SISTEM METABOLISME DAN PENGATURAN SUHU TUBUH

METABOLISME

Manusia memerlukan energi yang berasal dari lingkungannya untuk kehidupannya. 

Energy,didefinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan kerja. Sumber energi tubuh adalah karbohidrat,lemak, protein (termasuk vitamin, mineral dan air). Agar dapat digunakan, sumber energi harusdirubah menjadi ATP (adenosin triphosphat) melalui bantuan katalisator berupa enzim. ATPmerupakan komponen berenergi tinggi yang diperlukan untuk kontraksi otot dan melaksanakanfungsi sel yang lain.

 Perubahan sumber energi dilaksanakan melalui rantai metabolisme.

Energidalam tubuh dibutuhkan untuk :

(1) kinerja (bio)-kimiawi, untuk mensintesis komponen sel yang diperlukan,menempertahankan        

dan mengubah sumber energi di dalam tubuh

(2) Kinerja mekanis, untuk kerja otot

(3) Transport work pumping of substances across membranes

(3) Kinerja elektrokimia, untuk kerja saraf, otot, transpor aktif, pertukaran ion, membentuk  perbedaan konsentrasi ion, dan transmisi impuls syaraf.

Energi dapat dijumpai dalam beberapa macam, antara lain :

(1) Energi potensial : adalah kapasitas melakukan kerja

(2) Energi kinetik : adalah energi untuk bergerak,

(3) Energi termal : berupa panas (berasal dari transfer energi ke ATP),

(4) Energi kimia: adalah energi potential molekules yang dapat diukur dengan satuan Kalori(=Kal).

 

            Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa ratus kaloridari 8 kkal yang tersedia untuk kerja, sehingga sisa energi ini akan dirubah dalam bentuk panas.

Mekanisme umum perubahan zat gizi (karbohidrat, lemak dan protein) menjadi energi di semuasel pada dasarnya sama, yaitu menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama untuk membentuk energi. Energi digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate(ATP). Selanjutnya, ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. ATPmerupakan senyawa kimia labil yang terdapat di semua sel, dan semua mekanisme fisiologisyang memerlukan energi untuk kerjanya mendapatkan energi langsung dari ATP

 ATP adalah suatu nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen adenin, gula pentosa ribosa dan tiga rantai fosfat.Dua rantai fosfat yang terakhir dihubungkan dengan bagian sisa molekul oleh ikatan fosfat berenergi tinggi yang sangat labil sehingga dapat dipecah seketika bila dibutuhkan energi untuk meningkatkan reaksi sel.Enzim-enzim oksidatif yang mengkatalis perubahan Adenosine Diphospate (ADP) menjadi ATPdengan serangkaian reaksi menyebabkan energi yang dikeluarkan dari pengikatan hidrogendengan oksigen digunakan untuk mengaktifkan ATPase dan mengendalikan reaksi untuk membentuk ATP dalam jumlah besar dari ADP. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadiADP akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya hampir semua langkah reaksi kimia dalam tubuh.

1.mekanisme meningkatkan kehilangan panas

2.Berkeringat3.Tindakan (menurunkan suhu ruang,menggunakan pakaian yang minim/tipis, dll)

Penurunan produksi panas :

1.Penurunan tonus otot dan aktivitas otot volunteer

2.Menurunkan sekresi epinefrin

3.Mengurangi nafsu makan

Demam dan hipertermia

Demam adalah peningkatan suhu tubuh karena pengaturan ulang termostat di hipotalamus. Suhutubuh selalu diusahakan untuk dipertahankan. Pada umumnya, demam disebabkan oleh infeksidan stres. Pengaturan termostat tubuh akan menimbulkan sensasi dingin di seluruh tubuh, yangkadang akan menunjukkan kedinginan dan menggigil. Jika rekaman dalam termostat dihentikan,maka demam akan berhenti dan tubuh akan merasa hangat kembali.Termostat dapat dihentikan olehbiochemical messengers,yang disebutendogenous pyrogen(EP), yang terdiri dari interleukin (IL-1 dan IL-6) yang dikeluarkan dari makrofag, yangdiaktivasi oleh hipotalamus.

