Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Persebarannya
A. Biosfer dan Makhluk Hidup
Biosfer
adalah zona tipis di Bumi dan di atas permukaan Bumi yang tebalnya tidak lebih
dari 20 km. Saat ini Bumi merupakan satu-satunya tempat di alam dunia yang
diketahui terdapat kehidupan dan tempat makhluk hidup melakukan aktivitas
hidupnya. Makhluk hidup selalu berinteraksi dengan lingkungannya, yang terdiri
dari lingkungan tak hidup (abiotik) dan lingkungan hidup (biotik).
Biosfer terdiri dari
sebagian lapisan atmosfer dan lapisan kulit Bumi. Lapisan atmosfer adalah
lapisan udara di atas muka Bumi, yang membungkusnya dengan gas-gas dan terdiri
dari tiga lapisan utama, yaitu ionosfer (+80 km di atas muka Bumi), stratosfer
(16-18 km di atas muka Bumi), troposfer (0-16 km di atas muka Bumi).
Sampai saat ini, baru
diketahui hanya di lapisan troposfer makhluk hidup bisa beraktivitas. Troposfer
adalah lapisan dinamis yang terdapat uap air yang dapat membentuk awan dan
hujan secara periodik.
Sedangkan lapisan
kulit Bumi terdiri dari dua bagian, yaitu litosfer dan hidrosfer. Litosfer
merupakan bagian yang padat dari lapisan kulit Bumi. Sedangkan hidrosfer
merupakan bagian yang cair dari lapisan kulit Bumi.
Jadi makhluk hidup
tinggal dan beraktivitas di kedua lapisan bumi tersebut. Makhluk hidup hanya
dapat beraktivitas pada lapisan troposfer dari atmosfer, hidrosfer, dan
litosfer. Oleh karena itu, ketika lapisan tersebut disebut dengan lapisan
biosfer.
B. Sel Sebagai Unit Kehidupan
1. Sel Sebagai Unit Kehidupan
Sel
merupakan unit kehidupan, baik dari segi struktural, pertumbuhan, reproduksi,
hereditas, dan fungsional. Sel sebagai unit struktural maksudnya adalah sel
merupakan satuan terkecil penyusun tubuh organisme. Organisme multiseluler,
tubuhnya dibangun oleh banyak sel yang diperoleh darin pembelahan mitosis
berulang-ulang sebuah sel tunggal (monoseluler) yang disebut zigot. Zigot
dihasilkan dari peleburan sel kelamin (sel benih) jantan dan betina. Karena dari
sel kelamin dapat dihasilkan individu baru, sel dikatakan juga sebagai unit
produksi. Masing-masing sel kelamin (sel kelamin jantan dan sel kelamin betina)
membawa materi genetik (genom) sebagai penentu sifat (karakter) yang akan
diwariskan kepada turunannya (individu baru).
Di dalam
masing-masing sel penyusun tubuh makhluk hidup terselenggara semua aktivitas
kehidupan, baik pada organisme uniseluler, organisme yang selnya bergabung
membentuk koloni dan pada organisme uniseluler. Pada organisme uniseluler,
seluruh aktivitas hidup dilaksanakan oleh sel tersebut. Pada organisme yang
berbentuk koloni belum tampak diferensiasi fungsi yang jelas dari masing-masing
sel penyusun koloninya. Sedangkan organisme multiseluler terdapat diferensiasi
fungsi untuk menjalankan aktivitas kehidupan.
Agar dapat
melaksanakan seluruh aktivitas hidup, sel harus memiliki bagian-bagian utama,
yaitu membran plasma, protoplasma (cairan sel atau sitoplasma dengan seluruh
organel-organel sel yang terdapat di dalamnya), dan nukleus yang mengandung
materi genetik (genom).
2. Reproduksi Sel
a. Reproduksi Sel
Reproduksi
sel dapat diartikan sel memperbanyak diri, baik yang terjadi pada organisme
tingkat sel (uniseluler) maupun yang terjadi pada sel-sel penyusun tubuh
organisme multiseluler. Reproduksi sel dapat dibedakan atas: amitosis, mitosis,
dan meiosis. Amitosis adalah pembelahan langsung tanpa melalui tahapan. Pada
amitosis, mula-mula nukleus membelah kemudian diikuti pembagian sitoplasma dari
sel induk, dan dari satu sel induk bisa terbentuk dua sel baru atau lebih.
