A.
LATAR
BELAKANG
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.
Evolusi didorong oleh dua mekanisme utama,
yaitu seleksi
alam dan hanyutan genetik. Seleksi alam 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.
Sementara itu, hanyutan genetik (Bahasa
Inggris: Genetic Drift) 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. 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.
B.
PERMASALAHAN
1.
Bagaimana teori tentang evolusi tumbuhan ?
2.
Bagaimana peristiwa asal evolusi tumbuhan ?
C.
KAJIAN
TEORITIK
Tumbuhan adalah eukariota
multiseluler yang bersifat autotrof fotosintetik. Sel-sel tumbuhan memiliki
dinding sel yang terbuat dari selulosa, dan tumbuhan menyimpan kelebihan
karbohidratnya dalam bentuk pati. Akan tetapi, karakteristik yang sama juga
dimiliki oleh alga. Bahkan tumbuhan memiliki lebih bannyak karakteristik yang
sama dengan kerabat terdekat tumbuhan dari kelompok alga yaitu alga hijau.
Namun demikian, tumbuhan dapat
dibedakan dengan alga multiseluler. Tumbuhan hampir semuanya merupakan
organisme daratan, meskipun beberapa tumbuhan, seperti teratai, telah kembali
secara sekunder ke air selama evolusinya. Hidup di darat menimbulkan
permasalahn yang sangat berbeda dibandingkan dengan hidup di air, dan kumpulan
adaptasi structural, kimiawi, dan reproduksi terhadap kehidupan darat inilah
yang membedakan tumbuhan dari alga.
Tubuh tumbuhan yang kompleks
menunjukkan derajat spesialisasi struktural yang beranekaragam pada organ-organ
yang berada di bawah tanah, yaitu akar, dan di atas permukaan tanah-tunas yang
akan menjadi daun. Pada sebagian besar tumbuhan, pada daun terdapat pori
mikroskopik (stomata) yang berperan sebagai tempat pertukaran karbondioksida
dan oksigen. Adaptasi darat struktur tumbuhan dilengkapi dengan adaptasi
kimiawi seperti lapisan lilin pada daun yang berfungsi sebagai pelindung.
Menurut Campbell dkk (2003),
berdasarkan catatan fosil yang ada, sejarah adaptasi daratan oleh tumbuhan
terdapat empat periode utama evolusi tumbuhan. Periode tersebut merupakan
radiasi adaptif yang mengikuti evolusi struktur bagi peluang kehidupan di
darat. Keempat periode adalah sebagai berikut:
- Periode pertama, evolusi dihubungkan dengan asal mula tumbuhan dari nenek moyang akuatik, selama masa Ordovisium pada zaman Paleozoikum, sekitar 475 juta tahun silam. Adapasi tersebut memungkinkan tumbuhan yang dikenal sebagai briofita, termasuk lumut. Sebagian besar briofita tidak memiliki jaringan vaskuler, namun beberapa briofita memiliki pembuluh pengangkut air.
- Periode kedua, diversifikasi tumbuhan vaskuler selama masa Devon awal, sekitar 400 juta tahun silam. Di mana tumbuhan vaskuler pertama tidak memiliki biji, dan keadaan ini masih ditemukan pada paku-pakuan.
- Periode ketiga, dimulai dengan kemunculan biji, yaitu struktur yang mempercepat kolonisasi daratan dengan cara melindungi embrio tumbuhan dari kekeringan dan ancaman lainnya. Tumbuhan vaskuler biji pertama muncul sekitar 360 juta tahun silam, dekat dengan masa Devon. Tumbuhan berbiji awal, bijinya tidak terbungkus dalam ruang khusus, seperti pada berbagai jenis gymnospermae termasuk conifer seperti pinus dan tumbuhan konus. Tumbuhan ini hidup bersama tumbuhan lainnya mendominasi bentang alam selama lebih dari 200 juta tahun.
- Periode keempat, munculnya tumbuhan berbunga selama awal masa Krestaseus pada zaman Mesozoikum, sekitar 130 juta tahun silam. Bunga merupakan struktur reproduksi kompleks yang mengandung biji di dalam ruang yang terlindungi (ovarium). Mayoritas tumbuhan modern saat ini menghasilkan bunga atau angiospermae.