 Stimulasi peningkatan suhu tubuh ditimbulkan oleh infeksi danolahraga.Peningkatan produksi panas tubuh akan mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen, produksikarbon dioksida dan peningkatan curah jantung. Jika terjadi peningkatan suhu tubuh makakonsumsi oksigen ke otak akan menurun, akibat terjadinya peningkatan konsumsi oksigen padaorgan lain tentunya akan menyebabkan iskemik yang meluas.Menurut Molton (2005), respon tubuh terhadap hipertermi seperti demam dan terjadinya peningkatan aliran darah ke otak dapat mengakibatkan peningkatan tekanan intra-kranial (TIK).Peningkatan tekanan intra-kranial sering menyebabkan kematian. Untuk itu, perlu sekdilakukan kontrol terhadap peningkatan suhu untuk menghindari peningkatan tekanan intrakranial dan perluasan area iskemik.Manfaat menurunkan suhu inti untuk menghindari kerusakan yang luas dan komplikasi padaotak. Menurut Dr. Ginsberg, variasi temperature sangat erat kaitannya dengan injuri neuronalmeliputi penurunan pengeluaran glutamate, mekanisme radikal bebas, depolarisasi iskemik, danaktifitas kinase, terjaganya aliran darah ke otak dan sitoskeleton, serta penekanan mekanismeinflamasi. Berdasarkan hasil penelitian, penurunan suhu dapat meningkatkan kadar glutamatedan menghindari perluasan iskemik dengan adanya hidroksil radikal.Menurut Steiner, penurunan temperature otak dapat dilakukan dengan menurunkan suhu kulitatau suhu sentral/inti. Meskipun target dan lamanya pendinginan masih diperdebatkan tetapiterapi hipotermi sangat mudah dilakukan dan aman. Penurunan suhu permukaan atau suhu kulitdapat dilakukan dengan memberikan alkohol (+air), selimut pendingin dan matras pendingin.

            Metode ini dapat dilakukan selama 3,5-6,5 jam untuk menurunkan suhu inti sampai 32ºC.Heat Exhaustion dan Heat StrokePanas yang hebat ( Heat Exhaustion)dapat menyebabkan kolaps karena hipotensi, akibat

1. penurunan volume plasma darah akibat semakin besarnya volume pengeluaran keringat,sehingga akan menurunkan CO jantung; dan

2. dilatasi berlebih pada pembuluh darah kulitsehingga menurunkan resistensi perifer. Sedang, serangan panas (heat stroke) akan menyebabkanrusaknya sistem regulasi panas di otak, sehingga suhu tubuh menjadi semakin panas. Hal iniakan mengakibatkan umpan balik positif, yang mengakibatkan semakin meningkatnya suhutubuh, meningkatnya metabolisme tubuh dan produksi panas yang terus berlangsung.

 Keadaanini akan menunjukkan gejala kolaps, tidak sadar,delirium, seizures

 Serangan ini diakibatkan oleh overesktensi pana Kelainan Endokrin

1. Kelainan Hipotalamus dan kelenjar pituitaria (hipofisis)

a.Kelenjar pituitaria anterior berasal dari kantong Rathke sebagai invaginasiendoderma oral, yang kemudian lepas dari epitelium oral dan menjadi struktur selyang berproliferasi dengan cepat.Hipofisa merupakan sebuah kelenjar sebesar kacang polong, yang terletak didalam struktur bertulang (sela tursika) di dasar otak.sela tursika melindungihipofisa tetapi memberikan ruang yang sangat kecil untuk mengembang.Jikahipofisa membesar, akan cenderung mendorong ke atas, seringkali menekandaerah otak yang membawa sinyal dari mata dan mungkin akan menyebabkansakit kepala atau gangguan penglihatan.hipofisa mengendalikan fungsi darisebagian besar kelenjar endokrin lainnya. hipofisa dikendalikan oleh hipotalamus,yaitu bagian otak yang terletak tepat diatas hipofisa.Hipofisa memiliki 2 bagianyang berbeda, yaitu lobus anterior (depan) dan lobus posterior (belakang).hipotalamus mengendalikan lobus anterior (adenohipofisa) dengan caramelepaskan faktor atau zat yang menyerupai hormon, melalui pembuluh darahyang secara langsung menghubungkan keduanya. pengendalian lobus posterior (neurohipofisa) dilakukan melalui impuls saraf.lobus anterior menghasilkanhormon yang pada akhirnya mengendalikan fungsi:

b.kelenjar tiroid, kelenjar adrenal dan organ reproduksi (indung telur dan buahzakar)laktasi (pembentukan susu oleh payudara)

c.pertumbuhan seluruh tubuh adenohipofisa juga menghasilkan hormon yang menyebabkan kulit berwarnalebih gelap dan hormon yang menghambat sensasi nyeri.hipofisa posterior menghasilkan hormon yang berfungsi:

