MAKALAH EVOLUSI BUKTI DAN PETUNJUK ADANYA EVOLUSI TUMBUHAN BERBIJI (SPERMATOPHYTA)
TatanRustandi 143112620120016
FAKULTAS BIOLOGI PROGRAM STUDI S1 BIOLOGI JURUSAN BIOLOGI MEDIK UNIVERSITAS NASIONAL JAKARTA TAHUN 2015
I. PENDAHULUAN 1.1 Lata B!"a#a
%$Evolusi adalah suatu perubahan struktur dan fungsi makhluk hidup dengan perubahan dari sesuatu yang sederhana menjadi lebih kompleks dan beragam. Perubahan berlangsung sedikit demi sedikit dan dalam kurun waktu yang lama (Saylo et al., 20!. Perubahan yang terjadi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu perubahan progresif dan perubahan retrogresif. Perubahan progresif adalah perubahan agar suatu makhluk hidup dapat bertahan hidup, sehingga terjadi perubahan struktur dan fungsi makhluk hidup dari kondisi sederhana menuju kondisi yang maju dan modern. Perubahan retrogresif adalah perubahan yang dapat menyebabkan kepunahan, perubahan yang dimaksud yaitu perubahan yang disebabkan karena struktur dan fungsi mengalami kemunduran atau melebihi proporsinya sehingga makhluk hidup tersebut tidak bisa bertahan hidup. Evolusi merupakan salah satu konsep dasar fundamental ilmu pengetahuan modern. "eori evolusi ini menjelaskan suatu fenomena yang didokumentasikan dalam #atatan fosil, kesamaan molekul, genetik, dan perbedaan morfologi organisme, serta distribusi geografis dari organisme hari ini dan di masa lalu, sehingga fenomena tersebut digunakan sebagai sejarah kehidupan (Pojeta dan Springer, 200!. Sejak
$aman
%ristoteles
telah
dikemukakan
teori
evolusi
yang
menjelaskan proses evolusi meliputi sumber variabilitas, diferensiasi populasi, isolasi reproduktif, organisasi variasi genetik dalam populasi, asal mula spesies dan hibridisasi. Evolusi merupakan suatu teori sintesis yang memanfaatkan segala disiplin ilmu yang relevan seperti, biostratigrafi, paleontology, palaekologi, biologi molekuler, paleogeografi, biokimia, biostatistik. Perubahan struktur dan fungsi makhluk hidup dalam proses evolusi sangat tergantung pada struktur &'% dari makhluk hidup tersebut, sehingga perubahan frekuensi gen dalam populasi dipengaruhi oleh faktorfaktor evolusi antara lain sebagai berikut ) a.
*utasi
*utasi dapat menyebabkan variasi genetik karena adanya perubahan se#ara a#ak pada struktur &'%, sehingga mutasi ini merupakan salah satu faktor terjadinya evolusi. *utasi dapat terjadi karena faktor lingkungan (oleh $at mutagenik! ataupun faktor dari dalam individu berupa kesalahan pada saat replikasi. %da dua jenis mutasi yaitu mutasi ke#il dan perubahan kromosom. +asus pertama adanya substitusi beberapa pasang nukleotida dalam molekul &'% sedangkan perubahan kromosomal yaitu perubahan besar yang meliputi ratusan bahkan ribuan nukleotida. Perubahan variasi genetik yang diturunkan sehingga berpengaruh terhadap evolusi dapat menguntungkan ataupun merugikan bagi individu yang mengalaminya (Susanto, 20!. b.
Genetic drift Genetic drift adalah perubahan a#ak pada frekuensi gen di dalam populasi
ke#il yang disebabkan oleh kematian, migrasi atau isolasi. Perubahan yang terjadi pada populasi ke#il akan membuat perbedaan besar. Geneti drift dapat disebabkan oleh the bottleneck effect dan the founder effect (*ader, 200!. The bottleneck effect terjadi ketika adanya pengurangan sejumlah individu dalam populasi karena adanya ben#ana alam seperti kebakaran, gempa bumi, habisnya #adangan makanan dan penyakit yang mewabah. Populasi yang dapat bertahan hidup sangat sedikit sehingga gen pool tidak merepresentasikan populasi awal. The Founder effect dapat terjadi ketika sejumlah ke#il organisme menetap di suatu tempat sebagai populasi baru. en pool kelompok migrasi yang lebih ke#il biasanya tidak merepresentasikan gen pool populasi yang besar. -al ini akan mengakibatkan ketika individuindividu bereproduksi dan jumlah founding population meningkat, frekuensi gennya berbeda dari populasi awalnya (*ader, 200!. #.
