Pemahaman evolusi dari aspek interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya

Pemahaman evolusi dari aspek interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungannya

1. Domestikasi, Modifikasi dan Variasi

Domestikasi diartikan sebagai usaha untuk mengubah tanaman dan hewan liar menjadi tanaman dan hewan yang dapat dikuasai dan bermanfaat bagi kehidupan manusia (Prawoto, 1986: 33).

Selama perjalanan sejarah, semenjak babak manusia petani dan peternak, usaha domestikasi telah dimulai. Hasilnya yang dapat kita jumpai hingga kini baik melalui teknologi sederhana maupun tingkat tinggi antara lain adalah:

-          Berbagai varietas tanaman padi

-          Berbagai hibrida tanaman perkebunan.

-          Berbagai jenis anjing ras

-          Babi

-          ‘Strain’ bakteri yang dapat menghasilkan protein sel tunggal (‘strain’ ini merupakan hasil rekayasa genetika terutama yang telah dilakukan oleh negara-negara maju).

-          Dan sebagainya.

Makhluk hidup seperti yang disebut di atas seakan-akan telah mengalami penyimpangan dari takdir mereka sebagai tanaman dan hewan liar sebagaimana mereka berasal. Terlebih-lebih lagi penyimpangan terhadap takdir ini semakin jauh jika makhluk hidup yang baru itu dihasilkan dari rekayasa genetika.

Ciri atau karakteristik makhluk hidup yang dapat diketahui melalui indera kita disebut sebagai Fenotip, sebenarnya merupakan pengejawantahan dari faktor-faktor bawaan atau faktor dalam disebut sebagai Genotip, yang telah terpadu dengan faktor lingkungan. Jika Fenotip dinyatakan sebagai P, Genotip sebagai G, dan lingkungan sebagai E, maka salinghubungan antara faktor-faktor tersebut dapat dirumuskan sebagai   P = G + E.

Sebagai contoh, bunga dahlia yang tumbuh di dataran tinggi mempunyai bunga yang amat menarik karena ukurannya besar dengan daun-daun yang hijau lebat. Jika kita bertempat tinggal di dataran rendah ingin sekali memiliki tanaman seperti itu tumbuh di halaman atau kebun rumah kita, kekecewaanlah yang akan kita temui. Umbi dahlia yang diambil dari tanaman dahlia yang berbunga besar dan berdaun hijau lebat itu setelah ditanam di kebun kita pada akhirnya tumbuh menjadi tanaman dahlia berbunga kecil dan berdaun kecil-kecil juga. Faktor penyebabnya adalah adanya perbedaan yang amat menyolok yang disebabkan karena perbedaan beberapa kondisi di dataran tinggi yang berbeda dengan di dataran rendah seperti: suhu udara, kelembaban udara, kerapatan udara, dan juga tekstur dan struktur tanah, dan sebagainya, yang kesemuanya itu merupakan faktor lingkungan. Jadi menurut rumus di atas adalah E, sehingga pemunculan ciri (fenotip) tanaman dahlia di dua tempat tersebut memang berbeda seperti rumus berikut:

-          Dataran tinggi   : P = G + E

-          Dataran rendah : P’ = G + E’

Karena E berbeda, biarpun G keduanya sama, maka P sebagai hasil interaksi antara G dan E menjadi berbeda pula.

Seandainya kemudian tanaman dahlia berbunga kecil itu telah menghasilkan alat reproduksi, umbinya ditumbuhkan kembali di tempat asalnya, tumbuhlah tanaman seperti semula. Jadi ciri yang tampak karena lingkungan yang berbeda itu hanya bersifat sementara, tidak baka atau perubahan itu disebut sebagai modifikasi.

Pada populasi makhluk hidup kita sering menjumpai individu-individu yang satu sama lain memiliki perbedaan sifat pada bagian-bagian tubuh tertentu. Pada populasi manusia, misalnya, kita mengenal empat macam golongan darah A, B, AB, dan O, setiap orang bergolongan satu diantara empat golongan tersebut. Bila ditinjau secara genetik, perbedaan golongan darah itu disebabkan oleh perbedaan genotip, yaitu pasangan alel gen yang menentukan golongan darah seseorang. Perbedaan fenotip dalam populasi makhluk hidup yang didasari oleh perbedaan genotipnya disebut sebagai variasi.

