Mengapa para ahli dapat merekonstruksi struktur tubuh kuda secara lengkap dari masa ke masa

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Evolusi merupakan bangunan ilmu terbesar, dan perkembangannya sangat luas. Meliputi pokok bahasan yang beragam dan terdapat bagian-bagian yang agak ditakutkan. Para ahli biologi evolusi sekarang meneliti evolusi dari berbagai disiplin ilmu, seperti genetika molekuler, morfologi dan embriologi. Mereka juga bekerja dengan peralatan yang beragam seperti dengan larutan kimia di dalam tabung reaksi, tingkah laku hewan di hutan rimba, fosil yang dikoleksi dari daerah-daerah purbakala dan batu-batu karang atau gunung-gunung batu.

Idea yang mudah dimengerti dan sederhana dari evolusi adalah seleksi alam (natural selection), karena dapat diuji secara ilmiah dalam semua lingkungan. Idea seleksi alam ini merupakan idea yang mampu diterima semua ilmu, dan hanya teori ini yang diklaim bisa mempersatukan pendapat-pendapat berbeda dalam biologi. Dengan teori ini berbagai temuan fakta yang ada di hutan hujan tropik, perubahan dan macam-macam warna yang terdapat di kebun botani, serta sekawanan hewan yang sementara bermain di daerah peternakan, dapat dijelaskan. Teori ini juga dapat digunakan untuk memahami asal mula kehidupan melalui kimia-bumi (geochemistry) dan proporsi gas yang ada di atmosfer. Sebagaimana dinyatakan oleh

Theodosius Dobzhansky seorang ahli evolusi di abad dua puluh, bahwa: ‘nothing in biology makes sense expect in the light of evolution’.

Evolusi artinya perubahan-perubahan dalam bentuk dan tingkah laku organisme antara generasi ke generasi. Bentuk-bentuk organisme, pada semua level dari rantai DNA sampai bentuk morfologi yang makroskopik dan tingkah laku sosial yang termodifikasi dari nenek moyang selama proses evolusi. Meskipun demikian, tidak semua perubahan dapat didefenisikan sebagai evolusi

Teori-teori ilmiah terbaru sering mendorong banyak kontroversi. Kontroversi ini mempunyai pengaruh bermanfaat pada kemajuan ilmiah, karenanya para ilmuan dengan pandangan-pandangan yang berbeda bekerja secara intensif untuk menemukan bukti-bukti yang dapat mendukung idea-idea mereka. Teori evolusi organik dan teori seleksi alam (natural selection) Darwin melandasi setiap aktivitas mereka. Sebagai ilmuan, mereka berusaha mencari data-data yang dapat mendukung ataupun dapat membuktikan bahwa teori-teori terdahulu itu mungkin saja tidak benar. Beberapa prinsip yang digunakan Darwin yang dianggap dapat memberikan petunjuk adanya evolusi antara lain adanya variasi di antara individu-individu dalam satu keturunan, adanya pengaruh penyebaran geografi, ditemukannya fosil-fosil diberbagai lapisan batuan bumi yang menunjukkan adanya perubahan secara berangsur-angsur, adanya homology antara organ system pada makhluk hidup, adanya data sebagai hasil studi mengenai komparatif perkembangan embrio.

Rumusan Masalah

Dalam penyusunan makalah ini, masalah dirumuskan sebagai berikut:

1. Apa yang dimaksud dengan homologi?
2. Apa yang dimaksud dengan fosil?
3. Bagaimana hubungan antara fosil dengan umur lapisan bumi?
4. Bagaimana data fosil kuda?
5. Bagaimana data fosil primate?
6. Apa yang dimaksud dengan rudimentasi organ?

 Tujuan

Penyusunan makalah ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui tentang homologi.
2. Mengetahui tentang fosil.
3. Mengetahui hubungan antara fosil dengan umur lapisan bumi.
4. Mengetahui tentang data fosil kuda.
5. Mengetahui tentang data fosil primate.
6. Mengetahui tentang rudimentasi organ.

 PETUNJUK EVOLUSI

Homologi Organ Tubuh

Petunjuk tentang adanya evolusi dapat dipelajari dari studi tentang organ berbagai mahkluk hidup yang memiliki kesamaan. Misalnya anggota tubuh yang dimiliki oleh Vertebrata. Homolog merupakan semua kesamaan fungsi yang berasal dari struktur yang sama contohnya adalah anggota gerak yang dimiliki oleh vertebrata berupa sepasang tangan, kaki, dan sayap. Ataupun perbandingan anatomi yang merupakan pembandingan seluruh tubuh karena kerangka setiap spesies yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda pula yang dinamakan organ homolog. Dimana anggota gerak tersebut memiliki jari, adanya tulang radius, ulna, dan sebagainya. Anggota gerak tersebut dimiliki oleh semua kelompok vertebrata. Kesamaan anggota gerak tidak hanya meliputi tulang tetapi juga otot, saraf, persendian, dan pembuluh darah. Contohnya adalah anggota gerak depan cicak dan kadal untuk berjalan, sayap burung dan sayap kelelawar untuk terbang, keseluruhan anggota gerak tersebut homolog dengan kaki depan kuda atau tangan manusia (Widodo et al., 2003).

Sedangkan struktur sayap burung dan kelelawar berbeda dengan sayap serangga maupun kupu-kupu, meskipun funsinya dapat sama. Hal ini disebabkan karena asal usul organ tersebut tidak sama. Kesamaan fungsi namun berbeda asalnya disebut analog. Atau disebut juga organ yang fungsinya sama tapi berbeda spesies.

Contoh informasi dari perbandingan pertumbuhan adalah adanya celah insang pada embrio vertebrata. Celah insang pada ikan dewasa akan tumbuh menjadi insang, sedangkan pada reptile, aves dan mamalia dewasa tidak tumbuh menjadi insang, kecuali pada beberapa terlihat pada (Gambar 1). Kesamaan lain juga diperlihatkan pada perkembangan embrio vertebrata, ditunjukkan bahwa hampir semua embrio mempunyai struktur dasar yang sama, hal ini dapat dilihat dengan homologi (Gambar 2).

Gambar 1. Perkembangan Embrio Vertebrata. Semua Vertebrata Memiliki Celah-celah Insang dalam Stadium Embrional (Sumber: Ridley, 1996).

