8 Januari 2010

Adaptasi dan Evolusi


A. Adaptasi

Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan tempat hidupnya agar tetap hidup (survive) dan berkembang biak di lingkungan alaminya. Berdasarkan cara makhluk hidup beradaptasi dengan lingkungannya, adaptasi dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu adaptasi morfologi, adaptasi fisiologi, dan adaptasi tingkah laku.

1. Adaptasi morfologi

Adaptasi morfologi merupakan penyesuaian makhluk hidup melalui perubahan bentuk organ tubuh yang berlangsung sangat lama untuk kelangsungan hidupnya. Adaptasi morfologi mudah diamati, dan biasanya disebabkan karena adanya perbedaan jenis makanan dan habitat.

a. Adaptasi morfologi terhadap jenis makanan

Terjadinya adaptasi morfologi ini dikarenakan adanya perbedaan jenis makanan, serta cara mengambil dan memperoleh makanan. Beberapa contoh adaptasi morfologi terhadap jenis makanan adalah sebagai berikut :

1) Bentuk paruh dan kaki pada burung

Beberapa bentuk adaptasi paruh burung sebagai berikut.

a) Paruh bebek berbentuk seperti sudu atau dayung. Dengan bentuk paruh yang demikian, bebek tersebut mudah mencari makanana ditempat berlumpur.

b) Paruh burung pipit berbentuk pendek dan kuat untuk makan makanan yang berupa biji-bijian.

c) Paruh burung elang berbentuk runcing dan agak panjang, berfungsi untuk mengoyak daging.

d) Paruh ayam berbentuk kecil dan runcing untuk mematuk biji-bijian maupun hewan kecil, misalnya serangga dan cacing.

e) Paruh burung kolibri berbentuk kecil, runcing, dan panjang untuk mengnhisap madu.

f) Paruh burung pelikan berukuran besar dan memiliki struktur menyerupai kantong pada paruh bagian bawah untunk memerangkap makanannya yang berupa ikan.

g) Paruh burung pelatuk kuat dann runcing untuk memahat kayu pohon dan menangkap serangga.

Bentuk paruh burung sesuai dengan bentuk kaki burung. Penyesuaian bentuk kaki ini untuk mendukung cara burung memperoleh makanan. Bentuk kaki beberapa burung sebagai berikut.

a) Kaki bebek mempunyai selaput renang yang terletak pada celah jari kakinya. Kaki berselaput untuk berjalan di lumpur yang merupakan habitatnya.

b) Kaki burung pipit mempunyai jari-jari yang panjang dan terletak dalam satu bidang datar, berfungsi untuk hinggap pada ranting-ranting pohon.

c) Kaki burung elang berbentuk pendek dan bercakar tajam untuk mencengkram mangsanya.

d) Kaki burung kakatua mempunyai dua jari yang mengarah ke depan dan dua jari yang mengarah ke belakang. Kaki seperti ini sesuai untuk memanjat.

e) Kaki ayam bentuknya panjang dan tegak untuk berjalan di darat dan untuk mangais makanan di tanah.

f) Kaki burung pelatuk mempunyai dua jari ke depan dan dua jari ke belakang yang digunakan untuk memanjat.

2) Bentuk mulut pada serangga

Untuk memperoleh makanannya, serangga memiliki cara tersendiri. Salah satu bentuk penyesuaian dirinya adalah bentuk mulut yang bebedabeda sesuai dengan jenis makanannya. Bedasarkan jenis makanan yang dimakannya, jenis mulut serangga dibedakan menjadi empat, yaitu mulut penghisap, mulut penusuk, mulut penjilat, dan mulut penyerap.

a) Mulut Penghisap. Mulut pengisap pada serangga bentuknya seperti belalai yang dapat digulung dan dijulurkan. Contoh serangga yang memiliki mulut pengisap adalah kupu-kupu. Kupu-kupu menggunakan mulut pengisap untuk mengisap madu dari bunga.

b) Mulut penusuk dan penghisap. Mulut penusuk dan penghisap pada serangga memiliki ciri bentuk yang tajam dan panjang. Contoh serangga yang memiliki mulut penusuk dan penghisap adalah nyamuk. Nyamuk menggunakan mulutnya untuk menusuk kulit manusia kemudian menghisap darah. Jadi, selain mulutnya berfungsi sebagai penusuk juga berfungsi sebagai pengisap.

c) Mulut penjilat. Mulut penjilat pada serangga memiliki ciri terdapatnya lidah yang panjang dan berguna untuk menjilat makanan berupa nektar dari bunga, contoh serangga yang memiliki mulut penjilat adalah lebah.

d) Mulut penyerap. Mulut penyerap pada serangga memiliki ciri terdapatnya alat penyerap yang mirip spons (gabus). Alat ini digunakan untuk menyerap makanan terutama yang berbentuk cair. Contoh serangga yang memiliki mulut penyerap adalah lalat.