1.mengatur keseimbangan air 

2.merangsang pengeluaran air susu dari payudara wanita yang menyusui

3.merangsang kontraksi rahim

            Dengan mengetahui kadar hormon yang dihasilkan oleh kelenjar yang berada dibawah kendali hipofisa (kelenjar target), maka hipotalamus atau hipofisa bisamenentukan berapa banyak perangsangan atau penekanan yang diperlukan olehhipofisa sesuai dengan aktivitas kelenjar target.Hormon yang dihasilkan olehhipofisa (dan hipotalamus) tidak semuanya dilepaskan terus menerus. Sebagian besar dilepaskan setiap 1-3 jam dengan pergantian periode aktif dan tidak aktif.Beberapa hormon (misalnya kortikotropin yang berfungsi mengendalikankelenjar adrenal, hormon pertumbuhan yang mengendalikan pertumbuhan dan prolaktin yang mengendalikan pembuatan air susu) mengikuti suatu irama yangteratur, yaitu kadarnya meningkat dan menurun sepanjang hari, biasanyamencapai puncaknya sesaat sebelum bangun dan turun sampai kadar terendahsesaat sebelum tidur.Kadar hormon lainnya bervariasi, tergantung kepada beberapa faktor. pada wanita, kadar lh (luteinizing hormone) dan fsh (follicle-stimulating hormone) yang mengendalikan fungsi reproduksi, bervariasi selamasiklus menstruasi.Terlalu banyak atau terlalu sedikitnya satu atau lebih hormonhipofisa menyebabkan sejumlah gejala yang bervariasi.

Fungsi hipofisa anterior.

            Lobus anterior merupakan 80% dari berat kelenjar hipofisa. bagian ini melepaskan hormon yang mengatur pertumbuhan dan perkembangan fisik yangnormal atau merangsang aktivitas kelenjar adrenal, kelenjar tiroid serta indungtelur atau buah zakar.Jika hormon yang dilepaskan terlalu banyak atau terlalu sedikit, maka kelenjar endokrin lainnya juga akanmelepaskan hormon yang terlalu banyak atau terlalusedikit.salah satu hormon yang dilepaskan oleh lobus anterior adalah kortikotropin (acth,adenocorticotropic hormone), yang merangsang kelenjar adrenal untuk melepaskan kortisol dan beberapa steroid yang menyerupai testosteron(androgenik).tanpa kortikotropin, kelenjar adrenal akan mengkisut (atrofi) dan berhentimenghasilkan kortisol, sehingga terjadi kegagalan kelenjar adrenal.Beberapahormon lainnya dihasilkan secara bersamaan dengan kortikotropin, yaitu beta-melanocyte stimulating hormone, yang mengendalikan pigmentasi kulit sertaenkefalin dan endorfin, yang mengendalikan persepsi nyeri, suasana hati dankesiagaan.tsh (thyroid-stimulating hormone) juga dihasilkan oleh lobus anterior dan berfungsi merangsang kelenjar tiroid untuk menghasilkan hormontiroid.terlalu banyak tsh menyebabkan pembentukan tiroid yang berlebihan(hipertiroidisme), terlalu sedikit tsh menyebakbn berkurangnya pembentukanhormon tiroid (hipotiroidisme).2 hormon lainnya yang dihasilkan oleh lobus anterior adalah lh (luteinizinghormone) dan fsh (follicle-stimulating hormone). keduanya merupakangonadotropin, berfungsi merangsang indung telur dan buah zakar.pada wanita,kedua hormon ini merangsang pembentukan estrogen dan progesteron sertamerangsang pelepasan sel telur setiap bulannya dari indung telur.pada pria,merangsang buah zakar untuk menghasilkan testosteron dan fsh merangsang pembentukan sperma.salah satu hormon terpenting yang dihasilkan oleh lobusanterior adalah hormon pertumbuhan, yang merangsang pertumbuhan otot dantulang serta membantu mengatur metabolisme.hormon pertumbuhan dapat meningkatkan aliran gula ke otot dan lemak,merangsang pembentukan protein di hati dan otot serta memperlambat pembentukan jaringan lemak.efek jangka panjang dari hormon pertumbuhan adalah menghambat pengambilandan pemakaian gula sehingga kadar gula darah meningkat dan meningkatkan pembentukan lemak dan kadar lemak dalam darah.kedua efek tersebut sangat penting karena tubuh harus menyesuaikan diri dengan kekurangan makananketika berpuasa.Bersamaan dengan kortisol, hormon pertumbuhan membantumempertahankan kadar gula darah untuk otak dan memindahkan lemak, sehinggasel-sel tubuha lainnya dapat menggunakannya sebagai cadangan sumber energi.Pada berbagai kasus, hormon pertumbuhan tampaknya bekerja dengan caramengaktifkan sejumlah faktor pertumbuhan, yang paling penting adalah faktor 