Gambar 2. Struktur Homologi pada Beberapa Vertebrata. Semua tetrapod modern mempunyai pentadactyl dasar (lima digit) struktur lengannya. Misalnya, forelimb pada burung, manusia, ikan paus, dan kelelawar, semuanya mempunyai struktur dasar yang sama, tetapi mempunyai fungsi yang berbeda (Sumber: Ridley, 1996).

Data Fosil

Istilah fosil berasal dari bahasa latin fodere yang berarti menggali. Fosil dapat berupa tulang-belulang, tubuh, jejak, dan sisa makhluk hidup yang terawetkan dalam batuan sediment. Sehingga Cuvier menyimpulkan bahwa pada masa tertentu telah diciptakan makhluk hidup yang berbeda dari masa ke masa lainnya. Misalnya adaptasi kuda, zebra, keledai merupakn suatu adaptasi makhluk hidup yang jutaan tahun yang lalu merupakan hewan yang lemah, kecil berangsur-angsur menjadi hewan yang lincah, kuat dan berlari sangat cepat (Widodo et al., 2003).

Fosil merupakan makhluk hidup atau sebagian dari makhluk hidup yang tertimbun oleh tanah, pasir, lumpur dan akhirnya membatu, kadang-kadang hanya berupa bekas-bekas organisme. Umumnya fosil yang ditemukan adalah dalam keadaan tidak utuh yaitu hanya suatu bagian atau beberapa bagian dari tubuh makhluk. Hancurnya tubuh makhluk hidup tersebut disebabakan oleh pengaruh angin, air, bakteri pembusuk, hewan-hewan pemakan bangkai dan masih banyak yang lain (Widodo et al., 2003).

Fosil dapat ditemukan diberbagai macam lapisan bumi, sehingga penentuan umurnya didasarkan atas umur lapisan yang mengandung fosil-fosil itu. Umumnya fosil yang terdapat di lapisan yang paling dalam, mempunyai umur yang lebih tua sedangkan umur fosil yang ditemukan pada lapisan yang lebih atas mempunyai umur yang lebih muda. Dengan membandingkan fosil yang ditemukan diberbagai lapisan bumi yaitu mulai dari sederetan fosil yang ditemukan pada lapisan bumi yang tua sampai yang muda menunjukkan adanya perubahan yang terjadi secara berangsur-angsur, maka dapat disimpulkan bahwa fosil merupakan petunjuk adanya evolusi. Ilmu yang mempelajari tentang fosil yang menggungkapkan banyaknya keterangan yang membenarkan adanya evolusi adalah Palaentologi.

Fosil binatang paling purba yang ditemukan adalah fosil inventrebata( binatang yang tidak bertulang belakang) primitive penghuni air. Menurut catatan Dobzhansky, “struktur tubuhnya sudah amat rumit dan maju”. Ada yang tubuh dan kulitnya bersendi-sendi. Sesungguhnya binatang ini adalah mahkluk yang baik adaptasinya dengan lingkunganya, yang berupa laut tenang pada zaman kuno. Kemudian dalam batuan yang terjadi sekitar 450 juta tahun yang lalu muncullah sisa-sisa mahkluk macam baru. Mahkluk tersebut yaitu ostrakodermata, yang rupanya mirip ikan sedangkan bentuknya kasar. Ostrakodermata memiliki kerangka dalam, tidak memiliki rahang dan binatang ini menyusuri dasar laut sambil menghisap makananya. Binatang ini dikenal sebagai leluhur lampre masa kini (Moore, 1979).

Sementara waktu berlalu, rekaman batuan menunjukkan bahwa mahkluk yang lingkupnya terbatas ini mulai digantikan oleh ikan berahang yang disebut plakodermata dan akantodi. Ikan semacam ini tidak perlu menyelam menyusuri dasar laut untuk mencari makan, tetapi pada tingkat kedalaman manapun binatang ini dapat memakan berbagai macam makanan ataupun menangkap mangsa. Ikan tuna rahang terlahir dengan busur insang yang sedikit mengalami perubahan dan berbentuk huruf V yang menghadap ke samping.

Mutasi dan seleksi menghasilkan sirip yang lebih baik untuk berenang. Ikan baru yang sisa-sisanya ditemukan dalam sedimen laut purba memiliki sirip ekor, sirip punggung dan sirip dubur sebagai penyeimbang dan ada pula sirip dada dan sirip perut untuk mengendalikan gerakanya. Ikan tersebut terus memenuhi seluruh permukaanya bumi.

Gambar 3. Struktur Ikan yang Mempunyai Sirip Lengkap.

Tetapi ikan yang amat berbeda dengan semua pendahuluanya muncul dalam batuan yang kira-kira berumur 390 juta tahun. Bagian depan tengkoraknya dapat diangkat dan diturunkan sedikit, suatu perubahan yang mengalami guncangan manakal rahang di tutup rapat. Gigi-giginya runcing tajam dan amat cocok untuk menangkap mangsa. Suatu tulang semacam itu dan struktur yang berhubungan dengannya pada waktu kemudian dikenal sebagai tulang binatang daratan. Ikan yang lain dari yang lain ini disebut Crossopterygii (sirip cuping). Kira-kira 365 juta tahun yang lalu, selama Zaman Devon, beberapa Crossopterygii melangkah ke darat. Mungkin hidupnya menghuni sungai yang pada musim panas terik mongering menjadi kolam-kolam yang bertebaran di sana sini.

Selain itu ditemukanya fosil mahkluk hidup yang lebih tinggi tingkatanya dari pada Crossopterygii adalah amfibi primitif yaitu Ichtyostega. Amfibi tersebut memiliki ekor ikan, paru-paru dan sekaligus memiliki tungkai serta kaki yang cukup berkembang. Sambil merangkak-rangkak di sepanjang tepian sungai, ikan ini menangkap serangga yang baru mulai berkeliaran di sana.

Gambar 4. Fosil Transisi dari Ikan ke Amphibi (Anonim, 2008).

Ketika saatnya tiba, mutasi dan seleksi kembali menunjukkan hasil yang mengagumkan. Beberapa amfibi menghasilkan telur yang terbungkus belulang kuat dan keras. Dengan demikian telurnya lebih terlindung dari pada telur lembut ikan dan amfibi lainya. Telur baru yang lebih baik ini dibuahi di dalam tubuh dan disimpan dalam tempat yang aman hingga menetas. Dengan kesempurnaan yang ada padanya, binatang petelur ini bebas dari air. Embrio yang terlindung baik dapat berkembang dalam perairanya sendiri, yakni rongga amnion telur dan terjaga tidak hanya terhadap kekeringan, melainkan juga terhadap bahaya daratan sekitar. Kelompok baru dan lebih bebas yang ber-evolusi dari leluhur amfibi dengan cara itu adalah reptil dan dimulailah abad reptilia.