1. Karofita
Selama beberapa dekade ahli
sistematik telah mengakui bahwa alga hijau protista fotosintetik yang paling
dekat kekerabatannya dengan tumbuhan. Terdapat keanekaragaman yang sangat besar
pada alga hijau, sehingga penelitian terbaru menfokuskan pada kelompok organisme
akuatik yang merupakan kerabat alga terdekat bagi kingdom tumbuhan. Sekarang
banyak sekali bukti yang mengarah pada alga hijau yang disebut karofita. Dengan
membandingkan ultrastruktur sel, biokimia dan informasi hereditas (DNA dan RNA
serta produk proteinnya) para peneliti telah menemukan homologi antara karofita
dan tumbuhan diantaranya, yaitu a) kloroplas yang homolog, b) kemiripan
biokomiawi, c) kemiripan dalam mekanisme mitosis dan sitokinesis, d) kemiripan
dalam ultrastruktur sperma, dan e) hubungan genetik.
Banyak spesies karofita modern
ditemukan di perairan yang dangkal di sekitar kolam dan danau. Sejumlah
karofita kuno yang hidup pada sekitar saat daratan pertama kali dihuni,
kemungkinan telah menempati habitat dangkal yang dapat mengalami kekeringan.
Seleksi alam telah memungkinkan karofita beradaptasi dengan melindungi gamet
dan embrio pada gametangia.
2. Briofita
Briofita menunjukkan adaptasi
penting yang pertama kali membuat perpindahan ke daratan menjadi mungkin.
Karakteristik yang dimilik briofita di mana gamet berkembang dalam
gametangia, pembuahan sel telur dan embrio yang berkembang dalam organ betina.
Dengan kondisi ini, briofita tidak sepenuhnya terbebaskan dari habitat perairan
nenek moyangnya. Oleh karena, briofita memerlukan air untuk bereproduksi
(sperma memiliki flagel untuk berenang ke sel telur).
Sebagian besar briofita tidak
memiliki jaringan pembuluh angkut, sehingga terjadi proses imbibisi dalam
mengambil air dan proses difusi dalam penyebaran air ke seluruh tubuhnya lambat.
Briofita tidak memiliki jaringan yang diperkuat oleh lignin yang menyokong
tumbuhan tinggi di daratan. Merskipun dapat merentang secara horizontal di atas
permukaan tanah, briofita selalu menempati profil yang rendah. Sebagian besar
tingginya hanya 1-2 cm, dan yang paling besarpun kurang dari 20 cm. Terdapat
tiga divisi pada briofita yaitu lumut daun, lumut hati, dan lumut tanduk.
3. Tumbuhan vaskuler tak berbiji
Sebagaimana dikemukakan di atas
bahwa adaptasi briofita terhadap kehidupan darat meliputi gametangia, embrio,
dan spora berdinding sporollenin. Stomata juga dievolusikan pada briofita dan
beberapa briofita memiliki kutikula yang mirip dengan kutikula tumbuhan
vaskuler. Tumbuhan memiliki asal usul dari monofiletik dari alga hijau. Tumbuhan
vaskuler menambahkan adaptasi baru terhadap kehidupan darat pada adapatasi yang
telah berkembang sebelumnya pada briofita.
Tubuh sebagian besar tumbuhan
vaskuler berdiferensiasi menjadi system akar di bawah permukaan tanah, yang
menyerap air dan mineral dan system tunas batang dan daun di atas pemukaan
tanah, tempat fotosintesis berlangsung. Kedua jaringan penghantar system
pembuluh disebut xylem dan floem. Adaptasi darat penting yang lain adalah
lignin yang tertanam keas dalam matriks selulosa dinding sel yang memberikan
sokongan mekanis.
Fosil tumbuhan vaskuler yang tertua
adalah Cooksonia, yang jika dibandingkan dengan briofita hanya memperlihatkan
dua perubahan penting. Pertama, sporofit merupakan tahap dominan pada tumbuhan
vaskuler awal, sedangkan gametofit tahapan dominan pada briofita. Kedua,
sporofit pada Cooksonia bercabang dan menyebabkan meningkatnya jumlah sporangia
dan spora yang dapat dihasilkan. Tiga divisi dalam tumbuhan vaskuler tak
berbiji adalah likofita, ekor kuda, dan pakis.