Jenis-jenis bakat

Bakat khusus merupakan kemampuan bawaan yang dimiliki seseorang yang berupa potensis khusus yang jika dikembangkan akan membuat seseorang akan memiliki kemampuan dalam bidang tertentu.

Bagi Seorang guru sangat penting untuk mengetahui masing masing bakat khsusus dari setiap siswa yang yang di didiknya. Apa lagi jika guru tersebut merupakan tenaga pendidik di sekolah sekolah pendidikan tingkat dasar. Karena jika bakat khsusus ini dikembangka secara secara khusus maka akan sangat mempengaruhi terhadap kemampuan dan prestasi dari masing masing siswa.

Setiap siswa memiliki bakat khusus yang berbeda beda, sehingga seorang guru harus mengetahui kira kira bakat siswanya itu apa saja. Untuk itu sangat penting bagi seorang guru mengetahui jenis jenis bakat khusus.

Menurut Mohammad asrori (2008) setidaknya ada lima junis bakat khusus, baik yang masih berupa potensi maupun yang sudah terwujud, yaitu:

1. Bakat akademik khusus, bakat khusus akademik ialah kemampuan bawaan khusus  yang dimiliki seseorang yang cendrung pada arah akademis, misalnya seseorang tersebut mempunyai kemampuan dalam ilmu matematika, fisika, bahasa dan lain sebagainya.
2. Bakat kreatif produktif, bila anda pernah melihat seseorang yang mampu berkarya dan menciptakan sesuatu yang baru seperti menghasilkan rancangan arsitektur atau membuat tehnologi baru, itulah orang yang memiliki bakat kreatif dan produktif.
3. bakat seni, bakat seni ialah kemampuan yang dimiliki seseorang yang cendrung ke arah hiburan atau seni. Misalnya seseorang tersebut pandai melukis, bernyanyi, bermbain musik dan lain sebagainya.
4. bakat kinestik/ promotorik, bakat kinestik atau promotorik merupakan kemampuan yang dimiliki seseorang yang cenderung pada kinerja seseorang. Misalnya seseorang tersebut pandai bermain volley, menembak, dan lain sebagainya.
5. bakat sosial, bakat soaial merupakan kemampuan seseorang yang dimiliki seseorang yang cndrung mengarah pada interaksi dengan orang orang yang ada di sekitarnya, misalanya ia pandai bergaul, pandai berkomunikasi dan lain sebagainya.

Bakat khusus sangat memerlukan pengembangan agar seseorang dapat berprestasi. Sebagai seorang guru anda bisa memberikan bimbingan kepada siswa anda seseuai dengan bakat khsusus yang dimiliki oleh masing masing siswa anda.

KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA

EVOLUSI

Evolusi 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, dan 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 akibat mutasi ataupun transfer gen antar populasi dan antar 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.