Rekaman fosil menunjukkan bahwa burung-burung timbul dari leluhur yang sama dengan leluhur reptilia peterbang, yakni arkosaurus. Dua diantara burung purba itu jatuh di laguna karang yang sekarang ini adalah Bavaria, Jerman. Binatang tersebut bercirikan kepalanya panjang dengan gigi-gigi tajam, leher panjang, tungkai belakang yang kokoh dan corak bulunya yang banyak, tercetak pada batu kapur litografis yang indah. Seandainya bulu terbang yang panjang dan larikan unik bulunya yang menurun di kedua sisi ekor tidak tercetak pada batu, maka sedikit orang yang percaya bahwa makhluk yang begitu serupa reptile dapat berbulu. Tetapi bulu-bulu tersebut memang bulu sejati burung, dan Archaeopteryx diklasifikasikan sebagai burung yang paling purba dan paling sederhana yang pada waktu itu mengambil alih ruang angkasa (Anonim, 2008).

Gambar 5. Fosil Archaeopteryx yang Menunjukkan Burung yang Paling Purba (Anonim, 2008).

Gambar 6. Ilustrasi reptil terbang yang diberi nama Darwinopterus modularis, sebagai bentuk penghormatan mereka terhadap pencetus teori evolusi Charles Darwin. Temuan itu dipublikasikan dalam jurnal terbitan Inggris, Proceedings of the Royal Society B. Fosil ini ditemukan di gunung batu, yang terbentuk 160 juta tahun silam di sisi utara China. Masa itu merupakan masa pertengahan dan akhir periode Jurassic.  Darwinopterus menyerupai reptil yang mirip elang dengan kepala dan leher mirip pterosurus yang lebih maju (Anonim, 2009).

Darwin menyatakan bahwa pertumbuhan kehidupan itu seperti pertumbuhan pohon. Tetapi dengan semakin terisinya catatan fosil, perkembangan kehidupan dapat diusut sepanjang setengah milyar tahun terakhir sejak adanya bumi. Teori evolusi di dukung dan dibuktikan oleh sisa-sia binatang yang tak dapat disangkal, yang hidup dan mati selama massa perkembanganya dari bentuk organic pertama hingga pendahulu terdekat manusia. Satu-satunya yang masih harus dibuktikan adalah bukti timbulnya manusia sendiri (Moore, 1979).

Gambar 7. Fosil salamander yang hidup pada era Jurassic.

Gambar  8. Fosil ikan  yang disebut Coelacanth yang berumur 410 juta tahun lalu. Pada zaman Jura dan Main Zeta. Ditemukan di Eichstatt, Bayern, Jerman (Yahya, 2005).

Gambar 9. Fosil Xiphosura (Mimi) yang berumur 300 juta tahun yang lalu, hidup pada zaman: Karbon, Pennsylvania, Westphalia, Duckmantia. Ditemukan di lokasi Crock Hey Open Cast Quarry, Wigan, Lancashire, Inggris.

Gambar 10. Fosil Ngengat yang hidup 45 juta tahun yang lalu dan Lalat Gegas yang hidup 45 juta tahun yang lalu pada Zaman Eosen.

Gambar 11. Fosil lalat yang hidup 50 juta tahun yang lalu, hidup pada Zaman Eosen dan ditemukan di daerah Polandia. (Yahya, 2005).

Gambar 12. Fosil tumbuhan Pakis yang hidup 286 hingga 360 juta tahun yang lalu, hidup pada Zaman Karbon. Ditemukan di daerah Spanyol.

Petunjuk dan bukti tentang adanya evolusi dapat dipelajari dari studi tentang struktur organ berbagai makhluk hidup yang memiliki kesamaan. Sebagai petunjuk apabila dapat digunakan untuk mengarahkan menuju adanya evolusi. Sedangkan sebagai bukti apabila terdapat suatu bukti kebenaran yang telah ditemukan. Petunjuk-petunjuk serta bukti-bukti evolusi ada beberapa hal, antara lain melalui :

Embriolog Perbandingan

Embrio hewan bersel banyak mengalarni kesamaan perkembangan embrio, berawal dari zygot, blastula, gastrula, kemudian mengalami diferensiasi sehingga terbentuk bermacam-macam alat tubuh. Ernest Haeckel, mengatakan tentang adanya peristiwa ulangan ontogeni yang serupa dengan peristiwa filogeninya, dia sebut teori rekapitulasi. Cotoh: adanya rekapitulasi adalah perkembangan terjadinya jantung pada mamalia yang dimulai dengan perkembangan yang menyerupai ikan, selanjutnya menyerupai embrio amfibi, selanjutnya menyerupai perkembangan embrio reptil.(Anonimous a, 2008).

Variasi dalam suatu keturunan

Dalam suatu kehidupan tidak ditemukanya mkhluk yang sama persis dengan individunya yang sejenis. Menurut Darwin variasi dalam suatu keturunan disebabkan oleh faktor lingkungan (suhu, tanah, iklim, dan makanan). Oleh karena itu, adanya variasi menunjukkan adanya evolusi menuju kearah terbentuknya spesies-spesies baru.

Perbandingan Biokimia

Mempelajari Biokimia sangatlah menguntungkan terlebih untuk mengetahui kedekatan kerabatnya, sehingga kita dengan mudah mengetahui asal-usul berdasarkan ilmu tersebut. Dalam proses ini menggunakan DNA sebagai pewaris sifat manusia.

Organ Tubuh yang Tersisa (Organ Vestigial)

Beberapa organisme seperti manusia mempunyai bagian-bagian tubuh yang tersisa akibat beradaptasi dengan lingkungannya misalnya tulang ekor, umbai cacing, dan lain-lain. Sehingga hal ini beranggapan manusia merupakan evolusi dari nenek moyang yang terdahulu.