4. Gymnospermae
Gymnospermae kemungkinan merupakan
keturunan dari progymnosperma yang pada mulanya tumbuhan tak berbiji. Akan
tetapi pada akhir masa Devon, biji telah dievolusikan. Evolusi biji dikaitkan
dengan megasporangium di mana 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. Di dalam
bakal biji tersebut, gametofit betina berkembang di dalam dinding megaspore dan
disuplai makanan oleh nusellus. Jika tejadi pembuahan, maka zigot akan
berkembang menjadi embrio sporofit dan disebut biji. Ketika biji lepas dari
integument, biji dapat dorman sampai pada kondisi yang memungkinkan biji
berkecambah.
Dalam sejarah kehidupan, pembentukan
superkonteinen Pangea pada masa premium, telah menimbulkan perubahan dramatis
pada flora dan fauna. Banyak yang menghilang, dan banyak yang muncul sebagai
pengganti. Perubahan dominasi pun terjadi baik di lautan maupun di
daratan. Seperti likofit, paku ekor kuda dan pakis digantikan oleh gymnospermae
yang lebih cocok dengan iklim kering. Sampai saat ini terdapat empat divisi
gymnospermae yang tetap bertahan hidup yaitu sikad, ginkgo, gnetofit, dan
konifer.
5. Angiospermae
Saat ini angiospermae merupakan
tumbuhan yang paling beraneka ragam dan tersebar luas. Saat ini dikenal 250.000
spesies angiospermae, dan ditempatkan dalam divisi tunggal yaitu Anthophyta.
Anthophyta terdiri atas dua kelas yaitu monokotiledon dan dikotiledon.
Selama masa evolusi angiospermae,
xilem merupakan bagian yang lebih terspesialisasi. Xilem diduga berkembang dari
sel-sel trakeid yang pada gymnospermae berperan menghantarkan air. Pada
angiospermae, sel trakeid berkembang menjadi sel-sel yang lebih pendek, dan
lebih luas yang disebut unsur pembuluh. Unsur pembuluh membentuk saluran yang
bersambung yang lebih terspesialisasi. Xilem diperkuat dengan serat (fiber)
yang juga berkembang dari trakeid.
Selain spesialisasi xilem, faktor
terbesar perkembangan angiospermae adalah evolusi bunga. Bunga memiliki tingkat
efisiensi reproduksi yang sangat tinggi pada tumbuhan. Bunga adalah tunas yang
mampat dengan empat lingkaran daun yang termodifikasi menjadi kelopak, mahkota,
benang sari, dan putik.
Kemunculan radiasi tumbuhan berbunga, menyebabkan
bentang alam bumi berubah secara dramatis. Nenek moyang angiospermae masih
belum dipastikan, tetapi hasil analisis kladistik pada ciri homolog menunjukkan
gimnospermae dari divisi Gnetophyta sebagai kerabat paling dekat dengan
angiospermae. Fosil tertua angiospermae ditemukan pada batuan awal masa
Kretaseus yang berusia sekitar 130 juta tahun.
D.
PEMBAHASAN
Walaupun mengenai evolusi tumbuhan
tidak ada bukti fosil secara langsung, tetapi diduga dimulai pada periode Pra
Kambrium sebelum era Paleozoic, saat laut bertemu daratan alga hijau telah
mengembangkan ciri-ciri yang memungkinkan bertahan hidup dalam periode
kekeringsn ysng sebentar-sebentar. Pada akhir
Silur keturunan yang mampu hidup ditanah gersang telah muncul dan mulai
menempati lingkungan yang baru, kelompok itu yang disebut sebagai tumbuhan
dengan syarat, yaitu:
1. Mengandung klorofil a dan b.
2. Kekurangan daya gerak/ daya berpindah tempat dengan cara pengkerutan serabutnya.
3.
Mempunyai tubuh yang tersusun
dari banyak sel yang berlainan untuk membentuk jaringan dan organ.