%liran en (Gen Flow! %liran gen dapat terjadi melalui perkawinan antar populasi, sehingga
individu dari suatu populasi yang pindah ke populasi yang baru akan menyumbangkan alelnya ke gene pool dari populasi tersebut. -al ini dapat mengubah frekuensi alel pada populasi yang baru. %liran gen dapat terjadi dari kisaran imigran yang sangat rendah sampai kisaran imigran yang sangat tinggi tergantung dari jumlah individu yang datang dan seberapa banyak perbedaan
genetik
inidividuindividu
yang
dapat
bergabung.
migrasi
ke#il
dapat
menghasilkan perubahan frekuensi alel yang sangat besar bila informasi genetik ini berbeda. d.
/ekombinasi Seksual /eproduksi seksual dapat menghasilkan keturunan yang berbeda dengan
induknya karena selama meiosis kromosom bergabung se#ara a#ak dan terjadi penggabungan materi genetik dari dua gamet saat peristiwa fertilisasi. &engan demikian rekombinasi
gen memberikan peluang
besar
untuk terjadinya
variabilitas yang berpengaruh terhadap evolusi populasi. e.
Seleksi alam &arwin mengumukakan bahwa seleksi alam adalah salah satu faktor
evolusi. ndividu yang mampu bertahan yaitu individu yang memiliki ke#o#okan dengan lingkungannya. leh sebab itu, yang bertugas sebagai penyeleksi kelestarian makhluk hidup dari generasi ke generasi adalah alam. -asil adaptasi suatu makhluk hidup disebut modifikasi yang diturunkan pada anaknya, sehingga seleksi alam merupakan salah satu faktor evolusi (%ppleman, 10!. Evolusi juga terjadi pada tumbuhan berbiji (Spermatophyta! yang mengalami perubahan struktur tertentu sehingga mampu beradaptasi dari kehidupan akuatik menuju kehidupan di darat. -al ini dibuktikan dengan adanya #atatan fosil sebagai bukti dan petunjuk evolusi. 3atatan fosil tersebut ditemukan dari $aman &evonian hingga 3resta#eus.
1.2 T&'&a$
Penulisan makalah ini bertujuan untuk memberikan informasi tentang bukti dan petunjuk evolusi pada tumbuhan berbiji (Spermatophyta!.
1. M!t*!
*etode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini yaitu dengan penelusuran pustaka serta jurnal ilmiah yang mendukung topik.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
+.1 Ga,-aa$ U,&, E"&/ T&,-&a$ B!-' (S!,at3ta)
"eori evolusi biologis atau disingkat teori evolusi, masa sekarang ini dapat dikatakan bahwa teorinya diterima oleh hampir semua ahli biologi, walaupun teori tersebut disusun berdasarkan buktibukti tak langsung. Pokok dari teori evolusi adalah bahwa hewan, tumbuhan, dan manusia dalam berbagai abad yang lalu te lah berkembang dari makhluk yang berbentuk lebih sederhana. Semua itu melalui proses evolusi yang telah berlangsung beriburibu tahun, bahkan berjutajuta tahun (4idodo, 151!. "eori evolusi bisa juga dimaksudkan sebagai teori yang menyatakan bahwa ada kekerabatan di antara organisme atau ada perubahan dan keragaman makhluk hidup, dalam hal ini teori evolusi merupakan penjelasan terhadap berbagai fenomena yang kemudian ditunjuk sebagai bukti evolusi. *enurut 3ampbell et al. (2006!, empat periode utama evolusi tumbuhan didasarkan pada #atatan fosil sejarah adaptasi tumbuhan yang menuju kehidupan di darat seiring dengan perubahan struktur. +eeempat periode tersebut yaitu ) . Periode pertama ditunjukkan dengan adanya tumbuhan briofita termasuk lumut yang berasal dari nenek moyang akuatik selama masa rdovisium pada $aman Palae$oikum 78 juta tahun yang lalu. 9aringan vaskuler hanya dimiliki oleh sebagian ke#il briofita dan beberapa memiliki pembuluh pengangkut air. 2. Periode kedua terjadi keragaman tumbuhan vaskuler selama $aman &evon awal (700 juta tahun yang lalu! yang tidak mempunyai biji pada tumbuhan vaskuler pertama, ditemukan pada tumbuhan pakupakuan. 6. Periode ketiga ditandai dengan kemun#ulan biji yang melindungi embrio dari kekeringan. Sekitar 6:0 juta tahun yang lalu mun#ul tumbuhan vaskuler biji pertama yang terbuka seperti pada ymnospermae termasuk 3onifer. Selama 200 juta tahun tumbuhan ini menempati bumi. 7. Periode keempat, terjadi sekitar 60 juta tahun lalu mun#ul tumbuhan berbunga pada awal masa Crestaceus $aman *eso$oikum. "umbuhan ini memiliki
struktur
khusus
perkembangbiakan
berupa
bunga
yang
mengandung biji yang terlindungi oleh ovarium sehingga disebut dengan %ngiospermae.
ambar . ;eberapa kejadian utama evolusi tumbuhan (Sumber: Campbell, 200!
+.2 A/a" M&"a T&,-&a$ G3,$/!,a!
ymnospermae merupakan tumbuhan dengan biji terbuka yang tidak memiliki ruangan pembungkus (ovarium! tempat biji %ngiospermae berkembang. ;erdasarkan #atatan fosil, ymnospermae merupakan tumbuhan berbiji yang mun#ul lebih awal dibandingkan dengan %ngiospermae (3ampbell et al., 2006!. ymnospermae kemungkinan merupakan keturunan dari Progymnosperma yang pada awalnya merupakan tumbuhan tak berbiji. %kan tetapi, pada akhir masa &evon, biji telah dievolusikan. Evolusi biji dikaitkan dengan megasporangium pada tumbuhan berbiji bukanlah suatu ruangan, akan tetapi sebaliknya merupakan struktur berdaging padat yang disebut nusellus. Pada tumbuhan berbiji, keseluruhan struktur integumen, megasporangium, dan megaspore membentuk ovul yang disebut bakal biji. &i dalam bakal biji tersebut, gametofit betina berkembang di dalam dinding megaspore dan disuplai makanan oleh nusellus. 9ika tejadi pembuahan, maka $igot akan berkembang menjadi embrio sporofit dan disebut biji. +etika biji lepas dari integumen, biji dapat dorman sampai pada kondisi yang memungkinkan biji berke#ambah (3ampbell et al , 2006!.
Pembentukan Pangea pada masa Permium, telah menimbulkan perubahan yang besar pada flora dan fauna. ;anyak yang menghilang, dan banyak yang mun#ul sebagai pengganti. Perubahan dominasi pun terjadi baik di lautan maupun di daratan. Seperti likofit, paku ekor kuda dan pakis digantikan oleh ymnospermae yang lebih #o#ok dengan iklim kering. Sampai saat ini terdapat empat divisi ymnospermae yang tetap bertahan hidup yaitu sikad, ginkgo, gnetofit, dan #onifer (3ampbell et al., 2006!. Sejauh ini yang paling besar diantara empat divisi ymnospermae adalah 3oniferophyta, yaitu konifer. stilah #onifer (;ahasa latin, #onus, keru#ut, dan ferre,
+.. A/a" M&"a T&,-&a$ A$%/!,a
Saat ini %ngiospermae merupakan tumbuhan yang paling beraneka ragam dan tersebar luas. Saat ini dikenal 280.000 spesies %ngiospermae, dan ditempatkan dalam divisi tunggal yaitu %nthophyta. %nthophyta terdiri atas dua kelas yaitu monokotiledon dan dikotiledon (3ampbell et al., 2006!. Selama masa evolusi %ngiospermae, >ilem merupakan bagian yang lebih terspesialisasi. ?ilem diduga berkembang dari selsel trakeid yang pada ymnospermae berperan menghantarkan air. Pada %ngiospermae, sel trakeid berkembang menjadi selsel yang lebih pendek, dan lebih luas yang disebut unsur pembuluh. @nsur pembuluh membentuk saluran yang bersambung yang lebih terspesialisasi. ?ilem diperkuat dengan serat (fiber! yang juga berkembang dari trakeid (3ampbell et al., 2006!.
Selain spesialisasi >ilem, faktor terbesar perkembangan %ngiospermae adalah evolusi bunga. ;unga memiliki tingkat efisiensi reproduksi yang sangat tinggi pada tumbuhan. ;unga adalah tunas yang mampat dengan empat lingkaran daun yang termodifikasi menjadi kelopak, mahkota, benang sari, dan putik (3ampbell et al., 2006!. +emun#ulan radiasi tumbuhan berbunga, menyebabkan bentang alam bumi berubah se#ara dramatis. 'enek moyang %ngiospermae masih belum dipastikan, tetapi hasil analisis kladistik pada #iri homolog menunjukkan ymnospermae dari divisi netophyta sebagai kerabat paling dekat dengan %ngiospermae. Aosil tertua %ngiospermae ditemukan pada batuan awal masa Cretaceus yang berusia sekitar 60 juta tahun (3ampbell et al., 2006!.
+.+ B&#t E"&/ T&,-&a$ B!-' (S!,at3ta) +.+.1 B&#t E"&/ T&,-&a$ G3,$/!,a!
ymnospermae lebih dulu hadir daripada %ngiospermae. ymnospermae pertama adalah Pteridospermatophyta yang hidup pada $aman &evonian hingga Cretaceous. ;entuk tanaman ini berupa tanaman yang merambat (Selmeier, 11:!.
Pteridospermatophta
merupakan
ymnospermae
pertama.
"anpa
pengetahuan tentang struktur reproduksi biji pakis akan sulit untuk dibedakan dari pakis dewasa. &aun pakis yang menyirip terbagi seperti pakis (3leal dan "homas, 2001!. 'amun, daun pakis yang fertile memiliki organ serbuk sari atau ovula yang merupakan struktur penghasil spora. Spora pakis disebarkan melalui angin. Serbuk sari biji *edullosans sebesar 0,6 mm lima kali lebih besar dari ratarata (+enri#k dan &avis, 2007!. *embedakan daun Pteridospermatophyta dengan tumbuhan paku tanpa adanya pengetahuan struktur reprsoduksi. Arond merupakan struktur daun yang ada pada tanaman paku dan menghasilkan pollen atau spora. Pollen *edullosans memiliki diameter lebih besar dari yang biasanya, yaitu 0,6 mm dan disebarkan oleh serangga. ;iji terletak sepanjang rusuk daun. Potongan melintang batang bertipe Polystele. ?ylem sekunder pada bagian dalam dan Aloem sekunder pada bagian luar. "ascular bundle terbagi menjadi tiga atau lebih bagian, yang bagian luarnya
berfusi
membentuk
lingkaran
tahun.
Glossopteris
adalah
Pteridospermatophyta yang memiliki #ascular bundle tipe eustele, yang
merupakan karakteristik #onifer dan %ngiosperma. +ayu tipe polystele dan eustele mirip dengan kay tipe #onifer (9ung, 11:!. *edullosa memiliki frond terbesar, men#apai meter dan ber#abang dikotom. ?ilem sekunder dikelilingi oleh #ambium, floem sekunder dan jaringan kortikal. *edullosa hidup lebih baik di tanah yang kaya akan mineral (+enri#k dan &avis, 2007!.
Ga,-a 2. Da&$ G"///t!/. Dt!,&#a$ a*a 4a,a$ P!,a$ aa". I""aaa 6a" M!a/&!/7 D&$!*,7 N! S&t 8a"!/7 A&/ta"a (V$!37 2009). +.+.2 B&#t E"&/ T&,-&a$ A$%/!,a!
;ukti evolusi tanaman %ngiospermae tidak banyak ditemukan. hanya ada beberapa sisasisa fosil, tanpa fosil yang utuh. Sisa fosil ini berupa materi vegetatif dan serbuk sari. 3iri khas dari %ngiospermae yang berupa biji tertutup kurang dapat ditemukan pada fosil ini (Small, 2002!. +eluarga
baru
basal
%ngiospermae
(%r#haefru#ta#eae!
yaitu,
$rchaefructus liaoningensis dan $. sinensis ditemukan oleh e Sun dari 3hina dan &avid &il#her dari Florida %useum of &atural 'istor(. Aosil dari kedua spesies berupa bunga, biji, dan buah ditemukan di Aormasi Bi>ian di Ciaoning, 3hina bagian timur laut. +edua spesies ini diyakini hidup pada $aman akhir 3reta#eous atau awal $aman 9urrasi# sekitar 28 atau 7 juta tahun yang lalu.
%r#haefru#ta#eae merupakan tanaman air yang memiliki batang panjang, ke#il dan herba#eous. &aunnya berada didekat struktur reproduktif dan membutuhkan air untuk melebar. "anaman ini hidup di air untuk membantu polinasi dan penyebaran biji, sehingga dapat menghasilkan bunga. Aosil tanamn berbunga pertama baru ditemukan berupa tanaman air yang mirip dengan tanaman dari rdo 'ymphaeales (Small, 2002!.
Ga,-a . F/" A:a!;&:t&/ (St#/ta*7 2002)
"anaman berbunga dapat menghasilkan kelopak karena adanya gen SEP yang diaktifkan. en ini didapatkan dari nenek moyang tanaman tidak berdaun, tidak memiliki bunga. %da beberapa gen koding SEP, *%&Sbo>, dan %PE"%C% yang dapat menghasilkan karakter maju. en ini menghasilkan organ tumbuhan, berupa petal, bunga, stamen dan karpel. "anaman yang tidak menghasilkaan bunga juga memiliki gen ini, namun tidak aktif. en ini apabila diaktifkan akan menghasilka petal bunga dari daun (/hawn, 2001!. en ini berasal dari #yanoba#teria (alga hijaubiru! dan ara#hae miliaran tahun yang lalu. 3yanoba#teria (alga hijaubiru! dan %ra#hae merupakan organisme pertama yang menempati bumi. en ini ditekan selama satu miliar tahun dan diaktifkan karena adanya induksi se#ara biologis dengan adanya perubahan lingkungan untuk menghasilkan tanaman berbunga (/hawn, 2001!.
V. KESIMPULAN
;erdasarkan tujuan dan pembahasan yang ada, maka dapat disimpulkan bahwa
bukti
dan
petunjuk
evolusi
tumbuhan
berbiji
adalah
berupa
Pteridospermatophyta dan %r#haefru#ta#eae. Pteridsospermatophyta merupakan gymnsospermae pertama, yang juga merupakan spermatophyte pertama. 9arak evolusi antara Pteridospermatophyta dan tanaman paku #ukup dekat, karena Pteridospermatopyhta merupakan spesiasi dari tanaman paku. -al ini dapat dilihat dari pteridospermatophyta yang masih memiliki frond seperti tanaman paku. Pteridospermatopyhta
diperkirakan
hidup
pada
$aman
&evonian
hingga
Cretaceous. Sedangkan angiospermae pertama adalah %r#haefru#ta#eae yang ditemukan di 3hina. %r#haefru#ta#eae hanya memiliki dua spesies, yaitu $rchaefructus liaoningensis
dan $rchaefructus sinensis.
%r#haefru#ta#eae
diperkirakan hidup pada $aman akhir #reta#eous sekitar 28 atau 7 juta tahun yang lalu. %r#haefru#ta#eae merupakan tanaman air yang mirip dengan tanaman dari rdo 'ymphaeales. *un#ulnya bunga pada tanaman angiospermae karena adanya gen koding yang aktif. en ini meliputi gen SEP, *%&Sbo>, dan %PE"%C%.
DAFTAR PUSTAKA
%ppleman, P. 10. &arwin. 4.4. 'orton D 3ompany. 'ew Bork. 3ampbell, '. %., 9. ;. /ee#e, C. . *it#hell. 2006. ;iologi Edisi +elima 9ilid . Erlangga) 9akarta. 3leal 3.9 dan "homas, ;.%. 2001. ntrodu#tion to Plant Aossils. 3ambridge @niversity Press. @nited +ingdom. 9ung, 4. 11:. Aerns, 3y#ads, or 4hat n &ernba#h, @.Petrified Aorest) "he 4orldFs 6 *ost ;eautiful Petrified Aorests. &G/ Publishers. ermany. +enri#k, P dan &avis, P. 2007. Aossil Plants. Smithsonian ;ooks. 4ashington. *ader, S.S. 200. ;iology. Seventh edition. *#raw-ill. ;oston. Pojeta, 9 dan Springer. 200. Evolution and the Aossil /e#ord. "he Paleontologi#al So#iety. %meri#an eologi#al nstitute %le>andria, Hirginia. /hawn, 9oseph. 2001. "he Evolution f Cife Arom ther Planets "he Airst Earthlings, E>tra"errestrial -ori$ontal ene "ransfer, nterplanetary eneti# *essengers and the eneti#s of Eukaryogenesis and *ito#hondria *etamorphosis. 9ournal of 3osmology Hol )0080. Saylo, *onalie 3., 3heryl 3. Es#oton, and *i#ah *. Saylo. 20. Pun#tuated EIuilibrium vs. Phyleti# radualism. nternational 9ournal of ;io S#ien#e and ;io "e#hnology Hol. 6 'o.6. Selmeier, %. 11:. dentifi#ation of Petrified 4ood *ade Easy. n &ernba#h, @. Petrified Aorest) "he 4orldFs 6 *ost ;eautiful Petrified Aorests. &G/ Publishers. ermany. Small, 3hristine 9. 2002. @n#orrelated Evolution f Ceaf %nd Petal Henation Patterns %#ross "he %ngiosperm Phylogeny. 9ournal of E>perimental ;otany Hol. 60 (6!. Stokstad, E. 2002. Aossil Plant -ints -ow Airst Alower ;loomed. S#ien#e 21:)52. Susanto, %gus -eri. 20. enetika. raha lmu. Bogyakarta. Hiney, *ike. 2005. S#ien#e lympiad &ivision (Phylum! Pteridospermatophyta. Petrified 4ood *useum, "hailand.
4idodo. 151. "eori Evolusi ;iologis. +P *alang. *alang.