Evolusi pada hakekatnya perubahan yang dialami oleh makhluk hidup pada tingkat populasi. Menurut Weisz (1965: 431) puncak perubahan di dalam proses evolusi ini ditandai dengan terbentuknya spesies baru dan jenis baru ini dalam kategori taksonomik menempati tingkatan yang lebih tinggi dari pada jenis asalnya. Pembentukan jenis baru ini dikenal dengan istilah spesiasi. Kumpulan makhluk hidup yang tergolong dalam satu jenis dinamakan populasi yang bersama-sama memiliki unggun gena (gen pool). Di dalam unggun gena satu dengan yang lain aliran gena (gen flow) dengan perantaraan perkawinan (Interbreeding) dalam anggota populasi, akan tetapi antar unggun gena satu dengan yang lain aliran gena tidak dapat berlangsung. Hal ini berarti jika aliran gena tidak dapat berlangsung, maka kedua makhluk hidup itu berbeda jenis atau antara keduanya memiliki unggun gena yang berbeda. Oleh karena itu masalah utama tantang spesiasi adalah terjadinya penghalang (barier) reproduktif antara makhluk hidup (Weisz, 1965: 431).

2. Ketergantungan Makhluk Hidup Pada Lingkungannya

   Hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya  dipelajari dalam cabang biologi yang disebut ekologi lingkungan pada makhluk hidup pada dasarnya meliputi lingkungan fisik dan lingkungan biotik. Lingkungan fisik antara lain meliputi keberadaan mineral, cahaya, kelembaban, suhu dan keasaman (pH); sedangkan lingkungan biotik meliputi  semua makhluk hidup, tumbuhan dan hewan, yang mempunyai hubungan dengan makhluk hidup yang bersangkutan dalam komunitas biotik.

Di dalam komunitas biotik makhluk hidup satu sama lain tergantung, baik langsung maupun tidak langsung, selama perjalanan hidup masing-masing. Biarpun antara sesama makhluk hidup itu saling tergantung, mereka juga bersaing (berkompetisi) untuk memperoleh sumber daya yang menunjang kehidupannya. Kompetisi ini dalam rangka memperoleh makanan, mineral dan air, cahaya dan untuk wilayah kehidupannya (teritorial).

Untuk menjelaskan lebih lanjut tentang hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya, dapat dipergunakan konsep-konsep biologik tentang habitat dan relung (Nasia = niche). Habitat adalah tempat kehidupan makhluk hidup di dalam komunitas biotik. Istilah habitat dapat mengacu kepada wilayah yang luas, seperti padang pasir, perairan laut atau wilayah yang sangat sempit seperti usus manusia sebagai tempat hidup berbagai macam bakteri pembusuk. Maka boleh dikatakan bahwa habitat merupakan “alamat” makhluk hidup dalam komunitas biotik.

Relung adalah tempat hidup yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup dalam melakukan fungsi-fungsi kehidupannya, sehingga relung merupakan bagian yang lebih sempit dalam suatu habitat yang dan memiliki kekhususan bagi makhluk hidup. Istilah relung mengacu pada peranan makhluk hidup itu di dalam lingkungan biotiknya. Sebagai contoh dalam hal makanan, pertanyaan-pertanyaan tentang bagaimanakah cara makhluk hidup memperoleh makanan, apakah mineral-mineral yang telah di serap oleh tumbuhan dapat dikembalikan lagi ke lingkungan, apakah makhluk hidup itu sebagai produsen atau konsumen? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tersebut dapat membantu kita untuk memahami istilah relung tersebut bila habitat boleh dipadankan (diasosiasikan) dengan kata alamat, maka relung di padankan dengan kata profesi makhluk hidup dalam lingkungan biotiknya. Oleh sebab itu, pengertian istilah relung selain meliputi keadaan fisik dan kimia, juga meliputi faktor-faktor biotik yang diperlukan oleh makhluk hidup untuk memelihara kehidupan dan perkembangbiakan (Baker, 1968 : 228-229)

Kalau kita meninjau berbagai komunitas biotik makhluk hidup, kita akan memperoleh kenyataan bahwa populasi-populasi penyusun komunitas satu dengan komuunitas lainnya tidaklah sama. Disamping itu seandainya antara komunitas satu dengan komunitas lainnya terdapat populasi jenis tertentu yang sama pada kedua komunitas itu, biasanya distribusi dan kelimpahan (abudance) populasi dalam keduanya tidak sama. Dalam hal penyebaran (distribusi) dan kelimpahan makhluk hidup, ahli ekologi kebangsaan Amerika, yaitu Shelford, mengemukakan sebuah hukum yang dikenal sebagai hukum toleransi “kelimpahan atau penyebaran makhluk hidup dikontrol (dipengaruhi) oleh faktor-faktor yang melebihi tingkat toleransi maksimum dan minimum bagi makhluk hidup”. Faktor-faktor ini lebih dipusatkan pada keadaan iklim, topografi dan kebutuhan-kebutuhan biologi tumbuhan dan hewan. Jadi makhluk hidup dibatasioleh beberapa faktor yang berada di atas atau di bawah tingkatan yang dibutuhkan olehnya. Keadaan tersebut mungkin berupa banyak atau sedikitnya cahaya, tinggi atau rendahnya kelembaban udara, banyak atau sedikitnya mineral yang terlarut dalam air tanah, banyak atau sedikitnya predator dan cukup atau kurangnya tempat perlindungan diri, sedikit atau berkecukupannya faktor-faktor yang membantu keseimbangan nutrien, banyak atau sedikitnya makhluk hidup lain yang merupakan patogen, dan sebagainya.