4. Mempunyai organ seks yang tersusun dari banyak sel tambahan.
5. Menghasilkan keturunan yang disebut embrio yang berkembang sebagian dan
dilindungi serta diberi makan untuk masa tertentu dalam tubuh induknya.
6. Dengan syarat tersebut, Ernest Haeckel menempatkan ALGA (kecuali
Cyanophyta) ke dalam dunia Protista, karena Alga tidak mempunyai persyaratan 4
dan 5.
7. Ahli botani membagi dunia Tumbuhan ke dalam 2 devisi yaitu Bryophyta dan
Tracheophyta.
1.
Devisi Bryophyta
Bryophyta
merupakan moyang tumbuhan berpembuluh, merupakan bentuk peralihan dari Algae
dan tumbuhan berpembuluh dengan alasan:
•
Strukturnya sederhana
•
Tidak mempunyai jaringan
pembuluh
•
Hidup di tempat basah
•
Tetapi berdasar catatan fosil, hal
tersebut tidak benar, karena tidak ada fosil Bryophyta ditemukan dalam batuan
yang terbentuk sebelum periode Devon, padahal tumbuhan berpembuluh sudah ada
sejak Silur
2.
Devisi Tracheophyta
Meskipun anatomi tumbuhan yang
pertama tidak diketahui benar, fosil-fosil yang terawal menunjukkan bahwa
organisme Tracheophyta telah mengembangkan sistem pembuluh untuk pengengkutan
air dan makanan ke seluruh tumbuhan.
Menjelang akhir periode Devon muncul
4 kelompok yang berbeda, masing-masing telah meninggalkan beberapa keturunan
sampai sekarang, yaitu kelompok subdevisi Psilophyta, Lycophyta, Spenophyta dan
Pterophyta.
Keturunannya yang hidup
berjumlah ± 260.000 spesies
a.
Sub Devisi Psilopsida
Psilopsida tidak memepunyai akar dan
daun (batang di bawah tanah berupa rhizoma dan rimpang) dan batang tegak di
atas tanah, masing-masing mempunyai xilem dan floem. Empat species yang hidup
di masa kini mirip Psilopsida fosil.
Contoh: Psilopsida purba, hanya mempunyai 1 macam
spora
Psilotum nodum, merupakan Psilopsida sejati
b.
Subdevisi Lycopsida
Lycopsida merupakan lumut gada ±
1000 spesies Lycopsida sekarang masih ada. Genus Selaginella dan Lycopodium umum
terdapat di Amerika utara Lycopodium biasa disebut pinus tanah. Fosil species
bisa mencapai tinggi 3 meter, yang hidup selama periode Missisipi dan Pensylvania dan sisa-sisanya membantu pembentukan endapan batubara. Sebagian besar batubara yang ada di dunia terbentuk pada periode tersebut,
maka periode Missisipi dan Pensylvania disebut sebagai periode Karbon.
c.
Subdevisi Sphenopsida
Tumbuhan
anggota subdevisi ini disebut ekor kuda “scuring rushes” (bahan penggosok). Hanya
ada 1 genus Sphenopsida yaitu Equisetum yang terdiri atas 25 species yang
bertahan hidup sampai sekarang. Sphenopsida turut andil dalam pembentukan
batubara.
d.
Subdevisi Pteropsida
Pteropsida
merupakan paku yang hidup pertama pada periode
Devon. Terdiri dari kelas Filicinae (paku-pakuan).
E.
KESIMPULAN
GYMNOSPERMAE
Gymnospermae
awal hidup selama periode Mississipi dan Pensylvania, bersama dengan tumbuhan
paku Lycopsida dan sphenopsida, turut berperan dalam pembentukan batubara. Akhir periode Misissipi muncul Konifer. Konifer merupakan Gymnospermae tertua dan terbesar.
ANGIOSPERMAE
Angiospermae
muncul pada endapan Jura, akhir era Mesozoic menjadi Tumbuhan dominan, ±
250.000 spesies ditemukan hidup dan sekarang ± 34.000 species dijumpai masih
hidup.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, neil A. dkk. Biologi edisi kelima – jilid 2. Jakarta : PT.
Glora Aksara Pratama.
wikipedia.org
google.com/evolusi_tumbuhan.html.