Evolusi didorong oleh dua mekanisme utama, yaitu seleksi alam dan hanyutan genetik. Seleksi alam 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. Setelah beberapa generasi, adaptasi terjadi melalui kombinasi perubahan kecil sifat yang terjadi secara terus menerus dan acak ini dengan seleksi alam. Sementara itu, hanyutan genetik (Bahasa Inggris: Genetic Drift) merupakan sebuah proses bebas yang menghasilkan perubahan acak pada frekuensi sifat suatu populasi. Hanyutan genetik dihasilkan oleh 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 berakumulasi dan menyebabkan perubahan yang substansial pada organisme. Proses ini mencapai puncaknya dengan menghasilkan spesies yang baru. 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.

Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebab evolusi. 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. 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. Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah. Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern, 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, di mana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan secara lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi.

Meskipun teori evolusi selalu diasosiasikan dengan Charles Darwin, namun sebenarnya biologi evolusioner 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 mengenai evolusi yang terjadi karena seleksi alam dianggap oleh mayoritas komunitas sains sebagai teori terbaik dalam menjelaskan peristiwa evolusi.

Dasar genetik evolusi

Evolusi organisme terjadi melalui perubahan pada sifat-sifat yang terwariskan. Warna mata pada manusia, sebagai contohnya, merupakan sifat-sifat yang terwariskan ini. Sifat terwariskan dikontrol oleh gen dan keseluruhan gen dalam suatu genom organisme disebut sebagai genotipe.

Keseluruhan sifat-sifat yang terpantau pada perilaku dan struktur organisme disebut sebagai fenotipe. Sifat-sifat ini berasal dari interaksi genotipe dengan lingkungan. 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.

Sifat-sifat terwariskan diwariskan antar generasi via DNA, sebuah molekul yang dapat menyimpan informasi genetika. 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 memengaruhi 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.

Dasar genetik evolusi

Evolusi organisme terjadi melalui perubahan pada sifat-sifat yang terwariskan. Warna mata pada manusia, sebagai contohnya, merupakan sifat-sifat yang terwariskan ini. Sifat terwariskan dikontrol oleh gen dan keseluruhan gen dalam suatu genom organisme disebut sebagai genotipe.

Keseluruhan sifat-sifat yang terpantau pada perilaku dan struktur organisme disebut sebagai fenotipe. Sifat-sifat ini berasal dari interaksi genotipe dengan lingkungan. 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.

Sifat-sifat terwariskan diwariskan antar generasi via DNA, sebuah molekul yang dapat menyimpan informasi genetika. 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 memengaruhi 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.

Mekanisme

Mekanisme utama untuk menghasilkan perubahan evolusioner adalah seleksi alam dan hanyutan genetika. 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. 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. Karenanya, dengan mengubah ukuran populasi dapat secara dramatis memengaruhi arah evolusi. Leher botol populasi, di mana populasi mengecil untuk sementara waktu dan kehilangan variasi genetika, menyebabkan populasi yang lebih seragam. Leher botol disebabkan oleh perubahan pada aliran gen, seperti migrasi yang menurun, ekspansi ke habitat yang baru, ataupun subdivisi populasi.

Evolusi kehidupan

Walaupun terdapat ketidakpastian bagaimana kehidupan bermula, adalah umumnya diterima bahwa prokariota hidup di bumi sekitar 3–4 milyar tahun yang lalu. Tidak terdapat perubahan yang banyak pada morfologi atau organisasi sel yang terjadi pada organisme ini selama beberapa milyar tahun ke depan.

Eukariota merupakan perkembangan besar pada evolusi sel. Ia berasal dari bakteri purba yang ditelan oleh leluhur sel prokariotik dalam asosiasi kooperatif yang disebut endosimbiosis. Bakteri yang ditelan dan sel inang kemudian menjalani koevolusi, dengan bakteri berevolusi menjadi mitokondria ataupun hidrogenosom. Penelanan kedua secara terpisah pada organisme yang mirip dengan sianobakteri mengakibatkan pembentukan kloroplas pada ganggang dan tumbuhan. 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. Evolusi multiselularitas terjadi pada banyak peristiwa yang terpisah, terjadi pada organisme yang beranekaragam seperti bunga karang, ganggang coklat, sianobakteri, jamur lendir, dan miksobakteri.

