokal yang mendukung kreasionisme.

   • Kreasionisme dan Intelligent Design: Meskipun teori evolusi telah diterima secara luas di kalangan ilmuwan, ada gerakan seperti kreasionisme dan intelligent design yang berusaha memperkenalkan pandangan bahwa kehidupan di bumi dirancang secara cerdas oleh entitas supranatural. Di beberapa tempat, seperti Amerika Serikat, kelompok-kelompok ini masih berusaha agar kurikulum pendidikan mencakup teori alternatif ini di samping evolusi.

   • Penerimaan Global Teori Evolusi: Penerimaan terhadap teori evolusi bervariasi di seluruh dunia. Di banyak negara maju, seperti Inggris dan Eropa Barat, evolusi diterima sebagai fakta ilmiah oleh mayoritas masyarakat. Namun, di beberapa negara berkembang atau yang lebih religius, tingkat penerimaan terhadap teori ini jauh lebih rendah.

     
     

4. Evolusi dalam Kajian Sains Modern

   • Evolusi dan Bioteknologi: Saat ini, pemahaman tentang evolusi memiliki implikasi besar dalam bidang seperti kedokteran dan bioteknologi. Misalnya, teori evolusi digunakan untuk memahami bagaimana virus bermutasi dan mengembangkan resistansi terhadap vaksin, seperti yang terlihat pada pandemi COVID-19. Selain itu, dalam bidang pertanian, evolusi digunakan untuk mengembangkan tanaman yang lebih tahan terhadap hama dan penyakit.

   • Kloning dan Rekayasa Genetika: Kemajuan dalam bioteknologi, seperti kloning dan rekayasa genetika, telah menimbulkan pertanyaan baru tentang evolusi. Misalnya, apakah intervensi manusia dalam genetika spesies tertentu akan memengaruhi jalur evolusi alamiah mereka? Meskipun teori evolusi tidak menyajikan jawaban langsung terhadap pertanyaan ini, pemahaman kita tentang evolusi memberikan kerangka penting untuk mempertimbangkan dampak jangka panjang dari perubahan genetika yang diinduksi oleh manusia.

Teori evolusi telah berkembang dari ide dasar tentang seleksi alam menjadi prinsip ilmiah yang diakui secara luas dalam sains modern. Meski di beberapa kalangan masih menghadapi tantangan, baik dari segi agama maupun budaya, teori ini terus diperkuat oleh temuan-temuan terbaru dalam biologi molekuler dan genetika. Pengaruhnya terhadap masyarakat juga terus berkembang, terutama dalam kaitannya dengan perdebatan agama, pendidikan, dan kemajuan teknologi.

Jika teman-teman masih bingung mengenai penjelasan diatas, Teman-teman bisa TAP KLIK TEKAN link youtube dibawah ini yess!!

🫰Happy watching 🛜

🔗https://youtu.be/BcpB_986wyk?feature=shared

Sumber Referensi:

1. Darwin, C. (1859). On the Origin of Species by Means of Natural Selection. John Murray.

2. Mayr, E. (1982). The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. Belknap Press.

3. Pennock, R. T. (1999). Tower of Babel: The Evidence Against the New Creationism. MIT Press.

Darwin awalnya melihat IAC sebagai pelengkap variasi acak dalam evolusi, tetapi kemudian mengakui pentingnya IAC dalam menjelaskan beberapa masalah teoritis. Meskipun banyak ilmuwan pada zaman Darwin menganggap IAC sebagai kelemahan, Darwin terus mengkaji dan mendiskusikan konsep ini.

Pada akhir abad ke-19, August Weismann menguji IAC dengan memotong ekor tikus dan menunjukkan bahwa perubahan ini tidak diwariskan, yang merugikan reputasi IAC. Namun, eksperimennya tidak sepenuhnya relevan dengan gagasan Lamarck yang menekankan perubahan adaptif yang berguna.

Di awal abad ke-20, Paul Kammerer mencoba membuktikan IAC dengan eksperimen pada amfibi, namun karirnya hancur setelah terungkap bahwa datanya dimanipulasi. Kammerer mungkin menggunakan tinta untuk memperbesar perubahan, tetapi ini tidak membenarkan penipuan yang terjadi.

Sementara itu, di Uni Soviet, Trofim Lysenko memanfaatkan situasi politik untuk mendukung versi ekstrem Lamarckisme. Lysenko dan pengikutnya mengklaim bahwa evolusi bisa menyebabkan perubahan cepat tanpa seleksi alami, yang mengakibatkan kerugian besar bagi ilmu biologi di Uni Soviet dan banyak ilmuwan menderita akibat perbedaan pandangan.

Namun, kemajuan dalam genetika menunjukkan bahwa beberapa fenomena modern tampaknya sesuai dengan ide Lamarck tentang perubahan adaptif yang diwariskan. Mekanisme seperti CRISPR-Cas menunjukkan bahwa variasi dapat terjadi sebagai respons langsung terhadap lingkungan dan diwariskan, meskipun berbeda dari variasi acak yang ditekankan Darwin. Dengan demikian, baik teori Lamarck maupun Darwin memberikan kontribusi penting dalam pemahaman kita tentang evolusi.

Fenomena Lamarckian dan Quasi-Lamarckian:

1. Lamarckian Evolution: Pewarisan karakter yang diperoleh, di mana perubahan yang diperoleh selama hidup diwariskan. Contoh nyata adalah sistem CRISPR-Cas pada prokariot, yang menyimpan DNA virus untuk melawan infeksi serupa di masa depan. Namun, sisipan DNA ini sering hilang tanpa tekanan selektif.

2. CRISPR-Cas sebagai Sistem Lamarckian: Sistem ini menyisipkan DNA virus ke dalam genom prokariot untuk melawan infeksi serupa di masa depan. Meskipun adaptif dan diwariskan, sisipan DNA seringkali tidak stabil tanpa tekanan selektif.

3. Quasi-Lamarckian dan Mutagenesis Akibat Stres: Mutagenesis yang dipicu stres, seperti jalur perbaikan SOS pada bakteri, menunjukkan fitur quasi-Lamarckian. Stres tidak menyebabkan mutasi pada gen tertentu, tetapi memicu mutagenesis yang menghasilkan variasi genetik, mirip dengan Lamarckian dalam meningkatkan adaptasi.

4. Horizontal Gene Transfer (HGT): Transfer gen antar prokariot juga menunjukkan aspek Lamarckian karena DNA dari lingkungan dapat memberikan keuntungan adaptif, terutama dalam resistensi antibiotik.

5. Konvergensi Lamarckian: Beberapa mekanisme perubahan genom, seperti transfer gen yang dipicu antibiotik, menunjukkan konvergensi antara mutagenesis akibat stres dan HGT, menunjukkan bahwa mekanisme Lamarckian dapat saling terkait.

Reference:

Koonin, E.V., & Wolf, Y.I. (2009). Is evolution Darwinian or/and Lamarckian?. Biology Direct, 4(42).

Darwin awalnya melihat IAC sebagai pelengkap variasi acak dalam evolusi, tetapi kemudian mengakui pentingnya IAC dalam menjelaskan beberapa masalah teoritis. Meskipun banyak ilmuwan pada zaman Darwin menganggap IAC sebagai kelemahan, Darwin terus mengkaji dan mendiskusikan konsep ini.

Pada akhir abad ke-19, August Weismann menguji IAC dengan memotong ekor tikus dan menunjukkan bahwa perubahan ini tidak diwariskan, yang merugikan reputasi IAC. Namun, eksperimennya tidak sepenuhnya relevan dengan gagasan Lamarck yang menekankan perubahan adaptif yang berguna.

Di awal abad ke-20, Paul Kammerer mencoba membuktikan IAC dengan eksperimen pada amfibi, namun karirnya hancur setelah terungkap bahwa datanya dimanipulasi. Kammerer mungkin menggunakan tinta untuk memperbesar perubahan, tetapi ini tidak membenarkan penipuan yang terjadi.

Sementara itu, di Uni Soviet, Trofim Lysenko memanfaatkan situasi politik untuk mendukung versi ekstrem Lamarckisme. Lysenko dan pengikutnya mengklaim bahwa evolusi bisa menyebabkan perubahan cepat tanpa seleksi alami, yang mengakibatkan kerugian besar bagi ilmu biologi di Uni Soviet dan banyak ilmuwan menderita akibat perbedaan pandangan.

Namun, kemajuan dalam genetika menunjukkan bahwa beberapa fenomena modern tampaknya sesuai dengan ide Lamarck tentang perubahan adaptif yang diwariskan. Mekanisme seperti CRISPR-Cas menunjukkan bahwa variasi dapat terjadi sebagai respons langsung terhadap lingkungan dan diwariskan, meskipun berbeda dari variasi acak yang ditekankan Darwin. Dengan demikian, baik teori Lamarck maupun Darwin memberikan kontribusi penting dalam pemahaman kita tentang evolusi.

Fenomena Lamarckian dan Quasi-Lamarckian:

1. Lamarckian Evolution: Pewarisan karakter yang diperoleh, di mana perubahan yang diperoleh selama hidup diwariskan. Contoh nyata adalah sistem CRISPR-Cas pada prokariot, yang menyimpan DNA virus untuk melawan infeksi serupa di masa depan. Namun, sisipan DNA ini sering hilang tanpa tekanan selektif.

2. CRISPR-Cas sebagai Sistem Lamarckian: Sistem ini menyisipkan DNA virus ke dalam genom prokariot untuk melawan infeksi serupa di masa depan. Meskipun adaptif dan diwariskan, sisipan DNA seringkali tidak stabil tanpa tekanan selektif.

3. Quasi-Lamarckian dan Mutagenesis Akibat Stres: Mutagenesis yang dipicu stres, seperti jalur perbaikan SOS pada bakteri, menunjukkan fitur quasi-Lamarckian. Stres tidak menyebabkan mutasi pada gen tertentu, tetapi memicu mutagenesis yang menghasilkan variasi genetik, mirip dengan Lamarckian dalam meningkatkan adaptasi.

4. Horizontal Gene Transfer (HGT): Transfer gen antar prokariot juga menunjukkan aspek Lamarckian karena DNA dari lingkungan dapat memberikan keuntungan adaptif, terutama dalam resistensi antibiotik.

5. Konvergensi Lamarckian: Beberapa mekanisme perubahan genom, seperti transfer gen yang dipicu antibiotik, menunjukkan konvergensi antara mutagenesis akibat stres dan HGT, menunjukkan bahwa mekanisme Lamarckian dapat saling terkait.

Reference:

Koonin, E.V., & Wolf, Y.I. (2009). Is evolution Darwinian or/and Lamarckian?. Biology Direct, 4(42).

Teori evolusi merupakan salah satu konsep mendasar dalam biologi yang membantu menjelaskan keberagaman kehidupan di Bumi. Namun, sebelum teori ini diterima luas, ada perjalanan panjang yang melibatkan berbagai pemikiran dan perkembangan ilmiah. Mari kita telusuri bagaimana teori evolusi berkembang dari masa ke masa! 📜

Pemikiran Awal tentang Evolusi ⏳

Konsep dasar mengenai perubahan dalam kehidupan sebenarnya sudah ada sejak zaman Yunani Kuno. Seorang filsuf bernama Anaximander pada abad ke-6 SM mengemukakan bahwa kehidupan awalnya berasal dari air dan kemudian berkembang menjadi makhluk darat. Meski gagasan ini masih jauh dari teori evolusi modern, pemikirannya menunjukkan bahwa sejak dahulu, manusia sudah mempertimbangkan kemungkinan adanya perubahan dalam kehidupan. Namun, ide ini belum banyak mendapat dukungan karena pandangan dominan saat itu adalah bahwa semua makhluk hidup diciptakan secara tetap oleh kekuatan supranatural.

Era Pra-Darwin: Usaha Menjelaskan Perubahan Makhluk Hidup 📖

Beberapa ilmuwan sebelum Darwin mencoba menjelaskan perubahan pada makhluk hidup. Salah satu tokoh penting dalam hal ini adalah Jean-Baptiste Lamarck. Pada awal abad ke-19, Lamarck mengusulkan teori bahwa makhluk hidup bisa mewariskan karakteristik yang diperoleh selama hidupnya, yang dikenal sebagai inheritance of acquired characteristics. Sebagai contoh, ia berpendapat bahwa jerapah mengembangkan leher panjang karena berusaha meraih daun di pepohonan yang tinggi, dan karakteristik ini kemudian diwariskan kepada keturunannya. Meskipun teori Lamarck sekarang dianggap tidak sepenuhnya tepat, dia adalah salah satu yang pertama berani mengemukakan gagasan bahwa makhluk hidup bisa berubah dari waktu ke waktu.

Teori Darwin dan Seleksi Alam 🦅

Barulah pada tahun 1859, teori evolusi benar-benar mendapat perhatian dunia melalui karya Charles Darwin. Dalam bukunya On the Origin of Species, Darwin menjelaskan bahwa perubahan pada makhluk hidup terjadi melalui mekanisme seleksi alam. Dalam seleksi alam, individu-individu yang memiliki sifat-sifat terbaik untuk bertahan hidup di lingkungan tertentu akan memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan berkembang biak, sehingga sifat-sifat tersebut diwariskan kepada generasi berikutnya. Contoh paling terkenal dari pengamatan Darwin adalah burung finch di Kepulauan Galapagos. Paruh burung-burung tersebut bervariasi tergantung jenis makanan yang mereka konsumsi, menunjukkan bagaimana adaptasi terhadap lingkungan bisa mendorong perubahan fisik pada spesies. Teori ini memberikan landasan kuat bagi pemahaman kita tentang evolusi, menjelaskan bagaimana spesies bisa berubah seiring berjalannya waktu dan mengapa kita melihat keanekaragaman hayati yang begitu besar di planet ini.

Dukungan dari Ilmu Genetika 🔬

Pada abad ke-20, teori evolusi semakin diperkuat dengan penemuan dalam ilmu genetika. Gregor Mendel, seorang ilmuwan yang bereksperimen dengan tanaman kacang polong, mengidentifikasi pola pewarisan sifat yang kemudian dikenal sebagai dasar dari genetika modern. Penemuan Mendel tentang bagaimana sifat-sifat diwariskan melalui gen, serta kemajuan dalam bidang genetika molekuler, membantu mengisi celah dalam teori evolusi Darwin. Penggabungan teori seleksi alam dengan genetika, yang dikenal sebagai Modern Synthesis, memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami bagaimana variasi genetik dan seleksi alam bekerja sama dalam proses evolusi. Teknologi seperti sekuensing DNA juga memungkinkan ilmuwan untuk melacak perubahan genetik dalam skala waktu evolusi, memberikan bukti kuat tentang bagaimana evolusi terjadi.

Perkembangan Evolusi di Era Modern 🚀

Seiring berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan, teori evolusi terus mengalami penyempurnaan. Penelitian dalam biologi molekuler, paleontologi, dan ilmu lainnya memberikan bukti yang lebih kuat tentang evolusi. Saat ini, evolusi menjadi dasar bagi banyak bidang penelitian biologi, termasuk pemahaman tentang penyakit, adaptasi makhluk hidup, dan hubungan antar spesies.

Teori evolusi tidak hanya menjelaskan sejarah kehidupan, tetapi juga memberikan wawasan tentang bagaimana spesies terus beradaptasi dan berubah hingga hari ini.

Sejak zaman dahulu, beberapa ahli sudah mengeluarkan berbagai pendapat mengenai asal usul makhluk hidup yang ada di bumi.

Ada 5 Teori Asal Usul Kehidupan yang bisa kamu pahami. Kita mulai dari teori yang tertua dulu ya, yaitu:

1. Teori Abiogenesis (Generatio Spontanea).

Teori abiogenesis ini dipelopori oleh ilmuan filsafat yunani yang bernama aristoteles (384-322 SM) bahwa kehidupan berasal dari lumpur, ia membuktikan pandangannya ini dengan melakukan percobaan tanah yang direndam di dalam air dan hasilnya muncul cacing dari tanah tersebut. Dulu, orang-orang, termasuk nenek moyang kita dan orang Babilonia, percaya bahwa makhluk hidup seperti jamur merang dan cacing bisa muncul begitu saja dari benda mati, seperti merang padi atau lumpur. Mereka berpikir seperti ini karena belum punya ilmu pengetahuan yang cukup tentang bagaimana makhluk hidup bisa berkembang biak. Lalu John Needham hadir dengan teorinya bahwa mikroorganisme yang muncul berasal dari air kaldu dari percobaan yang telah dilakukannya yaitu beberapa botol berisi air kaldu daging ditutup rapat dan dibiarkan di tempat yang hangat. Setelah beberapa hari, air kaldu menjadi keruh karena ada banyak kuman di dalamnya. Teori ini kurang mempunyai dasar yang kuat secara ilmiah, tapi dapat bertahan sangat lama. Bahkan, Anthonie Van leeuwenhoek penemu mikroskop juga mendukung teori abiogenesis. Leuwenhoek meneliti air rendaman jerami dengan mikroskop buatannya, ternyata ditemukan protozoa. Ia juga berpendapat bahwa hewan tersebut timbul begitu saja dari air rendaman jerami.

2. Teori Biogenesis

Teori Biogenesis adalah teori asal usul kehidupan yang menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup lain. Supaya lebih jelas, kita bahas saja ya, pengamatan dari masing-masing ilmuwan ini.

1).Percobaan Francesco Redi (1626—1697). 

Dalam percobaanya Redi ingin membuktikan dari mana asal belatung pada daging busuk. Ia menyiapkan tiga toples berisi daging dengan kondisi yang berbeda: terbuka, tertutup rapat, dan ditutup dengan kain kasa. Hasilnya, hanya daging di toples yang terbuka yang terdapat belatung. Dari percobaan ini, Redi menyimpulkan bahwa belatung berasal dari telur lalat yang menetas pada daging yang terbuka. Percobaan Redi dengan teori biogenesis tersebut ternyata belum mampu mengalahkan teori abiogenesis karena beberapa ilmuwan masih mempertahankan teori tersebut. John Needham menentang teori yang dikemukakan Redi (biogenesis). Ia berupaya membuktikan bahwa teori abiogenesis sudah benar. Needham melakukan percobaan dengan cara merebus air kaldu untuk membunuh mikroorganisme dan memasukkannya dalam wadah dan ditutup rapat. Ternyata, setelah beberapa lama, timbul mikroorganisme dalam kaldu tersebut. 

2). Lazzaro Spallanzani (1729—1796).

Spallanzani tidak setuju dengan hasil percobaan Needham karena ia menemukan beberapa kekurangan dalam percobaan tersebut. Menurut Spallanzani, Needham tidak memanaskan kaldu cukup lama sehingga banyak mikroorganisme yang masih hidup. Untuk membuktikan pendapatnya, Spallanzani melakukan percobaan dengan tiga labu dengan perlakuan yang berbeda, dimana hasilnya hanya labu pertama dan kedua yang tumbuh mikroorganisme, karena labu-labu itu terbuka sehingga terkena udara yang membawa kuman. Labu ketiga yang tertutup rapat tetap steril, bebas dari kuman. Ini menunjukkan bahwa kuman penyebab pertumbuhan kehidupan berasal dari udara, bukan muncul dari kaldu itu sendiri. Dengan percobaan ini, Spallanzani menunjukkan bahwa teori biogenesislebih masuk akal daripada teori. Namun, teori abiogenesis tidak langsung hilang begitu saja. Para pendukungnya berargumen bahwa Spallanzani menutup labu terlalu rapat sehingga tidak ada udara yang bisa masuk. Mereka berpendapat bahwa udara sangat penting untuk munculnya kehidupan.

3). Louis Pasteur (1822—1895).

Louis Pasteur ialah seorang ahli biokimia kebangsaan Prancis yang berhasil menyempurnakan percobaan Spallanzani, sekaligus mematahkan Teori Abiogenesis. Pasteur memodifikasi salah satu wadah yang digunakan Spallanzani dengan wadah labu berleher panjang. Untuk apa? Leher panjang ini berguna sebagai indikator yang memberitahukan bahwa masih ada hubungan antara labu dan udara di luar (masih ada oksigen untuk mikroorganisme hidup). Setelah beberapa hari, kaldu dalam tabung leher angsa tetap bersih. Namun, begitu leher angsa dipatahkan, kaldu tersebut langsung kotor karena penuh mikroorganisme. Ini membuktikan bahwa mikroorganisme berasal dari udara, bukan muncul dengan sendirinya.

Dari eksperimen ini pun mematahkan Teori Abiogenesis dan menghasilkan teori baru dengan 3 isi sebagai berikut:

-Omne vivum ex ovo: Semua makhluk hidup berasal dari telur.

-Omne ovum ex vivo: Semua telur berasal dari makhluk hidup.

-Omne vivum ex vivo: Semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup.

3. Teori Evolusi Kimia (Neoabiogenesis).

Teori Neo Biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari senyawa organik. Teori ini berasal dari hipotesis dua orang ilmuwan asal Inggris, yaitu Oparin dan Haldane pada tahun 1920.  Keduanya berpendapat kalau laut yang baru terbentuk itu kaya akan bahan kimia sederhana. Para ilmuwan berpikir bahwa bahan-bahan sederhana ini bisa bergabung membentuk zat yang lebih kompleks, yang akhirnya menjadi cikal bakal kehidupan. Mereka pun berpendapat bahwa atmosfer bumi primitif terbentuk dari gas- gas nitrogen (N2), uap air (H20), metan CH4), gas hidrogen (H2), karbon  monoksida (CO),  dan amonia (NH3). Molekul-molekul yang ada di atmosfer tersebut akan menyatu satu sama lain dengan bantuan sinar matahari dan kilatan petir membentuk molekul-molekul organik sederhana. Pada saat itu, udara di bumi belum mengandung oksigen. Kalau ada oksigen, zat-zat hidup pertama tidak akan bisa terbentuk. Kenapa? Karena oksigen itu sangat reaktif, dia bisa merusak zat-zat baru yang sedang terbentuk. Saat itu, Bumi masih sangat panas sehingga air yang ada langsung menguap. Setelah jutaan tahun, Bumi mendingin dan muncullah lautan. Sehingga pendapat ini belum bisa dibuktikan.

Nah, pada tahun 1953, Urey dan Miller berhasil membuat percobaan di laboratorium dan berhasil membuat beberapa zat penyusun makhluk hidup, seperti asam amino. Eksperimen Miller-Urey berhasil mengkonfirmasi hipotesis Oparin-Haldane tentang asal usul kehidupan. Dengan mensimulasikan kondisi atmosfer Bumi primitif dalam sebuah alat percobaan, mereka berhasil mensintesis senyawa organik sederhana seperti asam amino dari molekul anorganik. Hasil eksperimen ini menunjukkan bahwa molekul organik dapat terbentuk secara abiotik (tanpa melibatkan organisme hidup) dalam kondisi lingkungan yang sesuai. Namun, proses evolusi kimia dari molekul organik sederhana menjadi organisme hidup yang kompleks membutuhkan waktu yang sangat lama, yaitu jutaan tahun.

4. Teori Evolusi Lammark-Darwin.

Jean Baptiste de Lamarck menyatakan bahwa perbedaan antar individu terjadi karena kebiasaan atau latihan-latihan yang dilakukan individu tersebut. Hal yang diperoleh melalui latihan dapat diturunkan kepada anaknya. Contoh yang dikemukakan adalah leher jerapah. Hewan ini memiliki leher yang panjang karena mulut di kepala selalu digunakan untuk meraih daun-daun pakannya yang semakin tinggi. Di perancis saat itu, pemikirannya lebih condong pada perkembangan spesies. Ketika itu dinyatakan bahwa spesies-spesies terbentuk dalam perkembangan proses kehidupan, tidak "langsung jadi" begitu saja. Perubahan yang terjadi pada spesies adalah sebagai akibat respons makhluk hidup terhadap lingkungan (adaptasi). Anggota tubuh yang terlatih akan menguat, sementara yang tidak terpakai akan melemah dan tereduksi (Use & Disuse). Hasil adaptasi (sedikit demi sedikit) ini lalu diwariskan secara turun- temurun kepada anaknya dan berlanjut sepanjang masa.

Charles Darwin turut memberikan pendapatnya tentang evolusi kehidupan. Dia menyatakan evolusi terjadi karena adanya seleksi alam (faktor alam yang mampu menyeleksi makhluk hidup). Adaptasi merupakan penyebab terjadinya seleksi alam (mekanisme seleksi alam). Ia juga mengoreksi pendapat Lamarck tentang jerapah. Jerapah yang berleher panjang berasal dari yang berleher panjang pula, sedangkan yang berleher pendek musnah. Seleksi alam berkaitan dengan kompetensi untuk sumber daya seperti makanan, tempat tinggal dan pasangan, kemudian survival of the Fittest yaitu individu dengan variasi yang lebih baik untuk bertahan hidup dan berkembang biak, individu-individu yang dapat hidup akan mewariskan variasi-variasi tersebut (yang  unggul)  kepada generasi berikutnya.

Masih penasaran dengan Teori Asal usul Kehidupan ? Yuk simak video berikut ini https://youtu.be/0lMW2_mPMrU?si=aHz-2y8E3eXkIW9x

Referensi :

Amri (2020). Buku Ajar Evolusi. Parepare : Universitas Muhammadiyah Parepare Umpar Press.

Maharani V.A.S., & Nurin N.H. (0000). Asal Usul Kehidupan Di Bumi. Indonesian Journal Of Cultural and Community Development (UMSIDA), 1 (2).

Namun, perkembangan teori-teori evolusi terhambat selama sekitar 1500 tahun. Ini terjadi karena pengaruh kuat dari Gereja yang mempertahankan kepercayaan bahwa semua makhluk diciptakan secara khusus oleh Tuhan.

Pada pertengahan abad ke-16, pengamatan dan percobaan ilmiah mulai berkembang. Hal ini membuat beberapa teori evolusi mulai muncul. Meskipun pada abad ke-18 ada pemikiran tentang kemajuan manusia, ini belum langsung mengarah pada teori evolusi yang lengkap.

Ada beberapa tokoh yang memberikan sumbangan pemikiran pada masa itu:

• Pierre-Louis Moreau de Maupertuis mengusulkan bahwa makhluk hidup bisa muncul dan punah dengan sendirinya. Namun, dia tidak mengajukan teori evolusi yang lengkap.

• Georges-Louis Leclerc, seorang ahli alam terkenal, pernah mempertimbangkan kemungkinan bahwa beberapa jenis makhluk hidup berasal dari nenek moyang yang sama. Tapi akhirnya dia menolak gagasan ini.

• Erasmus Darwin, kakek dari Charles Darwin, menulis beberapa pemikiran tentang evolusi dalam bukunya yang berjudul Zoonomia. Tetapi pemikirannya tidak terlalu berpengaruh pada teori-teori selanjutnya.

• Carolus Linnaeus, seorang ahli tumbuhan dari Swedia, menciptakan sistem pengelompokan tumbuhan dan hewan yang masih kita gunakan sampai sekarang dalam bentuk yang sudah diperbarui. Dari pengamatannya terhadap variasi antar spesies, dia mulai berpikir bahwa spesies mungkin bisa berubah.

• Pada awal abad ke-19, Jean-Baptiste Lamarck, seorang ahli alam dari Prancis, mengajukan teori evolusi yang jelas. Teorinya dikenal sebagai 'Pewarisan Sifat yang Diperoleh'. Meskipun teori ini diejek pada masanya dan terbukti salah pada abad ke-20, teori ini membantu orang mulai menerima ide evolusi biologi dan mendorong penelitian-penelitian selanjutnya.

• Charles Darwin adalah orang yang akhirnya berhasil merumuskan teori evolusi modern. Pada tahun 1859, dia menerbitkan buku pertamanya tentang teori evolusi yang berjudul "On The Origin of Species". Buku ini sangat populer dan habis terjual dalam satu hari.

• Pada waktu yang hampir bersamaan, seorang ahli alam bernama Alfred Wallace juga menemukan ide tentang seleksi alam. Namun, pandangan Wallace sedikit berbeda dari Darwin. Wallace berpikir bahwa seleksi alam tidak cukup untuk menjelaskan asal-usul manusia dan masih diperlukan campur tangan Tuhan.

• Herbert Spencer, seorang filsuf, juga memberikan pengaruh dalam teori evolusi pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20. Dia memperkenalkan beberapa istilah populer, termasuk "survival of the fittest" atau "yang terkuat yang bertahan". Darwin kemudian menggunakan istilah ini dalam edisi-edisi selanjutnya dari bukunya. Namun, ide-ide Spencer seringkali membuat orang salah memahami konsep seleksi alam, dan Darwin sering mengkritik pemikiran-pemikirannya.

Teori evolusi Darwin memiliki kelemahan dalam menjelaskan bagaimana variasi antar individu muncul dan diwariskan ke generasi berikutnya. Darwin menyadari bahwa ada variasi di antara individu-individu dalam alam, dan beberapa variasi ini menguntungkan dalam kondisi tertentu. Variasi yang menguntungkan ini memungkinkan organisme untuk memiliki lebih banyak keturunan yang bertahan hidup. Namun, Darwin tidak tahu bagaimana variasi-variasi ini awalnya muncul atau bagaimana sifat-sifat ini diwariskan ke anak dan cucu mereka.

Jawaban untuk pertanyaan ini akhirnya ditemukan dalam penelitian Gregor Mendel. Mendel adalah seorang biarawan yang melakukan banyak percobaan dengan tanaman kacang polong di kebun biaranya. Pada tahun 1866, dia menerbitkan makalah yang menjelaskan prinsip-prinsip dasar pewarisan sifat. Teori Mendel ini masih digunakan sampai sekarang.

Sayangnya, Darwin tidak tahu tentang penemuan Mendel ini. Penemuan Mendel baru diketahui secara luas pada tahun 1900, ketika para ilmuwan kembali menemukan konsep seleksi alam dan genetika Mendel secara bersamaan.

Pada tahun 1880-an, seorang ahli biologi Jerman bernama August Weismann menerbitkan teori yang mendukung seleksi alam. Idenya dikenal sebagai neo-Darwinisme. Ketika teori Mendel ditemukan kembali pada tahun 1900, para ilmuwan mulai menekankan pentingnya pewarisan sifat dalam evolusi.

Seorang ilmuwan bernama Hugo de Vries mengusulkan teori evolusi baru yang disebut mutasionisme. Teori ini tidak memperhitungkan seleksi alam dan banyak ditentang oleh para ahli alam, terutama para ahli biometri. Para ahli biometri, dipimpin oleh Karl Pearson, tetap mendukung teori seleksi alam.

Pada tahun 1920-an dan 1930-an, beberapa ahli genetika teoretis seperti R.A. Fisher dan J.B.S. Haldane di Inggris, serta Sewall Wright di Amerika Serikat, menggunakan argumen matematis untuk mendukung seleksi alam. Mereka membantu mematahkan teori mutasionisme. Mereka juga memberikan kerangka teoretis untuk menggabungkan genetika ke dalam teori seleksi alam Darwin.

Pada tahun 1937, Theodosius Dobzhansky menerbitkan buku berjudul "Genetics and the Origin of Species". Buku ini berhasil menggabungkan seleksi alam Darwin dengan genetika Mendel. Ini membuat para ahli alam dan ahli biologi eksperimen mulai memahami proses evolusi sebagai perubahan genetik dalam populasi.

Publikasi Dobzhansky ini meningkatkan minat dalam studi evolusi. Banyak ilmuwan dari berbagai bidang biologi memberikan kontribusi pada teori-teori evolusi. Beberapa di antaranya adalah ahli zoologi Ernst Mayr dan Sir Julian Huxley, ahli paleontologi George G. Simpson, dan ahli botani George Ledyard Stebbins.

Pada tahun 1950, teori evolusi Darwin melalui seleksi alam sudah diterima secara luas di kalangan ahli biologi. Saat ini, teori ini diterima secara umum di masyarakat dan diajarkan di sekolah-sekolah. Meskipun demikian, masih ada beberapa kelompok kreasionis yang menentang teori evolusi.

Evolusi dan agama?

Seperti pada masa awal konsep evolusi dikembangkan, beberapa penganut paham penciptaan (kreasionisme) masih sangat tidak setuju dengan teori evolusi, karena mereka percaya teori ini menolak keberadaan Tuhan. Namun, saat ini banyak orang, mulai dari ahli biologi evolusi hingga pemimpin agama, termasuk Paus Yohanes Paulus II, percaya bahwa teori evolusi tidak menyangkal keberadaan Tuhan.

Mereka berpendapat bahwa evolusi adalah deskripsi proses yang mengatur perkembangan kehidupan di Bumi, yang hanya berurusan dengan benda, kejadian, dan proses di dunia materi. Oleh karena itu, evolusi tidak mengatakan apa-apa tentang penciptaan dunia, baik mendukung maupun menolak.

Referensi : OpenLearn. (2019). A brief history of evolution. The Open University.

Link Video Youtube : https://youtu.be/dyiZaHIRM6w?si=O7ws1BCeT8rZX4bw

A. Generatio Spontanea (Abiogenesis klasik)

Pada teori ini menyatakan “kehidupan dapat muncul secara spontan dari materi yang tidak hidup”. Beberapa ilmuan yag mendukung teori ini yaitu:

·         Aristoteles mengatakan “kehidupan muncul dari lumpur” dengan percobaan tanah yang direndam air hasilnya terdapat cacing didalamnya.

·         John Needham mengatakan “Mikroorganisme yang muncul berasal dari air kaldu” dengan percobaan labu tertutup yang didalamnya terdapat daging kemudian ditutup dan dipanaskan yang akhirnya terdapat mikroba didalamnya.

·         Antonie Van Leuwenhoek mengatakan “mikroorganisme berasal dari udara” dengan percobaan menemukan mikroorganisme di dalam air rendaman jerami.

B. Biogenesis

Pada teori ini menyatakan “kehidupan muncul dari kehidupan sebelumnya”. Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Francesco Redi mengatakan “makhluk hidup tidak muncul dari benda mati” dengan percobaan larva yang terdapat didalam daging aka nada jika daging tersebut terpapar

·         Lazzaro Spallanzi mengatakan teori yang dikemukakan oleh Neeedham. Lazzaro mengatakn bahwa mikroba terdapat pada udara dan akan tumbuh di dalam kaldu jika terpapar udara.

·         Louis Pasteur mangatakan “Mikroorganisme yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan, melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara” dengan percobaan menggunakan labu leher angsa.

C. Abiogenesis Modern (Evolusi Kimia)

Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Alexander Oparin mengatakan “molekul organik pertama adalah asam amino yang terbentuk dari gas purba. Kemudian terjadi serangkaian proses kimia hingga menjadi protobion (sel purba awal)”.

·         Harold Urey mengatakan “atmosfer bumi purba terdiri atas gas metana (CH₄), amonia (NH₃), uap air (H₂O) dan gas hydrogen (H₂)”.

·         Stanley Miller eksperimen untuk membuktikan kebenaran teori yang dikemukakan urey

D. Teori Evolusi

Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Lamarck “Adaptasi, Use & Disuse”

1. adaptasi: terdapat dorongan dari faktor internal individu untuk berevolusi sebagai upaya memenuhi kebutuhan hidup. Perubahan yang terjadi juga dapat diturunkan pada keturunannya. Contoh: jerapah leher pendek dan jerapah leher panjang.

2. Use & Disuses:  bagian tubuh yang digunakan semakin berkembang, yang tidak akan menyusut. Contoh: usus buntu & tulang ekor pada manusia.

·         Darwin “Variasi dalam spesies, seleksi alam, evolusi bertahap, common ancestor”

1. variasi spesies

2. seleksi alam

3. evolusi bertahap: perubahan kecil yang menumpuk dari waktu ke waktu

4. common ancestor: semua spesies berasal dari nenek moyang yang sama melalui proses diversifikasi

August Weissman: evolusi berkaitan dengan seleksi alam terhadap faktor genetik. Contoh: tikus ekor panjang dipotong ekornya, keturunannya tetap ekor panjang.

A. Generatio Spontanea (Abiogenesis klasik)

Pada teori ini menyatakan “kehidupan dapat muncul secara spontan dari materi yang tidak hidup”. Beberapa ilmuan yag mendukung teori ini yaitu:

·         Aristoteles mengatakan “kehidupan muncul dari lumpur” dengan percobaan tanah yang direndam air hasilnya terdapat cacing didalamnya.

·         John Needham mengatakan “Mikroorganisme yang muncul berasal dari air kaldu” dengan percobaan labu tertutup yang didalamnya terdapat daging kemudian ditutup dan dipanaskan yang akhirnya terdapat mikroba didalamnya.

·         Antonie Van Leuwenhoek mengatakan “mikroorganisme berasal dari udara” dengan percobaan menemukan mikroorganisme di dalam air rendaman jerami.

B. Biogenesis

Pada teori ini menyatakan “kehidupan muncul dari kehidupan sebelumnya”. Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Francesco Redi mengatakan “makhluk hidup tidak muncul dari benda mati” dengan percobaan larva yang terdapat didalam daging aka nada jika daging tersebut terpapar

·         Lazzaro Spallanzi mengatakan teori yang dikemukakan oleh Neeedham. Lazzaro mengatakn bahwa mikroba terdapat pada udara dan akan tumbuh di dalam kaldu jika terpapar udara.

·         Louis Pasteur mangatakan “Mikroorganisme yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan, melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara” dengan percobaan menggunakan labu leher angsa.

C. Abiogenesis Modern (Evolusi Kimia)

Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Alexander Oparin mengatakan “molekul organik pertama adalah asam amino yang terbentuk dari gas purba. Kemudian terjadi serangkaian proses kimia hingga menjadi protobion (sel purba awal)”.

·         Harold Urey mengatakan “atmosfer bumi purba terdiri atas gas metana (CH₄), amonia (NH₃), uap air (H₂O) dan gas hydrogen (H₂)”.

·         Stanley Miller eksperimen untuk membuktikan kebenaran teori yang dikemukakan urey

D. Teori Evolusi

Beberapa ilmuan yang mendukung teori ini yaitu:

·         Lamarck “Adaptasi, Use & Disuse”

1. adaptasi: terdapat dorongan dari faktor internal individu untuk berevolusi sebagai upaya memenuhi kebutuhan hidup. Perubahan yang terjadi juga dapat diturunkan pada keturunannya. Contoh: jerapah leher pendek dan jerapah leher panjang.

2. Use & Disuses:  bagian tubuh yang digunakan semakin berkembang, yang tidak akan menyusut. Contoh: usus buntu & tulang ekor pada manusia.

·         Darwin “Variasi dalam spesies, seleksi alam, evolusi bertahap, common ancestor”

1. variasi spesies

2. seleksi alam

3. evolusi bertahap: perubahan kecil yang menumpuk dari waktu ke waktu

4. common ancestor: semua spesies berasal dari nenek moyang yang sama melalui proses diversifikasi

August Weissman: evolusi berkaitan dengan seleksi alam terhadap faktor genetik. Contoh: tikus ekor panjang dipotong ekornya, keturunannya tetap ekor panjang.

Sebelum munculnya teori evolusi modern, pemikiran tentang perubahan makhluk hidup telah ada sejak zaman kuno. Filsuf Yunani seperti Anaximandros telah mengemukakan ide-ide awal mengenai evolusi, meskipun masih dalam bentuk yang sangat spekulatif. Namun, pemikiran ini menjadi lebih terstruktur seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan, terutama pada abad ke-18 dan ke-19.

• Jean-Baptiste Lamarck dan Teori Evolusi Awal

  Jean-Baptiste Lamarck, seorang naturalis Prancis, adalah salah satu tokoh awal yang mengemukakan teori evolusi. Dalam karyanya, Lamarck berpendapat bahwa makhluk hidup dapat berubah selama hidup mereka dan mewariskan perubahan tersebut kepada keturunannya. Ia dikenal dengan konsep "warisan sifat yang diperoleh," di mana karakteristik yang diperoleh selama hidup individu dapat diturunkan kepada generasi berikutnya. Misalnya, Lamarck berargumen bahwa leher jerapah menjadi panjang karena nenek moyang mereka harus meregangkan leher untuk mencapai daun di pohon tinggi. Meskipun ide ini tidak diterima secara luas dan kemudian terbukti tidak akurat, Lamarck tetap menjadi salah satu pelopor dalam pemikiran evolusi.

• Charles Darwin dan Teori Seleksi Alam

  Charles Darwin, yang lahir pada tahun 1809, membawa pemikiran evolusi ke tingkat yang lebih tinggi dengan teorinya tentang seleksi alam. Setelah melakukan perjalanan ke berbagai belahan dunia, termasuk Kepulauan Galapagos, Darwin mengumpulkan bukti-bukti yang mendukung teorinya. Dalam bukunya yang terkenal, "On the Origin of Species," yang diterbitkan pada tahun 1859, Darwin menjelaskan bahwa individu dalam suatu spesies memiliki variasi dalam sifat-sifat tertentu, dan individu dengan sifat yang lebih baik untuk bertahan hidup akan lebih mungkin untuk bereproduksi. Proses ini, yang dikenal sebagai "survival of the fittest," menjelaskan bagaimana spesies dapat berubah seiring waktu dan beradaptasi dengan lingkungan mereka.

Perbedaan mendasar antara Lamarck dan Darwin terletak pada mekanisme evolusi yang mereka usulkan. Lamarck percaya bahwa perubahan yang terjadi selama hidup individu dapat diwariskan, sedangkan Darwin menekankan bahwa variasi yang ada dalam populasi adalah hasil dari proses seleksi alam yang bekerja pada individu-individu yang memiliki sifat-sifat tertentu. Dengan kata lain, Lamarck melihat evolusi sebagai proses yang lebih langsung dan aktif, sementara Darwin melihatnya sebagai hasil dari interaksi kompleks antara variasi genetik dan lingkungan.

Teori evolusi yang diajukan oleh Darwin tidak langsung diterima dengan baik. Banyak kalangan, terutama dari pihak agama, menolak ide bahwa manusia berasal dari makhluk lain dan menganggapnya sebagai ancaman terhadap kepercayaan mereka. Namun, seiring berjalannya waktu dan dengan semakin banyaknya bukti ilmiah yang mendukung teori evolusi, pandangan ini mulai berubah. Revolusi Darwinian pertama dan kedua, yang mencakup sintesis evolusioner, semakin memperkuat penerimaan teori ini di kalangan ilmuwan.

Perkembangan teori evolusi adalah perjalanan panjang yang melibatkan pemikiran filosofis dan penemuan ilmiah. Jean-Baptiste Lamarck dan Charles Darwin adalah dua tokoh kunci yang memberikan kontribusi signifikan, meskipun dengan pandangan yang berbeda mengenai mekanisme evolusi. Lamarck membuka jalan bagi pemikiran evolusi dengan ide-ide awalnya, sementara Darwin mengubah cara kita memahami kehidupan dengan teorinya tentang seleksi alam. Meskipun menghadapi tantangan dan kontroversi, teori evolusi kini diakui sebagai salah satu pilar utama dalam biologi, menjelaskan keragaman dan perubahan kehidupan di Bumi. Evolusi bukan hanya sekadar ide, tetapi merupakan fakta yang terintegrasi dalam pemahaman kita tentang alam dan kehidupan.

Theories of evolution Lamarck vs Darwin:

https://youtu.be/x73bsC7WIsE?si=8ydMmgsm3CHw-OEd

Referensi:

Czaja, A., & Juarez. (2023). An Approaching Storm in Evolutionary Theory. Evolution. 77(4): 1170–1172.

Charles Darwin sebenarnya bukan orang pertama yang mencetuskan gagasan evolusi, evolusi sudah dibahas dari zaman yunani kuno yaitu pada 636 SM. Thales (636 - 546 SM) dan Anaximander (611 - 547 SM) biasa memperbincangkan asalusul biota laut dan evolusi kehidupan. Phytagoras (570 - 496 SM), Xantus (kira-kira 500 SM) dan Empedocles (490 - 430 SM) juga membicarakan isu yang sama dalam tulisan-tulisan mereka. Thales (636 - 546 SM) dan Anaximander (611 - 547 SM) biasa memperbincangkan asalusul biota laut dan evolusi kehidupan. Phytagoras (570 - 496 SM), Xantus (kira-kira 500 SM) dan Empedocles (490 - 430 SM) juga membicarakan isu yang sama dalam tulisan-tulisan mereka.

Evolusi adalah perubahan bertahap pada rentang waktu yang sangat panjang (makro evolusi). Dengan berkembangnya genetika molekuler, para ilmuwan mengembangkan teori evolusi komprehensif yang menggabungkan Darwinisme dengan Mendelisme yang selanjutnya dikenal sebagai sintesis modern (modern synthesis). Evolusi pada akhirnya adalah suatu proses penciptaan keanekaragaman makhluk hidup.

Terdapat beberapa teori perkembangan evolusi yang berkembang dari masa ke masa, teori tesebut terdiri dari :

1. Aristoteles (Teori Statis) : Menurut Aristoteles, semua bentuk dapat disusun dalam skala atau tangga dengan tingkat kerumitan yang mekain tinggi, idenya dikenal sebagai “skala alam” atau “scale of nature”.

2. Carolus Linnaeus (Penggagas Taksonomi) : Carolus Linnaeus merupakan orang pertama yang memikirkan untuk menggolongkan makhluk hidup, Carolus Linnaeus menggunakan dua sistem bagian atau binomial untuk menamai organisme tersebut.

3. James Hutton (Teori Gradualisme) : James Hutton menganggap bahwa perubahan mendalam dan nyata dari ciri dan sifat geologis Bumi merupakan produk kumulatif proses yang berlangsung lambat namun berlangsung terus menerus

4. Thomas Malthus (Pertumbuhan Populasi versus Persediaan Makanan) : Malthus mengangkat keraguan- keraguan tentang apakah suatu bangsa bisa menjangkau suatu titik di mana hukum tidak lagi diperlukan, dan setiap orang hidup dengan makmur dan harmonis

5. Jean Baptiste de Lamarck (Teori Dinamis) : Jean Baptiste de Lamarck merupakan ilmuan pertama yang mengajukan model komprehensif tentang terjadinya perubahan terhadap  makhluk hidup seiring dengan waktu sebagai pengaruh lingkngan. B. Lamarck berpikir bahwa kehidupan itu tidak tetap. Ketika lingkungan berubah, organisme harus mengubah perilaku mereka (adaptasi) untuk bertahan hidup

6. Charles Lyell (Teori Uniformitarianisme/Keseragaman) : Charles Lyell memiliki suatu teori yang dikenal dengan nama Uniformitarianisme. Teori ini menyatakan bahwa proses geologis masih belum berubah sepanjang sejarah Bumi ini. Teori gradualisme dan uniformitarianisme ini juga menjadi dasar pemikiran evolusi Darwin.

7. Charles Darwin (Teori Evolusi, Seleksi Alam) : Dalam pandangan Darwin, evolusi adalah proses di mana spesies makhluk hidup berubah seiring waktu melalui akumulasi variasi-variasi genetik. Organisme yang memiliki sifat-sifat yang mendukung kelangsungan hidupnya lebih mungkin untuk bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga sifat-sifat tersebut diturunkan ke generasi berikutnya. Dan Darwin berpendapat bahwa dalam populasi terdapat variasi alami, dan beberapa variasi ini memberikan keuntungan adaptif dalam menghadapi tantangan lingkungan. Teori ini mengubah pemahaman tentang biologi dan asal-usul kehidupan serta mempengaruhi berbagai bidang ilmu, dari genetika hingga ekologi.

Evolusi adalah istilah umum yang menggambarkan perubahan atau perkembangan yang berlangsung secara bertahap dalam kurun waktu yang lama. Perubahan ini bisa disebabkan oleh faktor alam atau campur tangan manusia. Meskipun teori evolusi sering dikaitkan dengan Charles Darwin, konsep evolusi sebenarnya sudah ada sejak zaman Aristoteles.

1. Teori Abiogenesis atau Teori Generatio Spontanea

   a. Teori Aristoteles (384 – 322 SM)

   Teori abiogenesis atau generatio spontanea berkembang sebelum abad ke-17. Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 322 SM) (seorang bangsa Yunani). Teori ini menyatakan bahwa makhluk hidup dapat terbentuk dari benda mati, seperti katak dan ikan yang dianggap muncul dari lumpur di dasar sungai, atau ulat yang muncul dari bangkai hewan.

   b. Teori John Needham

   John Needham  mendukung teori ini melalui eksperimen merebus sekerat daging. Setelah air rebusan (kaldu) dibiarkan terbuka selama beberapa hari, kaldu tersebut menjadi keruh karena munculnya mikroorganisme. Dari percobaan ini, Needham menyimpulkan bahwa mikroorganisme berasal dari air kaldu, yang merupakan benda mati

   c. Teori Anthoni Van Leeuwenhoek (1632 - 1723)

   Teori Abiogenesis ini didukung oleh Anthoni Van Leeuwenhoek (1632 - 1723), dengan mikroskop ciptaannya ia dapat melihat adanya bentuk makhluk hidup yang sangat kecil ukurannya (mikroorganisme) yang diambil dari air hujan dan tempat merendam jerami.

2. Teori Biogenesis

   a. Teori Fransisco Redi (1626 – 1697)

   Fransisco Redi, seorang ilmuwan Italia melakukan eksperimen dengan tiga stoples berisi daging. Stoples I ditutup rapat, Stoples II ditutup dengan kain kasa, dan Stoples III dibiarkan terbuka. Setelah beberapa hari, larva tidak ditemukan di Stoples I dan II, karena Stoples I tertutup rapat dan Stoples II tertutup kain kasa yang mencegah lalat masuk. Namun, larva ditemukan di Stoples III yang terbuka, menunjukkan bahwa larva berasal dari telur lalat yang masuk, bukan dari daging itu sendiri. Kesimpulan eksperimen Redi adalah bahwa larva pada daging yang membusuk berasal dari telur lalat yang masuk, bukan dari daging itu sendiri

   b. Teori Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799)

   Lazzaro Spallanzani, seorang filosof Italia membantah teori Aristoteles dan Needham. Dalam eksperimennya, ia merebus daging selama beberapa jam, lalu memasukkan air kaldu ke dalam tabung. Beberapa tabung ditutup rapat, sementara yang lain dibiarkan terbuka. Hasilnya, mikroorganisme hanya muncul di tabung terbuka, sementara tabung tertutup tetap steril. Spallanzani menyimpulkan bahwa mikroorganisme berasal dari udara, bukan dari air kaldu

   c. Teori Louis Pasteur (1822 – 1895)

   Louis Pasteur berkebangsaan Perancis ini memperbaiki metode Spallanzani dengan menggunakan labu berbentuk leher angsa, yang meski tertutup tetap terhubung dengan udara luar.

   Percobaan Pasteur 1:

   ·         Labu dengan leher angsa diisi air kaldu, disterilkan dengan pemanasan, dan didinginkan.

   ·         Setelah beberapa hari, air kaldu tetap jernih tanpa mikroorganisme, menunjukkan bahwa pemanasan membunuh mikroorganisme dan pipa leher angsa mencegah udara yang mengandung mikroorganisme masuk.

   Percobaan Pasteur 2:

   ·         Labu dimiringkan sehingga air kaldu menyentuh ujung pipa leher angsa, memungkinkan kontak dengan udara luar.

   ·         Setelah beberapa hari, air kaldu menjadi keruh, menandakan adanya mikroorganisme.

   Pasteur menyimpulkan bahwa mikroorganisme dalam air kaldu berasal dari udara, bukan dari benda mati tersebut. Dari situ muncul pendapat : Omne vivum ex ovo (kehidupan/semua yang hidup berasal dari telur). Omne ovum ex vivo (semua telur berasal dari makhluk hidup).

3. Teori Abiogenesis Modern/Evolusi Kimia

   a. Teori Alexander Oparin (1924)

   Menurut Oparin dalam bukunya The Origin of Life (1936), kehidupan dimulai seiring evolusi bumi dan atmosfernya. Gas-gas di atmosfer purba, dipengaruhi oleh energi alam seperti sinar kosmis dan petir, berubah menjadi molekul organik sederhana seperti asam amino. Selama jutaan tahun, senyawa organik di lautan membentuk "primordial soup" di mana monomer bergabung menjadi polimer. Polimer ini membentuk protobion, cikal bakal sel hidup. Sydney W. Fox membuktikan pembentukan protein dari asam amino melalui pemanasan

   b. Teori Harold urey

   Teori evolusi kimia yang dikemukakan oleh Harold Urey menyatakan bahwa kehidupan bermula dari senyawa organik di atmosfer, seperti metana (CH₄), hidrogen (H₂), uap air (H₂O), dan amonia (NH₃). Gas-gas ini bereaksi dengan bantuan energi dari sinar kosmik dan kilatan petir, menghasilkan asam amino yang menjadi bahan dasar pembentuk kehidupan.

   c. Teori Stanley L. Miller (1953)

   Stanley Miller mendukung teori Urey tentang evolusi kimia dengan percobaannya. Di laboratorium, ia menggunakan alat bernama "pesawat Uratmofera" untuk membuktikan bahwa asam amino, sebagai dasar kehidupan, dapat disintesis dari gas-gas seperti metana (CH), hidrogen (H₂), uap air (H₂O), dan amonia (NH₃) dengan bantuan energi dari loncatan listrik

4. Teori Evolusi (Lamarck, Darwin & Weismann)

   a. Teori Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829)

   ·         Teori Adaptasi

   Jean Baptiste de Lamarck merupakan ahli biologi Perancis, dalam bukunya "Philosophic" mengemukakan bahwa lingkungan mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup melalui adaptasi, yang kemudian diwariskan ke keturunan. Menurut Lamarck, nenek moyang jerapah awalnya berleher pendek, tetapi mereka meregangkan leher untuk mencapai daun di pohon tinggi. Akibatnya, leher mereka memanjang dan sifat ini diwariskan kepada keturunannya, sehingga semua jerapah memiliki leher Panjang

   ·         Teori Use & Disuse

   Lamarck menyatakan bahwa bagian tubuh yang digunakan secara intensif untuk menghadapi suatu lingkungan tertentu akan menjadi besar dan kuat. Sementara itu, bagian tubuh yang jarang digunakan akan mengalami kemunduran

   b. Teori Charles Darwin (1809-1882)

   Charles Robert Darwin (1809-1882), seorang ilmuwan alam dari Inggris, mengikuti pelayaran HMS Beagle pada tahun 1831. Selama pelayaran, ia mengumpulkan fosil, batuan, dan mengamati berbagai makhluk hidup, terutama burung Finch di Kepulauan Galapagos. Burung Finch di Galapagos memiliki bentuk paruh yang berbeda, yang menurut Darwin merupakan adaptasi terhadap lingkungan dan sumber makanan. Ia juga mengamati perbedaan morfologi kura-kura raksasa di sana. Pengamatan ini menginspirasi teori evolusinya, yang mencakup gagasan bahwa makhluk hidup bervariasi, variasi ini bisa diturunkan dan seleksi alam menguntungkan individu yang lebih adaptif terhadap lingkungannya, yang akhirnya dapat mengubah populasi dan menciptakan spesies baru

   c. Teori August Weismann

   Weismann berpendapat bahwa perubahan pada sel tubuh akibat lingkungan tidak diwariskan kepada keturunan. Evolusi berkaitan dengan pewarisan gen melalui sel kelamin dan dipengaruhi oleh seleksi alam terhadap faktor genetika. Gen untuk leher panjang bersifat dominan, sedangkan gen untuk leher pendek bersifat resesif. Jerapah berleher pendek punah karena tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya. Ia membuktikannya dengan mengawinkan tikus yang ekornya telah dipotong. Meskipun percobaan diulang hingga 21 generasi, semua anak tikus tetap lahir dengan ekor.

   
   

Untuk Pemahaman lebih lanjut, yuk kita sama sama simak video ini. Semoga bermanfaat ya!

https://youtu.be/MNzyMQBFTYQ?si=__N8AZ5lJdQyAoF6

Referensi:

Peni, R. (2020). 30 Ilmuwan Biologi Pengubah Jalannya Sejarah Dunia. Sonorejo: Bornwin’s Publishing

Savitri, E. N., & Amalia, A. V. (2020). Biologi Dasar 1 Untuk IPA. Semarang: Jurusan IPA Terpadu FMIPA Universitas Negeri Semarang

Situmorang, J. T. H. (2023). Antropologi dalam Pandangan Iman Kristen. Yogyakarta: PBMR Andi

Evolusi didefinisikan oleh Janusch (1973) sebagai penurunan sifat melalui modifikasi. Lasker (1976) merumuskan evolusi sebagai perubahan-perubahan dalam pengayaan sifat keturunan dengan modifikasi yang berkelanjutan melalui tahapan waktu, dan Campbell (2003) mengartikan evolusi sebagai suatu proses yang telah mengubah bentuk kehidupan di atas bumi sejak bentuknya yang paling awal sampai membentuk keanekaragaman yang sangat luas seperti apa yang ditemukan sekarang ini.

Gagasan tentang evolusi biologi sudah ada sejak zaman dahulu, khususnya di antara ahli filsafat Yunani seperti Anaximander dan Epicurus serta ahli filsafat India seperti Patanjali. Namun, teori ilmiah evolusi belum mapan sampai abad ke 18 dan 19. Pemahaman modern tentang evolusi didasarkan pada teori seleksi alam, yang pertama kali diperkenalkan dalam karya ilmiah bersama antara Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace pada tahun 1858, dan dipopulerkan di dalam buku Darwin The Origin of Species pada tahun 1859. Pada tahun 1930 an, para ilmuwan mengkombinasikan seleksi alam Darwinian dengan teori dari   hereditas Mendelian untuk membentuk sintesis evolusi  modern, yang juga dikenal  sebagai  "Neo-Darwinism". 

Teori perkembangan evolusi terbagi menjadi empat yaitu Generatio Spontanea, Biogenesis, Evolusi kimia, dan teori evolusi. Berikut ini merupakan penjelasan mengenai empat teori tersebut :

1.      Generatio Spontanea / Abiogenesis klasik mengemukakan bahwa kehidupan dapat muncul secara spontan dari materi tak hidup.

·         Aristoteles: Kehidupan muncul dari lumpur.  Dengan melakukan percobaan tanah yang direndam di dalam air dan hasilnya muncul cacing dari tanah tersebut.

·         John Needham: Mikroorganisme yang muncul berasal dari air kaldu. John Needham melakukan Percobaan beberapa labu tertutup dengan kaldu daging, kemudian dipanaskan tetapi tidak sampai mendidih kemudian ditutup dan disimpan pada suhu kamar. Setelah beberapa hari, labu menjadi keruh yang menunjukkan bahwa di dalam labu sudah berisi mikrobia.

·         Antonie Van Leuwenhoek (penemu mikroskop): menemukan mikroorganisme di dalam air rendaman jerami.

2.      Biogenesis mengemukakan kehidupan muncul dari kehidupan sebelumnya.

·         Francesco Redi: makhluk hidup tidak muncul dari benda mati. Dengan melakukan percobaan bahwa larva muncul di daging hanya ketika dagingnya terpapar.

·         Lazzaro Spallanzani: kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya. Ia menyanggah kesimpulan yang dikemukakan oleh Nedham. Mikroba terdapat pada udara, dan akan tumbuh di dalam kaldu jika terpapar udara.

·         Louis Pasteur: mikroorganisme yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan (benda tak hidup), melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara. Ia menyempurnakan percobaan yang dilakukan Spallanzani). Louis pasteur melakukan percobaan menggunakan labu leher angsa.

