PERNAFASAN PADA HEWAN

Alat respirasi adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar.

Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paruparu buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh.



Gbr. Berbagai macam alat respirasi pada hewan

1. Alat Respirasi pada Serangga

Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel
men punyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.



Gbr. Trakea pada serangga

Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata.

Mekanisme pernapasan pada serangga, misalnya belalang, adalah sebagai berikut :

Jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea mexrupih sehingga udara kaya COZ keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya 02 masuk ke trakea.

Sistem trakea berfungsi mengangkut OZ dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut C02 basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan.

Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke perxnukaan air untuk mengambil udara.

Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam di air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan ventral. Selama menyelam, O2 dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.

Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air, atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.

2. Alat Pernapasan pada Kalajengking dan Laba-laba

Kalajengking dan laba-laba besar (Arachnida) yang hidup di darat memiliki alat pernapasan berupa paru-paru buku, sedangkan jika hidup di air bernapas dengan insang buku. Paru-paru buku memiliki gulungan yang berasal dari invaginasi perut. Masing-masing paru-paru buku ini memiliki lembaran-lembaran tipis (lamela) yang tersusun berjajar. Paruparu buku ini juga memiliki spirakel tempat masuknya oksigen dari luar.

Keluar masuknya udara disebabkan oleh gerakan otot yang terjadi secara teratur.


Gbr. Irisan melintanK paru-paru buku
pada laba-laba


Baik insang buku maupun paru-paru buku keduanya mempunyai fungsi yang sama seperti fungsi paru-paru pada vertebrata.

3. Alat Pernapasan pada Ikan

Insang dimiliki oleh jenis ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembap. Bagian terluar dare insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dare sepasang filamen, dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan OZ berdifusi masuk dan CO2 berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operkulum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.

Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan 02 sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan 02. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan lele. Untuk menyimpan cadangan 02, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.

Mekanisme pernapasan pada ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, 02 dari air masuk ke dalam insang kemudian 02 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, C02 yang dibawa oleh darah dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar tubuh.

Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander.

4. Alat Pernapasan pada Katak

Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit, ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.
Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia.

Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.


Gbr. alat pernafasan katak



Gbr. Mekanisme pernafasan katak Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane.


Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar.

5. Alat Pernapasan pada Reptilia

Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.

Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahanbelahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.
6. Alat Pernapasan pada Burung

Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk.

Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).

Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara abdominal).

Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antartulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi- pundi hawa sebagai cadangan udara.

Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (OZ) di paruparu berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.
Bagan pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.

Burung mengisap udara Þ udara mengalir lewat bronkus ke pundi-pundi hawa bagian belakang Þ bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundipundi hawa Þ udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru Þ udara menuju pundipundi hawa depan.


Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.

SISTEM PERNAFASAN TUMBUHAN

Bernapas meliputi dua tahap, yaitu pertukaran gas dan respirasi sel. Pertukaran gas adalah proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbon dioksida melalui alat pernapasan tumbuhan. Respirasi sel adalah penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa lebih sederhana dengan membebaskan energi. Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Senyawa kompleksnya dapat berupa karbohidrat, lemak, dan protein. Energi yang didapatkan dari proses respirasi digunakan untuk aktifitas metabolisme tubuh tumbuhan. Berdasarkan ada tidaknya oksigen, ada dua macam respirasi, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob adalah respirasi yang memerlukan oksigen, sedangkan rspirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen.

• Alat Respirasi tumbuhan

Seperti dijelaskan sebelumnya, proses respirasi diawali dengan proses pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida melalui alat pernapasan. Alat pernapasan tumbuhan letaknya tersebar. Tumbuhan dapat melakukan pertukaran gas melalui stomata, lenti sel, dan rambut akar. Pada tumbuhan tertentu, pernapasan melalui alat khusus, misalnya akar napas pada tumbuhan bakau maupun beringin. Berikut ini akan dijelaskan alat-alat pernapasan tumbuhan.

1.  Stomata

Stomata atau mulut daun terdiri atas celah atau lubang yang dikelilingi oleh dua sel penjaga dan terletak di daun. Stomata berfungsi sebagai tempat pertukaran gas pada tumbuhan, sedangkan sel penjaga berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutupnya stomata.

Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap. Membuka dan menutupnya stomata dipengaruhi oleh kandungan air dan ion kalium di dalam sel penjaga. Ketika sel penjaga memiliki banyak ion kalium, air dari sel tetangga akan masuk ke dalam sel penjaga secara osmosis. Akibatnya, dinding sel penjaga yang berhadapan dengan celah stomata akan tertarik ke belakang, sehingga stomata menjadi terbuka. Sebaliknya, ketika ion kalium keluar dari sel penjaga, air dari sel penjaga akan berpindah secara osmosis ke sel tetangga. Akibatnya, sel tetangga mengembang dan mendorong sel penjaga ke arah celah sehingga stomata menutup.  Lihat Gambar 9.

Gambar 9. Membuka dan menutupnya stomata diatur oleh sel penjaga (guard cell) : stoma membuka (kiri), stoma menutup (kanan). (Sumber : Campbell et al. 1999)

2.  Lentisel

Pada tumbuhan dikotil, selain kambium intervasikuler yang membentuk xilem dan floem sekunder ada juga kambium gabus yang menghasilkan parenkima gabus dan lapisan gabus. Lapisan gabus akan menggantikan epidermis. Lapisan gabus terdiri atas sel-sel mati dan membantu melindungi batang. Kambium gabus, parenkima gabus, dan lapisan gabus akan mengelupas dan lepas sebagai bagian kulit. Akibatnya, timbul lubang-lubang di batang yang disebut lentisel. Lentisel memungkinkan sel-sel tetap hidup di dalam batang melalui pertukaran gas dengan udara luar. Lihat Gambar 10.

Gambar 10. Lentisel (Sumber: http://www.biyolojiegitim.yyu.edu.tr)

3.  Rambut Akar

Selain untuk menghisap air dan garam-garam mineral, rambut akar berfungsi sebagai alat pernapasan. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen pada pori-pori tanah. Lihat Gambar 11.

Gambar 11. Rambut Akar

(Sumber: Campbell, et all. 2005)

4.  Alat Pernapasan Khusus

Kemampuan tumbuhan beradaptasi terhadap lingkungan menghasilkan alat pernapasan khusus. Tumbuhan bakau yang hidup di lingkungan air laut mempunyai akar yang tumbuh ke atas permukaan tanah untuk memperoleh oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Akar tersebut disebut akar napas.

Pohon beringin dan anggrek mempunyai akar gantung untuk bernapas. Akar tersebut tumbuh dari batang dan menggantung kearah tanah. Pada saat masih menggantung, akar ini menyerap uap air dan gas dari udara. Akan tetapi setelah masuk ke tanah, akar tersebut berfungsi menyerap air dan garam mineral. Tumbuhan yang  hidup di air seperti enceng gondok dan kangkung, batangnya mempunyai rongga-rongga udara yang  besar berfungsi untuk menyalurkan oksigen.

Gambar 12 (a) akar pohon bakau   (b) akar pohon beringin

• Pertukaran Gas

Pertukaran gas antara tumbuhan dan lingkungannya merupakan bagian yang penting dalam respirasi. Pertukaran gas secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Difusi merupakan perpindahan zat dari larutan pekat ke larutan encer. Oksigen akan masuk ke dal

am sel tumbuhan secara difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, membran sel, dan akhirnya masuk ke dalam sel. Begitu juga dengan karbondioksida, yang akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke ruang antar sel. Transpor oksigen dan karbon dioksida antara ruang antar sel dengan lingkungan luar juga berlangsung secara difusi.

• Proses Respirasi

Gambar 13 Hubungan antara proses fotosintesis dengan proses respirasi pada tumbuhan (Sumber : Campbell, et all, 2006)

Respirasi merupakan proses penguraian senyawa organik menjadi air dan karbondioksida untuk memperoleh energi dengan bantuan oksigen. Senyawa organik merupakan bahan bakar respirasi untuk menghasilkan ATP, sedangkan produk limbah respirasi seperti karbon dioksida dan air, merupakan bahan yang digunakan kloroplas sebagai bahan mentah untuk fotosintesis. Lihat Gambar 6. Energi (ATP) yang diperoleh dari proses respirasi, akan digunakan untuk aktifitas metabolisme tubuh tumbuhan. Proses keseluruhan dapat dirangkum sebagai berikut:

Senyawa organik + oksigen –> karbon dioksida + air + energi

Glukosa, lemak, dan protein dapat diproses dan digunakan sebagai bahan respirasi. Jika glukosa (C₆H₁₂O₆) yang digunakan sebagai bahan respirasi maka reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

• Faktor faktor yang mempengaruhi laju respirasi

Laju respirasi dapat dipengaruhi beberapa faktor antara lain :

1. Ketersediaan substrat

Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.

2. Ketersediaan oksigen

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.

3. Suhu

Semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju respirasi. Laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10^oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.

4. Tipe dan umur tumbuhan

Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

RUMUS BANGUN RUANG

1.      Balok

a.      Rumus Volume Balok              = panjang x lebar x tinggi

b.      Luas permukaan balok            = 2(pl)+2(lt)+2(pt)

2.      Tabung

a.      Rumus Volume            = luas alas * tinggi

                                                = π * r² * tinggi

b.      Rumus Luas Permukaaan  = 2πr(r + t)

3.      Prisma segitiga

a.      Rumus volume            = luas alas * tinggi

= 1/2 × (alas segitiga × tinggi segitiga) × tinggi prisma

b.      Rumus L. Permukaan  = 2La * Ka * t

4.      Kubus

a.      Rumus volume = sisi pangkat 3

5.      Limas (piramida)

a.      Rumus             = 1/3 * volume prisma

                        = 1/3 * luas alas * tinggi

6.      Limas persegi

a.      Rumus volume            = 1/3 * luas alas * tinggi

= 1/3 * luas persegi * tinggi

7.      Limas segitiga

a.      Rumus volume            = 1/3 luas alas tinggi

= 1/3  1/2  alas segitiga  tinggi segitiga  tinggi prisma

8.      Kerucut

a.      Rumus volume            = 1/3 * luas alas * tinggi

= 1/3 * π * r² * tinggi

b.      Rumus LP                    = La + Lsel

= πr² + πrs

= πr(r + s)

9.      Bola

a.      Rumus Volume            = 4/3 * π * r³

b.      Rumus LP                    = 4 πr²

SEJARAH EVOLUSI MANUSIA

Gambar 7.1 Evolusi manusia

Sejarah Evolusi Manusia- Perhatikan kembali Gambar 7.1. di depan. Gambar 7.1 menjelaskan bahwa sebenarnya manusia bukan berasal dari kera, melainkan antara kera dan manusia memiliki cikal bakal yang sama. Jika Anda melihat fenomena tersebut, maka Anda dapat membayangkan proses evolusi berjalan secara bertahap dalam waktu yang sangat lama. Sejarah manusia dimulai dari primata cikal bakal kemudian dalam perkembangannya akan mengalami perubahan dari generasi ke generasi sampai perkembangan yang lebih baik seperti manusia zaman sekarang. Sejarah manusia yang berasal dari primata cikal bakal adalah sebagai berikut.

a. Primata. Pada tahun 1871, Charles Darwin menerbitkan bukunya yang berjudul The Descent Of Man yang berisi tentang asal usul manusia. Pendapat Darwin tersebut didasarkan atas adanya hubungan kekerabatan antara manusia dengan primata. Hubungan kekerabatan tersebut juga dapat dilihat antara manusia (Hominidae) dan orang utan (Pongidae). Di antara bentuk persamaan tersebut dapat Anda lihat struktur tubuhnya, antara lain:

1. mata menghadap ke depan;
2. memilki kelenjar susu yang terletak di dada;
3. memiliki struktur, jumlah, dan macam kerangka yang sama;
4. organ darah mempunyai susunan kimia yang sama;
5. bentuk rahim dengan tipe simpleks.

Selain persamaan di atas, juga terdapat perbedaan antara keduanya. Perbedaan tersebut dapat Anda lihat pada Tabel 7.1 di bawah ini.