Domestikasi atau Seleksi Buatan

Hal ini merupakan pembudidayaan tentang makhluk hidup. Sehingga setelah disilangkan, kita dapat memilih varietas yang unggul. Menurut Charles Darwin Semua jenis burung dara berasal dari satu nenek moyang yaitu berasal dari burung dara batu atau burung dara liar, yang berubah secara berangsur-angsur karena adanya seleksi alam (Anonim, 2007).

Organ yang Mengalami Rudimentasi

Rudimentasi organ merupakan petunjuk adanya evolusi. Organ yang berguna pada suatu makhluk hidup, namun pada makhluk hidup yang lain kurang berfungsi contohnya adalah tulang ekor pada manusia yang kurang berfungsi, namun pada kelompok mamalia lain sangat berkembang dan berfungsi sebagai ekor contohnya adalah pada kucing, kera, kuda, dan lain-lain.

Evolusi Kuda

Evolusi kuda merupakan suatu contoh klasik yang datanya cukup lengkap. Hal ini disebabkan oleh hidup kuda yang berkelompok dan berjumlah cukup besar, sehingga meninggalkan sejumlah besar fosil dari masa ke masa. Fosil kuda yang paling primitif dikenal dengan Eohippus dengan ciri-ciri fosil yaitu kuda ini sebesar kucing/kancil dan tingginya hanya sekitar 30 cm, dari fosil struktur gigi diperoleh bahwa Eohippus ini pemakan semak belukar, hal ini dikarenakan giginya berjumlah 22 pasang dengan gigi geraham yang terspesialisasi untuk menggiling makanan. Dengan ukuran tubuh yang pendek sangat menguntungkan, karena dapat menyelinap di antara semak belukar. Hal ini ditunjukkan pula oleh pola gigi yang sesuai untuk menggigit semak belukar bukan rumput. Kakinya dilengkapi dengan beberapa jari yang ikut membantu dalam mengais dan menggali akar-akar yang lunak (Widodo et al., 2003).

Pada masa berikutnya terjadi suatu perubahan pada permukaan bumi, dimana hutan menjadi berkurang dan timbul padang rumput yang luas yang merupakan suatu biota yang baru. Gigi yang sebelumnya cocok untuk merabut semak belukar, kini tidak diperlukan lagi yang diperlukan adalah suatu gigi yang lebih lebar dan bermahkota email yang cukup tebal untuk menggigit dan mengunyah rumput hal ini dikarenakan rumput mengandung kadar silikat yang tinggi. Gigi seri melebar dan pipih untuk menggigit rumput, gigi premolar berubah bentuk menjadi molar, gigi geraham melebar untuk menggantikan fungsi mengunyah menjadi menggiling. Perubahan gigi ini mengakibatkan rahang bertambah lebar.

Perubahan alat gerak diperlihatkan pada bertambah panjangnya kaki, jumlah jari yang lebih sedikit yang cocok untuk kehidupan padang rumput. Kaki depannya terdiri dari empat jari dan satu jai rudimen, sedangkan kaki belakangnya mempunyai tiga jari dan dua jari rudimen. bentuk jari tengah semakin panjang dan besar dari pada jari nenek moyangnya. Ujung jari setiap kaki ditutupi oleh kuku.

Dengan berkurangnya jari, postur tubuh yang lebih besar dan tengkorak memanjang yang lebih streamline, maka hewan ini dapat berlari lebih mudah dan lebih cepat. Hal ini sangat diperlukan untuk menghindarkan diri dari predator, demikian pula volume otak bertambah besar dan juga bertambah kompleks.

Gambar 13. (a) Bentuk gigi dan kaki serta jari kaki yang mengalami evolusi; dan (b) Percabangan proses evolusi kuda (Sumber: Campbell, 1994).

Evolusi Gajah

Gambar 14. Evolusi gajah dimulai 34 juta tahun yang lalu di mulai pada era Eocene, Oligocene, Miocene, Pliocene, Pleistocene, dan Recent (Anonim, 2008).

Evolusi Primata

Berbicara mengenai evolusi manusia dan primate, tidaklah berarti bahwa manusia berasal dari kera. Ilmu evolusi hanya mempelajari proses perubahanya.”The Descend of Man” merupakan buku karangan Darwin yang menceritakan tentang evolusi manusia. Dalam buku tersebut terdapat pernyataan bahwa di bumi ini ada ras-ras manusia yang maju (Darwin menganggap ras yang paling maju adalah Kaukasid) dan ada yang masih primitif (Negrid), perkembangan evolutif yang terjadi akan menyingkirkan ras-ras yang kurang bisa bertahan dari muka bumi.(Anonimous b, 2008).

Thomas Robert Malthus, seorang ahli ekonomi lebih mampu memahami makna “Strugle for the exsistance dan survival of the fittest”. Dalam sebuah teorinya Malthus menyatakan bahwa pertumbuhan populasi manusia seperti deret hitung, sedangkan pertumbuhan pangan seperti deret ukur. Ketidakseimbangan antara jumlah pangan dan jumlah populasi manusia inilah yang akan menyebabkan tersingkirnya manusia yang tidak mampu menyesuaikan diri (tidak mampu memperoleh pangan).

Yang menjadi dasar Strugle for the exsistance dan Survival of the fittest di alam adalah Makanan, lingkungan dan predatorisme. Paus, mamalia terbesar lebih memilih air (laut) sebagai habitatnya karena paus mencari makanan di air padahal sebelumnya ia hidup di darat. Beruang kutub melakukan hibernasi (tidur panjang) di musim dingin untuk mengurangi kebutuhan kalorinya.

Pada kelompok primata adalah membandingkan kelompok primata primitif dengan kelompok primata modern tentang perubahan struktur dari berbagai organ, yang minimal dapat memberikan petunjuk yaitu:

1. Bentuk tengkorak yang memanjang dengan rahang yang besar. Perubahan ini diikuti dengan perubahan cara berjalan dari empat kaki manjadi dua kaki. Panggul dan gigi menjadi kuat, moncong menjadi bertambah pendek, rongga hidung mengecil.
2. Mata yang semula menghadap kesamping menjadi berangsur-angsur menghadap kedepan, penglihatan berubah dari dua dimensi menjadi tiga dimensi, dan kemampuan melihat warna meningkat dari hitam putih untuk membedakan terang dan gelap menjadi mampu melihat hampir semua spektrum warna. Hal ini erat kaitannya dengan cara hidup dari malam hari menjadi siang hari, Selain itu, matapun diperlukan untuk melihat makanan di antara ranting-ranting pohon dan untuk dapat menyelinap dengan mudah diantara dahan
3. Ujung jari bercakar secara berangsur-angsur berubah manjadi kuku. Hal ini terlihat bahwa tupai mempunyai cakar, sedangkan primata lebih lanjut mempunyai kuku yang tebal dan akhirnya manusia mempunyai kuku tipis.
4. kehidupan aboreal menyebabkan fungsi tangan menjadi lebih penting dari pada kaki. Hal ini terlihat pada bangsa kera yang memiliki tangan yang lebih panjang dan lebih kuat dibandingkan dengan kaki.
5. Volume otak mengalami perubahan yang pesat. Faktor ini sangat nyata terlihat pada golongan kera manusia. Australopithecus yang hanya mempunyai volume otak 600 cc, sedangkan manusia modern sekitar dua kali lebih besar.

