EVOLUSI PROKARIOT, PROTISTA, MUNCULNYA KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN PERKEMBANGAN KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

EVOLUSI PROKARIOT, PROTISTA, MUNCULNYA

 KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP

DAN PERKEMBANGAN KLASIFIKASI

MAKHLUK HIDUP

Oleh :

Kelompok VI (Empat)

1.    Anisa Ika Pratiwi         (911.06.0008)

2.    Ayu Annisa Riska A.   (911.06.0069)

3.    Elfri Syaputra              (911.06.0032)

T. Biologi-C / Smt. VI (Enam)

Dosen Pembimbing : Andri Jaya Kesuma, S.Si

FAKULTAS TARBIYAH

INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI RADEN INTAN
LAMPUNG
2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Prokariot berperan dalam pembentukan kondisi bumi hingga sekarang. Akumulasi O2 atmosfer berasal dariaktivitas fotosintesiss ianobakter 2.5 milyar tahunyang lalu, sedangkan prokariot tertua hidup3.5 milyar tahunyang lalu. Prokariot ditemukan diberbagai lingkungan ekstrem dingin, panas, asam, atau basa yang tidak cocok bagi eukariot. Prokariota adalah organisme pertama, dan bertahan hidup sampai sekarang sebagai organisme hidup yang paling luas tempat hidupnya dan paling banyak jumlahnya. Prokariota seringkali hidup dalam asosiasi yang dekat dengan sesamanya dan dengan eukariota, dalam hubungan yang kita sebut simbiosis. Kasus simbiosis yang secara historis paling penting adalah berkembangnya mitokondria dan kloroplas dari prokariota menjadi organel didalam sel-sel inang yang lebih besar. Dengan demikian hewan, tumbuhan, fungi, dan protista kemungkinan berkembang dari penggabungan simbiotik sel-sel nenek moyang.

1.2    Tujuan

Mengetahui evolusi prokariot, protista, munculnya keanekaragaman makhluk hidup dan perkembangan klasifikasi makhluk hidup

BAB II

PEMBAHASAN

·         Bakteria dan Arkhea merupakan dua cabang utama evolusi prokariota.

Klasifikasi prokariota dalam dua domain, yaitu bakteria dan arkhea, dan semua eukariota dalam domain ketiga, yaitu eukarya, menandakan bahwa organisme itu kemungkinan telah mengevolusikan tiga garis keturunan yang independen satu sama lain selama jangka waktu 1,5 milyar tahun.

Prokariota adalah organisme pertama, dan bertahan hidup sampai sekarang sebagai organisme hidup yang paling luas tempat hidupnya dan paling banyak jumlahnya. Prokariota seringkali hidup dalam asosiasi yang dekat dengan sesamanya dan dengan eukariota, dalam hubungan yang kita sebut simbiosis. Kasus simbiosis yang secara historis paling penting adalah berkembangnya mitokondria dan kloroplas dari prokariota menjadi organel didalam sel-sel inang yang lebih besar. Dengan demikian hewan, tumbuhan, fungi, dan protista kemungkinan berkembang dari penggabungan simbiotik sel-sel nenek moyang.

·         Struktur, Fungsi, dan Reproduksi prokariota

Prokariota secara umum adalah organisme bersel tunggal, meskipun beberapa diantaranya membentuk agregat (kumpulan), koloni, atau suatu bentuk multi selular tunggal. Sebagian besar prokariota berbentuk bulat(kokus), batang(basilus), atau heliks (meliputi bakteri yang dikenal sebagai spiral dan spirokaeta).

Bentuk prokariota yang paling umum

a)      Prokariota cocci atau bulat, terbentuk satu  per satu, pasangan(diplococci) atau kumpulan banyak sel (streptococci),dan kumpulan yang mirip rangkaian buah anggur (staphylacocci).

b)      Prokariota berbentuk batang atau bacilli (tunggal/bacillus),adalah bentuk yang paling umum hidup soliter/menyendiri, tetapi beberapa bentuk batangitu tersususn dalam bentuk rantai.

c)      Prokariota berbentuk heliks meliputi spirilla dan spirokaeta

·         Hampir semua prokariota memiliki dinding sel yang berbeda di luar membran plasmanya. Sebagian besar dinding sel bakteri mengandung peptidoglikan yang terdiri dari modifikasi gula- gula yang diikat silangkan dengan polipeptida pendek yang berbeda dari satu spesies ke spesies lain (dinding sel arkhaea tidak memiliki peptidoglikan). Pengaruhnya adalah adanya sebuah jaringan molekuler tunggal yang membungkus dan melindungi seluruh sel itu.

·         Banyak diantara prokariota bersifat motil.

Bakter motil mendorong dirinya sendiri dengan menggunakan flagela, menggunakan filamen mirip flagela yang berada didalam dinding sel (spirokaeta), atau meluncur pada sekresi berlumpur. Dalam sautu lingkungan yang relatif seragam, prokariota berflagela dapat bergerak secara acak, namun dalam suatu lingkungan yang heterogen, banyak prokariota yang dapat melakukan taksis, yaitu pergerakan menuju atau menjauh suatu rangsangan. Prokariota motil yang berfotosintesis umumnya menunjukkan fototaksis positif, suatu prilaku yang mempertahankan keberadaan prokariota dalam cahaya. Beberapa prokariota mengandung deretan partikel magnetik kecil yang memungkinkan sel mengatur orientasi sesuai dengan medan maghnet. Partikel itu dapat membantu sel membedakan bagian atas dari bagian bawah serta menyebabkan prokariota bergerak menuju sedimen yang kaya akan zat makanan pada dasar kolam dan laut dangkal.

                  

Bentuk dan fungsi flagela prokariota:

Berbeda sama sekali dengan flagela eukariota, flagela prokariota merupakan suatu struktur protein telanjang yang tidak memiliki mikrotubul. Rantai protein globuler, flagelin, melilit pada pilinan yang rapat untuk membentuk suatu kaitan melengkung, yang disisipkan kedalam suatu alat dibagian dasar. Tersusun atas sekitar 35 protein yang berbeda, alat dibagian dasar meliputi suatu sistem cincin dalam lapisan dinding sel (pada bakteri gram negatif). Alat dibagian dasar –motor flagela- memutar filamen, yang mendorong sel dengan jalan mendorong melawan medium bagian luar.

·         Organisasi seluler dan genomik prokariota berbeda secara mendasar dari organisasi eukariotik.

Sel-se prokariota tidak terbagi-bagi oleh membran internal. Genom prokariota adalah sebuah molekul DNA melingkar yang tidak terbungkus oleh suatu membran. Cincin-cincin terpisah yang lebih kecil disebut plasmid mengkode jalur metabolik tertentu dan resistensi terhadap antibiotik pada beberapa spesies.

·         Populasi prokariota tumbuh dan beradaptasi secara cepat.

Prokariota tumbuh dalam hal jumlah dan ukuran koloni melalui pembelahan biner. Variasi genetik terjadi melalui mutasi dan melalui transfer gen. Konjugasi yaitu pemindahan gen-gen secara langsung dari satu prokariota keprokariota lainnya. atau dengan cara transduksi viral yaitu pemindahan gen antarprokariota dengan bantuan virus.

Prokariot berperan dalam pembentukan kondisibumi hingga sekarang. Akumulasi O2 atmosfer berasal dariaktivitas fotosintesiss ianobakter 2.5 milyar tahun yang lalu, sedangkan prokariot tertua hidup3.5 milyar tahunyang lalu.

           

Gambaran bumi dengan hamparan prokariot pada awal kehidupan 3.5 milyar tahun lalu (Campbell et al. 2006)

Prokariot ditemukan diberbagai lingkungan ekstrem dingin, panas, asam, atau basa yang tidak cocok bagi eukariot

Prokariot secara evolusi dibedakan 2 domain : Arkaea dan Bakteri. Arkaeaa dalah pioneer untuk kehidupan. Sekarang arkaea dijumpai dilingkungan ekstrem:

1.      Kadar garam tinggi(ekstremhalofil)

Arkaea fotosintetik seperti: Halobacteriumhalobium-pigmen penangkapen enrgi matahari      bakteriorodopsin, yang memberikan warna ungu, tidak berklorofil.

                   

                           Warna ungu arkaea fotosintetik dalam tambak

2.      Suhu tinggi (ekstremofil, hipertermofil), pH asam (asidofil), dan pH basa (alkalofil).

Halofiltermoasidofil, contoh arkaea Sulfolobus- warna hijau pada sumber air panas, hidup suhu80 ºC dan pH 2, energi diperoleh dari mengoksidasi belerang.

                   

                                     Habitat arkaea hipertermofil

3.      Lingkungan anaerob

Arkaeametanogen seperti Methanobacterium penghasil gas metan yang hidup anaerob.

                                    

                       Rawa, salah satu habitat organism penghasil gas metan

Perbedaan antara bakteri  dan arkaea

	Bakteri	Arkaea
Peptidoglikan Lipid  membrane Kepekaan  anti biotic tertentu Sekuen rRNA RNA polymerase Intron	Ada Rantai C tidak bercabang Dihambat Unik Kecil dan sederhana Tidak ada	tidak ada rantai C bercabang tidakdihambat beberapa sama dengan eukariot kompleks,mirip eukariot ada pada gen tertentu

Semua jenis utama nutrisi dan metabolisme berkembang pada prokariota, yang merupakan organisme yang metabolismenya paling beraneka ragam dibumi.

·         Prokariota dapat dikelompokan kedalam empat katagori berdasarkan cara mendapatkan energi dan karbon.

Fotoautotrof menggunakan energi cahaya, dan kemoautotrof menggunakan bahan-bahan anorganik untuk mensintesis senyawa organik dari karbon dioksida. Fotoheterotrof menggunakan energi cahaya dan memerlukan molekul organik. Sebagian besar prokariota adalah kemoheterotrop, yang memerlukan molekul organik sebagai sumber karbon dan sumber energi. Aerob obligat memerlukan O₂, anaerob obligat teracuni oleh O₂, dan aerob fakultatif dapat bertahan hidup dengan atau tanpa O₂ .

·         Cara – cara utama memperoleh nutrient

Cara Menperoleh Nutrisi	Sumber Energi	Sumber Karbon	Jenis Organisme
Autotrof
Fotoautotrof	Cahaya	CO2	Prokariota fotosintetik, termasuk sianobakter, tumbuhan, protista tertentu.
Kemoautotrof	Bahan kimia anorganik	CO2	Prokariota tertentu (misalnya, sulfolobus)
Heterotrof
Fotoheterotrof	Cahaya	Senyawa organic	Prokariota tertentu
Kemoheterotrof	Senyawa organik	Senyawa organik	Sebagian besar prokariota dan protista, fungi, hewan, beberapa tumbuhan.

·         Evolusi metabolisme prokariota merupakan penyebab sekaligus akibat dari lingkungan dibumi yang berubah.

Prokariota pertama kemungkinan adalah kemoautotrof yang mendapatkan energi dari reaksi yang melibatkan bahan kimia anorganik. Prokariota fotosintetik awal menggunakan pigmen dan tenaga cahaya fotosistem untuk mengfiksasi karbon dioksida, yang membebaskan O₂ sebagai hasil sampingan. Hal ini secara drastis mengubah atmosfer bumi awal dan mempengaruhi evolusi biologis selanjutnya.

Sebagian besar prokariot bersifat kemoheterotrof, contoh Escherichia coli. Bakteri fotoautotrof contoh: Sianobakter, bakteri fotosintetik ungu, bakteri fotosintetik hijau.

                Dua hipotesis tentang asal mula metabolisme energi.

Kedua skenario di atas mempostulatkan bahwa penggunaan ATP sebagai alat ukur energi berevolusi sangat tinggi.

a.       Dalam satu skenario, suatu kemoheterotrof awal hidup dengan menggunakan ATP dan senyawa organik lain ayang diserap dari lingkungannya. Skenario ini beranggapan bahwa sel pertama hidup dalam sup molekul organik yang dihasilkan secara abiotik. Perombakan secara enzimatis senyawa organik itu menghasilkan energi dan karbon.

b.      Suatu skema yang berbeda, tetapi lebih masuk akal, mengemukakan bahwa cara memperoleh energi melalui metabolisme yang paling awal adalah kemoautotrofik, yaitu sel-sel nenek moyang yang mendapatkan karbon dari CO₂ dan mensintesis ATPnya sendiri melalui suatu mekanisme kemiosmotik sederhana. Pada model yang ditunjukkan ini, enzim dari  kemoautotrof meningkatkan reaksi kimia senyawa anorganik sederhana seperti FeS dan H₂S, yang sangat melimpah pada bumi purbakala. Hidrogenase (bola abu-abu), suatu enzim yang terdapat dalam membran organisme itu, merangkai pembebasan energi dari senyawa anorganikdengan pemisahan H₂ dan dengan pemeliharaaan gradien proton(H⁺) melintasi membran plasma. Selanjutnya, energi potensial dari gradien proton itu akan merangsang sintesis ATP secara enzimatis

·         Protista adalah eukariota yang paling beragam.

Semua protista adalah eukariota, dan keanekaragaman protista menggambarkan“eksperimen”berbeda dalam evolusi organisasi eukariotik. Sebagian besar protista adalah uniseluler, tetapi ada juga yang berbentuk koloni dan multiseluler sederhana. Protista ditemukan di air, hidup sebagai plankton, menempati bagian dasar air yang selalu terendam, atau menempati tanah yang lembab atau cairan tubuh organisme lain. Diantara semua eukariota, protista secara nutrisi merupakan organisme yang paling beraneka ragam, karena ada protista yang fotoautotrof, heterotrof, maupun miksotrof. Protista memperlihatkan spektrum yang paling beraneka ragam dalam struktur dan siklushidup diantara semua organisme yang diketahui.

·         Simbiosis terlibat dalam munculnya eukariota dari prokariota.

Sistem endomembran eukariota mungkin berkembang dari pelipatan kedalam yang terspesialisasi pada membran plasma prokariota nenek moyang. Kloroplas dan mitokondria secara berturut-turut adalah keturunan sinobakteri dan prokariota aerobik heterotrof, yang tinggal didalam sel-sel eukariota yang sedang berkembang.

Filogeni Prokariota

Sistematika molekuler mengarah kesuatu klasifikasi filogenik prokariota. Prokariota dari domain arkhea hidup dalam lingkungan ekstrim yang merupakan sisa-sisa dari kondisi bumi primordial. Sebagian besar prokariota merupakan anggota domain bakteria.

Sistem dan filogeni protista

·         Taksa monofiletik muncul dari penelitian modern dalam sistematika protista.

·         Kesepakatan umum diantara para ahli biologi yang mengklasifikasikan eukariota yang secara tradisional disebut protista dalam suatu kindom tunggal tidak mencerminkan filogeni. Hal itu telah mendorong munculnya usulan alternatif, seperti sistem delapan kingdom. Taksa monofiletik awalnya muncul dari penelitian dan perdebatan yang berlangsung akhir-akhir ini. Calon kingdom Euglenozoa, alveolata, stramenopila, dan rodophyta adalah minofiletik.

o  Klasifikasi Tradisional Protista

Protista pertama kali di usulkan oleh Ernst Haeckel, secara tradisional protista digolongkan menjadi beberapa kelompok berdasarkan kesamaannya dengan kerajaan yang lebih tinggi yaitu protista yang menyerupai hewan (protozoa), protista yang menyerupai tumbuhan (algae), dan protista yang menyerupai jamur (jamur lender , jamur air). Dulu bakteri juga dianggap dalam sistem tiga kerajaan (animalia, plantaetermasuk jamur dan protista). Namun kemudian bakteri dipisah dari protista setelah diketahui bahwa ia adalah prokariotik.

        Protozoa, protista yang menyerupai hewan hamper semuanya protista bersel satu. Berdasarkan pergerakannya protozoa dikelompokkan menjadi:

·         Flagellate yang bergerak dengan flagel. Contoh : Trypanosoma

·         Amoeboida yang bergerak dengan Pseudopodia (kaki semu), contohnya Amoeba

·         Cilliata yang bergerak dengan silia (rambut getar). Contoh Paramaecium

·         Sporozoa yang tidak memiliki alat,beberapa mampu membentuk spora .contoh Toxoplasma

   Algae (Protista yang mirip tumbuhan)

Algae mencakup semua organism bersel satu maupun banyak yang memiliki kloroplas :

·         Algae hijau, yang memiliki hubungan dengan tumbuhan yang lebih tinggi (Embryophyta). Contohnya Ulva

·         Alga merah, mencakup banyak alga laut, contohnya Porphyra

·         Heterokontophyta, meliputi gsnggsng coklat dan lainnya. Contohnya Macrocystis

   Protista menyerupai jamur

Beragam organism dengan organisasi tingkat protista awalnya dianggap sama dengan jamur, sebab mereka memproduksi sporangia. Ini meliputi jamur lender dan jamur air.

·         Anggota calon kingdom arkhaezoa tidak memiliki mitokondria dan dapat mewakili garis keturunan awal eukariotik.

Giardia dan arkhaezoa lain, yang tidak memiliki mitokondria, menunjukkan garis keturunan eukariotik yang paling kuno. Organisme dalam garis keturunan tersebut kemungkina tidak pernah memiliki mitokondria atau mungkin juga pernah memilkinya namun kehilangan organel tersebut dalam perjalan evolusi.

·         Calon kingdom euglenozoa mencakup flagelata autotrofik dan heterotrofik.

Euglenozoa meliputi euglenoid (exp: euglena), yang memiliki ciri khas kantong anterior tempat bagian dasar flagela berada, dan kinetoplastida, parasit dengan satu mitokondria besar dan berhubungan dengan organel yang mengandung DNA.

·         Rongga( alveoli) subpermukaan adalah ciri khas calon kingdom alveolata.

Alveolata  meliputi dinoflagelata yang bergerak dalam gerakan berputar dengan bantuan denyutan flagela; apikompleksa, parasit dengan siklus hidup kompleks yang ditandai dengan tahapan  seksual dan aseksual yang sering kali memerlukan dua atau lebih spesies inang; dan siliata, yang menggunakan silia untuk bergerak dan mengambil makanan, dan merupakan salah satu sel yang paling kompleks.

·         Suatu kumpulan eukariota multiseluler yang beraneka ragam bergerak dengan menggunakan pseudopodia (kaki semu).

Rhizopoda (amoeba uniseluler dan kerabatnya) bergerak dengan bantuan penjuluran seluler yang disebut pseudopodia.  Aktinopoda (heliozoa dan radiolaria) memiliki pseudopodia yang kecil dan  menyerupai berkas yang disebut aksopodia yang membantu mereka mengapung dan mencari makan. Sebagian besar foram laut memiliki cangkang berpori tempat untai sitoplasma menjulur.

·         Jamur lendir memiliki adaptasi struktural  dan siklus hidup yang meningkatkan peran ekologisnya sebagai pengurai.

Jamur lendir plasmodial menangkap makanan dengan bantuan suatu plasmodium amoeboid yang mampu berdiferensiasi menjadi sporangia yang bereproduksi secara seksual ketika kelembapan atau makanan berkurang. Jamur lendir seluler adalah organisme haploid dengan siklus hidup  yang meliputi suatu tahapan amoeboid multiseluler yang membentuk tubuh buah aseksual.

·         Diatom, alga pirang, alga coklat, dan jamur air adalah anggota calon kingdom stramenopila.

Stramenopila adalah suatu kelompok fotoautotrof dan heterotrof yang sangat beraneka ragam, disatukan oleh sistematika molekuler, flagela yang memiliki penjuluran yang menyerupai rambut, da kloroplas yang kemungkinan berasal dari sel eukariotik endosimbiotik. Diatom (bacillariophyta) pada umumnya adalah organisme unuseluler dengan dinding silika mirip gelas yang unik. Alga pirang (Chrysophyta) adalah plankton air tawar dan air laut bigflagela. Oomycota (jamur air, karat putih, dan jamur berbulu halus) adalah heterotrof dengan diding sel selulosa dan tahapan bigflagela dalam siklus hidupnya. Alga coklat (Phaeophyta) adalah multiseluler dan umumnya hidup dilaut, mencakup kelp. Sebagian besar spesies menunjukkan beberapa jenis pergiliran generasi.

·         Adaptasi struktural dan biokimiawi membantu rumput laut bertahan hidup dan bereproduksi dipesisir laut.

Rumput laut meliputi spesies alga coklat, alga merah,  dan alga hijau yang hidup dilaut dan membentuk thallus. Semuanya beradaptasi dengan baik untuk kehidupan dengan turbulensi yang hebat dipinggir laut.

·         Beberapa alga memiliki siklus hidup dengan pergiliran generasi multiseluler haploid dan diploid.

·         Alga merah (calon kingdom rodophyta) tidak memiliki flagela.

Alga merah sebagian besar adalah multiseluler dan sebagian besar adalah organisme laut, alga merah memiliki pigmen asesori merah bernama fikoeritrin.

·         Alga hijau dan tumbuhan kemungkinan memiliki nenek moyang fotoautotrofik yang sama.

Nenek moyang bersama alga hijau barang kali muncul dari suatu asosiasi endosimbiotik antara eukariota heterotrofik berflagela dengan suatu sianobakteri.

·         Multiselularitas muncul secara independen beberapa kali.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, reece-mithchell. 2000. Biologi Edisi Lima-Jilid II. Jakarta : Erlangga

http://www.docstoc.com/docs/79601600/Evolusi-Prokariot-Protista-dan Tumbuhan (diakses pada tanggal 14 Maret 2012, pukul 22.00 WIB)

http://www.google.co.id/url?q=http://www.scribd.com/doc/74303529/3/A-Evolusi-Prokariot&sa=U&ei=oSNiT6_fIM2qrAeVnKmMCA&ved=0CCEQFjAH&sig2=7-HWUAGRw3DqhCly-D2M8Q&usg=AFQjCNHDLmucL_ywka7HEoh_PcY0ICFRGw (diakses pada tanggal 14 Maret 2012, pukul 22.00 WIB)

http://www.docstoc.com/docs/46437606/ciri-protista ( diakses pada tanggal 15 Maret 2012, pukul 20.00 WIB)