Tabel 7.1 Perbedaan Antara Manusia (Hominidae) dan Orang Utan (Pongidae)

Struktur Tubuh	Manusia (Hominidae)	Orang Utan (Pongidae)
Kedudukan tengkorak	Tepat di ujung tulang belakang	Sebelah depan ujung tulang belakang
Rahang	Berbentuk seperti huruf V	Berbentuk seperti huruf U
Gigi	Ukuran dan tinggi sama	Ukuran dan tinggi tidak sama
Tulang belakang	Tegak dan kuat	Bengkok
Tangan	Lebih pendek dari kaki	Lebih panjang dari kaki
Kaki	Untuk berjalan	Untuk berjalan dan memegang
Ibu jari kaki	Tidak dapat bergerak bebas	Dapat bergerak bebas
Pelvis	Lebar dan kuat	Sempit dan memanjang

Agar lebih jelas tentang struktur tubuh di atas, Anda dapat membandingkannya secara langsung. Pergilah ke kebun binatang, kemudian amati struktur tubuh dari orang utan. Hasilnya dapat Anda catat di buku tugas dan kemudian dapat dibuat suatu kesimpulan.

b. Manusia purba. Fosil manusia purba ditemukan di berbagai tempat. Penemuan tersebut dapat menunjukkan suatu perbandingan dan mengetahui perkembangan evolusi yang terjadi. Di antara penemuan yang ada adalah sebagai berikut.

1. Manusia kera Afrika Selatan. Beberapa fosil manusia kera dari Afrika Selatan ditemukan oleh Raymond Dart (1829 – 1924). Beberapa penemuan tersebut antara lain Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, Plesianthropus transvelensis. Menurut Raymond Dart, manusia kera Afrika Selatan memiliki karakteristik antara lain:
1) dapat berdiri tegak dan berjalan dengan dua kaki;
2) memiliki tinggi badan kurang lebih 1,5 meter;
3) memiliki volume otak hanya sekitar 450 – 600 cm³;
4) habitat hidup di tempat terbuka.

2. Manusia kera Afrika timur. Fosil ini ditemukan oleh Leakey dan diberi nama Australopithecus boisai yang memiliki ciri-ciri antara lain berbadan lebih kekar, gigi, dan tulang rahang lebih kuat. Penemuan lain adalah jenis Australopithecus habilis yang memiliki ciri-ciri antara lain:
1) memiliki volume otak yang lebih besar dibandingkan manusia kera Afrika yang lain yaitu ± 650 cm3, sehingga intelegensinya lebih tinggi;
2) sudah menggunakan alat bantu untuk memotong dari batu.

3. Manusia Jawa. Fosil manusia Jawa ditemukan oleh Eugene Dubois, yang merupakan ahli anatomi dan geologi dari Belanda. E. Dubois menemukan fosil tersebut di daerah Trinil, Jawa Timur pada tahun 1894. Pada tempat yang berbeda ditemukan pula manusia Jawa jenis lain. Penemuan ini dilakukan oleh C.R. Von Koenigswald di daerah Mojokerto dan Sangiran. Hasil penemuan Koenigswald tersebut diberi nama Pithecanthropus erectus. Manusia Jawa yang ditemukan tersebut memiliki ciri-ciri antara lain:
1) dapat berdiri dan berjalan dengan dua kaki;
2) memiliki volume otak kurang lebih 770 – 1000 cm3;
3) dapat berkomunikasi dengan berbicara;
4) dapat membuat alat berburu dan menggunakan api;
5) hidup kurang lebih 500.000 s.d. 300.000 tahun yang lalu.

4. Manusia Peking. Penemuan fosil manusia purba dilakukan oleh Davidson Black (Canada) dan Franz Weiden Reich (Amerika) pada tahun 1920. Penemuan manusia purba tersebut berada di Gua Kapur, Peking. Hasil penemuan tersebut diberi nama Sinanthropus pekinensis. Ciri-ciri manusia Peking tersebut antara lain:
1) memiliki volume otak yang agak besar yaitu kurang lebih 900–1200 cm3;
2) diperkirakan hidup sekitar 500.000 tahun yang lalu;
3) mampu menggunakan senjata dan perkakas dari tulang dan batu;
4) sudah menggunakan api;
5) mempunyai kebudayaan yang lebih maju.

5. Homo Sapiens. Penemuan Homo sapiens oleh Eugene Dubois yaitu Homo wajakensis yang ditemukan di desa Wajak, Jawa Timur pada tahun 1889. Spesies ini diperkirakan hidup kurang lebih 40.000 tahun.

c. Manusia Modern. Manusia modern memiliki ciri-ciri antara lain:

1. memiliki volume otak ± 1400 – 1500 cm³;
2. memiliki tinggi badan ± 1,6 m;
3. memiliki peradaban yang maju;
4. mempunyai peralatan yang lebih baik;
5. suka berburu;
6. sudah terdapat hubungan sosial dan upacara ritual;
7. diperkirakan hidup sekitar 100.000 – 40.000 tahun yang lalu.

Dari ciri-ciri tersebut, Anda dapat melihat suatu perkembangan terjadi menuju bentuk manusia yang lebih baik. Dari penjelasan mengenai berbagai sejarah evolusi manusia tersebut, Anda akan memiliki gambaran tentang perkembangan dari generasi ke generasi sehingga membentuk manusia yang lebih sempurna seperti sekarang.

Petunjuk-petunjuk Adanya Evolusi. Evolusi dapat diketahui dan dijelaskan melalui fakta sebagai petunjuk. Ada beberapa fakta yang dapat digunakan sebagai petunjuk evolusi, antara lain seperti berikut.

a. Anatomi perbandingan. Jika Anda membandingkan hewan mamalia satu dengan yang lain, mungkin Anda akan berpikir, bahwa bagian-bagian tertentu pada tubuh setiap spesimen disusun menurut pola dasar yang sama dan struktur yang sama, menurut pola dasar yang sama pula. Dapat kita katakan bahwa hanya ada satu cara terbaik dalam menyusun organ tersebut dan cara itulah yang digunakan oleh Sang Pencipta, Tuhan Yang Maha Esa. Organ-organ fungsional pada makhluk hidup dapat dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut.

1. Homologi

Homologi adalah dua organ yang mempunyai bentuk dan fungsi yang berbeda, tetapi kedua organ tersebut memiliki bentuk dasar yang sama. Perbandingan organ-organ secara homologi dapat Anda lihat pada Gambar 7.8 di samping!

Gambar 7.8 Homologi organ

2. Analogi

Analogi adalah dua organ yang mempunyai bentuk dasar yang berbeda, tetapi akibat peristiwa evolusi konvergen menjadikan organ tersebut mempunyai fungsi yang sama. Agar lebih jelas dapat Anda lihat pada Gambar 7.9!

Gambar 7.9 Perbandingan antara analogi dan homologi

b. embriologi perbandingan

Embrio hewan-hewan dan manusia menunjukkan kecenderungan yang hampir sama. Perhatikan Gambar 7.10!

1. Sifat-sifat umum muncul sebelum sifat-sifat yang khusus.
2. Perkembangan juga dimulai dari yang umum, kemudian baru menuju perkembangan yang khusus.
3. Bentuk embrio dari berbagai makhluk hidup hampir serupa, tetapi pada tahap dewasa menunjukkan perbedaan yang nyata.

Gambar 7.10 Perbandingan berbagai macam embrio vertebrata

Keterangan:
1. Ikan
2. Salamander
3. Kura-kura darat
4. Ayam
5. Kelinci
6. Manusia

c. Fisiologi Perbandingan

Pada umumnya ditemukan persamaan proses fisiologi antara berbagai makhluk hidup, misalnya dalam hal sintesis protein, proses metabolisme, respirasi, ekskresi, dan lain-lain. Coba Anda ingat lagi pelajaran Kelas XI tentang sistem organ.

d. Petunjuk dari alat tubuh yang tersisa (vestigial)

Pada morfologi beberapa hewan vertebrata dan manusia dapat ditemukan adanya struktur vestigial, yaitu suatu bentuk anatomi yang berkembang dan berfungsi sempurna dan akan tereduksi. Alat-alat tubuh yang tersisa ini dianggap sebagai suatu perjalanan dari evolusi makhluk hidup tersebut. Struktur vestigial antara lain:

1. umbai cacing, tulang ekor, buah dada pada pria;
2. sisa-sisa kaki pada ular;
3. sisa sayap pada burung yang tidak berfungsi untuk terbang seperti burung pinguin, kasuari, dan burung onta.
4. Petunjuk palaentologi

Palaentologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang fosil. Pada Tugas Kelompok, Anda akan mendapatkan data tentang fosil-fosil yang terdapat di museum, misalnya Sangiran. Dari anggota tubuh manakah fosil-fosil yang disimpan di Museum Sangiran itu? Fosil adalah sisa-sisa makhluk hidup yang telah membatu. Sisa-sisa tersebut dapat berupa tulang, cangkang, gigi, jejak kaki, maupun bagian-bagian yang lain. Contoh-contoh fosil yang pernah ditemukan dapat Anda lihat pada Gambar 7.11 di bawah ini!

Gambar 7.11 Hasil penemuan fosil (A) Bakteri dan (B) Ikan

Fosil-fosil di atas dipelajari oleh para ilmuwan untuk dikaitkan dengan sejarah evolusi makhluk hidup. Jadi, fosil adalah bukti terjadinya evolusi makhluk hidup. Beberapa tokoh yang mempelajari tentang fosil adalah sebagai berikut.

1. Leonardo da vinci. Da Vinci adalah seorang pelukis terkenal berkebangsaan Italia. Ia berpendapat bahwa fosil merupakan bukti dari adanya makhluk hidup dan kehidupan di masa lampau.

2. George cuvier. Cuvier adalah seorang ahli anatomi dari Perancis, yang mempunyai gagasan bahwa makhluk hidup diciptakan khusus pada setiap zaman dan pada setiap zaman tersebut diakhiri dengan makhluk hidup yang berbeda dengan makhluk hidup pada lapisan bumi sebelumnya.

3. Charles darwin. Darwin berpendapat bahwa makhluk hidup yang terdapat pada lapisan bumi yang tua akan mengadakan perubahan bentuk yang disesuaikan dengan lapisan bumi yang lebih muda sehingga pada lapisan bumi lebih muda ditemukan fosil yang berbeda dengan lapisan bumi yang lebih tua. Dari beberapa pendapat tokoh-tokoh evolusioner tersebut dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pada masa lampau terdapat makhluk hidup yang berbeda dengan makhluk hidup sekarang. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan di permukaan bumi secara bertahap yang menyebabkan adanya perubahan pula pada makhluk hidup untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Penemuan berbagai macam fosil biasanya berupa bagian-bagian tubuh tertentu saja dan jarang ditemukan dalam keadaan yang utuh. Hal itu disebabkan oleh faktor-faktor berikut.

1. Bagian tubuh yang menyusun organisme lunak sehingga mudah hancur dan jarang menjadi fosil.
2. Terjadinya lipatan batuan bumi atau patahan bumi.
3. Adanya pengaruh air, angin, dan bakteri.

Fosil yang ditemukan lebih lengkap dari fosil yang lain adalah fosil kuda. Fosil ini ditemukan oleh Marsh dan Osborn. Hasil penemuan tersebut kemudian dibuat urutan evolusi secara lengkap yang dapat Anda lihat pada Gambar 7.12!

Gambar 7.12 Evolusi kuda

Dari Gambar 7.12 dapat dijelaskan bahwa terdapat perubahan dan perkembangan yang mengarah pada evolusi bentuk dan fungsi antara lain:

1. tubuh bertambah besar;
2. kepala bagian depan semakin panjang;
3. leher semakin panjang sehingga gerakannya semakin bebas;
4. perubahan geraham depan dan geraham besar sehingga sangat sesuai untuk makanan yang berupa rumput;
5. anggota tubuh yang lain semakin bertambah panjang, sehingga sesuai dengan gerakan untuk berlari cepat;
6. jari kaki mereduksi dari lima menjadi satu, sehingga dapat mendukung gerakan ketika berlari cepat.

Selain mengidentifikasi bentuk dan struktur fosil, pada penemuan fosil dapat pula dilakukan penghitungan umur fosil. Penetapan umur fosil dapat dilakukan dengan cara-cara berikut.

1. Cara langsung, yaitu dilakukan dengan mengukur umur fosil itu sendiri.
2. Cara tidak langsung, yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan bumi tempat fosil ditemukan.

Teori Asal Usul Kehidupan. Pernahkah Anda berpikir kapan bumi ini diciptakan? Di mana dan dengan cara bagaimana kehidupan ini berawal? Pertanyaan-pertanyaan tersebut sebenarnya sering sekali dilontarkan dan hampir berada pada setiap benak orang. Banyak orang ingin mengetahui jawabannya yang pasti, namun semuanya selalu berujung pada Tuhan Yang Maha Esa. Adanya pertanyaan-pertanyaan tersebut memotivasi para ahli Biologi untuk meneliti asal-usul dari kehidupan itu. Mereka berusaha mencari jawabannya dengan segala macam eksperimen yang dilakukan, kemudian hasilnya dibuat hipotesis, sehingga teori-teori asal-usul kehidupan ini baru merupakan hipotesis, belum merupakan kenyataan yang pasti, karena tidak seorangpun yang sudah mengalami dan menjadi saksi awal pertama kehidupan dimulai. Beberapa tokoh-tokoh Biologi yang memiliki gagasan tentang teori asal-usul kehidupan adalah sebagai berikut.

a. Teori abiogenesis. Teori ini mengatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati. Teori Abiogenesis dicetuskan pertama kali oleh Aristoteles (384 – 322 SM), yang merupakan tokoh ilmu pengetahuan dari Yunani Kuno. Aristoteles melakukan pengamatan ikan-ikan di sungai. Ia berpendapat bahwa ada sebagian ikan-ikan di sungai tersebut yang berasal dari lumpur. Teori Abiogenesis ini didukung pula oleh seorang ilmuwan Inggris pada tahun 1700 yang bernama Nedhan. Ia mencoba melakukan penelitian dengan menggunakan rebusan kaldu. Hasil rebusan kaldu kemudian dimasukkan ke dalam botol dan ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu tersebut ditumbuhi bakteri. Akhirnya Nedhan menyimpulkan bahwa bakteri berasal dari air kaldu. Teori ini gugur karena pada abad ke-17, Antonie van Leeuwenhoek berhasil membuat mikroskop. Penemuan mikroskop inilah yang mengawali berbagai macam percobaan untuk menguji teori-teori Abiogenesis. Leeuwenhoek mencoba mengamati air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop temuannya. Ternyata terlihat bahwa di dalam setetes air rendaman jerami tersebut terdapat benda-benda aneh yang sangat renik.

b. Teori biogenesis. Teori biogenesis adalah suatu teori yang mengemukakan bahwa asal kehidupan suatu makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula. Semboyan teori Biogenesis adalah “omne vivum ex ovo” (makhluk hidup berasal dari telur) “omne vivum ex vivo” (makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang telah ada). Teori biogenesis ini didukung oleh tokoh-tokoh Biologi lain, seperti berikut.

1. Francisco Redi

Francisco Redi adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Italia, ia merupakan orang pertama yang membantah teori Generatio Spontanea. Ia melakukan eksperimen untuk mendapat fakta yang benar. Perangkat percobaan Francisco Redi dapat Anda lihat pada Gambar 7.13.

Gambar 7.13 Percobaan Francesco Redi

Coba Anda perhatikan perangkat percobaan Francesco Redi pada Gambar 7.13! Ia menggunakan daging segar yang diletakkan di dalam tiga tabung. Perlakuan tabung ditutup rapat, tabung II ditutup kain kasa dan tabung III tidak ditutup dan dibiarkan terbuka. Setelah beberapa hari Francisco Redi mendapatkan hasil eksperimen. Ternyata botol tabung I tidak ada mikroba, tabung II terdapat sedikit mikroba, dan tabung III terdapat banyak mikroba. Dari hasil eksperimen ini Francisco Redi kemudian membuat kesimpulan bahwa mikroba yang berupa belatung yang terdapat pada daging tersebut berasal dari telur-telur lalat yang ditinggalkan pada saat lalat tersebut mengerumuni daging yang membusuk.

Dari hal ini maka teori Abiogenesis runtuh diganti dengan teori Biogenesis yaitu bahwa makhluk hidup tidak begitu saja terbentuk dari benda-benda mati, melainkan dari makhluk hidup juga.

1. Spallanzani

Spallanzani adalah seorang tokoh ilmuwan dari Italia. Ia melakukan kegiatan eksperimen pada tahun 1765, untuk menentang teori Nedham. Spallanzani mengadakan pembuktian dengan air kaldu yang ditempatkan di dalam tabung seperti pada Gambar 7.14 di bawah ini.

Gambar 7.14 Model percobaan Spallanzani

Hasil percobaannya sama dengan Francisco Redi yaitu makhluk hidup berasal dari sesuatu yang hidup. Spallanzani menjelaskan bahwa kegagalan percobaan Nedham karena Nedham tidak merebus tabung cukup lama sampai semua organisme terbunuh dan Nedham juga tidak menutup leher tabung dengan rapat sehingga masih ada organisme yang masuk dan tumbuh.

1. Louis Pasteur

Louis Pasteur melakukan percobaan pada tahun 1864. Tujuan percobaan Pasteur adalah untuk menguji dan memperbaiki percobaan dari Redi dan Spallanzani. Pasteur membuat labu berleher angsa, yang agak tertutup namun masih dapat berhubungan dengan udara, seperti yang terlihat pada Gambar 7.15! Prinsip tabung ini adalah udara dapat masuk ke dalam tabung, tapi debu akan menempel pada lengkungan leher tabung.

Gambar 7.15 Labu percobaan Louis Pasteur

Percobaan yang dilakukan oleh Pasteur adalah merebus kaldu hingga mendidih kemudian kaldu tersebut didiamkannya beberapa saat di dalam tabung leher angsa. Setelah beberapa hari, bakteri tidak tumbuh pada kaldu tersebut, tetapi beberapa hari kemudian air kaldu sudah ditumbuhi bakteri. Dari teori Pasteur inilah maka teori abiogenesis (Generatio spontanea) tumbang. Sehingga disimpulkan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup pula.

g. Teori biologi modern. Teori biologi modern merupakan teori evolusi kimia, yang berpendapat bahwa bumi ini pada awalnya sangat panas sekali, kemudian suatu ketika bumi mengalami proses pendinginan.

Dari proses-proses tersebut maka dapat dihasilkan bahan-bahan kimia. Bahan-bahan yang berat akan menyusun bumi sedangkan bahan yang ringan akan menyusun atmosfer. Teori evolusi kimia dicetuskan oleh beberapa tokoh berikut.

1. Harold Urey. Urey adalah seorang ilmuwan Amerika Serikat yang berpendapat bahwa atmosfer bumi pada suatu saat kaya akan molekul-molekul seperti CH₄ (metana), NH₃ (ammonia), H₂ (hidrogen) dan H₂O dalam bentuk gas. Adanya energi yang berasal dari aliran listrik halilintar dan radiasi sinar kosmis, akan mengakibatkan molekul-molekul tersebut mengadakan reaksi kimia untuk membentuk zat-zat hidup. Zat hidup yang mula-mula ada kira-kira seperti virus sekarang. Zat hidup ini setelah berjuta-juta tahun berkembang menjadi berbagai jenis organisme.

2. Stanley Miller. Miller adalah murid dari Urey. Ia membuat suatu percobaan untuk membuktikan teori Urey. Ia melakukan percobaan dengan mengisi tabung-tabung dengan CH4, NH3, H2, dan H2O. Campuran gas-gas tersebut dialirkan melalui labu dilengkapi elektroda yang dapat melepaskan bunga api listrik yang bertegangan tinggi selama satu minggu. Setelah percobaan tersebut, dilihat ternyata ditemukan beberapa jenis asam amino. Asam amino adalah zat yang menyusun protoplasma makhluk hidup. Pada temuannya ini asam amino tersebut belum menunjukkan gejala hidup.

3. A.I. Oparin. Oparin adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Rusia. Oparin juga memiliki gagasan yang sama seperti Urey, tetapi Oparin tidak dapat membuktikan bahwa reaksi gas CH₄, NH₃, H₂ dan H₂O membentuk asam amino. Ia berpendapat bahwa asam amino terbentuk secara alami. Menurut Oparin, lautan bumi pada awalnya memiliki persediaan cukup bahan-bahan organik. Dalam waktu yang lama maka bahan-bahan organik tersebut akan berikatan satu dengan lainnya membentuk selaput-selaput, kemudian molekul organik berselaput ini akan mengikat molekul lainnya dan menyatukan diri sehingga terbentuk gabungan molekul baru yang karakteristik. Ikatan kompleks inilah yang diperkirakan merupakan awal dari kehidupan.