Sedangkan mitosis
adalah pembelahan sel melalui beberapa tahapan utama yaitu: profase, metafase,
anafase dan telofase. Mitosis ditujukan untuk memperbanyak sel, biasanya
terjadi pada proses pertumbuhan individu dan perbaikan (pengganti) sel-sel
tubuh yang rusak.
Kemudian meiosis
adalah pembelahan sel yang bersifat reduksi dari sel yang diploid menjadi sel
haploid (terjadi penurunan jumlah kromosom sel anak menjadi setengah jumlah
kromosom sel induknya), dan dari satu sel induk menjadi empat sel anak. Meiosis
terdiri dari dua tahap pembelahan yaitu meiosis I dan meiosis II. Meiosis I
terdiri dari profase I yang terbagi lagi menjadi 5 fase yaitu leptonema,
zygonema, pakhinema, diplonema, dan diakinesis.
b. Reproduksi Makhluk Hidup
Proses yang dilakukan
oleh makhluk hidup untuk menghasilkan individu baru (keturunan) dari jenisnya
dinamakan reproduksi (perkembangbiakan). Tujuan reproduksi adalah untuk
mempertahankan kelestarian suatu spesies (jenis) makhluk hidup. Banyak cara
reproduksi yang dilakukan oleh organisme. Cara-cara reproduksi tersebut dikelompokkan atas: 1)
reproduksi aseksual (vegetatif), dan 2) reproduksi seksual (generatif).
Reproduksi aseksual
adalah jenis reproduksi yang dilakukan oleh suatu organisme dengan melibatkan
sel tubuh saja tanpa melibatkan sel kelamin. Pada hewan, perkembangbiakan
seperti ini umumnya hanya dijumpai pada hewan rendah, misalnya paramaecium,
amoeba, dan euglena dengan membelah diri; hydra dan ubur-ubur dengan bertunas; bintang
laut dan planaria dengan fragmentasi. Pada tumbuhan reproduksi aseksual
dilakukan oleh tumbuhan rendah sampai tumbuhan tinggi; misalnya membentuk spora
pada algae dan lumut; tunas, umbi, rizoma pada tumbuhan tinggi.
Reproduksi seksual
adalah perkembangbiakan makhluk hidup yang melibatkan sel kelamin (gamet).
Dengan demikian, yang dimaksud reproduksi seksual bukan hanya perkembangbiakan
melalui perkawinan (peleburan sel kelamin jantan dan betina) saja, tetapi
partenogenesis pun termasuk di dalamnya. Partenogenesis adalah reproduksi
seksual dimana gamet betina (ovum) tumbuh menjadi embrio tanpa menyatu dengan
gamet jantan (sperma). Partenogenesis ini dijumpai pada lebah, semut, lalat
buah, dan lain-lain. Konyugasi pun dimasukkan ahli ke dalam jenis reproduksi
seksual.
Selain reproduksi
yang berlangsung secara alami, kita kenal pula ada reproduksi buatan, baik yang
dilakukan secara in vivo maupun in vitro. Reproduksi buatan biasanya dilakukan
oleh manusia untuk meningkatkan kesejahteraannya. Misalnya reproduksi buatan
yang dilakukan pada tumbuhan dan hewan ternak.
1) Reproduksi Alami pada Hewan
Hewan
dapat melakukan reproduksi aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual pada hewan
sedikit terjadi jika dibandingkan dengan tumbuhan, dan hanya terbatas pada
hewan tingkat rendah, yaitu dengan cara pembelahan sel, pertunasan (“budding”),
dan fragmentasi.
Pembelahan: Terjadi
pada hewan bersel satu (Protozoa), misalnya amoeba, paramaecium, dan euglena.
Pertunasan (budding):
Terjadi pada Hydra sp, ubur-ubur, dan
lain-lain. Keturunan baru berkembang dari tunas yang tumbuh pada tubuh induk.
Pada beberapa spesies, misalnya ubur-ubur dan Hydra sp, tunas akan lepas dan
dapat hidup bebas. Pada koral, tunas tetap terikat pada tubuh induk dan
menyebabkan terjadinya koloni.