Ciri-ciri hewan yang diperkirakan termasuk kelompok primata:

1. Fosil Ramaphitecus yang berhasil digali sampai sekarang terbatas hanya pada rahang atas dan rahang bawah yang di temukan di Punyap, India, dan Afrika selatan.
2. Fosil Australophitecus ditemukan dalam bentuk tengkorak, rahang dan tulang paha dengan ciri fisik adalah:
3. Tengkorak tebal dengan kapasitas isi sekitar 700 cc yang menunjukkan otaknya kecil
4. Rahangnya masif dengan gigi yang sama bentuk dengan gigi genus homo
5. Gigi taring kecil, gigi premolar bawah mempunyai dau kuspis yang merupakan ciri khas genus hominidae
6. Foramen oksipital magnum bergeser ke depan (khas bagi genus Homo)
7. Tulang ilium lebar dan datar khas bagi makhluk hidup berkaki dua.
8. Fosil Pithecantropus pertama kali ditemukan oleh Eugne Dubois, pada tahun 1891 di Tinil Jawa Timur dalam bentuk tengkorak dan sebuah tulang paha. Pithecanthropus erectus berasal dari bahasa yunani yang berarti: phithekos adalah kera, sedangkan anthropus berarti manusia. Bagi orang yang tidak mengakui adanya mata rantai dalam bentuk leluhur anthropoid, Pithecanthropus merupakan hinaan berat. Para pejabat gereja segera meyakinkan umatnya bahwa Adamlah leluhur manusia yang sejati, bukan mahkluk liar setengah manusia setengah kera yang besar yang digali di Jawa. Dubois dicela dari atas mimbar dan tempat kotbah, para ilmuan juga marah. Kombinasi antara kepala mirip kepala kera dan sikap tegak langsung bertentangan dengan keyakinan, bahwa yang mula-mula terjadi dalam pemisahan manusia dari anthropoid lebih purba adalah perkembangan otak menjadi lebih baik dan lebih besar.(Moore, R. 1979).

Dengan sabar Dubois mempertahankan Pithecantropus–nya tetapi tetap mendapat celaan, akhirnya dengan kecewa Dubois yang pada waktu itu menjadi guru besar geologi pada Universitas Amsterdam menarik sisa-sisa Pithecantropus itu dari khalayak ramai. Pada tahun 1895 ia menyimpan fosilnya dalam lemari besi Museum teyler di Haarlem, kota kelahiranya, dan selama 28 tahun berikutnya tidak mengizinkan seorangpun melihatnya.

Pada tahun 1920 penemuan tengkorak kuno di Australia mendorong para ilmuan untuk mendesak agar Pithecantropus dikeluarkan lagi dari tempat penyimpananya. Dan pada tahun 1923, Pithecantropus di pamerkan lagi yang menunjukkan otak yang isinya sekitar 900 sentimeter kubik, jadi di atas kisaran otak kera yang 325-685 sentimeter kubik isinya, dan di bawah otak rata-rata manusia modern yang isinya sekitar 1.200 – 1.600 sentimeter kubik.(Moore, R. 1979).

Fosil yang sama ditemukan di Choukoutien, Cina, Afrika selatan, dan Afrika timur, Aljazair, Maroko, Perancis, Inggris, Jerman, dan akhir ini ditemukan di megara Eropa timur dan India. Genus Pithecantropus memiliki ciri sebagai berikut:

1. Tulang tengkorak tebal dan rendah, kapasitas 900 cc karena atapnya datar, bagian terlebar dari tulang tengkorak berada di daerah temporal. Hal ini berbeda dengan genus homo lainnya yang bagian terlebarnya terletak berada di daerah pariental.
2. Foramen ocipitale magnum bergeser ke depan (khas bagi genus Homo)
3. Dahinya datar dan miring
4. Tulang alis menonjol ke depan
5. Lubang hidung besar.
6. Fosil manusia neandertal pertama kali ditemukan di lembah Neadertal di daerah Dusseldorf Jerman. Fosil ini juga ditemukan di seluruh Eropa yaitu Jerman, Perancis, Belgia, Yugoslavia, Italia, Chekoslavia, Afrika utara, dan Afrika selatan, Israel, Irak, Uzbekistan, Jawa. Ciri-cirinya adalah:
7. Tulang tengkorak tebal dan rata, lubang hidung besar, rahang masif dan tidak berdagu
8. Tulang belakang kepala memanjang ke belakang dan ujungnya lancip serta menonjol
9. Foramen ocipitale magnum bergeser ke depan (khas bagi genus Homo)
10. Volume tengkorak ± 1450 cc, lebih besar dari volume manusia modern. Volume manusia modern ± 1300 cc
11. Tulang alis masif dan menonjol
12. Tulang oksipital menonjol, kemungkinan memiliki otot leher yang kuat
13. Wajah lonjong dan lebar dengan rahang yang menonjol
14. Gigi besar tertanam pada rahang
15. Tulang anggota badan bagian bawah relatif besar dan masif.

Gambar 15. Fosil yang memperlihatkan (A) Pan troglodytes, modern chimpanzee; (B) Australopithecus africanus, 2.6 My; (C) Australopithecus africanus, 2.5 My; (D) Homo habilis, 1.9 My; (E) Homo habilis, 1.8 My; (F) Homo rudolfensis, 1.8 My; (G) primitive Homo erectus, Dmanisi cranium, 1.75 My; (H) Homo ergaster (late H. erectus), 1.75 My; (I) Homo heidelbergensis, “Rhodesia man,” 300,000 – 125,000 y; (J) Homo sapiens neanderthalensis, 70,000 y; (K) Homo sapiens neanderthalensis, 60,000 y; (L) Homo sapiens neanderthalensis, 45,000 y; (M) Homo sapiens sapiens, Cro-Magnon, 30,000 y; (N) modern Homo sapiens sapiens (Anonim, 2008).