3) Tipe gigi mamalia

Tipe gigi mamalia berhubungan dengan jenis makanannya. Berdasarkan tipe giginya, mamalia terbagi menjadi beberapa golongan sebagai berikut.

a) Mamalia pemakan rumput (herbivora) dan pememah biak (ruminansia), yaitu mamalia yang mengunyah kembali makanan yang telah ditelannya. Misalnya sapi, kerbau, kuda, dan kambing. Hewan-hewan ini memiliki gigi seri berbentuk kapak yang berfungsi untuk menjepit dan memotong makanan. Gigi geraham berbentuk lebar dan datar dengan rahang bergerak menyamping agar makanan tergiling secara mekanik.

b) Mamalia pemakan daging (karnivora), memiliki gigi seri yang tajam dan gigi taring yang kuat, besar, dan runcing. Sementara itu, gigi gerahamnya bergerigi tajam sehingga mampu mengunyah daging yang keras dan liat. Misalnya harimau, singa, anjing, dan kucing.

c). Mamalia pengerat (rodentia), tidak memiliki gigi taring, dan hanya memiliki gigi seri dan gigi geraham. Gigi serinya besar dan berfungsi untuk mengerat makanannya. Misalnya kelinci, tikus, dan tupai.

b. Adaptasi morfologi terhadap jenis habitat

Adaptasi hewan dan tumbuhan berdasarkan habitatnya akan diuraikan sebagai berikut.

1) Ikan

Ikan mempunyai habitat di air, baik air laut maupun air tawar. Air mempunyai sifat menekan ke segala arah sehingga ikan membutuhkan bentuk tubuh yang memudahkannya bergerak di air.

2) Unta

Unta hidup di daerah padang pasir yang kering dan gersang. Oleh karena itu bentuk tubuhnya disesuaikan dengan keadaan lingkungan padang pasir. Bentuk penyesuaian diri unta adalah adanya tempat penyimpanan air di dalam tubuhnya dan memiliki punuk sebagai penyimpan lemak. Hal inilah yang menyebabkan unta dapat bertahan hidup tanpa minum air dalam waktu yang lama.

3) Beruang Kutub

Beruang kutub hidup di daerah kutub yang dingin. Hewan yang hidup di daerah dingin mempunyai bentuk kaki yang besar dan lebar untuk berjalan di salju. Bulunya tebal dan telinganya kecil untuk mengurangi kehilangan panas.

4) Tumbuhan xerofit

Tumbuhan xerofit yaitu tumbuhan yang hidup di habitat kering atau kekurangan air seperti kaktus dan kurma. Tumbuhan ini melakukan adaptasi dengan cara seperti berikut.

a) Daun sempit dan kecil, atau bahkan ada yang tidak berdaun untuk menghindari kehilangan banyak air.

b) Daun termodifikasi menjadi sisik atau bulu untuk melindungi diri.

c) Stomata sedikit, untuk menghindari penguapan berlebih.

d) Tubuh atau daunnya dilapisi zat seperti lilin untuk mencegah kehilangan banyak air.

e) Akarnya panjang untuk mencari sumber air.

f) Merupakan tumbuhan sukulen (mampu menyimpan air dibatang).

5) Tumbuhan hidrofit

Tumbuhan hidrofit yaitu tumbuhan yang hidup di habitat banyak air, misalnya teratai, enceng gondok, dll. Tumbuhan ini melakukan adaptasi dengan cara seperti berikut ini.

a) Akarnya lebat (untuk memperberat) agar posisinya stabil di air.

b) Berdaun lebar untuk menahan gaya berat akar kebawah.

c) Stomata banyak dan terletak dipermukaan atas daun untuk memudahkan penguapan.

d) Lapisan lilinnya tipis untuk memudahkan terjadinya penguapan dan mengurangi kelebihan air.

e) Batang dan akarnya memiliki rongga-rongga udara agar dapat terapung diatas air.

6) Tumbuhan higrofit

Tumbuhan higrofit yaitu tumbuhan yang hidup di habitat lembab, misalnya lumut, paku-pakuan, dan keladi. Tumbuhan ini melakukan adaptasi dengan cara sebagai berikut.

a) Berdaun tipis dan lebar untuk memudahkan penguapan dan kelebihan air.

b) Pada ujung daun terdapat hidatoda

2. Adaptasi fisiologi

Adaptasi fisiologi adalah upaya penyesuaian fungsi alat-alat tubuh makhluk hidup terhadap lingkungannya. Biasanya adaptasi fisiologi melibatkan zat-zat kimia tertentu untuk membantu proses metabolisme tubuh. Adaptasi fisiologi ini dapat terjadi pada semua makhluk hidup baik hewan, tumbuhan, maupun manusia.

a) Adaptasi fisiologi pada hewan dan manusia

1) Herbivora seperti sapi dapat mencerna rumput atau daun yang banyak mengandung serat (selulosa) dengan bantuan enzim selulase. Enzim tersebut dihasilkan oleh mikroorganisme yang terdapat di rumen.

2) Hewan penghisap darah seperti nyamuk mempunyai zat antikoagulan atau anti pembekuan darah. Zat ini berguna untuk menjaga agar darah yang dihisap tetap cair dan tidak membeku.

3) Pada manusia, jumlah eritrosit berbeda-beda tergantung tempat tinggalnya. Pada manusia yang tinggal di dataran tinggi atau pegunungan mempunyai jumlah eritrosit yang lebuh banyak dibandingkan dengan manusia yang tinggal di dataran rendah. Hal ini karena kadar oksigen di pegunungan lebih sedikit sehingga dibutuhkan Hb. (haemoglobin) yang lebih banyak. Apabila Hb. yang dibutuhkan banyak, maka jumlah eritrosit juga akan meningkat.

b) Adaptasi fisiologi pada tumbuhan

1) Tumbuhan tertentu mengeluarkan bau yang khas untuk menarik serangga. Serangga dapat membantu proses penyerbukan , contohnya pada bunga mawar.

2) Tumbuhan mengeluarkan nektar pada bunga untuk menarik serangga. Contohnya kembang sepatu.

3) Pada tanaman tertentu misalnya cemara dan sukun, mengeluarkan metabolit sekunder berupa alelopati yang mampu menghambat pertumbuhan tanaman lain disekitarnya.

3. Adaptasi tingkah laku

Adaptasi tingkah laku adalah penyesuaian diri terhadap lingkungan dengan mengubah tingkah laku supaya dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Adaptasi tingkah laku lebih mudah diamati daripada adaptasi fisiologi. Adaptasi tingkah laku ini biasanya berhubungan erat dengan makanan, udara dingin, dan sistem pertahanan pada beberapa hewan. Adaptsai tingkah laku beberapa jenis hewan sebagai berikut.

a) Rayap akan memakan kembali kulitnya ketika melakukan pergantian kulit (molting). Hal ini merupakan bentuk adaptasi tingkah laku rayap untuk memperoleh enzim pencerna selulosa pada kayu. Enzim pencerna tersebut dihasilkan oleh flagellata (sejenis mikroorganisme) yang hidup dalam saluran pencernaan rayap. Oleh sebab itu, rayap akan memakan kembali kulit dan bagian ususnya yang mengelupas. Selain itu, rayap yang baru menetas akan menjilati dubur induknya agar flagellata dalam saluran pencernaan induknya dapat masuk dalam saluran pencernaannya.

b) Kerbau suka berkubang atau mandi lumpur untuk mengurangi pengaruh panas dalam tubuhnya.

c) Penguin hidup di daerah kutub yang udaranya sangat dingin . penguin hidup secara berkelompok untuk menghadapi udara yang sangat dingin. Dengan hidup berkelompok, udara di sekelilingnya akan terasa lebih hangat.

d) Beberapa burung bermigrasi ke daerah yang lebih hangat pada musim dingin. Selain itu juga mencari daerah yang banyak terdapat makanannya. Apabila musim dingin didaerah asalnya telah selesai, maka burung-burung tersebut akan kembali ke daerah asalnya.

e) Pada sayap kupu-kupu tertentu, terdapat dua pola mata yang sama seperti mata burung hantu. Saat ada pemangsa, sayapnya akan direntangkan. Pemangsa kupu-kupu akan ketakutan, dan kupu-kupu tersebut dapat menyelamatkan diri.

f) Bunglon. Ketika berada di pohon yang berwarna coklat maka tubuh bunglon akan berrwarna coklat. Begitu juga ketika ia berada di pohon yang berwarna hijau maka tubuhnya akan berwarna hijau. Perubahan warna tubuh pada bunglon merupakan bentuk penyesuaian diri agar ia terlindung dari musuhnya.

g) Kalajengking. Kalajengking melindungi dirinya dari musuh dengan menggunakan sengatnya. Sengatnya ini mengandung racun yang dapat membunuh musuhnya. Selain kelajengking, hewan lain yang menggunakan zat racun untuk melindungi dirinya dari serangan musuh adalah, kelabang, lebah, dan ular.

h) Cumi-Cumi. Cumi-cumi melindungi diri dari musuhnya dengan cara menyemburkan cairan, seperti tinta ke dalam air. Hal ini menyebabkan musuh yang menyerangnya tidak dapat melihatnya dan ia dapat berenang dengan cepat untuk menghindari musuhnya tersebut.

i) Siput. Siput memiliki pelindung tubuh yang keras dan kuat yang disebut cangkang. Hewan jenis ini melindungi diri dari musuhnya dengan cara memasukkan tubuhnya kedalam cangkang. Selain siput, kura-kura, dan penyu juga memiliki cangkang yang digunakan untuk melindungi diri dari musuhnya.

j) Cicak. Untuk melindungi diri dari serangan musuh, cicak memutuskan ekornya. Bagian ekor yang putus ini dapat bergerak-gerak sehingga mengalihkan perhatian musuhnya. Saat itulah ia pergi melarikan diri.

k) Ikan paus. Paus adalah mamalia yang hidup di air. Seperti hewan mamalia yang lain, walaupun hidup di air paus bernapas menggunakan paru-paru. Padahal paru-paru tidak dapat mengambil oksigen dari air. Paus dan semua mamalia yang hidup di air, kurang lebih tiap tiga puluh menit muncul ke permukaan air untuk menghirup oksigen. Mungkin kalian pernah melihat bagaimana perilaku paus lewat siaran televisi. Ketika muncul ke permukaan air laut, paus mengeluarkan sisa pernapasan berupa karbondioksida dan uap air yang sudah jenuh dengan air sehingga terlihat seperti air mancur. Setelah itu paus menghirup udara sebanyak-banyaknya sehingga paru-parunya penuh dengan udara.

B. Evolusi

Evolusi (dalam kajian biologi) berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi. Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antar spesies. Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.

Terdapat dua mekanisme utama yang mendorong evolusi:

  1. seleksi alam yang merupakan sebuah proses yang menyebabkan sifat terwaris yang berguna untuk keberlangsungan hidup dan reproduksi organisme menjadi lebih umum dalam suatu populasi - dan sebaliknya, sifat yang merugikan menjadi lebih berkurang. Hal ini terjadi karena individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan lebih berpeluang besar bereproduksi, sehingga lebih banyak individu pada generasi selanjutnya yang mewarisi sifat-sifat yang menguntungkan ini. Setelah beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam.
  2. hanyutan genetik (Bahasa Inggris: Genetic Drift) yang merupakan sebuah proses bebas yang menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat suatu populasi. Hanyutan genetik dihasilkan oleh probabilitas apakah suatu sifat akan diwariskan ketika suatu individu bertahan hidup dan bereproduksi.

Walaupun perubahan yang dihasilkan oleh hanyutan dan seleksi alam kecil, perubahan ini akan berakumulasi dan menyebabkan perubahan yang substansial pada organisme. Proses ini mencapai puncaknya dengan menghasilkan spesies yang baru. Dan sebenarnya, kemiripan antara organisme yang satu dengan organisme yang lain mensugestikan bahwa semua spesies yang kita kenal berasal dari nenek moyang yang sama melalui proses divergen yang terjadi secara perlahan ini.

Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebab evolusi. Kajian catatan fosil dan keanekaragaman hayati organisme-organisme hidup telah meyakinkan para ilmuwan pada pertengahan abad ke-19 bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu. Namun, mekanisme yang mendorong perubahan ini tetap tidaklah jelas sampai pada publikasi tahun 1859 oleh Charles Darwin, On the Origin of Species yang menjelaskan dengan detail teori evolusi melalui seleksi alam. Darwin mengajukan lima teori perihal evolusi:

  1. Bahwa kehidupan tidak tetap sama sejak awal keberadaannya
  2. Kesamaan leluhur bagi semua makhluk hidup
  3. Evolusi bersifat gradual (berangsur-angsur)
  4. Terjadi pertambahan jumlah spesies dan percabangan garis keturunan
  5. Seleksi alam merupakan mekanisme evolusi

Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah. Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern, yang menghubungkan satuan evolusi (gen) dengan mekanisme evolusi (seleksi alam). Kekuatan penjelasan dan prediksi teori ini mendorong riset yang secara terus menerus menimbulkan pertanyaan baru, di mana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan secara lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi. Meskipun teori evolusi selalu diasosiasikan dengan Charles Darwin, namun sebenarnya biologi evolusioner telah berakar sejak zaman Aristoteles. Namun demikian, Darwin adalah ilmuwan pertama yang mencetuskan teori evolusi yang telah banyak terbukti mapan menghadapi pengujian ilmiah. Sampai saat ini, teori Darwin mengenai evolusi yang terjadi karena seleksi alam dianggap oleh mayoritas komunitas sains sebagai teori terbaik dalam menjelaskan peristiwa evolusi.

Evolusi makhluk hidup dapat dibuktikan berdasarkan penemuan fosil. Fosil adalah sisa makhluk hidup dari zaman purba yang telah membatu dan tertanam dalam lapisan tanah. Fosil sangat penting sebagai sumber penelitian asal-usul manusia, hewan, dan tumbuhan. Dari fosil, dapat diketahui jenis makhluk hidup yang pernah hidup pada zaman dahulu, lamanya hidup, kekerabatannya dengan makhluk hidup sekarang, dan faktor yang menyebabkan makhluk hidup itu punah.

Hewan-hewan purba seperti brontosaurus dan dinosaurus mempunyai ukuran tubuh yang sangat besar dan panjang. Setelah alam mengalami perubaha, keturunannya tidak dapat bertahan hidup dan punah. Hewan-hewan yang dapat bertahan hanya hewan-hewan yang mampu beradaptasi dengan lingkungan yang telah berubah. Hewan-hewan tersebut dapat melestarikan keturunannya hingga sekarang. Proses adaptasi hewan-hewan tersebut ada yang menyimpang dari bentuk, susunan, dan kebiasaan hidup hewan asalnya. Penyimpangan itu mengakibatkan hewan sekarang mengalami perbedaan dengan hewan-hewan masa lampau.

Contoh lain yang juga merupakan petunjuk terjadinya evolusi pada makhluk hidup dapat kita lihat pada fosil kuda. Rekonstruksi fosil kuda yang ditemukan dapat dilihat pada gambar berikut.

Pada evolusi kuda terlihat beberapa perubahan penting, diantaranya :

a) perubahan pada ukuran, dan

b) perubahan pada jari kaki depan.

Mula-mula ukuran tubuh kuda purba kecil dan jari kaki depannya berjumlah lima. Selanjutnya, tubuh kuda semakin besar dengan tiga jari pada kaki depannya. Pada masa sekarang tubuh kuda lebih besar dan tegap dengan satu jari. Selain fosil-fosil binatang, ahli geologi juga menemukan fosil-fosil tumbuhan, seperti diuraikan berikut ini.

Menurut ahli geologi, pada ± 579 juta tahun lalu atau pada zaman Cambrian telah ada tumbuhan golongan jamur dan alga di tempat berair. Pada sekitar 280 juta tahun lalu atau zaman permian telah ada tumbuhan berpembuluh tingkat rendah dari golongan paku. Pada zaman Kreta awal ditemukan tumbuhan berbiji terbuka. Pada sekitar 12.000 tahun lalu ditemukan tumbuhan berbunga.

Selain penemuan fosil, evolusi dapat diketahui dengan cara membandingkan organ tubuhmakhluk hidup. Makhluk hidup yang berbentuk asalnya sama dapat mengalami evolusi sehingga bentuk organ mengalami perubahan struktur dan fungsi. Organ-organ yang mengalami perubahan itu disebut homolog.

2 komentar: