Pencak silat
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Isi
Beberapa informasi dalam artikel atau bagian ini belum dipastikan dan mungkin isinya tidak benar.
Tolong diperiksa, dan lakukan modifikasi serta tambahkan sumber pada bagian yang diperlukan.
Seorang pendekar sedang memperagakan silat dengan pakaian tradisional Bali.

Pencak Silat atau Silat (berkelahi dengan menggunakan teknik pertahanan diri) ialah seni bela diri Asia yang berakar dari budaya Melayu. Seni bela diri ini secara luas dikenal di Indonesia, Malaysia, Brunei, dan Singapura tapi bisa pula ditemukan dalam berbagai variasi di berbagai negara sesuai dengan penyebaran suku Melayu, seperti di Filipina Selatan dan Thailand Selatan. Berkat peranan para pelatih asal Indonesia, saat ini Vietnam juga telah memiliki pesilat-pesilat yang tangguh.

Induk organisasi pencak silat di Indonesia adalah IPSI (Ikatan Pencak Silat Indonesia). Persilat (Persekutuan Pencak Silat Antara Bangsa), adalah nama organisasi yang dibentuk oleh Indonesia, Singapura, Malaysia dan Brunei Darussalam untuk mewadahi federasi-federasi pencak silat di berbagai negara.
Daftar isi
[sembunyikan]

* 1 Sejarah
* 2 Istilah dalam Pencak Silat
o 2.1 Sikap dan Gerak
o 2.2 Teknik
o 2.3 Jurus
* 3 Aspek dan bentuk
* 4 Tingkat kemahiran
* 5 Pencak Silat di dunia
* 6 Padepokan Pencak Silat Indonesia
* 7 Organisasi Pencak Silat
* 8 Lihat pula
* 9 Referensi
o 9.1 Catatan kaki
* 10 Pranala luar

[sunting] Sejarah

Silat diperkirakan menyebar di kepulauan nusantara semenjak abad ke-7 masehi, akan tetapi asal mulanya belum dapat dipastikan. Meskipun demikian, silat saat ini telah diakui sebagai budaya suku Melayu dalam pengertian yang luas,[1] yaitu para penduduk daerah pesisir pulau Sumatera dan Semenanjung Malaka, serta berbagai kelompok etnik lainnya yang menggunakan lingua franca bahasa Melayu di berbagai daerah di pulau-pulau Jawa, Bali, Kalimantan, Sulawesi, dan lain-lainnya juga mengembangkan sebentuk silat tradisional mereka sendiri. Dalam Bahasa Minangkabau, silat itu sama dengan silek. Sheikh Shamsuddin (2005)[2] berpendapat bahwa terdapat pengaruh ilmu beladiri dari Cina dan India dalam silat. Bahkan sesungguhnya tidak hanya itu. Hal ini dapat dimaklumi karena memang kebudayaan Melayu (termasuk Pencak Silat) adalah kebudayaan yang terbuka yang mana sejak awal kebudayaan Melayu telah beradaptasi dengan berbagai kebudayaan yang dibawa oleh pedagang maupun perantau dari India, Cina, Arab, Turki, dan lainnya. Kebudayaan-kebudayaan itu kemudian berasimilasi dan beradaptasi dengan kebudayaan penduduk asli. Maka kiranya historis pencak silat itu lahir bersamaan dengan munculnya kebudayaan Melayu. Sehingga, setiap daerah umumnya memiliki tokoh persilatan yang dibanggakan. Sebagai contoh, bangsa Melayu terutama di Semenanjung Malaka meyakini legenda bahwa Hang Tuah dari abad ke-14 adalah pendekar silat yang terhebat.[3] Hal seperti itu juga yang terjadi di Jawa, yang membanggakan Gajah Mada.

Perkembangan dan penyebaran silat secara historis mulai tercatat ketika penyebarannya banyak dipengaruhi oleh kaum Ulama, seiiring dengan penyebaran agama Islam pada abad ke-14 di Nusantara. Catatan historis ini dinilai otentik dalam sejarah perkembangan pencak silat yang pengaruhnya masih dapat kita lihat hingga saat ini. Kala itu pencak silat telah diajarkan bersama-sama dengan pelajaran agama di surau-surau. Silat lalu berkembang dari sekedar ilmu beladiri dan seni tari rakyat, menjadi bagian dari pendidikan bela negara untuk menghadapi penjajah. Disamping itu juga pencak silat menjadi bagian dari latihan spiritual.[2]

[sunting] Istilah dalam Pencak Silat

[sunting] Sikap dan Gerak

Pencak silat ialah sistem yang terdiri atas sikap (posisi) dan gerak-gerik (pergerakan). Ketika seorang pesilat bergerak ketika bertarung, sikap dan gerakannya berubah mengikuti perubahan posisi lawan secara berkelanjutan. Segera setelah menemukan kelemahan pertahanan lawan, maka pesilat akan mencoba mengalahkan lawan dengan suatu serangan yang cepat.

[sunting] Teknik

Pencak Silat memiliki macam yang banyak dari teknik bertahan dan menyerang. Praktisi biasa menggunakan tangan, siku, lengan, kaki, lutut dan telapak kaki dalam serangan. Teknik umum termasuk tendangan, pukulan, sandungan, sapuan, mengunci, melempar, menahan, mematahkan tulang sendi, dan lain-lain.

[sunting] Jurus

Pesilat berlatih dengan jurus-jurus. Jurus ialah rangkaian gerakan dasar untuk tubuh bagian atas dan bawah, yang digunakan sebagai panduan untuk menguasai penggunaan tehnik-tehnik lanjutan pencak silat (buah), saat dilakukan untuk berlatih secara tunggal atau berpasangan. Penggunaan langkah, atau gerakan kecil tubuh, mengajarkan penggunaan pengaturan kaki. Saat digabungkan, itulah Dasar Pasan, atau aliran seluruh tubuh.

[sunting] Aspek dan bentuk
Kesenian Randai dari Sumatra Barat memakai silek (silat) sebagai unsur tariannya.

Terdapat 4 aspek utama dalam pencak silat, yaitu:

1. Aspek Mental Spiritual: Pencak silat membangun dan mengembangkan kepribadian dan karakter mulia seseorang. Para pendekar dan maha guru pencak silat zaman dahulu seringkali harus melewati tahapan semadi, tapa, atau aspek kebatinan lain untuk mencapai tingkat tertinggi keilmuannya.
2. Aspek Seni Budaya: Budaya dan permainan "seni" pencak silat ialah salah satu aspek yang sangat penting. Istilah Pencak pada umumnya menggambarkan bentuk seni tarian pencak silat, dengan musik dan busana tradisional.
3. Aspek Bela Diri: Kepercayaan dan ketekunan diri ialah sangat penting dalam menguasai ilmu bela diri dalam pencak silat. Istilah silat, cenderung menekankan pada aspek kemampuan teknis bela diri pencak silat.
4. Aspek Olah Raga: Ini berarti bahwa aspek fisik dalam pencak silat ialah penting. Pesilat mencoba menyesuaikan pikiran dengan olah tubuh. Kompetisi ialah bagian aspek ini. Aspek olah raga meliputi pertandingan dan demonstrasi bentuk-bentuk jurus, baik untuk tunggal, ganda atau regu.

Bentuk pencak silat dan padepokannya (tempat berlatihnya) berbeda satu sama lain, sesuai dengan aspek-aspek yang ditekankan. Banyak aliran yang menemukan asalnya dari pengamatan atas perkelahian binatang liar. Silat-silat harimau dan monyet ialah contoh dari aliran-aliran tersebut. Adapula yang berpendapat bahwa aspek bela diri dan olah raga, baik fisik maupun pernapasan, adalah awal dari pengembangan silat. Aspek olah raga dan aspek bela diri inilah yang telah membuat pencak silat menjadi terkenal di Eropa.

Bagaimanapun, banyak yang berpendapat bahwa pokok-pokok dari pencak silat terhilangkan, atau dipermudah, saat pencak silat bergabung pada dunia olah raga. Oleh karena itu, sebagian praktisi silat tetap memfokuskan pada bentuk tradisional atau spiritual dari pencak silat, dan tidak mengikuti keanggotaan dan peraturan yang ditempuh oleh Persilat, sebagai organisasi pengatur pencak silat sedunia.

[sunting] Tingkat kemahiran

Secara ringkas, murid silat atau pesilat dibagi menjadi beberapa tahap atau tingkat kemahiran, yaitu:

1. Pemula, diajari semua yang tahap dasar seperti kuda-kuda,teknik tendangan, pukulan, tangkisan, elakan,tangkapan, bantingan, olah tubuh, maupun rangkaian jurus dasar perguruan dan jurus standar IPSI
2. Menengah, ditahap ini, pesilat lebih difokuskan pada aplikasi semua gerakan dasar, pemahaman, variasi, dan disini akan mulai terlihat minat dan bakat pesilat, dan akan disalurkan kepada masing-masing cabang, misalnya Olahraga & Seni Budaya.
3. Pelatih, hasil dari kemampuan yang matang berdasarkan pengalaman di tahap pemula, dan menengah akan membuat pesilat melangkah ke tahap selanjutnya, dimana mereka akan diberikan teknik - teknik beladiri perguruan, dimana teknik ini hanya diberikan kepada orang yang memang dipercaya, dan mampu secara teknik maupun moral, karena biasanya teknik beladiri merupakan teknik tempur yang sangat efektif dalam melumpuhkan lawan / sangat mematikan .
4. Pendekar, merupakan pesilat yang telah diakui oleh para sesepuh perguruan, mereka akan mewarisi ilmu-ilmu rahasia tingkat tinggi.

[sunting] Pencak Silat di dunia
Pesilat Vietnam memperagakan permainan golok.

Pencak Silat telah berkembang pesat selama abad ke-20 dan telah menjadi olah raga kompetisi di bawah penguasaan dan peraturan Persilat (Persekutuan Pencak Silat Antara Bangsa, atau The International Pencak Silat Federation). Pencak silat sedang dipromosikan oleh Persilat di beberapa negara di seluruh 5 benua, dengan tujuan membuat pencak silat menjadi olahraga Olimpiade. Persilat mempromosikan Pencak Silat sebagai kompetisi olah raga internasional. Hanya anggota yang diakui Persilat yang diizinkan berpartisipasi pada kompetisi internasional.

Kini, beberapa federasi pencak silat nasional Eropa bersama dengan Persilat telah mendirikan Federasi Pencak Silat Eropa. Pada 1986 Kejuaraan Dunia Pencak Silat pertama di luar Asia, mengambil tempat di Wina, Austria.

Pada tahun 2002 Pencak Silat diperkenalkan sebagai bagian program pertunjukan di Asian Games di Busan, Korea Selatan untuk pertama kalinya. Kejuaraan Dunia terakhir ialah pada 2002 mengambil tempat di Penang, Malaysia pada Desember 2002.

Selain dari upaya Persilat yang membuat pencak silat sebagai pertandingan olahraga, masih ada banyak aliran-aliran tua tradisional yang mengembangkan pencak silat dengan nama Silek dan Silat di berbagai belahan dunia. Diperkirakan ada ratusan aliran (gaya) dan ribuan perguruan.

[sunting] Padepokan Pencak Silat Indonesia
Pintu Gerbang Padepokan Pencak Silat

Padepokan adalah istilah Jawa yang berarti sebuah kompleks perumahan dengan areal cukup luas yang disediakan untuk belajar dan mengajar pengetahuan dan keterampilan tertentu. Padepokan yang disediakan untuk belajar dan mengajar Pen-cak Silat dinamakan Padepokan Pencak Silat.

Padepokan Pencak Silat Indonesia (PnPSI) adalah padepokan berskala nasional dan internasional yang berlokasi di di tas lahan yang luasnya sekitar 5,2 hektar di kompleks Taman Mini Indonesia Indah. Luas total bangunannya sekitar 8.700 m2 dan luas total selasar-selasarnya sekitar 5.000 m2. Padepokan ini secara resmi dibuka oleh Presiden Soeharto pada tanggal 20 April 1997.

Padepokan Pencak Silat Indonesia (PnPSI) mempunyai sekurang-kurangnya 5 fungsi, yakni :

1. Sebagai pusat informasi, pendidikan, penyajian dan promosi berbagai hal yang menyangkut Pencak Silat.
2. Sebagai pusat berbagai kegiatan yang berhubu-ngan dengan upaya pelestarian, pengembangan, penyebaran dan pening-katan citra Pencak Silat dan nilai-nilainya.
3. Sebagai sarana untuk memperkokoh persatuan dan kesatuan masyarakat Pencak Silat Indonesia.
4. Sebagai sarana untuk mempererat persahabatan diantara masyarakat Pencak Silat di berbagai negara.
5. Sebagai sarana untuk memasyarakatkan 2 kode etik manusia Pencak Silat, yakni : Prasetya Pesilat Indonesia dan Ikrar Pesilat.

[sunting] Organisasi Pencak Silat

* PERSILAT- Persekutuan Pencak Silat Antara Bangsa
* IPSI - Ikatan Pencak Silat Indonesia
* PESAKA Malaysia - Persekutuan Silat Kebangsaan Malaysia
* PERSISI - Persekutuan Silat Singapore
* EPSF - European Pencak Silat Federation

Sampai saat ini Anggota Organisasi Pencak Silat yang sudah terdaftar/tercatat di PERSILAT sebanyak 33 organisasi di seluruh dunia.

Sistem pernapasan pada manusia mencakup dua hal, yakni saluran pernapasan dan mekanisme pernapasan. Urutan saluran pernapasan adalah sebagai berikut:
rongga hidung  faring  trakea  bronkus  paru-paru (bronkiol dan alveolus).

Gbr. Skema Sistem Respirasi Pada Manusia’

Sistem Pernapasan pada Manusia
Macam Pernapasan
1. Pernapasan Dada

Pernapasan dada berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
Inspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berkontraksi, tulang rusuk terangkat, volume rongga dada membesar, paru-paru mengembang, sehingga tekanan udaranya menjadi lebih kecil dari udara atmosfer, sehingga udara masuk.
Ekspirasi, terjadi bila otot antar tulang rusuk luar berelaksasi, tulang rusuk akan tertarik ke posisi semula, volume rongga dada mengecil, tekanan udara rongga dada meningkat, tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dari udara atmosfer, akibatnya udara keluar.
2. Pernapasan perut
Pernapasan perut berlangsung dalam dua tahap, yaitu :
Inspirasi, terjadi bila otot diafragma berkontraksi, diafragma mendatar mengakibatkan volume rongga dada membesar sehingga tekanan udaranya mengecil dan diikuti paru-paru yang mengembang mengakibatkan tekanan udaranya lebih kecil dari tekanan udara atmosfer dan udara masuk.
Ekspirasi, diawali dengan otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkontraksi menyebabkan diafragma terangkat dan melengkung menekan rongga dada, sehingga volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara dalam paru-paru keluar.
Pernapasan perut umumnya terjadi saat tidur.
Pengangkutan O2
Pertukaran gas antara O2 dengan CO2 terjadi di dalam alveolus dan jaringan tubuh, melalui proses difusi. Oksigen yang sampai di alveolus akan berdifusi menembus selaput alveolus dan berikatan dengan haemoglobin (Hb) dalam darah yang disebut deoksigenasi dan menghasilkan senyawa oksihemoglobin (HbO) seperti reaksi berikut :
Sekitar 97% oksigen dalam bentuk senyawa oksihemoglobin, hanya 2 – 3% yang larut dalam plasma darah akan dibawa oleh darah ke seluruh jaringan tubuh, dan selanjutnya akan terjadi pelepasan oksigen secara difusi dari darah ke jaringan tubuh, seperti reaksi berikut :
Pengangkutan CO2
Karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari proses respirasi sel akan berdifusi ke dalam darah yang selanjutnya akan diangkut ke paru-paru untuk dikeluarkan sebagai udara pernapasan.
Ada 3 (tiga) cara pengangkutan CO2 :
Sebagai ion karbonat (HCO3), sekitar 60 – 70%.
Sebagai karbominohemoglobin (HbCO2), sekitar 25%.
Sebagai asam karbonat (H2CO3) sekitar 6 – 10%.

www.indoweb.tv

MAKALAH LINGKUNGAN

TUGAS MATA KULIAH ILMU ALAM DASAR

”LINGKUNGAN”

















DISUSUN:
NAMA :ANGGA
NIM :2008 151 311
KELAS :II .D
PRONGRAM STUDI :OLARAGA
SEMESTER :II
MATA KULIAH :ILMU ALAM DASAR
DOSEN PENGASUH:RISWAN ARADEAN SP.MM




FAKULTASKEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS PGRI PALEMBANG
TAHUN AJARAN 2008-2009




Lingkungan
Lingkungan adalah kombinasi antara kondisi fisik yang mencakup keadaan sumber daya alam seperti tanah, air, energi surya, mineral, serta flora dan fauna yang tumbuh di atas tanah maupun di dalam lautan, dengan kelembagaan yang meliputi ciptaan manusia seperti keputusan bagaimana menggunakan lingkungan fisik tersebut.
Lingkungan terdiri dari komponen abiotik dan biotik. Komponen abiotik adalah segala yang tidak bernyawa seperti tanah, udara, air, iklim, kelembaban, cahaya, bunyi. Sedangkan komponen biotik adalah segala sesuatu yang bernyawa seperti tumbuhan, hewan, manusia dan mikro-organisme (virus dan bakteri).
Ilmu yang mempelajari lingkungan adalah ilmu lingkungan atau ekologi. Ilmu lingkungan adalah cabang dari ilmu biologi.
Konsep lingkungan di Indoensia
Lingkungan, di Indonesia sering juga disebut "lingkungan hidup". Misalnya dalam Undang-Undang no. 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, definisi Lingkungan Hidup adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia, dan perilakunya, yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain.Dan adapun dalam bab ini akan di bahas masalah seperti:
• Pencemaran lingkungaan
• Pencemaran udara
• Pencemaran air
• Pencemaran tanah

Pencemaran Lingkungan
Motivasi
Pencemaran lingkungan merupakan masalah kita bersama, yang semakin penting untuk diselesaikan, karena menyangkut keselamatan, kesehatan, dan kehidupan kita. Siapapun bisa berperan serta dalam menyelesaikan masalah pencemaran lingkungan ini, termasuk kita. Dimulai dari lingkungan yang terkecil, diri kita sendiri, sampai ke lingkungan yang lebih luas.
Permasalahan pencemaran lingkungan yang harus segera kita atasi bersama diantaranya pencemaran air tanah dan sungai, pencemaran udara perkotaan, kontaminasi tanah oleh sampah, hujan asam, perubahan iklim global, penipisan lapisan ozon, kontaminasi zat radioaktif, dan sebagainya.
Untuk menyelesaikan masalah pencemaran lingkungan ini, tentunya kita harus mengetahui sumber pencemar, bagaimana proses pencemaran itu terjadi, dan bagaimana langkah penyelesaian pencemaran lingkungan itu sendiri.
Sumber Pencemar

Pencemar datang dari berbagai sumber dan memasuki udara, air dan tanah dengan berbagai cara. Pencemar udara terutama datang dari kendaraan bermotor, industi, dan pembakaran sampah. Pencemar udara dapat pula berasal dari aktivitas gunung berapi.
Pencemaran sungai dan air tanah terutama dari kegiatan domestik, industri, dan pertanian. Limbah cair domestik terutama berupa BOD, COD, dan zat organik. Limbah cair industri menghasilkan BOD, COD, zat organik, dan berbagai pencemar beracun. Limbah cair dari kegiatan pertanian terutama berupa nitrat dan fosfat.
Proses Pencemaran
Proses pencemaran dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung yaitu bahan pencemar tersebut langsung berdampak meracuni sehingga mengganggu kesehatan manusia, hewan dan tumbuhan atau mengganggu keseimbangan ekologis baik air, udara maupun tanah. Proses tidak langsung, yaitu beberapa zat kimia bereaksi di udara, air maupun tanah, sehingga menyebabkan pencemaran.
Pencemar ada yang langsung terasa dampaknya, misalnya berupa gangguan kesehatan langsung (penyakit akut), atau akan dirasakan setelah jangka waktu tertentu (penyakit kronis). Sebenarnya alam memiliki kemampuan sendiri untuk mengatasi pencemaran (self recovery), namun alam memiliki keterbatasan. Setelah batas itu terlampaui, maka pencemar akan berada di alam secara tetap atau terakumulasi dan kemudian berdampak pada manusia, material, hewan, tumbuhan dan ekosistem.
Langkah Penyelesaian
Penyelesaian masalah pencemaran terdiri dari langkah pencegahan dan pengendalian. Langkah pencegahan pada prinsipnya mengurangi pencemar dari sumbernya untuk mencegah dampak lingkungan yang lebih berat. Di lingkungan yang terdekat, misalnya dengan mengurangi jumlah sampah yang dihasilkan, menggunakan kembali (reuse) dan daur ulang (recycle).
Di bidang industri misalnya dengan mengurangi jumlah air yang dipakai, mengurangi jumlah limbah, dan mengurangi keberadaan zat kimia PBT (Persistent, Bioaccumulative, and Toxic), dan berangsur-angsur menggantinya dengan Green Chemistry. Green chemistry merupakan segala produk dan proses kimia yang mengurangi atau menghilangkan zat berbahaya.
Tindakan pencegahan dapat pula dilakukan dengan mengganti alat-alat rumah tangga, atau bahan bakar kendaraan bermotor dengan bahan yang lebih ramah lingkungan. Pencegahan dapat pula dilakukan dengan kegiatan konservasi, penggunaan energi alternatif, penggunaan alat transportasi alternatif, dan pembangunan berkelanjutan (sustainable development).
Langkah pengendalian sangat penting untuk menjaga lingkungan tetap bersih dan sehat. Pengendalian dapat berupa pembuatan standar baku mutu lingkungan, monitoring lingkungan dan penggunaan teknologi untuk mengatasi masalah lingkungan. Untuk permasalahan global seperti perubahan iklim, penipisan lapisan ozon, dan pemanasan global diperlukan kerjasama semua pihak antara satu negara dengan negara lain.
Pencemaran Udara
Pencemaran Air
Sumber Pencemaran Air
Banyak penyebab pencemaran air tetapi secara umum dapat dikategorikan sebagai sumber kontaminan langsung dan tidak langsung. Sumber langsung meliputi efluen yang keluar dari industri, TPA (tempat Pembuangan Akhir Sampah), dan sebagainya. Sumber tidak langsung yaitu kontaminan yang memasuki badan air dari tanah, air tanah, atau atmosfer berupa hujan. Tanah dan air tanah mengandung mengandung sisa dari aktivitas pertanian seperti pupuk dan pestisida. Kontaminan dari atmosfer juga berasal dari aktivitas manusia yaitu pencemaran udara yang menghasilkan hujan asam.
Pencemar
Pencemar air dapat diklasifikasikan sebagai organik, anorganik, radioaktif, dan asam/basa. Saat ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia, dan hampir 100.000 zat kimia telah digunakan secara komersial. Kebanyakan sisa zat kimia tersebut dibuang ke badan air atau air tanah. Pestisida, deterjen, PCBs, dan PCPs (polychlorinated phenols), adalah salah satu contohnya. Pestisida dgunakan di pertanian, kehutanan dan rumah tangga. PCB, walaupun telah jarang digunakan di alat-alat baru, masih terdapat di alat-alat elektronik lama sebagai insulator, PCP dapat ditemukan sebagai pengawet kayu, dan deterjen digunakan secara luas sebagai zat pembersih di rumah tangga.
Dampak Pencemaran Air
Pencemaran air berdampak luas, misalnya dapat meracuni sumber air minum, meracuni makanan hewan, ketidakseimbangan ekosistem sungai dan danau, pengrusakan hutan akibat hujan asam, dan sebagainya. Di badan air, sungai dan danau, nitrogen dan fosfat (dari kegiatan pertanian) telah menyebabkan pertumbuhan tanaman air yang di luar kendali (eutrofikasi berlebihan). Ledakan pertumbuhan ini menyebabkan oksigen, yang seharusnya digunakan bersama oleh seluruh hewan/tumbuhan air, menjadi berkurang. Ketika tanaman air tersebut mati, dekomposisi mereka menyedot lebih banyak oksigen. Sebagai akibatnya, ikan akan mati, dan aktivitas bakteri menurun.
Langkah Penyelesaian
Dalam keseharian kita, kita dapat mengurangi pencemaran air, dengan cara mengurangi jumlah sampah yang kita produksi setiap hari (minimize), mendaur ulang (recycle), mendaur pakai (reuse).
Kita pun perlu memperhatikan bahan kimia yang kita buang dari rumah kita. Karena saat ini kita telah menjadi "masyarakat kimia", yang menggunakan ratusan jenis zat kimia dalam keseharian kita, seperti mencuci, memasak, membersihkan rumah, memupuk tanaman, dan sebagainya.
Menjadi konsumen yang bertanggung jawab merupakan tindakan yang bijaksana. Sebagai contoh, kritis terhadap barang yang dikonsumsi, apakah nantinya akan menjadi sumber pencemar yang persisten, eksplosif, korosif dan beracun, atau degradable (dapat didegradasi) alam ? Apakah barang yang kita konsumsi nantinya dapat meracuni manusia, hewan, dan tumbuhan, aman bagi mahluk hidup dan lingkungan ? Teknologi dapat kita gun
akan untuk mengatasi pencemaran air. Instalasi pengolahan air bersih, instalasi pengolahan air limbah, yang dioperasikan dan dipelihara baik, mampu menghilangkan substansi beracun dari air yang tercemar. Walaupun demikian, langkah pencegahan tentunya lebih efektif dan bijaksana.
Pencemaran Tanah
jenis Pencemaran Tanah
Sebagaimana udara dan air, tanah merupakan komponen penting dalam hidup kita. Tanah berperan penting dalam pertumbuhan mahluk hidup, memelihara ekosistem, dan memelihara siklus air. Kasus pencemaran tanah terutama disebabkan oleh pembuangan sampah yang tidak memenuhi syarat (ilegal dumping), kebocoran limbah cair dari industri atau fasilitas komersial, atau kecelakaan kendaraaan pengangkut minyak, zat kimia, atau limbah, yang kemudian tumpah ke permukaan tanah.
Ketika suatu zat berbahaya/beracun telah mencemari permukaan tanah, maka ia dapat menguap, tersapu air hujan dan atau masuk ke dalam tanah. Pencemaran yang masuk ke dalam tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun di tanah. Zat beracun di tanah tersebut dapat berdampak langsung kepada manusia ketika bersentuhan atau dapat mencemari air tanah dan udara di atasnya.
Remediasi
Kegiatan untuk membersihkan permukaan tanah dikenal dengan remediasi. Sebelum melakukan remediasi, hal yang perlu diketahui:
1. Jenis pencemar (organic atau anorganik), terdegradasi/tidak, berbahaya/tidak,
2. Berapa banyak zat pencemar yang telah mencemari tanah tersebut,
3. Perbandingan karbon (C), nitrogen (N), dan Fosfat (P),
4. Jenis tanah,
5. Kondisi tanah (basah, kering),
6. Telah berapa lama zat pencemar terendapkan di lokasi tersebut,
7. Kondisi pencemaran (sangat penting untuk dibersihkan segera/bisa ditunda
Remediasi On-site dan Off-site
Ada dua jenis remediasi tanah, yaitu in-situ (atau on-site) dan ex-situ (atau off-site). Pembersihan on-site adalah pembersihan di lokasi. Pembersihan ini lebih murah dan lebih mudah, terdiri dari pembersihan, venting (injeksi), dan bioremediasi.
Pembersihan off-site meliputi penggalian tanah yang tercemar dan kemudian dibawa ke daerah yang aman. Setelah itu di daerah aman, tanah tersebut dibersihkan dari zat pencemar. Caranya yaitu, tanah tersebut disimpan di bak/tanki yang kedap, kemudian zat pembersih dipompakan ke bak/tangki tersebut. Selanjutnya zat pencemar dipompakan keluar dari bak yang kemudian diolah dengan instalasi pengolah air limbah. Pembersihan off-site ini jauh lebih mahal dan rumit.
Bioremediasi
Bioremediasi adalah proses pembersihan pencemaran tanah dengan menggunakan mikroorganisme (jamur, bakteri). Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).
Ada 4 teknik dasar yang biasa digunakan dalam bioremediasi :
1. stimulasi aktivitas mikroorganisme asli (di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien, pengaturan kondisi redoks, optimasi pH, dsb
2. inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar, yaitu mikroorganisme yang memiliki kemampuan biotransformasi khusus


Proses bioremediasi harus memperhatikan temperatur tanah, ketersediaan air, nutrien (N, P, K), perbandingan C : N kurang dari 30:1, dan ketersediaan oksigen.
Kelas Zat Kimia
Kelas zat kimia yang sering diolah dengan bioremediasi
Kelas Jenis Bahan Kimia
Fuel hydrocarbons Benzene, Toluene
PAH's (Polychlorinated aromatic hydrocarbons) Creosote
PCB's (Polychlorinated biphenyls) Aroclor
Chlorinated solvents TCE (Trichloroethylene)
Chlorinated aromatic compounds Chlorobenzene
Chlorophenols Pentachlorophenol
Nonhalogenated phenolics 2-Methylphenol
Pesticides 2,4-D, Atrazine
Explosives TNT (2,4,6-Trinitrotuluene)
Nitrogen heterocyclics Pyridine
Radionuclides Plutonium
Anions Nitrate
Metals Lead





















B.Dampakan pemanasan global
________________________________________ Dampak Kerusakan Lingkungan Terhadap Pemanasan Global
Kerusakan demi kerusakan tersebut menyebabkan terjadinya pemanasan global. Konsentrasi gas-gas tertentu yang dikenal sebagai gas rumah kaca, terus bertambah di udara akibat tindakan manusia melalui kegiatan industri, khususnya CO2 dan chloro fluorocarbon. Yang terutama adalah karbon dioksida, yang umumnya dihasilkan dari penggunaan batubara, minyak bumi, gas, penggundulan hutan, serta pembakaran hutan. Asam nitrat dihasilkan oleh kendaraan dan emisi industri, sedangkan emisi metan disebabkan oleh aktivitas industri dan pertanian. Chlorofluorocarbon (CFC) merusak lapisan ozon seperti juga gas rumah kaca menyebabkan pemanasan global, tetapi sekarang dihapus dalam Protokol Montreal. Karbon dioksida, chlorofluorocarbon, metan, asam nitrat adalah gas-gas polutif yang terakumulasi di udara dan menyaring banyak panas dari matahari.

Proses pemanasan global
Proses pemanasan global dipicu oleh adanya efek rumah kaca, dimana energi dari matahari memacu cuaca dan iklim bumi serta memanasi permukaan bumi; sebaliknya bumi mengembalikan energi tersebut ke angkasa. Gas rumah kaca pada atmosfer (uap air, karbon dioksida dan gas lainnya) menyaring sejumlah energi yang dipancarkan, menahan panas seperti rumah kaca. Tanpa efek rumah kaca natural ini maka suhu akan lebih rendah dari yang ada sekarang dan kehidupan seperti yang ada sekarang tidak mungkin ada. Jadi gas rumah kaca menyebabkan suhu udara di permukaan bumi menjadi lebih nyaman sekitar 60°F/15°C. Tetapi permasalahan akan muncul ketika terjadi konsentrai gas rumah kaca pada atmosfer bertambah. Sejak awal revolusi industri, konsentrasi karbon dioksida pada atmosfer bertambah mendekati 30%, konsetrasi metan lebih dari dua kali, konsentrasi asam nitrat bertambah 15%. Penambahan tersebut telah meningkatkan kemampuan menjaring panas pada atmosfer bumi. Mengapa konsentrasi gas rumah kaca bertambah? Para ilmuwan umumnya percaya bahwa pembakaran bahan bakar fosil dan kegiatan manusia lainnya merupakan penyebab utama dari bertambahnya konsentrasi karbon dioksida dan gas rumah kaca.

Sementara lautan dan vegetasi yang bertugas menangkap banyak CO2 tidak mampu mengimbangi pertambahan CO2 dari kegiatan manusia di bumi, hal ini berarti bahwa jumlah akumulatif dari gas rumah kaca yang berada di udara bertambah setiap tahunnya dan berarti mempercepat pemanasan global. Sepanjang seratus tahun ini konsumsi energi dunia bertambah secara spektakuler, dimana sekitar 70% energi dipakai oleh negara-negara maju; dan 78% dari energi tersebut berasal dari bahan bakar fosil. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan yang mengakibatkan sejumlah wilayah terkuras habis dan yang lainnya mereguk keuntungan. Sementara itu, jumlah dana untuk pemanfaatan ”energi tak dapat habis” seperti matahari, angin, biogas, air, khususnya hidro mini dan makro, baik di negara maju maupun miskin tetaplah rendah (dalam perbandingan dengan bantuan keuangan dan investasi yang dialokasikan untuk bahan bakar fosil dan energi nuklir). Padahal sumber energi ini dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil.

penyebab pemanasan global
Penggundulan hutan yang mengurangi penyerapan karbon oleh pohon, menyebabkan emisi karbon bertambah sebesar 20%, dan mengubah iklim mikro lokal dan siklus hidrologis, sehingga mempengaruhi kesuburan tanah. Padahal tanah mengandung karbon sebanyak 24 milyar ton dan hutan Indonesia menyumbangkan emisi CO2 sebesar 2.6 milliar ton per tahun, walaupun juga mengandung 19 milliar ton carbon.

Jika diamati maka sumber pencemar utama adalah transportasi, kebakaran hutan, limbah rumah tangga, limbah tambang, dan limbang industri. Selama 1985 – 2000 jumlah kendaraan sebagai sarana transportasi meningkat dari 1.2 juta menjadi 19 juta. Pada tahun 1985 – 1997 seluas 20 juta hektar hutan terbakar dan dibakar, dan pada tahun 1997-1998 luas hutan yang terbakar dan dibakar sebesar 10 juta hektar. Dalam hal limbah rumah tangga – hanya 3-5% yang punya akses saluran limbah rumah tangga, sehingga menyumbangkan Emisi CO2 sebanyak 35 juta ton CO2. Pertambangan menyumbang limbah seperti tailing dan merkuri dalam jumlah yang besar, sedangkan industri lainnya menyumbangkan limbah cair (black liquor) karena system daur ulang limbah yang tidak










DAFTAR PUSTAKA


• www.kitada.eco.tut.ac.jp/pub/member/asep/plo/index.html

• id.wikipedia.org/wiki/Lingkungan

• id.wikipedia.org/wiki/Pemanasan_global

• id.wikipedia.org/wiki/Efek_rumah_kaca –

• balihristi.gorontaloprov.go.id/content/view/92/1/

• st282359.sitekno.com/?pg=articles&article=1347

Evolusi
Artikel ini membahas evolusi dari kajian biologi, untuk arti istilah evolusi lainnya lihat evolusi (istilah)
Untuk artikel yang bersifat non-teknis dan lebih mudah dimengerti, silakan lihat Pengenalan evolusi
"Teori evolusi" beralih ke sini. Untuk informasi lebih lanjut bagaimana evolusi didefinisikan, silakan lihat Evolusi sebagai teori dan fakta
Evolusi (dalam kajian biologi) berarti perubahan pada sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Perubahan-perubahan ini disebabkan oleh kombinasi tiga proses utama:
• variasi
• reproduksi
• seleksi
Sifat-sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan kepada keturunan suatu makhluk hidup dan menjadi bervariasi dalam suatu populasi. Ketika organisme bereproduksi, keturunannya akan mempunyai sifat-sifat yang baru. Sifat baru dapat diperoleh dari perubahan gen oleh mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antara spesies. Pada spesies yang bereproduksi secara seksual, kombinasi gen yang baru juga dihasilkan oleh rekombinasi genetika, yang dapat meningkatkan variasi antara organisme. Evolusi terjadi ketika perbedaan-perbedaan terwariskan ini menjadi lebih umum atau langka dalam suatu populasi.
Terdapat dua mekanisme utama yang mendorong evolusi:
1. seleksi alam yang merupakan sebuah proses yang menyebabkan sifat terwaris yang berguna untuk keberlangsungan hidup dan reproduksi organisme menjadi lebih umum dalam suatu populasi - dan sebaliknya, sifat yang merugikan menjadi lebih berkurang. Hal ini terjadi karena individu dengan sifat-sifat yang menguntungkan lebih berpeluang besar bereproduksi, sehingga lebih banyak individu pada generasi selanjutnya yang mewarisi sifat-sifat yang menguntungkan ini.[1][2] Setelah beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam.[3]
2. hanyutan genetika (Bahasa Inggris: Genetic Drift) yang merupakan sebuah proses bebas yang menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat dalam suatu populasi. Hanyutan genetika dihasilkan dari probabilitas apakah suatu sifat akan diwariskan ketika suatu individu bertahan hidup dan bereproduksi.
Walaupun perubahan yang dihasilkan oleh hanyutan dan seleksi alam kecil, perubahan ini akan terakumulasi, menyebabkan perubahan yang substansial pada organisme. Proses ini mencapai puncaknya dengan menghasilkan spesies yang baru.[4] Dan sebenarnya, kemiripan antara organisme yang satu dengan organisme yang lain mensugestikan bahwa semua spesies yang kita kenal berasal dari nenek moyang yang sama melalui proses divergen yang terjadi secara perlahan ini.[1]
Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebabnya. Kajian catatan fosil dan keanekaragaman hayati organisme-organisme hidup telah meyakinkan para ilmuwan pada pertengahan abad ke-19 bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu.[5][6] Namun, mekanisme yang mendorong perubahan ini tetap tidaklah jelas sampai pada publikasi tahun 1859 oleh Charles Darwin, On the Origin of Species yang menjelaskan dengan detail teori evolusi melalui seleksi alam.[7] Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah.[8][9][10][11] Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern,[12] yang menghubungkan satuan evolusi (gen) dengan mekanisme evolusi (seleksi alam). Kekuatan penjelasan dan prediksi teori ini mendorong riset yang secara terus menerus menimbulkan pertanyaan baru, dimana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan yang lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi.[9][10][13]
Meskipun teori evolusi selalu diasosiasikan dengan Charles Darwin, namun sebenarnya biologi evolusi telah berakar sejak zaman Aristoteles. Namun demikian, Darwin adalah ilmuwan pertama yang mencetuskan teori evolusi yang telah banyak terbukti mapan menghadapi pengujian ilmiah. Sampai saat ini, teori Darwin tentang evolusi yang terjadi karena seleksi alam dianggap oleh mayoritas masyarakat sains sebagai teori terbaik dalam menjelaskan peristiwa evolusi.[14]
Dasar genetik evolusi


Struktur DNA. Basa nukleotida berada ditengah, dikelilingi oleh rantai fosfat-gula dalam bentuk heliks ganda.
Evolusi organisme terjadi melalui perubahan pada sifat-sifat yang terwariskan. Pada manusia, warna mata merupakan sifat-sifat yang terwariskan ini.[15] Sifat terwariskan dikontrol oleh gen dan keseluruhan gen dalam suatu genom organisme disebut sebagai genotipe.[16]
Keseluruhan sifat-sifat yang terpantau pada perilaku dan struktur organisme disebut sebagai fenotipe. Sifat-sifat ini berasal dari interaksi genotipe dengan lingkungan.[17] Oleh karena itu, tidak setiap aspek fenotipe organisme diwariskan. Kulit berwarna gelap yang dihasilkan dari penjemuran matahari berasal dari interaksi antara genotipe seseorang dengan cahaya matahari; sehingga warna kulit gelap ini tidak akan diwarisi ke keturunan orang tersebut. Walaupun begitu, manusia memiliki respon yang berbeda terhadap cahaya matahari, dan ini diakibatkan oleh perbedaan pada genotipenya. Contohnya adalah individu dengan sifat albino yang kulitnya tidak akan menggelap dan sangat sensitif terhadap sengatan matahari.[18]
Sifat-sifat terwariskan diwariskan antar generasi via DNA, sebuah molekul yang dapat menyimpan informasi genetika.[16] DNA merupakan sebuah polimer yang terdiri dari empat jenis basa nukleotida. Urutan basa pada molekul DNA tertentu menentukan informasi genetika. Bagian molekul DNA yang menentukan sebuah satuan fungsional disebut gen; gen yang berbeda mempunyai urutan basa yang berbeda. Dalam sel, unting DNA yang panjang berasosiasi dengan protein, membentuk struktur padat yang disebut kromosom. Lokasi spesifik pada sebuah kromosom dikenal sebagai lokus. Jika urutan DNA pada sebuah lokus bervariasi antar individu, bentuk berbeda pada urutan ini disebut sebagai alel. Urutan DNA dapat berubah melalui mutasi, menghasilkan alel yang baru. Jika mutasi terjadi pada gen, alel yang baru dapat mempengaruhi sifat individu yang dikontrol oleh gen, menyebabkan perubahan fenotipe organisme. Walaupun demikian, manakala contoh ini menunjukkan bagaimana alel dan sifat bekerja pada beberapa kasus, kebanyakan sifat lebih kompleks dan dikontrol oleh interaksi banyak gen.[19][20]
Variasi
Fenotipe suatu individu organisme dihasilkan dari genotipe dan pengaruh lingkungan organisme tersebut. Variasi fenotipe yang substansial pada sebuah populasi diakibatkan oleh perbedaan genotipenya.[20] Sintesis evolusioner modern mendefinisikan evolusi sebagai perubahan dari waktu ke waktu pada variasi genetika ini. Frekuensi alel tertentu akan berfluktuasi, menjadi lebih umum atau kurang umum relatif terhadap bentuk lain gen itu. Gaya dorong evolusioner bekerja dengan mendorong perubahan pada frekuensi alel ini ke satu arah atau lainnya. Variasi menghilang ketika sebuah alel mencapai titik fiksasi, yakni ketika ia menghilang dari suatu populasi ataupun ia telah menggantikan keseluruhan alel leluhur.[21]
Variasi berasal dari mutasi bahan genetika, migrasi antar populasi (aliran gen), dan perubahan susunan gen melalui reproduksi seksual. Variasi juga datang dari tukar ganti gen antara spesies yang berbeda; contohnya melalui transfer gen horizontal pada bakteria dan hibridisasi pada tanaman.[22] Walaupun terdapat variasi yang terjadi secara terus menerus melalui proses-proses ini, kebanyakan genom spesies adalah identik pada seluruh individu spesies tersebut.[23] Namun, bahkan perubahan kecil pada genotipe dapat mengakibatkan perubahan yang dramatis pada fenotipenya. Misalnya simpanse dan manusia hanya berbeda pada 5% genomnya.[24]
Mutasi


Penggandaan pada kromosom
Variasi genetika berasal dari mutasi acak yang terjadi pada genom organisme. Mutasi merupakan perubahan pada urutan DNA sel genom dan diakibatkan oleh radiasi, virus, transposon, dan bahan kimia mutagenik, serta kesalahan selama proses meiosis atau replikasi DNA.[25][26][27] Mutagen-mutagen ini menghasilkan beberapa jenis perubahan pada urutan DNA. Hal ini dapat mengakibatkan perubahan produk gen, mencegah gen berfungsi, atupun tidak menghasilkan efek sama sekali. Kajian pada lalat Drosophila melanogaster menunjukkan bahwa jika sebuah mutasi mengubah protein yang dihasilkan oleh sebuah gen, kemungkinan ini akan merugikan, dengan 70% mutasi ini memiliki efek yang merugikan, dan sisanya netral ataupun sedikit menguntungkan.[28] Oleh karena efek-efek merugikan dari mutasi terhadap sel, organisme memiliki mekanisme reparasi DNA untuk menghilangkan mutasi.[25] Oleh karena itu, laju mutasi yang optimal untuk sebuah spesies merupakan bayaran laju mutasi tinggi yang merugikan, dengan bayaran metabolik sistem mengurangi laju mutasi, seperti enzim reparasi DNA.[29] Beberapa spesies seperti retrovirus memiliki laju mutasi yang tinggi, sedemikian rupanya keturunannya akan memiliki gen yang bermutasi.[30] Mutasi cepat seperti ini dipilih agar virus ini dapat secara konstan dan cepat berevolusi, sehingga dapat menghindari respon sistem immun manusia.[31]
Mutasi dapat melibatkan duplikasi fragmen DNA yang besar, yang merupakan sumber utama bahan baku untuk gen baru yang berevolusi, dengan puluhan sampai ratusan gen terduplikasi pada genom hewan setiap satu juta tahun.[32] Kebanyakan gen merupakan bagian dari famili gen leluhur yang sama yang lebih besar.[33]
Gen dihasilkan oleh beberapa metode, umumnya melalui duplikasi dan mutasi gen leluhur, atau dengan merekombinasi bagian gen yang berbeda, membentuk kombinasi baru dengan fungsi yang baru.[34][35] Sebagai contoh, mata manusia menggunakan empat gen untuk menghasilkan struktur yang dapat merasakan cahaya: tiga untuk sel kerucut, dan satu untuk sel batang; keseluruhannya berasal dari satu gen leluhur tunggal.[36] Keuntungan duplikasi gen (atau bahkan keseluruhan genom) adalah bahwa tumpang tindih atau fungsi berlebih pada gen ganda mengijinkan alel-alel dipertahankan (jika tidak akan membahayakan), sehingga meningkatkan keanekaragaman genetika.[37]
Perubahan pada bilangan kromosom dapat melibatkan mutasi yang bahkan lebih besar, dengan segmen DNA dalam kromosom terputus kemudian tersusun kembali. Sebagai contoh, dua kromosom pada genus Homo bersatu membentuk kromosom 2 manusia; pernyatuan ini tidak terjadi pada garis keturunan kera lainnya, dan tetap dipertahankan sebagai dua kromosom terpisah.[38] Peran paling penting penataan ulang kromosom ini pada evolusi kemungkinan adalah untuk mempercepat divergensi populasi menjadi spesies baru dengan membuat populasi tidak saling berkembang biak, sehingga mempertahankan perbedaan genetika antara populasi ini.[39]
Urutan DNA yang dapat berpindah pada genom, seperti transposon, merupakan bagian utama pada bahan genetika tanaman dan hewan, dan dapat memiliki peran penting pada evolusi genom.[40] Sebagai contoh, lebih dari satu juta kopi urutan Alu terdapat pada genom manusia, dan urutan-urutan ini telah digunakan untuk menjalankan fungsi seperti regulasi ekspresi gen.[41] Efek lain dari urutan DNA yang bergerak ini adalah ketika ia berpindah dalam suatu genom, ia dapat memutasikan atau mendelesi gen yang telah ada, sehingga menghasilkan keanekaragaman genetika.[42]
Jenis kelamin dan rekombinasi
Pada organisme aseksual, gen diwariskan bersama, atau ditautkan, karena ia tidak dapat bercampur dengan gen organisme lain selama reproduksi. Keturunan organisme seksual mengandung campuran acak kromosom leluhur yang dihasilkan melalui pemilahan bebas. Pada proses rekombinasi genetika terkait, organisme seksual juga dapat bertukarganti DNA antara dua kromosom yang berpadanan.[43] Rekombinasi dan pemilahan ulang tidak mengubahan frekuensi alel, namun mengubah alel mana yang diasosiasikan satu sama lainnya, menghasilkan keturunan dengan kombinasi alel yang baru.[44] Manakala proses ini meningkatkan variasi pada keturunan individu apapun, pencampuran genetika dapat diprediksi untuk tidak menghasilkan efek, meningkatkan, ataupun mengurangi variasi genetika pada populasi, bergantung pada bagaimana ragam alel pada populasi tersebut terdistribusi. Sebagai contoh, jika dua alel secara acak terdistribusi pada sebuah populasi, maka jenis kelamin tidak akan memberikan efek pada variasi. Namun, jika dua alel cenderung ditemukan sebagai satu pasang, maka pencampuran genetika akan menyeimbangkan distribusi tak-acak ini, dan dari waktu ke waktu membuat organisme pada populasi menjadi lebih mirip satu sama lainnya.[44] Efek keseluruhan jenis kelamin pada variasi alami tidaklah jelas, namun riset baru-baru ini menunjukkan bahwa jenis kelamin biasanya meningkatkan variasi genetika dan dapat meningkatkan laju evolusi.[45][46]
Rekombinasi mengijinkan alel sama yang berdekatan satu sama lainnya pada unting DNA diwariskan secara bebas. Namun laju rekombinasi adalah rendah, karena pada manusia dengan potongan satu juta pasangan basa DNA, terdapat satu di antara seratus peluang kejadian rekombinasi terjadi per generasi. Akibatnya, gen-gen yang berdekatan pada kromosom tidak selalu disusun ulang menjauhi satu sama lainnya, sehingga cenderung diwariskan bersama.[47] Kecenderungan ini diukur dengan menemukan bagaimana sering dua alel gen yang berbeda ditemukan bersamaan, yang disebut sebagai ketakseimbangan pertautan (linkage disequilibrium). Satu set alel yang biasanya diwariskan bersama sebagai satu kelompok disebut sebagai haplotipe.
Reproduksi seksual membantu menghilangkan mutasi yang merugikan dan mempertahankan mutasi yang menguntungkan.[48] Sebagai akibatnya, ketika alel tidak dapat dipisahkan dengan rekombinasi (misalnya kromosom Y mamalia yang diwariskan dari ayah ke anak laki-laki), mutasi yang merugikan berakumulasi.[49][50] Selain itu, rekombinasi dan pemilahan ulang dapat menghasilkan individu dengan kombinasi gen yang baru dan menguntungkan. Efek positif ini diseimbangkan oleh fakta bahwa proses ini dapat menyebabkan mutasi dan pemisahan kombinasi gen yang menguntungkan.[48]
Genetika populasiBiston Betularia putih
Biston Betularia hitam

Dari sudut pandang genetika, evolusi ialah perubahan pada frekuensi alel dalam populasi yang saling berbagi lungkang gen (gene pool) dari generasi yang satu ke generasi yang lain.[51] Sebuah populasi merupakan kelompok individu terlokalisasi yang merupakan spesies yang sama. Sebagai contoh, semua ngengat dengan spesies yang sama yang hidup di sebuah hutan yang terisolasi mewakili sebuah populasi. Sebuah gen tunggal pada populasi ini dapat mempunyai bentuk-bentuk alternatif yang bertanggung jawab terhadap variasi antar fenotipe organisme. Contohnya adalah gen yang bertanggung jawab terhadap warna ngengat mempunyai dua alel: hitam dan putih. Lungkang gen merupakan keseluruhan set alel pada sebuah populasi tunggal, sehingga tiap alel muncul pada lungkang gen beberapa kali. Fraksi gen dalam lungkang gen yang merupakan alel tertentu disebut sebagai frekuensi alel. Evolusi terjadi ketika terdapat perubahan pada frekuensi alel dalam sebuah populasi organisme yang saling berkembangbiak; sebagai contoh alel untuk warna hitam pada populasi ngengat menjadi lebih umum.
Untuk memahami mekanisme yang menyebabkan sebuah populasi berevolusi, adalah sangat berguna untuk memperhatikan kondisi-kondisi apa saja yang diperlukan oleh suatu populasi untuk tidak berevolusi. Asas Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi alel (variasi pada sebuah gen) pada sebuah populasi yang cukup besar akan tetap konstan jika gaya dorong yang terdapat pada populasi tersebut hanyalah penataan ulang alel secara acak selama pembentukan sperma atau sel telur dan kombinasi acak alel sel kelamin ini selama pembuahan.[52] Populasi seperti ini dikatakan sebagai dalam kesetimbangan Hardy-Weinberg dan tidak berevolusi.[53]
Mekanisme
Mekanisme utama untuk menghasilkan perubahan evolusioner adalah seleksi alam, hanyutan genetika, dan aliran gen. Seleksi alam memfavoritkan gen yang meningkatkan kapasitas keberlangsungan dan reproduksi. Hanyutan genetika merupakan perubahan acak pada frekuensi alel, disebabkan oleh percontohan acak (random sampling) gen generasi selama reproduksi. Aliran gen merupakan transfer gen dalam dan antar populasi. Kepentingan relatif seleksi alam dan hanyutan genetika dalam sebuah populasi bervariasi, tergantung pada kuatnya seleksi dan ukuran populasi efektif, yang merupakan jumlah individu yang berkemampuan untuk berkembang biak.[54] Seleksi alam biasanya mendominasi pada populasi yang besar, sedangkan hanyutan genetika mendominasi pada populasi yang kecil. Dominansi hanyutan genetika pada populasi yang kecil bahkan dapat menyebabkan fiksasi mutasi yang sedikit merugikan.[55] Karenanya, dengan mengubah ukuran populasi dapat secara dramatis mempengaruhi arah evolusi. Leher botol populasi, di mana populasi mengecil untuk sementara waktu dan kehilangan variasi genetika, menyebabkan populasi yang lebih seragam.[21] Leher botol disebabkan oleh perubahan pada aliran gen, seperti migrasi yang menurun, ekspansi ke habitat yang baru, ataupun subdivisi populasi.[54]
Seleksi alam


Seleksi alam populasi berwarna kulit gelap.
Seleksi alam adalah proses di mana mutasi genetika yang meningkatkan reproduksi menjadi (dan tetap) lebih umum dari generasi yang satu ke genarasi yang lain pada sebuah populasi. Ia sering disebut sebagai mekanisme yang "terbukti sendiri" karena:
• Variasi terwariskan terdapat dalam populasi organisme.
• Organisme menghasilkan keturunan lebih dari yang dapat bertahan hidup
• Keturunan-keturunan ini bervariasi dalam kemampuannya bertahan hidup dan bereproduksi.
Kondisi-kondisi ini menghasilkan kompetisi antar organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Oleh sebab itu, organisme dengan sifat-sifat yang lebih menguntungkan akan lebih berkemungkinan mewariskan sifatnya, sedangkan yang tidak menguntungkan cenderung tidak akan diwariskan ke generasi selanjutnya.
Konsep pusat seleksi alam adalah kebugaran evolusi organisme. Kebugaran evolusi mengukur kontribusi genetika organisme pada generasi selanjutnya. Namun, ini tidaklah sama dengan jumlah total keturunan, melainkan kebugaran mengukur proporsi generasi tersebut untuk membawa gen sebuah organisme.[56] Karena itu, jika sebuah alel meningkatkan kebugaran lebih daripada alel-alel lainnya, maka pada tiap generasi alel tersebut menjadi lebih umum dalam popualasi. Contoh-contoh sifat yang dapat meningkatkan kebugaran adalah peningkatan keberlangsungan dan fekunditas. Sebaliknya, kebugaran yang lebih rendah yang disebabkan oleh alel yang kurang menguntungkan atau merugikan mengakibatkan alel ini menjadi lebih langka.[2] Adalah penting untuk diperhatikan bahwa kebugaran sebuah alel bukanlah karakteristik yang tetap. Jika lingkungan berubah, sifat-sifat yang sebelumnya bersifat netral atau merugikan bisa menjadi menguntungkan dan yang sebelumnya menguntungkan bisa menjadi merugikan.[1].
Seleksi alam dalam sebuah populasi untuk sebuah sifat yang nilainya bervariasi, misalnya tinggi badan, dapat dikategorikan menjadi tiga jenis. Yang pertama adalah seleksi berarah (directional selection), yang merupakan geseran nilai rata-rata sifat dalam selang waktu tertentu, misalnya organisme cenderung menjadi lebih tinggi.[57] Kedua, seleksi pemutus (disruptive selection), merupakan seleksi nilai ekstrem, dan sering mengakibatkan dua nilai yang berbeda menjadi lebih umum (dengan menyeleksi keluar nilai rata-rata). Hal ini terjadi apabila baik organisme yang pendek ataupun panjang menguntungkan, sedangkan organisme dengan tinggi sedang tidak. Ketiga, seleksi pemantap (stabilizing selection), yaitu seleksi terhadap nilai-nilai ektrem, menyebabkan penurunan variasi di sekitar nilai rata-rata.[58] Hal ini dapat menyebabkan organisme secara pelahan memiliki tinggi badan yang sama.
Kasus khusus seleksi alam adalah seleksi seksual, yang merupakan seleksi untuk sifat-sifat yang meningkatkan keberhasilan perkawinan dengan meningkatkan daya tarik suatu organisme.[59] Sifat-sifat yang berevolusi melalui seleksi seksual utamanya terdapat pada pejantan beberapa spesies hewan. Walaupun sifat ini dapat menurunkan keberlangsungan hidup individu jantan tersebut (misalnya pada tanduk rusa yang besar dan warna yang cerah dapat menarik predator).[60] Ketidakuntungan keberlangsungan hidup ini diseimbangkan oleh keberhasilan reproduksi yang lebih tinggi pada penjantan.[61]
Bidang riset yang aktif pada saat ini adalah satuan seleksi, dengan seleksi alam diajukan bekerja pada tingkat gen, sel, organisme individu, kelompok organisme, dan bahkan spesies.[62][63] Dari model-model ini, tiada yang eksklusif, dan seleksi dapat bekerja pada beberapa tingkatan secara serentak.[64] Di bawah tingkat individu, gen yang disebut transposon berusaha menkopi dirinya di seluruh genom.[65] Seleksi pada tingkat di atas individu, seperti seleksi kelompok, dapat mengijinkan evolusi ko-operasi.[66]
Hanyutan genetika


Simulasi hanyutan genetika 20 alel yang tidak bertaut pada jumlah populasi 10 (atas) dan 100 (bawah). Hanyutan mencapai fiksasi lebih cepat pada populasi yang lebih kecil.
Hanyutan genetika atau ingsut genetik merupakan perubahan frekuensi alel dari satu generasi ke generasi selanjutnya yang terjadi karena alel pada suatu keturunan merupakan sampel acak (random sample) dari orang tuanya; selain itu ia juga terjadi karena peranan probabilitas dalam penentuan apakah suatu individu akan bertahan hidup dan bereproduksi atau tidak.[21] Dalam istilah matematika, alel berpotensi mengalami galat percontohan (sampling error). Karenanya, ketika gaya dorong selektif tidak ada ataupun secara relatif lemah, frekuensi-frekuensi alel cenderung "menghanyut" ke atas atau ke bawah secara acak (langkah acak). Hanyutan ini berhenti ketika sebuah alel pada akhirnya menjadi tetap, baik karena menghilang dari populasi, ataupun menggantikan keseluruhan alel lainnya. Hanyutan genetika oleh karena itu dapat mengeliminasi beberapa alel dari sebuah populasi hanya karena kebetulan saja. Bahkan pada ketidadaan gaya selektif, hanyutan genetika dapat menyebabkan dua populasi yang terpisah dengan stuktur genetik yang sama menghanyut menjadi dua populasi divergen dengan set alel yang berbeda.[67]
Waktu untuk sebuah alel menjadi tetap oleh hanyutan genetika bergantung pada ukuran populasi, dengan fiksasi terjadi lebih cepat dalam populasi yang lebih kecil.[68] Pengukuran populasi yang tepat adalah ukuran populasi efektif, yakni didefinisikan oleh Sewal Wright sebagai bilangan teoritis yang mewakili jumlah individu berkembangbiak yang akan menunjukkan derajat perkembangbiakan terpantau yang sama.
Walaupun seleksi alam bertanggung jawab terhadap adaptasi, kepentingan relatif seleksi alam dan hanyutan genetika dalam mendorong perubahan evolusi secara umum merupakan bidang riset pada biologi evolusi.[69] Investigasi ini disarankan oleh teori netral evolusi molekul, yang mengajukan bahwa kebanyakan perubahan evolusi merupakan akibat dari fiksasi mutasi netral yang tidak memiliki efek seketika pada kebugaran suatu organisme.[70] Sehingga, pada model ini, kebanyakan perubahan genetika pada sebuat populasi merupakan akibat dari tekanan mutasi konstan dan hanyutan genetika.[71]
Aliran gen


Singa jantan meninggalkan kelompok di mana ia lahir, dan menuju ke kelompok yang baru untuk berkawin. Hal ini menyebabkan aliran gen antar kelompok singa.
Aliran gen merupakan pertukaran gen antar populasi, yang biasanya merupakan spesies yang sama.[72] Contoh aliran gen dalam sebuah spesies meliputi migrasi dan perkembangbiakan organisme atau pertukaran serbuk sari. Transfer gen antar spesies meliputi pembentukan organisme hibrid dan transfer gen horizontal.
Migrasi ke dalam atau ke luar populasi dapat mengubah frekuensi alel, serta menambah variasi genetika ke dalam suatu populasi. Imigrasi dapat menambah bahan genetika baru ke lungkang gen yang telah ada pada suatu populasi. Sebaliknya, emigrasi dapat menghilangkan bahan genetika. Karena pemisahan reproduksi antara dua populasi yang berdivergen diperlukan agar terjadi spesiasi, aliran gen dapat memperlambat proses ini dengan menyebarkan genetika yang berbeda antar populasi. Aliran gen dihalangi oleh barisan gunung, samudera, dan padang pasir. Bahkan bangunan manusia seperti Tembok Raksasa Cina dapat menghalangi aliran gen tanaman.[73]
Bergantung dari sejauh mana dua spesies telah berdivergen sejak MRCA (most recent common ancestor) mereka, adalah mungkin kedua spesies tersebut menghasilkan keturunan, seperti pada kuda dan keledai yang hasil perkawinan campurannya menghasilkan bagal.[74] Hibrid tersebut biasanya mandul, oleh karena dua set kromosom yang berbeda tidak dapat berpasangan selama meiosis. Pada kasus ini, spesies yang berhubungan dekat dapat secara reguler saling kawin, namun hibrid yang dihasilkan akan terseleksi keluar, dan kedua spesies ini tetap berbeda. Namun, hibrid yang berkemampuan berkembang biak kadang-kadang terbentuk, dan spesies baru ini dapat memiliki sifat-sifat antara kedua spesies leluhur ataupun fenotipe yang secara keseluruhan baru.[75] Pentingnya hibridisasi dalam pembentukan spesies baru hewan tidaklah jelas, walaupun beberapa kasus telah ditemukan pada banyak jenis hewan,[76] Hyla versicolor merupakan contoh hewan yang telah dikaji dengan baik.[77]
Hibridisasi merupakan cara spesiasi yang penting pada tanaman, karena poliploidi (memiliki lebih dari dua kopi pada setiap kromosom) dapat lebih ditoleransi pada tanaman dibandingkan hewan.[78][79] Poliploidi sangat penting pada hibdrid karena ia mengijinkan reproduksi, dengan dua set kromosom yang berbeda, tiap-tiap kromosom dapat berpasangan dengan pasangan yang identik selama meiosis.[80] Poliploid juga memiliki keanekaragaman genetika yeng lebih, yang mengijinkannya menghindari depresi penangkaran sanak (inbreeding depression) pada populasi yang kecil.[81]
Transfer gen horizontal merupakan transfer bahan genetika dari satu organisme ke organisme lainnya yang bukan keturunannya. Hal ini paling umum terjadi pada bakteri.[82] Pada bidang pengobatan, hal ini berkontribusi terhadap resistansi antibiotik. Ketika satu bakteri mendapatkan gen resistansi, ia akan dengan cepat mentransfernya ke spesies lainnya.[83] Transfer gen horizontal dari bakteri ke eukariota seperti khamir Saccharomyces cerevisiae dan kumbang Callosobruchus chinensis juga dapat terjadi.[84][85] Contoh transfer dalam skala besar adalah pada eukariota bdelloid rotifers, yang tampaknya telah menerima gen dari bakteri, fungi, dan tanaman.[86] Virus juga dapat membawa DNA antar organisme, mengijinkan transfer gen antar domain.[87] Transfer gen berskala besar juga telah terjadi antara leluhur sel eukariota dengan prokariota selama akuisisi kloroplas dan mitokondria.[88]
Akibat evolusi
Evolusi mempengaruhi setiap aspek dari bentuk dan perilaku organisme. Yang paling terlihat adalah adaptasi perilaku dan fisik yang diakibatkan oleh seleksi alam. Adaptasi-adaptasi ini meningkatkan kebugaran dengan membantu aktivitas seperti menemukan makanan, menghindari predator, dan menarik lawan jenis. Organisme juga dapat merespon terhadap seleksi dengan berkooperasi satu sama lainnya, biasanya dengan saling membantu dalam simbiosis. Dalam jangka waktu yang lama, evolusi menghasilkan spesies yang baru melalui pemisahan populasi leluhur organisme menjadi kelompok baru yang tidak akan bercampur kawin.
Akibat evolusi kadang-kadang dibagi menjadi makroevolusi dan mikroevolusi. Makroevolusi adalah evolusi yang terjadi pada tingkat di atas spesies, seperti kepunahan dan spesiasi. Sedangkan mikroevolusi adalah perubahan evolusioner yang kecil, seperti adaptasi yang terjadi dalam spesies atau populasi. Secara umum, makroevolusi dianggap sebagai akibat jangka panjang dari mikroevolusi.[89] Sehingga perbedaan antara mikroevolusi dengan makroevolusi tidaklah begitu banyak terkecuali pada waktu yang terlibat dalam proses tersebut.[90] Namun, pada makroevolusi, sifat-sifat keseluruhan spesies adalah penting. Misalnya, variasi dalam jumlah besar di antara individu mengijinkan suatu spesies secara cepat beradaptasi terhadap habitat yang baru, mengurangi kemungkinan terjadinya kepunahan. Sedangkan kisaran geografi yang luas meningkatkan kemungkinan spesiasi dengan membuat sebagian populasi menjadi terisolasi. Dalam pengertian ini, mikroevolusi dan makroevolusi dapat melibatkan seleksi pada tingkat-tingkat yang berbeda, dengan mikroevolusi bekerja pada gen dan organisme, versus makroevolusi yang bekerja pada keseluruhan spesies dan mempengaruhi laju spesiasi dan kepunahan.[91][92][93]
Terdapat sebuah miskonsepsi bahwa evolusi bersifat "progresif", namun seleksi alam tidaklah memiliki tujuan jangka panjang dan tidak perlulah menghasilkan kompleksitas yang lebih besar.[94] Walaupun spesies kompleks berkembang dari evolusi, hal ini terjadi sebagai efek samping dari jumlah organisme yang meningkat, dan bentuk kehidupan yang sederhana tetap lebih umum.[95] Sebagai contoh, mayoritas besar spesies adalah prokariota mikroskopis yang membentuk setengah biomassa dunia walaupun bentuknya yang kecil,[96] serta merupakan mayoritas pada biodiversitas bumi.[97] Organisme sederhana oleh karenanya merupakan bentuk kehidupan yang dominan di bumi dalam sejarahnya sampai sekarang. Kehidupan kompleks tampaknya lebih beranekaragam karena ia lebih mudah diamati.[98]
Adaptasi
.
Adaptasi merupakan struktur atau perilaku yang meningkatkan fungsi organ tertentu, menyebabkan organisme menjadi lebih baik dalam bertahan hidup dan bereproduksi.[7] Ia diakibatkan oleh kombinasi perubahan acak dalam skala kecil pada sifat organisme secara terus menerus yang diikuti oleh seleksi alam varian yang paling cocok terhadap lingkungannya.[99] Proses ini dapat menyebabkan penambahan ciri-ciri baru ataupun kehilangan ciri-ciri leluhur. Contohnya adalah adaptasi bakteri terhadap seleksi antibiotik melalui perubahan genetika yang menyebabkan resistansi antibiotik. Hal ini dapat dicapai dengan mengubah target obat ataupun meningkatkan aktivitas transporter yang memompa obat keluar dari sel.[100] Contoh lainnya adalah bakteri Escherichia coli yang berevolusi menjadi berkemampuan menggunakan asam sitrat sebagai nutrien pada sebuah eksperimen laboratorium jangka panjang,[101] ataupun Flavobacterium yang berhasil menghasilkan enzim yang mengijinkan bakteri-bakteri ini tumbuh di limbah produksi nilon.[102][103]
Namun, banyak sifat-sifat yang tampaknya merupakan adapatasi sederhana sebenarnya merupakan eksaptasi, yakni struktur yang awalnya beradaptasi untuk fungsi tertentu namun secara kebetulan memiliki fungsi-fungsi lainnya dalam proses evolusi.[104] Contohnya adalah cicak Afrika Holaspis guentheri yang mengembangkan bentuk kepala yang sangat pipih untuk dapat bersembunyi di celah-celah retakan, seperti yang dapat dilihat pada kerabat dekat spesies ini. Namun, pada spesies ini, kepalanya menjadi sangat pipih, sehingga hal ini membantu spesies tersebut meluncur dari pohon ke pohon.[104] Contoh lainnya adalah penggunaan enzim dari glikolisis dan metabolisme xenobiotik sebagai protein struktural yang dinamakan kristalin (crystallin) dalam lensa mata organisme.[105][106]


Kerangka paus balin, label a dan b merupakan tulang kaki sirip yang merupakan adaptasi dari tulang kaki depan; sedangkan c mengindikasikan tulang kaki vertigial.[107]
Ketika adaptasi terjadi melalui modifikasi perlahan pada stuktur yang telah ada, struktur dengan organisasi internal dapat memiliki fungsi yang sangat berbeda pada organisme terkait. Ini merupakan akibat dari stuktur leluhur yang diadaptasikan untuk berfungsi dengan cara yang berbeda. Tulang pada sayap kelelawar sebagai contohnya, secara struktural sama dengan tangan manusia dan sirip anjing laut oleh karena struktur leluhur yang sama yang mempunyai lima jari. Ciri-ciri anatomi idiosinkratik lainnya adalah tulang pada pergelangan panda yang terbentuk menjadi "ibu jari" palsu, mengindikasikan bahwa garis keturunan evolusi suatu organisme dapat membatasi adaptasi apa yang memungkinkan.[108]
Selama adaptasi, beberapa struktur dapat kehilangan fungsi awalnya dan menjadi struktur vestigial.[109] Struktur tersebut dapat memiliki fungsi yang kecil atau sama sekali tidak berfungsi pada spesies sekarang, namun memiliki fungsi yang jelas pada spesies leluhur atau spesies lainnya yang berkerabat dekat. Contohnya meliputi pseudogen,[110] sisa mata yang tidak berfungsi pada ikan gua yang buta,[111] sayap pada burung yang tidak dapat terbang,[112] dan keberadaan tulang pinggul pada ikan paus dan ular.[113] Contoh stuktur vestigial pada manusia meliputi geraham bungsu,[114] tulang ekor,[109] dan umbai cacing (apendiks vermiformis).[109]
Bidang investigasi masa kini pada biologi perkembangan evolusi adalah perkembangan yang berdasarkan adaptasi dan eksaptasi.[115] Riset ini mengalamatkan asal muasal dan evolusi perkembangan embrio, dan bagaimana modifikasi perkembangan dan proses perkembangan ini menghasilkan ciri-ciri yang baru.[116] Kajian pada bidang ini menunjukkan bahwa evolusi dapat mengubah perkembangan dan menghasilkan struktur yang baru, seperti stuktur tulang embrio yang berkembang menjadi rahang pada beberapa hewan daripada menjadi telinga tengah pada mamalia.[117] Adalah mungkin untuk struktur yang telah hilang selama proses evolusi muncul kembali karena perubahan pada perkembangan gen, seperti mutasi pada ayam yang menyebabkan pertumbuhan gigi yang mirip dengan gigi buaya.[118] Adalah semakin jelas bahwa kebanyakan perubahan pada bentuk organisme diakibatkan oleh perubahan pada tingkat dan waktu ekspresi sebuah set kecil gen yang terpelihara.[119]
Koevolusi
Interaksi antar organisme dapat menghasilkan baik konflik maupuan koopreasi. Ketika interaksi antar pasangan spesies, seperti patogen dengan inang atau predator dengan mangsanya, spesies-spesies ini mengembangkan set adaptasi yang bersepadan. Dalam hal ini, evolusi satu spesies menyebabkan adaptasi spesies ke-dua. Perubahan pada spesies ke-dua kemudian menyebabkan kembali adaptasi spesies pertama. Siklus seleksi dan respon ini dikenal sebagai koevolusi.[120] Contohnya adalah produksi tetrodotoksin pada kadal air Taricha granulosa dan evolusi resistansi tetrodotoksi pada predatornya, ular Thamnophis sirtalis. Pada pasangan predator-mangsa ini, persaingan senjata evolusioner ini mengakibatkan kadar racun yang tinggi pada mangsa dan resistansi racun yang tinggi pada predatornya.[121]
Kooperasi
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kooperasi (evolusi)
Namun, tidak semua interaksi antar spesies melibatkan konflik.[122] Pada kebanyakan kasus, interaksi yang saling menguntungkan berkembang. Sebagai contoh, kooperasi ekstrem yang terdapat antara tanaman dengan fungi mycorrhizal yang tumbuh di akar tanaman dan membantu tanaman menyerap nutrien dari tanah.[123] Ini merupakan hubungan timbal balik, dengan tanaman menyediakan gula dari fotosintesis ke fungi. Pada kasus ini, fungi sebenarnya tumbuh di dalam sel tanaman, mengijinkannya bertukar nutrien dengan inang manakala mengirim signal yang menekan sistem immun tanaman.[124]
Koalisi antara organisme spesies yang sama juga berkembang. Kasus ekstrem ini adalah eusosialitas yang ditemukan pada serangga sosial, seperti lebah, rayap, dan semut, di mana serangga mandul memberi makan dan menjaga sejumlah organisme dalam koloni yang dapat berkembang biak. Pada skala yang lebih kecil sel somatik yang menyusun tubuh seekor hewan membatasi reproduksinya agar dapat menjaga organisme yang stabil, sehingga kemudian dapat mendukung sejumlah kecil sel nutfah hewan untuk menghasilkan keturunan. Dalam kasus ini, sel somatik merespon terhadap signal tertentu yang menginstruksikannya untuk tumbuh maupun mati. Jika sel mengabaikan signal ini dan kemudian menggandakan diri, pertumbuhan yang tidak terkontrol ini akan menyebabkan kanker.[25]
Kooperasi dalam spesies diperkirakan berkembang melalui proses seleksi sanak (kin selection), di mana satu organisme berperan memelihara keturunan sanak saudaranya.[125] Aktivitas ini terseleksi karena apabila individu yang "membantu" mengandung alel yang mempromosikan aktivitas bantuan, adalah mungkin bahwa sanaknya "juga" mengandung alel ini, sehingga alel-alel tersebut akan diwariskan.[126] Proses lainnya yang mempromosikan kooperasi meliputi seleksi kelompok, di mana kooperasi memberikan keuntungan terhadap kelompok organisme tersebut.[127]
Pembentukan spesies baru (Spesiasi)
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Spesiasi


Empat mekanisme spesiasi.
Spesiasi adalah proses suatu spesies berdivergen menjadi dua atau lebih spesies.[128] Ia telah terpantau berkali-kali pada kondisi laboratorium yang terkontrol maupun di alam bebas.[129] Pada organisme yang berkembang biak secara seksual, spesiasi dihasilkan oleh isolasi reproduksi yang diikuti dengan divergensi genealogis. Terdapat empat mekanisme spesiasi. Yang paling umum terjadi pada hewan adalah spesiasi alopatrik, yang terjadi pada populasi yang awalnya terisolasi secara geografis, misalnya melalui fragmentasi habitat atau migrasi. Seleksi di bawah kondisi demikian dapat menghasilkan perubahan yang sangat cepat pada penampilan dan perilaku organisme.[130][131] Karena seleksi dan hanyutan bekerja secara bebas pada populasi yang terisolasi, pemisahan pada akhirnya akan menghasilkan organisme yang tidak akan dapat berkawin campur.[132]
Mekanisme kedua spesiasi adalah spesiasi peripatrik, yang terjadi ketika sebagaian kecil populasi organisme menjadi terisolasi dalam sebuah lingkungan yang baru. Ini berbeda dengan spesiasi alopatrik dalam hal ukuran populasi yang lebih kecil dari populasi tetua. Dalam hal ini, efek pendiri menyebabkan spesiasi cepat melalui hanyutan genetika yang cepat dan seleksi terhadap lungkang gen yang kecil.[133]
Mekanisme ketiga spesiasi adalah spesiasi parapatrik. Ia mirip dengan spesiasi peripatrik dalam hal ukuran populasi kecil yang masuk ke habitat yang baru, namun berbeda dalam hal tidak adanya pemisahan secara fisik antara dua populasi. Spesiasi ini dihasilkan dari evolusi mekanisme yang mengurangi aliran genetika antara dua populasi.[128] Secara umum, ini terjadi ketika terdapat perubahan drastis pada lingkungan habitat tetua spesies. Salah satu contohnya adalah rumput Anthoxanthum odoratum, yang dapat mengalami spesiasi parapatrik sebagai respon terhadap polusi logam terlokalisasi yang berasal dari pertambangan.[134] Pada kasus ini, tanaman berevolusi menjadi resistan terhadap kadar logam yang tinggi dalam tanah. Seleksi keluar terhadap kawin campur dengan populasi tetua menghasilkan perubahan pada waktu pembungaan, menyebabkan isolasi reproduksi. Seleksi keluar terhadap hibrid antar dua populasi dapat menyebabkan "penguatan", yang merupakan evolusi sifat yang mempromosikan perkawinan dalam spesies, serta peralihan karakter, yang terjadi ketika dua spesies menjadi lebih berbeda pada penampilannya.[135]

Isolasi geografis burung Finch di pulau Galapgaos menghasilkan lebih dari satu lusin spesies baru.
Mekanisme keempat spesiasi adalah spesiasi simpatrik, di mana spesies berdivergen tanpa isolasi geografis atau perubahan pada habitat. Mekanisme ini cukup langka karena hanya dengan aliran gen yang sedikit akan menghilangkan perbedaan genetika antara satu bagian populasi dengan bagian populasi lainnya.[136] Secara umum, spesiasi simpatrik pada hewan memerlukan evolusi perbedaan genetika dan perkawinan tak-acak, mengijinkan isolasi reproduksi berkembang.[137]
Salah satu jenis spesiasi simpatrik melibatkan perkawinan silang dua spesies yang berkerabat, menghasilkan spesies hibrid. Hal ini tidaklah umum terjadi pada hewan karena hewan hibrid bisanya mandul. Sebaliknya, perkawinan silang umumnya terjadi pada tanaman, karena tanaman sering menggandakan jumlah kromosomnya, membentuk poliploid. Ini mengijinkan kromosom dari tiap spesies tetua membentuk pasangan yang sepadan selama meiosis.[138] Salah satu contoh kejadian spesiasi ini adalah ketika tanaman Arabidopsis thaliana dan Arabidopsis arenosa berkawin silang, menghasilkan spesies baru Arabidopsis suecica.[139] Hal ini terjadi sekitar 20.000 tahun yang lalu,[140] dan proses spesiasi ini telah diulang dalam laboratorium, mengijinkan kajian mekanisme genetika yang terlibat dalam proses ini.[141] Sebenarnya, penggandaan kromoson dalam spesies merupakan sebab utama isolasi reproduksi, karena setengah dari kromoson yang berganda akan tidak sepadan ketika berkawin dengan organisme yang kromosomnya tidak berganda.[79]
Kepunahan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kepunahan


Fosil tarbosaurus. Dinosaurus non-aves yang mati pada peristiwa kepunahan Kapur-Tersier pada akhir periode Kapur.
Kepunahan merupakan kejadian hilangnya keseluruhan spesies. Kepunahan bukanlah peristiwa yang tidak umum, karena spesies secara reguler muncul melalui spesiasi dan menghilang melalui kepunahan.[142] Sebenarnya, hampir seluruh spesies hewan dan tanaman yang pernah hidup di bumi telah punah,[143] dan kepunahan tampaknya merupakan nasib akhir semua spesies.[144] Kepunahan telah terjadi secara terus menerus sepanjang sejarah kehidupan, walaupun kadang-kadang laju kepunahan meningkat tajam pada peristiwa kepunahan massal.[145] Peristiwa kepunahan Kapur-Tersier adalah salah satu contoh kepunahan massal yang terkenal, di mana dinosaurus menjadi punah. Namun peristiwa yang lebih awal, Peristiwan kepunahan Perm-Trias lebih buruk, dengan sekitar 96 persen spesies punah.[145] Peristiwa kepunahan Holosen merupakan kepunahan massal yang diasosiasikan dengan ekspansi manusia ke seluruh bumi selama beberapa ribu tahun. Laju kepunahan masa kini 100-1000 kali lebih besar dari laju latar, dan sampai dengan 30 persen spesies dapat menjadi punah pada pertengahan abad ke-21.[146] Aktivitas manusia sekarang menjadi penyebab utama peristiwa kepunahan yang sedang berlangsung ini.[147] Selain itu, pemanasan global dapat mempercepat laju kepunahan lebih lanjut.[148]
Peranan kepunahan pada evolusi tergantung pada jenis kepunahan tersebut. Penyebab persitiwa kepunahan "tingkat rendah" secara terus menerus (yang merupakan mayoritas kasus kepunahan) tidaklah jelas dan kemungkinan merupakan akibat kompetisi antar spesies terhadap sumber daya yang terbatas (prinsip hindar-saing).[12] Jika kompetisi dari spesies lain mengubah probabilitas suatu spesies menjadi punah, hal ini dapat menghasilkan seleksi spesies sebagai salah satu tingkat seleksi alam.[62] Peristiwa kepunahan massal jugalah penting, namun daripada berperan sebagai gaya selektif, ia secara drastis mengurangi keanekaragaman dan mendorong evolusi cepat secara tiba-tiba serta spesiasi pada makhluk yang selamat dari kepunahan.[145]
Sejarah evolusi kehidupan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sejarah evolusi kehidupan
Asal usul kehidupan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Abiogenesis dan hipotesis dunia RNA
Asal usul kehidupan merupakan prekursor evolusi biologis, namun pemahaman terhadap evolusi yang terjadi seketika organisme muncul dan investigasi bagaimana ini terjadi tidak tergantung pada pemahaman bagaimana kehidupan dimulai.[149] Konsensus ilmiah saat ini adalah bahwa senyawa biokimia yang kompleks, yang menyusus kehidupan, berasal dari reaksi kimia yang lebih sederhana. Namun belumlah jelas bagaimana ia terjadi.[150] Tidak begitu pasti bagaimana perkembangan kehidupan yang paling awal, struktur kehidupan pertama, ataupun identitas dan ciri-ciri dari LUA (last universal ancestor) dan lungkang gen leluhur.[151][152] Oleh karena itu, tidak terdapat konsensus ilmiah yang pasti bagaimana kehidupan dimulai, namun terdapat beberapa proposal yang melibatkan molekul swa-replikasi (misalnya RNA)[153] dan perakitan sel sederhana.[154]
Nenek moyang bersama
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Bukti nenek moyang bersama, Nenek moyang bersama, dan Homologi (biologi)


Hominoid merupakan keturunan dari nenek moyang yang sama.
Semua organisme di bumi merupakan keturunan dari leluhur atau lungkang gen leluhur yang sama.[155] Spesies masa kini yang juga berada dalam proses evolusi dengan keanekaragamannya merupakan hasil dari rentetan peristiwa spesiasi dan kepunahan.[156] Nenek moyang bersama organisme pertama kali dideduksi dari empat fakta sederhana mengenai organisme. Pertama, bahwa organisme-organisme memiliki distribusi geografi yang tidak dapat dijelaskan dengan adaptasi lokal. Kedua, bentuk keanekaragaman hayati tidaklah berupa organisme yang berbeda sama sekali satu sama lainnya, melainkan berupa organisme yang memiliki kemiripan morfologis satu sama lainnya. Ketiga, sifat-sifat vestigial dengan fungsi yang tidak jelas memiliki kemiripan dengan sifat leluhur yang berfungsi jelas. Terakhir, organisme-organisme dapat diklasifikasikan berdasarkan kemiripan ini ke dalam kelompok-kelompok hirarkis.[7]
Spesies-spesies lampau juga meninggalkan catatan sejarah evolusi mereka. Fosil, bersama dengan anatomi yang dapat dibandingkan dengan organisme sekarang, merupakan catatan morfologi dan anatomi.[157] Dengan membandingkan anatomi spesies yang sudah punah dengan spesies modern, ahli paleontologi dapat menarik garis keturunan spesies tersebut. Namun pendekatan ini hanya berhasil pada organisme-organisme yang mempunyai bagian tubuh yang keras, seperti cangkang, kerangka, atau gigi. Lebih lanjut lagi, karena prokariota seperti bakteri dan arkaea hanya memiliki kemiripan morfologi bersama yang terbatas, fosil-fosil prokariota tidak memberikan informasi mengenai leluhurnya.
Baru-baru ini, bukti nenek moyang bersama datang dari kajian kemiripan biokimia antar spesies. Sebagai contoh, semua sel hidup di dunia ini mempunyai set dasar nukleotida dan asam amino yang sama.[158] Perkembangan genetika molekuler telah menyingkap catatan evolusi yang tertinggal pada genom organisme, sehingga dapat diketahui kapan spesies berdivergen melalui jam molekul yang dihasilkan oleh mutasi.[159] Sebagai contoh, perbandingan urutan DNA ini telah menyingkap kekerabatan genetika antara manusia dengan simpanse dan kapan nenek moyang bersama kedua spesies ini pernah ada.[160]
Evolusi kehidupan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Garis waktu evolusi


Pohon evolusi yang menunjukkan divergensi spesies-spesies modern dari nenek moyang bersama yang berada di tengah[161] Tiga domain diwarnai berbeda, dengan warna biru adalah bakteri, hijau adalah arkaea, dan merah adalah eukariota.
Walaupun terdapat ketidakpastian bagaimana kehidupan bermula, adalah umumnya diterima bahwa prokariota hidup di bumi sekitar 3–4 milyar tahun yang lalu.[162][163] Tidak terdapat perubahan yang banyak pada morfologi atau organisasi sel yang terjadi pada organisme ini selama beberapa milyar tahun ke depan.[164]
Eukariota merupakan perkembangan besar pada evolusi sel. Ia berasal dari bakteri purba yang ditelan oleh leluhur sel prokariotik dalam asosiasi kooperatif yang disebut endosimbiosis.[88][165] Bakteri yang ditelan dan sel inang kemudian menjalani koevolusi, dengan bakteri berevolusi menjadi mitokondria ataupun hidrogenosom.[166] Penelanan kedua secara terpisah pada organisme yang mirip dengan sianobakteri mengakibatkan pembentukan kloroplas pada ganggang dan tumbuhan.[167] Tidaklah diketahui kapan sel pertama eukariotik muncul, walaupun sel-sel ini muncul sekitar 1,6 - 2,7 milyar tahun yang lalu.
Sejarah kehidupan masih berupa eukariota, prokariota, dan arkaea bersel tunggal sampai sekitar 610 milyar tahun yang lalu, ketika organisme multisel mulai muncul di samudra pada periode Ediakara.[162][168] Evolusi multiselularitas terjadi pada banyak peristiwa yang terpisah, terjadi pada organisme yang beranekaragam seperti bunga karang, ganggang coklat, sianobakteri, jamur lendir, dan miksobakteri.[169]
Segera sesudah kemunculan organisme multisel, sejumlah besar keanekaragaman biologis muncul dalam jangka waktu lebih dari sekitar 10 juta tahun pada perstiwa yang dikenal sebagai ledakan Kambria. Pada masa ini, mayoritas jenis hewan modern muncul pada catatan fosil, demikian pula garis silsilah hewan yang telah punah.[170] Beberapa faktor pendorong ledakan Kambria telah diajukan, meliputi akumulasi oksigen pada atmosfer dari fotosintesis.[171] Sekitar 500 juta tahun yang lalu, tumbuhan dan fungi mengkolonisasi daratan, dan dengan segera diikuti oleh arthropoda dan hewan lainnya.[172] Hewan amfibi pertama kali muncul sekitar 300 juta tahun yang lalu, diikuti amniota, kemudian mamalia sekitar 200 juta tahun yang lalu, dan aves sekitar 100 juta tahun yang lalu. Namun, walaupun terdapat evolusi hewan besar, organisme-organisme yang mirip dengan organisme awal proses evolusi tetap mendominasi bumi, dengan mayoritas biomassa dan spesies bumi berupa prokariota.[97]
Sejarah pemikiran evolusi
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sejarah pemikiran evolusi


Alfred Wallace, dikenal sebagai Bapak Biogeografi Evolusi


Charles Darwin pada usia 51, beberapa waktu setelah mempublikasi buku On the Origin of Species.
Pemikiran-pemikiran evolusi seperi nenek moyang bersama dan transmutasi spesies telah ada paling tidak sejak abad ke-6 SM ketika hal ini dijelaskan secara rinci oleh seorang filsuf Yunani, Anaximander.[173] Beberapa orang dengan pemikiran yang sama meliputi Empedokles, Lukretius, biologiawan Arab Al Jahiz,[174] filsuf Persia Ibnu Miskawaih, Ikhwan As-Shafa,[175] dan filsuf Cina Zhuangzi.[176] Seiring dengan berkembangnya pengetahuan biologi pada abad ke-18, pemikiran evolusi mulai ditelusuri oleh beberapa filsuf seperti Pierre Maupertuis pada tahun 1745 dan Erasmus Darwin pada tahun 1796.[177] Pemikiran biologiawan Jean-Baptiste Lamarck tentang transmutasi spesies memiliki pengaruh yang luas. Charles Darwin merumuskan pemikiran seleksi alamnya pada tahun 1838 dan masih mengembangkan teorinya pada tahun 1858 ketika Alfred Russel Wallace mengirimkannya teori yang mirip dalam suratnya "Surat dari Ternate". Keduanya diajukan ke Linnean Society of London sebagai dua karya yang terpisah.[178] Pada akhir tahun 1859, publikasi Darwin, On the Origin of Species, menjelaskan seleksi alam secara mendetail dan memberikan bukti yang mendorong penerimaan luas evolusi dalam komunitas ilmiah.
Perdebatan mengenai mekanisme evolusi terus berlanjut, dan Darwin tidak dapat menjelaskan sumber variasi terwariskan yang diseleksi oleh seleksi alam. Seperti Lamarck, ia beranggapan bahwa orang tua mewariskan adaptasi yang diperolehnya selama hidupnya,[179] teori yang kemudian disebut sebagai Lamarckisme.[180] Pada tahun 1990-an, eksperimen August Weismann mengindikasikan bahwa perubahan ini tidak diwariskan, dan Lamarkisme berangsur-angsur ditinggalkan.[181][182] Selain itu, Darwin tidak dapat menjelaskan bagaimana sifat-sifat diwariskan dari satu generasi ke generasi yang lain. Pada tahun 1865, Gregor Mendel menemukan bahwa pewarisan sifat-sifat dapat diprediksi.[183] Ketika karya Mendel ditemukan kembali pada tahun 1900-an, ketidakcocokan atas laju evolusi yang diprediksi oleh genetikawan dan biometrikawan meretakkan hubungan model evolusi Mendel dan Darwin.
Walaupun demikian, adalah penemuan kembali karya Gregor Mendel mengenai genetika (yang tidak diketahui oleh Darwin dan Wallace) oleh Hugo de Vries dan lainnya pada awal 1900an yang memberikan dorongan terhadap pemahaman bagaimana variasi terjadi pada sifat tumbuhan dan hewan. Seleksi alam menggunakan variasi tersebut untuk membentuk keanekaragaman sifat-sifat adaptasi yang terpantau pada organisme hidup. Walaupun Hugo de Vries dan genetikawan pada awalnya sangat kritis terhadap teori evolusi, penemuan kembali genetika dan riset selanjutnya pada akhirnya memberikan dasar yang kuat terhadap evolusi, bahkan lebih meyakinkan daripada ketika teori ini pertama kali diajukan.[184]
Kontradiksi antara teori evolusi Darwin melalui seleksi alam dengan karya Mendel disatukan pada tahun 1920-an dan 1930-an oleh biologiawan evolusi seperti J.B.S. Haldane, Sewall Wright, dan terutama Ronald Fisher, yang menyusun dasar-dasar genetika populasi. Hasilnya adalah kombinasi evolusi melalui seleksi alam dengan pewarisan Mendel menjadi sintesis evolusi modern.[185] Pada tahun 1940-an, identifikasi DNA sebagai bahan genetika oleh Oswald Avery dkk. beserta publikasi struktur DNA oleh James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953, memberikan dasar fisik pewarisan ini. Sejak saat itu, genetika dan biologi molekuler menjadi inti biologi evolusioner dan telah merevolusi filogenetika.[12]
Pada awal sejarahnya, biologiawan evolusioner utamanya berasal dari ilmuwan yang berorientasi pada bidang taksonomi. Seiring dengan berkembangnya sintesis evolusi modern, biologi evolusioner menarik lebih banyak ilmuwan dari bidang sains biologi lainnya.[12] Kajian biologi evolusioner masa kini melibatkan ilmuwan yang berkutat di bidang biokimia, ekologi, genetika, dan fisiologi. Konsep evolusi juga digunakan lebih lanjut pada bidang seperti psikologi, pengobatan, filosofi, dan ilmu komputer.
Kontroversi Sosial akan Evolusi
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Efek sosial teori evolusi


Seiring dengan penerimaan "Darwinisme" yang meluas pada 1870-an, karikatur Charles Darwin dengan tubuh kera atau monyet menyimbolkan evolusi.[186]
Pada abad ke-19, terutama semenjak penerbitan buku Darwin "The Origin of Species", pemikiran bahwa kehidupan berevolusi mendapat banyak kritik dan menjadi tema yang kontroversial. Namun demikian, kontroversi ini pada umumnya berkisar pada implikasi teori evolusi di bidang filsafat, sosial, dan agama. Di dalam komunitas ilmuwan, fakta bahwa organisme berevolusi telah diterima secara luas dan tidak mendapat tantangan. Walaupun demikian, evolusi masih menjadi konsep yang diperdebatkan oleh beberapa kelompok agama.[187]
Manakala berbagai kelompok agama berusaha menyambungkan ajaran mereka dengan teori evolusi melalui berbagai konsep evolusi teistik, terdapat banyak pendukung ciptaanisme yang percaya bahwa evolusi berkontradiksi dengan mitos penciptaan yang ditemukan pada ajaran agama mereka.[188] Seperti yang sudah diprediksi oleh Darwin, implikasi yang paling kontroversial adalah asal usul manusia. Di beberapa negara, terutama di Amerika Serikat, pertentangan antara agama dan sains telah mendorong kontroversi penciptaan-evolusi, konflik keagamaan yang berfokus pada politik dan pendidikan.[189] Manakala bidang-bidang sains lainnya seperti kosmologi[190] dan ilmu bumi[191] juga bertentangan dengan interpretasi literal banyak teks keagamaan, biologi evolusioner mendapatkan oposisi yang lebih signifikan.
Beberapa contoh kontroversi tak beralasan yang diasosiasikan dengan teori evolusi adalah "Darwinisme sosial", istilah yang diberikan kepada teori Malthusianisme yang dikembangkan oleh Herbert Spencer mengenai sintasan yang terbugar (survival of the fittest) dalam masyarakat, dan oleh lainnya mengklaim bahwa kesenjangan sosial, rasisme, dan imperialisme oleh karena itu dibenarkan.[192] Namun, pemikiran-pemikiran ini berkontradiksi dengan pandangan Darwin itu sendiri, dan ilmuwan berserta filsuf kontemporer menganggap pemikiran ini bukanlah amanat dari teori evolusi maupun didukung oleh data.[193][194]
Aplikasi
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Seleksi buatan dan komputasi evolusi
Aplikasi utama evolusi pada bidang teknologi adalah seleksi buatan, yakni seleksi terhadap sifat-sifat tertentu pada sebuah populasi organisme yang disengajakan. Manusia selama beberapa ribu tahun telah menggunakan seleksi buatan pada domestikasi tumbuhan dan hewan.[195] Baru-baru ini, seleksi buatan seperti ini telah menjadi bagian penting dalam rekayasa genetika, dengan penanda terseleksi seperti gen resistansi antibiotik digunakan untuk memanipulasi DNA pada biologi molekuler.
Karena evolusi dapat menghasilkan proses dan jaringan yang sangat optimal, ia memiliki banyak aplikasi pada ilmu komputer. Pada ilmu komputer, simulasi evolusi yang menggunakan algoritma evolusi dan kehidupan buatan dimulai oleh Nils Aall Barricelli pada tahun 1960-an, dan kemudian diperluas oleh Alex Fraser yang mempublikasi berbagai karya ilmiah mengenai simulasi seleksi buatan.[196] Seleksi buatan menjadi metode optimalisasi yang dikenal luas oleh hasil kerja Ingo Rechenberg pada tahun 1960-an dan awal tahun 1970-an, yang menggunakan strategi evolusi untuk menyelesaikan masalah teknik yang kompleks.[197] Algoritma genetika utamanya, menjadi populer oleh karya tulisan John Holland.[198] Seiring dengan meningkatnya ketertarikan akademis, peningkatan kemampuan komputer mengijinkan aplikasi yang praktis, meliputi evolusi otomatis program komputer.[199] Algoritma evolusi sekarang digunakan untuk menyelesaikan masalah multidimensi. Penyelesaian menggunakan algoritma ini lebih efisien daripada menggunakan perangkat lunak yang diproduksi oleh perancang manusia. Selain itu, ia juga digunakan untuk mengoptimalkan desain sistem.[200]

bahan kulia ILMU ALAM DASAR

Bab 1
PERKEMBANGAN ALAM PIKIRAN MANUSIA
Manusia sebagai makhluk hidup mempunyai ciri-ciri:
1) Memiliki organ tubuh yang sangat kompleks dan khusus
2) Mengadakan pertukaran zat yakni zat yang masuk dan keluar
3) Memberikan tanggapan terhadap rangsangan
4) Memiliki potensi berkembang biak
5) Tumbuh dan bergerak
6) Berinteraksi dengan linkungannya
7) Mati
Bila dibandingkan dengan hewan lain maka tubuh manusia lemah sedang akal budi dan kemauannya kuat. Manusiatidak dapat terbang seperti burung, berenang secepat buaya
Tetapi dengan akal budi dan kemauannya manusia dapat menjad imakhluk yang lebih dari makhluk yan lain.kelebha manusia itu karena memiliki akal budi dan pikiaran sehinnga dapat mengendalikan tubuh jasmaninya
Manusia sebagai makhluk berpikir diberi hasrat ingin tahu tentang benda dan peristiwa yang terjadi di sekitarnya termasuk juga ingin tahu tentang dirinya sendiri. Rasa ingin tahu ini mendorong manusia untik menjelaskan gejala-ejala alam serta berusaha memecahkan masalah yang dihadapi dan akhirnya manusia dapat mengumpulakan pengetahua.
Pengetahuan yang terkumpul semain banyak disebabkan rasa ingin tahu manusia yang terus berkembang juga daya pikirnya, pada hewan usaha untuk eksplorasi kea lam sekitar di dorong oleh instink yang terpusat pada usaha untung mempertahankan dan melangsungkan kehidupan
Pegetahuan yang diperoleh ini akhirnya tidak hanya terbatas pada hal yang dapat diamati panca indera saja tetapi masalah lain beerhubungan denga baik atau buruk, kalau suatu masalah dapat terpecahkan timbul masalh lain yang menununggu pemecahannya manusia bertnya terus setelah tau denganpertanyaan bagaimana dan mengapa manusia mampu untuk menggunakan pengetahuannya yang dahulu untuk dikombinasikan dengan pegetahuannya yang baru menjadi pengetahuannya yang lebih baru. Hal yang demikian telah berlangsung berabad-abad sehingga terjadi peneumpukan pengethuan
Rasa ingin tahu yabg terus berkembang dan seolah-olah tanpa batas itu menimbulkan pembendharaan pengetahuan pada manusia itu sendiri . hal ini tidak hnya meliputi tentang kebutuhan praktis hidupnya sehari-hari tetepi juga berkembang sampai pada hall-hal menyangkut keindahan dan seni
Rasa ingin tahu pada manusia ini menyebabkan penngetahuan mereka dapat berkembang setiap hari mereka mengamati benda-benda dan peristiwa yang terjadi dialam sekitarnya. Manusia tidak akan pernah merasa puas jika belum memperoleh jawban mengenai apa yang diamatinya mereka berusaha mencari jawabannya dan untuk itu mereka harus berpikir
Rasa ingin tahu semacam itu tidak dimiliki oleh hewan. Rasa ingin tahu padabhewan tebatas pada rasa ingin tahu yang tetap yang tidakberubah dari zaman ke zaman. Hewan bergerak dari suatu tempat ke tempat yang lain terutama didorong rasa ingin tahunya yan bersangkutan erat dengan nalurinya.
Kemampuan berfikir manusia menyebabkan rasa ingin tahunya yang terus berkembang. Dengan kemampuannya mengingat dan berpikir manusia dapat medayagunakan kemapuannya yang terdahulu kemudian menggabungkannya dengan pengetahuan yang diperolrh sehingga menghasilakan pengetahuan yang baru.
Berlangsungnya perkembangan pengetahuan terswbut lebih dipermudah dengan adanya kemampua ini maka dapat dilakukan tukarmenukar informasi mengenai pengetahuan dan pengalaman yang mereka miliki masing-masing . perkembangan pegetahuan pada manusia ini juga didukung oleh adanya sifat manusia yang ingin maju sifat manusia yang selalu tidak puas dan sifat yang ingin lebi baik. Mereka selalu berusaha mengerti dan memperoleh pengetahuan yang lebih banyak.
Sejalan dengan perkembangan pengetahuan tersebut rasa keindahan manusia juga ikut berkembang. Maka dalam kehidupannya pengrtahuan yang telah dimiliki tersebut bukan hanya diterapkan dan digunakan untuk kebutuhan hidupnya tetapi juga menyangkut hal-hal yang bertalian dengan keindahan
Dengan selalu berlangsungnya perkembangan pengetahuan tampak lebih nyata bahwa manusia berbeda dati pada hewan. Manusia merupakan makhluk hidup yang berakal serata mempunyai derajat yang tertinggi bila dibandingkan dengan hewan atau makhluk selainnnya.
Metode Ilmiah dan Implementasinya
Pengetahuan tentang mitos, ramalan nasib berdasarkan perbintangan bahkan percaya adanya dewa diperoleh dengan cara berprasangka, berintuisi dan coba-coba (trial and error)
Suatu pengetahuan dapat dikatakan pengetahuan yang ilmiah apabila memenuhi syarat-syarat antara lain;
• objektif,
• metodik,
• sistematik dan berlaku umum.
Salah satu syarat ilmu pengetahuan tersebut harus diperoleh melalui metode ilmiah. Kriteria metode ilmiah yang digunakan dalam penelitian antara lain
• harus berdasarkan fakta,
• bebas prasangka,
• menggunakan prinsip-prinsip analisis,
• hipotesis,
• berukuran objektif serta menggunakan teknik kuantitatif atau kualitatif.
Alur berpikir yang mencakup metode ilmiah dapat dijabarkan dalam langkah-langkah yang mencerminkan tahapan kegiatan ilmiah. Kerangka berpikir ilmiah pada dasarnya terdiri dari
langkah-langkah operasional metode ilmiah, yaitu
• perumusan masalah,
• penyusun kerangka berpikir
• pengajuan hipotesis
• perumusan hipotesis
• pengujian hipotesis, dan penarikan simpulan.
Metode ilmiah mempunyai keterbatasan maupun keunggulan.
Keterbatasan metode ilmiah adalah
• ketidaksanggupannya menjangkau untuk menguji adanya Tuhan,
• membuat kesimpulan yang berkenan dengan baik dan buruk atau sistem nilai dan juga tidak dapat menjangkau tentang seni dan keindahan.
Sedangkan keunggulannya, antara lain:
• mencintai kebenaran yang objektif dan bersikap adil;
• kebenaran ilmu tidak absolut sehingga dapat dicari terus-menerus;
• mengurangi kepercayaan pada tahayul, astrologi maupun peruntungan, dan lain-lain.
Peranan matematika terhadap IPA
Peranan matematika terhadap IPA sangat besar, karena matematika merupakan alat bantu untuk mengatasi sebagian permasalahan menghadapi lingkungan hidupnya. Contoh pada zaman modern ini, pembuatan mesin-mesin, pabrik bahkan perjalanan ke ruang angkasa.
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) terbagi menjadi IPA kualitatif dan IPA kuantitatif. IPA kualitatif hanya mampu menjawab pertanyaan tentang hal-hal yang bersifat aktual, sedangkan IPA kuantitatif adalah IPA yang dihasilkan oleh metode ilmiah yang didukung oleh data kuantitatif dengan menggunakan statistik.
Bab 2
Alam semesta dan tata surya
Dalam Tata Surya, terdapat sembilan planet besar dengan 61 satelit dan asteroid yang tak terhitung jumlahnya, semuanya berevolusi mengelilingi satu bintang yang bernama matahari. Matahari terletak di pusat Tata Surya.
Sembilan planet ini, yang merupakan bagian dari Solar system (Tata Surya), saling berevolusi mengelilingi matahari dalam sebuah keteraturan. Mari kita ingat kembali nama-nama planet dari yang terdekat dengan matahari: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto. Jadi, bumi kita adalah planet ke-tiga dari matahari.
Setiap planet di Tata Surya memiliki ciri-ciri yang berbeda. Suhu pada beberapa planet cukup tinggi untuk meleburkan sesuatu. Sedangkan ada diantaranya yang permukaannya tertutup oleh es. Beberapa planet hampir seluruhnya terdiri atas gas. Bahkan beberapa planet berukuran kecil seperti bulan.
Terdapat hubungan yang sangat harmonis antara satelit dengan induknya. (Dalam astronomi, induk adalah sesuatu yang benda lain berkeliling terhadapnya. Matahari adalah induk dari bumi, bumi adalah induk dari bulan). Planet menarik satelit-satelitnya. Satelit juga mengimbangi tarikan tersebut. Tanpa kesetimbangan tersebut, satelit akan menumbuk planet atau pecah dan menghilang angkasa.
Singkatnya, jika bulan berotasi lebih lambat, ia akan tersedot bumi dengan kecepatan sangat tinggi. Ini akan menjadi akhir kehidupan bumi. Dan jika ia berotasi lebih cepat, ia akan menjauh dari bumi dan tak menjadi satelit bumi lagi.
Sekarang mari kita amati matahari, pusat Tata Surya kita.
Matahari
Matahari adalah benda langit terbesar di Tata Surya. Ia terdiri atas gas yang sangat panas dan berpijar. Setiap detik, terjadi ledakan diseluruh permukaannya, matahari sendiri merupakan bom nuklir yang sangat besar. Ledakan di permukaannya sama dengan energi yang dipancarkan oleh jutaan bom atom. Mereka menghasilkan kobaran-kobaran api yang besarnya 40 hingga 50 kali besar bumi.
Matahari bagaikan bola api yang memancarkan panas dan cahaya yang sangat kuat dari permukaannya. Jika tidak ada matahari, sepanjang hari akan gelap, dan permukaan bumi akan tertutup es. Yang pasti, tidak akan ada kehidupan di bumi ini.
Ruang angkasa (ingatlah kembali film mengenai ruang angkasa) adalah tempat yang gelap, sangat luas, dan kosong. Bumi kita adalah salah satu benda langit di dalamnya, dan tak tidak ada satupun yang cukup dekat untuk menerangi dan memanaskan bumi kita. (Subhanalloh)
Sinar matahari sangatlah terang. Mungkin kamu pernah mencoba menatap matahari di siang yang cerah. Setelah beberapa detik, matamu akan merasa silau bukan? Karena cahayanya yang sangat terang, menatap matahari secara langsung sangat berbahaya bagi mata. Demikian pula berjemur di terik matahari dalam waktu lama di musim panas juga berbahaya. Beberapa bagian kulit kita akan terbakar, dan hanya bisa disembuhkan oleh dokter. Terutama di musim panas, matahari sangatlah panas. Tetapi, jarak matahari jutaan kilometer jauhnya dari bumi kita, dan hanya seper dua ribu dari panas matahari yang sampai di bumi.

Jika suhu bumi cukup panas meskipun jarak matahari dan bumi sangat jauh, dapatkah kamu bayangkan panasnya matahari?
Para ilmuwan sudah memperkirakan besarnya. Namun, kita tidak akan mampu membayangkannya dengan mencoba membandingkannya dengan suhu benda-benda yang kita kenal di bumi. Anggap suhu permukaan matahari adalah 6,000°C (11,000°F). Di bagian tengahnya bisa mencapai 12,000,000 o C (21,600,000o F). Tak ada benda panas mana pun di bumi yang dapat dibandingkan dengannya. Tanganmu sulit menyentuh air yang panasnya 50°C (120°F). Bahkan pada cuaca yang panas, suhunya hanya sekitar 40–50°C (105-120°F). Contoh ini menunjukkan bahwa Allah mengatur dengan sangat tepat jarak antara bumi dengan matahari. Jika matahari sedikit saja lebih dekat dengan kita, segala sesuatu di bumi ini akan layu dan kering karena panasnya dan berubah menjadi abu. Sebaliknya, jika ia sedikit lebih jauh, segala sesuatu akan membeku. Tentu saja, tidak akan ada kehidupan pada keduanya.
Daerah kutub, yang sedikit menerima panas matahari, selalu tertutup oleh es. Sedangkan daerah katulistiwa, dimana sinar matahari yang diterima jauh lebih banyak, selalu panas. Allah telah menciptakan daerah tersebut sebagai contoh untuk kita. Daerah lainnya lebih sesuai untuk hidup manusia. Hal ini menunjukkan karunia Allah kepada kita. Karena, jika Allah tidak menentukan jarak antara bumi dengan dan matahari dengan tepat, kita akan lebih sulit untuk hidup di bumi. Bahkan bisa jadi tak ada lagi kehidupan.
Sebagaimana yang telah dijelaskan, Allah menciptakan Matahari dan Bulan dengan sangat sempurna agar manusia dapat hidup di planet ini. Dalam Al Qur’an, Allah memberitakan bahwa matahari dan bulan bergerak atas perintah Allah:
Allah-lah yang meninggikan langit tanpa tiang (sebagaimana) yang kamu lihat, kemudian Dia bersemayam di atas ‘Arasy, dan menundukkan matahari dan bulan. Masing-masing beredar hingga waktu yang ditentukan. Allah mengatur urusan (makhluk-Nya), menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya), supaya kamu meyakini pertemuan (mu) dengan Tuhanmu. (Surat ar-Ra’d: 2)
Gaya Tarik Gravitasi Matahari
Benda langit yang tak terhitung jumlahnya bergerak teratur secara sempurna tanpa saling bertubrukan karena Allah menempatkan mereka ke dalam orbitnya dengan tepat. Orbit adalah lintasan sebuah planet atau komet ketika berevolusi terhadap matahari. Tak satu pun planet yang berhenti mengikuti lintasan ini kecuali hilang di angkasa raya. Semua ini karena planet-planet mengalami gaya gravitasi matahari. Ketika kamu membaca tulisan ini, bumi kita bergerak dalam orbitnya dengan kecepatan 108,000 kilometer (700,000 mil ) per jam mengelilingi matahariKarena tingginya kecepatan bumi, gaya tarik gravitasi matahari menjadi sangat penting. Jika matahari mengurangi kekuatan gravitasinya, kita akan melayang-layang di angkasa bersama bumi kita. Hal ini akan mengakhiri keberadaan bumi … Di sisi lain, jika matahari menambah besar gaya gravitasinya, bumi kita akan tersedot oleh matahari dan melebur. Tentunya kita pun akan musnah. Selain itu, gaya tarik gravitasi matahari juga menjaga planet-planet dalam lintasan/orbit yang benar sehingga terhindar dari tabrakan antar sesamanya. Namun, pernahkah kamu bayangkan bagaimana matahari menarik planet-planet tersebut?
Jawabannya sangat jelas. Adalah Allah Sang Pencipta, Yang Agung dalam Keperkasaan-Nya, Yang menciptakan dan senantiasa memelihara keseimbangan ini.
Selain itu, tidak hanya matahari yang memiliki gaya tarik gravitasi. Planet-planet di Tata Surya juga memiliki gaya gravitasi sendiri-sendiri. Misalnya, gaya gravitasi bumi terhadap bulan. Karena gaya gravitasi ini, bulan terus berada pada jarak tertentu. Karenanya, bumi tidak bertabrakan dengan bulan. Tak diragukan, Allah dengan KekuasaanNya yang maha luas telah mencegah Bulan menimpa Bumi.
Masih ada satu hal penting lain mengenai gravitasi: Gravitasi tidak boleh melebihi ataupun kurang dari yang seharusnya. Jika kurang, kamu akan berjalan di udara, dan tak mampu menyentuh lantai dengan kakimu. Kamu tak akan bisa bergerak seperti yang kamu mau; kamu selalu melayang dari satu tempat ke tempat lain, akan memantul ketika melangkah dan menjejakkan kaki di langit-langit. Jika gaya gravitasi lebih besar, kamu tak akan mampu berjalan karena kamu terperosok ke dalam tanah. Maka, kamu hanya akan bisa merangkak pelan sepanjang jalan.
Saat ini, yang terjadi tidaklah demikian; Allah telah menentukan kekuatan gaya gravitasi yang tepat bagi kita.
Contoh berikut mungkin akan membantu kamu memahaminya: bulan, seperti halnya bumi, juga memiliki gaya gravitasi. Namun, gaya tarik gravitasi ini lebih kecil dari pada yang dimiliki oleh bumi. Karena itu, kamu tidak mungkin dapat bertahan di bulan. Kamu
Planet
Telah disebutkan sebelumnya bahwa planet adalah benda langit yang berevolusi mengelilingi bintang. Dibagian ini, akan kita amati planet-planet di tata surya dimana bumi kita berada. Jika kita menganggap bahwa tata surya adalah lingkaran, matahari tepat di tengahnya.
Pluto adalah planet di lingkaran terluar. Pluto adalah planet terkecil dan terjauh dari matahari. Sangat sulit mengamati planet ini, bahkan teleskop Hubble hanya mampu menunjukkan sekilas permukaannya. Planet ini sungguh merupakan tempat yang dingin. Suhunya sekitar -238 o C (-396 o F). Di musim dingin, ketika suhu permukaan bumi sekitar -2 atau -3 o C (28 atau 26 o F), maka akan membeku. -238 o C (-396 o F) adalah 100 kali lebih dingin daripada suhu bumi terdingin untuk kita bisa hidup walau sulit. Kedinginan itu akan mengakhiri hidup kita. Dari sisi luar, Pluto nampak seperti bola yang tertutup es.
Mendekati matahari, kita akan menjumpai Neptunus. Planet ini juga sangat dingin; suhu permukaannya sekitar -218°C (-360°F). Atmosfernya mengandung gas yang beracun bagi manusia. Disamping itu, badai yang kecepatannya mencapai 2.000 kilometer (1,250 mil) per jam bertiup di permukaannya.
Bergerak kembali ke matahari, di tengah-tengah lingkaran, kita temui Uranus. Uranus adalah planet terbesar ke-tiga di Tata Surya. Suhunya -214oC (-353oF), berarti planet ini sudah cukup dingin untuk membekukan kita dalam sedetik. Atmosfirnya mengandung gas beracun yang tentunya tidak akan memberikan kehidupan.
Jika perjalanan kita teruskan ke arah matahari, akan kita jumpai Saturnus. Ia adalah planet terbesar kedua dalam tata surya, dikenal dengan cincin yang melingkarinya. Cincin ini terbuat dari gas, batu-batuan, dan es. Suhu planet ini sekali lagi tidak sesuai bagi kehidupan manusia: -178°C (-288°F).
Semakin mendekati matahari, kita berjumpa dengan Jupiter, planet terbesar dalam Tata Surya. Jupiter adalah planet yang besarnya 11 kali planet bumi. Keadaan planet ini pun tidak sesuai untuk hidup, dan merupakan tempat yang sangat dingin.
Setelah Jupiter adalah Mars. Mars adalah planet mati yang tidak pernah dibandingkan dengan bumi. Tidak ada kehidupan di Mars. Ada beberapa alasan: Pertama, atmosfir Mars merupakan campuran mematikan yang mengandung karbon dioksida pekat. Kedua, tak ada air disana. Ketiga, suhu di Mars sekitar -53oC (-63oF). Terakhir, terdapat angin yang sangat kuat serta badai pasir yang terjadi setiap saat.
Planet biru yang muncul setelah Mars adalah Bumi. Kita akan membicarakannya di bab terakhir buku ini. Sementara itu, ingatlah anak-anakku, Bumi adalah satu-satunya planet yang memungkinkan bagi adanya kehidupan.
Semakin dekat ke matahari, pencarian kita akan sampai di planet Venus. Venus merupakan bintang paling terang setelah matahari dan bulan. Karena itulah, manusia telah mengenalnya sejak lama. Meskipun planet-planet yang sama jauhnya dengan Venus juga telah dikenal oleh manusia, Venus memiliki terang yang tak tertandingi baik pada waktu pagi maupun malam. Kebalikan dari planet-planet lain, Venus sangat panas. Suhu permukaannya mencapai 450oC (840oF), cukup untuk meleburkan segala sesuatu. Ciri lain dari Venus adalah ketebalan atmosfirnya yang terdiri atas lapisan karbon dioksida. Selain itu, atmosfir Venus memiliki lapisan asam setebal beberapa kilometer. Tidak ada satupun makhluk hidup yang dapat hidup disana walau sedetik.
Kita tinggalkan Venus, kita temui Merkurius, planet yang paling dekat dengan Matahari. Rotasinya sangat lambat karena dekat dengan matahari sehingga planet tersebut hanya membuat tiga putaran penuh selama dua kali berevolusi mengelilingi matahari. Inilah mengapa salah satu sisi Merkurius sangat panas sedangkan sisi lainnya sangat dingin. Perbedaan malam dan siang pada Merkurias sebesar 1,000oC (1,800oF). Tentu saja lingkungan seperti ini tak mendukung adanya kehidupan.
Perjalanan kita sejauh ini menunjukkan bahwa selain bumi, tak ada satupun planet di Tata Surya yang memungkinkan bagi kehidupan. Semuanya tidak memiliki kehidupan dan tak berpenghuni. Namun, Bumi kita adalah planet yang menyediakan segala sesuatu yang diperlukan untuk hidup. Dengan hijaunya hutan dan birunya laut, ia nampak sangat cantik dari angkasa. Astronot pertama yang sampai di bulan kagum oleh pemandangan penuh warna dan cerah yang dimiliki bumi kita.
Benda Langit Lainnya
Benda langit lain di Tata Surya adalah komet, asteroida, dan meteorit. Semuanya adalah benda-benda langit yang tersisa dari nebula ketika pembentukan Tata Surya empat sampai enam milyar tahun yang lalu.
- Komet terbentuk dari gas dan debu-debu terpadatkan. Kadang-kadang, orbitnya membawa mereka mendekati matahari. Ketika komet mendekati matahari, permukaannya menjadi menguap karena panas. Penguapan ini menimbulkan cahaya terang. Bola besar dari gas dan debu muncul disekitar inti. Bola gas dan debu ini disebut “coma.” Terdapat juga ekor gas dan debu yang terhubung ke “coma”.
- Meteor adalah batu-batuan di angkasa. Biasanya, mereka teramati di antara orbit Mars dan Yupiter. Beberapa diantara mereka, diameternya mencapai 1,000 kilometer (620 mile).
- Meteorit adalah benda langit padat yang jatuh ke bumi dari angkasa. Kepingan batu, atau campuran batu dan besi, terpisah dari meteor atau komet. Misalnya suatu ketika bumi melintasi awan debu yang tersisa dari komet, benda dalam awan debu tersebut akan terbakar di atmosphere. Mereka terbakar ketika memasuki atmosfer bumi dan meninggalkan garis terang cahaya di langit. Inilah yang dinamakan meteor. Kadang-kadang, jika mereka tidak habis terbakar, meteor akan menumbuk bumi. Meteor-meteor yang dapat mencapai bumi dinamakan aerolit atau meteorit.
Renungkanlah satu hal penting di sini: meteor yang mencapai atmosphere kadangkala bisa sampai di bumi. Saat mereka jatuh, kerusakan yang diakibatkannya berbeda-beda, tergantung pada besarnya. Bumi kita sangat mungkin kejatuhan meteor setiap saat, akan tetapi Allah telah menciptakan mereka secara khusus sehingga mereka selalu terbakar dan musnah di atmosphere sehingga tidak membahayakan kita. Allah melindungi kita dengan menunjukkan kemurahan dan kasih sayangNya.
Sekarang kamu harus yakin bahwa Allah mengendalikan semua benda-benda langit, yang kecil maupun besar, dan memerintahkan mereka setiap saat dengan terencana dan teratur.
B.Teori terbentuknya alam semest
teori tentang terbentuknya alam semesta ialah Teori Keadaan (Steady State Theory) dan Teori Ledakan Besar (Big-Bang Theory).
Teori Keadaan Tetap, menyatakan bahwa tiap-tiap galaksi yang terbentuk tumbuh menjadi tua dan akhirnya mati. Jadi teori ini beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besarnya dan juga tak terhingga tuanya (tanpa awal dan akhir). Sedangkan
Teori Ledakan Besar(big bag) ialah meledaknya massa yang sangat besar dengan dahsyat, karena adanya reaksi inti.
Berdasarkan Hipotesis Fowler, galaksi berawal dari suatu kabut gas pijar dengan massa yang sangat besar. Kabut ini kemudian mengadakan kontraksi dan kondensasi sambil terus berputar pada sumbunya. Ada massa yang tertinggal, yakni pada bagian luar dari kabut pijar tadi. Massa itu juga mengadakan kontraksi dan kondensasi maka terbentuklah gumpalan gas pijar yaitu bintang-bintang. Bagi yang bermassa besar masih berupa kabut bintang. Dengan cara yang sama, bagian luar bintang yang tertinggal juga mengadakan kondensasi sehingga terbentuklah planet. Demikian juga bagian planet membentuk satelit bulan.


TEORI TERBENTUKNYA GALAKSI & TATA SURYA
teori Nebulae Imanuel Kant dan Laplace (1749 – 1827). Menurutnya bahwa di jagat raya terdapat banyak sekali kabut-kabut raksasa yang kemudian secara perlahan-lahan berputar membentuk gumpalan-gumpalan kabut-kabut raksasa. Gumpalan-gumpalan itu kemudian lama ke lamaan menjadi gumpalan gas yang menjadi matahari beserta planet-planetnya.
Pierre Simon De Laplace, (Perancis) Dikatakannya bahwa tata surya berasal dari kabut panas yang berpilin-pilin, sehingga membentuk gumpalan raksasa seperti bola. Makin cepat pilinannya makin kecil bola itu sehingga menjadi mampat dan melebar di bagian ekuatornya, sehingga terlepaslah sebagian dari gas itu dan menjadi gelang-gelang matahari. Gelang-gelang gas itu lama kelamaan membeku menjadi planet-planet dari matahari kita. Teori ini dinamakan dengan teori kabut atau Nebular hypothesis.
2..BUMI
Hipotesis Terjadinya Bumi dalam Sistem Tata Surya
Bumi kita terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang lalu bersamaan dengan terbentuknya satu sistem tata surya yang dinamakan keluarga matahari. Satu teori yang dinamakan "Teori Kabut (Nebula) menceritakan kejadian tersebut dalam 3 (tiga ) tahap :
• Matahari dan planet-planet lainnya masih berbentuk gas, kabut yang begitu pekat dan besar
• Kabut tersebut berputar dan berpilin dengan kuat, dimana pemadatan terjadi di pusat lingkaran yang kemudian membentuk matahari. Pada saat yang bersamaan materi lainpun terbentuk menjadi massa yang lebih kecil dari matahari yang disebut sebagai planet, bergerak mengelilingi matahari.
• Materi-materi tersebut tumbuh makin besar dan terus melakukan gerakan secara teratur mengelilingi matahari dalam satu orbit yang tetap dan membentuk Susunan Keluarga Mataha
Asteroid adalah salah satu anggota keluarga matahari, apabila bergerak terlalu dekat dengan bumi, gravitasi bumi akan menarik asteroid tersebut ke atmosfir bumi, bergesekan dan terbakar.Bagian yang tidak habis terbakar jatuh di bumi disebut meteorit.
Secara umum meteorit dapat dikelompokkan menjadi 3 grup :
• Meteorit besi (siderit, formulasi unsur Fe dan N)
• Meteorit campuran besi - batu (sicerolit)
• Meteorit batu (aerolit, komposisi utama adalah silikat/SiO2)
Tektit
Nama tektit berasal dari bahasa Yunani "tektos" yang berarti cair, lelelh. Biasanya tektit berwarna hitam, hijau atau coklat, bersifat "amorf", secara fisik mempunyai kemiripan dengan obsidian.
Tektit terjadi sebagai dampak tumbukan meteorit dengan permukaan bumi, dimana akibat dari tumbukan tersebut menyebabkan terjadinya loncatan material yang bersifat cair yang kemudian membeku dengan cepat.
Tektit berukuran hanya beberapa gram, kadang-kadang ada yang mencapai berat 12 kg.
Tektit mempunyai bentuk-bentuk yang unik diantaranya ada yang berbentuk kancing, bel, oval, tetesan air mata.
Penamaan tektit diambil dari tempat dimana tektit tersebut ditemukan, contoh : Moldavit (dari Moldavia, Cekoslovakia), Philippinit (dair Filipina), Javanit (dari Jawa), Bilitonit (dari Biliton/Belitung)
Susunan lapisan Bumi
Berbagai kajian dan penelitian geofisika telah membuktikan bahwa bumi terbentuk dari 7 lapisan tertentu dari dalam ke luar dengan susunan sebagai berikut.