3.      Abiogenesis Modern / Evolusi Kimia

·         Alexander Oparin: molekul organik pertama adalah asam amino yang terbentuk dari gas-gas purba. Kemudian terjadi serangkaian proses kimia hingga menjadi protobion/ protocell (sel purba awal).

·         Harold Urey: atmosfer bumi purba terdiri atas gas-gas metana (CH4), amonia (NH3), uap air (H2O), dan gas hidrogen (H2).

·         Stanley Miller (mahasiswa dari Harold Urey): eksperimen untuk membuktikan kebenaran teori yang dikemukakan Urey.

4.      Teori evolusi : Lamarck vs Darwin

·         Jean Baptiste de Lamarck

Teori Adaptasi: terdapat dorongan dari faktor internal individu untuk berevolusi, sebagai upaya memenuhi kebutuhan hidup. Perubahan yang terjadi juga dapat diturunkan pada keturunannya.

Teori Use & Disuse: Bagian tubuh yang digunakan semakin berkembang, sedangkan yang tidak digunakan akan menyusut/ terjadi rudimentasi dan menyisakan organ peninggalan/ Vestigial.

·         Charles Darwin

Variasi dalam Spesies: terdapat variasi individu yang signifikan dalam hal karakteristik dan sifat.

Seleksi Alam (Natural Selection):

a.      Kompetisi untuk Sumber Daya: makanan, tempat tinggal, dan pasangan.

b.      Survival of the Fittest: Individu dengan variasi yang lebih baik untuk bertahan hidup dan berkembang biak

c.       Keturunan yang Lebih Baik: Ciri-ciri yang mendukung kelangsungan hidup diteruskan ke generasi berikutnya.

Evolusi melalui Perubahan Bertahap: perlahan melalui perubahan kecil yang menumpuk dari waktu ke waktu.

Asal Usul Spesies yaitu semua spesies berasal dari nenek moyang yang sama (Common Ancestor) melalui proses diversifikasi. Dari satu spesies awal, evolusi menyebabkan spesies-spesies baru yang lebih beragam muncul seiring waktu.

·         August Weissman: evolusi berkaitan dengan seleksi alam terhadap faktor-faktor genetik. Dengan percobaan tikus ekor panjang dipotong ekornya, keturunannya tetap berekor panjang.

Simak video berikut yuk, semoga bermanfaat.

https://youtu.be/ZVwPrhy7oK0?si=cSkk1m_Jlo955BQz

Bagaimana asal-usul kehidupan makhluk hidup di muka bumi? Pertanyaan tersebut masih menjadi perdebatan hingga saat ini dikarenakan keterbatasan bukti yang tersedia untuk memperlihatkan asal-usul kehidupan.

1.      Teori Abiogenesis (Generatio Spontanea)

• Aristoteles (384 SM)

  Mengemukakan bahwa makhluk hidup bisa muncul secara spontan dari benda mati, seperti lalat dari daging busuk. Ini adalah salah satu pandangan awal tentang asal-usul kehidupan, di mana kehidupan dianggap bisa muncul dari bahan organik yang tidak hidup tanpa proses reproduksi.

• Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723)

  Sebagai ahli mikroskop pertama yang mengamati mikroorganisme, Leeuwenhoek menemukan adanya "animalcules" (mikroba) dalam air hujan dan sedimen jerami. Ia berpendapat bahwa makhluk hidup kecil tersebut bisa muncul dari bahan mati, sehingga pada awalnya mendukung teori abiogenesis.

• John Turberville Needham (1713-1781)

  Melalui eksperimen dengan memanaskan kaldu daging, ia menemukan mikroorganisme berkembang setelah kaldu dibiarkan terbuka selama beberapa waktu. Needham percaya bahwa mikroorganisme ini berasal dari benda mati, mendukung teori abiogenesis karena kaldu yang dipanaskan dianggap sudah cukup steril sebelum kehidupan muncul kembali.

2.      Teori Biogenesis

• Francesco Redi (1626-1697)

  Menentang teori abiogenesis melalui eksperimen daging dan lalat. Redi menunjukkan bahwa lalat tidak muncul dari daging busuk jika wadahnya tertutup, melainkan hanya jika lalat dapat bertelur di atasnya.

• Lazzaro Spallanzani (1729-1799)

  Ia mengulangi eksperimen Needham, tetapi dengan pemanasan lebih lama dan penyegelan lebih rapat. Hasilnya, tidak ada mikroorganisme yang berkembang di kaldu, menyimpulkan bahwa mikroba berasal dari udara, bukan dari kaldu itu sendiri.

• Louis Pasteur (1822-1895)

  Melalui eksperimen botol leher angsa, Pasteur membuktikan secara pasti bahwa mikroorganisme berasal dari kontaminasi udara, bukan muncul spontan dari bahan organik. Ia membantah teori abiogenesis dan memperkuat konsep biogenesis—bahwa kehidupan hanya muncul dari kehidupan sebelumnya.

3.      Teori Evolusi Kimia (Neo Biogenesis)

• Alexander Oparin (1924)

  Mengusulkan bahwa kehidupan di Bumi terbentuk melalui proses kimiawi dalam "sup primordial" lautan purba. Senyawa organik sederhana, terbentuk dari zat anorganik, berinteraksi di bawah pengaruh radiasi ultraviolet dan energi lain, akhirnya membentuk molekul yang lebih kompleks.

• J.B.S. Haldane (1929)

  Memperluas ide Oparin, Haldane mengajukan bahwa atmosfer Bumi purba tidak mengandung oksigen, yang memungkinkan pembentukan senyawa organik yang stabil. Oksigen baru muncul setelah organisme fotosintetik berkembang.

• J.B.S. Haldane (1929)

  Memperluas ide Oparin, Haldane mengajukan bahwa atmosfer Bumi purba tidak mengandung oksigen, yang memungkinkan pembentukan senyawa organik yang stabil. Oksigen baru muncul setelah organisme fotosintetik berkembang.

• Percobaan Urey-Miller (1953)

  Stanley Miller dan Harold Urey menguji teori Oparin dan Haldane dengan mensimulasikan kondisi atmosfer purba. Mereka berhasil menghasilkan asam amino—blok pembangun protein—dari senyawa anorganik, membuktikan bahwa senyawa organik bisa terbentuk secara spontan dalam kondisi awal Bumi.

4.     Teori Evolusi Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829)

Bahwa makhluk hidup berubah dari waktu ke waktu melalui penggunaan dan penghilangan organ. Contohnya, jerapah memperpanjang lehernya dengan terus-menerus meraih daun di pohon tinggi, dan sifat ini diturunkan ke keturunannya. Meskipun teori ini kemudian terbukti keliru, Lamarck adalah salah satu yang pertama kali memperkenalkan gagasan bahwa spesies dapat berevolusi.

5.      Teori Evolusi Darwin

Charles Darwin (1809-1882) melalui observasinya pada fauna di Kepulauan Galapagos, mengembangkan teori seleksi alam. Ia menyimpulkan bahwa individu dengan variasi yang lebih baik beradaptasi dengan lingkungannya memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Variasi ini diwariskan ke generasi berikutnya, sehingga spesies berubah seiring waktu. Teori Darwin menekankan bahwa evolusi terjadi secara bertahap dan tidak dipengaruhi oleh kebutuhan langsung makhluk hidup, berbeda dengan Lamarck.

6.      Teori Evolusi Modern (Sintesis Modern)

Dikembangkan dari teori Darwin dengan menambahkan temuan genetika dari Gregor Mendel tentang pewarisan sifat. Teori Sintesis Modern menggabungkan seleksi alam Darwin dengan genetika modern, yang menjelaskan bagaimana variasi genetik terjadi melalui mutasi dan rekombinasi, serta bagaimana variasi ini diseleksi oleh lingkungan.

Referensi:

Sirajuddin, N.T., Wiwin., Meilisa. R. S. E., Ritha, L. K., Rizqy, D. M., Hermalina, S., Sitti, N., Dede, R. A., Elfa, V. P., Mery, P., Daawia., Ferdinandus, S. (2024). Pengantar Ilmu Biologi. Sumatera Barat: CV. Gita Lentera.

Seiring berjalannya waktu, pandangan tentang evolusi mengalami perubahan besar, mulai dari konsep kehidupan yang muncul secara spontan dari benda mati (abiogenesis) hingga pemahaman modern tentang genetika dan seleksi alam. Dalam sejarah ilmiah, berbagai pemikir dan ilmuwan mengemukakan gagasan berbeda yang berkontribusi pada terbentuknya teori evolusi seperti yang kita pahami saat ini.

Berikut ini adalah penjelasan mengenai perkembangan teori evolusi:

1. Generatio Spontanea (Abiogenesis)

Pada awalnya, teori yang mendominasi adalah abiogenesis klasik, yang dikenal juga dengan sebutan Generatio Spontanea. Teori ini menyatakan bahwa kehidupan dapat muncul secara spontan dari benda tak hidup. Aristoteles menjadi salah satu pendukung gagasan ini, dengan keyakinannya bahwa kehidupan bisa muncul dari lumpur atau tanah yang terendam air. Salah satu contoh percobaan yang diusulkan adalah cacing yang muncul dari tanah yang digenangi air​.

John Needham, seorang ilmuwan abad ke-18, melakukan eksperimen dengan kaldu daging yang dipanaskan dan disimpan dalam labu tertutup. Setelah beberapa hari, labu tersebut menjadi keruh, yang ia tafsirkan sebagai bukti bahwa mikroorganisme dapat muncul secara spontan dari kaldu​.

Antonie van Leeuwenhoek adalah ilmuwan Belanda yang dikenal sebagai penemu mikroskop dan pelopor mikrobiologi. Meskipun bukan yang pertama menemukan mikroskop, ia menggunakan alat tersebut untuk mengamati mikroorganisme dengan detail yang luar biasa. Penemuannya mengubah pemahaman manusia tentang dunia mikroskopis. Salah satu penemuan pentingnya terjadi saat mengamati air rendaman jerami, di mana ia menemukan mikroorganisme kecil yang disebut "animalcules."

Pada masa itu, banyak ilmuwan mendukung teori Generatio Spontanea, yang menyatakan bahwa mikroorganisme muncul secara spontan dari bahan organik yang membusuk. Leeuwenhoek menolak teori ini, berpendapat bahwa mikroorganisme tidak muncul dari jerami yang membusuk, melainkan dari udara. Ia menyimpulkan bahwa mikroorganisme masuk ke dalam air dari udara dan berkembang biak di sana, bukan muncul dari bahan mati. Pandangan Leeuwenhoek mendukung teori biogenesis, yang menyatakan bahwa kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya, dan bukan dari materi yang membusuk.

2. Sanggahan Terhadap Abiogenesis: Teori Biogenesis

Meskipun teori abiogenesis diterima secara luas selama beberapa abad, penemuan ilmiah berikutnya menantang konsep tersebut. Francesco Redi adalah salah satu ilmuwan pertama yang menentang abiogenesis dengan eksperimen sederhana: ia menempatkan daging di dalam wadah terbuka dan tertutup, dan menemukan bahwa larva hanya muncul di daging yang terpapar udara. Ini menunjukkan bahwa kehidupan (dalam hal ini larva) hanya bisa muncul dari makhluk hidup lain (lalat), bukan dari benda mati​.

Lazzaro Spallanzani kemudian memperkuat teori biogenesis, yang menyatakan bahwa kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya. Ia melakukan eksperimen untuk membuktikan bahwa mikroba muncul hanya jika udara dapat masuk ke dalam kaldu, menyangkal kesimpulan Needham yang menyatakan bahwa mikroba muncul dari cairan.

Penelitian biogenesis mencapai puncaknya dengan percobaan terkenal oleh Louis Pasteur, yang menggunakan labu berleher angsa untuk menunjukkan bahwa mikroorganisme dalam udara yang terpapar menyebabkan kontaminasi dalam cairan. Dengan eksperimen ini, Pasteur membuktikan bahwa mikroorganisme tidak muncul dari benda mati melainkan dari mikroba yang ada di udara​.

3. Abiogenesis Modern atau Evolusi Kimia

Pada abad ke-20, konsep abiogenesis modern atau evolusi kimia muncul sebagai respons terhadap pertanyaan tentang asal mula kehidupan. Teori ini berfokus pada bagaimana kehidupan pertama di bumi bisa terbentuk dari proses kimia yang terjadi miliaran tahun lalu. Alexander Oparin, seorang ahli biokimia, mengusulkan bahwa atmosfer bumi purba mengandung gas-gas seperti metana, amonia, hidrogen, dan uap air, yang kemudian bereaksi membentuk molekul organik sederhana, seperti asam amino. Molekul-molekul ini menjadi blok pembangun kehidupan​.

Eksperimen penting untuk mendukung teori ini dilakukan oleh Stanley Miller, mahasiswa dari Harold Urey. Miller mensimulasikan kondisi atmosfer bumi purba dan menemukan bahwa asam amino dapat terbentuk dalam lingkungan tersebut. Ini memberikan bukti eksperimental pertama bahwa molekul organik yang menjadi dasar kehidupan dapat terbentuk dari proses kimia alami​.

4. Teori Evolusi Lamarck vs. Darwin

Perkembangan teori evolusi biologis mencapai puncaknya dengan teori yang diusulkan oleh dua tokoh utama: Jean Baptiste Lamarck dan Charles Darwin.

• Teori Evolusi Lamarck

  Lamarck mengemukakan teori bahwa evolusi disebabkan oleh adaptasi individu terhadap lingkungannya. Ia percaya bahwa organisme memiliki dorongan internal untuk berubah guna menyesuaikan diri dengan kebutuhan hidup mereka. Konsep Lamarck yang paling terkenal adalah Use and Disuse, yang menyatakan bahwa bagian tubuh yang sering digunakan akan berkembang, sementara yang tidak digunakan akan menyusut.

  
  

  Sebagai contoh, Lamarck berpendapat bahwa leher jerapah menjadi panjang karena nenek moyang jerapah secara bertahap memanjangkan leher mereka untuk mencapai daun di pohon yang tinggi, dan sifat ini diwariskan kepada keturunannya​.

• Teori Evolusi Darwin

  Berbeda dengan Lamarck, Charles Darwin mengembangkan teori evolusi berdasarkan pengamatan ilmiah yang mendalam, terutama dari perjalanannya ke Kepulauan Galapagos. Darwin mengusulkan konsep seleksi alam, yang menyatakan bahwa variasi individu dalam populasi membuat beberapa individu lebih cocok untuk bertahan hidup dalam lingkungan tertentu dibandingkan yang lain. Individu yang memiliki sifat-sifat yang lebih menguntungkan cenderung bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga sifat-sifat tersebut diwariskan kepada generasi berikutnya​.

  
  

  Darwin juga memperkenalkan konsep common ancestor atau nenek moyang bersama, yang menyatakan bahwa semua spesies di bumi berasal dari satu nenek moyang dan telah mengalami perubahan bertahap selama jutaan tahun melalui diversifikasi. Ini menjelaskan keragaman spesies yang kita lihat saat ini​.

  
  

• August Weismann memberikan kontribusi penting dalam pemahaman modern tentang evolusi. Ia menentang teori Lamarck dengan menunjukkan bahwa sifat yang diperoleh selama hidup tidak diwariskan kepada keturunan. Dalam eksperimen yang dilakukan pada tikus, Weismann memotong ekor tikus induk, namun keturunannya tetap lahir dengan ekor panjang. Weismann menyimpulkan bahwa evolusi didorong oleh seleksi alam yang bekerja pada faktor genetik, bukan pada sifat yang diperoleh secara eksternal. Ia juga mengajukan bahwa perubahan genetiklah yang mempengaruhi sifat-sifat yang diturunkan dalam populasi​.

Referensi:

Kristy, R. (2007). Charles Darwin: Penemu Teori Evolusi. Jakarta: Gramedia.

Kusdiyantinah, S. (2007). The Origin of Spesies, (terj): Tim Pusat Penerjemah Universitas Nasional. Jakarta : Yayasan Obor Indonesia.

1. Tahap Geosfer: Pada tahap ini, perubahan utama terjadi pada sistem tata surya sebelum kehidupan muncul.

2. Tahap Biosfer: Tahap ini melibatkan munculnya kehidupan, dengan fokus pada transisi dari materi tak hidup menjadi makhluk hidup, termasuk kemunculan manusia.

3. Tahap Nesosfer: Tahap terakhir melibatkan evolusi kesadaran manusia, di mana makhluk hidup, khususnya manusia, mengalami perkembangan dalam kesadaran batin.

Darwin, melalui teorinya, memberikan dasar ilmiah yang kuat untuk memahami keanekaragaman kehidupan, sebagaimana dia ungkapkan dalam buku The Origin of Species, di mana ia melihat keindahan dan keagungan dalam proses kehidupan dari perspektif evolusi.

Perkembangan Teori Evolusi

Gagasan mengenai evolusi biologi sebenarnya sudah ada sejak zaman kuno, terutama di antara para filsuf Yunani seperti Anaximander dan Epicurus, serta filsuf India seperti Patanjali. Namun, teori ilmiah evolusi baru benar-benar berkembang pada abad ke-18 dan ke-19. Pemahaman evolusi yang kita kenal sekarang berakar pada teori seleksi alam yang pertama kali dipublikasikan dalam sebuah makalah oleh Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace pada tahun 1858, dan kemudian diperluas oleh Darwin dalam bukunya The Origin of Species pada tahun 1859. Pada tahun 1930-an, ilmuwan mulai menggabungkan teori seleksi alam Darwin dengan hukum pewarisan Mendel, yang melahirkan sintesis evolusi modern atau yang dikenal sebagai "Neo-Darwinisme".

Berikut beberapa tokoh penting dalam pengembangan teori evolusi:

a. Aristoteles (Teori Statis)

Menurut Aristoteles seluruh makhluk hidup dapat diurutkan dalam sebuah skala atau hierarki berdasarkan kompleksitasnya, konsep ini dikenal sebagai scale of nature. Ia berpendapat bahwa setiap spesies memiliki bentuk yang unik dan dapat diklasifikasikan berdasarkan karakteristik utamanya. Dalam hierarki ini, tumbuhan ditempatkan di bagian bawah, hewan di tengah, dan manusia di puncak. Pada masa tersebut, diyakini bahwa spesies bersifat tetap atau tidak berubah (Fixisme). Organisme dianggap identik, sempurna, dan tidak berkembang. Variasi pada suatu makhluk hidup dianggap sebagai kelainan atau hukuman, dan manusia menerima alam apa adanya, dengan penciptaan dianggap sebagai penjelasan satu-satunya karena ilmu pengetahuan belum berkembang pada masa itu.

b. Carolus Linnaeus (Penggagas Taksonomi)

Carolus Linnaeus (1707-1798) merupakan tokoh yang pertama kali berupaya mengelompokkan makhluk hidup secara lebih terstruktur. Dia memperkenalkan sistem penamaan Binomial, yang memberi nama organisme berdasarkan genus dan spesies. Linnaeus mengorganisasikan spesies yang memiliki kesamaan ke dalam genus yang sama, dan genus-genus yang mirip dikelompokkan lagi ke dalam famili yang sama, serta seterusnya. Namun, Linnaeus tidak berpendapat bahwa kesamaan ini menunjukkan hubungan kekerabatan evolusioner. Meski demikian, seabad kemudian, sistem taksonominya menjadi titik awal bagi teori evolusi Darwin. Dalam klasifikasi biologi modern, seluruh organisme dapat diatur dalam hierarki yang menyerupai pohon keluarga. Setelah masa Linnaeus, para ilmuwan mulai melihat adanya keterkaitan antara makhluk hidup, walau saat itu mereka belum memahami penyebab ilmiahnya.

c. James Hutton (Teori Gradualisme)

Pada tahun 1795 James Hutton seorang ahli geologi asal Skotlandia, mengajukan teori gradualisme. Teori ini berpendapat bahwa perubahan pada fitur geologis Bumi terjadi melalui proses lambat dan bertahap yang berlangsung secara terus-menerus. Sebagai contoh, tebing dapat terbentuk karena sungai yang perlahan-lahan memotong bebatuan selama jutaan tahun.

d. Thomas Malthus (Pertumbuhan Populasi dan Ketersediaan Makanan)

Thomas Malthus (1766-1834) adalah seorang ekonom yang berkontribusi signifikan terhadap pemahaman biologi meskipun ia bukan seorang biolog. Pada tahun 1798, ia menerbitkan esai berjudul The Principle of Population, di mana ia membahas masalah pertumbuhan populasi manusia yang cepat dibandingkan dengan ketersediaan makanan yang terbatas. Menurut Malthus, pertumbuhan populasi manusia seperti deret geometri, sedangkan pertumbuhan persediaan makanan hanya mengikuti deret aritmetik. Akibatnya, kompetisi untuk sumber daya tidak dapat dihindari, dan hanya sebagian kecil keturunan yang dapat bertahan hidup. Gagasan ini diadaptasi oleh Darwin untuk mendukung teorinya tentang evolusi, di mana makhluk hidup harus beradaptasi agar dapat bertahan di lingkungan yang berubah.

e. Jean Baptiste de Lamarck (Teori Evolusi Dinamis)

Jean Baptiste de Lamarck seorang naturalis Perancis, adalah ilmuwan pertama yang mengemukakan model komprehensif tentang perubahan makhluk hidup seiring waktu akibat pengaruh lingkungan. Lamarck, yang mempelajari berbagai makhluk invertebrata seperti cacing, laba-laba, dan moluska, menyadari adanya kesamaan di antara spesies yang ditelitinya. Pengamatan pada fosil juga membuatnya menyimpulkan bahwa kehidupan tidak bersifat statis. Menurut Lamarck, ketika lingkungan berubah, organisme harus menyesuaikan perilaku dan bagian tubuh yang digunakan akan berkembang lebih besar dan kuat, sementara yang tidak digunakan akan menyusut. Lamarck berpendapat bahwa perubahan ini dapat diwariskan kepada keturunan, menekankan pentingnya adaptasi lingkungan sebagai kunci evolusi.

f. Charles Lyell (Teori Uniformitarianisme)

Charles Lyell seorang ahli geologi terkemuka mengembangkan teori uniformitarianisme berdasarkan teori gradualisme Hutton. Ia menyatakan bahwa proses geologi yang membentuk Bumi pada masa lalu masih terus berlanjut hingga sekarang. Lyell percaya bahwa perubahan pada Bumi terjadi secara bertahap dan terus-menerus, bukan hasil peristiwa mendadak. Ide ini mendukung pemikiran Darwin bahwa Bumi sudah sangat tua, dan proses lambat yang berlangsung dalam waktu lama bisa menyebabkan perubahan signifikan, termasuk dalam evolusi makhluk hidup.

g. Charles Darwin (Teori Seleksi Alam)

Charles Darwin merupakan naturalis asal Inggris terkenal dengan teori evolusi melalui seleksi alam. Selama pelayaran di atas kapal HMS Beagle (1831-1836), Darwin mempelajari flora dan fauna di berbagai tempat, termasuk Kepulauan Galapagos. Observasinya terhadap variasi spesies di sana menjadi dasar bagi gagasannya tentang perubahan makhluk hidup. Dalam bukunya On the Origin of Species (1859), Darwin menjelaskan bahwa evolusi terjadi melalui seleksi alam, di mana individu yang paling cocok dengan lingkungan akan bertahan dan mewariskan sifatnya ke generasi berikutnya.

h. Gregor Johann Mendel (Teori Genetika)

Gregor Mendel seorang pendeta dan ilmuwan Austria dikenal sebagai bapak genetika. Melalui eksperimen dengan kacang polong, Mendel menemukan pola pewarisan sifat yang dikenal sebagai hukum Mendel. Penemuannya menjelaskan mekanisme variasi dalam populasi, sebuah konsep yang belum dijelaskan sepenuhnya oleh Darwin. Meskipun Darwin dan Mendel hidup pada masa yang sama, konsep pewarisan Mendel tidak diakui secara luas hingga lama setelah kematiannya, ketika akhirnya teori genetika ini mendukung konsep seleksi alam Darwin.

2224220089

Teori perkembangan evolusi dibagi menjadi empat, yaitu :

1. Generatio Spontanea : Kehidupan dapat muncul secara spontan dari materi yang tidak hidup. Terdapat tokoh-tokoh yang berperan dalam teori ini diantaranya :

Aristoteles : Kehidupan muncul dari lumpur. Melalui percobaan tanah yang direndam dengan air sehingga hasilnya dapat muncul cacing dari tanah tersebut.

John Needham : Mikroorganisme yang muncul berasal dari air kaldu. Melalui percobaan kaldu daging yang ditutup dan dibiarkan beberapa hari untuk melihat mikroba dalam kaldu tersebut.

Antonie Van Leuwenhoek : menemukan mikroorganisme di dalam air rendaman jerami.

2. Biogenesis : Kehidupan muncul dari kehidupan sebelumnya

Francesco Redi : makhluk hidup tidak muncul dari benda mati. Melakukan percobaan dengan melihat membandingkan daging yang terpapar dan tidak untuk melihat larva yang muncul.

Lazzaro Spallanzani : kehidupan berasal dari

kehidupan sebelumnya. Mikroba muncul dari udara dan kaldu yang terpapar.

Louis Pasteur : mikroorganisme yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan (benda tak hidup), melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara.

3. Evolusi Kimia

Alexander Oparin : molekul organik pertama adalah asam amino yang terbentuk dari gas-gas purba. Kemudian terjadi serangkaian proses kimia hingga menjadi protobion/ protocell (sel purba awal)

Harold Urey : atmosfer bumi purba terdiri

atas gas-gas metana (CH4), amonia (NH3),

uap air (H2O), dan gas hidrogen (H2).

Stanley Miller :

eksperimen untuk membuktikan kebenaran

teori yang dikemukakan Urey.

4. Teori Evolusi

Jean Baptiste de Lamarck

• Teori Adaptasi : terdapat dorongan dari faktor internal individu untuk berevolusi, sebagai upaya memenuhi kebutuhan hidup. contohnya jerapah, ia memiliki leher yang panjang karena untuk menjangkau makanannya sehingga leher jerapah beradaptasi menjadi panjang

• Teori Use & Disuse : Bagian tubuh yang digunakan semakin berkembang, sedangkan yang tidak digunakan akan menyusut. Contohnya usus buntu pada manusia

Charles Darwin

• Variasi dalam Spesies : terdapat variasi individu dalam karakteristik dan sifat

• Seleksi alam : kompetisi sumber daya, survival of the fittest dan keturunan yang lebih baik

• Evolusi melalui Perubahan Bertahap : perubahan terjadi dari perubahan yang kecil

• Asal Usul Spesies : Dari satu spesies awal, evolusi menyebabkan spesies-spesies baru yang lebih beragam muncul seiring waktu

• August Weissman : evolusi berkaitan dengan faktor genetik

Evolusi dipelajari melalui pendekatan seperti mempelajari struktur organisme yang berkerabat dan melacak perubahan ciri-ciri. Setiap organisme memiliki nenek moyang yang berbeda, namun semua berawal dari satu nenek moyang asal. Teori evolusi telah mengalami perkembangan penting sejak pertama kali digagas. Teori ini berupaya menjelaskan fakta-fakta dan mengintegrasikannya dengan konsep esensial, serta tidak bertentangan dengan agama. Teori evolusi modern didasarkan pada fakta dan asumsi yang kuat.

Charles Darwin dikenal sebagai peneliti teori evolusi dengan konsep seleksi alam yang dianggap sebagai teori terbaik dalam menjelaskan evolusi oleh mayoritas sains. Namun, biologi evolusioner telah ada sejak zaman Aristoteles. Pemikiran tentang evolusi dan transmutasi spesies telah ada sejak abad ke-6 SM, dimulai dengan filsuf Yunani Anaximander. Pemikir lain yang memiliki pandangan serupa termasuk Empedocles, Lucretius, Al Jahiz, Ibnu Miskawaih, Ikhwan As-Shafa, dan Zhuangzi.

Pada masa pra-Darwin, teori evolusi organik menyatakan bahwa kehidupan di bumi mengalami proses berkesinambungan, dimana organisme hidup berasal dari bentuk sebelumnya. Variasi besar terjadi sebagai respons terhadap perubahan lingkungan dan diwariskan ke generasi berikutnya. Masa pra-Darwin dibagi menjadi dua tahapan:

Masa Fiksisme, yang dipelopori oleh Aristoteles, Plato, Leeuwenhoek, Cuvier, Linnaeus, Buffon, dan Hooke. Pemikiran mereka lebih bersifat fiksi ilmiah dan menganggap kelainan tubuh sebagai kutukan, bukan hasil seleksi alam atau mutasi genetik.

Masa Adaptasi & Transformasi, yang dipelopori oleh Hutton, Malthus, Lamarck, dan Lyell. Mereka berpendapat bahwa perbedaan antar makhluk hidup disebabkan oleh adaptasi terhadap lingkungan. Erasmus Darwin, kakek Charles Darwin, menyatakan bahwa kehidupan berasal dari asal mula yang sama dan sifat fungsional diwariskan. Salah satunya Lamarck yang mencontohkan leher jerapah yang memanjang karena kebiasaan meraih daun tinggi.

Daftar Pustaka 

Sari, E. (2020). Evolusi. Lampung: UIN Raden Intan Lampung.

Nahdiyatunnisa_2224220009

NIM : 2224220085

KELAS : 5A

Evolusi adalah konsep ilmiah yang telah dikaji secara mendalam dalam biologi, dan bukti-bukti ilmiah yang mendukung evolusi semakin banyak ditemukan seiring perkembangan ilmu pengetahuan, terutama di bidang genetika dan biokimia.

Pada intinya, evolusi menjelaskan perubahan bertahap pada organisme hidup dari waktu ke waktu, yang menghasilkan adaptasi lebih baik terhadap lingkungan mereka.

Di sisi lain, perdebatan tentang evolusi sering kali muncul dari perbedaan pandangan antara ilmu pengetahuan dan keyakinan agama. Beberapa kalangan agamawan menolak evolusi karena dianggap bertentangan dengan ajaran kitab suci. Namun, seperti yang dinyatakan oleh Iskandar (2008), teori evolusi tidak harus dipandang bertentangan dengan agama mana pun. Perkembangan pengetahuan dapat memberikan pemahaman yang lebih luas tentang penciptaan kehidupan dan bagaimana evolusi mungkin merupakan bagian dari rencana Tuhan.

Dalam kajian modern, evolusi tidak hanya dilihat sebagai proses yang memakan waktu jutaan tahun, tetapi juga dapat terjadi dalam skala waktu yang lebih singkat, seperti yang terlihat pada mikroorganisme. Contoh evolusi mikroorganisme yang cepat adalah perubahan strain virus, seperti yang terjadi pada virus flu burung (H5N1) yang berubah menjadi H7N4 hanya dalam beberapa tahun. Evolusi mikroba ini memberikan wawasan penting dalam bidang kesehatan, di mana dokter harus mempertimbangkan resistensi antibiotik dan perubahan bakteri dalam penanganan penyakit.

Evolusi, baik dalam skala kecil (mikroorganisme) maupun besar (organisme kompleks seperti manusia), semakin diperkuat oleh bukti empiris dari berbagai cabang ilmu pengetahuan. Meskipun masih menjadi perdebatan di beberapa kalangan, terutama terkait keyakinan agama, ilmu pengetahuan terus berkembang, dan pemahaman kita tentang evolusi pun semakin luas dan mendalam.

Teori evolusi memang identik dengan Charles Darwin, tetapi gagasan tentang evolusi sudah ada sejak zaman Yunani kuno. Filsuf seperti Thales, Anaximander, Phytagoras, dan Empedocles sudah mulai membahas asal usul kehidupan dan konsep perubahan makhluk hidup. Namun, Darwin memperkenalkan teori evolusi dengan kerangka ilmiah yang lebih jelas dan sistematis melalui bukunya "On The Origin of Species" yang mendalami seleksi alam dan adaptasi sebagai mekanisme perubahan evolusi.

Pandangan Darwin berbeda dari pemikiran filsuf sebelumnya, terutama Plato dan Aristoteles. Plato meyakini bahwa dunia yang kita lihat hanyalah tiruan dari dunia ide yang sempurna, sehingga gagasan tentang evolusi yang mengubah organisme dianggap tidak relevan dalam dunianya. Di sisi lain, Aristoteles dengan konsep scala naturae menyusun bentuk kehidupan dalam skala kompleksitas dan meyakini bahwa spesies sudah dalam bentuk permanen dan sempurna.

Evolusi dalam biologi modern dipandang sebagai proses perubahan yang terjadi secara bertahap dan memungkinkan spesies untuk beradaptasi dengan lingkungannya. Darwin mengusulkan bahwa sifat-sifat adaptif yang menguntungkan bagi kelangsungan hidup akan diwariskan kepada keturunan, dan melalui proses seleksi alam, spesies yang lebih sesuai dengan lingkungannya akan bertahan. Gagasan ini sangat bertentangan dengan pandangan konvensional pada saat itu yang mengatakan bahwa spesies telah diciptakan secara tetap.

Teori evolusi juga berkembang pesat dengan kemajuan dalam teknologi genetika, terutama melalui rekayasa genetika dan studi tentang DNA. Teori Darwin menjadi dasar bagi teori evolusi modern, yang melibatkan pengurutan gen dan pengetahuan tentang bagaimana sifat diwariskan dari generasi ke generasi, sesuai dengan hukum Mendel.

Referensi : Taufik, L. M. (2019). Teori Evolusi Darwin: Dulu, Kini, Dan Nanti. Jurnal Filsafat Indonesia, 2(3), 98-102.

-5A-

Apakah evolusi benar-benar terjadi?

Perdebatan yang selama ini terjadi disebabkan karena keterbatasan ilmu pengetahuan itu sendiri. Namun seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, teori evolusi pun mengalami perkembangan menurut masanya.

Evolusi merupakan proses perubahan spesies dalam jangka waktu tertentu yang bertujuan agar mampu beradaptasi terhadap lingkungannya dan meneruskan perubahan tersebut kepada generasi berikutnya. Diperkenalkan oleh Darwin, tetapi kita dapat menelusurinya hingga zaman Yunani kuno.

Thales (636 - 546 SM) dan Anaximander (611 - 547 SM) , Phytagoras (570 - 496 SM), Xantus (kira-kira 500 SM) dan Empedocles (490 - 430 SM) juga membicarakan isu yang sama dalam tulisan-tulisan mereka (Jamaludin et al., 2020).

Teori Evolusi Darwin:

Pemikiran awal Darwin dipengaruhi pandangan Aristoteles adalah bahwa : “tidak ada perubahan sejak waktu kreasi bumi”.  memperlihatkan cara

Darwin mengambil kesimpulan berdasarkan data observasi.

Berikut adalah pola inferensi Darwin:

Observasi 1: Individu dalam populasi memiliki karakteristik bervariasi yang sifatnya dapat

diturunkan.

Observasi 2: Organisme memproduksi keturunan lebih daripada daya dukung lingkungan

Inferensi 1: Individu yang sesuai dengan lingkungannya akan memproduksi keturunannya lebih banyak daripada individu lain.

Inferensi 2: Seiring waktu, sifat yang menguntungkan akan terakumulasi dalam populasi.

Darwin mengemukakan dua kata kunci dalam teorinya yaitu seleksi alam (natural selection) dan adaptasi (adaptation). Darwin menyadari bahwa adaptasi berkembang seiring berjalannya waktu sehingga Darwin perlu menjelaskan mekanisme evolusi. Darwin mengajukan kata “seleksi alam” sebagai mekanisme perubahan evolusioner. Seleksi alam merupakan proses yang terus berlangsung karena lingkungan terus berubah. Kepunahan dapat terjadi bila proses adaptasi tidak sejalan dengan perubahan lingkungan. Pandangan Darwin mengenai kehidupan memiliki perbedaan yang sangat tajam dengan paradigma konvensional yang mengatakan bumi baru berumur beberapa ribu tahun saja, dihuni oleh bentuk-bentuk kehidupan yang tidak berubah dan telah diciptakan satu per satu selama seminggu penuh di mana Sang Pencipta membentuk keseluruhan jagad raya sehingga

Darwin perlu berhati-hati dalam menyampaikan gagasannya (Leo, 2019).

Teori evolusi Darwin menjadi landasan bagi teori evolusi modern, termasuk rekayasa genetika. Perkembangan teknologi dewasa ini memungkinkan saintis untuk melakukan rekaya genetika. Melalui rekayasa genetik, manusia berkontribusi dalam mempercepat proses evolusi . Genetic Material Organism (GMO) merupakan hasil penggunaan teknologi terkait proses mutasi genetik yang mengarah pada evolusi suatu makhluk hidup (Leo, 2019).

Referensi:

Jamaludin. D. N., Ashyari. A., Fiqri. A. A., Raida. S. A., & Haka. N. B. (2020). KEDUDUKAN EVOLUSI SEBAGAI ILMU DALAM PANDANGAN MAHASISWA BIOLOGI. Jurnal Biotik, 8(2): 174-185

Leo. T. M. (2019). TEORI EVOLUSI DARWIN: DULU, KINI DAN NANTI. Jurnal Filsafat Indonesia, Vol 2 No 3 Tahun 2019: 98-102

Selain itu, terdapat ilmuwan mengemukakan teori yang membuktikan alasan mengapa benua menjadi terpisah menjadi beberapa bagian. Alfred Wegener adalah ilmuwan yang pertama kali mengajukan hipotesis tentang pergerakan benua-benua, yang kemudian dikenal sebagai Teori Pergeseran Benua (Continental Drift). Permukaan bumi yang awalnya merupakan satu benua tunggal dan sekarang terpisah diakibatkan karena adanya pergerakan lantai dasar samudera, sehingga benua-benua tersebut terpisah menjadi keadaan sekarang. Wegener menjadikan alasan dari hipotesis ini adalah terdapatnya persebaran fosil-fosil dari hewan dan tumbuhan dimuka bumi ini, seperti terdapat fosil yang terdapat di Amerika Selatan dan di Afrika yang sama. Sedangkan jarak antara Amerika Selatan dan Afrika itu sangat jauh, tidak mungkin dikatakan bahwa telah terjadi migrasi. Dari sini ilmuwan berpendapat bahwa dahulunya bumi ini bersatu. Meski teorinya pada awalnya banyak ditentang, namun gagasan dasar Wegener tentang pergerakan benua-benua di atas lapisan astenosfer yang cair menjadi fondasi bagi teori lempeng tektonik yang kita kenal sekarang.

Teori Lempeng Tektonik sendiri merupakan pengembangan lebih lanjut dari teori Wegener yang berakaitan dengan teori pergerakan benua. Ini menjelaskan bahwa litosfer Bumi (lapisan terluar yang kaku) terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar dan kecil yang terus bergerak di atas astenosfer. Sekitar 250 juta tahun lalu, lempeng-lempeng tektonik tergabung dalam satu benua besar yaitu Pangea. Kemudian Pangea terpecah menjadi dua benua besar yaitu Laurasia dan Gondwana. Kedua benua besar tersebut mengalami perpecahan hingga mmebentuk daratan dan samudera seperti sekarang.

Pergerakan dari lempeng ini dikarenakan adanya arus konveksi yang berada pada dalam bumi. Arus ini yang menyebabkan pergerakan pada lempeng-lempeng yang ada dipermukaan bumi. Kira-kira apa ya yang terjadi jika lempeng bumi bergerak? Nah, ketika lempeng ini bergerak maka sebuah energi dilepaskan berupa gelombang seismik. Jadi, Pergerakan dari lempeng-lempeng inilah yang menyebabkan berbagai fenomena geologis seperti gempa bumi, letusan gunung berapi, dan pembentukan pegunungan.

Terdapat beberapa bentuk dari pergerakan lempeng yaitu gerak lempeng saling mendekat (konvergen), gerak lempeng saling menjauh (Divergen) dan gerak lempeng saling berpapasan (Transform). Dan masing masing menimbulkan dampak yang berbeda dari pembentukan lempengnya. Pergerakan Lempeng tektonik memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap kehidupan di Bumi, baik dalam skala waktu geologis maupun dalam kehidupan sehari-hari. Pergerakan lempeng tektonik membentuk berbagai fitur atau wajah geografis yang pada gilirannya, akan memengaruhi pola sirkulasi atmosfer dan arus laut, yang kemudian berdampak pada suhu dan iklim global seperti pada Aktivitas vulkanik yang terkait dengan pergerakan lempeng tektonik dapat melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, contohnya karbon dioksida, ke atmosfer. Gas-gas ini berperan dalam memerangkap panas matahari dan menyebabkan perubahan iklim.

Kemudian pergerakan lempeng tektonik juga membentuk berbagai jenis habitat, mulai dari hutan hujan tropis hingga gurun pasir. Proses pembentukan pulau-pulau baru dan perubahan garis pantai akibat pergerakan lempeng tektonik menciptakan isolasi geografis yang mendorong terjadinya spesiasi, yaitu proses terbentuknya spesies baru. Isolasi geografis yang disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik ini dapat meningkatkan keanekaragaman hayati. Spesies yang terisolasi di pulau-pulau atau benua yang terpisah akan mengalami evolusi yang berbeda, sehingga menghasilkan spesies endemik yang unik.

Namun, di sisi lain, peristiwa kepunahan massal yang sering dikaitkan dengan aktivitas vulkanisme dan perubahan iklim yang diakibatkan oleh pergerakan lempeng tektonik juga dapat mengurangi keanekaragaman hayati secara drastis.

Selain itu, pergerakan lempeng tektonik berperan penting dalam pembentukan berbagai jenis sumber daya alam yang penting bagi kehidupan manusia. Proses subduksi lempeng samudra di bawah lempeng benua dapat menghasilkan mineral dan logam berharga, seperti tembaga, emas, dan perak serta aktivitas vulkanik yang terjadi dapat juga berperan menghasilkan tanah yang subur, yang sangat penting untuk pertanian.

Sehingga dapat kita katakan bahwa proses konvergensi, divergensi, dan transformasi lempeng yang terjadi telah menciptakan beragam bentang alam, mulai dari pegunungan yang menjulang tinggi hingga palung laut yang dalam. Aktivitas vulkanik yang terkait dengan pergerakan lempeng tidak hanya membentuk pulau-pulau baru dan sumber daya mineral, tetapi juga memicu perubahan iklim drastis yang telah menyebabkan beberapa peristiwa kepunahan massal dalam sejarah Bumi.

Hal ini tercatat pada periode geologis, seperti pada era Paleozoikum, superkontinen Pangea mulai terbentuk, dan pergerakan lempeng yang intensif menyebabkan pembentukan pegunungan yang luas dan perubahan iklim yang signifikan sehingga berdampak pada mahkluk hidup yang ada. Kemudian berlanjut ke era Mesozoic, cenozoic dan Anthropocene.

Pada era Anthropocene yang merupakan periode geologis baru yang ditandai dengan dominasi aktivitas manusia terhadap Bumi. Salah satu ciri khas paling mencolok dari zaman ini adalah peningkatan konsentrasi gas rumah kaca, terutama CO2 dalam atmosfer hingga mencapai tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah Bumi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil (batu bara, minyak bumi, dan gas alam) dalam skala besar untuk industri, transportasi, dan pembangkit listrik telah menyebabkan pelepasan sejumlah besar CO2 ke atmosfer. Selain itu, deforestasi juga berkontribusi pada peningkatan kadar CO2 karena pohon-pohon yang seharusnya menyerap CO2 justru ditebang.

Nah, Peningkatan konsentrasi CO2 ini memiliki dampak yang sangat signifikan terhadap iklim global. Yang mengancam keberlangsungan ekosistem, keanekaragaman hayati, dan kehidupan manusia di seluruh dunia. Meskipun CO2 identik dengan hal yang negatif, namun ternyata keberadaanya tetap penting karena bayangkan jika di bumi kadar CO2 sangat rendah, maka suhu rata-rata Bumi akan menurun drastis. Sehingga kondisi ini dapat memicu zaman es baru.

Jadi, fluktuasi kadar CO2 di atmosfer ini bisa juga menjadi pemicu utama perubahan iklim drastis sepanjang sejarah Bumi karena keduanya memiliki dampak yang sangat signifikan terhadap kehidupan di Bumi. Peristiwa kepunahan massal yang pernah terjadi di masa lalu, seringkali dikaitkan dengan perubahan iklim yang ekstrem akibat fluktuasi kadar CO2 yang disebabkan oleh aktivitas vulkanik masif yang terkait dengan pergerakan lempeng tektonik.

Misalnya, pada akhir periode Permian, sekitar 252 juta tahun yang lalu, terjadi peristiwa kepunahan massal terbesar dalam sejarah Bumi. Peristiwa ini diyakini disebabkan oleh aktivitas vulkanik yang sangat intensif di wilayah Siberia, yang melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, termasuk CO2, ke atmosfer. Peningkatan kadar CO2 yang drastis menyebabkan pemanasan global yang ekstrem, pengasaman lautan, dan hilangnya oksigen di dalam air, sehingga mengakibatkan kematian massal organisme laut dan darat.

Peristiwa serupa juga terjadi pada akhir periode Cretaceous, sekitar 66 juta tahun yang lalu, yang menyebabkan kepunahan dinosaurus. Meskipun peristiwa ini dipicu oleh dampak asteroid, namun aktivitas vulkanik yang sudah terjadi sebelumnya, yang juga melepaskan sejumlah besar CO2, diperkirakan telah memperparah dampak yang terjadi dari peristiwa tumbukan tersebut.

Oleh karena itu, pemahaman yang lebih baik tentang hubungan antara lempeng tektonik, vulkanisme, iklim, dan kehidupan sangat penting untuk memprediksi dan mitigasi perubahan iklim di masa depan agar keberlangsungannya tetap terjaga.

Masih penasaran terkait lempeng tektonik dan kenapa bisa mempengaruhi kehidupan di bumi serta kepunahan massal? Yuk simak video berikut ini!

https://youtu.be/vxmoxDznXe4?si=75rYdhWSthWpphAw

https://youtu.be/sAwsjxZAAk4?si=IIIIwWVJEgYgLhAv

Referensi

Anjayani E. (2018). Indonesia di Pertemuan 3 Lempeng Tektonik. Jakarta: Cempaka Putih PT.

Pusat Data & Analisa Tempo (2021). Melihat Sejarah Kepunahan Massal di Bumi. Jakarta : Tempo Publishing

Dalam pengertian biologis, kepunahan adalah berkurangnya jumlah suatu kelompok atau organisme yang menyusun suatu spesies.

Alfred Wegener merupakan penemu Teori Lempeng Tektonik (Continetral Drift), pada teori Lempeng Tektonik (Continetral Drift) menyatakan kerak bumi memiliki lempengan-lempengan yang terdiri dari perairan dan daratan. Lepengan ini pun terus bergerak seiring bejalannya zaman, dan pada teori Lempeng Tektonik (Continetral Drift) pun menyatakan bahwa benua-benua yang ada saat ini dulunya merupakan satu kesatuan dan seiring berjalannya waktu benua tersebut bergerak menjauh melepaskan diri, penjelasannya sebagai berikut :

• Pangea : pada era pangea, semua daratan ini bersatu menjadi satu massa tanah besar yang dikelilingi oleh lautan luas yang disebut Panthalassa.

• Laurasea & Gondwana : era ini meruapakan era lanjutan dari era pangea yang dimana Laurasea & Gondwana merupakan dua benua besar yang terbentuk setelah terjadinya perpecahan pangea. Larasea merupakan benua utara yang sekarang terdiri dari wilayah (Amerika Utara, Eropa, dan sebagian besar Asia utara) dan gondwana merupakan benua selatan yang sekarang terdiri dari wilayah (Afrika, Amerika Selatan, Antarktika, Australia, dan anak benua India).

• Modern world :  Alfred Wegener meramalkan bahwa dunia modern yang kita tinggali adalah hasil dari fragmentasi superkontinen Pangea. Seiring waktu, benua-benua tersebut terpisah lebih jauh, membentuk Samudra Atlantik dan benua seperti Amerika Utara, Amerika Selatan, Afrika, Eurasia, dan Australia. Proses ini masih berlangsung hingga saat ini melalui mekanisme tektonik lempeng.

Terdapat 5 kepunahan besar dalam bumi, yaitu :

• Ordovician : Penyebab utama dari penuhana ini yaitu perubahan iklim yang sangat drastis dan mendadak, yaitu pembentukan (ice age) yang menurunkan suhu secara drastis. sekitar 60-70% spesies laut punah, terutama termasuk banyak makhluk laut seperti trilobit, brachiopoda, dan banyak spesies plankton.

• Devonian : Penyebab utama dari kepunahan ini yaitu menurunnya oksigen yang berada dilaut dan aktivitas vulkanik. Sekitar 75% spesies laut punah, terutama terumbu karang, ikan lapis baja, dan amfibi.

• Permian : Penyebab utama dari kepunahan ini yaitu aktivitas vulkanik dan asteroid impacts yang menjadi kepunahan massal terbesar yang bernah terjadi, dengan sekitar 95% spesies laut dan darat punah. Banyak spesies tumbuhan, serangga, dan vertebrata darat lenyap.

• Triassic : Penyebab utama dari kepunahan ini yaitu terkait dengan letusan vulkanik yang menyebabkan peningkatan CO₂ di atmosfer, pemanasan global, dan perubahan lingkungan laut. Sekiatar 70-80% spesies punah, termasuk banyak reptil laut dan beberapa spesies amfibi serta organisme darat lainnya. Kepunahan ini membuka jalan bagi dinosaurus untuk menjadi kelompok dominan di darat.

• Cretaceous : Penyebab utama dari kepunahan ini yaitu diyakini disebabkan oleh dampak asteroid besar, Sekitar 75% dari semua spesies punah, termasuk dinosaurus non-unggas, banyak spesies tumbuhan, dan makhluk laut seperti ammonit. Spesies yang bertahan membuka jalan bagi dominasi mamalia.

Apa yang terjadi jika bumi tidak mengalami kepunahan massal???

Jika kepunahan massal tidak terjadi di Bumi, jalur evolusi kehidupan akan berbeda dari apa yang kita kenal sekarang. Kepunahan massal berfungsi sebagai "reset alami", memberi kesempatan bagi spesies baru untuk muncul ketika spesies yang dominan menghilang. Tanpa kepunahan massal mungkin saja kelompok hewan purba akan tetap hidup hingga saat ini

Tectonic Plate & Mass Extinction

1. Tectonic Plate

   Bagaimana Lempeng Tektonik Membentuk Bumi?

   Litosfer dan astenosfer adalah dua lapisan penting dalam struktur Bumi yang berperan dalam pergerakan lempeng tektonik. Litosfer adalah lapisan terluar Bumi yang kaku dan terdiri dari kerak Bumi serta bagian atas mantel. Lapisan ini terbagi menjadi beberapa lempeng tektonik besar dan kecil yang bergerak di atas astenosfer.

   
   

   Di bawah litosfer terdapat astenosfer merupakan lapisan mantel bagian atas yang lebih lunak. Meskipun padat, material di astenosfer dapat mengalir perlahan akibat tekanan dan panas yang tinggi. Hubungan antara kedua lapisan ini sangat penting dalam pergerakan lempeng tektonik, di mana arus konveksi panas di astenosfer mendorong lempeng-lempeng litosfer untuk bergerak.

   
   

   Lempeng-lempeng tersebut dapat bertabrakan, bergerak menjauh, atau saling bergeser, menciptakan fenomena geologis seperti gempa bumi, gunung berapi, dan pembentukan pegunungan. Astenosfer yang lebih lunak memungkinkan litosfer yang kaku untuk bergerak di atasnya, sementara pergerakan ini juga menyebabkan proses subduksi, di mana satu lempeng menyusup ke bawah lempeng lain, memicu aktivitas geologi.

   
   

2. Continental Drift (Terbentuknya Benua)

   Alfred Wegener merupakan penemu Teori Lempeng Tektonik (Continetral Drift). Pergerakan benua atau continental drift merupakan proses di mana benua-benua di Bumi terus bergerak akibat pergerakan lempeng tektonik. Pada awalnya, semua daratan di Bumi menyatu membentuk sebuah superkontinen bernama Rodinia.

   a. Rodinia

   Rodinia terbentuk pada periode Proterozoikum dan mulai terpecah sekitar 750 juta tahun yang lalu, yang memicu peristiwa Snowball Earth, yaitu periode di mana sebagian besar permukaan Bumi tertutup oleh es. Pecahnya Rodinia juga memengaruhi iklim global dan berperan dalam evolusi organisme mikroba.

   b. Pangaea

   Pangea terbentuk sekitar 335 juta tahun yang lalu, pada akhir Paleozoikum dan awal Mesozoikum. Sekitar 175 juta tahun yang lalu, Pangaea mulai terpecah menjadi dua bagian utama, yaitu Laurasia di bagian utara dan Gondwana di bagian selatan. Pemisahan Pangaea ini berdampak besar terhadap kehidupan di Bumi, karena perubahan distribusi habitat dan iklim global.

   c. Laurasia & Gondwana

   Laurasia, yang mencakup wilayah yang kini menjadi Amerika Utara, Eropa, dan sebagian besar Asia, mengalami diversifikasi fauna dan ekosistem yang khas di wilayah utara. Sementara itu, Gondwana yang mencakup wilayah seperti Afrika, Amerika Selatan, Australia, Antartika, dan sebagian Asia Selatan, membentuk Samudra Atlantik Selatan dan Samudra Hindia.

   d. Modern World

   Benua modern terbentuk melalui proses geologis yang kompleks selama jutaan tahun, terutama akibat pergerakan lempeng tektonik. Sekitar 335 juta tahun yang lalu, benua-benua tersebut bersatu dalam satu supercontinent bernama Pangaea, yang kemudian terpecah menjadi dua bagian utama: Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Saat ini, benua modern terdiri dari tujuh bagian utama: Asia, Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan, Antartika, Eropa, dan Australia. Setiap benua memiliki karakteristik geologis dan biologis yang unik, hasil dari evolusi yang dipengaruhi oleh iklim, lokasi geografis, dan sejarah geologisnya.

3. Geological Time

   a. Ledakan Cambrian (Cambrian Explosion)

   Periode ini merupakan titik penting dalam sejarah evolusi karena sebagian besar filum utama kehidupan hewan mulai muncul. Ledakan Cambrian menandai awal dari keragaman hayati yang besar dan evolusi organisme multiseluler yang lebih kompleks.

   
   

   Dalam konteks perubahan iklim, jika kadar CO2 di atmosfer Bumi sangat rendah, Bumi akan mengalami pendinginan global akibat berkurangnya gas rumah kaca yang berperan dalam menjaga suhu tetap hangat. Hal ini dapat memicu timbulnya Zaman Es (Ice Age), di mana sebagian besar permukaan Bumi tertutup oleh es, yang berdampak signifikan pada kehidupan organisme dan ekosistem di seluruh planet.

   
   

   b. Siklus Pemanasan & Pendinginan Bumi (Glacial - Interglacial Cycle)

   Siklus glasial dan interglasial merupakan siklus alami yang mempengaruhi suhu Bumi dan distribusi es di kutub. Pada periode glasial, suhu Bumi menurun, menyebabkan pembentukan gletser dan peningkatan volume es di kutub. Sebaliknya, pada periode interglasial, suhu meningkat, yang mengakibatkan pencairan gletser dan berkurangnya jumlah es di kutub. Siklus ini dipengaruhi oleh faktor eksternal, seperti variasi dalam orbit Bumi yang dikenal sebagai siklus Milankovitch, serta tingkat gas rumah kaca, terutama CO2, di atmosfer.

   
   

   Terkait dengan evolusi, kepunahan massal memainkan peran penting sebagai "reset" alami yang memungkinkan spesies baru untuk muncul dan berkembang, menggantikan yang telah punah. Tanpa kepunahan massal, keanekaragaman hayati mungkin akan mengalami stagnasi atau berkembang secara berbeda, yang berarti mungkin tidak akan ada spesies yang mendominasi kehidupan di Bumi seperti manusia saat ini.

4. Kepunahan Massal (Mass Extinction)

   a. Kepunahan Ordovician

   Kepunahan Ordovician dipicu oleh siklus glasial, perubahan ketinggian permukaan laut, dan rendahnya kadar CO2 di atmosfer. Pada masa itu, benua Gondwana terletak di kutub selatan, menyebabkan pendinginan global yang drastis. Rendahnya CO2 mengurangi kemampuan Bumi untuk mempertahankan panas, yang memicu perubahan iklim ekstrem. Akibatnya, sekitar 60-70% spesies laut punah.

   
   

   b. Kepunahan Devonian

   Kepunahan Devonian terjadi karena diversifikasi tanaman darat yang memicu perubahan iklim. Tanaman yang berkembang menyebabkan eutrofikasi, atau kelebihan nutrisi di perairan, yang mengurangi kadar oksigen di lautan dalam. Kondisi ini menyebabkan sekitar 75% kematian massal organisme laut.

   
   

   c. Kepunahan Permian

   Kepunahan Permian, yang dikenal sebagai "The Great Dying," disebabkan oleh letusan vulkanik besar di Siberian Traps yang melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca. Pemanasan global yang ekstrem, penurunan oksigen di lautan, dan perubahan kimia di atmosfer menyebabkan peristiwa kepunahan terbesar dalam sejarah Bumi, dengan sekitar 95% spesies punah.

   
   

   d. Kepunahan Triassic-Jurassic

   Dalam kepunahan Triassic-Jurassic, faktor-faktor seperti jatuhnya asteroid, aktivitas vulkanik, dan perubahan kimia di atmosfer serta lautan memicu lingkungan yang tidak bersahabat bagi banyak spesies. Sekitar 70-80% spesies punah, yang membuka jalan bagi dominasi dinosaurus di periode Jurassic.

   
   

   e. Kepunahan Cretaceous

   Kepunahan Cretaceous terjadi akibat jatuhnya asteroid besar di Chicxulub, Teluk Meksiko. Tabrakan ini menyebabkan awan debu yang menutupi matahari, menurunkan suhu global, dan menghentikan fotosintesis. Aktivitas vulkanik dan perubahan iklim juga berperan dalam peristiwa ini, yang menyebabkan kepunahan sekitar 75% spesies, termasuk dinosaurus non-unggas, membuka kesempatan bagi mamalia untuk berkembang dan mendominasi.

1. Lempeng merupakan bagian materi penyusun bumi yang paling atas. Lempeng ini memiliki ketebalan hingga 100 km (Stein, 2003). Bagian atas bumi terdapat lapisan lithosphere yang terdiri atas kerak bumi dan mantel bumi yang bersifat kaku dan padat. Bagian lithosphere ini terbagi menjadi lempeng-lempeng tektonik. Lempeng tektonik terdiri atas lempeng benua dan lempeng samudera.

   Teori lempeng tektonik erat kaitannya dengan teori pergerakan benua. Sekitar 250 juta tahun yang lalu, lempeng-lempeng tektonik tergabung dalam satu benua besar yaitu Pangea. Menurut teori pergerakan lempeng benua, satu benua besar tersebut pecah menjadi dua benua besar yaitu Laurasia dan Gondwana. Kemudian kedua benua besar tersebut terus mengalami perpecahan hingga membentuk daratan dan samudera seperti sekarang.

   Proses pecahnya lempeng benua pertama yaitu Pangea menurut teori pergerakan lempeng benua. Proses perpecahan lempeng benua ini membentuk membentuk daratan dan samudera seperti sekarang, sehingga daratan yang terbentuk sekarang dapat digabungkan kembali seperti puzzle.