Fragmentasi: Terjadi
pada beberapa jenis cacing (misalnya planaria), bintang laut, ular, dan
lain-lain. Pada beberapa jenis cacing, setelah tubuh mencapai ukuran normal
(dewasa), secara spontan cacing tersebut terbagi-bagi menjadi delapan atau sembilan
bagian. Setiap bagian akan berkembang menjadi cacing dewasa dan proses ini
terulang kembali.
Reproduksi seksual
merupakan cara reproduksi pada hampir semua hewan mulai hewan tingkat rendah
sampai hewan tingkat tinggi. Reproduksi seksual melibatkan kelenjar kelamin
(gonad) untuk menghasilkan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum atau
sel telur). Pada umumnya reproduksi seksual terjadi melalui penyatuan sperma
dan ovum saat berlangsungnya pembuahan (fertilisasi), walaupun pada
partenogenesis ovum dapat berkembang menjadi individu baru tanpa fertilisasi.
Sperma memiliki bentuk dan ukuran yang jauh berbeda dengan ovum sehingga
disebut heterogamet.
2) Reproduksi Alami pada Tumbuhan
Tumbuhan juga
melakukan reproduksi aseksual dan seksual, sama halnya dengan hewan. Bedanya,
pada tumbuhan, semua tingkatan mulai dari tumbuhan tingkat rendah sampai
tumbuhan tingkat tinggi mampu melakukan reproduksi aseksual maupun seksual.
Pada tumbuhan, fertilisasi dan meiosis membagi kehidupan individu menjadi dua
fase atau generasi, yaitu generasi gametofit mulai dengan spora yang dihasilkan
saat meiosis. Spora ini haploid dan semua sel yang diturunkannya juga haploid.
Diantara sel-sel yang dihasilkan generasi sporofit mulai dengan zigot yang
diploid, semua sel yang berasal dari sini
yang berkembang dengan cara mitosis juga diploid. Akhirnya sel-sel
tertentu akan menjalani meiosis sehingga terbentuk spora-spora, pertanda
dimulai kembali generasi gametofit.
3) Reproduksi Buatan
Reproduksi
buatan umumnya sengaja dilakukan oleh manusia untuk menunjang kesejaheraanya.
Reproduksi buatan ini dapat dilakukan secara in vivo maupun in vitro.
Reproduksi vegetatif buatan sangat banyak dilakukan manusia pada tumbuhan,
misalnya memperbanyak tanaman dengan stek, cangkok, menyambung, menempel, dan
lain-lain. Kesemua cara ini ditujukan agar tanaman berproduksi dalam waktu yang
cepat dan kualitas baik.
Pada hewan ternak,
reproduksi buatan in vivo dilakukan dengan mempertemukan gamet jantan dan
betina tetap dalam tubuh hewan betina, tetapi dengan metode kawin suntik. Pada
proses ini, sperma dari hewan jantan yang kita inginkan ditransfer ke dalam
saluran kelamin hewan betina yang sedang birahi dengan sejenis alat yang
mempunyai jarum suntik, sehingga disebut kawin suntik.
Pada reproduksi
buatan in vitro (yang sangat dikenal dengan bayi tabung pada manusia),
reproduksi dilakukan dengan cara menyatukan gamet jantan dan gamet betina di
luar tubuh hewan yang bersangkutan, yang biasanya digunakan cawan petri, karena
itulah disebut in vitro yang secara harfiah artinya di dalam gelas (cawan).
Setelah terjadi pembuahan dalam cawan, embrio dibiarkan berkembang sampai
stadium blastula, kemudian ditransfer ke dalam rongga uterus (rahim) ibu. Di
dalam rahim itu embrio berkembang, berimplantasi, dan menjadi individu baru
seperti pada kehamilan biasa. Teknik seperti ini sering disebut bayi tabung.
C. Asal Mula Kehidupan
Berikut in adalah
beberapa teori tentang asal mula kehidupan di Bumi.
1. Teori Cosmozoa, menyatakan bahawa makhluk
hidup datang di Bumi dari bagian lain alam semesta ini. Teori ini berdasarkan
dua asumsi bahwa, (1) benda hidup itu ada atau telah ada di suatu tempat dalam
alam semesta ini dan (2) hidup itu dapat dipertahankan selama perjalanan antar
benda angkasa ke Bumi.