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. Beberapa faktor pendorong ledakan Kambria telah diajukan, meliputi akumulasi oksigen pada atmosfer dari fotosintesis. Sekitar 500 juta tahun yang lalu, tumbuhan dan fungi mengkolonisasi daratan, dan dengan segera diikuti oleh arthropoda dan hewan lainnya. 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

Keanekaragaman makhluk hidup

Keanekaragaman adalah perbedaan di antara makhluk hidup yang berbeda jenis dan speciesnya. Bagaimana keanekaragaman di dunia terjadi? Keanekaragaman makhluk terjadi karena adanya perbedaan sifat, seperti: ukuran, bentuk, warna, fungsi organ, tempat hidup dan lain–lain. Keanekargaman makhluk hidup sangat penting bagi kelangsungan dan kelestarian makhluk hidup. Suatu kelompok makhluk hidup yang memiliki kelestarian tinggi, terdapat keanekaragaman yang tinggi. Sebaliknya makhluk hidup yang memiliki tingkat kelestarian rendah, terdapat keanekaragaman rendah dan terancam punah. Keanekaragaman makhluk hidup bersifat tidak tetap atau tidak stabil. Hal ini disebabkan oleh campur tangan manusia terhadap lingkungan yang dapat mempengaruhi keanekaragaman. Penurunan keanekaragaman makhluk hidup dapat terjadi secara alami dan campur tangan manusia. Dewasa ini campur tangan manusia berperan besar dalam penurunan keanekaragaman makhluk hidup, baik itu disadari maupun tidak disadari. Beberapa perbuatan manusia yang dapat mengancam atau menurunkan keanekaragaman makhluk hidup antara lain:

1.      Pembabatan hutan alam, untuk jalan raya, pabrik, perumahan dan sebagainya.

2.      Penggunaan pestisida, insektisida dan sejenisnya yang tidak bertanggung jawab.

3.      Pembuangan limbah industri yang sembarangan.

4.      Perburuan hewan yang tidak bertanggung jawab Dalam perjalanan waktu ada kelompok makhluk hidup yang mengalami peningkatan keanekaragaman, ada yang tetap, ada pula yang berkurang keanekaragamannya.

            Keanekaragaman hayati berarti ungkapan pernyataan terdapatnya berbagai macam variasi bentuk, penampilan, jumlah serta sifat yang terlihat pada berbagai tingkatan makhluk hidup, baik tingkat genetik (dalam satu spesies), tingkat jenis(spesies), maupun tingkat ekosistem.

            Keanekaragaman makhluk hidup terjadi karna adanya proses evolusi sejak masa lampau. Keanekaragaman makhluk hidup terjadi karna proses evolusi. Adanya perbedaan pada setiap warna kulit,bentuk tubuh,makanan,cara beradaptasi,berkembangbiak dsb itu dapat membentuk suatu keanekaragaman pada stiap makhluk hidup. Makhluk hidup yang sesuai dgn  lingkungannya akan memiliki kesempatan untuk hidup dan berkembang biak. Banyak makhluk hidup yg dulu berbeda dgn yg sekarang .Pergantian makhluk hidup ini sbg proses  perubahan dalam waktu yang lama(evolusi) dan itu salah satu faktor yg mendominasi keanekaragaman makhluk hidup.

      

            Misalnya pada contoh proses jerapah yg berleher panjang dapat bertahan hidup dibandingkan yang berleher pendek.Itu dikarenakan beberapa factor seperti yang di kemukakan oleh:

Teori evolusi (a) Lamarck versus (b) teori evolusi Darwin.

            Menurut Lamarck nenek moyang jerapah berleher pendek. Jerapah berleher pendek menjulurkan lehernya untuk mencapai daun-daun cabang pohon yang tinggi. Oleh karena leher jerapah seringkali tertarik, akhirnya leher jerapah menjadi panjang. Sifat leher panjang jerapah tersebut diwariskan pada keturunannya. Jadi sekarang semua jerapah berleher panjang. Sebaliknya, menurut Darwin evolusi terjadi melalui seleksi alam dengan adanya adaptasi makhluk hidup. Darwin berpendapat nenek moyang jerapah ada yang berleher panjang dan berleher pendek. Karena makanan jerapah berupa daun-daun di pohon yang tinggi, maka hanya jerapah berleher panjang yang dapat menjangkaunya. Jerapah berleher pendek tidak dapat menjangkau daun-daun dipohon yang tinggi sehingga kekurangan makanan dan akhirnya mati. Dan dari penjelasan tersebut muncul lah pembahasan mengenai keanekaragaman makhluk hidup.