   Proses terbentuknya dua lempeng tektonik, yaitu lempeng benua dan lempeng samudera dimulai dari adanya gaya konveksi mantel pada lempeng benua. Gaya konveksi mantel ini merupakan gaya yang ditimbulkan karena adanya tekanan panas bumi. Selama berjuta-juta tahun, adanya gaya konveksi mantel ini mengakibatkan timbulnya suatu celah dan memisahkan satu lempeng benua menjadi dua bagian. Seiring bertambahnya waktu celah antar lempeng benua tersebut menjadi semakin lebar dan membentuk lempeng samudera. Terdapat tujuh lempeng utama penyusun permukaan bumi yaitu lempeng Afrika, lempeng Antartika, lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, lempeng Amerika Utara (North-America), lempeng Amerika Selatan, dan lempeng Pasifik (Kious dan Tilling, 1996).

   
   

   5 Kepunahan massal Bumi

   1. Ordovician extinction. Pada akhir zaman Ordovisium, satu-satunya hewan di Bumi hanyalah invertebrata yang hidup di lautan. Varietas moluska, trilobita, graptolit, eurypterids, brachiopoda, conodont, karang, echinodermata, dan kelompok lain tertentu semuanya punah sekitar tahun 443 Ma. Ini semua adalah anggota kunci Fauna Paleozoikum. Dari spesies yang telah didokumentasikan oleh ahli paleontologi, sekitar 52% di antaranya menghilang di perbatasan Ordovisium/Siluria, dan tidak pernah kembali. Perlu ditekankan bahwa – khususnya di antara Lima Besar – kepunahan pada akhir Ordovisium sepenuhnya terbatas pada organisme laut, karena daratan belum dijajah pada saat itu.

   2. Late Devonian extinction. Setelah periode Silurian yang relatif singkat (durasi total hanya 20 juta tahun), planet ini memasuki periode Devonian, yang terkadang disebut “zaman ikan”. Ini adalah masa dimana terjadi radiasi besar-besaran di antara ikan-ikan, yang menghasilkan ikan-ikan tak berahang pertama, hiu, placodermata, ikan bersirip pari pertama, dan ikan bersirip lobus, yang sebagian di antaranya hampir pasti merupakan nenek moyang manusia yang membaca studi kasus ini.

   3. End-Permian extinction. Kepunahan massal pada akhir Permian adalah yang paling ekstrem dalam sejarah bumi. Kadang-kadang peristiwa ini dijuluki “The Great Dying,” dimana 62% genera laut mengalami kepunahan, serta dampak yang parah terhadap biota darat. Mungkin hanya 17% spesies di Bumi yang bertahan hidup. Itu adalah tebing tajam di ujung “Dataran Tinggi Paleozoikum”. Ini adalah peristiwa yang paling dekat dengan kehancuran biosfer kita. Penulis Peter Brannen dengan cerdik menyebutnya sebagai “hal terburuk yang pernah terjadi”.

   4. End-Triassic extinction. Therapsida berkembang pesat pada zaman Trias, setelah pesaing sinapsida mereka telah tercekik. Kerabat buaya ini dihadiri oleh dinosaurus pertama, namun dinosaurus hanya menjadi tontonan dan bukan pemeran utama. Hanya setelah kepunahan akhir Trias, dinosaurus dapat berkembang pesat dan mendominasi permukaan tanah Mesozoikum. Tapi pertama-tama, tuan buaya mereka harus disingkirkan.

   5. End-Cretaceous extinction. Dinosaurus terbagi dalam dua kelompok besar, yaitu saurischia dan ornithischia. Dengan sebagian besar terapisid Trias mirip buaya yang kini mati, dinosaurus melakukan diversifikasi dan bertahan selama puluhan juta tahun. Mereka mendominasi ekosistem darat secara luas dan bertahan lama. Reptil lain menghuni udara (pterosaurus, dan akhirnya burung juga) dan laut (plesiosaurus, ichthyosaurus, kura-kura besar seperti Archelon, dan akhirnya juga mosasaurus). Reptil raksasa ada dimana-mana selama periode Jurassic dan Cretaceous. Dunia adalah tiram mereka.

Lempeng tektonik dan peristiwa kepunahan massal memiliki peran penting dalam membentuk kehidupan di Bumi saat ini. Pergerakan lempeng tektonik menyebabkan perubahan geologis seperti pembentukan pegunungan, gunung berapi, dan lautan baru yang mengubah iklim, habitat, dan penyebaran spesies. Misalnya, pembentukan superkontinen seperti Pangea menghasilkan migrasi dan isolasi spesies, yang memicu evolusi yang berbeda di tiap wilayah. Selain itu, konvergensi lempeng dapat menyebabkan erupsi gunung berapi besar, yang mengeluarkan gas rumah kaca dan mengubah suhu global, mengakibatkan perubahan drastis pada ekosistem.

Kepunahan massal juga berperan penting, seringkali dipicu oleh perubahan yang diakibatkan oleh tektonik, seperti penurunan kadar oksigen laut akibat perubahan sirkulasi laut setelah pergerakan lempeng. Salah satu contohnya adalah peristiwa kepunahan Sinsk yang terjadi pada periode Kambrium, yang menewaskan banyak spesies laut karena perubahan lingkungan yang disebabkan oleh aktivitas tektonik​. Adapun kepunahan massal, seperti yang terjadi pada akhir periode Permian dan Cretaceous, telah menyebabkan hilangnya sebagian besar spesies di Bumi. Namun, setelah peristiwa ini, ada ruang ekologis yang terbuka, memungkinkan spesies yang selamat untuk berevolusi dan berdiversifikasi dengan cepat. Misalnya, setelah kepunahan dinosaurus 66 juta tahun yang lalu, mamalia kecil yang sebelumnya terdesak oleh dinosaurus mampu berkembang dan akhirnya menjadi kelompok yang mendominasi. Dengan kata lain, kehidupan di Bumi saat ini merupakan hasil dari kombinasi perubahan yang terjadi akibat aktivitas tektonik dan dampak dari berbagai kepunahan massal.

📚: Hallam, A., & Wignall, P. B. (1997). Mass extinctions and their aftermath. Oxford University Press.

Teori Lempeng Tektonik (Continental Drift):

Kerak bumi (Litosfer) memiliki lempengan-lempengan (plate tectonic) seluruh daratan dan air kita berada di atas lempeng ini. Lempeng-lempeng ini terus bergerak.

Benua-benua yang ada saat ini dulunya satu kesatuan benua (supercontitent) kemudian bergerak menjauh melepaskan diri.

Bagaimana Lempeng Tektonik Membentuk Bumi?

Pergerakan lempeng bumi terjadi karena adanya proses naiknya batuan panas dari dalam bumi ke permukaan, yang dipanaskan oleh inti bumi. Saat mencapai permukaan, batuan tersebut menyebar ke dua arah dan bergerak secara lateral. Seiring waktu, batuan ini mulai kehilangan panas dan akhirnya tenggelam kembali ke dalam bumi. Proses penyebaran ini secara perlahan-lahan menyeret kerak bumi, menyebabkan pergerakan benua. Ketika lempeng-lempeng bertabrakan, batuan di dasar laut yang mengandung karbon dari plankton yang telah mati terbawa jauh ke dalam bumi. Saat batuan ini turun ke lapisan yang lebih dalam dan memanas, ia meleleh dan melepaskan karbon dioksida, yang kemudian dilepaskan kembali ke atmosfer selama letusan gunung berapi. Siklus geologis ini terus berulang, menghubungkan pergerakan benua dan pelepasan gas ke atmosfer.

Teori Pergeseran Benua yang dikemukakan oleh Alfred Wegener

Menurut teori ini, pada awalnya tidak semua benua berdiri sendiri-sendiri, melainkan membentuk satu massa daratan besar yang disebut Pangaea, yang berarti "seluruh bumi." Samudera besar yang mengelilingi massa daratan tunggal ini disebut Panthalassa, yang artinya "seluruh air." Wegener berpendapat bahwa sekitar 200 juta tahun yang lalu, Pangaea mulai terpecah. Pertama-tama, Pangaea terbagi menjadi dua benua besar yang diberi nama Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Kedua benua besar ini kemudian terus terpecah menjadi benua-benua yang kita kenal sekarang. Teori ini dikenal sebagai teori pergeseran benua Alfred Wegener.

Timelapse Contitental Drift (Terbentuknya Benua)

• Rodinia 900 Ma (Rodinia)

• Permian 250 Million Years Ago (Pangaea)

• Triassic 200 Million Years Ago (Laurasia & Gondwana)

• Jurassic 145 Million Years Ago (Pangaea Berpisah)

• Cretaceous 65 Million Years Ago (Pangaea Berpisah)

• Present Day (Benua Saat Ini)

Kaitan Lempeng Tektonik dengan Kehidupan di Bumi

1. Suhu dan Iklim: Pergerakan lempeng tektonik mempengaruhi posisi benua dan lautan, yang berdampak pada pola sirkulasi atmosfer dan laut. Hal ini mempengaruhi distribusi panas global, yang akhirnya memengaruhi iklim dan suhu di berbagai wilayah di Bumi.

2. Habitat: Aktivitas lempeng tektonik menciptakan berbagai bentuk daratan, seperti pegunungan, lembah, dan pulau. Struktur-struktur ini memengaruhi habitat makhluk hidup, memungkinkan keberagaman ekosistem dan spesies.

3. Bertambah dan Berkurangnya Biodiversitas: Pergerakan lempeng menyebabkan perubahan lingkungan, seperti letusan gunung berapi dan gempa bumi, yang bisa memusnahkan spesies atau menciptakan habitat baru. Pergeseran benua juga memungkinkan spesies baru berkembang karena isolasi geografis.

4. Sumber Daya Alam untuk Kehidupan: Aktivitas tektonik membentuk sumber daya alam seperti minyak, gas, dan mineral. Proses ini penting untuk kehidupan manusia, karena menyediakan energi, bahan baku, dan sumber pangan melalui proses geologis seperti erupsi vulkanik dan tektonik gunung.

   
   

Waktu Geologis & Kepunahan Massal

• Archean

• Peoterozoik

• Paleozoic

• Mesozoik

• Cenozoik

  
  

The Big Five

1. Late Ordovician

   Penyebab:

   • Awal mula siklus glasial di Bumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut

   • Gondwana terletak di kutub

   • Minimnya CO2 di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa memerangkap panas

     
     

2. Late Devonian

   Penyebab:

   • Perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat

   • Terlalu banyaknya tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam

3. End Permian “The Great Dying”

   Penyebab:

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam

   • Perubahan kimia atmosfer

   • Perubahan kimia dan sirkulasi laut

Sekitar 252 juta tahun yang lalu baik di laut atau di darat tidak ada tempat yang aman. Peristiwa yang terjadi adalah letusan gunung berapi besar yang dikenal sebagai perangkap Siberia, yang melepaskan sejumlah besar magma, karbon dioksida, dan metana. Letusan ini menyebabkan pembakaran cekungan batu bara terbesar di dunia, serta simpanan gas dan minyak di sana. Akibat kombinasi letusan dan pembakaran ini, konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer meningkat pesat, menyebabkan suhu juga meningkat drastic, mungkin antara 122-140 derajat Fahrenheit di darat, dan hingga 104 derajat di lautan. Sistem terumbu karang runtuh akibat peningkatan keasaman dan penurunan oksigen di air laut. Di darat, situasinya tidak lebih baik. Dalam kondisi tersebut, jika berusaha bertahan hidup, mungkin pilihan terbaik adalah menjadi makhluk hibernasi yang dapat memakan apa pun yang ada dan tidak memerlukan banyak oksigen. Dalam skala dari mati hingga berkembang, kemungkinan besar mahluk hidup akan menghadapi kematian.

4. End Triassic

   Penyebab:

   • Salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi besar di tempat yang sekarang dikenal sebagai Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal.

   • Teori lain adalah bahwa dampak komet atau asteroid menyebabkan kepunahan.

5. End Cretaceous

   Penyebab:

   • Jatuhnya asteroid

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Perubahan kimia atmosfer dan lautan

Kepunahan Masal

1. Probable cause intense Ice Age

2. Drastic drop in oxygen levels

3. Asteroid impacts, intensive volcanic activity

4. In debate: massive volcanic eruptions, asteroids

5. Asteroid impact

6. Homo sapiens

Mengapa di Indonesia Terdapat Lebih dari Satu Zona Biogeografi?

Indonesia memiliki lebih dari satu zona biogeografi karena posisinya yang strategis di antara benua Asia dan Australia serta samudera Pasifik dan Hindia. Keberagaman iklim dan lingkungan, mulai dari hutan hujan tropis hingga pegunungan, ditunjang oleh variasi ketinggian dan tipe tanah. Proses evolusi selama jutaan tahun, termasuk pemisahan dan penyatuan pulau-pulau, menghasilkan spesies endemik di setiap zona. Hal ini menjadikan Indonesia sangat kaya akan keragaman hayati, dengan zona biogeografi seperti Sunda dan Sahul yang mencerminkan perbedaan flora dan fauna di kepulauan.

Notes

Punah: Spesies ini jumlahnya kurang dari sekian (tertentu). Jika suatu spesies tidak terlihat dalam jangka waktu tertentu.

CO2: Menangkap panas

Sumber Daya Alam (minyak bumi, arang, batu bara): Terbentuk dari kepunahan tumbuhan dan hewan di masa lalu.

Kepunahan mamut: Disebabkan oleh Human Overhunting

Teori Lempeng Tektonik (Continental Drift):

Kerak bumi (Litosfer) memiliki lempengan-lempengan (plate tectonic) seluruh daratan dan air kita berada di atas lempeng ini. Lempeng-lempeng ini terus bergerak.

Benua-benua yang ada saat ini dulunya satu kesatuan benua (supercontitent) kemudian bergerak menjauh melepaskan diri.

Bagaimana Lempeng Tektonik Membentuk Bumi?

Pergerakan lempeng bumi terjadi karena adanya proses naiknya batuan panas dari dalam bumi ke permukaan, yang dipanaskan oleh inti bumi. Saat mencapai permukaan, batuan tersebut menyebar ke dua arah dan bergerak secara lateral. Seiring waktu, batuan ini mulai kehilangan panas dan akhirnya tenggelam kembali ke dalam bumi. Proses penyebaran ini secara perlahan-lahan menyeret kerak bumi, menyebabkan pergerakan benua. Ketika lempeng-lempeng bertabrakan, batuan di dasar laut yang mengandung karbon dari plankton yang telah mati terbawa jauh ke dalam bumi. Saat batuan ini turun ke lapisan yang lebih dalam dan memanas, ia meleleh dan melepaskan karbon dioksida, yang kemudian dilepaskan kembali ke atmosfer selama letusan gunung berapi. Siklus geologis ini terus berulang, menghubungkan pergerakan benua dan pelepasan gas ke atmosfer.

Teori Pergeseran Benua yang dikemukakan oleh Alfred Wegener

Menurut teori ini, pada awalnya tidak semua benua berdiri sendiri-sendiri, melainkan membentuk satu massa daratan besar yang disebut Pangaea, yang berarti "seluruh bumi." Samudera besar yang mengelilingi massa daratan tunggal ini disebut Panthalassa, yang artinya "seluruh air." Wegener berpendapat bahwa sekitar 200 juta tahun yang lalu, Pangaea mulai terpecah. Pertama-tama, Pangaea terbagi menjadi dua benua besar yang diberi nama Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Kedua benua besar ini kemudian terus terpecah menjadi benua-benua yang kita kenal sekarang. Teori ini dikenal sebagai teori pergeseran benua Alfred Wegener.

Timelapse Contitental Drift (Terbentuknya Benua)

• Rodinia 900 Ma (Rodinia)

• Permian 250 Million Years Ago (Pangaea)

• Triassic 200 Million Years Ago (Laurasia & Gondwana)

• Jurassic 145 Million Years Ago (Pangaea Berpisah)

• Cretaceous 65 Million Years Ago (Pangaea Berpisah)

• Present Day (Benua Saat Ini)

Kaitan Lempeng Tektonik dengan Kehidupan di Bumi

1. Suhu dan Iklim: Pergerakan lempeng tektonik mempengaruhi posisi benua dan lautan, yang berdampak pada pola sirkulasi atmosfer dan laut. Hal ini mempengaruhi distribusi panas global, yang akhirnya memengaruhi iklim dan suhu di berbagai wilayah di Bumi.

2. Habitat: Aktivitas lempeng tektonik menciptakan berbagai bentuk daratan, seperti pegunungan, lembah, dan pulau. Struktur-struktur ini memengaruhi habitat makhluk hidup, memungkinkan keberagaman ekosistem dan spesies.

3. Bertambah dan Berkurangnya Biodiversitas: Pergerakan lempeng menyebabkan perubahan lingkungan, seperti letusan gunung berapi dan gempa bumi, yang bisa memusnahkan spesies atau menciptakan habitat baru. Pergeseran benua juga memungkinkan spesies baru berkembang karena isolasi geografis.

4. Sumber Daya Alam untuk Kehidupan: Aktivitas tektonik membentuk sumber daya alam seperti minyak, gas, dan mineral. Proses ini penting untuk kehidupan manusia, karena menyediakan energi, bahan baku, dan sumber pangan melalui proses geologis seperti erupsi vulkanik dan tektonik gunung.

   
   

Waktu Geologis & Kepunahan Massal

• Archean

• Peoterozoik

• Paleozoic

• Mesozoik

• Cenozoik

  
  

The Big Five

1. Late Ordovician

   Penyebab:

   • Awal mula siklus glasial di Bumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut

   • Gondwana terletak di kutub

   • Minimnya CO2 di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa memerangkap panas

2. Late Devonian

   Penyebab:

   • Perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat

   • Terlalu banyaknya tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam

3. End Permian “The Great Dying”

   Penyebab:

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam

   • Perubahan kimia atmosfer

   • Perubahan kimia dan sirkulasi laut

Sekitar 252 juta tahun yang lalu baik di laut atau di darat tidak ada tempat yang aman. Peristiwa yang terjadi adalah letusan gunung berapi besar yang dikenal sebagai perangkap Siberia, yang melepaskan sejumlah besar magma, karbon dioksida, dan metana. Letusan ini menyebabkan pembakaran cekungan batu bara terbesar di dunia, serta simpanan gas dan minyak di sana. Akibat kombinasi letusan dan pembakaran ini, konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer meningkat pesat, menyebabkan suhu juga meningkat drastic, mungkin antara 122-140 derajat Fahrenheit di darat, dan hingga 104 derajat di lautan. Sistem terumbu karang runtuh akibat peningkatan keasaman dan penurunan oksigen di air laut. Di darat, situasinya tidak lebih baik. Dalam kondisi tersebut, jika berusaha bertahan hidup, mungkin pilihan terbaik adalah menjadi makhluk hibernasi yang dapat memakan apa pun yang ada dan tidak memerlukan banyak oksigen. Dalam skala dari mati hingga berkembang, kemungkinan besar mahluk hidup akan menghadapi kematian.

4. End Triassic

   Penyebab:

   • Salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi besar di tempat yang sekarang dikenal sebagai Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal.

   • Teori lain adalah bahwa dampak komet atau asteroid menyebabkan kepunahan.

5. End Cretaceous

   Penyebab:

   • Jatuhnya asteroid

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Perubahan kimia atmosfer dan lautan

     
     

Kepunahan Masal

1. Probable cause intense Ice Age

2. Drastic drop in oxygen levels

3. Asteroid impacts, intensive volcanic activity

4. In debate: massive volcanic eruptions, asteroids

5. Asteroid impact

6. Homo sapiens

Mengapa di Indonesia Terdapat Lebih dari Satu Zona Biogeografi?

Indonesia memiliki lebih dari satu zona biogeografi karena posisinya yang strategis di antara benua Asia dan Australia serta samudera Pasifik dan Hindia. Keberagaman iklim dan lingkungan, mulai dari hutan hujan tropis hingga pegunungan, ditunjang oleh variasi ketinggian dan tipe tanah. Proses evolusi selama jutaan tahun, termasuk pemisahan dan penyatuan pulau-pulau, menghasilkan spesies endemik di setiap zona. Hal ini menjadikan Indonesia sangat kaya akan keragaman hayati, dengan zona biogeografi seperti Sunda dan Sahul yang mencerminkan perbedaan flora dan fauna di kepulauan.

Notes

Punah: Spesies ini jumlahnya kurang dari sekian (tertentu). Jika suatu spesies tidak terlihat dalam jangka waktu tertentu.

CO2: Menangkap panas

Sumber Daya Alam (minyak bumi, arang, batu bara): Terbentuk dari kepunahan tumbuhan dan hewan di masa lalu.

Kepunahan mamot: Disebabkan oleh Human Overhunting

Bumi adalah planet yang kaya akan keindahan dan kehidupan. Permukaan Bumi, dihiasi dengan gunung-gunung dan ekosistem yang beragam, dibentuk melalui proses tektonik yang berlangsung lambat seperti pengangkatan, sedimentasi, dan erosi. Namun, bentuk permukaan ini juga dipengaruhi oleh proses-proses dramatis seperti vulkanisme, gempa bumi, dan peristiwa besar lainnya, termasuk jatuhan meteorit. Konsep uniformitarianisme (Hutton-Lyell) menjelaskan bahwa proses-proses ini berlangsung secara seragam sepanjang sejarah geologi, sementara konsep katastropisme menyoroti dampak bencana geologis yang dapat mengubah wajah Bumi secara drastis.

• Old Geology: Teori ini, yang dipopulerkan oleh Carles Lyell pada tahun 1830, menyatakan bahwa benua dan samudera tidak mengalami pergerakan (fixis), dan perubahan hanya terjadi pada bagian permukaan yang berlangsung evolusioner.

• New Geology: Pada tahun 1968, McKenzie dan Robert Parker mengemukakan pandangan baru bahwa benua dan samudera mengalami pergerakan (mobile). Teori ini dikenal sebagai tektonik lempeng, yang menjadi paradigma baru dalam ilmu kebumian.

Dasar Teori Tektonik Lempeng

a. Continental Drift

Alfred Wegener mengusulkan teori ini pada awal abad ke-20. Dalam bukunya “The Origin of Continents and Oceans,” ia menjelaskan bahwa semua benua pernah menyatu dalam satu massa daratan raksasa bernama Pangea. Menurut Wegener, sekitar beberapa ratus juta tahun yang lalu, Pangea terbelah dan benua-benua mulai melayang ke posisi saat ini. Titik tolak teori ini mencakup kesamaan garis kontur pantai benua Amerika dan Eropa, serta kesamaan flora dan fauna di tempat yang bertemu.

• Rodinia (1,1 miliar - 750 juta tahun yang lalu)

  Rodinia adalah salah satu superbenua tertua yang terbentuk sekitar 1,1 miliar tahun yang lalu. Pembentukannya disebabkan oleh gerakan lempeng tektonik yang menyatukan benua-benua kecil di Bumi pada waktu itu. Sekitar 750 juta tahun yang lalu, Rodinia mulai terpecah akibat aktivitas geologi, memicu pembentukan lautan baru dan pemisahan benua-benua.

• Pangea (335 - 175 juta tahun yang lalu)

  Setelah Rodinia terpecah, sekitar 335 juta tahun yang lalu, benua-benua kembali menyatu membentuk Pangea, sebuah superbenua yang mengumpulkan hampir seluruh daratan di Bumi. Pangea dikelilingi oleh lautan besar yang disebut Panthalassa. Sekitar 175 juta tahun yang lalu, Pangea mulai terpecah kembali akibat pergerakan lempeng tektonik.

• Laurasia dan Gondwana

  Pangea terpisah menjadi dua massa daratan besar yaitu Laurasia di utara dan Gondwana di selatan sekitar 200 juta tahun yang lalu pada periode Jura. Laurasia terdiri dari wilayah yang saat ini menjadi Amerika Utara, Eropa, dan Asia utara. Gondwana terdiri dari wilayah yang menjadi Amerika Selatan, Afrika, Australia, Antarktika, dan India.

• Pemisahan Pangea hingga Saat Ini

  Laurasia terpecah menjadi Amerika Utara, Eropa, dan Asia. Gondwana terpecah menjadi benua-benua di belahan bumi selatan, yaitu Amerika Selatan, Afrika, India, Australia, dan Antarktika. Proses pemisahan ini terjadi akibat pergerakan lempeng tektonik, yang masih terus berlangsung hingga hari ini. Inilah yang membentuk konfigurasi benua yang kita kenal sekarang. Samudra Atlantik terbuka karena pergerakan menjauh dari lempeng Eurasia dan Amerika Utara, sementara India bergerak ke utara, membentuk pegunungan Himalaya. Pergerakan lempeng tektonik yang memisahkan Pangea menghasilkan formasi benua-benua modern dan terus mendorong pergerakan serta perubahan lanskap bumi secara perlahan (Wang et al., 2023).

b. Convection Current Theory

Vening Meinesz dan Harry Hess menyatakan bahwa pergerakan lempeng disebabkan oleh arus konveksi dalam astenosfer Bumi, yang dihasilkan oleh peluruhan unsur radioaktif, gradien geotermis, dan panas yang tersimpan dari pembentukan planet.

c. Sea Floor Growth

Pada tahun 1963, ditemukan bahwa pergerakan lempeng yang saling menjauh menyebabkan terbentuknya punggungan tengah di dasar samudera.

Pergerakan Tektonik

a. Divergen

Pergerakan saling menjauh, di mana lempeng baru terbentuk melalui solidifikasi material mantel yang naik. Proses ini menghasilkan punggungan tengah samudera dan aktivitas vulkanisme laut dalam.

b. Convergen

Dalam pergerakan saling mendekat, lempeng samudera mendorong ke benua, di mana kerak samudera tertekan ke dalam mantel. Ini menciptakan zona subduksi dan pembentukan pegunungan vulkanik dengan magma yang kaya akan basalt.

c. Transform Fault

Pergerakan saling berpapasan antara lempeng, yang menghasilkan aktivitas vulkanisme lemah dan gempa yang tidak terlalu kuat.

Bagaimana Tektonik Membentuk Kehidupan Bumi?

Lempeng mengatur pertukaran materi antara interior Bumi dan permukaan melalui aktivitas vulkanik dan subduksi. Elemen penting seperti karbon, nitrogen, dan oksigen dihasilkan dan didaur ulang, mendukung kehidupan. Aktivitas vulkanik yang dihasilkan oleh pergerakan lempeng melepaskan air dan gas ke atmosfer, menciptakan kondisi yang mendukung terbentuknya lautan dan udara yang dapat mendukung kehidupan. Proses tektonik mendorong pembentukan kerak benua, menyediakan habitat bagi organisme darat. Pergerakan lempeng juga menghasilkan pegunungan dan cekungan, yang penting untuk keanekaragaman hayati.

Apa Hubungan Tektonik dengan Bumi?

Proses pergerakan lempeng menciptakan habitat yang mendukung keanekaragaman hayati dan evolusi spesies. Lempeng memastikan air dan gas terdistribusi dengan baik, menjaga keseimbangan siklus air yang esensial bagi kehidupan. Meskipun dapat menyebabkan bencana, lempeng juga membantu memulihkan keseimbangan ekosistem, mendukung evolusi spesies baru setelah peristiwa kepunahan (Wang et al., 2023).

Kepunahan massal memiliki dampak signifikan dalam membentuk kehidupan di Bumi. Berdasarkan artikel tersebut, berikut adalah lima peristiwa kepunahan massal yang telah membentuk kehidupan di Bumi dan pengaruhnya pada evolusi serta biodiversitas saat ini:

a. Kepunahan Ordovisium-Silur (sekitar 443 juta tahun yang lalu)

Penyebabnya adalah perubahan iklim yang dipicu oleh gletser, penurunan permukaan laut, dan perubahan suhu global. Dampaknya megakibatkan sebanyak 85% spesies laut punah, terutama kehidupan laut seperti trilobita dan brachiopoda. Kepunahan ini membuka peluang bagi evolusi spesies laut baru, seperti ikan bertulang belakang dan tumbuhan darat.

b. Kepunahan Devon Akhir (sekitar 359 juta tahun yang lalu

Penyebabnya emungkinan karena perubahan iklim yang menyebabkan kehabisan oksigen di lautan. Dampaknya menyebabkan kehilangan sebagian besar spesies laut, terutama terumbu karang. Kepunahan ini memfasilitasi adaptasi dan munculnya spesies darat, seperti tetrapoda dan tumbuhan vaskular.

c. Kepunahan Perm-Trias (sekitar 252 juta tahun yang lalu)

Penyebabnya ialah aktivitas vulkanik besar-besaran di Siberia, perubahan iklim ekstrem, dan anoksia (kekurangan oksigen) di laut. Dampaknya adalah kepunahan massal terbesar yang memusnahkan 96% kehidupan laut dan 70% kehidupan darat. Setelah kepunahan ini, munculnya dinosaurus menjadi dominan selama jutaan tahun berikutnya.

d. Kepunahan Trias-Jura (sekitar 201 juta tahun yang lalu)

Penyebabnya adalah aktivitas vulkanik intens di wilayah Atlantik Tengah dan perubahan iklim yang drastis. Dampak dari kepunahan ini ialah 80% spesies hilang, termasuk reptil laut dan amfibi besar. Peristiwa ini memberi jalan bagi dinosaurus untuk mendominasi daratan selama periode berikutnya, yaitu Zaman Jura.

e. Kepunahan Kapur-Paleogen (sekitar 66 juta tahun yang lalu)

Dampak asteroid besar di Semenanjung Yucatán yang menyebabkan perubahan iklim mendadak dan kebakaran global. Kepunahan ini memusnahkan dinosaurus non-unggas, serta banyak spesies lainnya. Punahnya dinosaurus membuka jalan bagi mamalia untuk berkembang dan mendominasi Bumi, yang pada akhirnya mengarah pada evolusi manusia (Cowie etal., 2023).

Bagaimana Kepunahan Massal Membentuk Kehidupan Saat Ini?

Kepunahan Massal Keenam sedang berlangsung, di mana aktivitas manusia menjadi penyebab utama. Seperti yang dijelaskan, tingkat kepunahan spesies, khususnya invertebrata, meningkat jauh melebihi tingkat alami. Efek dari kepunahan ini mempengaruhi ekosistem, merusak rantai makanan, dan mengurangi keanekaragaman hayati, yang semuanya penting untuk kesehatan planet ini. Namun, kepunahan massal juga mendorong evolusi. Setelah setiap kepunahan besar, spesies yang bertahan berkembang biak dan mengisi ceruk ekologi yang kosong, menghasilkan munculnya spesies baru yang lebih adaptif. Contoh nyatanya adalah bagaimana mamalia berevolusi setelah kepunahan dinosaurus. Kepunahan saat ini juga bisa membentuk masa depan kehidupan di Bumi dengan cara serupa, meskipun laju perubahan sangat cepat karena campur tangan manusia. Manusia berperan dalam memilih apakah akan mengurangi dampak kepunahan ini atau menerima kepunahan sebagai bagian dari proses alami (Cowie etal., 2023).

Referensi:

Cowie,R. H., Philippe, B. & Benoît, F. (2023). The Sixth Mass Extinction: fact, fiction or speculation?. Biol Rev Camb Philos Soc, 97(2), 640–663.

Wang, Z., Junfeng, Z., Keqing, Z., Timothy, M. K., Yanxin, W. (2023).Plate Tectonics: The Stabilizer of Earth’s Habitability. Journal of Earth Science, 20 (20), 1-18.

A. Lempeng Tektonik (Tectonic plate)

Struktur internal bumi terbagi ke dalam beberapa lapisan:

1. Kerak Bumi (Crust)

2. Astenosfer

3. Mantel

4. Lapisan Cair (Liquid)

5. Lapisan Padat (Solid)

Kerak bumi yang dikenal sebagai litosfer, terdiri dari lempeng-lempeng tektonik yang menopang seluruh daratan dan lautan. Lempeng-lempeng ini terus bergerak secara perlahan. Dahulu, benua-benua yang ada sekarang merupakan bagian dari satu benua besar atau superkontinen, yang kemudian terpisah dan bergerak menjauh satu sama lain.

B. Terbentuknya Benua (Continental Drift)

Teori Pergeseran Benua yang dikemukakan oleh Alfred Wegener menyatakan bahwa pada awalnya, semua benua tergabung dalam satu daratan besar bernama Pangaea, dikelilingi oleh samudera luas bernama Panthalassa. Sekitar 200 juta tahun yang lalu, Pangaea mulai terpecah menjadi dua benua besar: Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Selanjutnya, kedua benua ini terus terpisah hingga membentuk benua-benua yang ada saat ini. Teori ini dikenal sebagai teori pergeseran benua. Awalnya semua daratan di Bumi menyatu membentuk sebuah superkontinen yaitu Rodinia.

1. Rodinia

   Rodinia adalah superkontinen tertua yang diperkirakan terbentuk sekitar 1,1 miliar tahun lalu pada era Proterozoikum. Benua-benua kecil bergabung membentuk Rodinia, yang mulai terpecah sekitar 750 juta tahun lalu akibat aktivitas tektonik, menyebabkan terbentuknya samudra baru dan daratan terpisah. Ini adalah siklus awal dalam sejarah pembentukan dan pemecahan benua

2. Pangea

   Terbentuk sekitar 335 juta tahun lalu pada akhir paleozoikum dan bertahan hingga 200 juta tahun lalu di awal Mesozoikum. Pangaea menyatukan hampir semua daratan di bumi dalam satu superkontinen. Sekitar 200 juta tahun lalu, pangaea mulai terpecah karena pergerakan lempeng tektonik, membentuk benua-benua yang ada sekarang.

3. Laurasia & Gondwana

   Laurasia: Terletak di utara, mencakup Amerika Utara, Eropa, dan Asia (kecuali India). Laurasia terus bergerak dan terpecah menjadi benua-benua di belahan bumi utara saat ini. Gondwana: Terletak di selatan, mencakup Afrika, Amerika Selatan, Antartika, Australia, dan India. Gondwana juga perlahan terpecah, membentuk benua-benua di belahan bumi Selatan

4. Modern world

   Era Modern World merujuk pada kondisi benua saat ini yang terbentuk dari pergerakan lempeng tektonik selama jutaan tahun setelah pecahnya Laurasia dan Gondwana. Benua-benua modern, seperti Afrika, Amerika Utara, Amerika Selatan, Eropa, Asia, Australia, dan Antartika, berada di posisi sekarang akibat pergerakan ini. Aktivitas lempeng tektonik terus berlanjut, menyebabkan gempa bumi dan vulkanisme, serta memengaruhi posisi benua di masa depan.

Kaitannya lempeng tektonik dengan kehidupan bumi berpengaruh pada: Suhu Iklim, habitat, bertambah dan berkurangnya biodiversity, sumber daya alam untuk kehidupan

C. Waktu Geologi (Geological Time)

1. Archean (mulai sekitar 4,000 juta tahun lalu): Kehidupan pertama muncul, berupa bakteri dan organisme bersel satu. Terbagi menjadi Eoarchean, Paleoarchean, Mesoarchean, dan Neoarchean.

2. Proterozoic (mulai sekitar 2,500 juta tahun lalu): Periode di mana kehidupan multiseluler muncul, termasuk alga dan jejak pertama hewan. Terbagi menjadi Paleoproterozoic, Mesoproterozoic dan Neoproterozoic.

3. Paleozoic (dimulai sekitar 541 juta tahun lalu): Ditandai dengan evolusi pesat kehidupan hewan, termasuk Cambrian (munculnya hewan dengan cangkang seperti trilobita dan ubur-ubur), Ordovician (munculnya tumbuhan darat pertama dan banyak hewan bercangkang), dan Silurian (munculnya ikan dan koral). Devonian, Carboniferous, dan Permian, di mana makhluk laut seperti ikan dan karang muncul, disusul oleh amfibi, serangga dan reptil darat.

4. Mesozoic: Era dinosaurus (Triassic, Jurassic dan Cretaceous), Pada masa ini, dinosaurus mendominasi, bersama dengan tumbuhan berbiji, konifer, dan mamalia pertama. Burung dan reptil laut juga muncul pada era ini.

5. Cenozoic: Era di mana mamalia berkembang pesat setelah punahnya dinosaurus. Dalam periode Paleogene dan Neogene, berbagai jenis mamalia besar muncul, termasuk manusia di akhir periode Quarernary

D. Kepunahan Massal (Mass Extinction)

Definisi punah adalah jumlah spesies kurang dari sekian jumlah tertentu atau spesiesnya sudah tidak terlihat dalam jangka waktu tertentu

1. Kepunahan Ordivician (sekitar 445 juta tahun lalu): Peristiwa ini kemungkinan besar disebabkan oleh perubahan iklim drastis, termasuk periode pembekuan yang mengurangi suhu global dan menurunkan permukaan laut. Ini menyebabkan hilangnya habitat laut dangkal yang dihuni banyak organisme, serta perubahan kandungan oksigen di lautan.

2. Kepunahan Devonian (sekitar 360-375 juta tahun lalu): Penyebabnya awal mula siklus glasial di bumi dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut, Gondwana terletak di kutub dan minimnya CO₂ di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa merangkap panas.

3. Kepunahan Permian (sekitar 252 juta tahun lalu): Penyebabnya Aktivitas gunung berapi, perubahan iklim, penurunan kadar oksigen di laut dalam, perubahan kimia atmosfer dan perubahan kimia serta sirkulasi laut

4. Kepunahan Triassic - Jurassic (sekitar 145 juta tahun lalu): Peristiwa ini kemungkinan disebabkan oleh aktivitas vulkanik intens yang memicu perubahan iklim global. Gas-gas yang dilepaskan dari letusan menyebabkan pemanasan global, pengasaman laut, dan krisis oksigen, yang menghancurkan banyak spesies laut dan darat.

5. Kepunahan Cretaceous (sekitar 66 juta tahun lalu): Ini adalah kepunahan yang memusnahkan dinosaurus non-unggas. Penyebab utamanya adalah tumbukan asteroid besar di wilayah yang sekarang dikenal sebagai Semenanjung Yucatán, Meksiko. Dampaknya menyebabkan kebakaran global, tsunami, dan pelepasan debu yang menghalangi sinar matahari, sehingga menurunkan suhu Bumi secara drastis.

Jika kepunahan massal tidak pernah terjadi, evolusi kehidupan di Bumi akan mengambil arah yang sangat berbeda. Peristiwa-peristiwa seperti kepunahan dinosaurus memberi ruang bagi spesies baru untuk muncul. Tanpa itu, spesies yang sudah dominan mungkin tetap menguasai ekosistem, membatasi perkembangan kelompok lain seperti mamalia dan burung.

Indonesia memiliki lebih dari satu zona biografi karena letak geografisnya yang unik serta variasi iklim, geologi, dan sejarah evolusi yang berbeda-beda di setiap wilayah. Berikut beberapa faktor utama yang menyebabkan keberagaman zona biografi di Indonesia diantaranya: Letak Geografis yang Strategis, Kepulauan yang Terpisah, Zona Transition , Variasi Iklim dan Ekosistem serta Sejarah Geologi yang Kompleks

diperkenalkan oleh Alfred Wegner yang mengemukakan bahwa benua itu dulunya hanya ada 1 yang disebut (super continent) yang kemudian bergerak menjauh dan terbentuk lah bumi modern seperti saat ini. Timelapse terbentuknya benua yaitu berawal dari Rodinia kemudian Pangea kemudian menjadi Laurasia dan Gondwana.

Kaitan Lempeng Tektonik dengan kehidupan:

1. suhu dan iklim

2. habitat

3. bertambah dan berkurangnya biodiversity

4. Sumber daya alam untuk kehidupan

Perlu diketahui CO₂ yang terdapat dibumi sangat penting untuk kehidupan. Bila CO₂ sangat rendah maka kondisi dibumi menjadi sangat dingin (karena cahaya akan keluar dari lapisan ozon) sebaliknya jika CO₂ sangat tinggi maka bumi akan panas.

5 Kepunahanyang terjadi di bumi:

1. Ordovician (Suhu dingin yang extreme)

   1. sekitar 60/70% kepunahan spesies.

   2. awal mula siklus glasial di bumi dan perubahan yang terjadi di permukaan laut.

   3. Gondwana terletak di kutub

   4. minimnya CO₂ di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa menangkap panas.

2. Devonian (Penurunan oksigen drastis)

   1. sekitar 75% kepunahan spesies.

   2. perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat. terlalu banyak tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi.

   3. penurunan kadar oksigen di laut dalam

3. Permian/The Great Dying (Asteroid dan aktivitas gunung vulkanik)

   1. sekitar 95% kepunahan spesies.

   2. aktivitas gunung berapi.

   3. perubahan iklim.

   4. penurunan kadar oksigen di laut dalam.

   5. perubahan kimia atmosfer.

   6. perubahan kimia dan sirkulasi laut.

4. Triassic-Jurassic (Erupsi gunung dan asteroid)

   1. sekitar 70/80% kepunahan spesies.

   2. salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi di CAMP melepaskan sejumlah gas rumah kaca yang menyebabkan gas rumah kaca

   3. dampak dari asteroid atau komet yang menyebabkan kepunahan.

5. Cretaceous (meteor)

   1. sekitar 75% kepunahan spesies.

   2. jatohnya asteroid ke bumi

   3. aktivitas gunung berapi.

   4. perubahan iklim

   5. perubahan kimia atmosfer dan lautan

Zona Biogeografi Indonesia

Indonesia dilewati oleh garis Wallance dan garis Weber karena garis ini menyebabkan fauna biogeografi Indonesia dibagi menjadi 3 wilayah:

1. Fauna Asiatis

2. Fauna Peralihan (endemik)

3. Fauna Australis

Aktivitas tektonik, seperti pergerakan lempeng benua, dapat menyebabkan perubahan geologis dan lingkungan yang signifikan dalam jangka waktu yang lama. Perubahan ini meliputi pembentukan pegunungan, terbukanya atau tertutupnya jalur samudra, serta perubahan ketinggian permukaan laut. Proses-proses tektonik ini mampu mengubah habitat dan ekosistem, sehingga memberikan tekanan besar terhadap komunitas biotik. Misalnya, pembentukan pegunungan dapat mempengaruhi pola iklim, sedangkan pembukaan jalur samudra dapat mengubah arus laut dan suhu lingkungan.

Meskipun proses tektonik umumnya berlangsung sangat lambat (jutaan hingga ratusan juta tahun), terkadang proses tersebut mencapai ambang batas kritis yang memicu perubahan lingkungan secara cepat. Sebagai contoh, awal mula glasiasi dapat terjadi relatif cepat dalam istilah geologis, yang menyebabkan pendinginan besar-besaran dan hilangnya habitat. Perubahan yang cepat ini sering kali menciptakan kondisi yang terlalu ekstrem bagi banyak spesies untuk beradaptasi, sehingga meningkatkan tingkat kepunahan.

Lima Kepunahan Massal Terbesar dalam Sejarah Bumi:

1. Kepunahan Ordovisium-Silur:

Sekitar 85% spesies di Bumi, terutama organisme laut, mengalami kepunahan. Kepunahan ini terjadi bersamaan dengan zaman es yang dipicu oleh pembentukan Pegunungan Appalachian, serta penurunan kadar CO₂ di atmosfer. Perubahan tektonik ini memicu penurunan suhu global dan penyusutan habitat laut akibat turunnya permukaan laut.

2. Kepunahan Devon Akhir:

Sekitar 75% spesies, terutama kehidupan laut, punah. Aktivitas vulkanik dan pembentukan dataran tinggi besar yang terkait dengan pergerakan lempeng menyebabkan perubahan signifikan dalam iklim dan siklus karbon. Letusan vulkanik besar juga melepaskan gas rumah kaca yang mengubah kondisi atmosfer dan laut.

3. Kepunahan Perm-Trias:

Kepunahan terbesar dalam sejarah Bumi, menghilangkan sekitar 96% spesies laut dan 70% spesies darat. Letusan vulkanik besar di wilayah Siberia melepaskan sejumlah besar gas beracun dan CO₂ ke atmosfer, yang memicu pemanasan global ekstrem serta pengasaman laut. Aktivitas tektonik juga memicu pelepasan metana dari dasar laut, yang semakin memperburuk pemanasan global dan menciptakan kondisi yang sangat merusak kehidupan.

4. Kepunahan Trias-Jura:

Sekitar 80% spesies, termasuk reptil besar, mengalami kepunahan. Pemecahan superkontinen Pangaea menyebabkan peningkatan aktivitas vulkanik dan pelepasan gas rumah kaca yang memperburuk iklim global. Perubahan iklim ini mengakibatkan kepunahan massal, namun juga membuka jalan bagi dinosaurus untuk mendominasi ekosistem darat setelahnya.

5. Kepunahan Kapur-Paleogen:

Sekitar 75% spesies, termasuk dinosaurus non-unggas, punah. Selain dampak asteroid yang dianggap sebagai penyebab utama, aktivitas vulkanik di wilayah Dekan Traps, India, melepaskan sejumlah besar gas beracun dan CO₂ ke atmosfer, yang mengubah iklim global secara dramatis dan berkontribusi pada kepunahan massal ini.

Setiap peristiwa kepunahan massal di atas memiliki keterkaitan yang erat dengan aktivitas tektonik. Aktivitas tektonik tidak hanya memicu letusan vulkanik besar, perubahan siklus karbon, dan pemanasan global, tetapi juga menciptakan kondisi lingkungan yang ekstrem yang terlalu cepat bagi banyak spesies untuk beradaptasi. Pergerakan lempeng tektonik dan dampak geologis lainnya menjadi faktor penting dalam berbagai kepunahan massal yang terjadi sepanjang sejarah Bumi.

Reference:

Algeo, T.J., & Shen, J. (2023). Theory and classification of mass extinction causation. National Science Review, 11 (nwad237), 1-21.

Teori Lempeng Tektonik (continental drift)

Alfred Wagnet mengungkapkan bahwa benua-benua yang ada saat ini dahulunya merupakan satu kesatuan benua (supercontinent) yang disebut Pangaea (artinya semua daratan) yang dikelilingi oleh Panthalassa (semua lautan). yang kemudian bergerak menjauh melepaskan diri. Benua tunggal Pangea itu mulai pecah pada 195 juta dan 170 tahun yang lalu dalam beberapa fase. Perpecahan itu disebabkan oleh pergerakan lempeng seperti yang pada awalnya membuat benua ini muncul.

Secara penanggalan, pecahnya Pangea bertepatan pada awal zaman Jurassic. Pada masa ini, Samudra Atlantik Tengah terbuka yang membuat Gondwana (terdiri dari Afrika, Amerika Selatan, Antarktika, India, dan Australia) mulai berpisah dengan Laurasia (Eruasia dan Amerika Utara). Keretakan ini terjadi di sepanjang lapisan yang sebelumnya bersatu.

Gondwana yang berada di selatan terpecah membentuk Afrika dan Amerika Selatan yang terpecah. India pun ternyata memiliki lempengan sendiri yang membuatnya bergerak hingga menabrak Eurasia. Sementara di bagian utara, Laurasia terpecah menjadi dua bagian sekitar 60 juta tahun silam di bagian barat. Amerika Utara bergerak berpisah dari Eurasia.

Awal benua terbentuk yaitu Rodiana, Pangea, kemudian terakhir yaitu Laurasia dan Gondwana.

Lempeng tektonik mempunyai kaitan dengan kehidupan

1.       Suhu dan iklim

2.       Habitat

3.       Bertambah dan berkurangnya biodiversity

4.       Sumber daya alam untuk kehidupan

Jika CO2 sangat rendah akan berakibat pada kondisi bumi yang menjadi dingin karena Cahaya akan keluar dari lapisan ozon. Sebaliknya jika CO2 dangat tinggi akan maka kondisi bumi akan sangat panas dan terjadi kepunahan massal.

Waktu Geologi (Geological Time)

1.       Archean

2.       Proteozoic

3.       Paleozoic

4.       Mesozoic

5.       Cenozoic

Kepunahan Massal (Mess Extinction)

Punah merupakan suatu spesies jumlahnya kurang dari acuan angka yang telah ditetapkan dan tidak terlihat dalam jangka waktu tertentu. Lempeng tektonik berpengaruh pada kepunahan.

1.       Ordovician (suhu dingin yang extreme)

·       Awal mula siklus glasial di Bumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut

·       Gondwana terletak di kutub

·       Minimnya CO2 di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa memerangkap panas

2.       Devonian (penurunan oksigen diarea laut secara drastis)

·       Perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat. Terlalu banyaknya tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi.

·       Penurunan kadar oksigen di laut dalam

3.       Permian / The great dying (asteroid dan gunung vulkanik)

·       Aktivitas gunung berapi

·       Perubahan iklim

·       Penurunan kadar oksigen di laut dalam

·       Perubahan kimia atmosfer

·       Perubahan kimia dan sirkulasi laut

4.       Triassic – Jurassic (asteroid dan erupsi gunung)

·  Salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi besar di tempat yang sekarang dikenal sebagai Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal.

·       Teori lain adalah bahwa dampak komet atau asteroid menyebabkan kepunahan

Jatuhnya asteroid

5.       Cretaceous (asteroid)

·       Aktivitas gunung berapi

·       Perubahan iklim

·       Perubahan kimia atmosfer dan lautan

Zona Biogeografi

Indonesia memiliki lebih dari satu zona biogeografi karena letak geografisnya yang stategis yaitu diantara benua Asia dan Australia serta Samudra Hindia dan Pasifik hal ini menyebabkan kawasannya memiliki pola biogeografis atau sebaran flora dan fauna yang unik pula. Indonesia terbagi menjadi dua zona biogeografis, yaitu Indo-Malaya serta Australasia, bahkan berada ditengah-tengah keduanya.

Lokasi yang strategis ini menjadikan Indonesia menjadi salah satu negara dengan kekayaan keanekaragaman hayati terbesar dunia termasuk jenis-jenis endemik. Zona sebaran di Indonesia terbagi menjadi 3 pola, yaitu asiatis, peralihan dan australis.

Bumi kita terbentuk dari beberapa lapisan. Lapisan terluar yang keras disebut litosfer, yang terdiri dari kerak dan bagian atas mantel. Litosfer ini pecah menjadi beberapa bagian besar yang disebut lempeng tektonik. Lempeng-lempeng ini bergerak sangat lambat, hanya sekitar 3 cm per tahun, mengambang di atas lapisan yang lebih lunak yang disebut astenosfer. Meskipun lambat, gerakan ini menyebabkan banyak peristiwa di permukaan Bumi, seperti gempa bumi, gunung meletus, dan pembentukan pegunungan.

Lempeng-lempeng ini bergerak karena beberapa alasan. Pertama, panas dari dalam Bumi menyebabkan aliran konveksi di mantel, yang mendorong lempeng. Kedua, ketika lempeng yang tua dan dingin tenggelam ke dalam mantel, ia menarik bagian lempeng lainnya. Ketiga, pembentukan kerak baru di punggungan tengah samudra mendorong lempeng menjauh. Lempeng bisa bergerak menjauh satu sama lain, bertabrakan, atau bergeser secara horizontal. Semua gerakan ini membentuk benua, lautan, dan pegunungan yang kita lihat sekarang.

Kepunahan Massal

Para ahli geologi membagi periode formasi bumi hingga masa sekarang berdasarkan perubahan yang terjadi pada masing-masing periode tersebut. Kita saat ini berada di era Holosen, yang dimulai sekitar 11.700 tahun yang lalu saat Zaman Es berakhir. Namun, baru ini, sejumlah ilmuwan berpendapat bahwa karena uji coba bom nuklir tahun 1950-an dan ledakan populasi, manusia telah memasuki era baru, yang disebut Anthropocene. Mereka berpendapat bahwa dengan populasi lebih dari tujuh miliar orang, aktivitas manusia telah secara drastis mempengaruhi alam dan kepunahan sejumlah satwa liar.

Perubahan masa kini sejak era Holosen dimana era ini dimulai setelah Zaman Es berakhir, sekitar 11.700 tahun yang lalu. Namun, sekarang ada perdebatan tentang apakah kita telah memasuki era baru, yaitu Anthropocene, yang dipicu oleh uji coba bom nuklir dan ledakan populasi manusia.

Kemudian era Anthropocene, Ilmuwan berpendapat bahwa aktivitas manusia telah secara drastis mempengaruhi alam dan menyebabkan kepunahan satwa liar. Bumi telah mengalami banyak periode kepunahan sebelumnya, tetapi kali ini adalah yang pertama kali disebabkan oleh aktivitas manusia yang sadar.

1. Periode Kepunahan Pertama

   Periode kepunahan pertama terjadi sekitar 443 juta tahun yang lalu, pada akhir periode Ordovisium. Saat itu, Bumi masih hangat dengan kelembaban atmosfer yang ideal untuk kehidupan. Namun, ketika benua tua Gondwana mencapai Kutub Selatan, suhu turun drastis dan es terbentuk di mana-mana, menurunkan permukaan air laut. Penurunan kandungan karbon dioksida di atmosfer dan lautan menyebabkan jumlah tumbuh-tumbuhan menurun secara dramatis, mengakibatkan kekacauan ekosistem. Tanaman tertentu, yang digunakan sebagai sumber makanan, menjadi langka, sehingga sekitar 86% populasi mahluk hidup menghilang dalam waktu tiga juta tahun kemudian. Beberapa organisme yang terkena dampak kepunahan pertama adalah Brachiopoda, Conodont, Acritarchs, Bryozons, dan juga Trilobita yang hidup di lautan.

2. Periode Kepunahan Kedua

   Periode kepunahan kedua terjadi sekitar 359 juta tahun yang lalu, selama Zaman Devon. Hujan meteor yang bertubi-tubi diyakini sebagai salah satu penyebab kepunahan massal. Penyebab lainnya termasuk penurunan drastis tingkat oksigen secara global, meningkatnya aktivitas lempeng tektonik, dan perubahan iklim. Perubahan ini menyebabkan sekitar 75% mahluk hidup mati. Kepunahan pada periode ini berdampak pada kehidupan di laut yang pada saat itu didominasi oleh karang dan stromatoporoida

3. Periode Kepunahan Ketiga

   Periode kepunahan ketiga terjadi sekitar 251 juta tahun yang lalu, pada Zaman Permian. Ini adalah periode kepunahan terbesar dan terburuk yang pernah terjadi di Bumi. Pembentukan benua raksasa Pangaea menyebabkan perubahan besar dalam geologi, iklim, dan lingkungan. Letusan gunung berapi yang berlangsung selama 1 juta tahun melepaskan lava seluas kira-kira 300 juta kilometer persegi dan menghasilkan endapan setebal lebih dari 1.750 meter di Siberian Traps. Letusan tersebut membakar hutan seluas empat kali daratan Korea, menghasilkan sejumlah besar karbon dioksida yang menyebabkan pemanasan global. Akibatnya, metana beku di bawah laut meleleh, menghasilkan efek pemanasan global 20 kali lebih kuat daripada karbon dioksida. Pemanasan global berlangsung selama kurang lebih 10 juta tahun, menyebabkan kekeringan besar-besaran, kekurangan oksigen, dan hujan asam yang membuat tanaman tidak dapat bertahan. Hanya 5% populasi kehidupan di Bumi yang selamat, sementara 95% tewas akibat kekeringan dan perubahan lingkungan

4. Periode Kepunahan Keempat

   Periode kepunahan keempat terjadi sekitar 210 juta tahun yang lalu, pada Zaman Akhir Trias. Pemisahan Pangaea yang lambat menyebabkan gunung berapi terbentuk di kawasan Magmatik Atlantik Tengah. Setelah lonjakan karbon dioksida di atmosfer, pemanasan global dimulai lagi, berlangsung selama delapan juta tahun. Hal ini menyebabkan terumbu karang dan konodon, makhluk laut purba mirip belut, menghadapi krisis serius. Makhluk terumbu karang tidak bertahan. Hujan meteor juga mempercepat penghancuran pada periode ini, sehingga sekitar 80% mahluk hidup, termasuk reptil dan makhluk laut, punah. Selain itu, sejumlah makhluk yang hidup di darat yang punah pada periode ini adalah pseudosuchia, crocodylomorph, theropoda, dan beberapa amfibi besar

5. Periode Kepunahan Kelima

   Periode kepunahan kelima terjadi sekitar 65 juta tahun yang lalu dan lebih dikenal sebagai kepunahan Kapur-Tersier. Ini adalah periode kepunahan massal tercepat, terjadi selama satu sampai 2,5 juta tahun. Kepunahan ini mungkin periode yang paling dikenal karena ini saat dinosaurus disapu bersih dari muka bumi. Para ilmuwan percaya bahwa jatuhnya meteor di Teluk Meksiko saat ini ditambah dengan aktivitas vulkanik tinggi yang menghasilkan sejumlah besar karbon dioksida, membunuh separuh dari populasi hidup di bumi

6. Periode Kepunahan Massal Masa Kini

   Beberapa ilmuwan percaya bahwa kita telah memasuki periode keenam kepunahan sejak 2010. Emisi besar karbon dioksida dari bahan bakar fosil telah mempengaruhi kehidupan banyak tumbuhan dan hewan. Para ilmuwan memprediksi bahwa ini akan mempengaruhi banyak bentuk kehidupan di Bumi dalam tiga sampai empat dekade ke depan. Kepunahan massal ini disebabkan oleh aktivitas manusia yang sadar dan berdampak pada lingkungan dan ekosistem global.

   
   

   
   

Tahukah kamu bahwa benua-benua yang kita kenal sekarang dulunya merupakan bagian dari sebuah superkontinen raksasa? Semua daratan dan lautan di Bumi berada di atas lempeng tektonik yang terus bergerak. Proses ini memecah Pangea menjadi dua bagian, Laurasia dan Gondwana, yang kemudian membentuk benua-benua modern. Pergerakan ini berdampak luas pada iklim, suhu, dan keanekaragaman hayati, serta menghasilkan sumber daya alam seperti batu bara dan minyak bumi.

Dalam sejarah geologi, Bumi telah mengalami lima kepunahan massal, termasuk era Ordovician, Devonian, Permian, Triassic, dan Cretaceous. Berbagai faktor, mulai dari perubahan iklim hingga tumbukan asteroid, menyebabkan kepunahan tersebut. Salah satu yang paling signifikan terjadi pada era Permian, yang dikenal sebagai "The Great Dying," di mana sebagian besar spesies di Bumi punah.

Kepunahan massal ini turut membentuk jalur evolusi kehidupan. Tanpa peristiwa kepunahan tersebut, mungkin manusia saat ini hidup berdampingan dengan makhluk prasejarah yang megah. Namun, kepunahan membuka jalan bagi regenerasi kehidupan, memunculkan spesies-spesies baru yang menarik.

Di Indonesia, terdapat tiga zona biogeografi: Asiatis, Peralihan, dan Australis, masing-masing dihuni oleh fauna endemik yang khas. Zona Asiatis dipenuhi mamalia besar, zona Peralihan menjadi rumah bagi komodo, sementara zona Australis dikenal dengan kanguru dan burung cendrawasih. Pemisahan ini ditandai oleh Garis Wallace dan Garis Webber, mencerminkan keanekaragaman hayati yang luar biasa.

Pertanyaan yang kini mengemuka: Apakah kita akan menghadapi kepunahan massal keenam? Jika emisi karbon dioksida terus meningkat, ancaman kepunahan akibat perubahan iklim bukanlah hal yang mustahil di masa depan.