2. Teori Pfluger, menyatakan bahwa Bumi
berassal dari suatu materi yang sangat panas, kemudian dari bahan itu
mengandung karbon dan nitrogen terbentuk
senyawa Cyanogen (CN). Dari senyawa ini terbentuk zat protein pembentuk
protoplasma yang akan menjadi makhluk hidup.
3. Teori Moore, menyatakan bahwa dapat
munncul dari kondisi yang cocok dari bahan anorgonik pada saat Bumi mengalami
pendinginan melalui suatu proses yang kompleks dalam larutan yang labil. Bila
keadaan kompleks ini tercapai akan muncullah hidup itu.
4. Teori Allen, menyatakan pada saat keadaan
fisis Bumi ini seperti keadaan sekarang, beberapa reaksi terjadi yaitu energi
yang datang dari sinar Matahari diserap oleh zat besi yang lembab dan
menimbulkan pengaturan atom dari materi-materi. Interaksi antara nitrogen,
karbon, hidrogen, oksigen, dan sulfur dalam genangan air di muka Bumi akan
mementuk zat-zat yang difus yang akhirnya membentuk protoplasma benda hidup.
5.Teori
Transendental, teori ini menyatakan bahwa makhluk hidup itu diciptakan oleh
Super Nature atau Tuhan Yang Mahakuasa di luar jangkauan sains. (Jasin,
1997:120-121).
D. Proses Evolusi Kehidupan
Perubahan makhluk
hidup dari bentuk yang sederhana ke bentuk yang lebih kompleks dan bervariasi
terjadi karena DNA mengalami perubahan kode genetik (mutasi). Kode genetik yang
paling sesuai dengan keadaan lingkungan
akan mendapatkan peluang ang lebih besar untuk berkembang. Organisme
yang dapat bertahan hidup di lingkungan tertentu disebut dengan adaptasi.
Makhluk hidup yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan hidupnya dapat
mengembangkan populasinya, sedangkan yang tidak mampu beraptasi akan punah.
Inilah yang disebut dengan seleksi alam (natural selection).
E. Keanekaragaman Makhluk Hidup
1. Penyebab Keanekaragaman Makhluk Hidup
Menurut ahli,
keanekaragaman makhluk hidup terbentuk dari proses evolusi. Saat Bumi terbentuk
terjadi proses evolusi kimiawi. Proses kimiawi mengubah molekul-molekul organik
yang lebih besar, yang kemudian memunculkan sel pertama. Setelah waktu yang
cukup lama dalam sejarah evolusi, dari sel pertama ini kemudian memunculkan
organisme multiseluler pada awal era Paleozoikum. Proses evolusi ini terus
berlanjut seiring dengan perubahan iklim dan pergeseran benua. Pada akhirnya
sebagai hasil proses evolusi, bermunculanlah beraneka ragam makhluk hidup.
2. Klasifikasi Makhluk Hidup
Langkah pertama yang
dilakukan untuk menngetahui ciri-ciri morfologi, anatomi, fisiologi, perilaku
atau ciri-ciri lain dari makhluk hidup adalah identifikasi. Identifikasi yaitu
menentukan nama ilmiah dan kelompok makhluk hidup sesuai dengan Kode Tatanama
Internasional. Identifikasi merupakan langkah utama klasifikasi. Dengan
klasifikasi keanekaragaman hayati makhluk hidup dapat dipelajari dan dipahami dengan
lebih mudah atau utuh.
Klasifikasi makhluk
hidup dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu system buatan (artifisial),
sistem alamiah, dan sistem filogenetik. Sistem buatan adalah pengelompokan
makhluk hidup yang lebih banyak didasarkan pada ciri-ciri morfologi atau
habitatnya, tetapi penggunaan ciri-ciri alami masih terbatas, sehingga
kelompok-kelompok yang dihasilkan juga terbatas. Contoh: 1) Klasifikasi oleh
Aristoteles yang mengelompokkan tumbuhan berdasarkan habitat dan perawakannya
menjadi 4 kelompok, yaitu; gulma atau liana, semak, perdu, dan pohon. 2)
Klasifikasi oleh Carolus Linnaeus yang mengelompokkan tumbuhan menurut jumlah
benang sari, yaitu: monandrie (1 benang sari), diandrie (2 benang sari) dan
seterusnya.
