Evolusi

Evolusi : pembentukan/perubahan struktur tubuh makhluk hidup (organisme) yang berlangsung sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama





Faktor-Faktor Penyebab Evolusi

Faktor dalam (gen) : perubahan pada gen/genetika pada makhluk hidup akan berakibat pada terjadinya perubahan sifat organisme tersebut.
perubahan pada gen kromosom dapat terjadi akibat :

• Mutasi gen : perubahan pada struktur kimia gen yang bersifat turun-temurun yang bisa terjadi secara serentak atau tidak spontan oleh zat kimia, radiasi sinar radioaktif, terinfeksi virus, dsb
• Rekombinasi gen : penggabungan beberapa gen induk jantan dan betina ketika pembuahan sehingga menimbulkan spesies baru

Faktor luar 

• Adaptasi dan seleksi : disebabkan oleh adanya perubahan lingkungan.

contoh : populasi ngengat Biston betularia di Inggris. dikarenakan adanya revolusi industri yang menyebabkan polusi asap berjelaga ngengat bersayap gelap lebih adaptif daripada ngengat berwarna cerah.

• Seleksi Alam berdasarkan Resistarsi : akibat adanya penggunaan obat-obatan berlebihan maka makhluk hidup yang tidak resisten (berdaya tahan) berkurang dan resisten tetap hidup dan menurunkan keturunan yang resistensinya lebih tinggi. 
• Seleksi Buatan : dilakukan oleh manusia untuk meningkatkan hasil budidaya hewan dan tumbuhan yang dianggap lebih baik produksi, mutu maupun daya tahannya

Bukti/petunjuk evolusi terjadi :

evolusi kuda

• Fosil (sisa-sisa makhluk hidup yang berusia jutaan tahun dan telah membatu). contoh : fosil evolusi kuda 
• Perbandiangan Anatomi :

1. Homologi : alat tubuh yang mempunya bentuk dan fungsi berbeda tetapi memiliki bentuk dasar yang sama. contoh : sayap burung homolog dengan tangan manusia
2. Analogi : alat tubuh yang mempunyai bentuk dasar yang berbesa tetapi memilki fungsi sama. contoh : sayang serangga dengan sayap burung

• Perbandingan embrio : perlembangan zigot hewan vertebrata yang berkembang biak secara seksual menunjukkan persamaan samai fase tertentu yang menunjukkan hubungan kekerabatan
• Perbandingan fisiologi : adanya kemiripan fungsi-fungsi tubuh setiap organisme
• Variasi dalam satu spesies : disebabkan perbedaan gen dan pengaruh lingkungan
• Petunjuk biokimia : diuji secara biokimia (uji prespitin) yang menguji reaksi antara antigen-antibodi untuk menetukan jauh dekatnya hubungan antar organisme
• Petunjuk domestikasi : mengubah tanaman dan hewan liar menjadi tanaman dan hewan yang bermanfaat
• Petunjuk alat tubuh yang tersisa : pada manusia maupun hewan terdapat alat tubuh yang tidak berfungsi misalnya apendiks, sayap burung kiwi yang tidak dapat digunakan untuk terbang

Pelopor Teori Evolusi :

1. Aristoteles (384-322 SM) : alam mengalami perubahan dari bentuk sederhana menjadi bentuk yang lebih sempurna
2. Erasmus Darwin (1731-1802) : fungsional terhadap rangsangan adalah sifat yang diwariskan
3. Buffon (1707-1788) : variasi-variasi kecil yang terjadi karena pengaruh alam sekitar diwariskan sehingga terjadi penimbunan variasi yang ada
4. Charles Darwin : makluk hidup yang ada sekarang berasal dari masa lampau dan telah mengalami seleksi awal
5. Jean Baptise Lamarck  sifat-sifat yang didapat akan diwariskan pada keturunannya
6. Weismann : menentang pendapat Lamarck mengenai diturunkannya sifat-sifat yang diperoleh 

Bioteknologi

Pengembangan Bioteknologi

• Bioteknologi produksi makanan dan tanaman : selalu dilakukan dengan fermentasi yang dibantu oleh mikroflora alami. dalam bidang pertanian, telah dikembangkan tanaman yang mampu memanfaatkan mikroorganisme dalam fiksasi nitrogen. contoh : tape,tempe,brem,yogurt

• Bioteknologi dengan kondisi nonsteril : menggunakan metode fermentasi terbuka sehingga terjadi kontaminasi (terjadi pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan). Juga digunakan dalam pengolahan air limbah dan pembuatan kompos padat dari sampah. contoh : etanol, asam asetat, asam sitrat, gliserol

• Bioteknologi dengan hasil steril : tanpa terjadi kontaminasi oleh mikroorganisme lain yang tidak diinginkan. contoh : antibiotik (penisilin, streptomisin,tetrasiklin), vitamin B12, giberelin, kortison, asam amino, enzim

• Aplikasi hasil-hasil keilmuan baru dalam Bioteknologi

1. penelitian terhadap enzim telah mengarah ke pengenalan proses-proses baru yang meliputi enzim-enzim yang dihentikan aktifitasnya
2. hasil-hasil dari bidang biologi molekuler dan teknologi gen telah mengarah ke proses-proses dengan memanfaatkan mikroorganisme yang struktur gennya telah diubah
3. hasil rekayasa bioteknologi telah mengarah ke pengembangan dan pemanfaatan proses fermentasi secara optimal

Produk-produk Bioteknologi

1. Interferon (INF) : sitokin yang dibuat sel sistem kekebalan yang dapat mencegah infeksi virus. berfungsi mengobati penyakit yang disebabkan virus dan penyakit kanker tertentu.
2. Antibodi monoklonal : untuk mendiagnosis jenis penyakit tertentu dan meningkatkan ketahanan tubuh terhadap kanker dan penyakit lainnya.
3. Hormon insulin : diperlukan penderita diabetes melitus
4. Hormon tumbuh : meningkatkan produksi daging dan susu ternak.
5. Protein hasil rekayasa genetika : untuk pengobatan serangan jantung dan stroke
6. Pengenalan antibiotik baru : merupakan hasil peleburan (fusi) sel
7. Vaksin hepatitis : hasil rekayasa genetika
8. Penggunaan mikroba : industri makanan, kimia, dan pengolahan limbah
9. Penggunaan mikroba : membasmi hama tanaman pertanian
10. Penggunaan mikroba : mengekstrak logam dari limbah plastik

Mutasi

Mutasi : peristiwa perubahan sifat gen (susunan kimia gen) atau kromosom sehingga menyebabkan perubahan sifat yang diturunkan tetapi bukan sebagai akibat persilangan(perkawinan)

Jenis Mutasi:

1. Mutasi Gen : terjadi karena perubahan struktur kimia DNA (gen) yang mengakibatkan fungsi gen tersebut juga berubah. jika gen yang mengalami mutasi terdapat pada sel-sel tubuh(sel somatis) maka perubahan diturunkan ke sel anakannya melalui pembelahan mitosis. jika gen yang mengalami mutasi terdapat pada sel kelamin (gamet) maka perubahannya akan diwariskan pada keturunannya.

2. Mutasi Kromosom : mutasi yang terjadi karena perubahan struktur dan jumlah kromosom. contohnya saja peristiwa gagal berpisah pada saat peristiwa pindah silang. kromosom hilang atau bertambah sehingga terjadi perubahan jumlah kromosom.

Perubahan jumlah kromosom

• Poliploidi : perubahan jumlah kromosom menjadi lebih dari dua set kromosom (lebih dari 2n kromosom) organisme yang mengalami disebut poliploidi. contoh : organisme triploid (3n) yang bersifat steril seperti pada semangka tanpa biji, organisme tetraploid (4n), dan pentaploid (5n)

Poliploidi dibedakan menjadi :

1. Autopoliploidi(mengganda sendiri) : terjadi karena gangguan pada saat pembelahan meiosis
2. Alopoliploidi : terjadi karena hibridisasi antarspesies yang set kromosomnya berbeda.

• Aneuploidi : perubahan jumlah kromosom menjadi lebih atau kurang dari penggandaan jumlah kromosom haploid. organisme yang mengalami disebut aneuploid.

Aneuploidi dapat terjadi karena :

1. anafase lag : tidak melekatnya kromatid pada serat gelendong pada saat anafase meiosis I
2. nondisfungsi : kromosom homolog gagal berpisah pada saat anafase meiosis I

Contoh Aneuploidi :

1. Sindrom Turner (22AA+XO = 2n-1 = 45 kromosom) : fenotipe wanita, ovarium tidak tumbuh
2. Sindrom Klinefelter (22AA+XXY = 2n+1 = 47 kromosom) : fenotipe pria,testis tidak tumbuh
3. Sindrom Down (45A+21+XX atau 45A+21+XY = 2n+1 =47 kromosom) : penderita kelebihan 1 autosom pada kromosom 21, disebut mongolisme.
4. Sindrom Jacobs (45A+XYY = 2n+1 = 47 kromosom) : pria bertubuh normal, tinggi, kasar, agresif, antisosial, berwatak kriminal, IQ rendah
5. Wanita Super ( 22AA + XXX = 2n+1 = 47 kromosom) : wanita steril karena kelainan organ reproduksi

Perubahan Struktur Kromosom 

terjadi karena sebagian benang lepas, berpilin, melekat kembali dengan letak terbalik, dsb

1. Delesi dan Dublikasi : delesi adalah hilangnya sebagian gen dari kromosom homolog karena patah. dublikasi adalah penambahan sebagian gen pada kromosom karena penggandaan kromosom pada segmen tertentu.
2. Inversi : pembalikan segmen kromosom yang terjadi karena kromosom patah di dua tempat, kemudian terjadi penyisipan gen-gen kembali dengan urutan terbalik
3. Translokasi : pindahnya sebagian gen dari suatu kromosom ke kromosom lain yang bukan homolognya
4. Katenasi : ujung kromosom yang homolog saling berdekatan sehingga membentuk suatu lingkaran.

Macam mutasi dan penyebabnya 

1. mutasi alami : faktor penyebabnya diduga adalah radiasi sinar kosmis dari angkasa luar, sinar ultraviolet matahari, sinar radioaktif alam.
2. mutasi buatan : sengaja dibuat oleh manusia dan dimanfaatkan untuk mendapatkan bibit tanaman unggul.
3. mutagen : bahan-bahan penyebab terjadinya mutasi

• Bahan kimia : 

1. pestisida
2. agen alkilase yang mengganggu replikasi DNA.
3. kolkisin,metana,formaldehid
4. hidroksil amino merupakan penyebab mutasi pada bakteriofage yang dapat menyerang sitosin(DNA) dan urasil (RNA)

• Bahan fisika : unsur radioaktif (thorium, uranium), radiasi sinar X, alpha, beta, dab gamma
• Bahan biologi : virus dan bakteri yang daat menimbulkan kerusakan pada kromosom