Nim : 2224220085

Kela : 5A

Tahukah kamu bahwa benua-benua yang kita kenal sekarang dulunya merupakan bagian dari sebuah superkontinen raksasa? Semua daratan dan lautan di Bumi berada di atas lempeng tektonik yang terus bergerak. Proses ini memecah Pangea menjadi dua bagian, Laurasia dan Gondwana, yang kemudian membentuk benua-benua modern. Pergerakan ini berdampak luas pada iklim, suhu, dan keanekaragaman hayati, serta menghasilkan sumber daya alam seperti batu bara dan minyak bumi.

Dalam sejarah geologi, Bumi telah mengalami lima kepunahan massal, termasuk era Ordovician, Devonian, Permian, Triassic, dan Cretaceous. Berbagai faktor, mulai dari perubahan iklim hingga tumbukan asteroid, menyebabkan kepunahan tersebut. Salah satu yang paling signifikan terjadi pada era Permian, yang dikenal sebagai "The Great Dying," di mana sebagian besar spesies di Bumi punah.

Kepunahan massal ini turut membentuk jalur evolusi kehidupan. Tanpa peristiwa kepunahan tersebut, mungkin manusia saat ini hidup berdampingan dengan makhluk prasejarah yang megah. Namun, kepunahan membuka jalan bagi regenerasi kehidupan, memunculkan spesies-spesies baru yang menarik.

Di Indonesia, terdapat tiga zona biogeografi: Asiatis, Peralihan, dan Australis, masing-masing dihuni oleh fauna endemik yang khas. Zona Asiatis dipenuhi mamalia besar, zona Peralihan menjadi rumah bagi komodo, sementara zona Australis dikenal dengan kanguru dan burung cendrawasih. Pemisahan ini ditandai oleh Garis Wallace dan Garis Webber, mencerminkan keanekaragaman hayati yang luar biasa.

Pertanyaan yang kini mengemuka: Apakah kita akan menghadapi kepunahan massal keenam? Jika emisi karbon dioksida terus meningkat, ancaman kepunahan akibat perubahan iklim bukanlah hal yang mustahil di masa depan.

Pergerakan lempeng tektonik adalah proses alami yang membentuk permukaan bumi dan memainkan peran penting dalam distribusi habitat serta pengaturan iklim. Lempeng-lempeng ini bergerak di atas lapisan mantel yang cair dan membentuk fitur geologis seperti gunung, lembah, serta zona gempa dan gunung berapi. Sebagai contoh, tabrakan antara lempeng-lempeng besar, seperti antara lempeng India dan Eurasia, membentuk Pegunungan Himalaya yang terus tumbuh hingga saat ini. Gerakan ini memengaruhi distribusi lautan dan daratan, yang pada gilirannya mempengaruhi pola cuaca dan distribusi kehidupan di seluruh dunia.

Kepunahan massal adalah peristiwa di mana sejumlah besar spesies punah dalam waktu yang relatif singkat akibat perubahan lingkungan yang drastis. Salah satu contoh kepunahan massal yang paling terkenal adalah peristiwa 66 juta tahun yang lalu yang mengakhiri era dinosaurus, kemungkinan besar disebabkan oleh tumbukan asteroid dan letusan vulkanik yang masif. Meski menghancurkan, kepunahan massal membuka peluang evolusi bagi spesies lain untuk berkembang. Setelah kepunahan dinosaurus, mamalia mulai berkembang pesat dan mendominasi ekosistem bumi, yang akhirnya memungkinkan munculnya manusia. Proses ini dikenal sebagai “recovery evolution,” di mana spesies baru muncul dan berkembang menggantikan spesies yang punah.

Lempeng tektonik juga memiliki pengaruh langsung terhadap kepunahan massal melalui fenomena vulkanisme besar-besaran, seperti yang terjadi selama peristiwa “Great Dying” pada akhir periode Permian sekitar 252 juta tahun yang lalu. Aktivitas vulkanik yang ekstrem ini mengubah iklim global secara drastis dan menyebabkan kematian lebih dari 90% spesies di laut. Setelah bencana ini, bumi memerlukan waktu jutaan tahun untuk pulih, tetapi proses seleksi alam memungkinkan munculnya bentuk-bentuk kehidupan baru yang lebih adaptif terhadap kondisi lingkungan baru.

Gabungan dari pergerakan lempeng tektonik dan peristiwa kepunahan massal secara langsung membentuk jalur evolusi kehidupan di bumi. Pergerakan lempeng tektonik terus membentuk habitat baru dan mendistribusikan sumber daya mineral yang dibutuhkan oleh berbagai organisme. Sementara itu, kepunahan massal menciptakan titik balik bagi evolusi, di mana spesies baru memiliki kesempatan untuk berevolusi dan mengisi kekosongan ekosistem yang ditinggalkan oleh spesies yang punah.

Referensi :

1. Gao, H., et al. (2021). “Plate tectonics and its role in Earth’s biological and geological history.” Earth Science Reviews, 217, 103641.

Lempeng tektonik dan kepunahan massal telah memainkan peran penting dalam membentuk kehidupan di Bumi saat ini melalui beberapa mekanisme, yaitu :

LEMPENG TEKTONIK (contitental drift)

Kerak Bumi, yang dikenal sebagai litosfer, terdiri dari sejumlah lempeng tektonik yang membentuk dasar dari seluruh daratan dan lautan kita. Lempeng-lempeng ini mengapung di atas lapisan yang lebih dalam dan lunak, yaitu astenosfer, dan bergerak terus-menerus. Pergerakan ini terjadi karena adanya aliran konveksi di dalam mantel Bumi, di mana material panas naik ke permukaan dan material yang lebih dingin turun ke dalam, menciptakan pola gerakan siklus yang mendorong pergeseran lempeng.

Pada masa lalu, benua-benua yang ada saat ini dulunya merupakan satu kesatuan daratan besar yang disebut superkontinen, seperti Pangaea, yang kemudian terpecah dan perlahan bergerak menjauh satu sama lain. Proses ini berlangsung selama jutaan tahun dan menyebabkan terbentuknya benua-benua yang kita kenal sekarang. Pergerakan lempeng ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu pergerakan divergen, di mana lempeng bergerak saling menjauh; pergerakan konvergen, di mana lempeng bertabrakan dan salah satunya tenggelam ke bawah lempeng lainnya; serta pergerakan transform, di mana lempeng-lempeng tersebut bergesekan secara horizontal.

Pergerakan ini tidak hanya membentuk benua dan samudra, tetapi juga menciptakan pegunungan, gunung berapi, dan gempa bumi, yang terus mengubah permukaan planet kita dari waktu ke waktu.

TIMELAPSE CONTITENTAL DRIFT (terbentuknya benua)

Proses continental drift atau pergeseran benua merupakan fenomena geologis yang menggambarkan pergerakan lempeng tektonik yang membentuk dan memecah benua-benua di Bumi sepanjang sejarah geologisnya. Continental drift ini adalah proses yang lambat, namun memiliki dampak besar dalam membentuk iklim, ekosistem, dan kehidupan di Bumi sepanjang sejarah geologinya. Berikut adalah urutan timelapse pembentukan benua, dimulai dari Rodinia hingga benua-benua modern:

1. Rodinia (~1,1 miliar hingga 750 juta tahun lalu)

   Rodinia adalah salah satu superkontinen tertua yang terbentuk lebih dari satu miliar tahun yang lalu. Pada masa ini, hampir semua daratan di Bumi terkumpul dalam satu massa besar yang disebut Rodinia. Superkontinen ini bertahan selama ratusan juta tahun sebelum mulai terpecah sekitar 750 juta tahun lalu, yang dipicu oleh pergerakan lempeng tektonik dan aktivitas vulkanik di bagian dalam Bumi.

2. Pangaea (~335 hingga 175 juta tahun lalu)

   Setelah Rodinia terpecah, benua-benua terpisah dan saling bergerak selama ratusan juta tahun hingga akhirnya bergabung kembali membentuk superkontinen baru yang dikenal sebagai Pangaea. Pangaea terbentuk sekitar 335 juta tahun lalu dan mencakup seluruh daratan di Bumi. Superkontinen ini terletak di garis khatulistiwa dan dikelilingi oleh samudra super yang disebut Panthalassa.

3. Laurasia dan Gondwana (Pangaea Berpisah) (~200 hingga 180 juta tahun lalu)

   Sekitar 200 juta tahun lalu, Pangaea mulai terpecah menjadi dua bagian besar, yaitu Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Laurasia terdiri dari wilayah yang sekarang menjadi Amerika Utara, Eropa, dan Asia bagian utara, sedangkan Gondwana meliputi Amerika Selatan, Afrika, India, Antartika, dan Australia.

4. Pangaea Terpisah Lebih Jauh (~175 hingga 100 juta tahun lalu)

   Selama jutaan tahun berikutnya, Laurasia dan Gondwana terus mengalami perpecahan lebih jauh. Gondwana mulai terpisah menjadi beberapa benua yang sekarang kita kenal, seperti Afrika, Amerika Selatan, India, Antartika, dan Australia. Pada saat yang sama, Laurasia juga mulai terpecah, dengan Amerika Utara terpisah dari Eurasia (Eropa dan Asia).

5. Pembentukan Benua Saat Ini (~60 juta tahun lalu hingga sekarang)

   Selama 60 juta tahun terakhir, benua-benua yang terpisah terus bergerak ke posisi yang lebih mendekati letak geografisnya saat ini. India, misalnya, bergerak ke utara dan bertabrakan dengan Asia, membentuk Pegunungan Himalaya. Benua-benua terus bergerak dengan kecepatan yang sangat lambat, tetapi secara bertahap membentuk lanskap geografis modern seperti yang kita lihat sekarang.

MASS EXTINCTION

1. Ordovician

   Kepunahan Massal Ordovisium-Silurian adalah salah satu dari lima peristiwa kepunahan massal terbesar yang pernah terjadi dalam sejarah Bumi. Kepunahan ini terjadi sekitar 444 juta tahun yang lalu, pada akhir periode Ordovisium. Sekitar 85% dari semua spesies laut punah, menjadikannya peristiwa yang sangat signifikan karena pada masa itu sebagian besar kehidupan berada di laut.

   Penyebab Kepunahan

   • Awal mula siklus glasial di Bumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut

   • Gondwana terletak di kutub.

   • Minimnya CO2 di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa memerangkap panas

2. Devonian

   Kepunahan Devonian terjadi pada akhir periode Devonian dan dianggap sebagai peristiwa kepunahan yang berlangsung dalam beberapa tahap, dengan kepunahan besar kedua terbesar dalam sejarah Bumi setelah kepunahan Ordovisium.

   Penyebab Kepunahan

   • Perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat. Terlalu banyaknya tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi.

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam.

3. Permian "the great dying''

   Kepunahan Permian, yang dikenal sebagai “The Great Dying”, adalah kepunahan massal terbesar dalam sejarah Bumi, di mana sekitar 96% spesies laut dan 70% spesies darat punah. Ini merupakan peristiwa yang sangat dahsyat, yang mengakhiri era Paleozoic dan memulai era Mesozoic.

   Penyebab Kepunahan

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Penurunan kadar oksigen di laut dalam

   • Perubahan kimia atmosfer

   • Perubahan kimia dan sirkulasi laut.

4. Triassic - Jurassic

   Kepunahan massal ini terjadi pada akhir periode Triassic dan membuka jalan bagi dominasi dinosaurus selama periode Jurassic.

   Penyebab Kepunahan

   • Salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi besar di tempat yang sekarang dikenal sebagai Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal.

   • Teori lain adalah bahwa dampak komet atau asteroid menyebabkan kepunahan

5. Cretaceous

   Kepunahan ini adalah yang paling terkenal karena memusnahkan dinosaurus non-unggas serta banyak spesies laut dan darat lainnya. Ini adalah kepunahan massal yang menandai akhir dari era Mesozoic dan awal era Cenozoic.

   Penyebab Kepunahan

   • Jatuhnya asteroid

   • Aktivitas gunung berapi

   • Perubahan iklim

   • Perubahan kimia atmosfer dan lautan

Gabungan dari pergerakan lempeng tektonik dan peristiwa kepunahan massal ini menciptakan tekanan evolusi yang mengubah jalannya kehidupan, memunculkan spesies yang lebih beragam dan beradaptasi lebih baik dengan lingkungan yang berubah.

bumi tidaklah terbentuk dalam satu

kesatuan yang utuh melainkan terbagi dalam pecahan-pecahan yang disebut lempeng tektonik. Lempeng ini selalu bergerak dan pergerakannya berasal dari dalam bumi. Bagian dalam bumi yang begitu panas, sehingga beberapa batuan cair terdesak keluar ke atas. Pergerakan lempeng tektonik dapat menyebabkan peristiwa gunung meletus dan gempa bumi.

Menurut teori lempeng tektonik di bumi menciptakan siklus magmatisme, erosi, pengendapan, dan pembangunan gunung yang terus-menerus yang menghasilkan kerak benua baru. Teori pembentukan benua, antara lain:

1. Rodinia adalah salah satu superkontinen tertua yang terbentuk dari penggabungan beberapa daratan.

2. Pangea yang dikemukakan oleh Alfred Wegner, mengatakan bahwa semua benua yang ada saat ini berasal dari

sebuah benua yang sangat besar, yang dikenal dengan Super Continent (Benua

Super).

3. Laurasia dan Gondwana. Laurasia adalah bagian utara dari Pangea yang terdiri Amerika Utara, Eropa, dan Asia. Sedangkan, Gondwana adalah bagian selatan dari Pangea yang terdiri dari benua-benua yang Amerika Selatan, Afrika, Antartika, dan Australia.

Pergerakan lempeng tektonik ini tidak hanya membentuk benua, tetapi juga berperan dalam peristiwa kepunahan massal yang terjadi sepanjang sejarah bumi. Teori 5 kepunahan massal, antara lain:

1. Ordovician merupakan pembentukan lapisan es yg sangat besar di belahan bumi selatan. Hal ini menyebabkan perubahan iklim dan penurunan permukaan laut sehingga ekosistem laut menjadi punah.

2. Devonian merupakan awal dari periode karbon. Kehidupan berdampak dengan terumbu karang yang rusak dan punah. Bahkan, keadaan di dasar laut menjadi tanpa oksigen, sehingga tidak ada makhluk hidup yg dapat bertahan kecuali bakteri.

3. Permian terjadi karena letusan vulkanik dan erupsi yang menyebabkan bumi menjadi panas.

4. Triassic-Jurrasic terjadi karena adanya letusan gunung berapi yang menyebabkan pemanasan global dan perubahan iklim.

5. Cretaceous terjadi karena asteroid besar atau komet menghantam dasar laut dekat semenanjung Yucatan di Meksiko, pada masa ini dikenal atas kematian dinosaurus.

Daftar Pustaka

Handoko, A. (2020). Teori Evolusi Pendidikan Biologi. Lampung: UIN Raden Intan.

Nahdiyatunnisa_5A_2224220009

A. Lempeng Tektonik

Menurut teori Lempeng Tektonik (Continental Drift) : Kerak bumi (Litosfer) memiliki lempengan-lempengan (plate tectonic) seluruh daratan dan air kita berada di atas lempeng ini Lempeng-lempeng ini terus bergerak. Benua-benua yang ada saat ini dulunya satu kesatuan benua (supercontitent) kemudian bergerak menjauh melepaskan diri.

Timelapse pembentukan benua dari Rodinia hingga Laurasia :

• Superkontinen Rodinia : Semua benua saat itu tergabung dalam satu superkontinen yang dikenal sebagai Rodinia. Struktur ini mulai mengalami perpecahan. Kemudian Rodinia mulai terpisah, menghasilkan lautan baru dan mengubah pola geografi. Proses ini menciptakan benua-benua kecil yang terpisah.

• Superkontinen Pangaea : Benua-benua kecil bersatu membentuk Pangaea, yang kemudian terbagi menjadi dua bagian : Laurasia di utara dan Gondwana di selatan.

• Terpisahnya Laurasia dan Gondwana: Laurasia terdiri dari benua-benua seperti Amerika Utara dan Eropa. Sementara Gondwana juga terpisah menjadi benua-benua seperti Afrika dan Amerika Selatan. Laurasia dan Gondwana terus berkembang menjadi benua yang kita kenal sekarang.

  
  

Pergerakan lempeng mempengaruhi ekosistem dan keanekaragaman hayati :

• Perubahan iklim : Posisi lempeng yang berubah dapat memengaruhi pola arus laut dan iklim

• Habitat : Pergerakan lempeng dapat menghasilkan pegunungan dan lembah, menciptakan beragam habitat

• Bertambah dan berkurangnya biodiversity

• Sumber daya alam untuk kehidupan

B. Kepunahan Massal

Kepunahan massal didefinisikan sebagai peristiwa di mana sejumlah besar spesies di seluruh dunia mengalami kepunahan dalam waktu geologis yang relatif singkat. Proses ini membentuk kehidupan di Bumi saat ini dengan membuka peluang bagi spesies baru untuk muncul dan berkembang. Setelah peristiwa kepunahan, banyak niche ekologis yang kosong, memungkinkan spesies yang tersisa untuk beradaptasi dan berevolusi untuk mengisi posisi yang ditinggalkan. Hal ini sering mendorong spesiasi dan diversifikasi, menghasilkan keanekaragaman hayati yang lebih besar. Misalnya, setelah kepunahan dinosaurus, mamalia dapat berkembang biak dan mengisi berbagai ekosistem. Dengan demikian, kepunahan massal berfungsi sebagai pendorong evolusi yang mengarah pada pembentukan kehidupan yang kita lihat sekarang.

Kepunahan massal dapat dibagi :

• Kepunahan Ordovician : Awal mula siklus glasial di Bumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut. Dengan hilangnya habitat pesisir dan pengurangan lautan dangkal, banyak spesies terancam punah.

• Kepunahan Devonian : Perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat. Terlalu banyaknya tanaman mengakibatkan terjadinya proses eutrofikasi.

• Kepunahan Permian “the Great dying”: Aktivitas Vulkanik, Letusan besar di wilayah Siberia yang dikenal sebagai Siberian Traps melepaskan gas rumah kaca dan mengakibatkan perubahan iklim drastis. Perubahan Iklim, Pemanasan global yang signifikan dan penurunan kadar oksigen di lautan menciptakan kondisi yang sangat tidak mendukung bagi kehidupan.

• Kepunahan Triassic – jurassic : Salah satu teori adalah bahwa letusan gunung berapi besar di tempat yang sekarang dikenal sebagai Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal.

• Kepunahan Cretaceous : Salah satu penyebab utama yang diusulkan adalah tabrakan asteroid besar di semenanjung Yucatán, yang menciptakan Kawah Chicxulub. Tabrakan ini menghasilkan debu dan partikel yang menyebabkan kegelapan dan penurunan suhu global.

(5A)

Lempeng tektonik dan kepunahan massal saling berkaitan. Pergerakan lempeng yang menyebabkan aktivitas vulkanik besar dapat menyebabkan perubahan iklim, yang pada akhirnya memicu peristiwa kepunahan massal. Kepunahan massal juga dapat mengubah dinamika ekosistem global dan menciptakan peluang bagi organisme baru untuk berevolusi.

Lempeng tektonik merupakan potongan besar kerak bumi yang bergerak di atas mantel Bumi yang cair. pergerakan lempeng tektonik menyebabkan perubahan besar pada benua dan lautan, memengaruhi iklim dan habitat.

1. Habitat baru, Gerakan lempeng tektonik menciptakan benua, pegunungan, dan laut. Saat benua bergerak dan terpisah, ini memisahkan populasi spesies, dan menyebabkan evolusi spesies baru.

2. Suhu dan Iklim, Gerakan lempeng mengubah iklim dengan posisi benua. Misalnya, ketika benua bergerak ke kutub, maka akan lebih dingin dan kering, menyebabkan spesies untuk beradaptasi atau punah.

3. Aktivitas Vulkanik, Lempeng tektonik dapat  menyebabkan aktivitas vulkanik dan gempa bumi. Letusan gunung berapi dapat mengubah iklim global, menyebabkan musim dingin akibat partikel abu yang menyelimuti atmosfer dan menghalangi sinar matahari.

Menurut teori lempeng tektonik (contimental drift), kerak bumi (Litosfer) memiliki lempengan-lempengan seluruh daratan dan air, dan  kita berada diatas lempeng ini. lempeng-lempeng terus bergerak , dan benua yang ada saat ini dulunya merupakan kesatuan benua (superconcitent) kemudian bergerak menjauh.

1. Pangea (sekitar 335 juta tahun yang lalu) pada periode ini, semua daratan di Bumi bergabung menjadi satu (superbenua). Kehidupan saat itu tersebar luas di daratan yang menyatu, tetapi ekosistem terbatas karena kurangnya variasi iklim dan geografi.

2. Laurasia dan Gondwana (sekitar 180 juta tahun yang lalu) Pangea kemudian terpecah menjadi dua benua besar yaitu Laurasia di utara (Amerika Utara, Eropa, dan Asia) dan Gondwana di selatan (Amerika Selatan, Afrika, India, Australia, dan Antartika).

3. Dunia Modern (Zaman Sekarang) Seiring berjalannya waktu, semua benua terus bergerak hingga mencapai posisi modern mereka. Benua yang terpisah ini menjadi habitat yang berbeda-beda dengan flora dan fauna unik yang beradaptasi terhadap kondisi iklim dan lingkungan lokal.

Kepunahan massal (mass extinction) merupakan peristiwa sejumlah besar spesies makhluk hidup di Bumi punah dalam waktu yang relatif singkat. Peristiwa ini terjadi akibat perubahan drastis dalam lingkungan global yang membuat banyak spesies tidak mampu bertahan hidup. Kepunahan massal ini memiliki dampak pada ekosistem dan evolusi makhluk hidup. Dalam sejarah Bumi, terdapat lima kepunahan massal utama:

1. Mass Extinction (Ordovisian)

Penyebabnya: awal mula siklus glasial dibumi, dan perubahan yang terjadi pada permukaan laut. Gondwana terletak dikutub, dan minimnya CO2 di atmosfir menjadikan bumi tidak bisa merangkap panas.

2. Mass Extinction (Devonian)

Penyebabnya: perubahan iklim karena diversifikasi tanaman darat. Terlalu banyak tanaman menyebabkan terjadinya proses eutrofikasi dan penurunan kadar oksigen di laut dalam.

3. Mass Extinction (Permian “the great dying”)

Merupakan kepunahan massal terbesar dalam sejarah Bumi, dengan sekitar 96% spesies laut dan 70% spesies darat punah. Penyebabnya: aktivitas vulkanik besar-besaran di Siberia, perubahan iklim, dan penurunan oksigen.

4. Mass Extinction (Triassic-Jurassic)

Penyebabnya: salah satu teori bahwa letusan gunung berapi besar ditempat yang sekarang di kenal sebagai Central Atiantic Magmatic Province (CAMP) melepaskan sejumlah besar gas rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global dan kepunahan massal. Selain itu teori lain juga menyatakan bahwa dampak komet atau asteroid.

5. Mass Extinction (Cretaceous)

Penyebabnya: Jatuhnya asteroid, aktiviyas gunung berapi, perubahan iklim dan perubahan kimia atmosfer dan lautan.

Teori Tektonik Lempeng memberikan penjelasan tentang gerakan skala besar pada litosfer Bumi. Inti dari teori ini adalah bahwa benua-benua di Bumi dulunya merupakan bagian dari satu daratan besar yang disebut Pangea. Pada masa lalu, daratan ini dikelilingi oleh satu lautan besar yang dikenal sebagai Panthalassa. Daratan besar tersebut terbentang di sepanjang khatulistiwa dan terbagi menjadi dua bagian utama: Gondwana di bagian selatan dan Laurasia di utara. Seiring waktu, kedua daratan ini kemudian terpisah menjadi benua-benua seperti yang kita kenal saat ini: Eropa, Afrika, Asia, Oseania, Amerika Utara, dan Amerika Selatan. Pembentukan Pangea diyakini terjadi sekitar 240 juta tahun yang lalu.

Selain itu, ada tiga jenis pergerakan lempeng tektonik yang masing-masing menghasilkan fenomena geologi yang berbeda:

1. Divergen: Pergerakan ini terjadi ketika dua lempeng bergerak saling menjauh, menciptakan lempeng baru di antara keduanya. Pada lempeng samudra, ini menghasilkan pemekaran dasar laut, sementara pada lempeng benua, dapat terbentuk lembah retakan akibat pergerakan yang saling menjauh.

2. Konvergen: Dalam pergerakan ini, dua lempeng bergerak mendekati satu sama lain dan bertumbukan. Salah satu lempeng akan terdorong di bawah yang lain, membentuk zona subduksi. Proses ini sering kali memicu gempa bumi, serta pembentukan gunung api dan palung laut.

3. Konvervatif: Pada pergerakan ini, lempeng-lempeng tektonik bergerak secara lateral atau mendatar dalam arah yang berlawanan, seperti kendaraan di jalan dua arah. Gerakan ini tidak menciptakan atau menghancurkan lempeng, tetapi bisa memicu gempa jika terjadi gesekan yang kuat.

Kepunahan massal adalah kejadian di mana banyak spesies makhluk hidup di Bumi hilang dalam jangka waktu yang singkat. Fenomena ini biasanya dipicu oleh perubahan lingkungan global yang drastis, sehingga banyak spesies tidak dapat beradaptasi dan akhirnya punah. Kepunahan massal ini memberikan pengaruh besar terhadap ekosistem dan proses evolusi makhluk hidup. Sepanjang sejarah Bumi, terdapat lima peristiwa kepunahan massal yang utama.

1. Kepunahan Ordovisian: Pada awal hingga pertengahan periode Ordovisian, Bumi memiliki iklim hangat dan lembap yang cocok untuk kehidupan. Namun, sekitar 443 juta tahun yang lalu, kondisi ini berubah drastis ketika benua Gondwana bergerak ke arah Kutub Selatan. Suhu turun secara signifikan, menyebabkan terbentuknya es di banyak wilayah dan penurunan permukaan laut. Selain itu, kadar karbon dioksida di atmosfer dan lautan menurun, yang mengakibatkan penurunan populasi tanaman secara drastis. Kekurangan tanaman sebagai sumber makanan menyebabkan gangguan serius pada ekosistem.

2. Kepunahan Devonian: Peristiwa kepunahan kedua terjadi sekitar 359 juta tahun lalu selama periode Devon. Diperkirakan bahwa hujan meteor besar menjadi salah satu penyebab utama. Faktor lain yang berkontribusi adalah penurunan kadar oksigen global, peningkatan aktivitas tektonik, dan perubahan iklim. Akibatnya, sekitar 75% spesies mengalami kepunahan, dengan dampak yang signifikan terhadap kehidupan di lautan.

3. Kepunahan Permian: Ketika benua super Pangaea terbentuk, terjadi perubahan besar dalam geologi, iklim, dan lingkungan. Letusan vulkanik yang berlangsung selama satu juta tahun mengeluarkan lava seluas 300 juta kilometer persegi dan menghasilkan sedimen tebal di Siberian Traps. Letusan ini memicu kebakaran hutan dan melepaskan sejumlah besar karbon dioksida, menyebabkan pemanasan global. Selain itu, metana beku di dasar laut mencair, memperkuat efek pemanasan global. kehidupan punah akibat kekeringan, kekurangan oksigen, dan hujan asam yang merusak vegetasi.

4. Kepunahan Trias-Jurassic: Terjadi pada akhir periode Trias, perlahan terpisahnya benua Pangaea menyebabkan aktivitas vulkanik di wilayah Magmatik Atlantik Tengah. Lonjakan kadar karbon dioksida di atmosfer memicu pemanasan global, yang diperparah oleh jatuhnya meteor, mempercepat proses kepunahan di era ini.

5. Kepunahan Cretaceous: Pada zaman ini terjadinya tabrakan besar meteorit dengan Bumi, disertai dengan aktivitas vulkanik yang melepaskan gas karbon dioksida dalam jumlah besar, menyebabkan kepunahan massal yang mempengaruhi banyak spesies.

Skala Waktu Geologi merupakan skala yang digunakan oleh para ahli geologi dan juga ilmuwan untuk menjelaskan hubungan atau keterkaitan antar peristiwa yang terjadi di sepanjang sejarah Bumi. Dengan skala waktu geologi maka peristiwa yang terjadi pada masa lampau akan dihubungkan atau dicari hubungannya dengan peristiwa yang mungkin terjadi di masa- masa sekarang ini. Hal ini karena Bumi telah mengalami banyak perubahan sejak terbentuknya miliaran tahun lalu. Perubahan-perubahan ini, seperti pergerakan lempeng tektonik dan perubahan iklim, telah meninggalkan jejak pada batuan dan fosil. Dengan menggunakan skala waktu geologi, para ilmuwan dapat mengurutkan peristiwa-peristiwa geologis ini dan memahami bagaimana Bumi telah berevolusi dari waktu ke waktu.

Berikut tiga cara menentukan usia Bumi yaitu :

1. Lapisan Batuan & Bukti Fosil

Prinsip dasar dari metode ini adalah semakin dalam lapisan batuan, maka semakin tua pula umurnya. Hal ini didasarkan pada prinsip superposisi, yaitu lapisan batuan yang lebih muda akan selalu berada di atas lapisan batuan yang lebih tua. Prinsip superposisi ini dimunculkan oleh ilmuwan bernama Denmark yang menyatakan bahwa lapisan yang berada di bagian bawah akan lebih tua daripada lapisan yang berada di atasnya. Setiap lapisan memiliki karakteristik yang berbeda, seperti jenis mineral, tekstur, dan kandungan fosil. Dengan mempelajari karakteristik ini, para ilmuwan dapat menentukan kondisi lingkungan pada saat lapisan tersebut terbentuk. Selain itu, fosil yang ditemukan dalam lapisan batuan memberikan petunjuk tentang jenis makhluk hidup yang pernah menghuni Bumi pada masa lalu. Fosil-fosil ini dapat digunakan untuk membandingkan dengan fosil yang ditemukan pada lapisan lain, sehingga dapat diketahui urutan waktu kemunculan berbagai jenis makhluk hidup.

Kemudian, ilmuwan bernama Giovanni Arduino, yang melakukan penelitian mengenai pegunungan Alpen. Berhasil mengidentifikasi pola-pola tertentu dari beberapa lapisan batuan yang berbeda. Lapisan-lapisan ini tertata secara berurutan, dengan lapisan yang lebih tua berada di bawah dan lapisan yang lebih muda berada di atasnya. Pengamatan ini sejalan dengan prinsip superposisi yang kemudian dipopulerkan oleh Nicholas Steno. Arduino membagi batuan di pegunungan Alpen menjadi tiga kategori utama berdasarkan usia dan karakteristiknya yaitu Lapisan primer tergolong batuan tertua yang terbentuk langsung dari proses pendinginan magma. Kemudian lapisan sekunder termasuk batuan sedimen yang terbentuk dari endapan material yang tererosi dari batuan primer. Sedangkan lapisan tersier tergolong batuan vulkanik yang terbentuk dari aktivitas gunung berapi. Dengan membandingkan lapisan-lapisan batuan ini, Arduino berhasil menyusun urutan kejadian geologis yang membentuk pegunungan Alpen. Ia menyimpulkan bahwa pegunungan Alpen terbentuk melalui proses yang panjang dan kompleks, melibatkan pembentukan batuan dasar, pengendapan sedimen, dan aktivitas vulkanik.

Lalu ilmuwan bernama William Smith juga memberikan kontribusi yang sangat signifikan dalam pemahaman kita tentang sejarah Bumi. Mengamati bahwa setiap lapisan batuan mengandung jenis fosil yang berbeda. Ia menemukan bahwa fosil-fosil ini memiliki pola distribusi yang teratur, yaitu jenis fosil tertentu selalu ditemukan pada lapisan batuan tertentu. Berdasarkan pengamatan ini, Smith merumuskan prinsip suksesi fauna, yang menyatakan bahwa setiap lapisan batuan mengandung fosil yang khas untuk periode waktu tertentu. Prinsip suksesi fauna ini saling melengkapi dengan prinsip superposisi. Jika prinsip superposisi menjelaskan bahwa lapisan batuan yang lebih bawah lebih tua daripada lapisan di atasnya, maka prinsip suksesi fauna memberikan informasi lebih detail tentang usia relatif dari setiap lapisan. Dengan kata lain, jika kita menemukan lapisan batuan yang mengandung fosil dinosaurus, kita dapat menyimpulkan bahwa lapisan tersebut terbentuk pada periode ketika dinosaurus hidup di Bumi. Kaitannya dengan penelitian Arduino adalah keduanya sama-sama mengamati pola-pola tertentu pada lapisan batuan. Arduino mengamati perbedaan jenis batuan, sedangkan Smith mengamati perbedaan jenis fosil. Namun, keduanya sama-sama menyimpulkan bahwa lapisan batuan dapat digunakan untuk merekonstruksi sejarah Bumi.

2. Pengukuran Radioaktif

Sebelumnya kita sudah membahas metode pengukuran umur bumi melalui lapisan bumi dan fosil. Namun ingat, prinsip superposisi dan suksesi fauna lebih bersifat relatif, artinya kita hanya bisa mengetahui urutan kejadian, bukan usia mutlak dari lapisan batuan tersebut. Untuk mendapatkan angka yang lebih akurat, para ilmuwan menggunakan metode penanggalan radiometrik. Metode ini didasarkan pada peluruhan radioaktif unsur-unsur tertentu dalam batuan. Dengan mengukur jumlah isotop radioaktif yang tersisa, para ilmuwan dapat menghitung usia batuan secara lebih presisi.

Metode ini didasarkan pada fenomena peluruhan radioaktif, yaitu proses di mana inti atom suatu unsur tidak stabil (isotop radioaktif) secara spontan berubah menjadi inti atom yang lebih stabil sambil memancarkan radiasi. Laju peluruhan ini sangat konstan dan khas untuk setiap jenis isotop radioaktif. Waktu yang dibutuhkan bagi setengah dari jumlah isotop radioaktif dalam suatu sampel untuk meluruh disebut waktu paruh. Karbon-14 yaitu digunakan untuk menentukan usia benda organik yang relatif muda, seperti kayu atau tulang, dengan rentang waktu hingga sekitar 50.000 tahun. Lalu terdapat Uranium-238 dan Potassium-40 biasa digunakan untuk menentukan usia batuan yang sangat tua, termasuk batuan dari kerak Bumi.

Ilmuwan awalnya akan mengambil sampel batuan yang mengandung isotop radioaktif tertentu. Kemudian dilakukan pengukuran isotope Menggunakan alat-alat yang sangat sensitif, jumlah isotop radioaktif induk (yang belum meluruh) dan isotop anak (hasil peluruhan) diukur dalam sampel batuan. Dengan mengetahui waktu paruh dari isotop radioaktif yang digunakan dan perbandingan antara jumlah isotop induk dan anak, para ilmuwan dapat menghitung usia sampel batuan tersebut.

3. Moleculer Clock

Selain metode penanggalan radiometrik yang digunakan untuk menentukan usia Bumi dan benda-benda geologis, para ilmuwan juga mengembangkan metode untuk memperkirakan usia manusia berdasarkan analisis DNA. Meskipun tidak sepresisi penanggalan radiometrik, metode ini memberikan informasi berharga tentang usia biologis seseorang dan dapat digunakan dalam berbagai bidang, seperti forensik, genetika, dan penelitian penuaan. Hal ini dikarenakan DNA menawarkan data yang akurat melalui pengujian homologi yang lebih baik terhadap karakter-karakter yang ada, kemudian menyediakan banyak data karena perbedaan laju perubahan basa-basa nukleotida di dalam lokus yang berbeda, serta DNA telah terbukti menghasilkan sebuah hubungan kekerabatan yang lebih alami (natural) dan tidak terbantahkan.

DNA adalah molekul yang mengandung informasi genetik kita. Seiring bertambahnya usia, DNA mengalami perubahan-perubahan tertentu. Data molekul yang biasanya digunakan untuk perhitungan seperti ini adalah susunan nukleotida dari DNA atau susunan asam amino dari protein. Dengan membandingkan perubahan pada molekul, khususnya DNA, antara berbagai spesies, kita dapat melacak sejarah evolusi makhluk hidup. Metode ini memungkinkan kita untuk memperkirakan kapan dua spesies atau kelompok organisme berbeda (taxa) mulai terpisah dalam garis keturunannya, atau dengan kata lain, kapan peristiwa spesiasi terjadi.

DNA tersusun atas untaian panjang nukleotida, terdiri gula deoksiribosa, gugus fosfat, dan salah satu dari empat basa nitrogen: adenine, timin, guanin, dan sitosin. Urutan spesifik dari basa-basa nitrogen inilah yang membentuk kode genetik yang unik bagi setiap individu. Pada susunan basa nitrogen inilah yang kerap terjadi mutasi. Mutasi adalah perubahan permanen pada urutan DNA, yang dapat menyebabkan eksperesi gen yang terjadi berubah.

Contohnya Anemia sel sabit yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode protein hemoglobin. Hemoglobin adalah protein dalam sel darah merah yang berfungsi mengikat oksigen. Mutasi pada gen hemoglobin menyebabkan perubahan satu basa nitrogen, yaitu pergantian basa glutamat menjadi valin pada rantai beta haemoglobin, menyebabkan sel darah merah berbentuk sabit, kaku, dan mudah pecah.

Perubahan pada molekul DNA terjadi secara bertahap dan relatif konsisten dari waktu ke waktu. Dengan mengasumsikan laju perubahan molekuler yang stabil, kita dapat menggunakan DNA sebagai semacam "jam molekuler" untuk mengukur waktu evolusi. Dengan membandingkan urutan DNA dari spesies yang berbeda, kita dapat menghitung jumlah perubahan yang terjadi sejak mereka memiliki nenek moyang yang sama.

Masih penasaran?? Yuk simak video berikut ini!

https://youtu.be/bsJzdpwnCmk?feature=shared

Referensi :

Sukandarrumidi (2005). Geologi Sejarah. Jogja : UGM Press.

Zalasiewich (2018). Skala Waktu Geologi. Jurnal Multidisipliner Mahasiswa Indonesia, 1 (1).

1. Lapisan Batuan dan Fosil

2. Pengukuran Radiometri

3. Molekular Clock/Jam DNA

A. Lapisan Batuan

Lapisan endapan kerak bumi dapat digunakan sebagai petunjuk evolusi bumi. lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu dimana lapisan tertua berda di paling bawah dan paling muda berada paling atas. Orientasi batuan dapat berubah karena fenomena alam yang terjadi:

Law of superposition: batuan lebih muda berada dipaling atas lapisan tua

Original orientation & Orientation after tilting: hukum orizontal asli lapisan batuan sedimen awalnya diendapkan secara datar.

Law of cross-cutting relationship: lapisan A dan B lebih tua dibandingkan intrusi C yang mengganggu

Law of Lateral Continuity: lapisan batuan akan terus menerus sampai bertemu benda padat lain yang menghalangi pengendapan

Giovanni meneliti lapisan pegunungan Alpen. Lapisan batuan dapat dibedakan menjadi 4, yaitu:

1. Primer (primitif)

2. Sekunder

3. Tersier

4. Kuartener

William Smith mengatakan keberadaan fossil pada lapisan batuan bisa menjadi petunjuk waktu geologi secara universal.

George Cuvier mengatakan fosil tidak selalu terdapat disetiap lapisan batuan karena antara satu masa ke masa lain terdapat kepunahan massal.

B. Pengukuran Radiometrik

Dengan mengukur massa unsur "induk" dan "turunannya", maka umur batuan dapat diketahui secara pasti/absolut. Penentuan berdasarkan perbedaan masuk dan keluarnya suatu senyawa radioaktif.

C. Jam DNA

a. DNA merupakan molekular fossil

1. menawarkan data yang akurat

2. menyediakan banyak data

3. lebih alami (natural) dan tidak terbantahkan.

b. Letak DNA

1. Nukleus (nDNA)

2. Mitokondria (mtDNA)

3. Kloroplas (cpDNA)

c. Jam molekular: sebuah cara mengetahui evolusi molekul menggunakan perbandingan perubahan molekul dan perkembangan fosil untuk menyimpulkan waktu sejarah geologis antara kedua spesies.

d. digunakan untuk memperkirakan waktu terjadi peristiwa terbentuknya spesies/waktu divergensi makhluk hidup

e. data molekul digunakan

1. susunan nukleotida dari DNA

2. susunan asam amino dari protein

f. jam molekular disebut juga dengan jam evolusi

1. Berdasarkan Arah

2. Berdasarkan Skala

3. berdasarkan Hasil

A. Berdasarkan Arah

• Evolusi Progresif: memungkinkan populasi suatu spesies bertahan hidup.

• Evolusi Regresif: memungkinkan populasi suatu spesies punah.

B. Berdasarkan Skala

• Makroevolusi: perubahan skala besar, waktu yang sama, dan pembentukan spesies baru

• Mikroevolusi: perubahan skala kecil, jangka waktu lebih pendek.

C. Berdasarkan Hasil

• Evolusi Divergen: satu spesies mengalami perubahan dan menghasilkan variasi baru

• Evolusi Konvergen: Struktur tubuh yang sama namun beda spesies hal ini karena faktor lingkungan habitat yang sama.

Bukti-bukti evolusi:

1. Fossil

2. Anatomi dan Morfologi

3. Embriologi

4. Biogeografi

5. Molekuler (DNA)

6. Observasi

7. Domestikasi (penjinakan)

A. Fosil

• sisa atau jejak makhluk hidup yang terawetkan dan mengeras

• fosil berupa:

  a. bagian tubuh (tulang, cangkang, gigi)

  b. jejak kehidupan (jejak kaki, goa)

• Mendokumentasikan keberadaa suatu spesies yang pernah hidup di bumi.

• Fosil terbentuk:

  a. Petrifaction (mati terkubur, bagian keras berubah menjadi batu karena proses mineralisasi)

  b. Petrifaction of Soft Parts (bagian lunak berubah menjadi batu. contoh fosil tumbuhan)

  c. Preservation of Foot Prints (jejak kaki hewan diatas lumpur basah yang kemudian mengeras)

  d. Moulds and Casts (berupa cetakan suatu organisme yang disebabkan oleh lingkungan. contoh hewan terkan abu vulkanik)

• Pentingnya fossil:

  1. menunjukan perubahan bertahap

  2. petunjuk mata rantai yang hilang

  3. menunjukan bahwa satu kelompok berevolusi

• bukti evolusi paling lengkap pada hewan kuda.

B. Anatomi dan Morfologi

• Bukti evolusi:

  1. Organ Vestigial

     organ tubuh yang dianggap sebagai sisa evolusi namun masih terdapat pada tubuh hingga sekarang. contoh: tulang ekor, usus buntu.

  2. Homologi dan Analogi

• Anatomi: memiliki kemiripan bagian tubuh (homologi) yang didapat dari nenek moyang bersama

• Morfologi: memiliki kemiripan morfologi (Analogi), sebagai proses adaptasi agar dapat bertahan hidup.

• Perbedaan Homologi & Analogi

  • Homologi

    1. struktur anatomi serupa

    2. nenek moyang yang sama

    3. memiliki fungsi yang berbeda

    4. evolusi divergen

    5. contoh: pada tungkai depan, struktur jantung. mulut serangga, bagian tumbuhan

  • Analogi

    1. struktur anatomi tidak serupa

    2. nenek moyang berbeda

    3. memiliki fungsi yang berbeda

    4. evolusi konvergen

    5. contoh: pada sayap, tumbuhan, dan bentuk tubuh

Homologi: spesies sama.

Analogi: spesies yang berbeda.

C. Embriologi

• kesamaan dalam perkembangan awal hewan

  (zigot > morula > blastula > gastrula).

• kesamaan dalam embrio vertebrata

  (mirip pada saat tahap perkembangan awal).

D. Biogeografi

• evolusi spesies di pulau karena keterpisahan geografis

• marsupial di Australi karena evolusi tanpa persaingan

• spesies unik di pulau karena evolusi lingkungan

• divergensi di pulau karena evolusi untuk beradaptasi. contoh paruh burung disetiap pulau

E. Molekuler DNA

• adanya mutasi pada susunan gen

F. Observasi

• misal sekumpulan nyamuk resisten terhadap peptisida yang kemudian berkembang biak.

G. Domestikasi (penjinakan)

Proses evolusi yang melibatkan manusia dalam memilih sifat pada hewan dan tumbuhan untuk menciptakan spesies yang dijinakan. contoh: Serigala > Anjing Alaskan Malamute.

Skala waktu geologi adalah rekonstruksi ilmiah dan representasi sejarah Bumi dari catatan batuannya. Skala waktu geologi berawal dari pengakuan abad kesembilan belas bahwa melalui penerapan hukum superposisi dan suksesi fosil, tatanan usia relatif strata batuan yang dapat direproduksi dapat disusun. Skala waktu geologi terdiri dari dua kerangka konseptual, satu terkait dengan catatan batuan yang dapat diamati dari strata sedimen yang tumpang tindih dan karakter fisik, kimia, dan kumpulan fosil yang tertanam dan yang lainnya terkait dengan konstruksi teoritis waktu absolut.

Sumber : Aubry MP, Ouda K, Dupuis C, Berggren WA, Van Couvering JA, Anggota Kelompok Kerja tentang Batas Paleosen/Eosen (2007) Global Standard Stratotype-section and Point (GSSP) untuk dasar Seri Eosen di bagian Dababiya (Mesir). Episode 30:271–286

Video YouTube singkat penjelasan waktu geologi https://youtu.be/G7oTt3IZOKE?si=jfKRkb63p0fdmyFa

1. Hubungan antar organisme

Teori evolusi menyatakan bahwa semua organisme yang hidup saat ini berasal dari satu nenek moyang. Ada banyak kesamaan yang membuktikan asal usul yang sama ini:

• Semua organisme terbuat dari sel.

• Struktur dan fungsi organel sel individual tetap sama di semua organisme kecuali beberapa variasi.

• Sel-sel dengan jenis dan fungsi yang sama membentuk jaringan pada semua organisme.

• Semua organisme tumbuh, bereproduksi, dan berkembang biak.

• Semua organisme mampu melakukan metabolisme dan menghasilkan energi untuk dapat hidup dan berkembang.

  
  

2. Anatomi dan morfologi

Evolusi juga dibuktikan dengan adanya kesamaan anatomi dan morfologi pada berbagai hewan dan tumbuhan karena adanya:

a. Organ homolog. Organ-organ ini secara embriologis serupa tetapi memiliki fungsi yang berbeda pada organisme yang berbeda. Fenomena ini dikenal sebagai homologi.

• Homologi pada tumbuhan: Duri bunga kertas homolog dengan sulur pada tanaman merambat seperti tanaman uang.

• Homologi pada hewan: Struktur jantung pada hewan merupakan contoh homologi. Ruang-ruang di jantung terdapat pada sebagian besar hewan - beberapa memiliki 2, 3, dan 4 ruang yang terlihat pada vertebrata tingkat tinggi. Anggota tubuh bagian depan terdapat pada semua hewan tetapi dimodifikasi untuk menjalankan fungsi yang berbeda - sirip pada hewan akuatik, sayap pada burung, tangan pada manusia, dll.

b. Organ analog. Organ-organ ini melakukan fungsi yang sama tetapi berkembang dari struktur yang berbeda pada spesies yang berbeda.

• Analogi pada tumbuhan: Pada beberapa tumbuhan, daun dan beberapa batang melakukan fotosintesis . Di sini, dua struktur yang berasal dari sumber yang berbeda melakukan fungsi yang sama.

• Analogi pada hewan: Sayap serangga, burung, dan kelelawar (mamalia) berasal dari struktur yang berbeda tetapi semuanya melakukan fungsi yang sama yaitu memungkinkan organisme untuk terbang.

c. Organ sisa. Organ-organ ini tidak berfungsi dan masih dalam taraf dasar. Akan tetapi, organ-organ ini sangat berfungsi pada nenek moyang organisme tersebut. Hal ini terjadi karena penggunaan organ yang semakin berkurang sehingga organ tersebut menjadi kecil atau tidak berfungsi. Contoh struktur seperti itu adalah usus buntu dan gigi bungsu pada manusia.

d. Atavisme. Hal ini dapat disebut sebagai kebalikan dari organ vestigial, yaitu struktur atau organ yang telah punah pada spesies tersebut muncul pada generasi mendatang. Contoh sifat tersebut adalah munculnya ekor pendek pada bayi manusia.

3. Genetika

Kode genetik tersusun atas basa nitrogen. Kombinasi basa ini hampir sama pada semua organisme. Triplet tertentu dari rangkaian asam amino juga menghasilkan protein yang sama pada organisme yang berbeda. Kode genetik ini disebut 'kode genetik universal' yang sebagian besar tetap identik pada sebagian besar organisme, membuktikan kemungkinan adanya nenek moyang yang sama.

4. Palaeontologi (studi tentang fosil)

Studi tentang fosil dikenal sebagai paleontologi. Fosil terbentuk ketika sisa-sisa organisme atau tumbuhan tertentu tertanam di tanah atau air dan terawetkan selama ratusan tahun. Fosil muncul baik sebagai sisa-sisa kerangka, jejak kaki, jamur, atau struktur utuh seperti yang ditemukan di salju. Dengan mempelajari fosil, kita dapat menentukan kesamaan antara organisme di masa kini dengan nenek moyangnya di masa lalu.

Ada banyak kesamaan yang membuktikan asal usul yang sama antara berbagai hewan yang berkerabat dekat dan perbedaannya dapat dipelajari untuk menentukan bagaimana mereka berbeda sekarang dan mengapa. Fosil merupakan bukti yang sangat penting untuk membuktikan teori evolusi dan nenek moyang yang sama.

5. Embriologi

Telah diamati bahwa embrio dari berbagai organisme tampak serupa pada tahap awal perkembangan embrio. Beberapa hewan menunjukkan struktur yang ada selama kehidupan embrio tetapi menghilang pada kehidupan dewasa atau sesaat sebelum dilahirkan. Dan dikatakan oleh 'Teori Rekapitulasi' atau 'Hukum Biogenetika' oleh Von Baer bahwa 'Ontogeni mengulang filogeni' yang berarti bahwa embrio suatu organisme menjalani semua tahap dalam kehidupan embrio sebagai sejarah evolusinya. Misalnya, embrio reptil mengalami transformasi dari penampilan seperti ikan menjadi fitur seperti amfibi dan kemudian menjadi embrio reptil.

Video penjelasan singkat tentang bukti-bukti evolusi :

https://youtu.be/4p0ngflkYvo?si=Mgd3HtlHeelWuoWN

Penentuan Waktu Geologi: Lapisan Batuan & Bukti Fosil, Pengukuran Radiometri/ Jam Radioaktif dan Molecular Clock/ Jam DNA

A. Lapisan Batuan & Bukti Fosil

Lapisan-lapisan endapan kerak bumi dapat dimanfaatkan sebagai penunjuk evolusi bumi. Hukum superposisi Steno menyatakan bahwa "Lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu, lapisan tertua di paling bawah dan yang paling muda di atas."

Hukum stratigafi Steno:

1. Law of superposition (Hukum superposisi lapisan batuan): Yang lebih muda berada dilapisan yang lebih tua

2. Law of original horizontality (Hukum horizontalitas asli): Lapisan batuan sedimen pada mulanya diendapkan secara datar

3. Law of cross- cutting relationship (Hukum hubungan lintas bidang): Lapisan batuan A dan B harus lebih tua dari intruksi C yang mengganggunya

4. Law of Lateral Continuity (Hukum kontinuitas lateral): Lapisan-lapisan batuan akan terus menerus sampai bertemu dengan benda padat lain yang menghalangi pengendapannya atau sampai terkena agen-agen yang muncul setelah pengendapan terjadi

Orientasi lapisan batuan dapat berubah karena fenomena alam.

Giovanni Arduino mempelajari lapisan-lapisan di Pegunungan Alpen. Ia mengklasifikasikan lapisan batuan menjadi primer (primitif/lapisan tertua), diikuti oleh sekunder, tersier, dan kuartener. Namun, urutan lapisan ini tidak selalu konsisten di pegunungan atau wilayah lain

William Smith menyatakan bahwa "Kehadiran fosil dalam lapisan batuan dapat menjadi petunjuk universal tentang usia geologi. Sebagai contoh, lapisan batuan yang mengandung fosil Trilobites selalu lebih tua dibandingkan dengan lapisan yang berisi fosil kerang." Sementara itu, George Cuvier menambahkan bahwa fosil tidak selalu ditemukan di setiap lapisan batuan, karena antara satu periode dengan periode lainnya terjadi kepunahan massal.

B. Pengukuran Radiometrik/Jam Radioaktif

Dengan mengukur massa unsur "induk" dan "hasil turunannya", umur batuan dapat ditentukan secara tepat atau absolut. Penentuan usia suatu lapisan atau fosil didasarkan pada perbedaan masuk dan keluarnya senyawa radioaktif dalam organisme.

Melalui metode ini, waktu terjadinya letusan gunung berapi dapat dilacak. Ketika abu vulkanik mendingin dan mengkristal, banyak mineral Kalium (K) terperangkap di dalamnya, termasuk K-39 (atom stabil) dan K-40 (radioaktif). Sebagai unsur radioaktif, separuh massa K-40 akan berubah menjadi Argon-40 (Ar-40) dalam kurun waktu 1,26 miliar tahun. Separuh sisa K-40 akan kembali berkurang setengahnya lagi dalam 1,26 miliar tahun berikutnya, dan demikian seterusnya.

Jika organisme mati karena tertimbun lava, fosil biasanya terbentuk melalui proses sedimentasi. Namun, pengukuran umur sedimen tidak dapat dilakukan dengan metode radiometrik. Sebagai gantinya, batuan di sekitar fosil yang dianalisis. Dengan asumsi bahwa material vulkanik di sekitar fosil memiliki usia yang sama dengan fosil tersebut, semakin banyak sampel yang diukur, semakin akurat hasilnya

C. Molecular Clock/ Jam DNA

1. Kenapa DNA?

   Pertama, DNA menyediakan data yang akurat melalui pengujian homologi yang lebih baik terhadap karakteristik yang ada. Kedua, DNA menawarkan banyak data karena laju perubahan basa nukleotida yang berbeda di berbagai lokus. Ketiga, DNA terbukti menghasilkan hubungan kekerabatan yang lebih alami dan tidak terbantahkan. DNA terletak di Nukleus (nDNA), Mitokondria (mtDNA), dan Kloroplas (cpDNA).

   Jam molekuler adalah metode untuk menentukan evolusi molekul dengan membandingkan perubahan molekul dengan perkembangan fosil, untuk memperkirakan waktu sejarah geologis antara dua spesies atau taksa lainnya. Ini digunakan untuk menghitung kapan spesiasi atau divergensi organisme terjadi. Data molekul yang sering digunakan dalam metode ini adalah urutan nukleotida dari DNA atau urutan asam amino dari protein. Jam molekuler juga dikenal sebagai jam genetik atau jam evolusi.

2. Kunci Jam Molekuler

   a. Laju Mutasi

   Laju mutasi digunakan untuk memperkirakan waktu divergensi. Dua garis keturunan yang memiliki nenek moyang sama 50 juta tahun lalu menyimpang setelah 25 juta tahun, masing-masing mengalami satu mutasi basa, sehingga berbeda dengan dua basa. Setelah 50 juta tahun, perbedaan bertambah menjadi empat basa akibat mutasi lebih lanjut.

   b. Mutasi

   Mutasi DNA yang bertahan lama dan diwariskan terjadi pada tingkat yang dapat diprediksi, sehingga tingkat mutasi ini dapat digunakan sebagai "jam molekuler" untuk menghitung kapan spesies bercabang. Dalam spesies yang bereproduksi secara seksual, mutasi yang diwariskan terjadi selama pembentukan sel kelamin, dan dengan ukuran sampel yang cukup besar, tingkat mutasi rata-rata dapat diperkirakan.

3. Kunci jam molekuler + Fosil

   Dengan memadukan data fosil dan laju perubahan molekul, kita dapat menyimpulkan peristiwa geologis dan memprediksi laju evolusi molekul, waktu divergensi, spesiasi, kepunahan, serta asal usul spesies yang memiliki nenek moyang Bersama

   Dalam analisis, DNA kloroplas lebih sering digunakan pada tanaman, sementara genome mitokondria pada hewan berevolusi dengan cepat, mengalami sekitar 10 substitusi per nukleotida setiap tahun. Pada virus RNA yang berkembang pesat, seperti virus influenza dan HIV, tingkat mutasi dapat melebihi 10⁻³ mutasi per nukleotida per tahun, dengan perubahan genetik terjadi dalam hitungan minggu. Variasi ini dipengaruhi oleh faktor biologis, seperti waktu generasi, ukuran populasi, umur panjang, dan suhu tubuh, serta faktor abiotik, seperti radiasi ultraviolet.

   Dalam analisis filogenetik untuk memperkirakan skala waktu evolusi, jam molekuler perlu "dikalibrasi." Misalnya, jika peneliti memiliki dua sekuens DNA dengan perbedaan konten 5%, ada berbagai kemungkinan kombinasi laju dan waktu. Untuk menentukan divergensi, diperlukan data dari peristiwa geografis, fosil, dan catatan genetik. Setelah laju evolusi diketahui melalui kalibrasi, metode ini dapat diterapkan pada organisme lain untuk memperkirakan peristiwa evolusi

4. Analisis DNA

   Untuk memahami hubungan evolusi. Melalui alignment urutan gen, diperlihatkan kesamaan dan perbedaan genetik antara spesies seperti manusia, simpanse, tikus dan ragi. Grafik lainnya menampilkan perubahan dalam gen Cytochrome-c serta hemoglobin beta di antara spesies yang berbeda, seperti manusia, ikan, anjing, burung, dan lain-lain, dengan jumlah substitusi asam amino yang merefleksikan jarak evolusi. Perbandingan ini menggambarkan tingkat kekerabatan spesies berdasarkan perubahan genetik selama jutaan tahun.

5. Tingkat Evolusi Molekuler

   Tingkat evolusi molekuler bervariasi

   a. Animalia

   Genom mitokondria pada hewan berevolusi dengan cepat dan mengalami sekitar 10-⁸ substitusi per nukleotida per generasi.

   b. Tumbuhan

   Pada tumbuhan, DNA kloroplas lebih umum digunakan dalam analisis genetik.

   c. Virus

   Pada virus RNA yang berkembang pesat, seperti virus influenza dan HIV, tingkat mutasi bisa melebihi 10-³ mutasi per nukleotida per tahun, dengan perubahan genetik yang dapat terjadi dalam beberapa minggu.

   Variasi ini mungkin dipengaruhi oleh faktor biologis seperti waktu generasi, ukuran populasi, umur panjang, dan suhu tubuh, serta faktor abiotik seperti radiasi ultraviolet.

A. Jenis Evolusi

1. Berdasarkan Arah

   a. Evolusi Progresif: Proses evolusi yang membantu spesies bertahan.

   b. Evolusi Regresif: Evolusi yang menyebabkan kepunahan spesies.

   
   

2. Berdasarkan Skala

   a. Makroevolusi: Perubahan besar yang berlangsung lama, seperti terbentuknya spesies baru.

   b. Mikroevolusi: Perubahan kecil dalam gen yang terjadi dalam waktu singkat di populasi tertentu.