1. Centrosphere (Inti Bumi)
2. Lapisan Luar Inti Bumi
3. Lapisan Terbawah Pita Bumi (Pita Bawah)
4. Lapisan Tengah Pita Bumi (Pita Tengah)
5. Lapisan Teratas Pita Bumi (Pita Atas)
6. Lapisan Bawah Kerak Bumi
7. Lapisan Atas Kerak Bumi
Biosfer dan Kehidupan Biosfer adalah bagian dari sistem planet bumi yang meliputi udara, tanah dan air, di mana segala kehidupan berkembang.Biosfer dapat dibagi menjadi empat lapisan yaitu A.atmosfer, B.hidrosfer, C.geosfer, dan antrosfer Hidup berarti mampu mengadakan metabolisme termasuk respirasi, bereaksi terhadap rangsangan luar dengan tujuan mempertahankan diri dan mengadakan reproduksi. Sel memenuhi syarat itu maka sel dianggap sebagai suatu unit kehidupan yang terkecil.
Ada beberapa teori asal mula kehidupan, yaitu:
- Hidup berasal dari Tuhan
- Teori Cozmozoa
- Teori Pfugler
- Teori Moore
- Teori Allen
- Generatio Spontanea
- Omne Vivum Ex Ovo
- Omne Ovo Ex Vivo
- Omne Vivum Ex Vivo
- Teori Urey
- Teori Oparin - Haldane.
Mitosis pada hewan atau pembelahan tidak langsung menghasilkan beberapa tingkatan atau fase yaitu interfase, profase, prometafase, metafase, anafase dan telofase.
Terdapat dua tipe perkembangbiakan pada makhluk hidup bersel banyak yaitu:
aseksual yang termasuk di dalamnya adalah pembelahan kembar, kuncupan, pembentukan spora dan perkembangan vegetatif;
seksual, yang terdiri dari beberapa tipe, yaitu konjugasi dan fertilisasi.
PENDAPAT TENTANG ASAL MULA KEHIDUPAN
Penemuan dan catatan tentang fosil tidak dapat memberi petunjuk tentang asal mula kehidupan, karena fosil-fosil tertua yang pernah ditemukan adalah organisme-organisme yang rumit. Jadi para ahli biologi terpaksa memilih lagi bermacam-macam petunjuk yang tidak langsung, kemudian berdasarkan anggapan-anggapan disusun pemikiran mengenai asal mula kehidupan.
a. Aristoteles dengan teorinya Abiogenesis atau Generatio Spontonea yang menerangkan bahwa makhluk hidup dapat muncul atau terjadi begitu saja dari benda mati atau secara spontan.
b. teori baru, yaitu teori: Omnevivum ex ovo dan omne ovum ex vivo, artinya bahwa makhluk hidup itu berasal dari telur dan semua telur berasal dari makhluk hidup.
2. Sejarah Perkembangan Makhluk Hidup
Menurut suatu teori, organisme sekarang yang beraneka ragam macamnya adalah hasil dari proses evolusi kehidupan. Karena dalam biosfer berlaku hukum termodinamika I dan II, maka organisme itu akan mengalami perlakuan hukum tersebut.
Hukum Termodinamika I :
Di dalam biosfer tak ada energi yang hilang, jumlah energi itu tetap yang berubah hanya bentuknya.
Hukum Termodinamika II :
Bila suatu sistem dibiarkan berdiri sendiri, maka sistem tersebut cenderung untuk mengalami penguraian ke arah yang paling tidak teratur.
3. Perbedaan Makhluk Hidup dan Benda Mati
a. Bentuk dan ukuran
Makhluk hidup mempunyai bentuk dan ukuran tertentu, sedangkan benda mati tidak.
b. Komposisi kimia
Makhluk hidup mempunyai komposisi kimia tertentu. Benda mati komposisi kimianya tidak tertentu.
c. Organisasi
Pada makhluk hidup terbentuk dari sel-sel. Pada benda mati misalnya batu, susunan sedemikian rupa adalah hasil dari unsur pokoknya.
d. Metabolisme
Pada makhluk hidup terjadi pengambilan dan penggunaan makanan, respirasi atau pernapasan. Sekresi dan ekskresi. Benda mati tidak mengalami hal-hal tersebut.
e. Iritabilitas
Makhluk hidup dapat memberikan reaksi terhadap perubahan sekitarnya, besarnya reaksi tak seimbang besarnya aksi. Pada benda mati reaksinya seimbang dengan aksi.
f. Reproduksi
Pada makhluk hidup terdapat kemampuan untuk membuat makhluk itu menjadi banyak, sedangkan pada benda mati tidak.
g. Tumbuhan dan mempunyai daur hidup
Setiap makhluk hidup mengalami proses pertumbuhan dan mempunyai daur hidup. Benda mati membesar karena pengaruh luar.
Ciri-ciri makhluk hidup
- Dapat bergerak
- Mempunyai fungsi metabolisme
- Mempunyai fungsi mempertahankan jenisnya / hidupnya
- Dapat mengadakan jawaban terhadap suatu rangsangan.
Ciri-ciri benda mati
- Tidak dapat bergerak dan tidak dapat tumbuh
- Tidak mempunyai fungsi metabolisme
- Tidak mempunyai fungsi mempertahankan dirinya
- Tidak ada jawaban / diam saja terhadap rangsangan.
4. Perkembangan dan Variabilitas Makhluk Hidup
a. Macam-macam pembelahan sel
1) Tipe mitosis
2) Tipe amitosis
b. Evolusi
2) Teori evolusi
a) Teori Lamarck
Menurutnya evolusi dikarenakan adanya adaptasi. Sifat-sifat yang baru di dapat dari pengaruh lingkungan kemudian diteruskan pada keturunannya.
b) Teori Darwin
Darwin mengemukakan dua teori pokok, yaitu :
i. Spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang hidup di masa lampau
ii. Evolusi terjadi melalui seleksi alam
c) Teori Darwin-Weisman
Weisman melengkapi teori Darwin dengan pernyataan sebagai berikut: Evolusi merupakan masalah genetika, yaitu menyangkut masalah bagaimana diwariskannya gen-gen melalui sel-sel kelamin. Sel-sel tubuh tidak dipengaruhi oleh lingkungan. Jadi evolusi adalah gejala seleksi alam terhadap faktor genotikan.
d) Teori De Vries
Teorinya adalah bahwa perubahan-perubahan pada evolusi itu disebabkan oleh adanya mutasi dari gen.
5. Keanekaragaman Makhluk Hidup
a. Sistem Klasifikasi
Para ahli pengetahuan dalam mengklasifikasikan organisme hidup dengan cara memberi nama 2 kata pada setiap spesies (hewan atau tanaman). Kata pertama adalah nama Genus dimana huruf pertamanya harus ditulis huruf besar dan yang kedua adalah petunjuk spesies.
Contoh : Homo Sapiens

NAN IPA &TEK DLM MEMENIHI KEBUTUHAN MANUSIA
A. Bidang Informasi dan komunikasi
Dampak Positif
a.Kita akan lebih cepat mendapatkan informasi-informasi yang akurat dan terbaru di bumi bagian manapun melalui internet
b.Kita dapat berkomunikasi dengan teman, maupun keluarga yang sangat jauh hanya dengan melalui handphone
c.Kita mendapatkan layanan bank yang dengan sangat mudah.

Dampak Negatif
a. Pemanfaatan jasa komunikasi oleh jaringan teroris (Kompas)
b. Penggunaan informasi tertentu dan situs tertentu yang terdapat di internet yang bisa disalah gunakan fihak tertentu untuk tujuan tertentu
c. Kerahasiaan alat tes semakin terancam.
Melalui internet kita dapat memperoleh informasi tentang tes psikologi, dan bahkan dapat memperoleh layanan tes psikologi secara langsung dari internet.
d. Kecemasan teknologi.
Selain itu ada kecemasan skala kecil akibat teknologi komputer. Kerusakan komputer karena terserang virus, kehilangan berbagai file penting dalam komputer inilah beberapa contoh stres yang terjadi karena teknologi
D. Bidang Pendidikan

Dampak Positif

1. Munculnya media massa, khususnya media elektronik sebagai sumber ilmu dan pusat pendidikan. Dampak dari hal ini adalah guru bukannya satu-satunya sumber ilmu pengetahuan.
2. Munculnya metode-metode pembelajaran yang baru, yang memudahkan siswa dan guru dalam proses pembelajaran. Dengan kemajuan teknologi terciptalah metode-metode baru yang membuat siswa mampu memahami materi-materi yang abstrak, karena materi tersebut dengan bantuan teknologi bisa dibuat abstrak.
3. Sistem pembelajaran tidak harus melalui tatap muka.
Dengan kemajuan teknologi proses pembelajaran tidak harus mempertemukan siswa dengan guru, tetapi bisa juga menggunakan jasa pos internet dan lain-lain.

Dampak Negatif

1. Kerahasiaan alat tes semakin terancam Program tes inteligensi seperti tes Raven, Differential Aptitudes Test dapat diakses melalui compact disk.. Implikasi dari permasalahan ini adalah, tes psikologi yang ada akan mudah sekali bocor, dan pengembangan tes psikologi harus berpacu dengan kecepatan pembocoran melalui internet tersebut.
2. Penyalah gunaan pengetahuan bagi orang-orang tertentu untuk melakukan tindak kriminal. Kita tahu bahwa kemajuan di badang pendidikan juga mencetak generasi yang berepngetahuan tinggi tetapi mempunyai moral yang rendah. Contonya dengan ilmu komputer yang tinggi maka orang akan berusaha menerobos sistem perbangkan dan lain-lain.
Perkembangan IPA dan Teknologi
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) ialah ilmu yang membahas alam semesta dan segala isinya. Sedangkan teknologi IPA adalah suatu penerapan IPA untuk memenuhi kebutuhan manusia.
Tekonologi dibagi menjadi:
teknologi maju;
teknologi adaptif/madya;
teknologi protektif.
Materi adalah apa saja yang mempunyai massa dan menempati ruang, sedangkan energi adalah suatu tenaga yang dapat memindahkan materi dari suatu tempat ke tempat lain. Energi terdapat dalam berbagai bentuk, misalnya energi panas, energi cahaya, energi gerak, energi listrik, energi kimia, dan sebagainya.
Energi dapat berubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Energi itu kekal adanya. Energi listrik sangat penting bagi kehidupan manusia dan dapat diambil melalui berbagai cara antara lain:
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Prinsipnya adalah energi potensial dari air danau diubah menjadi energi kinetik seperti air terjun, kemudian diubah menjadi energi listrik melalui turbin yang menggerakkan generator.
PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Disel) Prinsipnya, mesin disel menggerakkan generator listrik
PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) Prinsipnya, reaksi nuklir menghasilkan energi panas. Energi panas ini diubah menjadi energi mekanik melalui penguapan air. Turbin uap berputar menggerakkan generator listrik.
Mesin-mesin hasil perkembangan teknologi misalnya:
Mesin bakar Prinsipnya, bahan bakar dicampur udara yang dimampatkan dalam silinder, diledakkan dengan bunga api dari busi. Gerakan ini diteruskan oleh roda penerus yang sekaligus memutar mesin dan membuang bahan bakar yang telah terpakai kemudian memampatkan bahan bakar dan udara yang baru, kemudian diledakkan dan seterusnya.
Mesin disel Prinsipnya hampir sama dengan mesin bakar, tetapi tanpa menggunakan percikan bunga api dari bahan bakar yang digunakan yaitu solar.
Jet Prinsipnya, bahan bakar dicampur udara, dibakar dalam tabung pembakar. Gas panas yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan mesin dan seluruh tubuh pesawat. Mesin jet dapat menggunakan atau tanpa menggunakan turbin.
Roket Prinsipnya hampir sama dengan jet, hanya di sini digunakan bahan bakar padat yang telah mengandung Oksigen, jadi tidak perlu dicampur udara.
Nuklir Bahan ini dapat dimanfaatkan untuk sumber tenaga, kesehatan atau pengobatan, peningkatan daya guna tanaman pertanian, pengawetan bahan makanan, pengawetan kayu, peningkatan mutu tekstil, penelitian radiografi, hidrologi, dan penelitian pencemaran lingkungan.

Teknologi dan Kehidupan Manusia
Teknologi yang berkembang sangat cepat adalah sebagai berikut.
Teknologi informasi yang terdiri dari:
komputer, dapat digunakan sebagai mesin hitung, mesin tulis, pengganti ensiklopedia, perpustakaan, arsip suatu kantor, membuat aneka macam program baik untuk keperluan industri maupun pertambangan sampai urusan rumah tangga.
internet, adalah media komunikasi canggih yang dapat merambah ke seluruh penjuru dunia dengan cepat lewat komputer. Tampilan gambar dan pesan lebih cepat sampai ke tujuan dan dengan biaya yang relatif murah. Internet dapat digunakan untuk semua tujuan.
Teknologi komunikasi terdiri dari:
percetakan, telegrafi, telepon, radio yang mempunyai keunggulan berkomunikasi tanpa kawat
cinema, televisi, satelit komunikasi.
Percetakan sebagai media komunikasi massa, telegrafi untuk berita jarak jauh dengan bahasa kode kemudian diterjemahkan, telepon untuk jarak dekat maupun jauh dengan bahasa lisan.
Keunggulan radio dapat berkomunikasi tanpa kawat. Cinema dapat mengkomunikasikan kesan-pesan secara utuh, baik dalam bentuk ucapan maupun perbuatan. Televisi dapat mengomunikasikan pesan atau kesan yang lengkap seperti cinema, tetapi untuk jarak jauh tanpa kawat.
Satelit komunikasi dapat mempertinggi daya guna semua media yang telah disebut di atas dengan meningkatkan daya pancar ke seluruh dunia sehingga diharapkan dapat meningkatkan saling pengertian antarbangsa di dunia.


Bioteknologi
Bioteknologi adalah teknologi yang digunakan manusia dalam memanfaatkan organisme biologis, baik sistem dan prosesnya, untuk menghasilkan jasa ataupun barang bagi kepentingan kehidupan manusia. Rekayasa genetika, adalah penyisipan informasi genetika ke dalam organisme, replikasi gen, pembelahan (duplikasi) sel dan DNA, mutagenesis (mutasi gen baik yang spontan maupun dengan induksi), DNA rekombinan dan pengklonan gen. Sedangkan bioetika merupakan regulasi yang mengatur penelitian bioteknologi
Nanoteknologi Nanoteknologi memiliki pengertian yakni teknologi yang menggunakan satuan per miliar (10-9). Dengan teknologi ini dihasilkan produk yang kemampuannya luar biasa dalam ukuran yang kecil sehingga lebih aplikatif untuk diterapkan.

Dampak Teknologi bagi Kehidupan
Dampak teknologi IPA terhadap kelangsungan hidup manusia meliputi hampir semua aspek kehidupan, contohnya sandang, papan dan pangan. Teknologi IPA tidak hanya meningkatkan kualitas tetapi juga kuantitas sandang dan papan. Sementara untuk pangan, teknologi IPA dapat meningkatkan produksi dengan diciptakannya bibit unggul yang berumur singkat dengan produksi yang tinggi.
Terhadap sumber daya alam, kemajuan teknologi memberikan sumbangan dalam mencari alternatif lain, pengganti sumber energi yang semakin terbatas jumlahnya. Teknologi juga memberikan alternatif dalam mengelola dan memroses sumber daya alam sehingga dapat menurunkan kerusakan serta polusi yang ditimbulkan oleh proses produksi.
Teknologi IPA juga meningkatkan penggunaan zat radioaktif, misalnya penggunaan sinar X untuk rontgen, untuk menciptakan bibit unggul dengan teknik nuklir, dan lain-lainnya. Bahaya dari penggunaan zat radioaktif belum tertanggulangi secara total, sebab di samping teknologi perlu ditunjang juga dengan kesadaran bahwa manusia tak pernah luput dari alpa.
Di semua bidang industri, teknologi IPA memiliki peran yang sangat besar, meskipun tidak dapat dipungkiri bahwa banyak dampak negatif yang ditimbulkannya.
Pesatnya perkembangan teknologi IPA, dapat dilihat pengaruhnya pada transportasi dan komunikasi. Jarak yang sangat jauh sudah tidak lagi merupakan kendala, semua itu dapat dijangkau dalam waktu yang singkat.
Penggunaan teknologi IPA sangatlah tergantung pada niat manusia itu sendiri, sebab di samping sangat menguntungkan dan mempermudah kegiatan manusia, teknologi juga dapat merupakan malapetaka bila digunakan untuk maksud yang tidak baik.
IPA dan teknologi memiliki banyak dampak positif maupun negatif bagi kelangsungan kehidupan manusia. Beberapa dampak positifnya adalah meningkatkan kemakmuran, misalnya dengan teknologi modern dapat diperoleh bahan dasar untuk keperluan industri, mendapatkan bibit unggul, memanfaatkan hutan sesuai dengan jenis dan fungsinya, mempermudah menghitung, berkomunikasi, transportasi, dan sebagainya.
Dalam bidang kesehatan pun teknologi sudah sangat berperan dalam menyembuhkan, mengobati bahkan mencegah berkembangnya suatu penyakit. Sementara itu, dampak negatifnya dapat berupa penyempitan lapangan pekerjaan, merusak lingkungan, terutama untuk teknologi nuklir atau teknologi yang menggunakan zat radioaktif serta juga menimbulkan beberapa penyakit baru yang sulit diobati dan berbahaya.

Bab 4 Dampak Teknologi bagi Kehidupan Dampak teknologi IPA terhadap kelangsungan hidup manusia meliputi hampir semua aspek kehidupan, contohnya sandang, papan dan pangan. Teknologi IPA tidak hanya meningkatkan kualitas tetapi juga kuantitas sandang dan papan. Sementara untuk pangan, teknologi IPA dapat meningkatkan produksi dengan diciptakannya bibit unggul yang berumur singkat dengan produksi yang tinggi.
Terhadap sumber daya alam, kemajuan teknologi memberikan sumbangan dalam mencari alternatif lain, pengganti sumber energi yang semakin terbatas jumlahnya. Teknologi juga memberikan alternatif dalam mengelola dan memroses sumber daya alam sehingga dapat menurunkan kerusakan serta polusi yang ditimbulkan oleh proses produksi.
Teknologi IPA juga meningkatkan penggunaan zat radioaktif, misalnya penggunaan sinar X untuk rontgen, untuk menciptakan bibit unggul dengan teknik nuklir, dan lain-lainnya. Bahaya dari penggunaan zat radioaktif belum tertanggulangi secara total, sebab di samping teknologi perlu ditunjang juga dengan kesadaran bahwa manusia tak pernah luput dari alpa.
Di semua bidang industri, teknologi IPA memiliki peran yang sangat besar, meskipun tidak dapat dipungkiri bahwa banyak dampak negatif yang ditimbulkannya.
Pesatnya teknologi IPA, dapat dilihat pengaruhnya pada transportasi dan komunikasi. Jarak yang sangat jauh sudah tidak lagi merupakan kendala, semua itu dapat dijangkau dalam perkembangan waktu yang singkat.