Tingkat/ Macam Keanekaragaman Hayati

Secara garis besar, keanekaragaman hayati terbagi menjadi tiga tingkat, yaitu :

a. Keanekaragaman gen

            Setiap sifat organisme hidup dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan (gen), satu dari induk jantan dan lainnya dari induk betina. Keanekaragaman tingkat ini dapat ditunjukkan dengan adanya variasi dalam satu jenis.

misalnya :
- variasi jenis kelapa : kelapa gading, kelapa hijau

- variasi jenis anjing : anjing bulldog, anjing herder, anjing kampung Yang membuat variasi tadi adalah : Rumus : F = G + L

F = fenotip

G = genoti

L = lingkungan

Jika G berubah karena suatu hal (mutasi dll) atau L berubah maka akan terjadi perubahan di F. Perubahan inilah yang menyebabkan terjadinya variasi tadi.

b. Keanekaragaman jenis (spesies)

Keanekaragaman ini lebih mudah diamati daripada Keanekaragaman gen. Keanekaragaman hayati tingkat ini dapat ditunjukkan dengan adanya beraneka macam jenis mahluk hidup baik yang termasuk kelompok hewan, tumbuhan dan mikroba.misalnya variasi dalam satu famili antara kucing dan harimau. Mereka termasuk dalam satu famili(famili/keluarga Felidae) walaupun ada perbedaan fisik, tingkah laku dan habitat.

c. Keanekaragaman ekosistem

Keanekaragaman tingkat ini dapat ditunjukkan dengan adanya variasi dari ekosistem di biosfir. misalnya : ekosistem lumut, ekosistem hutan tropis, ekosistem gurun, masing-masing ekosistem memiliki organisme yang khas untuk ekosistem tersebut. misalnya lagi, ekosistem gurun di dalamnya ada unta, kaktus, dan ekosistem hutan tropis di dalamnya ada dalamnya ada harimau.Ketiga macam keanekaragaman tersebut tidak dapat dipisahkan satu dengan yang lain.

Ketiga tingkat keanekaragaman hayati dipandang sebagai suatu keseluruhan atau totalitas yaitu sebagai Keanekaragaman hayati. Maksud dari konsep ini adalah :

1)      Dengan mengetahui adanya keanekaragamaan gen merupakan modal dasar untuk melakukan rekayasa genetika dan hibridisasi (kawin silang) untuk mendapatkan bibit unggul yang diharapkan.

2)      Dengan mengetahui adanya kenaekaragaman jenis dapat menuntun kita untuk mencari alternatif dari bahan makanan, bahan sandang, dan papan, juga dapat menuntun kita memilih hewan-hewan unggul yang dapat dibudidayakan.

3)      Dengan mengetahui adanya keanekaragaman ekosistem kita dapat mengembangkan sumber daya hayati yang cocok dengan ekosistem tertentu sehingga dapat meningkatkan hasil pertanian dan peternakan yang pada gilirannya dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

Pentingnya keanekaragaman bagi kelestarian makhluk hidup

       Keanekaragaman sangat penting bagi kelangsungan hidup atau kelestarian hidup .Suatu kelompok makhluk hidup yang memiliki tingkat kelestarian tinggi diyakini sangat beraneka ragam .Sebaliknya kelompok yang terancam kepunahan diyakini nilai keragamannya rendah.

       Setiap makhluk hiudup selalu berinteraksi dengan lingkungannya .Setiap kelompok makhluk hidup yang berhasil tetap hidup dan menghasilkan keturunan .Jikan nilai keragamannya suatu kelompok makhluk hidup tinggi,maka peluannya untuk berhasil dalam interaksi juga tinggi dan demikian juga sebaliknya.Sebagai contoh missal ada 2 populasi A dan B .Populasi A memiliki 10 macam keanekaragaman sedangkan B 5 macam.Selama interaksi dalam :

            Bersamaan itu pula dari 5 macam dari keanekaragaman pada populasi B hanya 1 yang berhasil berinteraksi dengan lingkunagan. Melihat kenyataan semacam itu,yang berpeluang besar untuk lestari adalah populasi atau kelompok yang memiliki keanekaragaman tinggi.

Keanekaragaman setiap kelompok makhluk hidup,tidak bersipat tetap atau stabil .Dalam perjalanan waktu ada suatu kelompok makhlik hidup yang mengalami peningkatan keanekaragaman tetapi ada pula yang berkurang keanekaragamannya.

       Penurunan keanekaragaman suatu kelompok makhluk hidup dapat terjadi secara alami diluar campur tangan manusia maupun ada campur tangan manusia . *Perbuatan manusia yg dapat menurunkan keanekaragaman makhluk hidup :

1)      Penebangan hutan alam untuk keperluan pengambilan hasil hutan, perkebunan, pabrik, perumahan, jalan raya dan sebagainnya.

2)      Perburuan hewan secara berlebihan

3)      Penggunaan pestisida secra terus menerus dan tidak bertanggung jawab.

4)      Pembuangan limbah ke lingkungan dalam jumlah yang tinggi dan terus-menerus.

            Untuk kelangsungan hidup dan melestarikan jenisnya,makhluk hidup bergantung pada lingkungan .Lingkungan merupakan sumber segala macam keperluan.Oleh karna itu,dmi kesejahteraan ,manusia wajub melindungi ,memelihara dan melestarikan alam lingkungan, beserta segala komponennya baik biotic maupun abiotik.

       Perlindungan dan pengawetan alam adalah:cara untuk melindungi alam secara keseluruhan (tumbuhan,hewan,dan lingkungan) agar tetap terjadi keseimbangan yang lestari dan serasi. Daerah untuk perlindungan dan pelestarian tumbuhan dan hewan beserta lingkungannya baik di darat maupun di air disebut SUAKA ALAM. Kawasan yang digunakan untuk perlindungan dan pelestarian jenis-jenis hewan  beserta habitatnya disebut:

SUAKA MARGASATWA.Sedangkan kawasan yang digunakan untuk perlindungan tumbuhan dan lingkungan abiotik yg mempunyai nilai khusus di daerah itu disebut:CAGAR ALAM. Cara mempelajari Keanekaragaman makhlik hidup

-Untuk mengetahui ciri-ciri morfologi, anatomi, fisiologi, perilaku atau ciri-ciri lainnya dari suatu flora dan fauna, langkah pertama dilakukan identifikasi yaitu menentukan nama ilmiah dan kelompok sesuai dengan Kode Tatanama Internasonal.Identifikasi merupakan kegiatan utama klasifikasi atau taksonomi, dengan klasifikasi dan taksonomi keanekaragaman hayati makhluk hidup dapat dipelajari dan dipahami dengan lebih mudah dan utuh

Usaha melestarikan Keanekaragaman makhluk hidup

            Dengan mengetahui peranan dan manfaat keanekaragaman hayati untuk ekosistem maupun untuk manusia maka keanekaragaman hayati itu perlu dilestarikan, dilakukan melalui konservasi in-situ maupun konservasi eks-situ.Pada konservasi in-situ, keanekaragaman hayati dilestarikan diekosistemnya yang asli sehingga ekosistem tersebut dilindungi secara hukum (cagar alam, taman nasional, dan sebagainya). Konservasi eks-situ dilakukan dengan cara menanam tumbuhan atau hewan di tempat bukan habibat asli tetapi memiliki ekosistem yang mirip. Ada tujuh bidang yang menjadi fokus pelaksanaan upaya ini:

a)      Mengurangi laju kemerosotan komponen-komponen keanekaragaman hayati;

b)      Mendorong pemanfaatan secara berkelanjutan;

c)      Memberikan perhatian kepada ancaman terhadap keanekaragaman hayati, termasuk gangguan dari spesies asing yang menggeser spesies asli, perubahan iklim, pencemaran, dan perubahan peruntukan habitat;

d)     Mempertahankan integritas ekosistem dan penyediaan barang dan jasa dari   keanekaragaman hayati dalam ekosistem;

e)      Melindungi pengetahuan, inovasi, dan praktek-praktek tradisional;

f)       Menjamin pembagian keuntungan secara adil dan merata yang dihasilkan dari pemanfaatan sumber daya genetik;

g)      Memobilisasi sumber-sumber dana dan teknis untuk pelaksanaan Konvensi mengenai Keanekaragaman Hayati.