Proses Evolusi
Dalam 3,5 milyar tahun sejak kehidupan muncul di bumi, evolusi telah menghasilkan variasi makhluk hidup yang sangat beraneka ragam. Jutaan spesies berevolusi, adapun yang lainnya tidak dapat bertahan hidup dan menjadi punah. Dengan mempelajari catatan fosil, para ilmuwan mempelajari pola evolusi.
Menurut Darwin, variasi dalam populasi merupakan “bahan mentah”
terjadinya evolusi. Oleh karena mutasi dapat menghasilkan variasi, mutasi juga
dianggap sebagai ''bahan mentah'' evolusi. Melalui seleksi alam, variasi
tersebut terseleksi dan menyisakan organisme dengan sifat yang sesuai dengan
lingkungannya. Akan tetapi, bagaimanakah evolusi dapat menghasilkan spesies
baru, bahkan kingdom yang berbeda?
Sewaktu Darwin mengajukan teorinya, ia tidak mengenal adanya
gen, DNA, serta mekanisme mutasi yang dapat menyebabkan adanya variasi. Darwin
juga belum mengenal genetika dan biologi molekular.
Spesiasi
Spesiasi adalah proses terbentuknya spesies baru. Menurut
pengertiannya, spesies adalah populasi makhluk hidup yang mampu melakukan
reproduksi sesamanya dan menghasilkan keturunan yang fertil. Namun, tidak dapat
melakukan reproduksi dengan kelompok lainnya. Berdasarkan hal tersebut, terlihat
bahwa reproduksi antara satu spesies dengan spesies lain adalah hal yang tidak
mungkin, karena terjadi isolasi reproduksi antarspesies. Oleh karena itu, kunci
dari spesies adalah adanya isolasi reproduksi.
Isolasi Reproduksi
Terdapat beberapa cara isolasi reproduksi yang dapat
terjadi, yaitu isolasi prazigotik dan isolasi postzigotik. Isolasi prazigotik
adalah isolasi yang terjadi sebelum terjadinya fertilisasi. Adapun isolasi
postzigotik terjadi setelah terjadi fertilisasi
1.) Isolasi Prazigotik
Isolasi prazigotik mencegah terjadinya perkawinan individu. Isolasi ini dapat ditimbulkan sebagai akibat isolasi ekologi, isolasi perilaku, isolasi mekanik, dan isolasi temporal (musim).
a.) Isolasi ekologi
Isolasi ini mengakibatkan dua populasi yang terpisah oleh
habitat yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan pada daerah geografi yang
sama. Masing-masing mengembangkan perbedaan yang besar sehingga tidak dapat
dikawinkan lagi. Contohnya, katak pohon yang hidup di atas pohon dan kodok (
ufo) yang hidup di kolam atau air tanah. Jika dipertemukan, tidak akan terjadi
perkawinan akibat isolasi ekologi yang telah berlangsung lama.
b.) Isolasi perilaku
Isolasi perilaku terjadi jika dua populasi yang berkerabat memiliki perbedaan kebiasaan dalam melakukan perkawinan. Dengan adanya perilaku ini, reproduksi hanya dapat terjadi antara populasi yang dapat mengerti perilaku tersebut. Perilaku ini dapat berupa suara, tingkah laku, dan sekresi zat kimia. Isolasi perilaku umumnya terjadi pada burung dan ikan.
Isolasi perilaku terjadi jika dua populasi yang berkerabat memiliki perbedaan kebiasaan dalam melakukan perkawinan. Dengan adanya perilaku ini, reproduksi hanya dapat terjadi antara populasi yang dapat mengerti perilaku tersebut. Perilaku ini dapat berupa suara, tingkah laku, dan sekresi zat kimia. Isolasi perilaku umumnya terjadi pada burung dan ikan.
 |
| Isolasi perilaku pada burung Priloris victoriae jantan |
 |
| Isolasi perilaku pada burung Frageta minor. |
c.) Isolasi mekanik
Isolasi mekanik adalah isolasi yang menyangkut struktur
tubuh dan perbedaan sel kelamin yang membuat tidak terjadinya reproduksi.
Contohnya, terjadi pada bintang laut, landak laut, dan hewan Echinodermata lain
yang melakukan fertilisasi eksternal. Hewan-hewann tersebut memiliki perbedaan
molekul yang dapat mengikat sel telur dan spermanya sehingga menghalangi
terjadinya fertilisasi silang antarspesies. Pada hewan yang melakukan
fertilisasi internal, perbedaan ukuran alat kelamin jantan dan betina
menghalangi terjadinya fertilisasi antarspesies. Pada tumbuhan, ukuran bunga dan
polinatornya merupakan contoh isolasi mekanik. Perhatikan Gambar berikut.
 |
| Ukuran bunga mempengaruhi jenis polinator |
d.) Isolasi temporal
Isolasi ini terjadi akibat perbedaan
waktu kematangan antara jantan dan betina. Hal ini menyebabkan fertilisasi tidak
akan terjadi. Contohnya, terjadi pada spesies Pinus radiata dan Pinus muricata.
Keduanya tidak akan pernah dapat melakukan fertilisasi silang karena kematangan
reproduksi Pinus radiata terjadi pada awal Februari dan Pinus unicata terjadi
pada akhir April.
2.) Isolasi Postzigot
Isolasi postzigotik mencegah terjadinya perkembangan atau reproduksi individu (hibrid) yang telah dihasilkan. Isolasi ini dapat terjadi melalui inviabilitas hibrid (kematian hibrid), sterilitas hibrid, dan penurunan kualitas hibrid.
a.) Inviabilitas dan sterilitas hibrid
Ketika dua individu dari spesies yang berbeda dapat melakukan perkawinan, individu hasil persilangan (hibrid) dapat terbentuk. Namun, biasanya hibrid tersebut mati sebelum dapat melakukan reproduksi (invibialitas hibrid) atau hibrid yang dihasilkan mandul (sterilitas hibrid). Kedua kondisi ini berfungsi sebagai mekanisme isolasi postzigotik, mencegah aliran gen antarspesies. Hibrid steril dapat dihasilkan dari perkawinan antara kuda dan keledai, itik dan entok, serta banyak contoh lainnya.
Ketika dua individu dari spesies yang berbeda dapat melakukan perkawinan, individu hasil persilangan (hibrid) dapat terbentuk. Namun, biasanya hibrid tersebut mati sebelum dapat melakukan reproduksi (invibialitas hibrid) atau hibrid yang dihasilkan mandul (sterilitas hibrid). Kedua kondisi ini berfungsi sebagai mekanisme isolasi postzigotik, mencegah aliran gen antarspesies. Hibrid steril dapat dihasilkan dari perkawinan antara kuda dan keledai, itik dan entok, serta banyak contoh lainnya.
b.) Penurunan kualitas hibrid
Terkadang generasi pertama dari perkawinan antarspesies dapat menghasilkan hibrid yang sehat dan fertil. Namun, ketika sesama hibrid tersebut dikawinkan sesamanya atau dengan populasi induknya, dihasilkan keturunan yang lemah atau steril. Contohnya, perkawinan antarspesies kapas menghasilkan hibrid fertil. Akan tetapi, keturunan generasi selanjutnya akan mati karena tumbuh menjadi tanaman yang lemah.
Terkadang generasi pertama dari perkawinan antarspesies dapat menghasilkan hibrid yang sehat dan fertil. Namun, ketika sesama hibrid tersebut dikawinkan sesamanya atau dengan populasi induknya, dihasilkan keturunan yang lemah atau steril. Contohnya, perkawinan antarspesies kapas menghasilkan hibrid fertil. Akan tetapi, keturunan generasi selanjutnya akan mati karena tumbuh menjadi tanaman yang lemah.
Mekanisme Spesiasi
Terdapat beberapa penjelasan yang menerangkan bagaimana isolasi reproduksi yang
telah dijelaskan sebelumnya dapat terjadi. Mekanisme spesiasi ini menjelaskan
beberapa kasus spesiasi yang dapat diamati di alam. Terdapat tiga model
mekanisme spesiasi, yakni allopatrik, simpatrik, dan parapatrik, perhatikan
Gambar berikut.
 |
| Anggrek Dendrobium crepidalum ini merupakan salah satu contoh atau hibrid steril |
Pada spesiasi allopatrik, populasi terpisahkan secara
geografis. Oleh karena dua populasi tersebut terpisahkan, masing-masing
mengakumulasikan perbedaan genetis. Fenotipe kedua kelompok populasi ini
akhirnya akan berubah. Perbedaan ini dapat memicu spesiasi, menyebabkan kedua
kelompok tidak dapat melakukan reproduksi. Contohnya, monyet Sulawesi ( acaca
brunnescens) di pulau Muna dan pulau Buton dianggap jenis yang berbeda dari
acaca chreata di Sulawesi Tenggara karena terpisah secara geografi.
Pada spesiasi simpatrik, spesiasi terjadi pada daerah yang
sama. Spesiasi ini merupakan hasil dari spesiasi yang terjadi dalam populasi
atau beberapa populasi yang menempati tempat yang sama. Hal ini dapat terjadi
karena terdapat mekanisme yang menyebabkan suatu kelompok individu terisolasi
secara reproduksi dalam lingkungan yang sama.
Misalnya, mutasi menyebabkan sedikit perubahan warna, bentuk,
atau zat kimia yang menyebabkan polinator tidak tertarik pada bunga tersebut.
Mutasi menyebabkan individu terisolasi secara reproduksi dengan bunga lain di
sekelilingnya. Tanaman yang terisolasi tersebut mungkin dapat bertahan hidup
melalui polinasi sendiri atau hibridasi dengan populasi terdekat dari spesies
yang berbeda. Ketika subpopulasi kecil ini terisolasi, besar kemungkinan
terbentuk spesies baru yang secara genetis berbeda dengan spesias asal.
Suatu spesies dapat memiliki penyebaran yang luas. Ketika
spesies tersebut menyebar, spesies tersebut menempati berbagai habitat berbeda.
Dengan sifat habitat dan pengaruh yang berbeda terhadap spesies, dapat terjadi
perbedaan-perbedaan akibat perbedaan habitat tersebut. Seiring waktu, perbedaan
tersebut semakin terakumulasi hingga akhirnya terbentuk isolasi reproduksi
berdasarkan perbedaan habitat, meskipun kedua spesies bersebelahan. Proses
spesiasi yang terjadi di daerah bersebelahan dengan daerah spesies yang
kekerabatanya dekat ini disebut spesiasi parapatrik.