   
   

3. Berdasarkan Hasil

   a. Evolusi Divergen: Satu spesies berubah dan menghasilkan beberapa spesies baru atau variasi individu.

   b. Evolusi Konvergen: Spesies berbeda mengembangkan struktur tubuh yang mirip karena hidup di habitat serupa.

B. Bukti evolusi

Bukti evolusi meliputi: Fosil, Anatomi & Morfologi, Embriologi, Biogeografi, Molekuler (DNA & Protein), Observasi dan Domestikasi

1. Fosil

   Fosil adalah sisa atau jejak makhluk hidup yang mengeras dan terawetkan, seperti tulang, cangkang, gigi, atau jejak kehidupan lainnya seperti jejak kaki dan akar tanaman. Fosil merekam keberadaan spesies yang pernah hidup di Bumi pada berbagai periode sejarah.

   Pembentukan fosil meliputi:

   a. Petrifaction:

   Proses umum di mana bagian keras organisme yang mati perlahan berubah menjadi batu melalui mineralisasi.

   b. Petrifaction of soft parts:

   Dalam kondisi tertentu, bagian lunak organisme juga bisa menjadi fosil, seperti beberapa fosil tumbuhan.

   c. Preservation of foot prints:

   Jejak kaki yang terbentuk di lumpur basah bisa mengeras dan menjadi fosil jika tidak terganggu.

   d. Moulds and casts:

   Cetakan fosil terbentuk saat organisme meninggalkan jejak di lingkungan, misalnya pada abu vulkanik, memberikan detail fisik yang akurat, terutama pada fosil invertebrata.

   
   

   Fosil dalam lapisan batuan kuno hingga yang lebih baru menunjukkan perubahan bertahap. Fosil yang berperan sebagai penghubung antara dua kelompok berbeda disebut fosil transisi, seperti Archaeopteryx (penghubung reptil dan burung), Seymouria (penghubung amfibi dan reptil), serta Pteridosperms (penghubung tanaman paku dan Gymnospermae). "Connecting link" adalah makhluk hidup yang ada saat ini dan masa lalu yang menunjukkan evolusi antar kelompok, misalnya Protopterus (ikan paru-paru) yang memiliki karakteristik ikan dan amfibi, serta Platipus yang menghubungkan reptil, burung, dan mamalia.

   Bukti evolusi paling lengkap

   
   

   Othniel C. Marsh menggambarkan evolusi fosil kuda yang dimulai sekitar 60 juta tahun lalu di Amerika Utara. Leluhur kuda modern berukuran kecil, mirip rubah, dan berevolusi secara bertahap menjadi kuda masa kini melalui tahapan Eohippus, Mesohippus, Merychippus, Pliohippus, hingga Equus.

   
   

   Perubahan progresif: peningkatan ukuran dan berat, kaki, peningkatan tinggi, pemanjangan leher serta peningkatan dan kompleksitas otak.

   Perubahan regresif: hilangnya jari pada kaki, hilangnya gigi taring dan hilangnya rambut tubuh.

   
   

2. Anatomi dan Morfologi

   Anatomi dan Morfologi menjadi bukti penting dalam evolusi, terutama melalui organ vestigial, homologi dan analogi.

   a. Organ vestigial adalah sisa-sisa evolusi yang masih ada meski fungsinya telah berkurang, seperti usus buntu dan tulang ekor pada manusia, membran niktitan pada hewan, serta penyusutan tulang jari pada kuda.

   b. Homologi menunjukkan kesamaan struktur anatomi pada makhluk berkerabat dekat karena diwariskan dari nenek moyang yang sama. Meskipun fungsinya berbeda, struktur dasar seperti pola tulang pentadaktil (lima jari) pada paus, kelelawar, burung, kuda, dan manusia menunjukkan evolusi divergen. Contoh lain termasuk perubahan bertahap jantung vertebrata dari dua ruang menjadi empat ruang, serta modifikasi bagian mulut serangga yang disesuaikan dengan fungsinya. Contoh Homologi: Kaki cicak dan buaya (reptil), bunga mawar dan strawberry (rosaceae).

   c. Analogi menunjukkan kemiripan fungsi meskipun berasal dari nenek moyang yang berbeda. Misalnya, sayap capung, burung, kelelawar, dan pterodaktil berfungsi untuk terbang, tetapi struktur dasarnya berbeda. Contoh lain adalah tubuh ramping ikan, ichthyosaurus dan paus yang menunjukkan adaptasi pada lingkungan air, meskipun mereka berasal dari kelas yang berbeda. Contoh Analogi: Kaki cicak (reptil) dan kaki kucing (mamalia).

   
   

3. Embriologi

   Embriologi menunjukkan kesamaan perkembangan awal hewan. Semua hewan memulai dari zigot, lalu menjadi morula, blastula, dan gastrula, dengan tiga lapisan germinal (ektoderm, mesoderm, endoderm) yang membentuk struktur tubuh serupa.

   
   

   Pada tahap awal, embrio vertebrata (ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia) memiliki kesamaan, seperti kepala dengan cikal bakal mata, celah faring, notokorda, dan ekor. Embrio juga memiliki struktur sementara yang hilang sebelum lahir, seperti celah insang pada vertebrata darat dan kuncup gigi pada paus serta burung.

   
   

4. Biogeografi

   a. Biogeografi menunjukkan interaksi antara evolusi dan geografi, terutama di pulau-pulau.

   b. Evolusi spesies di pulau: Spesies berkembang secara unik karena isolasi geografis.

   c. Marsupial di Australia: Sebagian besar mamalia di Australia adalah marsupial yang berevolusi tanpa persaingan mamalia plasental, karena isolasi geografis selama jutaan tahun.

   d. Spesies unik di pulau: Contohnya marsupial Australia, burung finch di Galapagos, komodo di Pulau Komodo, dan berbagai spesies di Kepulauan Hawaii, yang berevolusi secara unik.

   e. Divergensi di pulau: Spesies pulau sering berevolusi dari nenek moyang di daratan, beradaptasi dengan lingkungan terisolasi pulau.

   
   

5. Molekuler (DNA & protein)

   Biologi molekuler membantu menjelaskan proses evolusi dengan menunjukkan bahwa semua makhluk hidup berbagi DNA dan kode genetik yang sama atau mirip. Proses transkripsi dan translasi gen juga serupa di antara spesies, menandakan hubungan kekerabatan yang jauh. Misalnya, manusia memiliki lebih dari 98% kesamaan DNA dengan simpanse, dan gen homolog ditemukan di berbagai organisme, seperti kuda, katak, manusia, dan ikan zebra, yang semuanya mengandung gen pengkode insulin. Ini menunjukkan bahwa kesamaan genetik berasal dari nenek moyang yang sama.

   
   

6. Observasi

   Bukti evolusi dapat diamati dalam fenomena yang terjadi di lingkungan sekitar kita, seperti:

   a. Nyamuk yang resisten terhadap pestisida: Seiring waktu, beberapa nyamuk mengembangkan kemampuan untuk bertahan hidup meskipun terkena pestisida, menunjukkan adaptasi evolusioner terhadap ancaman kimia.

   b. Bakteri yang resisten terhadap antibiotik: Bakteri dapat berevolusi untuk menjadi kebal terhadap antibiotik, memungkinkan mereka untuk bertahan hidup dan berkembang biak meskipun pengobatan dilakukan, yang merupakan contoh evolusi melalui seleksi alam.

   
   

   Kedua fenomena ini menggambarkan proses evolusi dalam waktu singkat akibat tekanan lingkungan atau intervensi manusia.

   
   

7. Domestikasi

   Domestikasi adalah proses evolusi yang terjadi dengan campur tangan manusia, di mana manusia secara selektif memilih sifat-sifat tertentu pada hewan dan tumbuhan. Melalui seleksi ini, manusia mengarahkan perkembangan spesies agar memiliki karakteristik yang lebih sesuai untuk kehidupan bersama, baik untuk keperluan pertanian, makanan, transportasi, maupun sebagai hewan peliharaan. Proses ini menghasilkan spesies yang telah dijinakkan atau diberdayakan sehingga berbeda dari nenek moyangnya yang liar, baik dalam penampilan maupun perilaku.

Waktu geologi adalah skala yang digunakan untuk menggambarkan sejarah Bumi berdasarkan lapisan batuan dan fosil yang terkandung di dalamnya. Skala waktu geologi ini membagi sejarah Bumi ke dalam berbagai era, periode, dan zaman yang menggambarkan perkembangan kehidupan serta perubahan yang terjadi di planet ini.

1. Lapisan Batuan dan Bukti Fosil

• Stratigrafi dan Hukum Steno

  Stratigrafi adalah studi tentang lapisan batuan yang memberikan petunjuk evolusi bumi. Hukum superposisi Steno menyatakan bahwa lapisan batuan tersusun dalam urutan waktu, dengan lapisan tertua berada di bawah dan lapisan termuda di atas. Namun, orientasi lapisan ini dapat berubah karena fenomena alam seperti gempa atau gerakan tektonik. Selain itu, lapisan batuan tidak selalu seragam di seluruh dunia. Di beberapa pegunungan, seperti Alpen, lapisan batuan dibedakan menjadi lapisan primer, sekunder, tersier, dan kuarterner. Namun, lapisan-lapisan ini tidak selalu ditemukan dengan urutan yang sama di tempat lain.

  
  

• Fosil sebagai Indikator Geologi

  Keberadaan fosil pada lapisan batuan dapat memberikan petunjuk lebih lanjut tentang usia lapisan. Misalnya, fosil Trilobites selalu lebih tua dibandingkan fosil yang memiliki cangkang kerang. Ini membantu ilmuwan menetapkan urutan waktu geologis, meskipun fosil tidak selalu ditemukan di setiap lapisan karena adanya kepunahan massal.

2. Pengukuran Radiometrik / Jam Radioaktif

• Dasar Pengukuran

  Pengukuran radiometrik adalah teknik untuk menentukan usia absolut batuan dan fosil. Ini dilakukan dengan mengukur perbandingan unsur radioaktif induk dan turunannya. Sebagai contoh, isotop Kalium-40 (K-40) memiliki waktu paruh 1,26 miliar tahun dan berubah menjadi Argon-40. Dengan mengukur massa K-40 yang tersisa dalam suatu sampel, usia batuan dapat ditentukan.

• Penggunaan Isotop yang Berbeda

  Isotop yang berbeda digunakan tergantung pada usia sampel yang akan diukur. Isotop Karbon-14 (C-14) sering digunakan untuk sampel yang berusia ribuan tahun, tetapi tidak cocok untuk sampel yang lebih tua, seperti fosil purba. Untuk itu, isotop yang memiliki waktu paruh lebih panjang seperti Kalium-40 atau Uranium-238 digunakan untuk sampel yang berusia jutaan hingga miliaran tahun.

  
  

  Beberapa isotop umum yang digunakan antara lain:

  1. Karbon-14 (C-14) dengan waktu paruh 5.730 tahun, digunakan untuk mengukur objek berumur ribuan tahun.

  2. Kalium-40 (K-40), yang waktu paruhnya mencapai 1,26 miliar tahun, digunakan untuk mengukur usia batuan yang lebih tua.

  3. Uranium-235 (U-235) dengan waktu paruh 700 juta tahun dan Uranium-238 (U-238) dengan waktu paruh 4,4 miliar tahun.

• Pengukuran Umur Fosil

  Pengukuran radiometrik sering digunakan dalam pengukuran usia fosil, terutama jika fosil ditemukan dalam lapisan yang berhubungan dengan material vulkanik. Saat abu vulkanik mengkristal, mineral seperti Kalium terjebak di dalamnya. Jejak radioaktif Kalium ini membantu dalam menentukan usia fosil.

3. Jam Molekuler (Molecular Clock)

Konsep Jam Molekuler:

Jam molekuler adalah metode yang digunakan untuk mengestimasi waktu divergensi evolusi antara spesies berdasarkan perbandingan perbedaan molekul, seperti DNA atau protein. Mutasi yang terjadi pada DNA dapat digunakan sebagai "jam" untuk memperkirakan kapan dua spesies terakhir kali berbagi nenek moyang yang sama.

• DNA sebagai Fosil Molekuler

  Analisis DNA memberikan informasi evolusi yang akurat dan terbukti lebih efektif dalam mengukur hubungan kekerabatan dibandingkan dengan metode tradisional. Tiga jenis DNA yang digunakan dalam analisis jam molekuler meliputi DNA mitokondria (mtDNA), DNA nukleus (nDNA), dan DNA kloroplas (cpDNA).

  
  

Studi Kasus: Adam dan Hawa

Studi jam molekuler dapat digunakan untuk memperkirakan kapan manusia pertama kali muncul. Berdasarkan DNA mitokondria, nenek moyang manusia modern (yang dikenal sebagai "mitochondrial Eve") hidup sekitar 200.000 tahun yang lalu, sementara kromosom Y memperkirakan nenek moyang pria hidup sekitar 60.000 tahun lalu. Perbedaan waktu ini dijelaskan oleh adanya poligini, di mana satu pria dapat memiliki keturunan dari banyak wanita, menyebabkan perbedaan dalam usia molekuler.

Evolusi adalah proses perubahan yang terjadi pada makhluk hidup dari waktu ke waktu. Bukti-bukti evolusi diperoleh dari berbagai cabang ilmu, seperti fosil, anatomi, morfologi, embriologi, biogeografi, serta data molekuler seperti DNA dan protein. Berikut adalah beberapa bukti utama dari evolusi.

1. Fosil

Fosil merupakan salah satu bukti langsung evolusi. Fosil adalah sisa-sisa atau jejak organisme yang telah terawetkan dalam lapisan bumi. Bentuk fosil bisa berupa bagian tubuh seperti tulang, cangkang, atau gigi, atau jejak kehidupan seperti jejak kaki atau lubang tempat organisme hidup. Fosil memberikan dokumentasi tentang makhluk hidup yang ada di Bumi pada berbagai periode waktu, sehingga ilmuwan dapat melacak perubahan yang terjadi seiring waktu.

Proses Pembentukan Fosil:

• Petrifaction (Petrifikasi): Proses yang paling umum di mana organisme yang mati terkubur, lalu bagian-bagian kerasnya berubah menjadi batu melalui mineralisasi.

• Petrifaction of soft parts (Petrifikasi bagian lunak): Dalam kondisi tertentu, bahkan bagian lunak dari organisme dapat terawetkan melalui mineralisasi.

• Preservation of footprints (Pelestarian jejak): Jejak kaki yang tertinggal di lumpur atau pasir dapat menjadi fosil jika dibiarkan mengeras tanpa gangguan.

• Moulds and casts (Cetakan dan cor): Cetakan terbentuk ketika organisme meninggalkan jejak atau bentuk di lingkungan sekitarnya, seperti pada abu vulkanik.

• Fosil-fosil transisi, seperti Archaeopteryx, yang memiliki ciri-ciri reptil dan burung, serta Seymouria, yang merupakan penghubung antara amfibi dan reptil, menunjukkan bukti adanya proses evolusi dari satu kelompok organisme ke kelompok lain.

2. Anatomi dan Morfologi

Evolusi juga dapat dilihat melalui studi tentang anatomi dan morfologi makhluk hidup. Ada dua konsep utama:

• Homologi: Bagian tubuh yang memiliki struktur dasar yang sama tetapi fungsinya berbeda. Misalnya, tungkai depan pada paus, kelelawar, burung, dan manusia menunjukkan pola tulang yang sama, tetapi memiliki fungsi yang berbeda. Ini menunjukkan bahwa mereka semua berevolusi dari nenek moyang yang sama.

• Analogi: Struktur tubuh yang berbeda secara anatomi tetapi memiliki fungsi yang sama, sebagai hasil dari adaptasi terhadap lingkungan serupa. Contohnya, sayap pada kelelawar, burung, dan serangga, yang semuanya digunakan untuk terbang, tetapi berasal dari kelas yang berbeda.

• Organ Vestigial: Organ yang tidak lagi berfungsi penuh tetapi masih ada sebagai sisa dari evolusi. Contoh pada manusia adalah usus buntu dan tulang ekor.

3. Embriologi

• PerkembanganEmbrio:
  Kesamaan dalam perkembangan embrio vertebrata menjadi bukti evolusi. Semua vertebrata melewati tahapan perkembangan awal yang mirip, seperti pembentukan kepala, notokorda, dan ekor embrionik. Pada tahap awal, embrio ikan, reptil, burung, dan mamalia memiliki struktur yang mirip, meskipun berkembang menjadi organisme yang berbeda.

• Contoh Kesamaan:
  Celah faring yang muncul pada embrio vertebrata darat seperti manusia, menunjukkan adanya kesamaan evolusioner dengan ikan yang memiliki insang.

4. Biogeografi

Biogeografi adalah studi tentang distribusi geografis spesies di seluruh dunia. Pulau-pulau sering kali menjadi laboratorium alami bagi evolusi, di mana spesies berkembang secara unik karena keterisolasian geografis. Contoh yang terkenal adalah burung finch Darwin di Kepulauan Galapagos, yang berevolusi menjadi berbagai spesies berdasarkan perbedaan habitat dan sumber makanan. Di Australia, marsupial mendominasi karena keterisolasian benua tersebut, memungkinkan evolusi tanpa persaingan dari mamalia plasental.

5. Bukti Molekuler (DNA dan Protein)

Bukti evolusi paling modern datang dari analisis molekuler, seperti DNA dan protein. Semua makhluk hidup menggunakan DNA sebagai materi genetiknya, dan analisis perbedaan dalam susunan DNA antara spesies memungkinkan ilmuwan melacak sejarah evolusi dan hubungan kekerabatan di antara mereka. Jam molekuler digunakan untuk memperkirakan waktu divergensi antara spesies dengan membandingkan laju mutasi DNA. Misalnya, berdasarkan analisis DNA mitokondria, nenek moyang manusia modern diperkirakan hidup sekitar 200.000 tahun lalu.

6. Observasi Langsung

Proses evolusi juga dapat diamati secara langsung dalam jangka waktu yang lebih pendek. Contoh yang sering disebutkan adalah munculnya resistansi terhadap antibiotik pada bakteri dan resistansi terhadap pestisida pada serangga. Ini adalah contoh mikro-evolusi, di mana perubahan terjadi pada tingkat genetik dalam populasi selama waktu singkat.

7. Domestikasi

Domestikasi adalah bukti lain dari evolusi, di mana manusia telah secara sengaja memilih sifat-sifat tertentu pada hewan dan tumbuhan untuk menghasilkan spesies yang lebih bermanfaat bagi kebutuhan manusia. Misalnya, anjing yang berasal dari serigala melalui proses domestikasi, atau berbagai varietas tanaman yang dikembangkan untuk hasil panen yang lebih baik.

Bukti-bukti evolusi yang ditemukan melalui fosil, anatomi, embriologi, biogeografi, molekuler, dan observasi langsung menunjukkan bahwa evolusi adalah proses yang nyata dan terus berlangsung. Perubahan pada makhluk hidup seiring waktu ini dapat dilihat baik dalam skala besar (makroevolusi) maupun skala kecil (mikroevolusi), memperlihatkan bagaimana kehidupan di Bumi berkembang dari satu bentuk menjadi bentuk yang lebih kompleks dan beragam.

Evolusi adalah perubahan struktur tubuh makhluk hidup yang berlangsung secara perlahan-lahan dalam waktu yang sangat lama. Evolusi Berdasarkan Arahnya. Evolusi progresif adalah proses di mana makhluk hidup mengalami perubahan yang membuatnya lebih mampu bertahan hidup di lingkungannya, berupa adaptasi fisik dan perilaku. Sebaliknya, evolusi regresif adalah proses di mana makhluk hidup mengalami perubahan yang justru membuatnya semakin sulit bertahan hidup, karena faktor perubahan lingkungan yang ekstrem, munculnya pesaing yang lebih kuat, atau perubahan genetik yang merugikan.

Evolusi Berdasarkan Skala Perubahan. Mikroevolusi adalah perubahan kecil yang terjadi dalam suatu populasi dalam waktu yang relatif singkat, melibatkan perubahan pada satu atau beberapa gen saja, dan dapat menghasilkan variasi-variasi kecil dalam suatu spesies, seperti perbedaan warna bulu atau ukuran tubuh. Di sisi lain, makroevolusi adalah perubahan besar yang terjadi dalam jangka waktu yang sangat lama, bahkan jutaan tahun. Perubahan ini dapat menyebabkan munculnya spesies baru, punahnya spesies yang sudah ada, atau bahkan terbentuknya kelompok organisme yang sama sekali berbeda.

Evolusi Berdasarkan Skala Perubahan. Evolusi divergen adalah di mana satu spesies asal-usul yang sama mengalami perubahan seiring waktu sehingga menghasilkan beberapa spesies baru yang berbeda. Evolusi konvergen adalah di mana spesies yang berbeda, yang awalnya tidak memiliki hubungan kekerabatan yang dekat, mengalami perubahan yang membuat mereka memiliki ciri-ciri fisik yang mirip. Hal ini sering terjadi karena spesies-spesies tersebut hidup di lingkungan yang sama dan menghadapi tekanan seleksi alam yang serupa.

Bukti Fosil meliputi Anatomi dan Morfologi, Embriologi, Biogeografi, Molekuler (DNA & Protein), Observasi dan Domestika.

1. Fosil

Fosil adalah sisa organisme purba yang telah membatu dan terawetkan dalam lapisan-lapisan bumi, berupa bagian tubuh makhluk hidup seperti tulang, gigi, atau cangkang, dengan adanya fosil keberadaan dari  spesies makhluk hidup yang pernah menghuni planet akan diketahui. Fosil terbentuk melalui berbagai proses yang terjadi selama jutaan tahun. Salah satu cara paling umum adalah melalui proses petrifikasi, di mana bagian keras organisme seperti tulang, cangkang, atau kayu secara perlahan digantikan oleh mineral. Uniknya, dalam kondisi tertentu, bahkan bagian lunak seperti daging atau daun pun bisa mengalami petrifikasi (Petrifaction of soft parts). Selain itu, jejak aktivitas makhluk hidup seperti jejak kaki atau lubang gali juga bisa menjadi fosil. Ketika makhluk hidup meninggalkan jejak di lumpur atau abu vulkanik (Preservation of foot printsatau), dan kemudian material tersebut mengeras, maka terbentuklah cetakan fosil yang sangat detail (Moulds and casts). Cetakan ini memberikan kita gambaran yang sangat jelas tentang bentuk dan ukuran organisme purba.

Fosil juga berperan sebagai missing link, seperti Archaeopteryx, Seymouria, dan Pteridosperms menunjukkan ciri-ciri peralihan antara dua kelompok organisme yang berbeda. Misalnya, Archaeopteryx memiliki ciri-ciri baik reptil maupun burung, sehingga dianggap sebagai bentuk peralihan antara kedua kelompok tersebut. Makhluk hidup seperti Protopterus dan platypus, memiliki karakteristik yang menggabungkan ciri-ciri dari beberapa kelompok hewan, sehingga dianggap sebagai bentuk peralihan. Dengan kata lain, fosil-fosil ini menunjukkan bahwa makhluk hidup yang ada saat ini merupakan hasil dari proses evolusi yang panjang dan kompleks. Fosil lengkap kuda yang digambarkan oleh Othniel C. Marsh. Leluhur kuda modern berukuran kecil, mirip dengan rubah, dan berevolusi secara bertahap menjadi kuda masa kini.  

2. Anatomi dan Morfologi

Jika kita mengamati anatomi berbagai spesies, kita akan menemukan adanya kemiripan pada struktur tubuh tertentu. Kemiripan ini disebut homologi, dan menunjukkan bahwa spesies-spesies tersebut memiliki nenek moyang yang sama. Contohnya, tangan manusia, sirip paus, dan sayap kelelawar memiliki struktur tulang dasar yang sama, meskipun fungsinya berbeda. Di sisi lain, ada juga struktur tubuh yang memiliki fungsi yang sama tetapi bentuknya berbeda. Kemiripan ini disebut analogi, dan biasanya merupakan hasil dari adaptasi terhadap lingkungan yang sama. Contohnya, sayap kupu-kupu dan sayap burung memiliki fungsi yang sama yaitu untuk terbang, tetapi struktur anatomi keduanya sangat berbeda. Ini menunjukkan bahwa kedua kelompok hewan ini mengembangkan sayap secara terpisah sebagai adaptasi terhadap lingkungan yang menuntut kemampuan terbang.

3. Embriologi

Perkembangan embrio pada berbagai jenis hewan vertebrata menunjukkan adanya kesamaan yang mencolok pada tahap-tahap awal. Semua hewan vertebrata, mulai dari ikan hingga manusia, memulai kehidupan sebagai sel tunggal yang kemudian membelah dan berkembang menjadi bola sel (morula), lalu membentuk rongga (blastula), dan akhirnya membentuk tiga lapisan sel utama (gastrula). Ketiga lapisan sel ini akan berkembang menjadi berbagai jaringan dan organ tubuh. Menariknya adalah, pada tahap-tahap awal perkembangan, embrio dari berbagai spesies vertebrata terlihat sangat mirip. Misalnya, embrio ikan, katak, kura-kura, burung, dan manusia memiliki struktur yang serupa seperti kepala dengan calon mata dan telinga, serta ekor. Bahkan, embrio vertebrata darat seperti kita pun memiliki struktur yang menyerupai insang pada tahap awal perkembangannya, meskipun struktur ini akan menghilang sebelum kita lahir karena hal ini akan berkaitan dengan seleksi alam yang dikemukakan oleh Charles Darwin yaitu sifat yang menguntungkan bagi kelangsungan hidup suatu organisme akan lebih sering diwariskan kepada generasi berikutnya, sehingga populasi akan berubah secara bertahap dari waktu ke waktu.

4. Biogeography

Isolasi geografis yang dialami pulau-pulau membuat spesies yang hidup di dalamnya berevolusi secara unik dan berbeda dari kerabat mereka di daratan utama. Kondisi lingkungan yang khas di setiap pulau, serta keterbatasan sumber daya dan ruang, mendorong terjadinya adaptasi yang cepat dan menghasilkan keanekaragaman hayati. Contohnya marsupial di Australia. Karena terpisah dari benua lain selama jutaan tahun, marsupial di Australia memiliki kesempatan untuk berkembang tanpa persaingan dari mamalia menyusui (plasental). Kondisi ini memungkinkan marsupial berevolusi menjadi berbagai jenis spesies, mulai dari kanguru hingga koala, yang mengisi berbagai relung ekologis di benua itu. Proses evolusi di pulau sering dimulai dengan kedatangan sejumlah kecil individu dari daratan utama. Individu-individu ini kemudian terisolasi dan mengalami perubahan genetik secara acak akibat perkawinan sedarah dan seleksi alam yang bekerja pada kondisi lingkungan yang berbeda. Seiring waktu, populasi yang terisolasi ini dapat berevolusi menjadi spesies baru yang sangat berbeda dari nenek moyangnya.

5. Molekuler (DNA & Protein)

DNA sering disebut sebagai "blueprint kehidupan" karena mengandung semua informasi genetik yang diperlukan untuk membangun dan memelihara suatu organisme. Dengan membandingkan urutan DNA dari berbagai spesies, para ilmuwan dapat mengidentifikasi kesamaan dan perbedaan genetik yang mencerminkan hubungan evolusi mereka. Semakin dekat hubungan kekerabatan antara dua spesies, semakin sedikit perbedaan pada urutan DNA mereka. Protein adalah molekul yang memiliki urutan asam amino yang spesifik, yang menentukan struktur dan fungsinya. Dengan membandingkan urutan asam amino dari protein yang sama pada spesies yang berbeda, para ilmuwan dapat melacak perubahan evolusioner yang terjadi pada protein tersebut.

6. Observasi

Proses evolusi juga dapat diamati secara langsung, melalui observasi terhadap fosil, para ilmuwan dapat merekonstruksi sejarah evolusi makhluk hidup, mengidentifikasi spesies baru, dan memahami perubahan lingkungan di masa lampau. Fosil yang diawetkan dalam lapisan batuan memberikan petunjuk tentang bentuk tubuh, perilaku, dan hubungan kekerabatan antara organisme purba dengan makhluk hidup saat ini.

7. Domestikasi

Domestikasi adalah proses panjang dan kompleks di mana manusia secara aktif berperan dalam mengubah makhluk hidup, sehingga dapat dikatakan domestikasi juga merupakan  bukti dari evolusi. Dengan memilih individu-individu yang memiliki sifat-sifat yang diinginkan, seperti ukuran tubuh yang lebih besar, sifat yang lebih jinak, atau produksi hasil yang lebih banyak, manusia secara bertahap membentuk spesies baru yang lebih sesuai dengan kebutuhan mereka. Proses ini telah berlangsung selama ribuan tahun dan telah menghasilkan berbagai jenis hewan ternak dan tanaman budidaya yang kita kenal saat ini.

Masih penasaran tentang fosil? Yuk simak video berikut ini! https://youtu.be/GwveDJI1JoQ?si=TAgqdlQEACyd6yO6

Referensi : Sari, E. (2020). Diktat Teori Evolusi. UIN Raden Intan Lampung.

1. Lapisan Batuan: Melalui stratigrafi, lapisan-lapisan batuan yang terbentuk selama berbagai periode dapat digunakan untuk menentukan urutan waktu geologis.

2. Pengukuran Radiometrik: Isotop radioaktif digunakan untuk menentukan usia batuan dengan menghitung laju peluruhan isotop.

3. Jam Molekuler: Melalui analisis DNA atau protein, ilmuwan dapat memperkirakan kapan spesies berpisah dari leluhur yang sama dengan memperhitungkan laju mutasi.

1. Stratigrafi (Lapisan Batuan)

Metode stratigrafi didasarkan pada prinsip hukum superposisi yang dikemukakan oleh Nicolaus Steno. Prinsip ini menyatakan bahwa dalam urutan batuan sedimen yang tidak terganggu, lapisan yang lebih tua akan berada di bagian bawah, sedangkan lapisan yang lebih muda akan berada di atas. Stratigrafi juga melibatkan analisis fosil yang terkandung dalam lapisan-lapisan batuan tersebut. Fosil menjadi petunjuk penting dalam memahami urutan waktu geologi, karena fosil makhluk hidup tertentu hanya ditemukan di lapisan batuan yang berusia spesifik. Misalnya, keberadaan fosil Trilobites di suatu lapisan menunjukkan bahwa lapisan tersebut berasal dari periode tertentu yang lebih tua dibandingkan lapisan yang mengandung fosil kerang modern. Namun, perlu diperhatikan bahwa urutan lapisan batuan tidak selalu seragam di semua tempat, karena faktor-faktor seperti erosi, lipatan, dan pergeseran lempeng bumi dapat mengubah orientasi lapisan-lapisan tersebut.

2. Pengukuran Radiometrik (Jam Radioaktif)

Pengukuran radiometrik adalah metode yang digunakan untuk menentukan usia absolut dari batuan atau fosil berdasarkan peluruhan isotop radioaktif. Dalam metode ini, isotop induk mengalami peluruhan menjadi isotop anak dengan laju yang konstan, yang disebut sebagai waktu paruh. Contoh isotop yang sering digunakan adalah Kalium-40 (K-40), yang meluruh menjadi Argon-40 (Ar-40) dengan waktu paruh sekitar 1,26 miliar tahun.

Untuk menentukan umur suatu fosil atau lapisan batuan, ilmuwan menghitung rasio antara isotop induk dan isotop anak yang terbentuk. Pengukuran ini sangat akurat untuk batuan yang berusia jutaan hingga miliaran tahun, tetapi isotop seperti Karbon-14 (C-14) hanya cocok untuk fosil yang berusia ribuan tahun, karena waktu paruhnya relatif pendek (sekitar 5.730 tahun).

Contoh kasus penggunaan metode radiometrik ini adalah penentuan usia letusan gunung berapi. Saat abu vulkanik mendingin dan mengkristal, banyak mineral, termasuk Kalium, yang terjebak di dalamnya. Peluruhan K-40 menjadi Ar-40 dapat digunakan untuk menentukan kapan letusan tersebut terjadi.

3. Jam Molekuler (Molecular Clock)

Jam molekuler adalah metode yang digunakan untuk memperkirakan waktu divergensi antara spesies atau waktu spesiasi berdasarkan laju mutasi molekul DNA atau protein. Setiap spesies mengalami mutasi genetik seiring waktu, dan laju mutasi ini bisa dihitung untuk memperkirakan kapan spesies tersebut mulai berbeda dari nenek moyang bersama.

Metode ini sangat penting dalam studi evolusi, karena memberikan perkiraan tentang kapan suatu spesies berevolusi atau kapan peristiwa penting seperti kepunahan atau spesiasi terjadi. Misalnya, menggunakan DNA mitokondria, ilmuwan bisa memperkirakan bahwa nenek moyang manusia modern, yang disebut sebagai "mitochondrial Eve," hidup sekitar 200.000 tahun yang lalu. Beberapa contoh data molekuler yang digunakan adalah DNA mitokondria, DNA nukleus, dan DNA kloroplas pada tumbuhan. Pada virus, misalnya, laju mutasi sangat cepat seperti pada virus influenza atau HIV, sedangkan pada hewan, genom mitokondria juga mengalami evolusi yang lebih cepat dibanding DNA nukleus.

4. Kalibrasi Jam Molekuler 

Jam molekuler memerlukan kalibrasi untuk memastikan ketepatan waktu evolusi yang dihitung. Kalibrasi dilakukan dengan membandingkan data molekuler dengan fosil dan catatan geologis untuk memperkirakan waktu terjadinya peristiwa spesiasi atau kepunahan.

Salah satu contoh penerapan jam molekuler adalah pada studi untuk memperkirakan waktu kapan "Adam dan Hawa" hidup, menggunakan DNA mitokondria dan kromosom Y. DNA mitokondria diperkirakan berasal dari 200.000 tahun yang lalu, sementara kromosom Y lebih muda, sekitar 60.000 tahun lalu, akibat adanya poligini (pernikahan satu pria dengan banyak wanita).

5. Studi Kasus Penerapan Jam Molekuler

Jam molekuler dapat diaplikasikan dalam berbagai kasus studi, seperti menggunakan data protein untuk mempelajari perbedaan antarspesies. Data yang digunakan meliputi fibrinopeptida, hemoglobin, dan cytochrome c untuk menganalisis evolusi dan divergensi organisme. Setiap studi kasus memberikan gambaran bagaimana evolusi dapat ditelusuri melalui perubahan genetik dan fosil yang ada.

1. Stratigrafi dan Korelasi Fosil (Biostratigrafi)

Stratigrafi adalah studi tentang lapisan batuan (strata) untuk memahami urutan peristiwa yang terjadi dalam sejarah Bumi. Prinsip superposisi merupakan aturan dasar dalam stratigrafi yang menyatakan bahwa dalam lapisan batuan sedimen yang tidak terganggu, lapisan yang lebih tua berada di bawah lapisan yang lebih muda. Metode ini penting karena setiap lapisan mewakili periode waktu tertentu dalam sejarah geologi.

Fosil yang ditemukan dalam lapisan batuan ini memberikan informasi tambahan melalui biostratigrafi, yaitu penggunaan fosil untuk menentukan usia relatif lapisan batuan. Fosil-fosil tertentu, yang dikenal sebagai fosil indeks, sangat berharga karena penyebarannya yang luas secara geografis namun hanya ada dalam jangka waktu geologis yang singkat. Misalnya, fosil ammonit sering digunakan untuk mengidentifikasi interval waktu tertentu pada Era Mesozoikum. Dengan mempelajari distribusi fosil ini di berbagai lapisan batuan di seluruh dunia, ilmuwan dapat mengkorelasikan usia strata dari lokasi yang berbeda dan menyusun urutan peristiwa geologi global yang lebih komprehensif.

Korelasi fosil ini sangat membantu dalam pengembangan skala waktu geologi, yang terbagi menjadi periode seperti eon, era, periode, dan epoch. Skala ini memungkinkan ilmuwan mengidentifikasi kapan peristiwa besar seperti kepunahan massal atau perubahan iklim terjadi.

2. Penanggalan Radiometrik

Penanggalan radiometrik adalah teknik yang digunakan untuk menentukan usia absolut batuan atau fosil, biasanya dinyatakan dalam jutaan atau milyaran tahun. Metode ini didasarkan pada peluruhan isotop radioaktif, di mana isotop tidak stabil dari unsur-unsur tertentu meluruh menjadi isotop yang stabil. Waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari isotop meluruh disebut waktu paruh.

Beberapa metode radiometrik yang umum digunakan meliputi:

• Penanggalan Uranium-Timbal (U-Pb): Metode ini digunakan untuk memperkirakan usia batuan beku yang sangat tua. Kristal zirkon, yang sering ditemukan dalam batuan beku, mengandung uranium yang meluruh menjadi timbal. Dengan menghitung rasio uranium terhadap timbal, usia batuan dapat ditentukan dengan sangat akurat, bahkan hingga miliaran tahun.

• Penanggalan Karbon-14 (C-14): Teknik ini digunakan untuk menanggal bahan organik hingga sekitar 50.000 tahun, seperti fosil hewan atau tumbuhan. Karbon-14 meluruh menjadi nitrogen-14, dan dengan menghitung jumlah karbon-14 yang tersisa, usia sampel dapat diperkirakan.

• Penanggalan Kalium-Argon (K-Ar): Digunakan untuk batuan vulkanik yang lebih tua, metode ini didasarkan pada peluruhan kalium-40 menjadi argon-40.

  
  

Dengan menggabungkan data dari berbagai isotop yang memiliki waktu paruh yang berbeda, ilmuwan dapat menyusun kerangka waktu yang sangat rinci dan akurat mengenai usia Bumi dan peristiwa geologis penting lainnya.

3. Jam Molekuler

Jam molekuler adalah teknik yang digunakan dalam biologi evolusi untuk memperkirakan waktu divergensi spesies atau garis keturunan berdasarkan laju mutasi genetik. Teori di balik metode ini adalah bahwa mutasi dalam DNA terjadi dengan laju yang relatif konstan seiring waktu. Dengan menghitung jumlah perbedaan genetik antara dua spesies, ilmuwan dapat memperkirakan kapan keduanya terakhir kali berbagi nenek moyang yang sama.

Jam molekuler sangat berguna dalam penanggalan peristiwa evolusi, terutama ketika tidak ada bukti fosil yang memadai. Misalnya, teknik ini digunakan untuk memperkirakan kapan mamalia pertama kali berevolusi atau kapan manusia dan simpanse terakhir kali berbagi nenek moyang yang sama. Jam molekuler melengkapi data fosil dengan memberikan informasi tambahan tentang cabang-cabang evolusi yang mungkin tidak tercatat dalam catatan fosil.

Reference :

Hipsley, C.A., & Muller, J. (2014). Beyond fossil calibrations: realities of molecular clock practices in evolutionary biology. Frontiers in Genetics, 5(138), 1-11.

1. Berdasarkan Arah:

• Evolusi Progresif: evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies bertahan hidup.

• Evolusi Regresif: evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies punah.

  
  

2. Berdasarkan Skala:

• Makroevolusi: perubahan berskala besar yang terjadi selama periodewaktu yang lama, seperti pembentukan spesies baru.

• Mikroevolusi: perubahan berskala kecil yang hanya memengaruhi satu atau beberapa gen, terjadi dalam populasi selama jangkawaktu yang lebih pendek.

  
  

3. Berdasarkan Hasil:

• Evolusi Divergen: satu spesies berevolusi menjadi beberapa spesies baru, misalnya Serigala menjadi rubah dan anjing domestik

• Evolusi Konvergen: menghasilkan struktur tubuh yang serupa pada spesies yang berbeda, karena memiliki habitat yang sama, seperti Shad (fish), Dolphin (mammal), Ichthyosaur (reptile), pinguin (bird).

  
  

Bukti Evolusi

• Fosil: fosil menunjukkan tahapan evolusi spesies, seperti fosil Archaeopteryx yang menghubungkan reptil dan burung.

• Anatomi & Morfologi: homologi menunjukkan kesamaan struktur dari nenek moyang yang sama, sedangkan analogi menunjukkan adaptasi serupa pada spesies yang tidak berkerabat.

• Embriologi: kesamaan perkembangan embrio vertebrata menunjukkan asal-usul yang sama.

• Biogeografi: spesies di pulau-pulau menunjukkan evolusi unik karena keterpisahan geografis.

• Molekuler (DNA & Protein): kesamaan DNA dan protein menunjukkan hubungan genetik antarspesies.

Pembentukan Fosil

• Petrifikasi: organisme yang mati dan terkubur di bawah tanah perlahan-lahan bagian yang keras berubah menjadi batu melalui proses mineralisasi.

• Petrifikasi Bagian Lunak: bagian lunak organisme juga bisa menjadi fosil batu dalam kondisi tertentu. Contoh: beberapa fosiltumbuhan

• Pelestarian Jejak Kaki: Jejak kaki yang mengeras menjadi fosil.

• Cetakan dan Cast: cetakan fosil terbentuk ketika organisme meninggalkan jejak atau cetakan di lingkungan seperti abu vulkanik.

  
  

Pentingnya Fosil

• Dokumentasi Perubahan Bertahap

  Fosil yang ditemukan dalam lapisan batuan dari zaman kuno hingga yang lebih baru menunjukkan perubahan bertahap dalam spesies. Hal ini memberikan bukti konkret tentang bagaimana spesies berevolusi seiring waktu.

• Petunjuk Mata Rantai yang Hilang (Missing Link)

  Fosil dapat berfungsi sebagai bukti transisi antara dua kelompok berbeda. Misalnya, fosil seperti Archaeopteryx menunjukkan karakteristik antara reptil dan burung, mendukung teori bahwa burung berevolusi dari nenek moyang reptil.

• Connecting Link

  Fosil membantu menunjukkan bahwa satu kelompok berevolusi dari yang lain. Contohnya adalah Protopterus (ikan paru-paru) yang menunjukkan karakteristik ikan dan amfibi, serta platipus yang memiliki ciri-ciri reptil, aves, dan mamalia.

Bukti Evolusi Paling Lengkap

Perubahan Progresif:

• Peningkatan ukuran dan berat 

• Pemanjangan kaki 

• Peningkatan tinggi 

• Pemanjangan leher

• Pemanjangan leher Pembesaran dan peningkatan kompleksitas otak

Perubahan Regresif

• Kehilangan jari pada kaki depan dan belakang.

• Kehilangan gigi taring atas dan bawah 

• Kehilangan rambut tubuh

  
  

Fosil Kuda: Sejarah evolusi kuda dari Eohippus ke Equus menunjukkan peningkatan ukuran, kaki lebih panjang, dan kompleksitas otak. Evolusi regresif melibatkan hilangnya jari dan rambut tubuh.

Analisis Perubahan Struktural

Studi fosil menunjukkan perubahan ukuran, berat, dan struktur tubuh dalam proses evolusi.

Anatomi & Morfologi

• Homologi: struktur tubuh yang memiliki pola dasar yang sama tetapi digunakan untuk fungsi yang berbeda, misalnya tungkai depan paus, kelelawar, dan manusia yang memiliki struktur dasar tulang yang sama namun telah berevolusi untuk fungsi yang berbeda. 

• Analogi: struktur tubuh yang berbeda asal usulnya tetapi memiliki fungsi yang sama akibat adaptasi terhadap lingkungan yang serupa. Misalnya, sayap kelelawar dan burung memiliki fungsi yang sama (terbang) tetapi berasal dari struktur dasar yang berbeda. Ini adalah contoh dari evolusi konvergen.

Embriologi

Kesamaan dalam tahap awal perkembangan embrio menunjukkan adanya nenek moyang bersama pada vertebrata.

Biogeografi

Spesies yang terisolasi, seperti marsupial di Australia, menunjukkan evolusi unik karena keterpisahan geografis.

Observasi & Domestikasi

• Observasi: Evolusi yang diamati secara langsung, seperti resistensi nyamuk terhadap pestisida.

• Domestikasi: Manusia terlibat dalam seleksi sifat-sifat tertentu pada hewan dan tumbuhan, seperti anjing dan kuda.

Evolusi, sebagai inti dari biologi modern, dibuktikan melalui berbagai disiplin ilmu yang saling melengkapi. Bukti-bukti ini tidak hanya menjelaskan asal-usul kehidupan, tetapi juga menunjukkan bagaimana spesies beradaptasi dan berevolusi seiring waktu.

Bukti evolusi dapat dibagi menjadi tujuh kategori utama, masing-masing memberikan perspektif yang unik dan saling melengkapi dalam memahami proses evolusi yang terjadi di Bumi. Ketujuh kategori tersebut adalah: rekaman fosil, anatomi dan morfologi, embriologi, biogeografi, bukti molekuler, observasi, dan domestikasi.

1. Rekaman Fosil

Rekaman fosil memberikan bukti kronologis mengenai kehidupan di Bumi, menunjukkan kemajuan bentuk kehidupan seiring waktu. Rekaman fosil tidak hanya menampilkan perubahan sistematis tetapi juga keberadaan spesies yang punah, mendukung gagasan tentang keturunan dengan modifikasi.

Misalnya, fosil transisi Archaeopteryx lithographica menunjukkan karakteristik antara reptil dan burung, dengan adanya bulu dan struktur sayap, menandakan peralihan dari reptil ke burung. Penelitian oleh David E. Fastovsky dan David B. Weishampel dalam The Evolution and Extinction of the Dinosaurs menunjukkan bahwa pola fosil memberikan gambaran tentang spesies yang muncul dan punah, serta kondisi lingkungan yang mendorong perubahan tersebut.

Contoh lain adalah Tiktaalik roseae, yang menunjukkan transisi dari ikan ke amfibi. Fosil ini memiliki ciri-ciri seperti sirip yang menyerupai kaki, yang membantu memahami evolusi vertebrata darat.

2. Anatomi dan Morfologi

Studi mengenai anatomi perbandingan mengungkapkan kemiripan dan perbedaan dalam struktur berbagai organisme. Struktur homolog, seperti tangan manusia dan sirip ikan paus, menunjukkan asal usul yang sama, sedangkan struktur analog, seperti sayap burung (Aves) dan sayap kupu-kupu (Lepidoptera), mengindikasikan adaptasi fungsional yang berbeda.

Analisis morfologis menyediakan bukti yang kuat untuk hubungan filogenetik antara spesies. Misalnya, struktur kerangka dalam mamalia seperti Equus caballus (kuda), Canis lupus familiaris (anjing), dan Homo sapiens memiliki pola yang serupa, yang mengindikasikan bahwa mereka berasal dari nenek moyang yang sama.

3. Embriologi

Studi tentang perkembangan embrio menunjukkan bahwa banyak organisme memiliki tahap awal perkembangan yang serupa, yang menunjukkan adanya nenek moyang bersama. Penelitian dalam bidang ini menunjukkan bahwa vertebrata berbagi ciri-ciri tertentu, seperti kantung faring, yang berfungsi berbeda pada individu dewasa.

Scott F. Gilbert dalam Developmental Biology menjelaskan bahwa kemiripan dalam perkembangan embrio ini mendukung gagasan bahwa semua vertebrata memiliki asal-usul yang sama. Sebagai contoh, embrio manusia (Homo sapiens), tikus (Mus musculus), dan ayam (Gallus gallus) menunjukkan kemiripan dalam struktur awal, seperti adanya ekor dan insang.

4. Biogeografi

Distribusi geografis spesies mendukung evolusi dengan menunjukkan bagaimana organisme beradaptasi terhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya, spesies unik yang ditemukan di Kepulauan Galápagos, seperti Geospiza (finch Galápagos), menunjukkan variasi bentuk paruh tergantung pada jenis makanan yang tersedia, yang mengilustrasikan adaptasi spesies dalam isolasi. Dijelaskan bahwa pergerakan spesies melalui penghalang geografis memberikan wawasan lebih dalam mengenai pola evolusi. Contohnya, spesies marsupial seperti Macropus (kanguru) dan Phascolarctos cinereus (koala) yang hanya ditemukan di Australia menunjukkan bagaimana spesies dapat berkembang secara terpisah di lokasi yang berbeda.

5. Bukti Molekuler (DNA dan Protein)

Kemajuan dalam biologi molekuler telah memberikan bukti substansial untuk evolusi. Kesamaan genetik antar spesies dapat dianalisis melalui perbandingan DNA dan protein. Penelitian menunjukkan hubungan genetik yang dekat antara Balaenoptera (paus) dan Hippopotamus amphibius (hippopotamus), mengindikasikan nenek moyang bersama.

Artikel dalam Proceedings of the National Academy of Sciences yang berjudul Molecular Evidence for the Evolution of Whales menjelaskan bahwa analisis genetik mendukung bukti fosil dalam menunjukkan transisi evolusi dari mamalia darat ke mamalia akuatik. Misalnya, keberadaan gen yang sama dalam ikan paus dan mamalia darat menunjukkan hubungan evolusi yang dekat.

6. Observasi

Evolusi dapat diamati secara langsung, terutama pada organisme dengan waktu generasi yang pendek. Contohnya, evolusi cepat bakteri resisten antibiotik (seperti Escherichia coli) dan perubahan pada virus influenza memberikan bukti langsung mengenai proses evolusi yang terjadi di lingkungan kontemporer.

Dalam buku The Evolving World: Evolution in Everyday Life oleh J. D. Murray, dinyatakan bahwa perubahan-perubahan ini memberikan wawasan mengenai dinamika evolusi yang terjadi dalam waktu nyata. Misalnya, perubahan genetik pada bakteri dapat terjadi dalam beberapa hari setelah terpapar antibiotik, menunjukkan bagaimana evolusi dapat berlangsung dengan cepat dalam kondisi tertentu.

7. Domestikasi

Proses domestikasi menunjukkan bagaimana pemuliaan selektif dapat menghasilkan perubahan signifikan pada spesies dalam periode waktu yang relatif singkat. Sebagai contoh, domestikasi anjing dari serigala (Canis lupus) telah menghasilkan beragam ras dengan sifat yang berbeda.

Dalam buku The Domestication of Animals oleh J. D. C. H. Trut, dibahas bagaimana manusia memanipulasi proses seleksi untuk mendapatkan karakteristik tertentu pada hewan. Contoh lain termasuk variasi dalam tanaman seperti jagung dan padi, yang telah dimodifikasi melalui pemuliaan untuk meningkatkan hasil dan ketahanan terhadap penyakit.a

Reference:

National Academy of Sciences. (1999). Science and creationism: A view from the National Academy of Sciences (2nd ed.). National Academies Press.

Penanggalan relatif adalah proses untuk menentukan apakah satu batuan atau peristiwa geologi lebih tua atau lebih muda dari yang lain, tanpa mengetahui usia spesifiknya—yaitu, berapa tahun yang lalu objek tersebut terbentuk. Prinsip-prinsip waktu relatif sederhana, bahkan jelas sekarang, tetapi tidak diterima secara umum oleh para sarjana sampai revolusi ilmiah abad ke-17 dan ke-18. James Hutton (lihat Bab 1 ) menyadari bahwa proses geologi berjalan lambat dan ide-idenya tentang uniformitarianisme (yaitu, "masa kini adalah kunci masa lalu") memberikan dasar untuk menafsirkan batuan Bumi menggunakan prinsip-prinsip ilmiah.

Prinsip penanggalan relatif

Stratigrafi adalah ilmu yang mempelajari batuan sedimen berlapis. Bagian ini membahas prinsip-prinsip waktu relatif yang digunakan dalam semua ilmu geologi, tetapi khususnya berguna dalam stratigrafi.

• Prinsip Superposisi : Dalam urutanstrataatau lapisan batuan yang tidak terganggu, lapisan di bagian bawah merupakan yang tertua dan lapisan di atasnya merupakan yang lebih muda.

• Prinsip Horizontalitas Asli : Lapisan batuan yang diendapkan dari atas, sepertisedimendanlava, awalnya diendapkan secara horizontal. Pengecualian terhadap prinsip ini adalah di tepi cekungan, di manalapisandapat sedikit menurun ke dalamcekungan.

• Prinsip Kesinambungan Lateral : Di dalam cekungan pengendapan, strata berkesinambungan di semua arah hingga menipis di tepi cekungan tersebut . Tentu saja, semua strata akhirnya berakhir, baik dengan menabrak penghalang geografis, seperti punggung bukit, atau ketika proses pengendapan meluas terlalu jauh dari sumbernya, baik sumber sedimen atau gunung berapi . Strata yang dipotong oleh ngarai kemudian tetap berkesinambungan di kedua sisi ngarai.

• Prinsip Hubungan Lintas Sektoral : Peristiwa deformasi seperti lipatan , patahan dan intrusi batuan beku yang memotong batuan lebih muda daripada  batuan yang dipotongnya .  

• Prinsip Inklusi : Ketika satu formasi batuan mengandung potongan-potongan atau inklusi batuan lain, batuan yang termasuk tersebut lebih tua daripada batuan induknya . Suksesi fosil menunjukkan korelasi antar strata.

• Prinsip Suksesi Fosil : Evolusi telah menghasilkan suksesi fosilunik yang berkorelasi dengan satuan skala waktu geologi. Kumpulan fosil yang terkandung dalam stratabersifat unik pada masa kehidupannya, dan dapat digunakan untuk mengkorelasikan batuan dengan usia yang sama di seluruh distribusi geografis yang luas. Kumpulan fosil mengacu pada kelompok beberapafosil unik yang muncul bersamaan.

Usia Bumi diperkirakan berdasarkan berapa lama waktu yang dibutuhkan lautan untuk memperoleh kadar garamnya saat ini. Ini mengasumsikan bahwa kita mengetahui laju masuknya garam-garam (ion Na, Cl, Ca, dan CO3 ) ke lautan oleh sungai, dan mengasumsikan bahwa kita mengetahui laju hilangnya garam-garam ini melalui presipitasi kimia. Perhitungan pada tahun 1889 memperkirakan usia Bumi sebesar 90 juta tahun.

Usia Bumi diperkirakan dari waktu yang dibutuhkan untuk mendingin dari keadaan awalnya yang mencair. Asumsi yang digunakan meliputi suhu awal Bumi saat terbentuk, suhu saat ini di seluruh bagian dalam Bumi, dan tidak adanya sumber panas internal. Perhitungan memberikan perkiraan usia Bumi sebesar 100 juta tahun.

Pada tahun 1896 radioaktivitas ditemukan, dan segera diketahui bahwa peluruhan radioaktif terjadi pada tingkat yang konstan sepanjang waktu. Dengan penemuan ini, teknik penanggalan radiometrik menjadi mungkin, dan memberi kita cara untuk mengukur usia numerik.

Jam Radioaktif

Umur batuan dan fosil adalah salah satu aspek dalam menentukan waktu geologi. Dalam penentuan umur suatu batuan atau fosil, ada beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yaitu adanya kemungkinan pembasuhan dan adanya kemungkinan transportasi.

Penentuan umur suatu lapisan atau suatu fosil dapat didasarkan atas perbedaan masuk dan keluarnya suatu senyawa radioaktif dari dalam tubuh. Di alam, terdapat sejumlah zat radioaktif yang kita hirup dan dikeluarkan sehari-hari tanpa menyebabkan adanya gangguan. Karena zat radioaktif tersebut tidak diakumulasi oleh tubuh, jumlah zat radioaktif di dalam ataupun di luar tubuh akan tetap. Namun, apabila kita mati, tidak terdapat transpor zat radioaktif tersebut, baik masuk maupun keluar. Akibatnya, jumlah zat radioaktif tersebut akan menurun sejalan dengan waktu paruh zat radioaktif tersebut. Ada zat radioaktif yang meluruh dalam skala jam, hari, tahun, abad, ataupun yang memakan waktu berabad-abad. Mengingat bahwa volume tubuh sangat kecil bila dibandingkan dengan volume alam, maka perubahan jumlah zat radioaktif di alam relatif konstan tidak berubah. Dengan membandingkan jumlah yang terdapat di dalam tubuh dengan jumlah yang ada di alam per volume, kita dapat memprediksi umur zat radioaktif tersebut. Demikian pula halnya dengan zat radioaktif yang terdapat dalam lapisan batuan, dapat diperlakukan serupa meskipun ada faktor koreksi, mengingat batuan tertentu dapat sudah lama berada di muka bumi dibandingkan data fosil.

Jam DNA

Dalam studi waktu geologi menggunakan DNA, para ilmuwan menghadapi keterbatasan karena sulitnya mengekstrak DNA dari fosil, sehingga analisis hanya dapat dilakukan pada organisme yang masih hidup. Metode ini bekerja dengan membandingkan susunan DNA antara berbagai organisme dan menganalisis kecepatan mutasinya, seperti membandingkan DNA ikan yang muncul jauh sebelum amfibi dan primata. Penting untuk memahami bahwa kecepatan mutasi DNA bervariasi - ada gen yang bermutasi cepat dan lambat. Gen konservatif (bermutasi lambat) digunakan untuk membandingkan organisme yang berkerabat jauh, seperti kera dan manusia, sementara gen non-konservatif lebih cocok untuk membandingkan antar populasi.

Dalam prosesnya, ilmuwan menganalisis rantai DNA homolog untuk menemukan kesamaan dan perbedaan dalam asam nukleat, yang memungkinkan rekonstruksi DNA nenek moyang. Dari sini, dapat ditentukan jumlah mutasi yang terjadi, perbedaan antar rantai DNA, dan mutasi spesifik dalam populasi tertentu. Kalibrasi dilakukan dengan data fosil untuk menentukan kecepatan mutasi, misalnya jika terdapat 10 mutasi per 10.000 tahun, maka kecepatan mutasinya adalah 1 mutasi per 1.000 tahun. Waktu divergensi dihitung dengan membandingkan jumlah substitusi DNA dibagi dengan selisih waktu evolusi antara dua spesies. Meski metode ini memiliki keterbatasan dan ketidakakuratan, terutama karena mengasumsikan evolusi berhenti pada titik tertentu, ini masih menjadi cara terbaik untuk memperkirakan waktu evolusi.

Bukti Evolusi

Fosil

Fosil adalah sisa-sisa bagian makhluk hidupyang belum mengalami degradasi yang ditemukan di dalam bebatuan. Lapisan tempat fosil ditemukan menentukan usia fosil. Fosil yang ditemukan di lapisan yang lebih dalam lebih tua dibandingkan dengan yang ditemukan di lapisan atas. Fosil memberikan gambaran tentang kondisi bumi pada era tertentu. Studi tentang fosil disebut paleontologi. Dengan demikian, fosil disebut bukti paleontologi.

1. Petrifaction:

Merupakan metode paling umum, organisme yang mati dan terkubur di bawah tanah perlahan-lahan bagian yang keras berubah menjadi batu melalui proses mineralisasi.

2. Petrifaction of soft parts:

Di bawah kondisi tertentu, bahkan bagian lunak dari organisme bisa mengalami mineralisasi dan berubah menjadi fosil batu. Contoh: beberapa fosil tumbuhan

3. Preservation of foot prints:

Jejak kaki hewan yang berjalan di atas lumpur basah bisa terawetkan sebagai fosil jika jejak tersebut tidak terganggu dan dibiarkan mengeras.

4. Moulds and casts:

Cetakan fosil terbentuk ketika organisme meninggalkan jejak atau cetakan di lingkungan seperti abu vulkanik. Banyak fosil invertebrata ditemukan dalam bentuk cetakan, sehingga terlihat detail fisik dari hewan-hewan.

• Fosil yang ditemukan dalam lapisan batuan dari zaman
  kuno hingga yang lebih baru menunjukkan perubahan
  bertahap.

• Fosil sebagai petunjuk mata rantai yang hilang
  (missing link), sebuah fosil yang memiliki
  karakteristik dua kelompok berbeda disebut fosil
  transisi. Contohnya adalah Archaeopteryx
  (penghubung antara reptil dan burung), Seymouria
  (penghubung antara amfibi dan reptil), dan
  Pteridosperms (penghubung antara tanaman paku
  dan Gymnospermae)

• Connecting link: makhluk hidup yang ada saat ini dan
  masa lalu membantu menunjukkan bahwa satu
  kelompok berevolusi dari yang lain. Contohnya
  adalah Protopterus (ikan paru-paru) yang memiliki
  karakteristik ikan dan amfibi, serta Platipus yang
  menghubungkan reptil, aves dan mamalia.

  
  

Anatomi Perbandingan

Dijelaskan bahwa banyak organisme memiliki nenek moyang yang sama dan banyak organisme yang berbeda berevolusi sebagai hasil seleksi alam atau pergeseran genetik. Dua jenis anatomi komparatif diamati, yaitu organ homolog dan organ analog. Anatomi makhluk hidup yang berkerabat dekat akan memiliki kemiripan bagian tubuh (Homologi), hal ini menjadi petunjuk bahwa mereka mendapatkan
karakter tersebut dari nenek moyang bersama,
sehingga menjadi petunjuk proses evolusi yang terjadi.

Morfologi

Bagian tubuh makhluk hidup yang memiliki kemiripan
Morfologi disebut dengan Analogi, sebagai bukti
proses adaptasi yang dilakukan agar dapat survive
pada lingkungan.

Organ homolog: Organ-organ ini memiliki struktur yang sama pada organisme yang berbeda tetapi menjalankan fungsi yang berbeda. Dengan demikian, hal ini jelas menunjukkan nenek moyang yang sama. Satu spesies memunculkan banyak spesies lain. Jenis evolusi ini disebut evolusi divergen. Misalnya, anggota tubuh manusia, cheetah, paus, dan sayap kelelawar. Semuanya memiliki fungsi yang berbeda tetapi memiliki struktur yang sama yang menunjukkan nenek moyang yang sama.

Organ analog: Organ-organ ini memiliki anatomi yang berbeda tetapi menjalankan fungsi yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa spesies yang berbeda berevolusi dan beradaptasi dengan lingkungan tertentu. Jenis evolusi ini disebut evolusi konvergen . Misalnya, sayap burung dan kelelawar yang berbeda. Sayap burung memiliki bulu untuk terbang sedangkan kelelawar memiliki sayap yang terbuat dari kulit yang teregang dan tidak memiliki bulu. Namun, keduanya berfungsi untuk terbang.

Perkembangan Embrionik

Embrio berbagai spesies menunjukkan struktur yang serupa hingga periode kehamilan tertentu. Misalnya, embrio manusia, babi, reptil, dan burung menunjukkan perkembangan embrio yang serupa. Mereka berkembang menjadi spesies masing-masing saat mereka tumbuh. Hal ini sekali lagi menunjukkan kesamaan nenek moyang.

Biogeography

Evolusi spesies di pulau

• Pulau-pulau menjadi contoh bagaimana evolusi dan geografi berinteraksi, dengan spesies yang berevolusi secara unik karena keterpisahan geografis.

Marsupial di Australia

• Sebagian besar mamalia di Australia adalah marsupial karena Australia terisolasi selama jutaan tahun, marsupial dapat berevolusi tanpa persaingan dari mamalia plasental.

Spesies unik di pulau-pulau

• Marsupial Australia, burung finch Darwin di Kepulauan Galapagos, komodo di pulau komodo, dan banyak spesies di Kepulauan Hawaii adalah spesies yang unik karena evolusi di lingkungan pulau mereka.

Divergensi di pulau

• Spesies pulau sering muncul dari nenek moyang di daratan yang tiba ke pulau melalui berbagai cara (seperti terbawa badai), kemudian berevolusi menjadi berbeda karena adaptasi terhadap lingkungan pulau yang terisolasi

Molecular

Bukti Molekuler menunjukkan hubungan evolusi melalui perbandingan DNA dan protein antar spesies. Semua makhluk hidup memiliki kode genetik yang sama dan menggunakan mekanisme molekuler serupa untuk proses kehidupan, yang menunjukkan asal usul dari nenek moyang yang sama. Gen homolog (gen dengan urutan DNA mirip) ditemukan di berbagai spesies, seperti gen Hox yang mengatur perkembangan tubuh ditemukan dari lalat hingga manusia. Protein penting seperti sitokrom c juga menunjukkan tingkat kemiripan yang sesuai dengan kedekatan hubungan evolusi - manusia dan simpanse memiliki protein yang hampir identik, sementara manusia dan bakteri memiliki perbedaan yang lebih besar.

Observasi

Bukti Observasi dapat dilihat dari fosil yang menunjukkan perubahan bertahap organisme sepanjang waktu geologi. Contoh klasiknya adalah fosil Archaeopteryx yang memiliki karakteristik dinosaurus dan burung, menunjukkan transisi evolusi. Selain itu, bukti observasi langsung evolusi dapat dilihat pada organisme dengan siklus hidup pendek seperti bakteri yang mengembangkan resistensi antibiotik, atau ngengat biston betularia yang mengalami perubahan warna dari terang ke gelap selama Revolusi Industri untuk beradaptasi dengan lingkungan yang berpolusi. Struktur homolog seperti tungkai depan mamalia, sayap burung, dan sirip ikan paus juga menunjukkan modifikasi dari nenek moyang yang sama untuk fungsi berbeda.

Domestikasi

Domestikasi memberikan bukti kuat tentang bagaimana seleksi buatan dapat mengubah spesies dalam waktu relatif singkat. Anjing domestik, misalnya, berasal dari serigala namun telah berevolusi menjadi berbagai ras dengan karakteristik yang sangat beragam melalui seleksi selektif oleh manusia. Tanaman pertanian juga menunjukkan bukti serupa - jagung modern sangat berbeda dari teosinte leluhurnya, kubis, brokoli, dan kembang kol semuanya berasal dari satu spesies liar yang sama. Proses domestikasi ini mendemonstrasikan bagaimana seleksi dapat menghasilkan variasi yang signifikan, menyediakan model mini tentang bagaimana seleksi alam bekerja dalam skala waktu yang lebih panjang di alam liar.

1. Lapisan batuan

   lapisan batuan merupakan lapisan-lapisan endapan kerak bumi yang bisa digunakan sebagai petunjuk evolusi bumi. lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu, lapisan batuan tertua berada di paling bawah dan yang paling bawah terdapat dipaling atas. Hukum dari lapisan batuan, sebagi berikut :

   • _{Law of superposition : Secara sederhana, hukum superposisi menyatakan bahwa setiap kali terjadi stratifikasi geologi, strata pertama yang diendapkan atau dibentuk akan menjadi yang tertua dan akan diikuti oleh strata yang lebih muda berikutnya yang akan terbentuk karena pengendapan yang lebih baru dan lebih baru dari waktu ke waktu.}

   • _{Law of original hirozontality : Hukum atau asas horizontal asli menyatakan bahwa sedimen selalu diendapkan dalam lapisan atau strata horizontal atau hampir horizontal akibat gaya gravitasi. Setiap lipatan atau kemiringan curam lapisan batuan ini terjadi setelah pembentukan akibat pergerakan Bumi}.

   • _{Law of cross-cutting relationship :}

     _{Apabila terdapat penyebaran lap. Batuan (satuan lapisan batuan), dimana salah satu dari lapisan tersebut memotong lapisan yang lain, maka satuan batuan yang memotong umurnya relatif lebih muda dari pada satuan batuan yang di potongnya}.

   • _{Law of lateral continuity  : Hukum atau asas kesinambungan lateral menyatakan bahwa lapisan atau strata batuan akan terus meluas ke luar ke segala arah hingga menemui penghalang, menipis, atau berubah menjadi lapisan batuan lain.}

   Lapisan fosil adalah fosil yang terbentuk di batuan sedimen. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk berlapis-lapis oleh pengendapan dan penekanan sedimen di atas satu sama lain. Sedimen adalah material lepas yang pecah dan terbawa: potongan batu, kerikil, pasir, tanah liat, lanau, bongkahan batu, organisme mati, hewan, tumbuhan, kerang, serangga Pengukuran radiometrik atau jam radioaktif

2. Pengukuran radioaktif

   Pengukuran radioaktif dalam konteks waktu geologi merujuk pada metode yang digunakan untuk menentukan usia batuan atau fosil berdasarkan peluruhan radioaktif unsur tertentu. Metode ini dikenal sebagai penanggalan radiometrik, dan sangat berguna dalam menentukan usia lapisan bumi yang sangat tua, dari jutaan hingga miliaran tahun. Proses ini melibatkan pengukuran isotop radioaktif di dalam mineral. Isotop radioaktif tersebut akan meluruh menjadi isotop lain dengan laju yang stabil. Waktu yang diperlukan untuk setengah dari isotop induk meluruh menjadi isotop anak disebut waktu paruh. Berikut adalah beberapa metode penanggalan radiometrik yang sering digunakan:

   • _{Penanggalan Uranium-Lead (U-Pb) : Uranium-238 meluruh menjadi timbal-206 dengan waktu paruh sekitar 4,5 miliar tahun. Uranium-235 meluruh menjadi timbal-207 dengan waktu paruh sekitar 704 juta tahun.}

   • _{Penanggalan Kalium-Argon (K-Ar) : Kalium-40 meluruh menjadi argon-40 dengan waktu paruh sekitar 1,25 miliar tahun.}

   • _{Penanggalan Radiokarbon (Carbon-14) : Karbon-14 meluruh menjadi Nitrogen-14 dengan waktu paruh sekitar 5.730 tahun.}

   Proses pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan alat seperti spektrometer massa yang mampu mengukur proporsi isotop induk dan isotop anak dalam sampel batuan atau fosil. Hasil pengukuran ini memberikan usia absolut dari objek geologi, yang kemudian digunakan untuk memahami sejarah bumi, evolusi kehidupan, dan peristiwa-peristiwa besar seperti kepunahan massal atau pembentukan benua.

3. Molecular clock

   Molecular clock atau jam DNA adalah teknik dalam biologi molekuler yang digunakan untuk memperkirakan waktu evolusi spesies berdasarkan laju mutasi genetik. Prinsipnya adalah bahwa mutasi dalam DNA terjadi pada tingkat yang relatif konstan seiring waktu. Dengan mengukur jumlah mutasi antara dua spesies atau kelompok organisme, para ilmuwan dapat memperkirakan kapan mereka memiliki nenek moyang yang sama. Teknik ini membantu dalam memetakan pohon filogenetik dan memahami waktu divergensi evolusi antarspesies.

   Dalam konteks waktu geologi, molecular clock digunakan untuk memperkirakan kapan suatu kejadian evolusioner terjadi, seperti pemisahan spesies atau munculnya kelompok organisme baru. Misalnya, jika kita tahu laju mutasi genetik tertentu (misalnya dalam DNA mitokondria), kita bisa menghitung kapan dua spesies terakhir berbagi nenek moyang yang sama. Waktu ini dapat dihubungkan dengan periode geologi tertentu, seperti periode Kapur, Jura, atau Devon.

Waktu Geologi dapat ditentukan dengan tiga cara yaitu lapisan batuan dan fosil, Pengukuran Radiometri / Jam Radioaktif, dan Molecular Clock / Jam DNA.

Lapisan Batuan

Lapisan-lapisan endapan kerak bumi bisa digunakan sebagai petunjuk evolusi bumi. Hukum superposisi Steno menyatakan Lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu, lapisan tertua berada di paling bawah dan yang paling muda di atas. Orientasi lapisan batuan dapat berubah karena fenomena alam.

Law of superposition

Batuan lebih muda berada diatas lapisan paling tua.

Law of original horizontality

Lapisan batuan sedimen awalnya diendapkan secara datar.

• Original orientation

• Orientation after tilting (folding)

Law of cross-cutting relationships

Lapisan A dan B harus lebih tua dari intrusi (c) yang mengganggu.

Law of lateral continuity

Lapisan-lapisan batuan tersebut berkesinambungan hingga bertemu dengan benda padat lain yang menghalangi pengendapannya atau hingga terkena aksi agen yang muncul setelah pengendapan terjadi lapisan batuan.

Lapisan Batuan

Giovanni meneliti lapisan pegunungan alpen. Lapisan batuan dapat dibedakan menjadi :

• Primer (primitif)

• Sekunder

• tersier

• kuartener

Lapisan batuan di pegunungan lain /daerah lainnya tidak memiliki urutan yang seragam dengan lapisan-lapisan tersebut.

Lapisan Batuan + Fosil

• William Smith: keberadaan fosil pada lapisan batuan bisa menjadi petunjuk waktu geologi secara universal. Contoh: lapisan batuan yang memiliki fosil Trilobites selalu lebih tua dari pada lapisan batuan yang memiliki cangkang kerang.

• George Cuvier: Fosil tidak selalu terdapat disetiap lapisan batuan. karena antara satu masa ke masa lain terdapat kepunahan massal.

Pengukuran Radiometrik / jam Radioaktif

Penentuan umur suatu lapisan atau suatu fosil didasarkan atas perbedaan masuk dan keluarnya suatu senyawa radioaktif dari dalam tubuh.

Dengan mengukur massa unsur "induk" dan "turunan nya", maka umur batuan dapat diketahui secara pasti atau absolut.

Molekular DNA

DNA merupakan molekular fosil

• DNA menawarkan data yang akurat melalui pengujian homologi yang lebih baik terhadap karakter-karakter yang ada.

• DNA menyediakan banyak data karena perbedaan laju perubahan basa-basa nukleotida di dalam lokus yang berbeda.

• DNA telah terbukti menghasilkan sebuah hubungan kekerabatan yang lebih alami (natural) dan tidak terbantahkan.

  
  

Letak DNA terbagi menjadi tiga :

• Nukleus (nDNA)

• Mitokondria (mtDNA)

• Kloroplas (cpDNA)

  
  

Jam molekuler/ Molecular clock adalah sebuah cara mengetahui evolusi molekul menggunakan perbandingan perubahan molekul dan perkembangan fosil untuk menyimpulkan waktu sejarah geologis antara kedua spesies atau taxa lainnya. Hal ini digunakan untuk memperkirakan waktu terjadinya peristiwa terbentuknya spesies (spesiasi) atau waktu divergensi makhluk hidup. Data molekul yang biasanya digunakan untuk perhitungan seperti ini adalah susunan nukleotida dari DNA atau susunan asam amino dari protein. Jam molekuler sering kali disebut sebagai jam genetik atau jam evolusi.

Melalui fosil dan laju perubahan molekulernya kita dapat menyimpulkan peristiwa geologis dan memprediksi laju evolusi molekul, waktu divergensi, waktu spesiasi dan kepunahan serta asal usul rentang waktu antara spesies yang memiliki nenek moyang bersama.

Evolusi adalah proses perubahan bertahap dalam karakteristik suatu populasi organisme dari generasi ke generasi. Perubahan ini terjadi karena variasi genetik yang diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya, dan dipengaruhi oleh mekanisme seperti seleksi alam, mutasi genetik, migrasi (gene flow), dan drift genetik. Dalam konteks biologi, evolusi menjelaskan bagaimana spesies baru muncul dan bagaimana spesies yang ada dapat berubah atau punah seiring waktu.

JENIS EVOLUSI

1. Berdasarkan arah

   Bukti evolusi berdasarkan arah evolusi dapat dilihat dari berbagai mekanisme yang menunjukkan bagaimana spesies berkembang atau berubah dari waktu ke waktu. Arah evolusi mengacu pada pola perubahan tertentu yang dapat diamati dalam sejarah kehidupan.

   • Evolusi Progresif : Evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies bertahan hidup. Contohnya :  peningkatan ukuran dan berat, pemanjangan kaki, peningkatan tinggi dan pemanjangan leher

   • Evolusi Regresif : Evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies punah. Contohnya : kehilagan jari pada kaki depan dan belakang, kehilangan gigi taring atas dan bawah, kehilangan rambut tubuh

2. Berdasarkan skala

   Bukti evolusi dapat dilihat dari berbagai skala yang berbeda, mulai dari perubahan kecil dalam populasi lokal (mikroevolusi) hingga perubahan besar yang terlihat pada sejarah kehidupan di Bumi (makroevolusi).

   • Makroevolusi : perubahan berskala besar yang terjadi selama periode waktu yang lama, seperti pembentukan spesies baru

   • Mikroevolusi : perubahan berskala kecil yang hanya mempengaruhi satu atau beberapa gen, terjadi dalam populasi selama jangka waktu yang lebih pendek

3. Berdasarkan hasil

   Bukti evolusi dapat dibagi menjadi dua jenis berdasarkan pola hasil evolusi, yaitu divergent evolution (evolusi divergen) dan convergent evolution (evolusi konvergen). Keduanya menggambarkan cara berbeda bagaimana spesies beradaptasi terhadap lingkungan mereka, namun menghasilkan struktur yang berbeda atau mirip.

   • Evolusi divergen : Evolusi divergen terjadi ketika satu spesies atau populasi yang awalnya serupa berkembang menjadi dua atau lebih spesies yang berbeda karena beradaptasi dengan lingkungan yang berbeda.

   • Evolusi konvergen : Evolusi konvergen terjadi ketika spesies yang tidak memiliki hubungan kekerabatan dekat (tanpa nenek moyang yang sama baru-baru ini) mengembangkan ciri-ciri atau adaptasi yang mirip sebagai hasil dari tekanan lingkungan yang serupa.

BUKTI DARI EVOLUSI

1. Fosil

   Fosil adalah sisa-sisa atau jejak organisme yang hidup di masa lalu dan terawetkan dalam batuan. Catatan fosil menunjukkan perubahan bentuk dan struktur makhluk hidup seiring berjalannya waktu. Fosil sering menunjukkan bentuk transisi yang menghubungkan spesies yang sekarang dengan nenek moyang purbanya.

2. Anatomi & Morfologi

   Homologi adalah kesamaan struktural antara organisme yang menunjukkan asal-usul dari nenek moyang yang sama, meskipun fungsi bagian tubuh berbeda. Misalnya, lengan manusia, sirip paus, dan sayap kelelawar memiliki pola tulang yang serupa. Di sisi lain, analog adalah kesamaan fungsi bagian tubuh tanpa kesamaan asal-usul evolusi, seperti sayap burung dan serangga yang berfungsi untuk terbang, tetapi memiliki struktur yang berbeda.

3. Embriologi

   Perkembangan embrio organisme dari berbagai spesies menunjukkan pola perkembangan yang serupa pada tahap awal, mendukung asal usul evolusi yang sama. Misalnya, embrio ikan, burung, reptil, dan mamalia memiliki insang dan ekor pada tahap awal perkembangan, meskipun insang pada mamalia nantinya tidak berkembang menjadi alat pernapasan. Hal ini menunjukkan adanya nenek moyang bersama bagi semua vertebrata.

4. Biogeografi

   Biogeografi adalah studi tentang distribusi geografis spesies. Bukti evolusi dari biogeografi menunjukkan bahwa spesies yang berada di wilayah yang berbeda, tetapi lingkungan serupa, dapat mengembangkan ciri-ciri yang mirip meskipun berasal dari nenek moyang yang berbeda (evolusi konvergen).

5. Molekuler ( DNA & rotein)

   Kemajuan dalam teknologi DNA telah memberikan bukti kuat untuk evolusi. Dengan membandingkan urutan DNA dan protein antara spesies yang berbeda, ilmuwan dapat melihat seberapa besar kesamaan genetik mereka. Semakin mirip urutan DNA antara dua spesies, semakin dekat hubungan evolusi mereka. Misalnya, manusia berbagi sekitar 98% DNA mereka dengan simpanse, menunjukkan nenek moyang bersama yang relatif baru dalam skala evolusi.

Jenis-jenis evolusi terbagi menjadi tiga :

• Berdasarkan Arah

  Evolusi Progresif: Evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies bertahan hidup.

  Evolusi Regresif: Evolusi yang memungkinkan populasi suatu spesies punah.

• Berdasarkan Skala

  Makroevolusi: perubahan berskala besar yang terjadi selama periode waktu yang lama, seperti pembentukan spesies baru.

  Mikroevolusi: perubahan berskala kecil yang hanya memengaruhi satu atau beberapa gen, terjadi dalam populasi selama jangka waktu yang lebih pendek.

• Berdasarkan Hasil

  Evolusi divergen: dari satu spesies mengalami perubahan menghasilkan lebih dari satu spesies atau variasi individu. Contohnya serigala yang mempunyai bentuk yang sama seperti rubah dan anjing.

  Evolusi konvergen: Menghasilkan strukturtubuh yang serupa pada spesies yang berbeda, karena memiliki habitat yang sama. Contohnya shad (ikan) dengan lumba-lumba (mamalia).

Bukti-Bukti Evolusi

1. Fosil adalah sisa-sisa atau jejak makhluk hidup yang telah terawetkan dan mengeras. Fosil dapat berupa bagian tubuh, seperti tulang, cangkang, dan gigi, atau jejak kehidupan, seperti jejak kaki, liang, dan akartanaman.

   Fosil mendokumentasikan keberadaan spesies yang telah hidup di Bumi selama periode yang berbeda dalam sejarah planet ini.

   
   

   Fosil dapat terbentuk dengan beberapa cara :

   Petrifaction: Merupakan metode paling umum, organisme yang mati dan terkubur di bawah tanah perlahan-lahan bagian yang keras berubah menjadi batu melalui proses mineralisasi.

   Petrifaction of soft parts: Di bawah kondisi tertentu, bahkan bagian lunak dari organisme bisa mengalami mineralisasi dan berubah menjadi fosil batu. Contoh: beberapa fosil tumbuhan

   Preservation of foot prints: Jejak kaki hewan yang berjalan di atas lumpur basah bisa terawetkan sebagai fosil jika jejak tersebut tidak terganggu dan dibiarkan mengeras.

   Moulds and casts: Cetakan fosil terbentuk ketika organisme meninggalkan jejak atau cetakan di lingkungan seperti abu vulkanik. Banyak fosil invertebrata ditemukan dalam bentuk cetakan, sehingga terlihat detail fisik dari hewan-hewan tersebut dengan akurasi yang tinggi.

   
   

   Pentingnya mempelajari fosil

   Menunjukkan perubahan bertahap.

   Fosil sebagai petunjuk mata rantai yang hilang (missing link), sebuah fosil yang memiliki karakteristik dua kelompok berbeda disebut fosil transisi. Contohnya adalah Archaeopteryx (penghubung antara reptil dan burung), Seymouria (penghubung antara amfibi dan reptil), dan Pteridosperms (penghubung antara tanaman paku dan Gymnospermae).

   Connecting link: makhluk hidup yang ada saat ini dan masa lalu membantu menunjukkan bahwa satu kelompok berevolusi dari yang lain. Contohnya adalah Protopterus (ikan paru-paru) yang memiliki karakteristik ikan dan amfibi, serta Platipus yang menghubungkan reptil, aves dan mamalia.

   
   

   Bukti Evolusi Paling Lengkap

   Othniel C. Marsh menggambarkan sejarah fosil kuda, yang dimulai sekitar 60 juta tahun lalu di Amerika Utara. Leluhur kuda modern berukuran kecil, mirip dengan rubah, dan berevolusi secara bertahap menjadi kuda masa kini. Tahapan evolusi tersebut meliputi Eohippus, Mesohippus, Merychippus, Pliohippus, dan Equus.

   
   

2. Anatomy & Morphology

   Organ sisa (vestigial)

   Organ tubuh yang dianggap sebagai sisa evolusi namun masih terdapat pada tubuh hingga sekarang.

   Homologi dan Analogi

   Homologi : Struktur anatomi serupa yang berasal dari nenek moyang yang sama, namun kinitelah berbeda fungsinya. Homologi merupakan hasil evolusi divergen.

   Analogi : Struktur anatomi tidak serupa, berasal dari nenek moyang yang berbeda,tetapi memiliki fungsi yang sama. Analogi merupakan hasil evolusi konvergen.

   
   

3. Embryology

   Kesamaan dalam perkembangan awal hewan : zigot, yang kemudian berkembang menjadi morula, blastula, dan gastrula.

   Kesamaan dalam embrio vertebrata : terlihat sangat mirip pada tahap awal perkembangan.

   Kesamaan dalam embrio vertebrata : embrio beberapa hewan memiliki struktur sementara yang tidak berfungsi, yang menghilang sebelum kelahiran.

   
   

4. Biogeography

   Evolusi spesies di pulau : keterpisahan geografis.

   Marsupial di Australia : Australia terisolasi selama jutaan tahun, marsupial dapat berevolusitanpa persaingan dari mamalia plasental.

   Spesies unik di pulau-pulau : komodo di pulau komodo, dan banyak spesies di Kepulauan Hawaii adalah spesies yang unik karena evolusi di lingkungan pulau mereka.

   Divergensi di pulau : nenek moyang di daratan yang tiba ke pulau melalui berbagai cara (seperti terbawa badai), kemudian berevolusi menjadi berbeda karena adaptasi terhadap lingkungan pulau yang terisolasi, contohnya patuh pada burung yang berbeda antara satu dengan lainnya.

   
   

5. Molecular (DNA & Protein)

   Terjadi nya proses mutase pada gen.

   
   

6. Observasi

   Beberapa bukti evolusi dapat dilihat melalui fenomena yang terjadi di sekitar kita, seperti: Munculnya nyamuk yang resisten terhadap pestisida dan bakteri yang resisten terhadap antibiotik.

   
   

7. Domestikasi

   Proses evolusi yang melibatkan manusia dalam memilih sifat-sifat pada hewan dan tumbuhan untuk menciptakan spesies yang dijinakkan/ diberdayakan.

Jenis-Jenis Evolusi

1. Berdasarkan Arah: Progresif dan Regresif

   • Evolusi Progresif adalah evolusi di mana spesies mengalami perubahan yang mengarah pada peningkatan kompleksitas atau adaptasi yang lebih baik terhadap lingkungannya. Misalnya, perkembangan struktur organ yang lebih kompleks pada vertebrata.

   • Evolusi Regresif adalah proses di mana spesies mengalami penyederhanaan struktur atau fungsi organ, biasanya sebagai respons terhadap kondisi lingkungan yang berubah. Contohnya adalah hilangnya mata pada ikan yang hidup di gua gelap, di mana mata tidak lagi berguna.

2. Berdasarkan Skala: Makroevolusi dan Mikroevolusi

   • Makroevolusi adalah perubahan evolusi berskala besar yang menghasilkan pembentukan spesies baru atau kelompok taksonomi baru. Ini melibatkan proses jangka panjang, seperti munculnya mamalia dari nenek moyang reptil.

   • Mikroevolusi adalah perubahan genetik dalam populasi spesies dalam skala kecil, seperti perubahan frekuensi alel dari generasi ke generasi. Contohnya adalah perkembangan resistansi terhadap antibiotik pada bakteri.

3. Berdasarkan Hasil: Divergen dan Konvergen

   • Evolusi Divergen terjadi ketika dua atau lebih spesies yang memiliki nenek moyang yang sama berkembang menjadi spesies yang berbeda karena adaptasi terhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya adalah perbedaan struktur kaki pada kuda dan paus yang berasal dari nenek moyang yang sama.

   • Evolusi Konvergen adalah proses di mana spesies yang tidak memiliki hubungan evolusi dekat mengembangkan ciri-ciri yang mirip karena adaptasi terhadap lingkungan yang serupa. Misalnya, bentuk tubuh ikan paus dan ikan hiu yang serupa meskipun keduanya tidak memiliki hubungan kekerabatan yang dekat.

Berbagai bukti yang mendukung teori evolusi ditemukan, berikut adalah beberapa di antaranya:

1. Fosil

   Fosil adalah salah satu bukti paling jelas yang menunjukkan evolusi. Melalui catatan fosil, ilmuwan dapat melacak perubahan morfologi pada spesies dari waktu ke waktu. Fosil memberikan bukti tentang keberadaan spesies yang sudah punah dan bagaimana bentuk tubuh mereka berkembang. Sebagai contoh, fosil kuda menunjukkan perubahan dari kaki yang memiliki banyak jari menjadi struktur tunggal yang lebih efisien untuk berlari di padang rumput.

2. Anatomi & Morfologi

   • Organ vestigial adalah struktur tubuh yang tidak lagi memiliki fungsi penting, tetapi merupakan sisa dari nenek moyang evolusioner. Contohnya adalah tulang ekor pada manusia, yang merupakan sisa dari ekor yang dimiliki oleh nenek moyang manusia.

   • Homologi mengacu pada struktur yang mirip secara anatomi pada spesies yang berbeda karena mereka berasal dari nenek moyang yang sama. Misalnya, sayap kelelawar dan lengan manusia memiliki susunan tulang yang mirip.

   • Analogi adalah kemiripan fungsi antara dua struktur pada spesies yang berbeda yang tidak berasal dari nenek moyang yang sama, seperti sayap burung dan sayap serangga. Ini adalah contoh evolusi konvergen.

3. Embriologi

   Bukti lain dari evolusi berasal dari studi tentang perkembangan embrio. Embrio dari spesies yang berbeda seringkali menunjukkan kemiripan pada tahap awal perkembangan. Misalnya, embrio manusia, ayam, dan ikan memiliki struktur insang pada tahap awal, yang menunjukkan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama.

4. Biogeografi

   Biogeografi mempelajari distribusi geografis spesies. Bukti evolusi dapat dilihat dari distribusi spesies yang terkait secara evolusi tetapi terpisah secara geografis. Misalnya, hewan yang ditemukan di Kepulauan Galapagos, seperti kura-kura raksasa dan burung finch, menunjukkan evolusi berbeda dari spesies daratan terdekat karena isolasi geografis.

5. Bukti Molekuler (DNA dan Protein)

   Bukti paling modern dari evolusi datang dari molekul, seperti DNA dan protein. Perbandingan genetik antarspesies dapat menunjukkan seberapa dekat hubungan kekerabatan mereka. Misalnya, manusia dan simpanse berbagi lebih dari 98% kesamaan DNA, yang menunjukkan hubungan evolusi yang sangat dekat.

6. Observasi Langsung

   Evolusi dapat diamati secara langsung dalam jangka waktu yang pendek, terutama pada organisme yang bereproduksi cepat, seperti bakteri. Misalnya, evolusi resistansi antibiotik pada bakteri adalah contoh nyata dari perubahan genetik dalam populasi yang dapat terjadi dalam beberapa generasi.

7. Domestikasi

   Domestikasi tumbuhan dan hewan oleh manusia juga memberikan bukti evolusi. Anjing, misalnya, adalah hasil dari domestikasi serigala yang berlangsung selama ribuan tahun. Melalui seleksi buatan, manusia telah mengarahkan evolusi spesies tertentu untuk menghasilkan karakteristik yang diinginkan, seperti ukuran, warna, dan perilaku.

Jenis-Jenis Evolusi

1. Berdasarkan Arah

   • Evolusi Progresif adalah evolusi di mana spesies mengalami perubahan yang mengarah pada peningkatan kompleksitas atau adaptasi yang lebih baik terhadap lingkungannya. Misalnya, perkembangan struktur organ yang lebih kompleks pada vertebrata.

   • Evolusi Regresif adalah proses di mana spesies mengalami penyederhanaan struktur atau fungsi organ, biasanya sebagai respons terhadap kondisi lingkungan yang berubah. Contohnya adalah hilangnya mata pada ikan yang hidup di gua gelap, di mana mata tidak lagi berguna.

2. Berdasarkan Skala

   • Makroevolusi adalah perubahan evolusi berskala besar yang menghasilkan pembentukan spesies baru atau kelompok taksonomi baru. Ini melibatkan proses jangka panjang, seperti munculnya mamalia dari nenek moyang reptil.

   • Mikroevolusi adalah perubahan genetik dalam populasi spesies dalam skala kecil, seperti perubahan frekuensi alel dari generasi ke generasi. Contohnya adalah perkembangan resistansi terhadap antibiotik pada bakteri.

3. Berdasarkan Hasil

   • Evolusi Divergen terjadi ketika dua atau lebih spesies yang memiliki nenek moyang yang sama berkembang menjadi spesies yang berbeda karena adaptasi terhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya adalah perbedaan struktur kaki pada kuda dan paus yang berasal dari nenek moyang yang sama.

   • Evolusi Konvergen adalah proses di mana spesies yang tidak memiliki hubungan evolusi dekat mengembangkan ciri-ciri yang mirip karena adaptasi terhadap lingkungan yang serupa. Misalnya, bentuk tubuh ikan paus dan ikan hiu yang serupa meskipun keduanya tidak memiliki hubungan kekerabatan yang dekat.

     
     

Evidence of Evolution

Berbagai bukti yang mendukung teori evolusi ditemukan, berikut adalah beberapa di antaranya:

1. Fosil

   Fosil adalah salah satu bukti paling jelas yang menunjukkan evolusi. Melalui catatan fosil, ilmuwan dapat melacak perubahan morfologi pada spesies dari waktu ke waktu. Fosil memberikan bukti tentang keberadaan spesies yang sudah punah dan bagaimana bentuk tubuh mereka berkembang. Sebagai contoh, fosil kuda menunjukkan perubahan dari kaki yang memiliki banyak jari menjadi struktur tunggal yang lebih efisien untuk berlari di padang rumput.

2. Anatomi & Morfologi

   • Organ vestigial adalah struktur tubuh yang tidak lagi memiliki fungsi penting, tetapi merupakan sisa dari nenek moyang evolusioner. Contohnya adalah tulang ekor pada manusia, yang merupakan sisa dari ekor yang dimiliki oleh nenek moyang manusia.

   • Homologi mengacu pada struktur yang mirip secara anatomi pada spesies yang berbeda karena mereka berasal dari nenek moyang yang sama. Misalnya, sayap kelelawar dan lengan manusia memiliki susunan tulang yang mirip.

   • Analogi adalah kemiripan fungsi antara dua struktur pada spesies yang berbeda yang tidak berasal dari nenek moyang yang sama, seperti sayap burung dan sayap serangga. Ini adalah contoh evolusi konvergen.

3. Embriologi

   Bukti lain dari evolusi berasal dari studi tentang perkembangan embrio. Embrio dari spesies yang berbeda seringkali menunjukkan kemiripan pada tahap awal perkembangan. Misalnya, embrio manusia, ayam, dan ikan memiliki struktur insang pada tahap awal, yang menunjukkan bahwa mereka memiliki nenek moyang yang sama.

4. Biogeografi

   Biogeografi mempelajari distribusi geografis spesies. Bukti evolusi dapat dilihat dari distribusi spesies yang terkait secara evolusi tetapi terpisah secara geografis. Misalnya, hewan yang ditemukan di Kepulauan Galapagos, seperti kura-kura raksasa dan burung finch, menunjukkan evolusi berbeda dari spesies daratan terdekat karena isolasi geografis.

5. Bukti Molekuler (DNA dan Protein)

   Bukti paling modern dari evolusi datang dari molekul, seperti DNA dan protein. Perbandingan genetik antarspesies dapat menunjukkan seberapa dekat hubungan kekerabatan mereka. Misalnya, manusia dan simpanse berbagi lebih dari 98% kesamaan DNA, yang menunjukkan hubungan evolusi yang sangat dekat.

6. Observasi Langsung

   Evolusi dapat diamati secara langsung dalam jangka waktu yang pendek, terutama pada organisme yang bereproduksi cepat, seperti bakteri. Misalnya, evolusi resistansi antibiotik pada bakteri adalah contoh nyata dari perubahan genetik dalam populasi yang dapat terjadi dalam beberapa generasi.

7. Domestikasi

   Domestikasi tumbuhan dan hewan oleh manusia juga memberikan bukti evolusi. Anjing, misalnya, adalah hasil dari domestikasi serigala yang berlangsung selama ribuan tahun. Melalui seleksi buatan, manusia telah mengarahkan evolusi spesies tertentu untuk menghasilkan karakteristik yang diinginkan, seperti ukuran, warna, dan perilaku.

Penentuan waktu geologi adalah kunci untuk memahami sejarah panjang Bumi dan evolusi kehidupan di dalamnya. Berbagai metode telah digunakan oleh ilmuwan untuk menentukan usia lapisan batuan, fosil, hingga molekul dalam organisme hidup. Berikut ini adalah tiga metode utama yang digunakan dalam penentuan waktu geologi: lapisan batuan dan fosil, pengukuran radiometrik, serta jam molekuler (jam DNA).

A. Lapisan Batuan dan Fosil

Lapisan batuan di kerak bumi merupakan salah satu petunjuk utama untuk memahami evolusi geologi Bumi. Setiap lapisan batuan mewakili periode waktu yang berbeda, di mana lapisan tertua berada di bagian paling bawah dan lapisan termuda berada di bagian atas. Fenomena alam seperti gempa bumi atau aktivitas vulkanik dapat mempengaruhi orientasi lapisan ini. Ada beberapa hukum yang menjelaskan susunan dan orientasi lapisan batuan:

1. Law of Superposition: Hukum ini menyatakan bahwa dalam serangkaian lapisan batuan sedimen, lapisan yang lebih tua terletak di bagian bawah, sedangkan lapisan yang lebih muda ada di bagian atas. Ini memberikan dasar bagi ilmuwan untuk menentukan usia relatif lapisan-lapisan tersebut.

2. Original Orientation & Orientation After Tilting: Hukum ini mengungkapkan bahwa lapisan batuan sedimen awalnya diendapkan secara horizontal. Namun, proses geologi seperti lipatan atau gempa bumi dapat menyebabkan lapisan-lapisan tersebut berubah orientasi.

3. Law of Cross-Cutting Relationships: Dalam hukum ini, jika ada sebuah lapisan yang dipotong oleh intrusi batuan atau fitur geologi lain, maka lapisan yang terpotong lebih tua daripada fitur yang memotongnya.

4. Law of Lateral Continuity: Lapisan batuan akan berlanjut hingga bertemu dengan hambatan seperti pegunungan atau batas laut. Lapisan ini terbentang luas sebelum terbentuk hambatan tersebut.

Sejarah penelitian tentang lapisan batuan dimulai dengan ilmuwan seperti Giovanni, yang mempelajari lapisan pegunungan Alpen. Dia mengklasifikasikan lapisan tersebut ke dalam empat kategori, yaitu:

• Primer (Primitif): Lapisan tertua yang terdiri dari batuan beku.

• Sekunder: Lapisan yang terbentuk dari batuan sedimen.

• Tersier: Lapisan yang lebih muda dibandingkan lapisan sekunder, seringkali berisi fosil hewan yang lebih modern.

• Kuartener: Lapisan yang paling muda, mencakup zaman es dan kehidupan modern.

Ilmuwan lain, seperti William Smith, menyadari bahwa fosil yang terkandung dalam lapisan batuan dapat digunakan untuk menentukan waktu geologis secara universal. Ini berarti, fosil yang ditemukan dalam lapisan yang sama, meskipun di lokasi berbeda, dapat menunjukkan periode waktu yang sama. George Cuvier lebih lanjut menyatakan bahwa fosil tidak selalu ada di setiap lapisan, karena di antara periode waktu tertentu terjadi kepunahan massal yang menghapus beberapa bentuk kehidupan.

B. Pengukuran Radiometrik

Pengukuran radiometrik adalah metode lain yang sangat akurat dalam menentukan usia absolut suatu batuan. Metode ini didasarkan pada penguraian unsur radioaktif, seperti uranium atau karbon, menjadi unsur "anak" (produk hasil peluruhan). Dengan mengukur jumlah unsur induk dan unsur anak yang ada dalam batuan, ilmuwan dapat memperkirakan umur batuan tersebut dengan cukup presisi.

Setiap unsur radioaktif memiliki waktu paruh, yaitu waktu yang dibutuhkan bagi separuh jumlah unsur induk untuk berubah menjadi unsur anak. Misalnya, uranium-238 akan meluruh menjadi timbal-206 dengan waktu paruh sekitar 4,5 miliar tahun. Proses ini memungkinkan penentuan usia batuan dari jutaan hingga miliaran tahun dengan menggunakan isotop yang tepat.

Pengukuran radiometrik sering digunakan untuk menentukan usia fosil dan batuan yang sangat tua, terutama di lokasi yang tidak memiliki fosil sebagai petunjuk waktu.

C. Jam Molekuler (Jam DNA)

Jam molekuler, atau sering disebut juga jam evolusi, adalah metode yang menggunakan data genetik untuk memperkirakan waktu evolusi suatu spesies. DNA dianggap sebagai "fossil molekuler" karena mencatat informasi tentang perubahan genetik dari generasi ke generasi. Ada beberapa karakteristik penting dalam jam molekuler:

1. DNA sebagai Data Akurat

   DNA menawarkan data yang sangat akurat tentang perubahan molekul sepanjang waktu. Susunan nukleotida dalam DNA atau susunan asam amino dalam protein dapat dianalisis untuk melacak peristiwa evolusi.

2. Lokasi DNA

   DNA dapat ditemukan dalam berbagai kompartemen sel, seperti nukleus (nDNA), mitokondria (mtDNA), dan kloroplas (cpDNA). Setiap jenis DNA ini dapat memberikan informasi yang berbeda terkait evolusi.

3. Mekanisme Jam Molekuler

   Jam molekuler bekerja dengan membandingkan perubahan DNA atau protein antar spesies dan mengaitkannya dengan data fosil untuk memperkirakan waktu divergensi evolusi. Misalnya, jika dua spesies memiliki perbedaan yang konsisten dalam DNA mereka, ilmuwan dapat memperkirakan kapan kedua spesies ini terakhir kali memiliki nenek moyang yang sama.

4. Estimasi Waktu Divergensi

   Jam molekuler digunakan untuk memperkirakan kapan spesies baru muncul atau kapan terjadi divergensi dari nenek moyang bersama. Data molekuler ini digunakan bersama dengan catatan fosil untuk memberikan gambaran yang lebih komprehensif tentang sejarah evolusi.

Jam molekuler telah menjadi alat yang sangat penting dalam studi evolusi karena memberikan perspektif tambahan tentang bagaimana spesies berkembang, seringkali melengkapi bukti dari fosil dan metode lain.

Ahli geologi mulai menghitung "waktu geologi" dari permukaan Bumi ke bawah; yaitu, dimulai dengan endapan permukaan yang lebih muda dan turun ke batuan yang lebih tua dan waktu yang lebih dalam. Ahli geologi menghitung mundur lebih dari 4 miliar tahun ke material Bumi yang tertua. Para astronom membantu ahli geologi menghitung lebih jauh ke belakang ke waktu pembentukan Bumi, yang mungkin tampak agak sembarangan karena Bumi tidak muncul seketika sebagai planet di luar angkasa. Meskipun demikian, "momen" ini dapat didefinisikan sebagai saat Bumi mencapai massanya saat ini. Perhitungan ilmiah saat ini menempatkan peristiwa ini sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu (Komisi Internasional tentang Stratigrafi).

Penentuan Usia Relatif

Penanggalan usia relatif melibatkan penempatan peristiwa geologi seperti keberadaan samudra, letusan gunung berapi, atau durasi padang pasir dalam urutan berurutan. Formasi batuan dapat merekam peristiwa-peristiwa ini: samudra akan menghasilkan batu kapur laut, letusan gunung berapi menghasilkan lava basaltik atau lapisan abu, dan bukit pasir menghasilkan batu pasir. Agar lapisan batuan dianggap sebagai formasi, lapisan tersebut harus menyebar di area yang relatif luas yang dapat digambarkan pada peta geologi. Ahli geologi menentukan urutan peristiwa dari posisinya dalam catatan batuan dengan peristiwa/batuan yang lebih tua biasanya terjadi di lapisan terendah dan peristiwa selanjutnya terjadi lebih tinggi dalam urutan batuan. Penanggalan relatif tidak memberi tahu kapan peristiwa tertentu terjadi atau berapa lama berlangsung—penanggalan relatif hanya menampilkan peristiwa dalam urutan kejadian sehubungan dengan satu sama lain.

Waktu geologi , interval waktu yang luas yang ditempati oleh sejarah geologi Bumi. Waktu geologi formal dimulai pada awal Zaman Arkean (4,0 miliar hingga 2,5 miliar tahun lalu) dan berlanjut hingga saat ini . Skala waktu geologi modern juga sering kali mencakup Zaman Hadean, yang merupakan interval informal yang membentang dari sekitar 4,6 miliar tahun lalu (sesuai dengan pembentukan awal Bumi) hingga 4,0 miliar tahun lalu. Waktu geologi, pada dasarnya, adalah segmen sejarah Bumi yang diwakili oleh dan dicatat dalam lapisan batuan planet.

Skala waktu geologi

Skala waktu geologi adalah “kalender” untuk peristiwa-peristiwa dalam sejarah Bumi. Skala ini membagi semua waktu ke dalam satuan-satuan waktu abstrak yang diberi nama—dalam urutan durasi menurun—ribuan tahun, era, periode, zaman, dan usia. Penghitungan satuan waktu geologi tersebut didasarkan pada stratigrafi, yaitu korelasi dan klasifikasi lapisan batuan. Namun, bentuk fosil yang terdapat di batuan merupakan cara utama untuk menetapkan skala waktu geologi, dengan waktu kemunculan dan hilangnya spesies yang tersebar luas dari catatan fosil digunakan untuk menggambarkan awal dan akhir zaman, periode, dan interval lainnya. Salah satu bagan standar yang paling banyak digunakan yang menunjukkan hubungan antara berbagai interval waktu geologi adalah Bagan Kronostratigrafi Internasional, yang dikelola oleh Komisi Internasional Stratigrafi (ICS).

Makhluk hidup memainkan peran penting dalam pengembangan skala waktu geologi, karena mereka telah mengalami perubahan evolusi selama kurun waktu geologi. Selain itu, jenis organisme tertentu merupakan karakteristik dari bagian tertentu dari catatan geologi. Dengan mengkorelasikan strata tempat jenis fosil tertentu ditemukan, sejarah geologi berbagai wilayah—dan Bumi secara keseluruhan—dapat direkonstruksi. Skala waktu geologi relatif yang dikembangkan dari catatan fosil telah dikuantifikasi secara numerik melalui tanggal absolut yang diperoleh dengan metode penanggalan radiometrik.

Teori evolusi adalah salah satu teori ilmiah yang paling berpengaruh dalam sejarah biologi. Teori ini menjelaskan bagaimana kehidupan di bumi berkembang dari bentuk-bentuk sederhana menjadi bentuk-bentuk yang kompleks dan beragam melalui proses perubahan genetik dan seleksi alam. Teori ini juga memberikan kerangka kerja untuk memahami hubungan kekerabatan antara makhluk hidup, asal usul spesies baru, dan adaptasi terhadap lingkungan.

Konsep Dasar Teori Evolusi

Teori evolusi didasarkan pada beberapa konsep dasar yang dapat diringkas sebagai berikut:

1. Variasi

   Setiap individu dalam suatu populasi memiliki sifat-sifat yang berbeda-beda, baik yang tampak maupun yang tidak tampak. Sifat-sifat ini ditentukan oleh gen yang diwariskan dari orang tua. Variasi ini dapat disebabkan oleh mutasi, rekombinasi, atau transfer gen antara individu atau populasi.

2. Reproduksi

   Makhluk hidup mampu menghasilkan keturunan yang mirip dengan dirinya sendiri. Namun, tidak semua individu memiliki kesempatan yang sama untuk bereproduksi. Beberapa individu mungkin lebih subur, lebih sehat, atau lebih menarik daripada yang lain.

3. Seleksi alam

   Proses di mana individu-individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan untuk bertahan hidup dan bereproduksi dalam lingkungan tertentu akan lebih cenderung mempertahankan dan menularkan sifat-sifat tersebut kepada keturunannya. Sebaliknya, individu-individu dengan sifat-sifat yang merugikan akan lebih cenderung mati atau gagal bereproduksi. Seleksi alam dapat mengubah frekuensi gen dalam suatu populasi dari waktu ke waktu.

4. Spesiasi

   Proses di mana suatu populasi terbagi menjadi dua atau lebih populasi yang terisolasi secara reproduktif, sehingga tidak dapat saling bertukar gen lagi. Hal ini dapat disebabkan oleh perubahan geografis, ekologis, perilaku, atau genetik. Spesiasi dapat menghasilkan spesies-spesies baru yang berbeda secara morfologi, fisiologi, atau perilaku.

   
   

Bukti-Bukti Teori Evolusi

Teori evolusi didukung oleh berbagai bukti-bukti ilmiah dari berbagai bidang pengetahuan, seperti:

1. Fosil

   Sisa-sisa atau jejak makhluk hidup di masa lalu yang terawetkan dalam batuan atau bahan lain. Fosil menunjukkan adanya perubahan bentuk dan keragaman makhluk hidup sepanjang sejarah bumi. Fosil juga menunjukkan adanya fosil transisi, yaitu fosil-fosil yang memiliki ciri-ciri gabungan dari dua kelompok makhluk hidup yang berbeda, seperti Archaeopteryx yang memiliki ciri-ciri burung dan reptil.

2. Anatomi perbandingan Perbandingan struktur tubuh antara makhluk hidup yang berbeda untuk mengetahui kemiripan dan perbedaan mereka. Anatomi perbandingan menunjukkan adanya struktur homolog, yaitu struktur tubuh yang memiliki asal usul evolusi yang sama tetapi memiliki fungsi yang berbeda, seperti lengan manusia, sayap burung, dan sirip ikan. Anatomi perbandingan juga menunjukkan adanya struktur analog, yaitu struktur tubuh yang memiliki fungsi yang sama tetapi memiliki asal usul evolusi yang berbeda, seperti sayap burung dan sayap serangga.

3. Biogeografi

   Ilmu yang mempelajari penyebaran geografis makhluk hidup di bumi dan hubungannya dengan faktor-faktor lingkungan dan sejarah. Biogeografi menunjukkan adanya pola-pola distribusi makhluk hidup yang dipengaruhi oleh pergerakan benua, perubahan iklim, dan isolasi geografis. Biogeografi juga menunjukkan adanya endemisme, yaitu keberadaan spesies-spesies yang hanya ditemukan di wilayah tertentu dan tidak ditemukan di tempat lain.

4. Embriologi perbandingan Perbandingan perkembangan embrio antara makhluk hidup yang berbeda untuk mengetahui kemiripan dan perbedaan mereka. Embriologi perbandingan menunjukkan adanya kesamaan bentuk dan tahap perkembangan embrio antara spesies-spesies yang berkerabat dekat, seperti mamalia. Embriologi perbandingan juga menunjukkan adanya struktur vestigial, yaitu struktur tubuh yang tidak memiliki fungsi atau memiliki fungsi yang berkurang pada spesies tertentu, tetapi memiliki fungsi penting pada spesies lain, seperti ekor dan insang pada embrio manusia.

5. Genetika molekuler

   Ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi molekul-molekul genetik, seperti DNA dan RNA, serta hubungannya dengan sifat-sifat makhluk hidup. Genetika molekuler menunjukkan adanya kesamaan komposisi dan urutan basa nitrogen pada DNA antara spesies-spesies yang berkerabat dekat, seperti manusia dan simpanse. Genetika molekuler juga menunjukkan adanya mutasi, rekombinasi, dan transfer gen sebagai sumber variasi genetik dalam suatu populasi atau antara populasi.

Kontroversi Teori Evolusi

Teori evolusi merupakan teori ilmiah yang telah banyak teruji dan terbukti secara empiris. Namun, teori ini juga menimbulkan kontroversi di kalangan masyarakat, terutama yang berhubungan dengan agama, filsafat, atau politik.

Beberapa alasan kontroversi teori evolusi adalah:

1. Konflik dengan ajaran agama. Beberapa agama memiliki pandangan tentang penciptaan dan asal usul kehidupan yang bertentangan dengan teori evolusi. Misalnya, agama Kristen dan Islam percaya bahwa manusia diciptakan secara khusus oleh Tuhan dan tidak berhubungan dengan makhluk hidup lain. Beberapa kelompok agama juga menolak bukti-bukti ilmiah yang mendukung teori evolusi, seperti fosil atau usia bumi.

2. Konflik dengan nilai-nilai moral. Beberapa orang menganggap bahwa teori evolusi mengurangi martabat dan keunikan manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan. Mereka juga khawatir bahwa teori evolusi dapat membenarkan perilaku-perilaku amoral atau tidak etis, seperti rasisme, eugenika, atau kekerasan. Mereka juga meragukan bahwa teori evolusi dapat menjelaskan aspek-aspek non-fisik manusia, seperti kesadaran, moralitas, atau kebebasan.

3. Konflik dengan metode ilmiah. Beberapa orang mengkritik bahwa teori evolusi tidak memenuhi kriteria ilmiah, seperti falsifikasi, prediksi, atau pengulangan. Mereka juga menantang validitas bukti-bukti ilmiah yang mendukung teori evolusi, seperti fosil atau DNA. Mereka juga mengusulkan alternatif-alternatif non-ilmiah untuk menjelaskan kehidupan di bumi, seperti desain cerdas atau kreasionisme.

Evolusi adalah proses perubahan pada makhluk hidup yang berlangsung selama jutaan tahun. Berbagai bukti ilmiah telah menguatkan teori evolusi ini, mulai dari fosil, anatomi, embriologi, hingga DNA. Bukti-bukti ini menunjukkan bahwa spesies yang ada saat ini berevolusi dari nenek moyang yang hidup di masa lalu.

Jenis-Jenis Evolusi :

1. Evolusi Progresif : Mengarah pada perkembangan spesies agar lebih bertahan hidup.

2. Evolusi Regresif : Membuat spesies tertentu mengalami penurunan kemampuan atau menuju kepunahan.

3. Evolusi Divergen : Satu spesies berkembang menjadi beberapa spesies berbeda karena adaptasi terhadap lingkungan baru.

4. Evolusi Konvergen : Spesies yang tidak berkerabat dekat mengembangkan struktur tubuh serupa karena lingkungan yang sama.

Bukti Fosil

Fosil adalah bukti langsung yang menunjukkan jejak kehidupan di masa lalu. Fosil Archaeopteryx, misalnya, menunjukkan evolusi dari reptil ke burung, dan evolusi kuda, yang memulai dari makhluk kecil seperti Eohippus hingga menjadi kuda modern, memberikan gambaran jelas tentang proses perubahan bertahap ini.

“Setiap spesies adalah hasil dari perubahan yang berlangsung lama.”

– Charles Darwin

Anatomi dan Morfologi

Makhluk hidup sering kali memiliki bagian tubuh yang sama, meskipun fungsinya berbeda. Ini disebut homologi. Contohnya, tangan manusia, sayap kelelawar, dan sirip paus memiliki struktur tulang yang mirip karena berasal dari nenek moyang yang sama. Sementara itu, analogi adalah ketika spesies yang tidak berhubungan mengembangkan bagian tubuh yang serupa karena adaptasi terhadap lingkungan yang sama, seperti sayap burung dan serangga.

Embriologi dan Biogeografi

Kesamaan dalam perkembangan embrio juga menunjukkan bukti evolusi. Pada tahap awal, embrio ikan, burung, dan mamalia sangat mirip, menunjukkan bahwa mereka berevolusi dari nenek moyang yang sama. Spesies yang hidup di pulau terisolasi, seperti burung Finch di Kepulauan Galapagos, juga berevolusi dengan cara unik sesuai dengan lingkungannya. Ini memberikan contoh nyata tentang bagaimana geografi mempengaruhi evolusi.

DNA dan Domestikasi

Dengan kemajuan teknologi, kini kita bisa melihat bukti evolusi melalui DNA. Kemiripan genetik antara manusia dan simpanse, misalnya, menunjukkan bahwa kita memiliki nenek moyang yang sama.

Manusia juga berperan dalam evolusi melalui proses domestikasi, seperti pada anjing yang berasal dari serigala yang dijinakkan. Domestikasi menunjukkan bagaimana manusia dapat mempengaruhi evolusi makhluk hidup melalui seleksi sifat-sifat tertentu.

Berapa umur Bumi ?

Pertanyaan ini mungkin terdengar sederhana, tetapi jawabannya memerlukan pemahaman yang mendalam tentang ilmu geologi dan evolusi. Untuk mengungkap rahasia ini, para ilmuwan menggunakan berbagai metode mulai dari analisis lapisan batuan, fosil, hingga teknologi terbaru seperti jam molekuler.

1. Lapisan Batuan dan Fosil : Menyusun Sejarah dari Masa ke Masa

   Salah satu cara paling awal yang digunakan untuk memahami sejarah Bumi adalah melalui lapisan batuan. Prinsip dasar stratigrafi, yang diperkenalkan oleh Steno, menyatakan bahwa lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu. Lapisan tertua berada di bawah, sedangkan lapisan yang lebih muda berada di atas. Lapisan-lapisan ini tidak hanya menunjukkan urutan waktu, tetapi juga menyimpan fosil-fosil yang menjadi petunjuk penting untuk menentukan usia relatif suatu era geologi.

   Namun, urutan lapisan batuan tidak selalu seragam di seluruh dunia, membuatnya sulit untuk digunakan sebagai satu-satunya petunjuk waktu geologi. Untungnya, fosil menjadi kunci dalam memecahkan teka-teki ini. Contohnya, fosil Trilobites selalu ditemukan pada lapisan batuan yang lebih tua dibandingkan dengan fosil kerang, memberikan petunjuk penting tentang urutan waktu.

2. Pengukuran Radiometrik : Mengungkap Umur Absolut Batuan

   Sementara lapisan batuan dan fosil memberikan gambaran umum tentang urutan waktu, metode radiometrik memungkinkan kita untuk menentukan umur absolut suatu lapisan atau fosil. Dengan mengukur unsur radioaktif dalam batuan, para ilmuwan dapat menentukan umur pasti dari batuan tersebut. Unsur-unsur seperti Kalium-40 dan Uranium-238 digunakan karena waktu paruhnya yang sangat panjang, sehingga cocok untuk mengukur usia lapisan yang berumur miliaran tahun.

   Misalnya, letusan gunung berapi meninggalkan jejak abu vulkanik yang mengandung mineral-mineral seperti Kalium-40. Seiring waktu, Kalium-40 ini akan meluruh menjadi Argon-40, dan dengan menghitung jumlah unsur ini, ilmuwan dapat menentukan kapan letusan tersebut terjadi.

3. Jam Molekuler : Menelusuri Waktu Lewat DNA

   Selain batuan dan fosil, evolusi DNA juga menjadi alat penting dalam memahami sejarah geologis. Jam molekuler bekerja dengan cara membandingkan perbedaan DNA atau protein antarspesies untuk memperkirakan kapan spesies tersebut berevolusi dari nenek moyang yang sama. Metode ini tidak hanya berguna untuk memperkirakan waktu divergensi spesies, tetapi juga membantu memahami proses evolusi molekuler.

   Studi kasus penggunaan jam molekuler ini bahkan telah diterapkan untuk mengetahui kapan "Adam" dan "Hawa" hidup. Berdasarkan analisis DNA mitokondria dan kromosom Y, ilmuwan memperkirakan bahwa manusia purba pertama kali muncul sekitar 200.000 tahun yang lalu.

Melalui berbagai metode seperti stratigrafi, fosil, pengukuran radiometrik, dan jam molekuler, para ilmuwan telah berhasil menyusun sejarah panjang Bumi yang mencapai miliaran tahun. Penemuan-penemuan ini tidak hanya mengungkap usia Bumi, tetapi juga memberikan wawasan tentang proses evolusi yang berlangsung selama itu. Seiring perkembangan teknologi, kita dapat mengharapkan pemahaman yang lebih mendalam tentang sejarah geologi dan evolusi kehidupan di masa depan.

1. Lapisan Batuan dan Bukti Fosil

Sebelum metode ilmiah untuk menentukan usia numerik, sejarah Bumi ditelusuri melalui waktu relatif. Prinsip ini pertama kali diperkenalkan oleh Nicolas Steno pada abad ke-17, dan William Smith kemudian memperluasnya dengan mengamati keteraturan lapisan batuan di Inggris. Prinsip-prinsip seperti superposisi, horizontalitas asli, kesinambungan lateral, dan hubungan lintas sektoral membantu para ahli geologi memahami urutan pembentukan batuan. Inklusi fosil dan suksesi fosil juga berperan penting dalam menghubungkan peristiwa geologis di berbagai wilayah.

Penentuan umur batuan dan fosil berdasarkan penanggalan relatif tidak selalu akurat karena adanya proses alami seperti erosi dan perpindahan lapisan. Fosil atau batuan bisa berubah tempat akibat pengikisan sungai, pergeseran tanah, atau pelapukan, sehingga penentuan usia bisa menjadi sulit. Analisis geomagnetis kadang digunakan untuk mengidentifikasi kemungkinan perpindahan. Rentang perkiraan usia sering kali sangat luas, seperti dalam kasus fosil Homo erectus di Sangiran, yang diperkirakan berumur antara 27.000 hingga 1.500.000 tahun.

2. Pengukuran Radiometri atau Jam Radioaktif

Penentuan usia lapisan atau fosil juga dapat dilakukan melalui pengukuran zat radioaktif. Saat organisme mati, zat radioaktif yang ada dalam tubuhnya berhenti diangkut dan mulai meluruh sesuai waktu paruhnya. Proses serupa berlaku pada batuan yang mengandung zat radioaktif. Dengan membandingkan jumlah zat radioaktif yang meluruh dengan jumlah yang dihasilkan, ahli geologi dapat memperkirakan umur lapisan atau fosil tersebut. Teknik ini memperhitungkan faktor-faktor seperti jenis zat radioaktif dan produk peluruhannya.

3. Jam Molekuler atau Jam DNA

Jam molekuler digunakan untuk memperkirakan umur organisme berdasarkan perbedaan dalam susunan DNA mereka. Perubahan dalam DNA diakibatkan oleh mutasi yang terjadi seiring waktu. Gen yang konservatif digunakan untuk membandingkan perbedaan antara organisme yang berkerabat jauh, sementara gen yang kurang konservatif digunakan untuk membandingkan populasi yang lebih dekat. Dengan menggunakan DNA dari organisme yang masih hidup dan membandingkannya dengan fosil serta data evolusi, kita dapat menghitung kecepatan mutasi dan memperkirakan kapan organisme tersebut pertama kali muncul.

Mutasi dalam DNA membantu merekonstruksi rantai DNA nenek moyang, dan kecepatan evolusi dapat dihitung dari data fosil yang diketahui. Sebagai contoh, jika terdapat 10 mutasi dalam 10.000 tahun, maka kecepatan mutasi adalah 1 mutasi per 1.000 tahun. Data ini sangat penting dalam memahami evolusi organisme dari perspektif genetik.

Referensi:

Zikri, K. (2018). Geologi Umum. Padang: Geografi UNP

• Evolusi Regresif Merupakan evolusi yang mengarah pada kemungkinan kepunahan. Evolusi regresif terjadi ketika spesies tidak dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan.

• Evolusi Progresif adalah evolusi yang menghasilkan spesies yang berkelanjutan, seperti burung finch di Kepulauan Galapagos yang berevolusi sesuai teori Charles Darwin.

Berdasarkan Skala

• Mikroevolusi merupakan perubahan dalam spesies tertentu atau antara spesies yang berkerabat dekat. Perubahan genetik ini bisa berupa sifat dominan dan resesif yang muncul secara tiba-tiba, serta dipengaruhi oleh seleksi alam (contoh: variasi warna mata).

• Makroevolusi adalah perubahan besar yang memungkinkan satu spesies berkembang menjadi spesies lain, contohnya dari ikan menjadi burung. Perubahan ini disebabkan oleh mutasi genetik atau perkembangan embrio.

Berdasarkan Hasil

• Evolusi Konvergen ialah terjadinya kemiripan karakter antara spesies yang tidak berkerabat karena adaptasi terhadap lingkungan yang sama. Misalnya, burung pemakan bangkai di benua Amerika dan Asia memiliki kemiripan morfologi meski berasal dari ordo berbeda.

• Evolusi Divergen merupakan munculnya beberapa spesies dengan bentuk morfologi yang sangat berbeda tetapi berasal dari nenek moyang yang sama. Struktur homolog, seperti kerangka vertebrata, menunjukkan hubungan evolusi ini. Contohnya burung finch di Galapagos yang mengalami radiasi adaptif sesuai niche ekologis yang berbeda.

1. Fossil

Fosil adalah sisa-sisa, jejak, atau cetakan dari organisme (manusia, hewan, dan tumbuhan) yang telah terawetkan dalam endapan batuan sejak zaman prasejarah. Fosil terbentuk ketika organisme yang hidup lebih dari 11.000 tahun lalu terkubur dalam lumpur atau pasir yang kemudian mengeras menjadi batu, mengawetkan jasad organisme tersebut. Fosil dapat berupa sisa-sisa organisme besar yang hancur sebagian, atau organisme kecil seperti serbuk sari.

Syarat terbentuknya fosil:

• Memiliki bagian tubuh keras

• Segera terhindar dari proses kimia (oksidasi/reduksi)

• Tidak dimangsa binatang lain

• Terkubur dalam batuan berbutir halus

• Terawetkan dalam batuan sedimen

• Berumur lebih dari 11.000 tahun

Kegunaan fosil:

• Mengidentifikisi unit stratigrafi bumi dan menentukan umur relatif batuan melalui fosil indeks.

• Mempelajari paleoekologi dan paleoklimatologi berdasarkan struktur dan distribusi fosil.

• Mempelajari paleofloristik, yang memberikan gambaran mengenai distribusi dan migrasi tumbuhan masa lalu.

• Meneliti evolusi tumbuhan melalui perubahan suksesional dalam waktu geologi.

2. Morfologi dan Anatomi

Morfologi dan anatomi spesies menunjukkan adanya kemiripan yang kuat, terutama pada spesies yang dikelompokkan dalam kategori taksonomi yang sama. Sebagai contoh, struktur dasar tungkai depan manusia, kadal, kucing, paus, kelelawar, katak, dan burung disusun oleh elemen kerangka yang serupa meskipun memiliki fungsi yang berbeda-beda, seperti berjalan, berenang, atau terbang. Kemiripan ini tidak masuk akal jika struktur tersebut dirancang secara unik dan terpisah, melainkan lebih logis jika dijelaskan melalui konsep pewarisan dengan modifikasi. Semua vertebrata ini kemungkinan besar memiliki leluhur yang sama, dan struktur dasar tungkai depan mereka telah dimodifikasi untuk menyesuaikan dengan fungsi spesifik masing-masing spesies. Fenomena ini disebut homologi, yaitu kemiripan dalam ciri-ciri khusus yang dihasilkan dari leluhur yang sama. Struktur homolog ini menunjukkan adanya modifikasi dari struktur leluhur untuk memenuhi fungsi-fungsi baru pada berbagai spesies, yang membuktikan bahwa evolusi merupakan proses pemodelan ulang dari struktur lama.

Selain itu, bukti evolusi juga terlihat dari adanya organ vestigial, yaitu struktur tubuh yang tidak lagi berfungsi atau memiliki fungsi yang sangat kecil pada spesies modern. Contoh yang menonjol adalah tulang pelvis pada paus, yang merupakan sisa dari kaki leluhurnya yang berkaki empat. Organ-organ vestigial ini merupakan bukti kuat bahwa seleksi alam berperan dalam proses evolusi. Seleksi alam cenderung menguntungkan individu yang mengurangi atau menghilangkan struktur yang tidak lagi berguna, karena keberadaan organ tersebut hanya akan membebani organisme dalam hal penggunaan sumber daya tubuh. Oleh karena itu, perubahan dalam struktur tubuh, seperti pengurangan tungkai belakang pada paus, terjadi sebagai hasil dari seleksi alam yang menguntungkan perubahan pola perkembangan embrio organisme. Proses ini menunjukkan bagaimana evolusi melalui seleksi alam mempengaruhi anatomi dan morfologi spesies secara bertahap dari waktu ke waktu.

3. Embriologi

Organisme yang memiliki hubungan kekerabatan dekat akan mengalami tahapan perkembangan embrio yang serupa. Misalnya, semua embrio vertebrata memiliki kantung insang dan rongga tulang belakang pada tahap awal. Pada ikan, kantung insang berkembang menjadi insang, sementara pada vertebrata darat, struktur ini dimodifikasi untuk fungsi lain, seperti saluran eustachius pada manusia. Meskipun perkembangan embrio bervariasi seiring pertumbuhannya, embriologi perbandingan menunjukkan bahwa banyak struktur embrio yang awalnya sama kemudian dimodifikasi menjadi bentuk yang berbeda sesuai fungsinya. Ide bahwa ontogeni (perkembangan individu) mencerminkan filogeni (sejarah evolusi spesies) sempat diajukan, namun dianggap berlebihan, karena perkembangan organisme tidak selalu mengikuti tahapan evolusi leluhurnya secara persis.

4. Biogeografi

Biogeografi adalah studi tentang penyebaran organisme di bumi, yang menunjukkan bahwa hewan berubah bentuk saat bermigrasi ke lingkungan yang berbeda. Alfred Wallace membagi dunia menjadi enam wilayah biogeografi, termasuk Ethiopia (Afrika tropis), Oriental (Asia tropis), dan Australian (Australia). Keanekaragaman terbesar terdapat di wilayah tropis. Isolasi geografis menghasilkan spesies unik, seperti kanguru di Australia dan kaktus di Amerika Utara. Contoh menarik adalah burung Finch di Kepulauan Galapagos, yang memiliki variasi bentuk paruh berdasarkan adaptasi terhadap makanan yang tersedia, meskipun berasal dari nenek moyang yang sama. Hewan dapat beradaptasi dengan lingkungan baru; warna dan sifatnya bisa berubah, tetapi perubahan bentuk tubuh besar jarang terjadi.

5. Molekuler (DNA & Protein)

Analisis DNA dan protein memberikan wawasan mendalam tentang hubungan evolusi antar spesies. Urutan DNA yang serupa antara spesies berbeda menunjukkan bahwa mereka berasal dari nenek moyang yang sama. Selain itu, perubahan pada DNA dapat memengaruhi struktur dan fungsi protein, yang juga mencerminkan hubungan evolusi. Penemuan struktur DNA oleh Watson dan Crick menguatkan pemahaman bahwa variasi genetik berkontribusi pada proses seleksi alam.

6. Observasi

Observasi evolusi dapat dilihat melalui fenomena resistensi pada organisme seperti nyamuk dan bakteri. Penggunaan pestisida yang berkelanjutan menyebabkan seleksi alam pada populasi nyamuk, di mana hanya individu dengan mutasi resisten yang dapat bertahan hidup dan berkembang biak. Akibatnya, nyamuk resisten mendominasi populasi. Hal serupa terjadi pada bakteri yang menjadi resisten terhadap antibiotik; sebagian besar mati saat antibiotik digunakan, tetapi bakteri dengan mutasi resisten bertahan dan berkembang biak, menghasilkan generasi baru yang kebal. Contoh-contoh ini menunjukkan bagaimana seleksi alam berperan dalam evolusi, di mana organisme yang beradaptasi terhadap perubahan lingkungan atau tekanan buatan akan bertahan, sementara yang tidak akan punah.

7. Domestikasi

Domestikasi adalah proses penjinakan organisme dari bentuk liar menjadi terpelihara, yang berlangsung selama bertahun-tahun melalui seleksi dan pemuliaan untuk menghasilkan varietas atau spesies baru. Proses ini berbeda dengan evolusi alami, meskipun domestikasi menunjukkan potensi evolusi suatu organisme. Variasi yang terlihat pada hewan dan tumbuhan yang dibudidayakan, seperti bentuk dan warna bunga serta ras anjing, menandakan banyak kemungkinan dalam spesies tersebut. Meskipun kita tidak menciptakan spesies baru, kita telah menghasilkan bentuk yang sangat berbeda dari moyangnya untuk memenuhi kebutuhan manusia. Domestikasi dapat dianggap sebagai adaptasi dari lingkungan liar ke kehidupan manusia, dengan spesies baru yang memiliki karakter berbeda dari nenek moyangnya. Hewan seperti anjing, kucing, domba, dan kambing telah didomestikasi sejak zaman prasejarah, dengan anjing sebagai yang pertama, sekitar 10.000 hingga 15.000 tahun yang lalu. Pengadopsian hewan liar ke lingkungan manusia memerlukan penyesuaian, misalnya, herbivora pemakan rumput lebih mudah didomestikasi dibandingkan pemakan biji. Anjing, yang telah berkembang dari serigala, menunjukkan beragam ras dan variasi, baik dalam warna maupun tekstur bulu, serta menjadi subjek studi konologi.

Referensi:

Jonar & Situmorang. (2023). Antropologi dalam Pandangan Kristen. Yogyakarta: PBMR Andi.

Kellenberger, E. (2004). The evolution of molecular biology. EMBO reports, 5 (6), 546-548.

Sari, E. (2020). Diktat Teori Evolusi Pendidikan Biologi. Lampung: UIN Raden Intan Lampung.

1. Penggunaan Fosil Polen

Palinologi merupakan ilmu yang mempelajari polen yang berguna untuk merekonstruksi keadaan masa lampau. Polen biasanya ditemukan dalam kondisi baik, terutama di daerah dengan empat musim karena tumbuhan berbunga serempak pada musim semi dan panas, menghasilkan lapisan polen tahunan. Polen yang terkubur sering menjadi fosil karena bagian luarnya yang keras. Kadar polen mencerminkan jenis tumbuhan dominan dan perubahan lingkungan seperti cuaca dan habitat. Dengan menganalisis profil polen, maka dapat merekonstruksi kondisi masa lalu dan jenis tumbuhan yang ada. Para ahli menggunakan data tumbuhan aktual untuk menentukan jenis-jenis yang hidup pada masa lampau dengan asumsi bahwa tumbuhan berkerabat memiliki polen serupa.

2. Jam Radioaktif

Penentuan umur lapisan atau fosil dilakukan dengan mengukur perbedaan masuk dan keluarnya senyawa radioaktif dari tubuh. Zat radioaktif tetap konstan selama hidup, tetapi menurun setelah kematian sesuai waktu paruhnya, yang bervariasi dari jam hingga berabad-abad. Dengan membandingkan jumlah zat radioaktif dalam tubuh dengan jumlah di alam, umur zat tersebut dapat diprediksi. Prinsip ini juga berlaku untuk batuan, meskipun perlu koreksi karena batuan mungkin sudah lama ada di bumi. Penting juga untuk memperhatikan jenis zat radioaktif yang meluruh dan hasil peluruhannya, serta menghitung perbandingan antara zat asal dan zat hasil.

3. Jam DNA

Peneliti menggunakan organisme hidup untuk memperkirakan kapan organisme muncul dalam skala waktu geologi. Dengan menghitung kecepatan mutasi DNA, dapat ditentukan perbedaan umur kemunculan antara dua organisme. Daerah DNA yang konservatif digunakan untuk organisme yang berkerabat jauh, sedangkan gen yang kurang konservatif digunakan untuk perbedaan antar populasi. Analisis DNA homolog membantu merekonstruksi DNA nenek moyang dan menentukan jumlah mutasi serta perbedaan antar rantai DNA. Data ini dikalibrasi dengan kecepatan mutasi gen dan data fosil untuk menghitung kecepatan evolusi. Meskipun metode ini memiliki tingkat kesalahan, hal ini dapat digunakan sebagai cara untuk estimasi evolusi.

4. Penggunaan Data Eksperimen

Penggunaan data eksperimen dianggap paling akurat untuk menghitung kecepatan mutasi, meskipun tidak ada jaminan data tersebut berlaku 1000 tahun yang lalu. Kecepatan mutasi diukur dalam populasi yang dipelihara di laboratorium, seperti ragi, bakteri, lalat buah, dan mencit. Penelitian dilakukan dengan menyilangkan individu betina homozigot resesif dengan individu jantan homozigot dominan dan mengamati keturunan yang menunjukkan mutasi dari alel dominan menjadi resesif.

Daftar Pustaka

Iskandar, D.T. (2021). Evolusi. Tanggerang Selatan: Universitas Terbuka.

Nahdiyatunnisa_5A_22242220009

1. Bukti dari Paleontologi

Paleontologi adalah ilmu yang mempelajari fosil, sisa-sisa organisme dari masa lalu yang telah mengalami mineralisasi. Fosil telah menarik perhatian manusia sejak zaman Yunani kuno. Bukti dari biokimia dan biologi menunjukkan bahwa prokariota adalah nenek moyang semua kehidupan. Catatan fosil menunjukkan urutan evolusi vertebrata dari ikan, amfibia, reptilia, burung, hingga mamalia. Pandangan Darwin memperkirakan adanya transisi evolusioner dalam catatan fosil, yang telah dibuktikan oleh banyak penemuan fosil transisi, termasuk fosil paus yang menunjukkan evolusi dari hewan darat ke hewan air.

2. Bukti dari Taksonomi

Taksonomi adalah cabang biologi yang mengklasifikasikan dan menamai spesies berdasarkan skema formal yang terdiri dari berbagai tingkatan klasifikasi. Sistem ini dipelopori oleh Carolus Linnaeus dan menjadi dasar bagi teori evolusi Darwin. Analisis genetik menunjukkan bahwa spesies yang mirip, seperti singa dan harimau, memiliki hubungan kekerabatan yang erat, mendukung teori evolusi.

3. Bukti dari Anatomi Perbandingan

Pewarisan dengan modifikasi terlihat pada kemiripan anatomi antara spesies dalam kategori taksonomi yang sama, menunjukkan bahwa semua vertebrata berasal dari leluhur yang sama. Struktur homolog, seperti organ vestigial, mendukung teori evolusi dengan menunjukkan modifikasi struktur leluhur untuk fungsi baru. Organ vestigial adalah bukti evolusi melalui seleksi alam, di mana struktur yang tidak lagi berfungsi cenderung menghilang, melibatkan pola ekspresi gen selama perkembangan embrio.

4. Bukti dari Embriologi Perbandingan

Organisme dengan hubungan kekerabatan dekat memiliki tahapan perkembangan embrio yang serupa, seperti kantung insang dan rongga tulang belakang pada vertebrata. Kemiripan ini menunjukkan asal usul yang sama. Embriologi perbandingan menunjukkan homologi pada struktur yang berubah selama perkembangan. Teori rekapitulasi yang menyatakan perkembangan individu mengulang sejarah evolusi spesies adalah berlebihan. Ontogeni memberikan petunjuk tentang filogeni, tetapi tahapan perkembangan dapat berubah sepanjang evolusi.

5. Bukti dari Biokimia dan Serologi Perbandingan

adanya kesamaan antara berbagai organisme, mencerminkan hubungan evolusi mereka. DNA dan protein dari spesies yang berkerabat dekat memiliki urutan yang mirip, menunjukkan asal usul dari nenek moyang yang sama. Biologi molekuler mendukung teori Darwin bahwa semua bentuk kehidupan saling berhubungan melalui evolusi. Contohnya, enzim sitokrom c ditemukan di hampir semua organisme hidup dan memiliki urutan asam amino yang mirip di berbagai spesies. Meskipun ada variasi, kesamaan ini menunjukkan hubungan evolusi.

6. Bukti dari Fisiologi Perbandingan

Fisiologi mempelajari fungsi alat tubuh. Tidak semua kemiripan anatomi berasal dari nenek moyang yang sama. Spesies berbeda bisa mirip karena adaptasi lingkungan serupa yang disebut evolusi konvergensi. Contohnya, sirip depan dan ekor ikan hiu serta paus adalah organ renang analog yang berevolusi secara independen. Evolusi konvergen juga menghasilkan kemiripan antara marsupial Australia dan hewan berplasenta di benua lain.

Daftar Pustaka

Sari, E. (2020). Teori Evolusi Pendidikan Biologi. Lampung: UIN Raden Intan Lampung.

Nahdiyatunnisa_5A_2224220009

Cara menentukan waktu geologi dengan 3 cara, yaitu :

A. Lapisan Batuan & Bukti Fosil : Lapisan-lapisan endapan kerak bumi bisa digunakan sebagai petunjuk evolusi bumi. Untuk mengetahui berapa lama lapisan batuan tersebut dengan melihat susunan lapisan batuan. Karena lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu, lapisan tertua berada di paling bawah dan yang paling muda di atas. Keberadaan fosil pada lapisan batuan bisa menjadi petunjuk waktu geologi secara universal. Namun menurut George Cuvier fosil tidak selalu terdapat di setiap lapisan batuan. Karena antara satu masa ke masa lainnya terdapat kepunahan masal.

B. Pengukuran Radiometri / Jam Radioaktif : Dengan mengukur massa unsur "induk" dan "turunannya", maka umur batuan dapat diketahui secara pasti/ absolut. Penentuan umur suatu lapisan atau suatu fosil didasarkan atas perbedaan masuk dan keluarnya suatu senyawa radioaktif dari dalam tubuh. Melalui metode ini, jejak letusan gunung berapi dapat ditelusuri kapan terjadinya. Saat abu vulkanik mendingin dan mengkristal banyak mineral Kalium (K) terjebak didalamnya, diantaranya K-39 (atom stabil) dan K-40 (radioaktif). Sebagai radioaktif, separuh massa K-40 akan berubah menjadi Argon-40 (Ar 40) dalam waktu 1,26×10 (1,26 milyar) tahun. Sisa separuh K-40 itu akan turun separuhnya lagi dalam 1,26×10 tahun kemudian. Begitu seterusnya.

C. Molecular Clock / Jam DNA : sebuah metode dalam evolusi molekuler yang digunakan untuk menentukan waktu geologi dengan cara membandingkan perubahan molekul antara spesies. Hal ini digunakan untuk memperkirakan waktu terjadinya peristiwa terbentuknya spesies (spesiasi) atau waktu divergensi makhluk hidup. Data yang digunakan biasanya adalah susunan nukleotida dari DNA atau susunan asam amino dari protein. Hal ini karena DNA dan protein memiliki urutan yang konsisten dan dapat diubah secara perlahan-lahan selama evolusi. Dengan membandingkan urutan DNA atau protein antara spesies yang berbeda, dapat diperkirakan waktu yang telah berlalu sejak kedua spesies tersebut berpisah. Prinsipnya adalah bahwa perubahan molekuler terjadi secara konsisten dan dapat diukur. Untuk memastikan akurasi, jam molekuler biasanya dikalibrasi dengan menggunakan data fosil dan penanggalan radiometri. Hal ini memungkinkan untuk membandingkan hasil perhitungan molekuler dengan data geologi yang lebih jelas.

Mengapa harus menggunakan DNA?

• Karena DNA menawarkan data yang akurat

• DNA menyediakan banyak data

• DNA lebih alami dan tidak terbantahkan

Keanekaragaman (Biodiversity)

Keanekaragaman hayati mencakup semua bentuk kehidupan di bumi, dari mikroorganisme hingga makhluk hidup yang lebih kompleks. Setiap organisme memiliki variasi genetik yang unik, yang menjadi salah satu fondasi utama dalam proses evolusi. Keanekaragaman hayati juga memastikan bahwa ekosistem tetap berfungsi dengan baik, karena setiap spesies memiliki peran tertentu dalam jaringan makanan, siklus nutrisi, dan proses ekologi lainnya. Dalam konteks evolusi, keanekaragaman muncul dari perbedaan genetik yang disebabkan oleh mutasi, rekombinasi genetik selama reproduksi seksual, dan seleksi alam. Semakin besar variasi genetik dalam suatu populasi, semakin besar pula potensi adaptasi terhadap perubahan lingkungan.

Spesies

Spesies didefinisikan sebagai kelompok individu yang mampu saling kawin dan menghasilkan keturunan yang viable (dapat hidup) dan fertile (subur). Namun, antara spesies yang berbeda, terdapat penghalang reproduksi yang mencegah mereka menghasilkan keturunan fertile. Hal ini penting karena variasi genetik berkontribusi pada keanekaragaman spesies. Variasi genetik dalam suatu spesies memungkinkan spesies tersebut untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan, yang pada akhirnya mendukung kelangsungan hidupnya.

Contoh: Wanita karir di Jakarta dan petani di Afrika bisa memiliki anak yang fertile meskipun berbeda lingkungan.

Proses Evolusi

Proses evolusi terkait dengan perubahan dalam frekuensi alel dari waktu ke waktu. Proses ini melibatkan berbagai mekanisme seperti mutasi, hanyutan genetik, aliran gen, seleksi alam, dan reproduksi seksual. Semua proses ini berperan dalam meningkatkan atau menurunkan spesiasi, yang merupakan pembentukan spesies baru.

• Mutasi:

  Mutasi adalah salah satu mekanisme utama yang meningkatkan keanekaragaman. Mutasi tidak selalu merugikan; hanya sekitar 1:1000 yang menguntungkan. Mutasi adalah perubahan acak dalam urutan DNA yang dapat mengubah gen. Meskipun mutasi sering dianggap merugikan, beberapa mutasi dapat menghasilkan variasi genetik yang menguntungkan dan berperan penting dalam evolusi.

  Contoh: Mutasi dapat mengubah karakter morfologi yang dapat diwariskan.

• Hanyutan Genetik (Genetic Drift):

  Ini adalah perubahan acak dalam frekuensi alel yang terjadi dari satu generasi ke generasi berikutnya, terutama di populasi kecil. Efeknya dapat mengurangi variasi genetik dalam populasi, dan efek bottleneck atau efek pendiri adalah contoh fenomena ini.

• Aliran Gen (Gene Flow):  

  Aliran gen melibatkan perpindahan alel antar-populasi melalui migrasi individu atau gamet fertil, yang dapat meningkatkan variasi genetik suatu populasi dan menurunkan perbedaan antar-populasi seiring waktu.

  Contoh: migrasi dan pertukaran serbuk sari.

• Seleksi Alam (Natural Selection): Seleksi alam adalah proses di mana individu dengan sifat yang lebih sesuai dengan lingkungan cenderung lebih bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga sifat-sifat yang menguntungkan lebih mungkin diwariskan ke generasi berikutnya. Seleksi alam terdiri dari tiga jenis utama: seleksi direksional, seleksi disruptif, dan seleksi penstabilan.

• Reproduksi Seksual:

  Reproduksi seksual menghasilkan variasi genetik melalui rekombinasi gen, sehingga individu-individu dalam suatu spesies menunjukkan keragaman sifat.

  • Isolasi reproduktif: Seperti isolasi prazigotik dan pascazigotik, mencegah spesies berbeda untuk menghasilkan keturunan yang viable dan fertile.

  • Isolasi Reproduktif: Terjadi ketika terdapat hambatan biologis yang mencegah dua spesies untuk kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil.

  • Isolasi Prazigotik: Hambatan yang terjadi sebelum fertilisasi, misalnya melalui penghalang fisik atau perilaku.

  • Isolasi Pasca-Zigotik: Hambatan yang terjadi setelah fertilisasi, misalnya keturunan hibrid yang infertil atau tidak bisa bertahan hidup.

Spesiasi

Spesiasi adalah proses pembentukan spesies baru dari satu spesies yang ada. Proses ini sering kali disebabkan oleh isolasi geografis atau isolasi reproduktif yang menghalangi aliran gen antar-populasi. Jika populasi terpisah cukup lama, mereka dapat berevolusi secara independen hingga mencapai titik di mana mereka tidak dapat lagi menghasilkan keturunan yang fertile, dan spesies baru pun terbentuk.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Evolusi dan Spesiasi

Beberapa faktor yang berperan dalam evolusi dan spesiasi antara lain:

• Perubahan Lingkungan: Perubahan dalam lingkungan fisik atau ekologi dapat mendorong evolusi karena individu-individu yang lebih cocok dengan lingkungan baru cenderung lebih bertahan hidup.

• Radiasi Adaptif: Proses di mana satu spesies memunculkan banyak spesies baru yang beradaptasi dengan berbagai ceruk ekologi yang berbeda. Ini sering terjadi setelah perubahan lingkungan atau peristiwa kepunahan massal.

Perubahan lingkungan dapat mendorong evolusi, karena individu yang lebih mampu beradaptasi dengan lingkungan baru lebih mungkin untuk bertahan dan berkembang biak. Mutasi yang terjadi dalam kondisi lingkungan yang berubah dapat membantu spesies beradaptasi. Sebagai contoh, spesies salamander yang mengalami heterokroni mempertahankan insang eksternal hingga dewasa, yang merupakan bentuk adaptasi terhadap lingkungan air.

Karakter yang Dapat Berubah Karena Adanya Mutasi

1. Duplikasi dan adaptasi Contoh: Pada Arthropoda bagian tubuh diduplikasi dan diadaptasi lebih lanjut.

2. Individualisasi: Ini adalah modifikasi dari bagian tertentu, biasanya ketika ada pilihan untuk fungsi khusus.

3. Heterochrony: Heterochrony adalah perubahan dalam waktu kejadian perkembangan. Perubahan waktu mungkin memperlambat perkembangan tubuh, tetapi tidak mengubah pematangan sistem reproduksi.

4. Pertumbuhan Alometrik: Pertumbuhan alometrik adalah perubahan laju pertumbuhan suatu bagian tubuh terhadap bagian tubuh lainnya.

Hal-Hal yang Menyebabkan Terjadinya Mutasi:

1. Perubahan lingkungan

2. Zat – zat karsinogen

3. Radiasi surya

4. Radioaktif

5. Sinar ultraviolet

6. Sinar X

Seleksi Alam vs. Seleksi Buatan

• Seleksi Alam (Natural Selection): "Survival of the fittest" – individu yang paling sesuai dengan lingkungan akan bertahan dan mewariskan gennya. Ada tiga jenis seleksi alam: seleksi direksional, seleksi disruptif, dan seleksi penstabil.

• Seleksi Buatan oleh Manusia: Manusia juga bisa melakukan seleksi buatan untuk karakteristik tertentu dalam hewan atau tumbuhan.

Seleksi alam terjadi secara alami di alam liar, di mana tekanan lingkungan menentukan sifat-sifat mana yang lebih mungkin diwariskan. Sebaliknya, seleksi buatan dilakukan oleh manusia melalui pembiakan selektif untuk menghasilkan sifat-sifat yang diinginkan, misalnya dalam pemuliaan tanaman atau hewan. Seleksi alam dapat dilihat dalam kasus seperti populasi burung finch di Kepulauan Galápagos, di mana variasi dalam bentuk paruh mereka memungkinkan adaptasi terhadap sumber makanan yang berbeda. Ini adalah contoh dari seleksi disruptif, di mana fenotip ekstrem lebih diuntungkan. Selain itu, seleksi buatan juga menjadi contoh bagaimana manusia mempengaruhi proses evolusi, misalnya dalam pembiakan hewan dan tanaman untuk sifat-sifat tertentu seperti ukuran, rasa, atau ketahanan terhadap penyakit.

Keanekaragaman hayati mencakup variasi kehidupan di Bumi, dari tingkat gen hingga ekosistem, serta proses ekologi dan evolusi yang mendukungnya.

Keanekaragaman gen dalam spesies yang sama. Semuanya termasuk Homo sapiens namun memiliki gen /sifat yang berbeda

Dalam bahasa Latin, "spesies" berarti "jenis" atau "penampilan." Spesies adalah kelompok populasi yang anggotanya dapat kawin dan menghasilkan keturunan yang mampu hidup dan subur (fertile)

Contoh: Seorang wanita karir di Jakarta dan seorang petani di Afrika bisa memiliki anak yang sehat dan subur (fertile) jika menikah, meski mereka belum pernah bertemu. Ini karena mereka berasal dari spesies yang sama, Homo sapiens. Namun, meski manusia dan simpanse berada di tempat yang sama, mereka tidak bisa kawin dan memiliki keturunan subur karena berasal dari spesies berbeda.

Spesies berbeda, seperti singa dan harimau, bisa kawin dan menghasilkan hibrida seperti liger (singa jantan + harimau betina) dan tiglon (harimau jantan + singa betina). Namun, keturunan mereka belum tentu subur. Liger biasanya lebih besar, sementara tiglon lebih kecil.

Populasi dengan variasi genetik tinggi (High Genetic Diversity) memiliki kapasitas adaptasi yang lebih baik, potensi kelangsungan hidup jangka panjang yang lebih besar, dan daya tahan yang tinggi. Sebaliknya, populasi dengan variasi genetik rendah (Low Genetic Diversity) memiliki kapasitas adaptasi yang rendah, potensi kelangsungan hidup yang lemah, dan daya tahan yang rendah. Populasi kecil dan terisolasi cenderung kehilangan variasi genetik.

Evolusi terkait dengan perubahan frekuensi alel dalam populasi dari waktu ke waktu. Berdasarkan Hukum Hardy-Weinberg, frekuensi alel dan genotip dalam suatu populasi akan tetap konstan dari generasi ke generasi jika memenuhi syarat-syarat berikut:

1. Populasi berukuran besar

2. Tidak ada migrasi

3. Tidak ada mutasi

4. Perkawinan berlangsung acak

5. Tidak terjadi seleksi alam

Ini menggambarkan populasi yang dalam kondisi seimbang tanpa adanya pengaruh evolusi.

Evolusi melibatkan perubahan frekuensi alel dalam populasi dari waktu ke waktu. Populasi adalah kumpulan gen (gene pool) yang mengandung berbagai variasi genetik. Alel merupakan pasangan gen, contohnya: AA, Aa, aa; BB, Bb, bb; Dd; Ee, ee. Semakin besar populasi, semakin luas variasi gen dalam kolam gen tersebut.

Spesiasi: Proses pembentukan spesies baru

Apa Hubungan antara keanekaragaman hayati (biodiversitas) dan proses evolusi ?

Biodiversitas ditentukan oleh variasi spesies. Keanekaragaman spesies bisa bertambah melalui spesiasi, yaitu proses pembentukan spesies baru, atau berkurang melalui kepunahan. Proses evolusi, melalui spesiasi, memperkaya biodiversitas, sedangkan kepunahan mengurangi jumlah spesies, yang berkontribusi pada dinamika keanekaragaman hayati.

5 Mekanisme yang mendorong terjadinya evolusi

1. Mutasi

   Apakah mutasi selalu merugikan? Tidak selalu. Peluang terjadinya mutasi menguntungkan =  1 : 1000

   Contoh:

   Perubahan gen yang mengendalikan perkembangan dapat memiliki efek besar pada morfologi organisme dewasa

   Perubahan pada gen selama masa perkembangannya dapat mengakibatkan perubahan morfologi yang dapat diwariskan ke keturunannya.

   Karakter yang dapat berubah karena adanya mutasi:

   a. Duplikasi dan adaptasi

   Contoh: Pada Arthropoda bagian tubuh diduplikasi dan diadaptasi lebih lanjut

   b. Individualisasi

   Ini adalah modifikasi dari bagian tertentu, biasanya ketika ada pilihan untuk fungsi khusus.

   c. Heterochrony

   Heterochrony adalah perubahan dalam waktu kejadian perkembangan. Perubahan waktu mungkin memperlambat perkembangan tubuh, tetapi tidak mengubah pematangan sistem reproduksi.

   d. Pertumbuhan Alometrik

   Pertumbuhan alometrik adalah perubahan laju pertumbuhan suatu bagian tubuh terhadap bagian tubuh lainnya.

   Yang menyebabkan terjadinya mutasi: Perubahan lingkungan, zat-zat karsinogenm Radiasi surya, Radioaktif, Sinar Ultraviolet dan Sinar X.

2. Sexual Reproduction

   Dalam satu spesies terdapat keanekaragaman/variasi genetik. Melalui perkawinan terdapat rekombinasi genetik sehingga variasi genetik menjadi semakin beragam

   Isolasi Reproduksi yaitu: Adanya faktor-faktor biologis (penghalang) yang merintangi anggota dua spesies yang berbeda untuk menghasilkan keturunan
   yang viabel dan fertile

   a. Penghalang prazigotik (sebelum zigot)

   Menghalangi terjadinya fertilisasi:

   Menghalangi anggota spsesies lain mencoba untuk kawin

   Mencegah usaha kawin agar tidak diselesaikan tuntas

   Merintangi fertilisasi jika perkawinan berhasil dituntaskan

   b. Penghalang pascazigotik (setelah zigot)

   Kesalahan-kesalahan perkembangan zigot yang akan mengurangi
   kesintasannnya.

   Meyebabkan hibrida/ individu baru hasil persilangan infertile

3. Gene Flow/ Aliran Gen

   Aliran gen adalah pertukaran genetik antar-populasi yang memiliki kecenderungan mengurangi perbedaan diantara populasi-populasi dengan seiringnya waktu. Menyebabkan fluktuasi alel dalam sebuah populasi, dapat bertambah atau berkurang.  Hasil dari proses perpindahan individu/gamet fertile

   Contoh aliran gen dalam sebuah spesies meliputi migrasi dan perkembangbiakan organisme atau pertukaran serbuk sari

4. Genetic Drift / Hanyutan Gen

   Perubahan fluktuasi frekuensi alel dari satu generasi ke generasi selanjutnya, disebabkan oleh alel pada suatu keturunan yang berasal dari sampel acak (random sample) orang tuanya. Selain itu, ia juga terjadi karena peranan probabilitas dalam penentuan apakah suatu individu akan bertahan hidup dan bereproduksi atau tidak

   a. Efek pendiri (founder effect)

   Terjadi ketika sekelompok kecil individu mendirikan populasi baru, sehingga mengakibatkan variasi genetik yang terbatas dibandingkan dengan populasi asal. Hal ini dapat menyebabkan sifat-sifat tertentu menjadi lebih umum dalam populasi baru, meskipun tidak ada hubungan langsung dengan adaptasi.

   b. Efek botol leher (bottleneck effect) terjadi ketika populasi besar mengalami penurunan drastis dalam jumlah individu, sering kali karena bencana alam atau peristiwa lainnya. Penurunan ini mengakibatkan hilangnya variasi genetik, dan populasi yang tersisa mungkin tidak mencerminkan keragaman genetik populasi asli. Akibatnya, sifat-sifat tertentu dapat menjadi lebih dominan atau hilang dari populasi.

   Keduanya berkontribusi pada perubahan genetik dalam populasi dan dapat mempengaruhi evolusi spesies

   
   

5. Natural Selection/ Seleksi Alam

   "Survival of the fittest” adalah konsep yang menggambarkan bahwa individu atau spesies yang paling baik beradaptasi dengan lingkungan mereka memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Istilah ini sering kali dikaitkan dengan teori evolusi Charles Darwin, yang menekankan pentingnya seleksi alam dalam menentukan mana yang "paling fit" dalam konteks keberlangsungan hidup.

   Organisme yang paling sesuai dengan lingkungan yang dapat bertahan dan mewariskan gen yang dimilikinya.  

   Terdapat tiga mode seleksi alam yaitu;

   a. Seleksi direksional, terjadi ketika kondisi menguntungkan individu yang menunjukkan salah satu kisaran fenotip yang ekstrem, sehingga menggeser kurva frekuensi untuk karakter fenitip ke salah satu arah.

   b. Seleksi disruptif / diversifying, terjadi ketika kondisi menguntungkan individu pada kedua kisaran fenotip yang ekstrem daripada individu dengan fenotip intermediet.

   c. Seleksi penstabilitasi, mengurangi variasi dan cenderung mempertahankan status quo bagi karakter fenotip tertentu.

   
   

   Seleksi alam dan seleksi buatan manusia

   Seleksi alam dan seleksi buatan manusia mencerminkan dua cara berbeda dalam proses evolusi. Dalam seleksi alam, kupu-kupu beradaptasi dengan warna sayap yang sesuai lingkungan untuk menghindari predator, sementara burung Darwin menunjukkan variasi paruh yang memungkinkan akses ke sumber makanan di pulau Galapagos. Sebaliknya, seleksi buatan manusia terlihat pada pengembangbiakan ayam untuk meningkatkan produksi daging dan telur, serta jagung dan semangka hasil rekayasa genetika yang dimodifikasi untuk meningkatkan hasil panen dan ketahanan terhadap hama, menunjukkan bagaimana manusia mengarahkan evolusi organisme sesuai kebutuhan.

Biodiversity atau keanekaragaman hayati merujuk pada variasi bentuk kehidupan di bumi, mencakup spesies, ekosistem, dan gen. Spesies adalah kelompok organisme yang bisa kawin dan menghasilkan keturunan yang subur. Keanekaragaman genetik di dalam spesies penting karena memungkinkan mereka beradaptasi dengan lingkungan yang berubah, membantu mempertahankan kelangsungan hidupnya. Evolusi terjadi melalui proses perubahan dalam frekuensi gen pada suatu populasi dari waktu ke waktu. Hukum Hardy-Weinberg menjelaskan bahwa dalam populasi yang ideal (tanpa faktor seperti mutasi, seleksi, atau aliran gen), frekuensi alel akan tetap konstan. Namun, jika ada perubahan dalam kondisi tersebut, evolusi pun akan terjadi.

Lima mekanisme utama evolusi:

1. Mutasi

   Perubahan dalam materi genetik yang dapat menciptakan variasi baru. Beberapa karakter yang dapat berubah karena mutasi adalah:

   • Duplikasi dan adaptasi

     Penggandaan gen yang memberi fungsi baru.

   • Individualisasi

     Organ atau bagian tubuh mendapatkan fungsi unik.

   • Heterochrony

     Perubahan waktu perkembangan.

   • Pertumbuhan alometrik

     Perbedaan laju pertumbuhan bagian tubuh.

2. Reproduksi seksual

   Menghasilkan variasi genetik melalui penggabungan gen dari dua individu. Penghalang reproduksi dapat mencegah kawin silang:

   • Penghalang prazigotik

     Mencegah pembuahan sebelum zigot terbentuk (misalnya, isolasi habitat atau perilaku).

   • Penghalang pascazigotik Mencegah keturunan yang subur atau sehat setelah zigot terbentuk.

3. Aliran gen (Gene flow)

   Perpindahan alel dari satu populasi ke populasi lain melalui migrasi, yang dapat meningkatkan variasi genetik dalam populasi.

4. Hanyutan genetik (Genetic drift) Perubahan acak dalam frekuensi alel, terutama dalam populasi kecil, yang bisa mengurangi variasi genetik.

   • Founder effect

     Ketika sekelompok kecil individu mendirikan populasi baru, variasi genetiknya terbatas.

   • Bottleneck effect

     Penurunan drastis jumlah populasi yang menyempitkan variasi genetik.

5. Seleksi alam

   Organisme dengan sifat-sifat yang menguntungkan akan lebih mungkin bertahan hidup dan bereproduksi. Ada tiga mode seleksi alam:

   • Seleksi direksional

     Menguntungkan salah satu ekstrem sifat.

   • Seleksi disruptif

     Menguntungkan dua ekstrem sifat sekaligus.

   • Seleksi penstabilan

     Mempertahankan sifat-sifat rata-rata yang paling menguntungkan.

Seleksi alam vs Seleksi buatan

Seleksi alam terjadi secara alami berdasarkan kemampuan bertahan hidup, sedangkan seleksi buatan dilakukan oleh manusia untuk memilih sifat tertentu dalam hewan atau tanaman.

Spesies didefinisikan sebagai kelompok individu yang dapat kawin dan menghasilkan keturunan yang subur. Variasi genetik di dalam spesies sangat penting karena memberikan bahan baku bagi proses evolusi.

Evolusi terjadi melalui perubahan frekuensi alel dalam populasi dari waktu ke waktu, yang dipengaruhi oleh berbagai mekanisme seperti mutasi, seleksi alam, aliran gen, dan hanyutan genetik. Dengan semakin banyaknya variasi genetik, spesies dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan, meningkatkan peluang kelangsungan hidup mereka. Oleh karena itu, keanekaragaman hayati bukan hanya sekadar keragaman spesies, tetapi juga mencerminkan interaksi kompleks antara faktor-faktor genetik dan ekologis yang mempengaruhi evolusi.

Spesies adalah kelompok individu yang mampu kawin secara alami dan menghasilkan keturunan yang hidup dan subur. Istilah “spesies” berasal dari bahasa Latin yang berarti "jenis" atau "penampilan." Spesies yang berbeda, seperti manusia dan simpanse, meskipun mungkin memiliki habitat yang sama, tidak dapat menghasilkan keturunan subur. Contoh: Seorang wanita di Jakarta dan seorang pria di pedalaman Afrika dapat menikah dan memiliki anak yang subur meskipun mereka berasal dari latar belakang geografis yang sangat berbeda.

Namun, manusia dan simpanse, meskipun ditempatkan bersama, tidak bisa menghasilkan keturunan subur karena mereka berasal dari spesies yang berbeda.

Variasi Gen

- Variasi Genetik: Variasi genetik sangat penting karena inilah yang memungkinkan spesies beradaptasi dengan perubahan lingkungan. Evolusi diukur melalui perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi dari waktu ke waktu, dan variasi genetik adalah bahan baku utama evolusi.

Variasi gen dalam populasi memungkinkan beberapa individu lebih siap untuk bertahan hidup ketika lingkungan berubah. Misalnya, dalam sebuah populasi burung, beberapa mungkin memiliki variasi warna bulu yang lebih baik untuk kamuflase, sehingga lebih mungkin untuk bertahan hidup dari pemangsa.

Hukum Hardy-Weinberg

Prinsip ini menyatakan bahwa dalam kondisi tertentu, frekuensi alel dan genotip dalam suatu populasi tetap konstan dari generasi ke generasi, kecuali ada gangguan dari faktor-faktor seperti mutasi, seleksi alam, migrasi, atau perkawinan tidak acak. Kondisi yang harus dipenuhi adalah:

(1) populasi besar, (2) tidak ada mutasi, (3) tidak ada migrasi, (4) perkawinan acak, dan (5) tidak ada seleksi alam.

Hubungan Keanekaragaman dan Proses Evolusi

Evolusi terjadi sebagai hasil dari perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi dari waktu ke waktu. Variasi genetik adalah sumber utama dari perubahan ini. Semakin besar populasi, semakin besar "kolam gen" atau gene pool yang dimiliki, yang berarti semakin banyak variasi genetik yang tersedia untuk seleksi alam bekerja. Contoh Ilustratif: Misalkan sebuah populasi babi di sebuah pulau terpisah menjadi dua populasi karena terjadinya perubahan geografis. Seiring waktu, kedua populasi ini mungkin mengalami perubahan dalam frekuensi alel yang berbeda, yang dapat mengarah pada terbentuknya dua spesies baru. Ini adalah contoh dari spesiasi alopatrik.

Mekanisme Evolusi

Terdapat 5 mekanisme utama yang menyebabkan evolusi:

1. Mutasi: Perubahan pada DNA yang dapat menciptakan alel baru.

2. Hanyutan Genetik (Genetic Drift): Perubahan acak dalam frekuensi alel dari satu generasi ke generasi berikutnya.

3. Aliran Gen (Gene Flow): Pertukaran gen antara populasi melalui migrasi individu atau gamet.

4. Seleksi Alam (Natural Selection): Proses di mana individu dengan sifat yang lebih baik untuk lingkungan lebih mungkin bertahan dan bereproduksi.

5. Reproduksi Seksual: Mekanisme yang menciptakan variasi genetik baru melalui rekombinasi genetik.

Mutasi

• Mutasi Sebagai Sumber Variasi Genetik: Mutasi adalah perubahan dalam materi genetik yang dapat menyebabkan variasi dalam sifat-sifat yang diwariskan. Meskipun kebanyakan mutasi bersifat netral atau merugikan, beberapa mutasi dapat menguntungkan dan meningkatkan adaptasi organisme terhadap lingkungannya.

Perubahan pada gen selama masa perkembangannya dapat mengakibatkan perubahan morfologi yang dapat diwariskan ke keturunannya

- Duplikasi dan Adaptasi

Mutasi dapat menyebabkan bagian tubuh tertentu diduplikasi dan diadaptasi lebih lanjut, seperti pada arthropoda. Bagian tubuh yang awalnya serupa dapat berevolusi untuk fungsi yang sangat berbeda.

- Individualisasi

Proses ini mengacu pada modifikasi bagian tubuh tertentu untuk fungsi yang lebih khusus. Contoh yang diberikan adalah evolusi sepasang kaki kalajengking menjadi penjepit.

- Heterochrony

Heterochrony adalah perubahan dalam waktu perkembangan. Contohnya pada axolotl, yang mempertahankan insang larvanya hingga dewasa karena perubahan dalam waktu perkembangan ini.

- Pertumbuhan Alometrik

Perubahan laju pertumbuhan bagian tubuh tertentu relatif terhadap bagian tubuh lainnya, misalnya pertumbuhan sayap kelelawar yang disebabkan oleh pertumbuhan tulang jari yang lebih cepat.

Penyebab Mutasi

Mutasi dapat disebabkan oleh berbagai faktor eksternal seperti radiasi sinar ultraviolet, zat karsinogenik, dan paparan radioaktif. Ini menunjukkan bahwa lingkungan juga memiliki peran dalam memicu perubahan genetik.

Reproduksi Seksual

Reproduksi seksual meningkatkan variasi genetik dalam suatu populasi melalui rekombinasi genetik selama pembentukan gamet dan proses fertilisasi. Ini adalah mekanisme penting dalam evolusi karena memungkinkan kombinasi baru dari gen yang dapat dipilih oleh seleksi alam.

- Isolasi Reproduktif

Isolasi reproduktif terjadi ketika ada penghalang yang mencegah dua spesies berbeda untuk kawin dan menghasilkan keturunan yang subur. Penghalang ini bisa bersifat prazigotik (misalnya, perbedaan perilaku kawin) atau pasca-zigotik (misalnya, keturunan hibrida yang infertil).

- Aliran Gen

Aliran gen adalah proses perpindahan gen antar populasi yang mengurangi perbedaan genetik di antara populasi. Misalnya, dalam spesies tanaman, aliran gen dapat terjadi melalui penyebaran serbuk sari antar populasi yang berjauhan.

Dampak Aliran Gen, aliran gen dapat menambah atau mengurangi frekuensi alel tertentu dalam populasi, yang dapat mengakibatkan perubahan evolusi dalam jangka panjang.

- Hanyutan Gen (Genetic Drift)

Hanyutan gen adalah perubahan acak dalam frekuensi alel suatu populasi karena faktor acak. Sering terjadi pada populasi kecil, di mana beberapa individu secara kebetulan tidak bereproduksi, menyebabkan alel tertentu menghilang atau mendominasi populasi.

- Efek Bottleneck

Hanyutan gen juga dapat diperburuk oleh efek bottleneck, di mana populasi menyusut drastis sehingga hanya sedikit variasi genetik yang tersisa untuk generasi berikutnya.

- Seleksi Alam Sebagai Mekanisme Evolusi Utama

Seleksi alam bekerja dengan memilih individu yang paling cocok dengan lingkungannya. Mereka yang lebih cocok akan lebih mungkin bertahan hidup dan meneruskan gen mereka ke generasi berikutnya. Seleksi alam dibagi menjadi tiga mode:

1. Seleksi Direksional: Memilih individu dengan sifat ekstrem tertentu.

2. Seleksi Disruptif: Memilih individu dengan dua sifat ekstrem, sementara yang intermediet tidak dipilih.

3. Seleksi Penstabilan: Mengurangi variasi dan mempertahankan status quo pada populasi.

- Seleksi Buatan

• Seleksi Buatan oleh Manusia

  Selain seleksi alam, manusia juga dapat melakukan seleksi buatan dengan memilih sifat-sifat yang diinginkan pada tanaman atau hewan untuk dikembangbiakkan. Contoh klasik adalah ayam dengan sifat unggul atau seleksi tanaman pangan untuk ketahanan penyakit.

BIODIVERSITY

Biodiversity atau biasa yang kita kenal keanekaragaman hayati memiliki arti yaitu keseluruhan keanekaragaman makhluk yang diperlihatkan suatu daerah mulai dari keanekaragaman genetika, jenis, dan ekosistemnya. Biodiversitas mencakup semua bentuk kehidupan, mulai dari mikroorganisme hingga hewan dan tumbuhan, serta interaksi mereka dengan lingkungan alamnya. Keanekaragaman ini sangat penting bagi keseimbangan ekosistem dan mendukung berbagai fungsi yang mendukung kehidupan manusia, seperti penyediaan makanan, air bersih, dan pengendalian iklim.

SPESIES

Spesies adalah unit dasar klasifikasi biologis yang merujuk pada sekelompok organisme yang memiliki karakteristik fisik dan genetik yang serupa serta mampu berkembang biak secara alami, menghasilkan keturunan yang juga mampu berkembang biak. Dalam konteks taksonomi, spesies berada di bawah genus dan di atas subspecies dalam hierarki klasifikasi makhluk hidup.

5 MEKANISME UTAMA EVOLUSI

1. Mutasi

   Mutasi dalam mekanisme evolusi adalah perubahan permanen dalam materi genetik (DNA) organisme yang dapat diwariskan ke generasi berikutnya. Mutasi merupakan salah satu sumber utama variasi genetik yang menjadi bahan baku bagi proses evolusi. Perubahan pada gen selama masa perkembangannya dapat mengakibatkan perubahan morfologi yang dapat diwariskan ke keturunannya

   • Duplikasi dan adaptasi : Duplikasi mengacu pada proses di mana segmen DNA, gen, atau kromosom tertentu digandakan dalam genom suatu organisme dan Adaptasi adalah proses di mana organisme mengalami perubahan yang meningkatkan kemampuan mereka untuk bertahan hidup dan berkembang biak di lingkungan tertentu.

   • Individualisasi : Individualisasi merujuk pada proses di mana karakteristik atau fitur unik berkembang dalam individu sepanjang proses evolusi. Dalam konteks evolusi, individualisasi mencakup spesialisasi yang terjadi pada spesies tertentu sebagai respons terhadap tekanan lingkungan.

   • Heterochrony : Heterochrony adalah perubahan dalam waktu perkembangan relatif antara berbagai fitur atau bagian tubuh selama proses pertumbuhan

   • Pertumbuhan alometrik : Pertumbuhan alometrik adalah perubahan dalam rasio ukuran bagian tubuh yang berbeda seiring dengan pertumbuhan organisme. Dalam pertumbuhan alometrik, laju pertumbuhan berbagai bagian tubuh tidak sama, yang menghasilkan proporsi yang berbeda antara bagian tubuh saat individu tumbuh. Ini sering terlihat dalam perubahan ukuran kepala, tubuh, dan anggota tubuh pada hewan saat mereka berkembang menjadi dewasa.

     Faktor yang mengakibatkan mutasi yaitu, perubahan lingkungan, zat-zat karsinogen, radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet dan sinar-X

2. Reproduksi seksual (Sexual Reproduction)

   Reproduksi seksual merupakan proses reproduksi yang melibatkan penggabungan gamet dari dua individu, umumnya dari dua jenis kelamin yang berbeda (betina dan jantan). Pada reprodksi seksual terdapat isolasi reproduksi, yaitu penghalang prazigot dam penghalang pascazigot

   • penghalang prazigot (sebelum zigot) : menghalangi anggota s pesies lain mencoba untuk kawin, mencegah usaha kawin agar tidak diselesaikan tuntas dan merintangi fertilisasi jika perkawinan berhasil dituntaskan

   • penghalang pascazigot (setelah zigot): kesalahan-kesalahan perkembangan zigot yang akan menghalangi atau mengurai kesintasannya dan menyebabkan hibrida atau individu baru hasil persilangan infertile

3. Aliran gen (Gene Flow)

   Aliran gen adalah pertukaran genetik antar-populasi yang memiliki kecenderungan mengurangi perbedaan diantara populasi- populasi dengan seiring berjalannya waktu. Aliran gen menyebabkan fluktuasi alel dalam sebuah populasi, dapat bertambah dan berkurang

4. Hanyutan gen (Gene Drift)

   Hayutan gen (gene drift) adalah proses evolusi yang terjadi akibat perubahan frekuensi alel (varian gen) dalam suatu populasi secara acak dari satu generasi ke generasi berikutnya. Proses ini tidak terkait dengan seleksi alam, tetapi lebih merupakan akibat dari peristiwa kebetulan yang dapat mempengaruhi populasi secara signifikan, terutama pada populasi kecil.

5. Seleksi alam (Natural Selection)

   Seleksi alam adalah proses evolusi di mana individu dengan sifat atau karakteristik yang lebih menguntungkan memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan berkembang biak dibandingkan individu lainnya. Proses ini menyebabkan perubahan frekuensi genetik dalam populasi dari generasi ke generasi, mendorong perkembangan sifat-sifat yang meningkatkan kemungkinan bertahan hidup dan reproduksi.

   
   

   Jenis seleksi alam

   • Seleksi direksional, seleksi ini terjadi ketika kondisi menguntungkan individu yang menunjukan salah satu kisaran fenotip yang ekstrim, sehingga menggeser kurva frekuensi untuk karakter fenotip ke salah satu arah

   • Seleksi disruptif atau diversifying, seleksi ini terjadi ketika kondisi menguntungkan individu pada kedua kisaran fenotiv yang ektream daripada individu dengan fenotip intermediet

   • Seleksi penstabilitasi, seleksi ini mengurangi variasi dan cenderung mempertahankan status quo bagi karakter fenotip tertentu

Seleksi buatan manusia

Seleksi buatan adalah proses pemilihan individu-individu dengan sifat tertentu oleh manusia untuk diperbanyak atau dikembangbiakkan. Proses ini dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan keturunan yang memiliki karakteristik yang diinginkan, baik dalam konteks pertanian, peternakan, maupun pemeliharaan hewan peliharaan. Seleksi buatan telah digunakan selama ribuan tahun untuk meningkatkan produksi makanan, memperbaiki kualitas produk, dan menghasilkan varietas baru dari tanaman dan hewan.

Contoh seleksi buatan manusia

• Seleksi buatan oleh manusia dibidang pertanian, contohnya jagung dan gandum telah melalui proses seleksi buatan untuk meningkatkan hasil panen dan ketahanan terhadap kondisi lingkungan.

• Seleksi buatan oleh manusia dibidang peternakan, contohnya pemilihan sapi perah yang memiliki produksi susu tertinggi untuk dibesarkan

1. Lapisan batuan dan bukti fosil

Lapisan-lapisan endapan kerak bumi bisa digunakan sebagai petunjuk evolusi bumi.

a. Menurut Stratighraphy Lapisan batuan tersusun berdasarkan waktu, lapisan tertua berada di paling bawah yang paling muda di atas

Orientasi lapisan batuan dapat berubah karena fenomena alam

-  Law of superposition : batuan yang lebih muda berada di atas lapisan yang lebih tua

-  Law of original horizontality: Lapisan-lapisan batuan sedimen pada mulanya diendapkan secara tetap. terdapat dua yaitu : Orientasi asli dan Orientasi setelah dimiringkan

- Law of cross-cutting relationships : Lapisan batuan harus lebih tua dari intrusi yang mengganggunya.