Teknik Penentuan Umur Fosil

Cara Penghitungan Umur Fosil dengan Teknik Penanggalan Radiometrik (Radiometric Dating)

Begitu seekor organisme hidup mati, ia berhenti memproduksi karbon baru. Perbandingan Karbon-12 dengan Karbon-14 di saat kematian sama untuk setiap mahluk hidup, namun Karbon-14 meluruh dan tidak tergantikan. Peluruhan Karbon-14 memiliki waktu paruh 5.700 tahun, sementara jumlah Karbon-12 tetapi dalam sampel. Dengan melihat perbandingan Karbon-12 dengan Karbon-14 pada sampel dan membandingkannya dengan perbandingan dalam organismee hidup, adalah mungkin menentukan usia mahluk yang dulunya hidup ini dengan cukup teliti (Rhomdhoni, 2008).

Rumus untuk menghitung seberapa tua sebuah sampel dengan penanggalan Karbon-14 adalah :

t = [ ln (Nf/No) / (-0.693) ] x t1/2

dimana ln adalah logaritma natural, Nf/No adalah persentase Karbon-14 dalam sampel dibandingkan dengan jumlahnya dalam jaringan hidup, dan t1/2 adalah waktu paruh Karbon-14 (5.700 tahun). Jadi, bila anda menemukan fosil dengan 10 persen Karbon-14 dibandingkan sampel hidup, maka fosil itu akan berusia:

t = [ ln (0.10) / (-0.693) ] x 5,700 tahun

t = [ (-2.303) / (-0.693) ] x 5,700 tahun

t = [ 3.323 ] x 5,700 tahun

t = 18,940 tahun

Karena waktu paruh Karbon-14 5.700 tahun, ia hanya sah untuk penentuan usia benda hingga 60.000 tahun. Walau demikian, prinsip Karbon-14 berlaku pada isotop lainnya pula. Potassium-40 adalah unsur radioaktif lainnya yang alami ditemukan dalam tubuh anda dan memiliki waktu paruh 1,3 miliar tahun. Radioisotop lainnya yang berguna untuk penanggalan radioaktif termasuk Uranium-235 (waktu paruh = 704 juta tahun), Uranium-238 (Waktu paruh = 4,5 miliar tahun), Thorium-232 (waktu paruh = 14 miliar tahun) dan Rubidium-87 (waktu paruh = 49 miliar tahun) (Rhomdhoni, 2008).

Penggunaan beragam radioisotop memungkinkan sampel biologis dan geologis ditentukan usianya dengan akurat. Walau demikian, penanggalan radioisotop tidak akan bekerja baik di masa depan, apapun yang mati setelah tahun 1940an, saat bom nuklir, reaktor nuklir dan uji nuklir udara terbuka mulai merubah segala hal, akan sulit menentukan usia dengan tepat.

Kimia analitis memegang peranan penting dalam banyak disiplin ilmu. Hal ini antara lain karena kimia analitis mampu memberikan informasi yang krusial kepada para geolog, fisikawan atmosfer, ataupun arkeolog. Agar dapat benar-benar berguna, tentu saja informasi analitis ini harus akurat, dan dalam pengukuran apapun, baik pengukuran pH suatu larutan maupun pengukuran umur arang hasil pembakaran kayu bakar dari zaman manusia purba, kunci untuk memperoleh akurasi adalah kalibrasi (Rhomdhoni, 2008).

Menurut persamaan reaksi ini, terjadi konversi nitrogen biasa menjadi karbon-14 yang bersifat radioaktif oleh neutron berenergi tinggi (yang dihasilkan oleh radiasi kosmis). Karbon-14 memiliki waktu-paruh 5.730 tahun, atau, dengan kata lain, 1,0 gram karbon-14 akan berdekomposisi menjadi tepat 0,5 gram dalam 5.730 tahun. Karbon-14 meluruh dengan membebaskan partikel beta.

Atom-atom karbon tunggal yang dihasilkan di atmosfer bagian atas ini bersifat sangat reaktif dan segera bergabung dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida yang digunakan oleh tumbuh-tumbuhan. Tumbuhan selanjutnya dimakan oleh hewan, sehingga masuklah karbon-14 ke dalam rantai makanan. Penentuan umur dilakukan dengan mengasumsikan bahwa persentase karbon-14 di atmosfer adalah konstan dan bahwa radiokarbon dalam semua organisme hidup berada dalam kesetimbangan dengan atmosfer. Jika asumsi-asumsi ini tepat, persentase karbon-14 dalam organisme hidup akan sama dengan persentase karbon-14 di atmosfer. Ketika tumbuhan dan hewan mati, kesetimbangan dengan atmosfer juga berhenti, dan karbon-14 dalam tubuh organismee mulai meluruh. Jumlah karbon-14 yang tersisa dapat digunakan untuk memperkirakan umur dari tumbuhan dan hewan yang telah mati tersebut. Yang diperlukan untuk perkiraan umur tersebut hanyalah pengukuran rasio dan ini dapat dilakukan dengan mudah menggunakan spektrometri massa (Rhomdhoni, 2008).