Satu macam faktor sudah cukup menentukan untuk dapat membatasi pertumbuhan makhluk hidup. Sebagai contoh andaikan kandungan nitrogen di udara di atas sebidang sawah sangat sedikit, sedangkan cahaya, air, dan zat kimia lainnya sebagai nutrien berlebihan. Tanaman padi di sawah itu akan berhenti melakukan pertumbuhan setelah nitrogen habis dipergunakan, walaupun faktor-faktor lain yang dibutuhkan untuk  kehidupannya masih dalam keadaan berlebihan dari tingkat kebutuhan yang diperlukan. Dalam keadaan seperti ini nitrogen adalah faktor pembatas pertumbuhan. Hukum yang menyangkut faktor pembatas ini dikemukakan oleh ahli botani berkebangsaan Jerman, Justin Liebig, sehingga dikenal sebagai hukum minimum Leibig. Walaupun sebenarnya Leibig hidup 70 tahun sebelum Shelford,namun karena adanya kemiripan antara kedua hukum tersebut,maka kemudian di gabungkan menjadi hukum toleransi liebing-shelford: ”Keberadaan, kelimpahan, atau distribusidi tentukan oleh satu atau beberapa faktor pembatas yang terdapat dalam keadaan di atas atau di bawah tingkatan yang dibutuhkan oleh makhluk hidup”. Tanaman dan hewan sangat bervariasi di dalam rentangan  (range) toleransi terhadap faktor-faktor lingkungan yang berbeda. 

Memperhatikan gambar 6.2 terlihat bahwa antara daerah kematian dengan optimum merupakan tekanan (Stess) lingkungan terhadap makhluk hidup. Sebagai akibat tekanan lingkungan berbagai tingkat organisasi biotik dapat dipengaruhi.

Miller mengidentifikasikan berbagai pengaruh tekanan lingkungan pada tingkat organisasi biotik adalah sebagai berikut (Miller, 1982: 95) :

1.      Pada tingkat Individu:

a.       Perubahan Fisika dan kimia sel tubuh

b.      Gangguan Mental

c.       Sedikit  atau tidak sama sekal menghasilkan keturunan

d.      Kerusakan genetik (Eefek mutagenik)

e.       Kelainan cacat (efek teratogenik)

f.       Timbulnya jaringan kanker (efek karsinogen)

g.      Kematian

2.      Pada tingkat Populasi

a.      Penurunan ukuran populasi

b.      Kenaikan ukuran populasi (jika predator alaminya punah atau berkurang)

c.       Perubahan sturktur umur (kematian yang tua, muda atau yang lemah)

d.      Seleksi alam dan terbentuknya idividu yang memiliki gen-gen resinten terhadap perubahan lingkungan

e.       Hilangnya keragaman genetik dan kemampuan adaptasi

f.        Kepunahan populasi

3.      Pada tingkat komunitas-ekosistem

a.       Kekacauan dalam  aliran energi

-    Perubahan dalam banyaknya input energi matahari

-    Perubahan dalam banyaknya panas yang dihasilkan

-    Perubahan jaringan-jaringan makanan dan pola kompetensi

b.      Gangguan dalam daur kimiawi

-    Kebocoran sistem  (pergantian/perubahan dari sistem tertutup menjadi sistem terbuka)

-    Adanya zat-zat baru (terkena buatan manusia, bahan-bahan sintetik)

c.       Penyederhanaan

-    Keragaman jenis menjadi redah

-    Kehilangan kepekan jenis

-    Makin terdesaknya habitat dan relung makhluk hidup

-    Jaring-jaring makanan menjadi kurang kompleks

-    Stabilitas menurun

-    Kepunahan seluruh atau sebagian struktur dan fungsi ekosistem

-    Kembali  kepada tingkat awal suksesi

TERIMAKASIH TELAH BERKUNJUNG, SAMPAI JUMPA