F. Persebaran dan Sejarah Perkembangan
Makhluk Hidup
1. Persebaran Makhluk Hidup
Biogeografi adalah
ilmu yang mempelajari tentang persebaran organisme di muka bumi. Studi tentang
penyebaran spesies menunjukkan, spesies-spesies
berasal dari suatu tempat, namun selanjutnya menyebar ke berbagai
daerah. Organisme tersebut kemudian mengadakan diferensiasi menjadi subspesies
baru dan spesies yang cocok terhadap daerah yang ditempatinya. Persebaran
organisme di bumi dipengaruhi oleh faktor lingkungan, sejarah geologi, dan
penghambat fisik.
a. Faktor Lingkungan
Dua faktor lingkungan
utama yang berpengaruh terhadap persebaran makhluk hidup adalah faktor abiotik
(daratan, perairan, dan lintang geografis) dan biotik (tumbuhan, hewan dan
jasad renik (mikroorganisme).
b. Faktor Sejarah Geologi
Saat dunia masih
bersatu dalam bentuk Pangaea, kira-kira 200 juta tahun lalu, suatu spesies
berada dalam pada daerah dan bentuk yang sama. Kemudian seiring berjalannya
waktu benua-benua mulai memisahkan diri. Spesies-spesies yang awalnya hidup
dalam daratan yang sama kemudian terpisah. Spesies yang terpisah tersebut
masing-masing mendapatkan lingkungan yang berbeda. Spesies yang terpisah
tersebut mulai beradaptasi dan mengubah bentuk dan fungsi tubuhnya sesuai
dengan keadaan lingkungannya. Dengan demikian karena perubahan bentuk dan
fungsi tubuhnya maka terbentuklah subspesies.
c. Faktor Penghambat Fisik
Faktor penghambat
fisik disebut juga penghalang geografi atau barrier (isolasi geografi) seperti
daratan (land barrier), perairan (water barrier), dan penggentingan daratan
(isthmus). Contohnya adalah: gunung yang tinggi, padang pasir, sungai atau
lautan membatasi penyebaran dan kompetisi dari suatu spesies. Contoh kasusnya
adalah terjadinya subspesies burung finch di kepulauan Galapagos akibat isolasi
geografis. Di kepulauan tersebut, Charles Darwin menemukan 14 spesies burung
finch yang diduga berasal dari satu jenis burung finch dari Amerika Selatan.
Perbedaan burung finch tersebut akibat keadaan lingkungan yang berbeda.
Perbedaannya terletak pada ukuran dan bentuk paruhnya. Perbedaan ini ada
hubungannya dengan jenis makanan.
d. Persebaran Tumbuhan dan Hewan
Garis lintang bumi
(lattude) menunjukkan terdapatnya 4 wilayah iklim di bumi, yaitu tropis,
subtropis, dingin, dan kutub. Perbedaan iklim tersebut, selain jenis tanahnya
akan memberikan perbedaan jenis tumbuhan yang hidup di sana karena faktor
adaptasi dengan lingkungan. Dengan ketinggian lahan dari permukaan laut sampai
ke puncak gunung yang paling tinggi (altitude) juga menunjukkan perbedaan iklim
yang mirip, yang menyebabkan pada dataran rendah sampai ke dataran tinggi
didiami oleh tumbuhan yang berbeda-beda.
Pada persebaran hewan
lebih ditentukan oleh letak/wilayah geografis (zoogeografis). Di bumi, daerah
persebaran hewan (zoogeografi) dibedakan menjadi enam lokasi berdasarkan
persamaan fauna, yaitu: 1) Palearktik (palearctic) yang meliputi Asia sebelah
utara Himalaya, Eropa dan Afrika, dan Gurun Sahara sebelah Utara, 2) Nearktik
(nearctic) yaitu Amerika Utara, 3) Neotropis (neotropical) yaitu Amerika
Selatan bagian tengah, 4) Oriental meliputi Asia dan Himalaya bagian Selatan;
5) Etiopia (ethiopian) yaitu Afrika, dan 6) Australia (australian) meliputi
Australia dan pulau-pulau sekitarnya.
2. Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup
Menurut suatu teori,
organisme sekarang adalah hasil dari proses evolusi kehidupan. Evolusi
kehidupan adalah suatu perubahan kehidupan menjadi bentuk kehidupan lainnya
melalui suatu proses yang perlahan-lahan dan mungkin memakan waktu ratusan
sampai jutaan tahun. Teori tersebut menyebutkan bahwa organisme yang mula-mula
ada di dunia berupa organisme bersel tunggal dan organisme ini berasal dari
agregasi molekul-molekul yang ada.
Bagaimana mekanisme
dasar sehingga organisme bersel tunggal itu
tersebut menjadi makhluk hidup bersel banyak? Salah satu dugaan ini
adalah yaitu: Biosfer: suatu dunia kehidupan di Bumi kita ini komponennya
menjadi suatu subsistem. Maka sebagai suatu subsistem organisme itu dibentuk
oleh materi dan energy yang tersedia dalam biosfer pula. Karena dalam biosfer
berlaku hukum Termodinamika I dan II, maka organisme itu akan mengalami
perlakuan hukum tersebut.
Hukum Termodinamika
I:
Di dalam biosfer tak
ada energi yang hilang, jumlah energi itu tetap yang berubah hanya bentuknya.
Contohnya: Energi
listrik berubah menjadi energi mekanik, energi mekanis berubah menjadi energi panas.
Hukum Termodinamika
II:
Bila suatu sistem
dibiarkan berdiri sendiri, maka sistem tersebut cenderung untuk mengalami
penguraian kearah yang paling tidak teratur.
Berkaitan dengan
hukum I dan II tersebut, organisme akan menjadi suatu jalur arus energi. Dalam
tubuh organisme, energi akan mengalami sebagai suatu sistem. Kalau dibiarkan
begitu saja maka organisme akan cendrung kearah kerusakan yang paling parah. Sebaliknya,
organisme sebagai suatu sistem akan mempertahankan diri dari perlakuan hukum
tersebut. Organisme dapat mempertahankan diri dengan adanya kemampuan
pelestarian diri, sedangkan kemampuan ini adalah bagian dari proses evolusi.
Perkembangan lain,
yaitu adanya suatu kerjasama antara organisme, sehingga akan membentuk kalori.
Dengan alasan yang sama pula terjadi gejala perkembangan menuju kearah
pembentukan organisme bersel banyak. Kemudian berkembanglah apa yang dinamakan
organisme bersel banyak seperti halnya organisme uniselluler, organisme
multiselluler ini berkembang menjadi beraneka ragam organisasi lainnya.
Kesimpulan
Biosfer adalah zona
tipis di Bumi dan di atas permukaan Bumi yang tebalnya tidak lebih dari 20 km.
Saat ini Bumi merupakan satu-satunya tempat di alam dunia yang diketahui
terdapat kehidupan dan tempat makhluk hidup melakukan aktivitas hidupnya.
Makhluk hidup selalu berinteraksi dengan lingkungannya, yang terdiri dari
lingkungan tak hidup (abiotik) dan lingkungan hidup (biotik). asal mula
kehidupan di Bumi. Teori Transendental, teori ini menyatakan bahwa makhluk
hidup itu diciptakan oleh Super Nature atau Tuhan Yang Mahakuasa di luar
jangkauan sains. (Jasin, 1997:120-121). Penyebab Keanekaragaman Makhluk Hidup.Menurut
ahli, keanekaragaman makhluk hidup terbentuk dari proses evolusi Saat Bumi
terbentuk terjadi proses evolusi kimiawi. Persebaran Makhluk Hidup, Persebaran
organisme di bumi dipengaruhi oleh faktor lingkungan, sejarah geologi, dan
penghambat fisik.
Daftar Pustaka
1.Jasin, Maskoeri. 1997. Ilmu Alamiah Dasar.
Jakarta: RajaGrafindo.
2.Purnama, Hari. 2003. Ilmu Alamiah Dasar.
Jakarta: Rineka Cipta.
3.Tim MK IAD UNP. 2007. Handout Ilmu Kealaman
Dasar. Padang: UPT MKU UNP.