Permasalahan dari metode ini adalah proporsi karbon-14 dalam keseluruhan karbon dioksida di atmosfer tidaklah konstan tetapi bervariasi sedikit dari waktu ke waktu karena tidak konstannya produksi radiokarbon di atmosfer dari tahun ke tahun. Laju produksi radiokarbon ini dipengaruhi oleh perubahan ventilasi lautan (misalnya, permukaan laut yang lebih hangat melepaskan lebih banyak karbon dioksida yang terlarut di dalamnya), atau oleh variasi geomagnetik (neutron memiliki momen magnetik dan akan dipengaruhi oleh perubahan siklis medan magnetik bumi). Faktor lain, seperti adanya supernova (ledakan bintang di akhir usianya), dapat menyebabkan perubahan fluks sinar kosmis (radiasi gamma). Sinar kosmis, ketika berinteraksi dengan atom-atom di bagian atas atmosfer, menghasilkan neutron dan proton, dan neutron yang dihasilkan kemudian dapat bereaksi dengan nitrogen untuk membentuk karbon-14. Adanya variasi level karbon-14 di atmosfer berarti bahwa kalibrasi diperlukan dalam hal penentuan umur. Kalibrasi ini dilakukan dengan memanfaatkan objek lain yang telah diketahui umurnya, sehingga dapat dilakukan koreksi terhadap rasio hasil pengukuran pada objek yang akan ditentukan umurnya. Dengan demikian, pengaruh berubah-ubahnya laju produksi karbon-14 dapat dihilangkan. Cara elegan untuk melakukan kalibrasi ini adalah dengan membandingkan umur yang ditentukan oleh hasil pengukuran karbon-14 dengan usia pepohonan. Usia pepohonan ditentukan dengan menghitung cincin pertumbuhan tahunan pada pohon-pohon yang berusia sangat tua, seperti sequoia dan jenis pinus tertentu (beberapa jenis pinus jerman berusia 10.000 tahun). Penentuan umur dengan radiokarbon memberikan hasil yang akurat selama objek yang akan ditentukan umurnya masih berada dalam kisaran 10.000 tahun yang telah dikalibrasi. Pada dasarnya, dimungkinkan untuk menentukan umur objek sampai dengan 50.000 tahun, tetapi dalam prakteknya, untuk umur yang lebih tua daripada 10.000 tahun, tidak ada metode kalibrasi yang dapat digunakan, sampai baru-baru ini setelah ditemukannya suatu metode baru. Sebelum itu, kesalahan (error) dalam menentukan umur diperkirakan bisa mencapai ï½± 3000 tahun.

Metode kalibrasi terbaru tersebut dilakukan oleh Kitagawa dari International Center for Japanese Studies dan Van der Plicht dari University of Goningen, Netherlands. Mereka menganalisis lebih dari 250 contoh fosil yang diambil dari deposit sedimen yang terbentuk lapisan demi lapisannya setiap tahun di Danau Suigetsu di Jepang. Menghitung jumlah lapisan sedimen analog dengan menghitung cincin pertumbuhan tahunan pada pepohonan. Data yang diperoleh dari sedimen-sedimen berusia muda sangat cocok dengan data yang diperoleh dari cincin pepohonan. Dengan menggunakan pengukuran dari banyak percobaan berbeda, kedua peneliti ini mampu memplot kurva kalibrasi yang membandingkan antara umur yang disimpulkan dari pengukuran proporsi karbon-14 dengan umur yang disimpulkan dari sumber-sumber lain. Secara umum, umur sebenarnya (actual age) dari sebuah objek sedikit lebih kecil daripada umur yang diperoleh dengan metode karbon-14. Perbedaan ini biasanya dapat diabaikan untuk periode yang tercatat dari sejarah manusia, tetapi bisa berarti diperlukannya koreksi yang signifikan untuk periode-periode sebelumnya. Kalibrasi ini hasilnya sama dengan hasil dari usaha kalibrasi lain yang menggunakan data lebih sedikit, selain itu juga memberi hasil yang sama dengan metode radioisotop lainnya (yang menggunakan uranium dan thorium) dalam suatu penelitian untuk mengestimasi umur karang laut (Rhomdhoni, 2008).

Diperluasnya kalibrasi karbon-14 ini memiliki arti penting dalam upaya memastikan akurasi penentuan umur bahan organik, dan juga, lebih dari itu, memungkinkan kita untuk memperoleh pengertian yang lebih mendalam tentang variasi lautan dan iklim planet bumi dihubungkan dengan zaman es terakhir, tentang medan magnetik bumi, dan tentang fluktuasi dalam produksi radioisotop di atmosfer.

Teknik Rekonstruksi Fosil

Suatu fosil yang ditemukan dapat diketahui strukturnya dengan melalui berbagai teknik rekonstruksi. Salah satu cara untuk merekonstruksi suatu fosil yaitu menggunakan teknik holotomografi.

Struktur tulang dari suatu fosil yang berusia jutaan tahun dapat diketahui kekerabatannya dengan makhluk hidup masa kini dengan menggunakan holotomografi yaitu holotomografi sinkrotron atau European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), sebuah teknik berdasarkan pada pencitraan kontras fase sinar X (latar belakang), dan memberikan petunjuk pertama pada mineralisasi istimewa pada tulang yang ditemukan. Holotomografi adalah teknik pencitraan non destruktif seperti tomografi computer, dimana sinar x sinkrotron koheren dipakai. Dengan metode ini, sebuah citra 3 dimensi dari struktur dalam benda sangat kecil dapat dibuat tanpa merusak bendanya, dengan tingkat kontras dan presisi yang tidak dapat dijangkau teknik lain. Sinkrotron digunakan untuk mempelajari salah satu dari beberapa tulang dari fosil yang telah terlestarikan dalam tiga dimensi (sebagian besar telah teremas). Teknik absoprsi mikrotomografi digunakan untuk mempelajari beragam sampel. Untuk mendapatkan struktur suatu fosil secara detil, maka digunakan teknik kedua, holotomografi sinar X. Kemudian selanjutnya dengan rekonstruksi 3D dengan menggunakan komputer (Anonim b, 2009).

Struktur dari tengkorak (latar depan) dari ikan iniopterygian berusia 300 juta tahun dari Kansas berkerabat jauh dengan ikan tikus masa kini jelas karena holotomografi, sebuah teknik berdasarkan pada pencitraan kontras fase sinar X (latar belakang), dan memberikan petunjuk pertama pada mineralisasi istimewa pada otak (jingga).

Sebuah otak kerabat hiu dan ikan tikus berusia 300 juta tahun telah diungkapkan oleh ilmuan Perancis dan Amerika memakai holotomografi sinkrotron European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). Ini yang pertama kalinya jaringan lembut fosil otak demikian ditemukan. Seperti banyak dalam penemuan ilmiah, ia terjadi secara kebetulan. Tim dari National Natural History Museum di Paris (MNHN dalam bahasa Perancis), ESRF dan American Museum of Natural History di New York memakai sinkrotron untuk mempelajari salah satu dari beberapa tengkorak ikan iniopterygian yang telah terlestarikan dalam tiga dimensi (sebagian besar telah teremas). Inopterygian adalah kerabat hiu dan ikan tikus yang telah punah, dan dulunya hidup di tanah lautan dangkal dan berlumpur. Mereka tidak sampai lebih dari 50 cm.

Para ilmuan menggunakan teknik absoprsi mikrotomografi untuk mempelajari beragam sampel. Satu sampel, diambil dari Kansas (AS) mengungkapkan struktur aneh: ia lebih padat daripada matriks sekitarnya yang memenuhi selubung otak, dan terbuat dari kalsit kristal. Untuk mendapatkan strukturnya secara detil, mereka memutuskan memakai teknik kedua, holotomografi sinar X. mengejutkannya, hasil menunjukkan sebuah benda simetris dan berdiri berada di posisi yang sama dengan otak yang seharusnya ada. Rekonstruksi 3D menunjukkan bagian berbeda dari otak, seperti serebelum, lengkung spinal atau lobus optik dan saluran-saluran, diantara banyak yang lainnya. Bagian satu-satunya yang tidak dapat ditemukan ilmuan adalah otak depan, mungkin terlalu tipis untuk termineralisasi.

Analisis lebih jauh dari fosil menunjukkan kalau daerah dimana struktur mirip otak ini mencapai permukaan sampel mengungkapkan konsentrasi tinggi kalsium fosfat, dimana matriks sekitarnya hampir berupa kalsium karbonat murni. Mineralisasi otak, menurut peneliti utama paper, Alan Pradel, dari MNHN, “karena keberadaan bakteri yang menutupi otak segera sebelum ia meluruh dan memicu fosfatisasinya”.

Diatas ini, kondisi lingkungan, mungkin terjenuhkan dengan kalsium fosfat, tidak adanya oksigen di selubung otak dan keberadaan asam lemak di otak mungkin membuat kejatuhan pH yang juga menggeser kemunculan kalsium karbonat dari kalsium fosfat.

Iniopterygian adalah kerabat ikan tikus modern atau yang juga dikenal sebagai “hiu hantu” atau chimaera. Chimaera adalah kerabat jelas dari hiu dan pari yang dijelaskan dengan baik oleh Kurator Museum Bashford Dean tahun 1906 dan terdiri dari sekitar 40 spesies. Namun di zaman Paleozoikum akhir, kerabat chimaera adalah relatif umum di samudera dunia dengan keragaman luas dalam bentuk dan ukuran, dan iniopterygia adalah bagian buruk dari radiasi ini. Dikenal pertama hanya dari fosil yang sepenuhnya gepeng (yang sebagian mengapa penemuan selubung otak sekarang begitu mengagetkan), ikan-ikan ini memiliki beberapa tampilan yang tidak bermanfaat: tengkorak masif dengan soket mata besar, gigi mirip hiu yang berderet, ekor dengan pentungan, sirip pektoral besar yang terdorsalkan atau berada hampir di punggung, dan duri atau kait mirip tulang di ujung-ujung siripnya. Sebagian besar iniopterygia berukuran kecil, rata-rata panjangnya 15 cm.

Ilmuan telah tahu kalau iniopterygia mesti memiliki otak, namun penemuan baru ini dapat memberi petunjuk evolusi otak pada masa transisi evolusi utama, memberi kasus serupa yang lain kelestarian spesial dalam fosil kunci. Riset ini juga membuktikan kalau, karena teknik mikrotomografi sumber cahaya seperti ESRF, detil organisasi anatomis dari sistem saraf dalam otak fosil, sejak kini, tersedia secara potensial.

Tabel 1. Ringkasan Perbandingan dan Analisis Petunjuk Evolusi

Tabel 2. Analisis Kritis terhadap Petunjuk Evolusi

Simpulan

1. Petunjuk evolusi meliputi fosil, Variasi dalam suatu keturunan  Perbandingan Anatomi atau Homologi Organ Perbandingan Embryo Perbandingan Biokimia Organ Tubuh yang Tersisa (Organ Vestigial) dan Domestikasi atau Seleksi Buatan.
2. Homolog merupakan semua kesamaan fungsi yang berasal dari struktur yang sama contohnya adalah anggota gerak yang dimiliki oleh vertebrata berupa sepasang tangan, kaki, dan sayap. Kesamaan fungsi namun berbeda asalnya disebut analog.
3. Evolusi kuda merupakan suatu contoh klasik yang datanya cukup lengkap. Dan juga evolusi dari hewan gajah dan evolusi primata.
4. Evolusi primate memperlihatkan fosil Ramaphitecus, Fosil Australophitecus, Fosil Pithecantropus, Fosil manusia neandertal.

Saran

Dari makalah ini, saran yang yang dapat diberikan:

1. Dapat memberikan contoh petunjuk dan bukti adanya evolusi dari makhluk hidup yang lain selain kuda dan primata.
2. Dapat menjelaskan lebih detail tentang petunjuk dan bukti adanya evolusi karena pada makalah ini sumber pustaka sangat terbatas.

DAFTAR RUJUKAN

 Amin, M. (2003). Panduan Belajar Evolusi. Jakarta: DEPDIKNAS.

Anonim. (2006). Horses, Evolution and Transitional Forms. (Online), (//www. Darwinisme.org/horse.htm, diakses tanggal 4 Februari 2012).

________. (2007). Petunjuk Evolusi. (Online),(//www.kaskus.us/showthread, diakses tanggal 4 Februari 2012)

________ a. (2008). Petunjuk-petunjuk adanya evolusi . (Online), (//www.biologi.us/showthread, diakses tanggal 4 Februari 2012).

________ b. (2008). “Strugle for the exsistance dan Survival of the fittest”. (Online), (//www.bringyou.to/apologetics/p15.htm, diakses tanggal 4 Februari 2012).

________ c. (2008). Evidence for Evolution and an Old Earth. (Online), (http:////www.bringyou.to/apologetics/p15.htm., diakses tanggal 4 Februari 2012).

________. (2009). Fosil “Burung Darwin” Ditemukan di China. (Online),(//epaper.kompas.com, diakses tanggal 4 Februari 2012).

Moore, R. (1979). Evolusi. Jakarta: pustaka Alam Life, Tira Pustaka Jakarta.

Valentine. (2004). On the Origin of Phyla. Univ of Chicago Press.

Widodo, et al. (2003). Bahan ajar Evolusi. Malang: DIKTI.

Yahya, H. (2005). Atlas Penciptaan. (Online), (//www. Harunyahya.com, diakses tanggal 4 Februari 2012.