- Law of lateral continuity : Lapisan-lapisan batuan tersebut berkesinambungan sampai bertemu dengan benda padat lain yang menghalangi pengendapannya atau sampai terkena pengaruh agen-agen yang muncul setelah pengendapan terjadi

b. Menurut Giovanni Arduino “Lapisan batuan dapat dibedakan menjadi primer (primitif/lapisan tertua), disusul dengan sekunder, tersier dan kuartener ” meneliti lapisan pegunungan Alpen. Namun sayangnya, di lapisan batuan di pegunungan lain /daerah lainnya tidak memiliki urutan yang seragam dengan lapisan-lapisan tersebut.

Lapisan batuannya dapat dibedakan menjadi 4 yaitu :

1. primer

2. sekunder

3. tersier

4. kuartener

c. Menurut Willian smith : Keberadaan fosil pada lapisan batuan bisa menjadi petunjuk waktu geologi secara universal. Contoh: lapisan batuan yang memiliki fosil Trilobites selalu lebih tua dari pada lapisan batuan yang memiliki cangkang kerang.

d. Menurut George Cuvier : Fosil tidak selalu terdapat di setiap lapisan batuan. Karena antara satu masa ke masa lainnya terdapat kepunahan masa

2.  Pengukuran radiometrik / jam radioaktif

Metode radiometrik adalah metode mengukur merosotnya bahan radioaktif yang berubah secara alamiah menjadi bahan non-radioaktif. Penghitungan umur secara radiometrik (radioactive dating) adalah teknik yang dipakai untuk mengukur umur bahan-bahan karbon dan batu-batuan. Caranya adalah untuk membandingkan cepatnya proses pemerosotan isotop radioaktif dengan bahan yang dihasilkannya.

Teknik-teknik utama dalam penanggalan radiometrik meliputi penanggalan radiokarbon (C-14), yang digunakan untuk bahan organik hingga 50.000 tahun; penanggalan potasium-argon (K-Ar) untuk batuan berusia lebih dari 100.000 tahun; dan penanggalan uranium-timah (U-Pb) yang dapat mengukur umur hingga miliaran tahun. Melalui pengukuran rasio antara isotop induk dan produk peluruhan, para ilmuwan dapat menetapkan skala waktu geologi yang memberikan informasi signifikan mengenai sejarah Bumi dan evolusi kehidupan. Dengan demikian, pengukuran radiometrik menjadi alat penting dalam geokronologi, memungkinkan pemahaman yang lebih mendalam tentang peristiwa-peristiwa geologis yang telah terjadi selama jutaan tahun.

3. Molecular clock / jam DNA

Penggunaan DNA untuk mengetahui kapan makhluk hidup muncul di Bumi dan seberapa dekat hubungan kekerabatannya. Caranya adalah dengan membandingkan DNA dari berbagai makhluk hidup. Karena DNA terus berubah seiring waktu, kita bisa memperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk terjadi perubahan tersebut.

Kenapa bisa menggunakan DNA?

1. DNA menawarkan data yang akurat melalui pengujian homologi yang lebih baik terhadap karakter-karakter yang ada.

2. Kedua, DNA menyediakan banyak data karena perbedaan laju perubahan basa-basa nukleotida di dalam lokus yang berbeda.

3. Ketiga, DNA telah terbukti menghasilkan sebuah hubungan kekerabatan yang lebih alami (natural) dan tidak terbantahkan.

Letak DNA :

1. nucleus

2. mitokondria

3. kloroplas

   
   

Jam molekuler/ Molecular clock adalah sebuah cara mengetahui evolusi molekul menggunakan  perbandingan perubahan molekul dan perkembangan fosil untuk menyimpulkan waktu sejarah geologis antara kedua spesies atau taxa lainnya. Hal ini digunakan untuk memperkirakan waktu terjadinya peristiwa terbentuknya spesies (spesiasi) atau waktu divergensi makhluk hidup.Kunci dari jam molekuler adalah dengan mutasi lalu ekspresi gen berubah menghasilkan laju mutasi digunakan untuk memperkirakan waktu terjadinya divergensi dan karakternya pun berubah

4. Kunci dari jam molekuler + fosil : Melalui fosil dan laju perubahan molekulernya kita dapat menyimpulkan peristiwa geologis dan memprediksi laju evolusi molekul, waktu divergensi, waktu spesiasi dan kepunahan serta asal usul rentang waktu antara spesies yang memiliki nenek moyang bersama

5.Tingkat evolusi molekuler :

Animalia : Mitochondrial genome berevolusi dengan cepat di Hewan dan mengalami 10⁻⁸ substitusi per nukleotida per tahun

Tumbuhan : Pada tumbuhan DNA kloroplas lebih sering digunakan dalam analisis

Virus : Di virus RNA yang berkembang pesat, seperti virus influenza dan human immunodeficiency virus (HIV), tingkat mutasi dapat melebihi 10⁻³ mutasi per nukleotida per tahun, dan perubahan genetik dapat terjadi dalam hitungan minggu.

Variasi ini mungkin didorong oleh faktor biologis seperti waktu generasi, ukuran ulasi, umur panjang, dan suhu tubuh, serta faktor abiotik seperti radiasi ultraviolet

1. Berdasarkan arah :

Evolusi progresif : membuat populasi suatu spesies untuk bertahan hidup

Evolusi regresif : membuat populasi suatu spesies menjadi punah

2. Berdasarkan skala

Makroevolusi : perubahan berskala besar yang terjadi selama periodewaktu yang lama, seperti pembentukan spesies baru

Mikroevolusi: perubahan berskala kecil yang hanya memengaruhi satu atau beberapa gen, terjadi dalam populasi selama jangkawaktu yang lebih pendek.

3. Berdasarkan hasil

Evolusi divergen: dari satu spesies mengalami perubahan menghasilkan lebih dari satu spesies atau variasi individu. Contohnya wolf itu hasil dari persilangan anjing domestic dengan serigala

Evolusi konvergen: Menghasilkan struktur tubuh yang serupa pada spesies yang berbeda, karena memiliki habitat yang sama. Contohnya seperti pada ikan dan dolphin yg memiliki struktur yg sama tapi spesies yang berbeda.

Bukti evolusi

1. Fossil : Fosil merupakan sisa-sisa atau jejak makhluk hidup yang telah terawetkan dan mengeras yang dapat berupa bagian tubuh atau jejak kehidupan. Fossil ini mendokumentasikan keberadaan spesies yang telah hidup di Bumi

Proses terbentuknya fossil

-  Petrifaction: organisme yang mati dan terkubur di bawah tanah perlahan-lahan bagian yang keras berubah menjadi batu melalui proses mineralisasi.

-  Petrifaction of soft parts: bagian lunak dari organisme bisa mengalami mineralisasi dan berubah menjadi fosil batu.

- Preservation of foot prints: Jejak kaki hewan yang berjalan di atas lumpur basah bisa terawetkan sebagai fosil

-  Moulds and casts: Cetakan fosil terbentuk ketika organisme meninggalkan jejak atau cetakan di lingkungan seperti abu vulkanik

FYI : Fosil kuda merupakan fosil paling lengkap dari leluhur kuda yang berukuran kecil mirip dengan rubah dan berevolusi secara bertahap menjadi kuda masa kini. Perubahan yang terjadi pada leluhur        kuda sampai sekrang ini terdapat 2 jenis perubahan yaitu :

Perubahan Progresif: Peningkatan ukuran, berat, pemanjangan kaki, peningkatan tinggi, pemanjangan leher pembesaran dan peningkatan kompleksitas otak.

Perubahan Regresif: kehilangan jari pada kaki depan dan belakang, Kehilangan gigi taring atas dan bawah, dan Kehilangan rambut tubuh

Apa pentingnya mempelajari fosil?

• Untuk mengetahui perubahan bertahap yang terjadi dibumi pada zaman kuno hingga yang lebih baru

• Fosil sebagai petunjuk mata rantai yang hilang (missing link)

• Connecting link: makhluk hidup yang ada saat ini dan masa lalu membantu menunjukkan bahwa satu kelompok berevolusi dari yang lain

2. Anatomy & Morphology

Homologi merupakan struktur anatomi serupa yang berasal dari nenek moyang yang sama, namun kinitelah berbeda fungsinya. Homologi merupakan hasil evolusi divergen.

Macam – macam homologi

• Homologi pada tungkai depan : Tungkai depan paus (sirip), kelelawar (sayap), burung (sayap), kuda, dan manusia memiliki fungsi berbeda, tetapi semuanya memiliki pola rangka yang sama, yaitu pola pentadaktil (lima jari).

• Homologi pada strukturjantung : Jantung pada vertebrata menunjukkan perubahan bertahap Meskipun terjadi perubahan dalam fungsionalitas, struktur dasar jantung tetap sama, menunjukkan evolusi dari nenek moyang yang sama.

• Homologi pada bagian mulut serangga : Struktur dasar bagian mulut serangga tetap sama, tetapi telah dimodifikasi sesuai dengan fungsi yang berbeda

• Homologi pada bagian tumbuhan: Duri pada Bugenvil dan sulur pada Passiflora adalah cabang yang termodifikasi, dan menunjukkan homologi karena memiliki posisi yang sama dan fungsi untuk memanjat.

Analogi merupakan struktur anatomi tidak serupa, berasal dari nenek moyang yang berbeda,tetapi memiliki fungsi yang sama. Analogi merupakan hasil evolusi konvergen

Macam – macam analogi

• Analogi pada sayap : Sayap serangga (capung), burung (elang), mamalia (kelelawar), dan reptil (pterodaktil) memiliki fungsi yang sama, yaitu untuk terbang. Namun, struktur dasar sayap mereka sangat berbeda.

• Analogi pada tumbuhan : Mawar dan kaktus sama-sama memiliki duri padahal keduanya terbentuk secara berbeda.

• Analogi pada bentuk tubuh : Ikan, ichthyosaurus, dan paus memiliki tubuh yang ramping dan beradaptasi untuk kehidupan di air. Meskipun demikian, mereka berasal dari kelas vertebrata yang berbeda dan tidak memiliki nenek moyang yang sama

Bukti evolusi yaitu Organ Vestigial 

Organ sisa (vestigial) adalah organ tubuh yang dianggap sebagai sisa evolusi namun masih terdapat pada tubuh hingga sekarang

3. Embryology

• Kesamaan dalam perkembangan awal hewan: memulai siklus hidupnya sebagai zigot, yang kemudian berkembang menjadi morula, blastula, dan gastrula. Pada tahap gastrula, terbentuk tiga lapisan germinal

• Kesamaan dalam embrio vertebrata: terlihat sangat mirip pada tahap awal perkembangan. embrio beberapa hewan memiliki struktur sementara yang tidak berfungsi, yang menghilang sebelum kelahiran

4. Biogeography

• Evolusi spesies di pulau : keterpisahan geografis

• Marsupial di Australia: mamalia di Australia adalah marsupial karena Australia terisolasi selama jutaan tahun dan berevolusitanpa persaingan

• Spesies unik di pulau-pulau : banyak spesies di Kepulauan Hawaii adalah spesies yang unik karena evolusi di lingkungan pulau mereka.

• Divergensi di pulau : nenek moyang di daratan yang tiba ke pulau, kemudian berevolusi menjadi berbeda karena adaptasi

5. Molecular (DNA & Protein) : terdapatnya mutasi pada susunan gen

6. Observasi : terdapatnya nyamuk yang resisten terhadap peptisida dikarenakan penggunaan peptisida yang berlebihan menyebabkan terciptanya keturunan nyamuk yg resisten terhadap peptisida

7. Domestikasi : proses evolusi yang melibatkan manusia dalam memilih sifat-sifat pada hewan dan tumbuhan untuk menciptakan spesies yang dijinakkan/ diberdayakan

Keanekaragaman hayati adalah berbagai kehidupan di Bumi pada semua tingkatnya, dari gen hingga ekosistem, dan proses ekologi dan evolusi yang menopangnya. Mulai dari mikroorganisme yang tak kasat mata hingga mamalia besar yang mendominasi berbagai habitat, setiap makhluk hidup memiliki peran penting dalam menjaga keseimbangan ekosistem. Keanekaragaman ini bukan hanya sekedar jumlah spesies yang ada, tetapi juga mencakup variasi genetik di dalam setiap spesies, serta beragamnya ekosistem yang mereka huni. Proses evolusi, yang telah berlangsung selama miliaran tahun, telah membentuk keanekaragaman hayati yang kita lihat saat ini melalui adaptasi terhadap lingkungan yang terus berubah. Interaksi kompleks antara berbagai organisme dan lingkungannya menciptakan jaring kehidupan yang saling bergantung, di mana setiap perubahan dapat berdampak pada keseluruhan sistem.

Keanekaragaman hayati pada tingkat spesies, adalah jantung dari kehidupan di Bumi. Spesies adalah unit dasar dalam klasifikasi makhluk hidup, yang dicirikan oleh kemampuan individu-individu di dalamnya untuk saling kawin dan menghasilkan keturunan yang dapat berkembang biak. Artinya, anggota suatu spesies memiliki kesamaan genetik yang cukup untuk menghasilkan keturunan yang fertil. Keturunan yang dihasilkan ini, pada gilirannya, juga memiliki potensi untuk melanjutkan keturunannya. Mekanisme isolasi reproduksi, seperti perbedaan perilaku kawin, struktur tubuh yang tidak kompatibel, atau waktu reproduksi yang berbeda, mencegah terjadinya perkawinan antara individu dari spesies yang berbeda. Suatu individu jika berbeda spesies bisa saja kawin namun keturunan yang dihasilkannya belum tentu fertile.

Variasi gen memainkan peran yang sangat krusial dalam membentuk dan mempertahankan keanekaragaman spesies ini. Semakin besar variasi genetik dalam suatu populasi, semakin besar pula potensi populasi tersebut untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan, memepertahankan diri, meningkatkan resistensi dan menghasilkan spesies baru. Sebaliknya semakin kecil variasi genetik dalam suatu populasi, semakin kecil pula potensi kemampuan hidup populasi tersebut.

Evolusi berhubungan dengan perubahan frekuensi alel seiring waktu dalam populasi Hukum Hardy-Weinberg, yang menggambarkan kondisi ideal suatu populasi yang tidak mengalami evolusi, memberikan kita kerangka kerja untuk memahami bagaimana perubahan frekuensi alel dapat terjadi. Ketika kondisi-kondisi dalam hukum Hardy-Weinberg (seperti tidak adanya mutasi, aliran gen, genetic drift, seleksi alam, dan perkawinan acak) tidak terpenuhi, maka frekuensi alel akan berubah seiring waktu. Inilah yang mendasari mekanisme evolusi, di mana tekanan seleksi alam akan menguntungkan alel-alel tertentu, sehingga frekuensinya meningkat dalam populasi, sementara alel-alel lain yang kurang menguntungkan akan berkurang frekuensinya.

Lebih lengkapnya dalam mekanis evolusi terdapat 5 mekanisme, diantaranya Mutasi, Sexual Reproduction dan Gene Flow / Aliran Gen, dimana mekanisme ini yang spesiasi sedangkan mekanisme Genetic Drift / Hanyutan Gen dan Natural Selection / Seleksi Alam yang menurunkan spesiasi. Spesiasi sendiri adalah prosess pembentukan spesies baru.

Mekanisme Evolusi yang Mendorong Spesias

1. Mutasi

Perubahan acak pada materi genetik ini adalah sumber variasi genetik utama. Mutasi baru dapat menghasilkan sifat-sifat baru yang dapat menguntungkan suatu populasi dalam lingkungan tertentu. Jika mutasi ini terjadi pada sel gamet (sel kelamin), maka sifat baru tersebut dapat diturunkan pada generasi berikutnya dan menjadi bahan baku untuk seleksi alam. Mutasi dapat menyebabkan munculnya sifat-sifat yang cukup berbeda sehingga individu dengan mutasi tersebut tidak lagi dapat kawin dengan individu dari populasi asalnya, sehingga memicu terjadinya spesiasi. Penyebab terjadinya mutasi seperti perubahan lingkungan, zat-zat karsinogen, radiasi surya, radioaktif, sinar ultraviolet dan sinar-X. Mutasi ini tidak akan selalu menguntungkan, peluang terjadinya mutasi menguntungkan sekita 1 :1000. Perubahan pada gen selama masa perkembangannya dapat mengakibatkan perubahan morfologi dan karakter yang dapat diwariskan ke keturunannya

• Duplikasi dan adaptasi. Contoh nya pada Arthropoda bagian tubuh diduplikasi dan diadaptasi lebih lanjut.

• Individualisasi. Ini adalah modifikasi dari bagian tertentu, biasanya ketika ada pilihan untuk fungsi khusus. Contohnya Sepasang kaki paling depan pada kalajengking telah berevolusi menjadi penjepit, sementara sepasang kaki yang sama di banyak laba-laba telah berevolusi menjadi “pompom” berwarna-warni yang digunakan dalam ritual perkawinan.

• Heterochrony

  Heterochrony adalah perubahan dalam waktu kejadian perkembangan. Perubahan waktu mungkin memperlambat perkembangan tubuh, tetapi tidak mengubah pematangan sistem reproduksi. Contohnya Salamander melewati tahap larva dimana mereka memiliki insang eksternal yang berbulu (kiri). Kebanyakan salamander kehilangan insang ini ketika mereka bermetamorfosis menjadi salamander dewasa (tengah). Karena heterochrony, axolotl yang ada saat ini tetap mempertahankan insang eksternalnya hingga dewasa (kanan).

• Pertumbuhan alometrik

  Pertumbuhan alometrik adalah perubahan laju pertumbuhan suatu bagian tubuh terhadap bagian tubuh lainnya. Contohnya pada sayap kelelawar yang pada dasarnya adalah cakar dengan jari yang sangat panjang dan kulit yang membentang di antaranya. Agar sayap-sayap ini berevolusi, laju pertumbuhan tulang jari harus meningkat relatif terhadap pertumbuhan seluruh tubuh kelelawar - atau sebaliknya.

2. Reproduksi Seksual

Pertukaran materi genetik antara individu yang berbeda melalui rekombinasi genetik menghasilkan variasi genetik yang sangat besar. Variasi ini memungkinkan munculnya kombinasi gen baru yang dapat mengadaptasi organisme terhadap lingkungan yang berubah. Reproduksi seksual juga dapat memisahkan kombinasi gen (isolasi reproduksi) yang menguntungkan dari kombinasi gen yang merugikan, sehingga mempercepat proses adaptasi.

3. Aliran Gen: Pertukaran gen antara dua populasi yang berbeda dapat memperlambat proses spesiasi karena menjaga keseragaman genetik antara kedua populasi tersebut. Namun, jika aliran gen terhambat oleh faktor geografis atau perilaku, maka perbedaan genetik antara kedua populasi dapat semakin besar dan akhirnya dapat menyebabkan spesiasi.

Mekanisme Evolusi yang Menghambat Spesias

• Hanyutan Genetik: Perubahan acak pada frekuensi alel dalam suatu populasi, terutama pada populasi kecil. Hanyutan genetik dapat menyebabkan hilangnya alel tertentu secara acak, bahkan jika alel tersebut menguntungkan. Hal ini dapat mengurangi variasi genetik dalam populasi dan memperlambat proses adaptasi.

• Seleksi Alam: Proses di mana individu dengan sifat-sifat yang lebih adaptif terhadap lingkungan cenderung lebih berhasil dalam bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga mewariskan sifat-sifat tersebut kepada keturunannya. Seleksi alam dapat mempertahankan sifat-sifat yang menguntungkan dan menghilangkan sifat-sifat yang merugikan. Namun, jika seleksi alam terlalu kuat dan konsisten, maka variasi genetik dalam populasi dapat berkurang, sehingga menghambat proses spesiasi. Terdapat tiga mode seleksi alam yaitu :

  • Seleksi direksional, terjadi ketika kondisi menguntungkan individu yang menunjukkan salah satu kisaran fenotip yang ekstrem, sehingga menggeser kurva frekuensi untuk karakter fenitip ke salah satu arah.

  • Seleksi disruptif / diversifying, terjadi ketika kondisi menguntungkan individu pada kedua kisaran fenotip yang ekstrem daripada individu dengan fenotip intermediet.

  • Seleksi penstabilitasi, mengurangi variasi dan cenderung mempertahankan status quo bagi karakter fenotip tertentu.

Gimana masih penasaran ga nichh?? Silahkan tonton video berikut ini yaa

https://youtu.be/fI7IV3x-dGI?feature=shared

Keanekaragaman hayati merujuk pada seluruh variasi bentuk kehidupan di Bumi. Variasi ini tidak hanya mencakup spesies yang berbeda, tetapi juga variasi genetik di dalam spesies dan ekosistem tempat mereka hidup. 

Terdapat tiga tingkat keanekaragaman hayati yang penting:

1. Keanekaragaman Genetik: Variasi genetik di dalam satu spesies memungkinkan individu-individu dalam spesies tersebut memiliki sifat-sifat yang berbeda. Variasi genetik adalah kunci adaptasi suatu spesies terhadap lingkungan yang berubah. Semakin besar keanekaragaman genetik dalam suatu populasi, semakin besar kemungkinan spesies tersebut bertahan terhadap tantangan lingkungan seperti perubahan iklim, penyakit, atau persaingan dengan spesies lain.

2. Keanekaragaman Spesies: Merujuk pada jumlah spesies yang ada di suatu wilayah atau ekosistem. Keanekaragaman spesies yang tinggi menunjukkan adanya berbagai organisme yang hidup berdampingan, saling bergantung, dan berperan dalam menjaga keseimbangan ekosistem. Contohnya, hutan hujan tropis memiliki tingkat keanekaragaman spesies yang sangat tinggi dibandingkan dengan padang pasir atau tundra.

3. Keanekaragaman Ekosistem: Merujuk pada berbagai jenis habitat, komunitas biotik, dan proses ekologis yang terjadi di suatu wilayah. Keanekaragaman ekosistem penting untuk menjaga stabilitas lingkungan dan menyediakan layanan ekosistem seperti penyediaan sumber daya alam, penyerapan karbon, dan pengaturan iklim.

   
   

Mekanisme Evolusi

Mekanisme evolusi adalah berbagai proses yang menyebabkan perubahan pada frekuensi genetik dalam suatu populasi seiring waktu. 

Beberapa mekanisme utama evolusi adalah:

1. Seleksi Alam: Ini adalah mekanisme utama evolusi yang diusulkan oleh Charles Darwin. Dalam seleksi alam, individu-individu dengan sifat-sifat yang lebih baik untuk beradaptasi dengan lingkungan memiliki kemungkinan lebih besar untuk bertahan hidup dan bereproduksi, sehingga sifat-sifat ini diwariskan kepada generasi berikutnya. Ini menyebabkan perubahan pada frekuensi gen di populasi. Seleksi alam bekerja pada variasi yang sudah ada di populasi, dan variasi ini berasal dari mutasi genetik, migrasi, atau rekombinasi genetik melalui reproduksi seksual.

2. Mutasi: Mutasi adalah perubahan acak pada DNA yang bisa menghasilkan alel baru dalam populasi. Sebagian besar mutasi bersifat netral atau tidak menguntungkan, tetapi ada beberapa yang memberikan keuntungan selektif bagi individu. Mutasi adalah sumber utama variasi genetik, yang diperlukan bagi seleksi alam untuk bekerja. Mutasi yang menguntungkan dapat meningkatkan peluang individu untuk bertahan hidup dan mewariskan mutasi tersebut ke keturunannya.

3. Migrasi (Aliran Gen): Migrasi terjadi ketika individu-individu berpindah dari satu populasi ke populasi lain, yang menyebabkan pertukaran gen antar populasi. Migrasi meningkatkan variasi genetik dalam populasi penerima dan dapat memperkenalkan sifat-sifat baru yang mungkin bermanfaat bagi kelangsungan hidup populasi tersebut. Misalnya, individu dari satu wilayah mungkin memiliki gen yang memungkinkan mereka bertahan di lingkungan yang lebih panas. Ketika individu-individu ini bermigrasi ke wilayah yang mengalami pemanasan, mereka dapat menyebarkan sifat tersebut ke populasi lokal.

4. Pemisahan Genetik (Genetic Drift): Pemisahan genetik adalah perubahan acak dalam frekuensi gen yang lebih sering terjadi dalam populasi kecil. Ini bukan disebabkan oleh adaptasi atau seleksi alam, tetapi murni karena kebetulan. Misalnya, dalam populasi kecil, ada kemungkinan bahwa gen tertentu bisa hilang sama sekali hanya karena individu yang membawa gen tersebut tidak bereproduksi. Pemisahan genetik dapat menyebabkan hilangnya variasi genetik, yang berisiko mengurangi kemampuan adaptasi populasi terhadap perubahan lingkungan.

5. Reproduksi Seksual: Reproduksi seksual menciptakan kombinasi genetik baru dengan cara menggabungkan materi genetik dari dua individu yang berbeda. Ini menghasilkan variasi genetik yang sangat luas di dalam populasi, yang merupakan bahan mentah bagi seleksi alam. Kombinasi alel yang baru dapat menciptakan individu yang lebih baik dalam beradaptasi dengan lingkungan yang berubah.

Hubungan Keanekaragaman Hayati dan Evolusi

Adaptasi: Variasi genetik memungkinkan spesies beradaptasi dengan lingkungan yang berubah.

Spesiasi: Isolasi dan evolusi menyebabkan terbentuknya spesies baru, meningkatkan keanekaragaman spesies.

Respon Lingkungan: Variasi genetik membantu populasi merespons perubahan lingkungan.

Kepunahan dan Pemulihan: Evolusi mencakup proses kepunahan dan munculnya spesies baru.

Interaksi Ekologis: Evolusi bersama (coevolution) antara spesies yang saling berinteraksi memperkaya keanekaragaman hayati.

Reference : National Research Council (US) Committee. (1989). Opportunities in Biology. US: National Academies Press.

Spesies

Apa itu Spesies?

Dalam Bahasa Latin, spesies berarti "jenis" atau "penampilan". Spesies merupakan kelompok populasi yang anggotanya memiliki kemampuan untuk saling mengawini (interbreed) secara alami dan menghasilkan keturunan yang *viable* (mampu hidup) dan fertile (mampu bereproduksi). Contohnya, meskipun seorang wanita karir di Jakarta tidak pernah bertemu dengan seorang petani di pedalaman Afrika, jika mereka menikah, mereka tetap bisa menghasilkan bayi yang viable dan mampu berkembang menjadi dewasa yang fertile, karena mereka berasal dari spesies yang sama, yaitu Homo sapiens. Namun, meskipun manusia dan simpanse ditempatkan di lokasi yang sama, mereka tidak bisa saling mengawini dan menghasilkan keturunan fertile. Ini karena mereka berasal dari spesies yang berbeda, dan ada banyak faktor biologis dan genetis yang menghalangi proses tersebut. Hal ini menunjukkan pentingnya batasan spesies dalam reproduksi antar makhluk hidup.

Bisakah Spesies yang Berbeda Kawin?

Ya, spesies yang berbeda dapat kawin dan menghasilkan keturunan. Namun, keturunannya belum tentu fertile (subur) atau mampu menghasilkan keturunan lagi. Hal ini sering terjadi pada spesies yang secara genetis cukup dekat, sehingga mereka bisa kawin, namun perbedaan genetik yang lebih besar dapat menyebabkan keturunannya tidak subur atau menghadapi masalah dalam reproduksi. Contoh yang sering dijumpai dalam dunia mamalia adalah hibrida antara harimau dan singa. Jika seekor harimau (Panthera tigris) dan seekor singa (Panthera leo) dikawinkan, mereka bisa menghasilkan keturunan yang disebut liger (hasil kawin jantan singa dengan betina harimau) atau tiglon (hasil kawin jantan harimau dengan betina singa). Liger, sebagai contoh, adalah salah satu hibrida terbesar di dunia dan sering tumbuh jauh lebih besar daripada kedua induknya. Meskipun liger atau tiglon dapat hidup dan tumbuh menjadi dewasa, mereka seringkali tidak fertile, terutama pada betina tiglon, yang sering tidak dapat melahirkan anak, atau pada pejantan yang hampir selalu mandul. Ini menunjukkan bahwa meskipun spesies yang berbeda dapat menghasilkan keturunan, kemampuan keturunan tersebut untuk bereproduksi seringkali terhalang oleh perbedaan genetik di antara spesies induknya.

Apa Hubungan Keanekaragaman dan Proses Evolusi?

Keanekaragaman hayati dan evolusi memiliki hubungan yang erat. Evolusi berhubungan dengan perubahan frekuensi alel dalam suatu populasi dari waktu ke waktu. Perubahan ini mempengaruhi variasi genetik yang menjadi dasar keanekaragaman dalam populasi. Semakin beragam alel dan genotip yang ada, semakin tinggi keanekaragaman genetika di dalam populasi tersebut, yang memungkinkan adaptasi terhadap perubahan lingkungan.

• Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa dalam kondisi ideal, frekuensi alel dan genotip suatu populasi akan tetap konstan dari generasi ke generasi, tidak terjadi evolusi. Kondisi-kondisi tersebut adalah sebagai berikut:

• Populasi Besar Dalam populasi besar, efek acak atau genetic drift tidak mempengaruhi frekuensi alel secara signifikan. Dalam populasi kecil, perubahan acak dapat memiliki dampak yang besar pada frekuensi alel.

• Tidak Terjadi Migrasi Jika tidak ada individu yang keluar atau masuk populasi, maka tidak ada alel baru yang diperkenalkan, dan frekuensi alel akan tetap stabil.

• Tidak Terjadi Mutasi Mutasi adalah sumber variasi genetik baru. Jika mutasi tidak terjadi, frekuensi alel akan tetap stabil karena tidak ada alel baru yang diperkenalkan.

• Perkawinan Acak Jika individu dalam populasi kawin secara acak, maka tidak ada pola preferensi kawin yang dapat mengubah frekuensi alel.

• Tidak Terjadi Seleksi Alam Seleksi alam dapat mengubah frekuensi alel karena beberapa alel mungkin memberikan keuntungan dalam bertahan hidup dan bereproduksi, yang akan meningkatkan frekuensi alel tersebut dalam populasi.

Mekanisme Evolusi

1. Mutasi adalah perubahan acak pada urutan DNA yang dapat diwariskan dan menjadi sumber utama variasi genetik. Mutasi bisa dipicu oleh faktor seperti radiasi, bahan kimia berbahaya, atau kesalahan dalam replikasi DNA. Meskipun sering dianggap merugikan, mutasi kadang-kadang memberikan keuntungan adaptif. Misalnya, perubahan gen yang mengendalikan perkembangan tubuh bisa menyebabkan perubahan morfologi yang signifikan. Pada arthropoda, ada contoh duplikasi dan adaptasi bagian tubuh. Kalajengking, misalnya, mengubah sepasang kaki depan menjadi penjepit, sementara laba-laba mengadaptasi kaki tersebut menjadi "pompom" yang digunakan dalam ritual kawin.

2. Reproduksi seksual berperan penting dalam evolusi dengan menghasilkan variasi genetik melalui rekombinasi gen. Ketika dua individu berbeda kawin, variasi genetik di antara keturunannya meningkat. Misalnya, isolasi reproduksi menjadi faktor kunci dalam evolusi karena adanya penghalang-penghalang reproduktif yang mencegah spesies yang berbeda menghasilkan keturunan yang subur. Penghalang prazigotik menghalangi terjadinya fertilisasi, seperti perbedaan perilaku kawin atau waktu reproduksi yang berbeda. Sementara penghalang pascazigotik menyebabkan keturunan hibrida tidak subur atau memiliki kelangsungan hidup yang rendah, seperti pada hasil perkawinan kuda dan keledai yang menghasilkan bagal infertil.

3. Aliran gen adalah perpindahan alel antara populasi yang berbeda, yang membantu meratakan perbedaan genetik antar-populasi. Contoh aliran gen adalah migrasi atau penyebaran gamet seperti serbuk sari yang dibawa oleh angin atau hewan. Misalnya, serbuk sari yang berpindah antara dua populasi tanaman di lokasi yang berbeda bisa memperkenalkan alel baru, mengurangi perbedaan genetik di antara populasi dan membantu tanaman beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah.

4. Hanyutan genetik atau genetic drift adalah perubahan acak pada frekuensi alel dari satu generasi ke generasi berikutnya. Ini sering terjadi pada populasi kecil, di mana beberapa individu membawa alel yang berbeda secara acak. Misalnya, dalam sebuah populasi kecil, jika beberapa individu yang kebetulan membawa alel tertentu tidak berhasil bereproduksi, alel tersebut bisa menghilang dari populasi. Sebaliknya, alel tertentu bisa menjadi lebih umum jika individu pembawa alel tersebut secara acak berhasil bertahan dan bereproduksi lebih banyak.

5. Seleksi alam adalah mekanisme di mana individu dengan sifat yang lebih cocok dengan lingkungan lebih mungkin bertahan hidup dan mewariskan sifat-sifatnya kepada keturunan. Misalnya, pada seleksi direksional, jika lingkungan lebih menguntungkan bagi individu dengan ukuran tubuh yang lebih besar, maka ukuran tubuh besar akan menjadi lebih umum di populasi tersebut. Seleksi disruptif terjadi saat individu dengan fenotip ekstrem, seperti burung dengan paruh yang sangat besar atau sangat kecil, lebih diuntungkan dibandingkan yang memiliki ukuran paruh sedang. Sedangkan seleksi stabilisasi cenderung mempertahankan fenotip rata-rata, seperti berat bayi manusia yang optimal, yang berada di tengah-tengah kisaran berat lahir. Mekanisme ini berperan penting dalam membentuk variasi kehidupan di Bumi.

Referensi:

Mukharomah, E. (2021). Konsep Dasar Ekologi Tumbuhan. Palembang: Media Publishing.

Ketika gen tertentu menjadi atau kurang umum dalam populasi dari generasi ke generasi, kita menyebut perubahan ini sebagai evolusi. Meskipun seleksi alam adalah mekanisme evolusi yang paling sering dibahas, mekanisme evolusi lainnya juga mengubah sifat frekuensi (dan gen yang mengendalikannya) dalam populasi. Ini termasuk mutasi, perubahan genetik, dan migrasi.

1. Seleksi Alam

Seleksi alam adalah mekanisme evolusi yang menjelaskan bagaimana spesies dapat beradaptasi lebih baik dengan lingkungannya. Bergantung pada kondisi lingkungan, sifat-sifat tertentu dapat memberikan keuntungan atau kerugian bagi individu yang memilikinya, relatif terhadap yang lain dalam populasi. Jika sifat tertentu memberikan keuntungan, maka individu yang memiliki sifat tersebut mungkin memiliki lebih banyak keturunan daripada mereka yang memiliki sifat lain. Jika sifat tersebut dapat diwariskan, maka gen yang memunculkan sifat tersebut akan lebih umum pada generasi berikutnya. Jika kondisinya tetap sama, keturunan tersebut, yang membawa sifat yang sama, juga akan mendapat manfaat, dan mewariskan gen yang memunculkan sifat ini kepada keturunan mereka sendiri. Seiring waktu, sifat yang menguntungkan (alias adaptasi) akan menjadi lebih umum dalam populasi.

2. Mutasi

Mutasi merupakan sumber variasi dalam suatu populasi. Mutasi merupakan perubahan dalam urutan DNA gen. Dalam beberapa kasus, perubahan DNA akan mengubah protein yang dihasilkan. Perubahan frekuensi yang disebabkan oleh mutasi pada satu individu kecil, sehingga pengaruhnya terhadap evolusi juga kecil kecuali jika mutasi tersebut berinteraksi dengan salah satu faktor lain, seperti seleksi. Mutasi dapat menghasilkan alel yang diseleksi terhadap, diseleksi untuk, atau netral secara frekuensi. Mutasi yang merugikan disingkirkan dari populasi melalui seleksi dan umumnya hanya ditemukan dalam frekuensi yang sangat rendah yang sama dengan laju mutasi. Mutasi yang menguntungkan akan menyebar melalui populasi melalui seleksi, meskipun penyebaran awalnya lambat. Apakah pengobatan itu menguntungkan atau merugikan ditentukan oleh apakah obat tersebut membantu organisme bertahan hidup hingga dewasa secara seksual dan berproduksi. Perlu dicatat bahwa mutasi merupakan sumber utama variasi genetik dalam semua populasi—alel baru, dan karena itu, variasi genetik baru muncul melalui mutasi.

3. Genetic Drift

Cara lain frekuensi gen tertentu dapat berubah adalah pergeseran genetik yang merupakan efek peluang. Pergeseran genetik paling penting dalam populasi kecil. Karena gen dalam generasi keturunan adalah sampel acak dari gen dalam generasi induk, beberapa versi gen mungkin tidak masuk ke generasi berikutnya karena kejadian peluang. Jika satu individu dalam populasi sepuluh individu kebetulan mati sebelum meninggalkan keturunan untuk generasi berikutnya, semua gennya—sepersepuluh dari kumpulan gen populasi—akan tiba-tiba hilang. Dalam populasi 100, 1 individu itu hanya mewakili 1 persen dari keseluruhan kumpulan gen; oleh karena itu, dampaknya jauh lebih kecil pada struktur genetik populasi dan tidak mungkin menghilangkan semua salinan gen yang relatif langka sekalipun.

Genetic drift juga dapat diperbesar oleh peristiwa alam atau yang disebabkan oleh manusia, seperti bencana yang secara acak membunuh sebagian besar populasi, yang dikenal sebagai efek kemacetan yang mengakibatkan sebagian besar kumpulan gen tiba-tiba musnah. Dalam sekejap, struktur genetik untuk penyusunan menjadi struktur genetik seluruh populasi, yang mungkin sangat berbeda dari populasi sebelum bencana. Bencana tersebut haruslah bencana yang membunuh karena alasan yang tidak terkait dengan sifat organisme, seperti badai atau aliran lava.

4. Aliran Gen (Gene Flow)

Kekuatan evolusi penting lainnya adalah aliran gen, atau aliran gen masuk dan keluar dari suatu populasi yang disebabkan oleh migrasi individu atau gamet. Sementara beberapa populasi cukup stabil, yang lain mengalami lebih banyak perubahan. Banyak tanaman, misalnya mengirimkan benih mereka ke tempat yang jauh dan luas, melalui angin atau dalam perut hewan; benih umum ini dapat memperkenalkan gen yang dalam populasi sumber ke populasi baru yang jarang ditemukan.

-----

Jadi ada empat faktor yang dapat mengubah frekuensi gen dalam suatu populasi. Seleksi alam bekerja dengan menyeleksi gen yang memberikan sifat atau perilaku yang menguntungkan, sementara menyeleksi gen yang memberikan sifat atau perilaku yang merugikan. Mutasi memperkenalkan versi gen baru ke dalam populasi. Penyimpangan genetik berasal dari kemungkinan terjadinya beberapa individu yang memiliki lebih banyak keturunan daripada yang lain dan mengakibatkan perubahan frekuensi gen yang arahnya acak. Ketika individu meninggalkan atau bergabung dengan populasi, frekuensi gen dapat berubah sebagai akibat dari aliran gen.

Spesies adalah sekelompok populasi yang anggotanya memiliki potensi untuk saling mengawini dialam dan menghasilkan keturunan yang viable dan fertile.

Mengapa variasi gen penting?

• Ragam genetik tinggi

  • populasi besar mempertahankan keragaman genetik

  • kapasitas adaptasi lebih tinggi

  • potensi bertahan hidup lebih panjang

  • ketahanan tinggi

• Ragam genetik rendah

  • populasi kecil sulit mempertahankan keragaman (kehilangan)

  • kapasitas adaptasi rendah

  • potensi bertahan hidup sedikit

  • ketahanan rendah.

Hubungan Keanekaragaman dan Proses Evolusi

"Evolusi berhubungan dengan perubahan frekuensi alel seiring waktu dalam populasi".

• Hukum Hardy-Weinberg

  Frekuensi alel dan genotip suatu populasi selalu konstan dari generasi ke generasi dengan kondisi:

  • populasi besar

  • tidak terjadi migrasi

  • tidak terjadi mutasi

  • perkawinan acak

  • tidak terjadi seleksi alam

• Mekanisme evolusi

  • Mutasi

  • Seksual reproduksi

  • Aliran gen

  • Hanyutan gen

  • Seleksi alam

A. Mutasi

perubahan pada gen selama masa perkembangannya dapat mengakibatkan perubahan morfologi yang dapat diwariskan ke keturunannya. contoh

• Duplikasi dan adaptasi pada Arthropoda

• Individualisasi yaitu modifikasi pada bagian tertentu

• Heterochrony yaitu perubahan dalam waktu kejadian perkembangan. contoh: pada Axolotl

• Perubahan alometrik yaitu perubahan laju pertumbuhan suatu bagian tubuh terhadap bagian tubuh lain. ocntoh: sayap kelelawar.

Penyebab terjadinya mutasi yaitu:

1. Perubahan lingkungan

2. Zat karsinogen

3. Radiasi surya

4. Radioaktif

5. Sinar Ultraviolet

6. Sinar X.

B. Seksual Reproduksi

dalam satu spesies terdapat keanekaragaman/variasi genetik, melalui perkawinan.

• Isolasi Reproduksi adanya faktor biologis (penghalang) yang merintangi anggota dua spesies yang berbeda untuk menghasilkan keturunan yang viabel dan fertile.

• Pengahalang Prazigotik

  1. menghalangi anggota spesies lain mencoba untuk kawin

  2. mencegah usaha kawin agar tidak diselesaikan

  3. merintangi fertilisasi jika perkawinan berhasil

• Penghalang Pascazigotik

  1. menyebabkan hibrida

  2. kesalahan perkembangan

C. Gene Flow

pertukaran genetik antar-populasi yang memiliki kecenderungan mengurangi perbedaan diantara populasi dengan seiringnya waktu

• menyebabkan fluktuasi alel dalam sebuah populasi, dapat bertambah/berkurang. contoh migrasi

  
  

D. Hanyutan Gen

• perubahan fluktuasi frekuensi alel dari satu generasi ke generasi selanjutnya

• disebabkan olej alel pada suatu keturunan yang berasal dari sampel acak orang tuanya

• efek pendiri yaitu satu individu membuat suatu populasi baru dengan alel berbeda dari alel sebelumnya.

E. Seleksi Alam

organisme yang paling sesuai dengan lingkungan yang dapat bertahan dan mewariskan gen yang dimilikinya.

• jenis-jenis seleksi alam

  1. seleksi direksional, ketika kondisi menguntungkan individu yang menunjukan salah satu kisaran fenotip yang ekstrem, sehingga menggeser kurva frekuensi untuk karakter fenotip ke salah satu arah

  2. seleksi disruptif, ketika kondisi menguntungkan individu pada kedua kisaran fenotip yang ekstrem dari pada individu dengan fenotip intermediet

  3. seleksi penstabilan, mengurangi variasi dan cenderung mempertahankan status quo bagi karakter fenotip tertentu.

What is Phylogenetics? Filogenetika atau filogeni adalah representasi visual dari sejarah evolusi populasi, gen, atau spesies berdasarkan data morfologi atau molekuler. Filogenetik digunakan untuk menggambarkan sejarah kehidupan, mengklasifikasikan organisme, dan diperlukan untuk menguji banyak hipotesis tentang bagaimana proses evolusi terjadi.

Hubungan Klasifikasi dan Filogenetika

Klasifikasi dan filogenetika adalah dua konsep penting dalam biologi yang saling berkaitan. Klasifikasi adalah proses mengelompokkan organisme berdasarkan karakteristik tertentu, seperti morfologi, fisiologi, dan perilaku, untuk memudahkan identifikasi dan studi. Di sisi lain, filogenetika berfokus pada pemahaman hubungan evolusi antara organisme, menggambarkan bagaimana spesies berhubungan satu sama lain dalam konteks sejarah evolusi. Filogenetik sering kali menggunakan informasi dari klasifikasi untuk membangun pohon filogenetik, yang menunjukkan garis keturunan dan hubungan evolusi antar spesies

How to Read Phylogenetic Trees

Setiap cabang pada pohon mewakili garis keturunan dari satu atau lebih spesies. Titik percabangan menunjukkan nenek moyang bersama dari spesies yang bercabang. Semakin dekat dua spesies berada pada pohon, semakin erat hubungan evolusi mereka. Selain itu, panjang cabang dapat menunjukkan waktu atau jumlah perubahan genetik yang terjadi. Perhatikan juga label yang menunjukkan nama spesies atau kelompok yang terlibat

Kelompok Monofiletik, Parafiletik, dan Polifiletik

• Monofiletik: Kelompok yang mencakup nenek moyang bersama dan semua keturunannya. Contohnya, mamalia

• Parafiletik: Kelompok yang mencakup nenek moyang bersama tetapi tidak termasuk semua keturunan. Contohnya, kelompok reptil yang tidak mencakup burung

• Polifiletik: Kelompok yang tidak memiliki nenek moyang bersama, di mana anggotanya berasal dari berbagai garis keturunan yang berbeda. Contohnya, kelompok yang mencakup mamalia dan burung

Tipe Pohon Filogenetik

Ada beberapa tipe pohon filogenetik yang umum digunakan, yaitu :

• Cladogram : menggambarkan hubungan evolusi antar spesies berdasarkan karakteristik bersama, di mana panjang cabang menunjukkan urutan percabangan tanpa mencerminkan waktu atau perubahan genetik

• Rectangular cladogram : varian yang disajikan dalam format persegi panjang, membuat visualisasi hubungan antar spesies lebih terstruktur

• Radial tree : yang disusun dalam bentuk lingkaran, memancarkan cabang dari titik pusat, efisien untuk menggambarkan hubungan evolusi banyak spesies, dengan panjang cabang yang dapat menunjukkan tingkat evolusi

Karakter dalam filogenetik

• Plesiomorfi adalah karakter primitif yang terdapat pada outgroup, yaitu kelompok yang berada di luar clade yang sedang dipelajari

• Apomorfi merupakan karakter yang telah mengalami perubahan dan diturunkan pada keturunan dalam ingroup, atau kelompok yang menjadi fokus analisis

• Sinapomorfi adalah karakter yang dimiliki oleh kelompok monofiletik, yaitu kelompok yang mencakup semua keturunan dari nenek moyang bersama

• Autapomorfi adalah karakter unik yang dimiliki oleh suatu takson tertentu. Karakter-karakter ini penting untuk memahami evolusi dan klasifikasi organisme

Manfaat Filogenetika

• Ashwagandha (Withania somnifera) dikenal memiliki kemampuan untuk membunuh sel kanker, yang ternyata berkaitan erat dengan Ciplukan atau Groundberry (Physalis sp). Oleh karena itu, banyak yang berpendapat bahwa Ciplukan juga memiliki potensi sebagai anti kanker.

• Jika dilihat dari morfologinya, tanaman timun apel dapat membuat bingung saat diklasifikasikan. Namun, analisis filogenetik molekuler mengungkapkan bahwa timun apel sebenarnya lebih dekat hubungannya dengan melon.

• Anggrek Aeridinae sangat sulit untuk berkembang biak, dan analisis filogenetik dapat menjadi solusi untuk menghindari ketidakcocokan genetik (genetic incompatibility).

• Di jepang, daging paus biasa dikonsumsi. Filogenetik digunakan untuk menganalisisapakah daging paus yang dikonsumsi adalah dari spesies paus yang terancam punah

Dalam biologi, kita menggunakan sistematika untuk mengklasifikasikan keanekaragaman organisme agar lebih mudah untuk dipelajari.

Apa itu Filogenetik?

Filogenetika adalah representasi visual dari sejarah evolusi spesies atau gen. Ini didasarkan pada data morfologi (bentuk fisik) atau molekuler (DNA, protein). Filogenetika digunakan untuk menggambarkan sejarah kehidupan dan klasifikasi organisme. Hal ini penting dalam memahami bagaimana proses evolusi terjadi dari waktu ke waktu.

Hubungan Klasifikasi dengan Filogenetik

Hubungan antara klasifikasi dan filogenetika terletak pada cara keduanya menggambarkan sejarah evolusi dan hubungan kekerabatan antarorganisme. Klasifikasi tradisional mengelompokkan organisme berdasarkan kemiripan morfologis (ciri-ciri fisik) atau fungsional, seperti yang diatur dalam sistem hierarki (kingdom, filum, kelas, ordo, famili, genus, dan spesies). Namun, klasifikasi ini belum tentu mencerminkan hubungan evolusi yang sebenarnya.

Di sisi lain, filogenetika lebih fokus pada asal-usul evolusi organisme dan menggunakan data genetik atau molekuler untuk membangun pohon filogenetik yang menunjukkan bagaimana spesies berevolusi dari nenek moyang bersama.

Membaca Pohon Filogenetik:

Panah 1: Leluhur Umum Terkini dari A, B, C & D

Panah 2: Leluhur Umum Terkini dari B, C & D

Panah 3: Leluhur Umum Terkini dari B & C

Garis-garis tersebut menggambarkan rangkaian nenek moyang dari waktu ke waktu, yang mengarah ke spesies masa kini.

1. Root/Most Recent Common Ancestor (MRCA): Titik percabangan yang menunjukkan nenek moyang terakhir yang dimiliki oleh dua atau lebih spesies. Semakin dekat MRCA, semakin erat kekerabatan kedua spesies.

2. Node (Titik Percabangan): Menandakan spesiasi, saat satu spesies bercabang menjadi dua atau lebih spesies baru.

3. Taxa: Unit biologi yang dipelajari, bisa berupa spesies atau kelompok organisme.

4. Sister Taxa: Dua taksa yang memiliki MRCA terdekat, menunjukkan hubungan kekerabatan paling erat. Pohon filogenetik bisa diputar di sekitar node tanpa mengubah makna kekerabatan antar spesies, meskipun tampilan visualnya berubah.

   
   

Dalam Filogenetik, Terdapat Tiga Tipe Kelompok Berdasarkan Pohon Filogenetik:

1. Kelompok Monofiletik (Klad): Kelompok ini mencakup satu nenek moyang beserta semua keturunannya. Pada gambar, Kelompok I mencakup spesies A, B, dan C, serta nenek moyang mereka, menjadikannya kelompok yang lengkap.

2. Kelompok Parafiletik: Kelompok ini mencakup nenek moyang yang sama tetapi tidak semua keturunannya. Dalam gambar, Kelompok II mencakup spesies D, E, dan F, tetapi tidak mencakup G, sehingga kelompok ini tidak lengkap.

3. Kelompok Polifiletik: Kelompok ini terdiri dari spesies dengan nenek moyang berbeda, yang dikelompokkan bersama karena kemiripan tertentu. Pada gambar, Kelompok III mencakup spesies B dan D, meskipun mereka memiliki nenek moyang yang berbeda.

   
   

Tipe Pohon Filogenetik

1. Cladogram: Representasi sederhana dari hubungan antar takson, di mana cabang menunjukkan kelompok takson dengan nenek moyang yang sama.

2. Rectangular Cladogram: Mirip dengan cladogram, tetapi dalam bentuk kotak atau persegi.

3. Radial Tree: Pohon yang menggambarkan hubungan filogenetik dalam bentuk melingkar.

Beberapa Karakter Dalam Filogenetik:

1. Plesiomorfi merupakan karakter primitif yang terdapat pada outgroup.

2. Apomorfi adalah karakter yang berubah dan diturunkan pada keturunannya (ingroup). 

3. Sinapomorfi adalah karakter yang dimiliki oleh kelompok monofiletik, sedangkan

4. Autapomorfi adalah karakter unik dari suatu takson.

   
   

Membangun Pohon Filogenetik Dapat Dilakukan Dengan Dua Pendekatan Utama:

1. Data Morfologi: Berdasarkan karakteristik fisik organisme, seperti bentuk tubuh dan struktur organ. Kemiripan morfologi dianalisis untuk menyusun pohon filogenetik.

2. Data Molekuler: Menggunakan data genetik seperti urutan DNA atau protein dari inti sel (nDNA), kloroplas (cpDNA), atau mitokondria (mtDNA). Pendekatan ini memungkinkan kita melihat evolusi di tingkat genetik, yang sering kali tidak tampak dari ciri morfologi.

   
   

Manfaat Filogenetik

1. Ashwagandha (Withania somnifera), memiliki kemampuan untuk membunuh sel kanker, terkait erat dengan Ciplukan/ Groundberry (Physalis sp). Oleh karena itu, Ciplukan memiliki potensi sebagai antikanker.

2. Anggrek Aeridinae sangat sulit untuk berkembang biak, filogenetik sebagai solusi untuk menghindari ketidakcocokan gen (genetic incompatibility).

3. Jika dilihat dari morfologinya, tanaman timun apel cukup membingungkan untuk diklasifikasikan. Namun, analisis filogenetik molekuler menunjukkan bahwa timun apel lebih dekat dengan melon.

4. Menemukan hubungan kekerabatan virus untuk mengetahui kemiripan materi genetik , jalur transmisi dan potensi pengembangan vaksin.

5. Filogenetik molekuler digunakan untuk menganalisis spesies mana yang legal untuk ditangkap, jika secara genetik mirip dengan paus yang terancam punah/punah, maka itu adalah spesies yang terancam punah.

   
   

Beberapa Aplikasi Filogenetik

1. Di jepang, daging paus biasa dikonsumsi. Filogenetik digunakan untuk menganalisis apakah daging paus yang dikonsumsi adalah dari spesies paus yang terancam punah. Ternyata spesies tersebut memiliki kemiripan genetik, sehingga termasuk terancam punah.

2. Filogenetik molekuler dapat menjelaskan hubungan kekerabatan antar organisme yang cukup rumit. 

   Contoh: Tanaman timun apel jika dilihat dari morfologinya cukup membingungkan untuk diklasifikasikan. Namun analisis filogenetik molekuler menunjukkan timun apel lebih dekat dengan melon. Contoh lainnya pada tanaman anggrek, misalnya  kelompok Aeridinae yang sangat kompleks taksonominya karena karakter morfologi dari anggota-anggotanya yang sangat beranekaragam dan saat disilangkan terdapat incompatibility gen.

NIM : 2224220085

KELAS : 5A

1. Pengantar Filogenetika

• Definisi: Filogenetika atau filogeni adalah representasi visual dari sejarah evolusi populasi gen atau spesies berdasarkan data morfologi (ciri fisik) atau molekuler (data genetik). Ini digunakan untuk memahami sejarah kehidupan, membantu dalam klasifikasi organisme, dan menguji berbagai hipotesis tentang proses evolusi.

• Hubungan dengan Evolusi: Filogenetika erat kaitannya dengan perubahan frekuensi alel dalam populasi seiring waktu, yang merupakan dasar dari evolusi.

2. Cara Membaca Pohon Filogenetik

• Terminologi Utama:

• Most Recent Common Ancestor (MRCA): Nenek moyang terakhir yang dimiliki bersama oleh beberapa spesies.

• Node (Titik Percabangan): Mewakili MRCA di pohon filogenetik.

• Root (Akar): Bagian dasar pohon yang menunjukkan nenek moyang umum dari semua organisme dalam pohon tersebut.

• Taxa (Takson): Kelompok organisme yang dianalisis.

• Sister Taxa: Dua kelompok yang berasal dari node yang sama.

• Jenis Kelompok dalam Filogenetika:

• Monofiletik: Kelompok yang mencakup satu spesies nenek moyang beserta semua keturunannya.

• Parafiletik: Kelompok yang mencakup satu spesies nenek moyang tetapi tidak mencakup semua keturunannya.

• Polifiletik: Kelompok yang tidak memiliki nenek moyang bersama yang inklusif.

3. Karakter dalam Filogenetika

• Plesiomorfi: Karakter primitif yang dimiliki oleh semua anggota kelompok tertentu, termasuk outgroup.

• Apomorfi: Karakter yang muncul sebagai hasil perubahan evolusioner pada suatu keturunan.

• Sinapomorfi: Karakter yang dimiliki oleh anggota dari kelompok monofiletik.

• Autapomorfi: Karakter unik yang hanya ditemukan pada satu takson.

4. Membangun Pohon Filogenetik

• Data Morfologi:

• Pohon filogenetik dapat dibangun berdasarkan karakteristik fisik yang teramati. Misalnya, suatu matriks karakter dapat dibuat untuk mencatat keberadaan atau ketidakhadiran fitur tertentu pada berbagai spesies. Karakteristik ini kemudian digunakan untuk menyusun urutan evolusi dalam pohon.

• Data Molekuler:

• Data genetik seperti urutan DNA dan protein dianggap lebih akurat karena secara langsung mencerminkan informasi genetik. Data yang umum digunakan termasuk urutan dari nukleus (nDNA), kloroplas (cpDNA), dan mitokondria (mtDNA).

• Data molekuler dapat diperoleh dari sumber-sumber seperti situs web NCBI (National Center for Biotechnology Information), dan hasil analisis dapat dimasukkan ke dalam perangkat lunak seperti ngphylogeny.fr untuk membuat pohon filogenetik.

5. Contoh Pembangunan Pohon Filogenetik

• Data Morfologi: Menyusun pohon filogenetik dari matriks karakter spesies yang berbeda berdasarkan karakteristik morfologinya, seperti bentuk tubuh, jumlah duri, atau keberadaan mata.

• Data Molekuler: Contoh diberikan untuk menentukan kekerabatan lima spesies berdasarkan perbedaan urutan DNA mereka. Urutan evolusi diperkirakan berdasarkan jumlah mutasi atau perubahan pada urutan DNA.

6. Aplikasi Filogenetika

• Konservasi: Misalnya, dalam mengidentifikasi spesies paus yang terancam punah berdasarkan analisis genetik daging paus yang diperdagangkan.

• Penelitian Kanker: Filogenetik digunakan untuk menemukan spesies tanaman dengan sifat antikanker yang terkait erat, seperti hubungan antara Ashwagandha dan Ciplukan.

Klasifikasi Tumbuhan: Analisis filogenetik molekuler membantu mengklasifikasikan tanaman yang morfologinya membingungkan, seperti timun apel yang lebih dekat dengan melon berdasarkan data genetik daripada klasifikasi morfologi tradisional.

• Virologi: Digunakan untuk menentukan kekerabatan virus untuk mengetahui pola penyebaran dan kemungkinan pengembangan vaksin.

• Definisi: Filogenetika atau filogeni adalah representasi visual dari sejarah evolusi populasi gen atau spesies berdasarkan data morfologi (ciri fisik) atau molekuler (data genetik). Ini digunakan untuk memahami sejarah kehidupan, membantu dalam klasifikasi organisme, dan menguji berbagai hipotesis tentang proses evolusi.

• Hubungan dengan Evolusi: Filogenetika erat kaitannya dengan perubahan frekuensi alel dalam populasi seiring waktu, yang merupakan dasar dari evolusi.

2. Cara Membaca Pohon Filogenetik

• Terminologi Utama:

• Most Recent Common Ancestor (MRCA): Nenek moyang terakhir yang dimiliki bersama oleh beberapa spesies.

• Node (Titik Percabangan): Mewakili MRCA di pohon filogenetik.

• Root (Akar): Bagian dasar pohon yang menunjukkan nenek moyang umum dari semua organisme dalam pohon tersebut.

• Taxa (Takson): Kelompok organisme yang dianalisis.

• Sister Taxa: Dua kelompok yang berasal dari node yang sama.

• Jenis Kelompok dalam Filogenetika: