Bukti evolusi bidang taksonomi

  1. A.     PENDAHULUAN

Evolusi adalah proses gradual, suatu organisme yang memungkinkan spesies sederhana menjadi lebih komplek melalui akumulasi perubahan dari beberapa generasi. Keturunan akan mempunyai beberapa perbedaan dari nenek moyangnya karena berubah dalam sebuah evolusi. Dalam mempelajari variasi dan diferensiasi genetik antar populasi, jarak genetik dapat dihitung dari jumlah perbedaan basa polimorfik suatu lokus gen masing-masing populasi berdasarkan urutan DNA.

Analisis sistematika dilakukan melalui konstruksi sejarah evolusi dan hubungan evolusi antara keturunan dengan nenek moyangnya berdasarkan pada kemiripan karakter sebagai dasar dari perbandingan. Jenis analisis yang diketahui dengan baik adalah analisis filogenetika atau kadang-kadang disebut cladistics yang berarti clade atau kelompok keturunan dari satu nenek moyang yang sama. Cladogenesis merupakan bentuk penyimpangan dari perbedaan genetic dari nenek moyangnya. Perbedaan genetic ini disebabkan karena adanya variasi genetic dalam satu keturunan. Variasi ini sebagai hasil meiosis dan rekombinasi pada fertilisasi organisme. Jadi fertilisasi organisme merupakan factor yang sangat penting dalam proses terjadinya variasi ini. Pindah silang, translokasi, dan aberasi kromosom merupakan rekombinasi selanjutnya. Semakin bervariasi, semakin beranekaragam spesies yang dihasilkan, dalam arti semakin banyak spesies baru yang bermunculan.

Spesiasi tidak hanya akan mempengaruhi terbentuknya spesies baru saja, bisa terbentuknya genus atau bahkan takson yang baru. Hal ini termasuk dalam makroevolusi Pohon filogenetik adalah pendekatan logis untuk menunjukkan hubungan evolusi antara organisme. Filogenetika diartikan sebagai model untuk merepresentasikan sekitar hubungan nenek moyang organisme, sekuen molekul atau keduanya. Salah satu tujuan dari penyusunan filogenetika adalah untuk mengkonstruksi dengan tepat hubungan antara organisme dan mengestimasi perbedaan yang terjadi dari satu nenek moyang kepada keturunannya.

Analisis filogenetik biasanya direpresentasikan sebagai sistem percabangan, seperti diagram pohon yang dikenal sebagai pohon filogenetika. Dalam sistem biologis, proses evolusi melibatkan mutasi genetik dan proses rekombinan dalam spesies untuk membentuk spesies yang baru. Sejarah evolusi organisme dapat diidentifikasi dari perubahan karakternya. Karakter yang sama adalah dasar untuk menganalisis hubungan satu spesies dengan spesies lainnya. Pohon filogenetik adalah pendekatan logis untuk menunjukkan hubungan evolusi antar organisme. Filogenetika diartikan sebagai model untuk merepresentasikan sekitar hubungan nenek moyang organisme, sekuen molekul atau keduanya. Salah satu tujuan dari penyusunan filogenetika adalah untuk mengkonstruksi dengan tepat hubungan antara organisme dan mengestimasi perbedaan yang terjadi dari satu nenek moyang kepada keturunannya.

Konstruksi pohon filogenetika adalah hal yang terpenting dan menarik dalam studi evolusi.  Filogenetika digambarkan sebagai klasifikasi secara taksonomi dari organisme berdasarkan pada sejarah evolusi mereka, yaitu filogeni mereka dan merupakan bagian integral dari ilmu pengetahuan yang sistematik dan mempunyai tujuan untuk menentukan filogeni dari organisme berdasarkan pada karakteristik mereka. Lebih lanjut filogenetika adalah pusat dari evolusi biologi seperti penyingkatan keseluruhan paradigma dari bagaimana organisme hidup dan berkembang di alam. Filogenetika dapat menganalisis perubahan yang terjadi dalam evolusi organisme yang berbeda. Berdasarkan analisis, yang mempunyai kedekatan dapat diidentifikasi dengan menempati cabang yang bertetangga pada pohon. Ketika keluarga gen ditemukan dalam organisme atau kelompok organisme, hubungan filogenetika diantara gen dapat memprediksikan kemungkinan yang satu mempunyai fungsi yang ekuivalen. Prediksi fungsi ini dapat diuji dengan eksperimen genetik. Analisis filogenetika juga digunakan untuk mengikuti perubahan yang terjadi secara cepat yang mampu mengubah suatu spesies.

B.      ISI

Ide pokok dari evolusi adalah hidup memiliki sejarah, suatu organime berubah dari waktu ke waktu dan proses evolusi menghasilkan pola hubungan antar spesies. Perubahan dan hubungan evolusioner dapat terwaikili dari pohon filogenetik. Pohon filogenetik adalah pendekatan logis untuk menunjukkan hubungan evolusi antara organisme. Filogenetika diartikan sebagai model untuk merepresentasikan sekitar hubungan nenek moyang organisme, sekuen molekul atau keduanya. Salah satu tujuan dari penyusunan filogenetika adalah untuk mengkonstruksi dengan tepat hubungan antara organisme dan mengestimasi perbedaan yang terjadi dari satu nenek moyang kepada keturunannya. Dari filogeni kita dapat melihat hubungan dasar yang mengikat semua kehidupan di Bumi. Pohon filogenetik, adalah hipotesis tentang hubungan antara organisme. Ini menggambarkan gagasan bahwa semua kehidupan berhubungan dan dapat dibagi menjadi tiga clades utama, sering disebut sebagai tiga domain: Archaea, Bakteri, dan Eukaryota.

Pohon didukung oleh banyak bukti, tetapi mungkin tidak sempurna. Para ilmuwan terus mengevaluasi hipotesis dan membandingkannya dengan bukti baru. Sebagai ilmuwan mengumpulkan banyak data , mereka dapat merevisi hipotesis tertentu, menata ulang beberapa cabang di pohon. Misalnya, bukti yang ditemukan dalam 50 tahun terakhir menunjukkan bahwa burung adalah dinosaurus, yang membutuhkan penyesuaian ke beberapa “ranting vertebrata.”

 

Memahami Filogeni

Filogenetika digambarkan sebagai klasifikasi secara taksonomi dari suatu organisme berdasarkan pada sejarah evolusi yaitu filogeninya  mereka dan merupakan  bagian integral dari ilmu pengetahuan yang sistematik yang mempunyai tujuan untuk  menentukan filogeni dari organisme berdasarkan pada karakteristiknya. Analisis filogenetika sekuen asam amino dan protein biasanya akan menjadi wilayah yang penting dalam analisis sekuen. Analisis filogenetika juga digunakan untuk mengikuti perubahan yang terjadi secara cepat yang mampu mengubah suatu spesies, seperti virus.  Pohon evolusi adalah sebuah grafik dua dimensi yang menunjukkan hubungan diantara organisme atau lebih spesifik lagi adalah sekuen gen dariorganisme. Pemisahan sekuen disebut taxa (atau taxon jika tunggal) yang didefinisikan sebagai jarak filogenetika unit pada sebuah pohon. Pohon terdiri dari cabang-cabang luar (outer branches) atau daun-daun (leaves) yang merepresentasikan taxadan titik- titik (nodes) dan cabang merepresentasikan hubungan diantara taxa,  Ketika sekuen nukleotida atau protein dari dua organisme yang berbeda mempunyai kemiripan, maka mereka diduga diturunkan dari sekuen  common anchestor.

Memahami filogeni tidak seperti membaca pohon keluarga. Akar pohon merupakan keturunan leluhur, dan ujung cabang mewakili keturunan nenek moyang itu. Ketika Anda bergerak dari akar ke ujung, Anda bergerak maju dalam waktu.

Ketika silsilah membelah (spesiasi), itu direpresentasikan sebagai percabangan pada filogeni. Ketika peristiwa spesiasi terjadi, garis keturunan leluhur tunggal menimbulkan dua atau lebih garis keturunan.

Filogeni melacak pola keturunan dari garis keturunan. Setiap garis keturunan memiliki bagian dari sejarah yang unik dan bagian yang dibagi dengan garis keturunan lainnya.

Demikian pula, setiap keturunan memiliki nenek moyang yang unik dengan garis keturunan dan nenek moyang yang dibagi dengan garis keturunan lain (common ancestors).

Clade adalah pengelompokan yang mencakup satu nenek moyang dan semua keturunan (hidup dan punah) leluhur itu. Menggunakan filogeni, mudah untuk mengetahui apakah kelompok garis keturunan membentuk clade.

Clade adalah pengelompokan yang mencakup satu nenek moyang dan semua keturunan (hidup dan punah) leluhur itu. Menggunakan filogeni, mudah untuk mengetahui apakah kelompok garis keturunan membentuk clade.

Ujung filogeni merupakan garis keturunan. Tetapi hal itu tergantung pada berapa banyak cabang pohon. Namun, keturunan di ujung mungkin populasi yang berbeda dari spesies, spesies yang berbeda, clades yang berbeda, atau masing-masing terdiri dari banyak spesies. Ketika membaca filogenetik, Ada tiga hal penting yang perlu diingat yaitu:

  1. Evolusi menghasilkan pola hubungan antara garis keturunan yang seperti pohon, bukan seperti tangga
  2. Tidak ada korelasi dengan tingkat kemajuan

Ahli biologi menggunakan pohon filogenetik untuk berbagai tujuan, termasuk:

  • Pengujian hipotesis tentang evolusi
  • Belajar tentang karakteristik spesies yang telah punah dan garis keturunan leluhur
  • Klasifikasi organisme

Menggunakan filogeni sebagai dasar untuk klasifikasi merupakan perkembangan yang relatif baru dalam biologi. Ahli biologi sering mewakili waktu pada filogeni dengan menggambar panjang cabang secara proporsional dengan jumlah waktu yang telah berlalu sejak garis keturunan yang muncul.

Sebagian besar dari kita terbiasa dengan sistem klasifikasi Linneus yang menetapkan setiap organisme menjadi kerajaan, filum, kelas, ordo, famili , genus, dan spesies. Sistem ini dibuat jauh sebelum para ilmuwan memahami bahwa organisme berevolusi. Karena sistem Linnaeus tidak didasarkan pada evolusi, kebanyakan ahli biologi yang beralih ke sistem klasifikasi yang mencerminkan sejarah evolusi organisme.

Penting untuk diingat bahwa:

  1. Manusia tidak berevolusi dari simpanse. Manusia dan simpanse memang memiliki kekerabatan evolusioner.
  2. Manusia tidak “lebih tinggi” atau “lebih berkembang” daripada garis keturunan lainnya. Karena garis keturunannya terpisah, manusia dan simpanse memiliki masing-masing berkembang karakter yang unik dari garis keturunan mereka masing-masing.

 

SPESIASI

Dalam sejumlah referensi menyatakan bahwa spesiasi (terbentuknya spesies baru) yaitu satu nenek moyang berkembang menjadi lebih dari satu spesies keturunan. Terdapat dua Penyebab utama terjadinya spesiasi:

  1. 1.      Isolasi Geografis

Misalnya pada burung hantu di bawah ini. Spesiasi dimulai karena populasi dicegah kawin oleh isolasi geografis. Para ilmuwan berpikir bahwa isolasi geografis adalah cara yang umum untuk memulai proses spesiasi, misalnya: sungai berubah haluan, pegunungan naik, dan organisme bermigrasi.

Pengurangan Aliran Gen (Gen Flow)

Bahkan tidak perlu adanya penghalang fisik seperti sungai yang memisahkan dua atau lebih kelompok organisme itu, mungkin saja terjadi karena habitat yang tidak menguntungkan antara dua populasi yang membuat mereka kawin satu sama lain. Pengurangan aliran gen juga mungkin terjadi dalam suatu populasi tanpa hambatan ekstrinsik khusus. Bayangkan situasi di mana populasi meluas selama rentang geografis yang luas, dan kawin seluruh populasi tidak acak. Individu di ujung barat akan memiliki 80% kesempatan kawin dengan yang di bagian barat, dan memiliki 0% kesempatan kawin dengan orang di ujung timur. Jadi telah mengurangi aliran gen, tetapi tidak terisolasi  secara penuh. Ini mungkin dapat menyebabkan spesiasi karena spesies di ujung-ujung rentang akan mengubah frekuensi gen dalam kelompok di ujung yang berbeda dari ujung lainnya sehingga mereka tidak akan mampu untuk kawin jika mereka bersatu kembali.

 

  1. 1.      Isolasi Reproduktif

Lingkungan dapat memberlakukan hambatan eksternal untuk reproduksi, seperti sungai atau pegunungan, antara dua spesies yang baru jadi tapi penghalang eksternal saja tidak akan membuat mereka terpisah. Allopatry dapat memulai proses itu, tapi evolusi internal (yaitu, berbasis genetik) hambatan aliran gen diperlukan untuk spesiasi menjadi lengkap. Jika hambatan internal untuk aliran gen tidak berkembang, individu dari dua bagian penduduk bebas akan kawin silang jika mereka kembali ke dalam kontak. Apapun perbedaan genetik mungkin telah berevolusi akan hilang sebagai gen mereka mencampur kembali bersama-sama. Spesiasi mensyaratkan bahwa dua spesies yang baru jadi tidak dapat menghasilkan keturunan jika dikawinkan dengan spesies moyangnya.
Berikut adalah hambatan reproduksi yang dapat menyebabkan spesiasi:

Evolusi lokasi kawin, waktu kawin, atau ritual kawin: Perubahan berbasis genetik terhadap aspek kawin bisa menyelesaikan proses isolasi reproduksi dan spesiasi. Misalnya, bowerbirds (ditampilkan di bawah) membangun Bowers rumit dan menghiasi sarangnya dengan warna yang berbeda dalam rangka untuk merayu betina. Jika dua spesies yang baru jadi berevolusi perbedaan ritual kawin ini, mungkin secara permanen mengisolasi mereka dan terbentuklah spesiasi.

Spesiasi dapat membuat pohon filogenetik berubah. Misalnya pada lalat buah. Drosophilla dentissima dan Drosophilla melanogaster memiliki kekerabatan yang dekat. Dimana titik percabangannya terhubung dengan percabangan Drosophilla obscura. Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi proses spesiasi. Pada saat itu terjadi perubahan genetik menghasilkan dua garis keturunan lalat buah yang terpisah, di mana sebelumnya merupakan berasal satu garis keturunan.

HUBUNGAN TAKSONOMI DAN FILOGENETIK SEBAGAI MAKROEVOLUSI

Filogenik merupakan kajian mengenai hubungan antara kelompok-kelompok organisme yang berkaitan dengan proses evolusinya. Proses evolusi dianggap berkaitan karena proses tersebut yang mendasari adanya hubungan antar kelompok organisme. Antara filogeni, taksonomi, dan evolusi saling berkaitan. Filogeni ada untuk mengkaji proses evolusi dan digunakan dalam penyusunan taksonomi. Lahirnya filogeni berdasarkan pula pada proses evolusi. Jika tidak ada proses evolusi, maka hubungan antar organisme sulit diketahui.

Hubungan tersebut ditentukan berdasarkan morfologi hingga DNA. Filogeni sangat diperlukan dalam mempelajari proses evolusi dan penyusunan taksonomi. Evolusi sendiri dapat diartikan sebagai perubahan yang terjadi secara bertahap dari suatu organisme menuju kesesuaian dengan waktu dan tempat. Evolusi sendiri merupakan proses adaptasi dari suatu organisme terhadap lingkungannya. Keturunan akan memeiliki beberapa perbedaan dengan nenek moyangnya terdahulu karena mengalami proses evolusi. Salah satu tujuan dari penyusunan filogenetika adalah untuk mengkonstruksi dengan tepat hubungan antara organisme dan mengestimasi perbedaan yang terjadi dari satu nenek moyang kepada keturunannya.

Analisis sistematika dilakukan melalui konstruksi sejarah evolusi dan hubungan evolusi antara keturunan dengan nenek moyangnya berdasarkan pada kemiripan karakter sebagai dasar dari perbandingan. Analisis yang diketahui dengan baik adalah analisis filogenetika (cladistics) yang berarti kelompok keturunan dari satu nenek moyang yang sama. Analisis filogenetik biasanya ditunjukkan dalam sistem percabangan, seperti diagram pohon yang dikenal sebagai pohon filogenetika.  Taksonomi kladistik (cabang taksonomi) berhubungan dengan urutan dalam cabang garis filogeni. Sebaliknya ada taksonomi berdasarkan evolusi klasik. Klasifikasi berdasarkan evolusi klasik menggunakan pendekatan klasik untuk menyusun pohon filogeni.

Filogenetika digambarkan sebagai klasifikasi secara taksonomi dari organisme berdasarkan sejarah evolusi organisme tersebut, yaitu filogeni dan merupakan integral dari ilmu pengetahuan yang sistematik dan mempunyai tujuan untuk menentukan  filogeni dari organisme berdasarkan pada karakteristik mereka. Lebih lanjut filogenetika adalah pusat dari evolusi biologi seperti penyingkatan keseluruhan paradigma dari bagaimana organisme hidup dan  berkembang di alam.

Selain itu, dalam filogenetika dapat menganalisis perubahan yang terjadi dalam evolusi organisme yang berbeda. Berdasarkan analisis, sekuen yang mempunyai kedekatan dapat diidentifikasi dengan menempati cabang yang bertetangga pada pohon. Ketika keluarga gen ditemukan dalam organisme atau kelompok organisme, hubungan filogenetika diantara gen dapat memprediksikan kemungkinan yang satu mempunyai fungsi yang ekuivalen. Prediksi fungsi ini dapat diuji dengan eksperimen genetik. Analisis filogenetika juga digunakan untuk mengikuti perubahan yang terjadi secara cepat yang mampu mengubah suatu spesies, seperti virus.

Pohon evolusi adalah grafik dua dimensi yang menunjukkan hubungan antara sekuen gen dari organisme. Pemisahan sekuen disebut taxa yang didefinisikan sebagai jarak filogenetika unit pada sebuah pohon. Pohon terdiri dari cabang-cabang luar (outer branches) atau daun-daun (leaves) yang merepresentasikan taxa, sedangkan titik-titik (nodes) dan cabang merepresentasikan hubungan diantara taxa. Hal ini sangat penting untuk mengenali bahwa masing-masing titik dalam pohon evolusi direpresentasikan sebuah pemisahan garis evolusi gen ke dalam dua spesies yang berbeda.

Panjang masing-masing cabang pada titik berikutnya menunjukkan jumlah sekuen yang berubah yang terjadi sebelum level pemisahannya. Total panjang semua cabang dalam pohon disebut sebagai panjang pohon. Pohon yang juga bercabang dua atau binary tree, mempunyai dua cabang yang berasal dari masing-masing titik. Situasi ini adalah satu dari yang diperkirakan selama evolusi, dan hanya memisahkan spesies baru pada waktu itu. Pohon dapat mempunyai lebih dari satu cabang yang berasal dari sebuah titik jika pemisahan taxa juga sedemikian dekat sehingga mereka tidak dapat dipecahkan atau menjadi  pohon yang sederhana.

Saat ini dikenal klasifikasi lima kingdom yaitu, Monera, Protista, Plantae, Fungi dan Animalia. Padahal sebelumnya hanya tiga skema domain klasifikasi yaitu, Eubacteria, Archaebacteria dan Eukariot. Perubahan klasifikasi yang menyebabkan perbedaan yang lebih besar dan nyata di antara golongan taksonomi di atas spesies. Hal ini timbul dari serangkaian kejadian masing-masing spesies membawa spesies keturunan semakin jauh dari bentuk nenek moyangnya. Inilah yang dikenal dengan makroevolusi. Makro adalah murni teoritis biologis proses berpikir untuk menghasilkan relatif besar (makro) perubahan evolusioner dalam organisme biologis. Makroevolusi berbeda dengan mikroevolusi, yang umumnya terjadi perubahan pada tingkat spesies.

Konsep makroevolusi diperkenalkan karena adanya bentuk peralihan antara tingkatan (taksa) lebih tinggi seperti filim atau kelas. Diperkirakan untuk menyediakan mekanisme perubahan dari taksa asli untuk menghasilkan keturunan baru (filum atau kelas baru), memerlukan jenis baru dari struktur (morfologi) dan fungsinya. Oleh karena itu, makroevolusi diusulkan sebagai mekanisme yang bertanggung jawab atas skala besar pola evolusi, yang berbeda dari genetik skala kecil dan faktor yang berkontribusi terhadap perubahan bertahap dalam populasi. Perubahan ini skala yang lebih kecil adalah yang umum disebut mikroevolusi.

Terjadinya makroevolusi menyangkut adanya penyimpangan adaptif/ pergeseran adaptif suatu spesies karena suatu spesies turunan masuk ke dalam lingkungan dengan keadaan ekologi yang berbeda dengan lingkungan spesies induk/ lingkungan awalnya. Jika suatu spesies keturunan yang masuk dalam lingkungan baru dapat hidup, maka tidak akan terjadi  pergeseran adaptif. Jika spesies keturunan tidak dapat bertahan di lingkungan baru, maka harus ada keadaan yang menguntungkan terjadi bersamaan. Ini menandakan perbedaan ekologi antara lingkungan spesies induk dengan lingkungan baru tidak boleh besar. Jika perbedaan itu besar, spesies keturunan tersebut harus sudah mengembangkan ciri-ciri yang diperlukan dalam habitat baru. Spesies keturunan yang baru masuk tersebut memerlukan pre-adaptasi. Tidak akan terjadi pergeseran adaptif jika spesies keturunan sudah pre-adaptif

DAFTAR PUSTAKA

 

Darmayanti, Indi. 2011. Filogenetika Molekuler: Metode Taksonomi Organisme Berdasarkan Sejarah Evolusi. Bogor. Filetype Pdf

http://Evolution.Berkeley.Edu/Evolibrary/Article/Evo_03

 

 

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s