KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP DAN PERSEBARANNYA

A.Biosfer dan Makhluk Hidup

1. Biosfer

Biosfer adalah zona tipis di bumi dan di atas permukaan bumi yang tidak lebih dari 20 km tebalnya. Sampai saat ini, bumi merupakan satu-satunya tempat di alam dunia yang diketahui terdapat kehidupan dan tempat makhluk hidup melangsungkan segala aktivitas hidupnya. Makhluk hidup itu selalu berinteraksi dengan lingkungannya, yang terdiri dari lingkungan tak hidup (abiotik) dan lingkungan hidup (biotik).

Biosfer terdiri dari sebagian lapisan atmosfer dan lapisan kulit bumi. Lapisan atmosfer adalah merupakan lapisan udara di atas bumi membungkus bumi dengan gas-gas dan terdiri dari 3 lapisan utama:

1. Ionosfer     : (berada lebih dari 80 km di atas muka bumi).
2. Stratosfer  : (berada pada 16 – 80 km di atas muka bumi).
3. Troposfer   : (berada pada 0 – 16 km di atas muka bumi).

Troposfer adalah lapisan yang dinamis, di mana terdapat uap air yang dapat membentuk awan dan hujan periodik. Sampai saat ini, baru diketahui bahwa makhluk hidup hanya dapat beraktivitas di lapisan troposfer ini.

Lapisan kulit bumi terdiri dari dua bagian:

1. Litosfer : merupakan bagian yang padat dari lapisan kulit bumi
2. Hidrosfer : merupakan bagian yang cari dari lapisan kulit bumi

Seperti diketahui, makhluk hidup tinggal dan beraktivitas di kedua lapisan kulit bumi tersebut. Jadi makhluk hidup hanya dapat beraktivitas pada lapisan troposfer dari atmosfer, hidrosfer dan litosfer. Oleh karena itu, ketiga lapisan tersebut disebut dengan lapisan biosfer.

2.    Sel Sebagai Unit Kehidupan

Sel merupakan unit kehidupan, baik dari segi struktural, pertumbuhan, reproduksi, hereditas dan fungsional. Sel sebagai unit struktural maksudnya adalah sel merupakan satuan terkecil penyusun tubuh organisme. Organisme multiseluler, tubuhnya dibangun oleh banyak sel yang diperoleh dari pembelahan mitosis berulang-ulang sebuah sel tunggal (monoseluler) yang disebut zigot. Akibatnya organisme mengalami pertumbuhan. Oleh karena itu dikatakan sel sebagai unit pertumbuhan. Zigot dihasilkan dari peleburan sel kelamin (sel benih) jantan dan betina. Karena dari sel kelamin dapat dihasilkan individu baru, sel dikatakan juga sebagai unit produksi. Masing-masing sel kelamin (sel kelamin jantan dan sel kelamin betina) membawa materi genetik (genom) sebagai penentu sifat (karakter) yang akan diwariskan kepada turunannya (individu baru). Sifat oleh karena itu sel dikatakan juga sebagai unit hereditas. Di dalam masing-masing sel penyusun tubuh makhluk hidup terselenggara semua aktivitas kehidupan, baik pada organisme uniseluler, organisme yang selnya bergabung membentuk koloni dan pada organisme uniseluler. Pada organisme uniseluler, seluruh aktivitas hidup dilaksanakan oleh sel tersebut. Pada organisme yang berbentuk koloni belum tampak diferensiasi fungsi yang jelas dari masing-masing sel penyusun koloninya. Sedangkan organisme multiseluler terdapat diferensiasi fungsi untuk menjalankan aktivitas kehidupan. Komposisi kimiawi sel yang spesifik, kemampuan melaksanakan metabolisme, reproduksi, tumbuh menjadi besar, tanggap terhadap rangsang dan berdaur hidup adalah hal-hal yang membedakan organisme dengan benda mati.

Agar dapat melaksanakan seluruh aktivitas hidup, sel harus memiliki bagian-bagian utama, yaitu membran plasma, protoplasma (cairan sel atau sitoplasma dengan seluruh organel-organel sel yang terdapat di dalamnya), dan nukleus yang mengandung materi genetik (genom).

3. Reproduksi Sel dan Makhluk Hidup

1. Reproduksi Sel

Reproduksi sel dapat diartikan sel memperbanyak diri, baik yang terjadi pada organisme tingkat sel (uniseluler) maupun yang terjadi pada sel-sel penyusun tubuh organisme multiseluler.

Reproduksi sel dapat dibedakan atas: amitosis dan meiosis. Amitosis adalah pembelahan langsung tanpa melalui tahapan. Pada amitosis, mula-mula nukleus membelah kemudian diikuti pembagian sitoplasma dari sel induk, dan dari satu sel induk bisa terbentuk dua sel baru atau lebih. Mitosi adalah pembelahan sel melalui beberapa tahapan utama yaitu: profase, metafase, anafase dan telofase. Mitosis ditujukan untuk memperbanyak sel, biasanya terjadi pada proses pertumbuhan individu dan perbaikan (pengganti) sel-sel tubuh yang rusak. Pembelahan mitosis akan menghasilkan sel anak yang merupakan duplikat sel induknya, dimana jumlah dan kandungan kromosom sel anak dipertahankan sama seperti jumlah dan kandungan kromosom sel induknya, dan dari satu sel induk dihasilkan dua sel anak. Meiosis adalah pembelahan sel yang bersifat reduksi dari sel yang diploid menjadi sel haploid (terjadi penurunan jumlah kromosom sel anak menjadi setengah jumlah kromosom sel induknya), dan dari satu sel induk menjadi empat sel anak. Meiosis terdiri dari dua tahap pembelahan yaitu meiosis I dan meiosis II. Meiosis I terdiri dari profase I yang terbagi lagi menjadi 5 fase yaitu leptonema, zygonema, pakhinema, diplonema, dan diakinesis. Pada profase I ini terjadi peristiwa crossing over yang berakibat keragaman genetik pada sel anak (gamet). Akibatnya variasi individu yang dihasilkan dari peleburan gamet jantan dan gamet betina sangat banyak. Metafase I, anafase I dan telofase I adalah mekanisme pemisahan kromosom yang homolog dan menghasilkan 2 sel anak dengan kromatid diad. Miosis II terdiri dari profase II, metafase II, anafase II dan telofase II dan merupakan mekanisme pemisahan kromatid diad serta menghasilkan 4 sel anak dengan kromosom haploid. Meiosis terjadi pada proses pembentukan sel kelamin pada sistem reproduksi bagi individu yang bereproduksi secara seksual.

1. b.      Reproduksi Makhluk Hidup

Bagi setiap makhluk hidup, ada saatnya dimana kemampuan untuk melaksanakan metabolisme, pertumbuhan, dan daya tanggapnya terhadap rangsang tidak memadai lagi untuk mempertahankan organisasinya yang rumit terhadap kekuatan-kekuatan lain. Serangan pemangsa, parasit, kelaparan, faktor lingkungan yang ekstrim, atau proses menua (aging) dapat mematikan makhluk hidup. Oleh karena itu, sebelum makhluk hidup menghasilkan individu baru melalui proses reproduksi.

Proses yang dilakukan oleh makhluk hidup untuk menghasilkan individu baru (keturunan) dari jenisnya dinamakan reproduksi (perkembangbiakan). Tujuan reproduksi adalah untuk mempertahankan kelestarian suatu spesies (jenis) makhluk hidup.

Banyak cara reproduksi yang dilakukan oleh organisme. Cara-cara  reproduksi tersebut dikelompokkan atas: 1) reproduksi aseksual (vegetatif), dan 2) reproduksi seksual (generatif).

Reproduksi aseksual adalah jenis reproduksi yang dilakukan oleh suatu organisme dengan melibatkan sel tubuh saja tanpa melibatkan sel kelamin. Pada hewan, perkembangbiakan seperti ini umumnya hanya dijumpai pada hewan rendah, misalnya paramaecium, amoeba, dan euglena dengan membelah diri; hydra dan ubur-ubur dengan bertunas; bintang laut dan planaria dengan fragmentasi. Pada tumbuhan reproduksi aseksual dilakukan oleh tumbuhan rendah sampai tumbuhan tinggi; misalnya membentuk spora pada algae dan lumut; tunas, umbi, rizoma pada tumbuhan tinggi.

Reproduksi seksual adalah perkembangbiakan makhluk hidup yang melibatkan sel kelamin (gamet). Dengan demikian, yang dimaksud reproduksi seksual bukan hanya perkembangbiakan melalui perkawinan (peleburan sel kelamin jantan dan betina) saja, tetapi partenogenesis pun termasuk di dalamnya. Partenogenesis adalah reproduksi seksual dimana gamet betina (ovum) tumbuh menjadi embrio tanpa menyatu dengan gamet jantan (sperma). Partenogenesis ini dijumpai pada lebah, semut, lalat buah, dan lain-lain. Konyugasi pun dimasukkan ahli ke dalam jenis reproduksi seksual.

Selain reproduksi yang berlangsung secara alami, kita kenal pula ada reproduksi buatan, baik yang dilakukan secara in vivo maupun in vitro. Reproduksi buatan biasanya dilakukan oleh manusia untuk meningkatkan kesejahteraannya. Misalnya reproduksi buatan yang dilakukan pada tumbuhan dan hewan ternak.

1)      Reproduksi Alami pada Hewan

Hewan dapat melakukan reproduksi aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual pada hewan sedikit terjadi jika dibandingkan dengan tumbuhan, dan hanya terbatas pada hewan tingkat rendah, yaitu dengan cara pembelahan sel, pertunasan (“budding”), dan fragmentasi.

-          Pembelahan: Terjadi pada hewan bersel satu (Protozoa), misalnya amoeba, paramaecium, dan euglena.

-          Pertunasan (budding): Terjadi  pada Hydra sp, ubur-ubur, dan lain-lain. Keturunan baru berkembang dari tunas yang tumbuh pada tubuh induk. Pada beberapa spesies, misalnya ubur-ubur dan Hydra sp, tunas akan lepas dan dapat hidup bebas. Pada koral, tunas tetap terikat pada tubuh induk dan menyebabkan terjadinya koloni.

-          Fragmentasi: Terjadi pada beberapa jenis cacing (misalnya planaria), bintang laut, ular, dan lain-lain. Pada beberapa jenis cacing, setelah tubuh mencapai ukuran normal (dewasa), secara spontan cacing tersebut terbagi-bagi menjadi delapan atau sembilan bagian. Setiap bagian akan berkembang menjadi cacing dewasa dan proses ini terulang kembali.

Reproduksi seksual merupakan cara reproduksi pada hampir semua hewan mulai hewan tingkat rendah sampai hewan tingkat tinggi. Reproduksi seksual melibatkan kelenjar kelamin (gonad) untuk menghasilkan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum atau sel telur). Pada umumnya reproduksi seksual terjadi melalui penyatuan sperma dan ovum saat berlangsungnya pembuahan (fertilisasi), walaupun pada partenogenesis ovum dapat berkembang menjadi individu baru tanpa fertilisasi. Sperma memiliki bentuk dan ukuran yang jauh berbeda dengan ovum sehingga disebut heterogamet.

2)      Reproduksi Alami pada Tumbuhan

Sebagaimana yang terjadi pada hewan, tumbuhan juga melakukan reproduksi aseksual dan seksual. Bedanya, pada tumbuhan, semua tingkatan mulai dari tumbuhan tingkat rendah sampai tumbuhan tingkat tinggi mampu melakukan reproduksi aseksual maupun seksual. Pada tumbuhan, fertilisasi dan meiosis membagi kehidupan individu menjadi dua fase atau generasi, yaitu generasi gametofit mulai dengan spora yang dihasilkan saat meiosis. Spora ini haploid dan semua sel yang diturunkannya juga haploid. Diantara sel-sel yang dihasilkan generasi sporofit mulai dengan zigot yang diploid, semua sel yang berasal dari sini  yang berkembang dengan cara mitosis juga diploid. Akhirnya sel-sel tertentu akan menjalani meiosis sehingga terbentuk spora-spora, pertanda dimulai kembali generasi gametofit.

3)      Reproduksi Buatan

Reproduksi buatan umumnya sengaja dilakukan oleh manusia untuk menunjang kesejaheraanya. Reproduksi buatan ini dapat dilakukan secara in vivo maupun in vitro. Reproduksi vegetatif buatan sangat banyak dilakukan manusia pada tumbuhan, misalnya memperbanyak tanaman dengan stek, cangkok, menyambung, menempel, dan lain-lain. Kesemua cara ini ditujukan agar tanaman berproduksi dalam waktu yang cepat dan kualitas baik.

Pada hewan ternak, reproduksi buatan in vivo dilakukan dengan mempertemukan gamet jantan dan betina tetap dalam tubuh hewan betina, tetapi dengan metode kawin suntik. Pada proses ini, sperma dari hewan jantan yang kita inginkan ditransfer ke dalam saluran kelamin hewan betina yang sedang birahi dengan sejenis alat yang mempunyai jarum suntik, sehingga disebut kawin suntik.

Pada reproduksi buatan in vitro (yang sangat dikenal dengan bayi tabung pada manusia), reproduksi dilakukan dengan cara menyatukan gamet jantan dan gamet betina di luar tubuh hewan yang bersangkutan, yang biasanya digunakan cawan petri, karena itulah disebut in vitro  yang secara harfiah artinya di dalam gelas (cawan). Setelah terjadi pembuahan dalam cawan, embrio dibiarkan berkembang sampai stadium blastula, kemudian ditransfer ke dalam rongga uterus (rahim) ibu. Di dalam rahim itu embrio berkembang, berimplantasi, dan menjadi individu baru seperti pada kehamilan biasa. Teknik seperti ini sering disebut bayi tabung.

1. B.     Asal Mula Kehidupan dan Evolusi Makhluk Hidup di Bumi
1. 1.      Hipotesis tentang Asal Mula Kehidupan

Pertanyaan mengenai bagaimana kehidupan pertama dimulai di bumi masih menjadi pendebatan dari dahulu sampai sekarang. Aristoteles 3,5 abad sebelum masehi mengemukakan teori abiogenesis yang menyatakan bahwa makhluk hidup muncul secara spontan dari benda mati (generatio spontanea). Penemuan jasad renik oleh Anthonie Van Leeuwenhoek abad ke 17 pada air rendaman jerami dianggap oleh pendukungnya sebagai bukti pendukung teori abiogenesis. Teori ini ditentang oleh Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani dan Louis Pasteur dengan teori biogenesis, yang meyakini bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang telah ada sebelumnya. Hasil penelitian yang mereka lakukan mengungkapkan bahwa: setiap kehidupan berasal dari telur (omme visum ex ovo), setiap telur berasal dari kehidupan sebelumnya (omne ovum ex vivo), dan setiap kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya (omne vivum ex vivo).

Skenario hipotesis, organisme pertama merupakan produk suatu evolusi kimiawi yang terdiri dari tahapan-tahapan berikut:

1. Sintesis abiotistas hidup dan akumulasi molekul organik kecil atau monomer seperti asam amino dan nukleoida.
2. Penyatuan monomer-monomer menjadi polimer, termasuk protein dan asam nukleat (DNA dan RNA).
3. Segregasi molekul-molekul tersebut menjadi droplet (tulisan) yang disebut dengan protobion.
4. Protobion asal mula hereditas untuk menjalankan fungsi kehidupan.

Evolusi kimia ini didukung dengan postulat dari Oparin dan J.B.S. Haldane, bahwa bumi primitif mendukung terjadinya reaksi kimia untuk mensintesis senyawa organik yang berasal dari prekursor organik yang terdapat pada atmosfer dan lautan purbakala. Atmosfer pereduksi (penambah elektron) semacam itu meningkatkan penggabungan molekul sederhana untuk membentuk moleku komplek.

Pada tahun 1953 Stanley Miller dan Harold Urey menguji hipotesis Oparin-Haldane dengan percobaan di laboratorium. Keadaan percobaan dibuat sesuai dengan keadaan bumi purbakala. Atmosfer dalam model Miller-Urey terdiri dari H₂O, H₂, CH₄ (metana) dan NH₃ (amoniak), yang diyakini banyak terdapat di dunia purbakala. Percobaan mereka menghasilkan berbagai jenis asam amino dan senyawa organik lainnya.

Banyak laboratorium mengulangi percobaan Miller-Urey dengan menggunakan berbagai jenis campuran sebagai susunan atmosfer. Banyak pula saintis yang meragukan bahwa kondisi atmosfer purbakala berperan penting dalam reaksi kimia purbakala.

Banyak diantara ahli biologi sekarang membayangkan suatu “dunia RNA”, suatu periode awal dalam evolusi kehidupan ketika molekul RNA berfungsi sebagai gen yang belum sempurna dan sebagai katalis organik. Beberapa saintis telah menguji beberapa hipotesis mengenai RNA yang bereplikasi sendiri. Polimer pendek ribonukleotida telah dihasilkan secara abiotik dalam percobaan di dalam laboratorium.

Protobion tumbuh dan membelah membagikan salinannya kepada keturunan, keturunannya akan beranekaragam karena adanya mutasi dalam penyalinan RNA. Evolusi dalam pengertian Darwinian yang sesungguhnya keberhasilan reproduktif yang berbeda pada individu yang berbeda, agaknya mengumpulkan banyak perbaikan pada metabolisme primitif dan pewarisan. Salah satu tren mengarah ke RNA sebagai materi hereditas. Pada mulanya, RNA dapat menyediakan cetakan tempat perakitan nukleotida DNA. Akan tetapi DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetik yang lebih stabil dari RNA, dan begitu DNA muncul, molekul RNA menulis peranan barunya sebagai perantara dalam translasi (perterjemahan) kodegenetik. “Dunia RNA” membuka jalan bagi “dunia DNA”.

Perdebatan mengenai asal mula kehidupan di bumi sangat banyak, dengan cara apapun bahan kimia prebiotik berakumulasi membentuk polimer dan akhirnya bereproduksi di bumi, lompatan dari satu kumpulan molekul menjadi sel-sel prokariotik yang paling sederhana merupakan suatu peristiwa yang sangat besar dan perubahan pastilah telah terjadi dalam banyak tahapan evolusi yang lebih kecil. Kita mengetahui melalui bukti fosil bahwa prokariotik sudah mulai mengalami pertumbuhan sekitar 3,5 miliar tahun silam dan semua garis keturunan muncul dari prokariotik kuno tersebut.

1. 2.      Proses Evolusi Makhluk Hidup di Bumi

Beberapa episode utama dalam sejarah kehidupan yang penentuan waktu kejadiannya berdasarkan pada bukti fosil dan analisis molekuler menunjukkan perubahan makhluk hidup dari bentuk yang sederhana ke bentuk yang lebih kompleks dan bervariasi terjadi karena DNA mengalami perubahan kode genetik (mutasi). Kode genetik yang paling sesuaid keadaan lingkungan akan mendapat peluang yang lebih baik untuk berkembang. Organisasi yang dapat bertahan hidup di lingkungan tertentu disebut dengan adaptasi. Makhluk hidup yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan hidupnya dapat mengembangkan populasinya, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan punah inilah yang disebut dengan seleksi alamiah (natural selection).

Kehidupan dimulai sangat dini dalam sejarah bumi, dan organisme pertama merupakan nenek moyang dari keanekaragaman biologis yang kita lihat saat ini. Organisme makroskopis dan multiseluler terutama tumbuhan dan hewan serta manusia berasal dari organisme mikroskopis dan uniseluler (bersel tunggal).

Dari sejarah kehidupan di bumi, diperkirakan bumi dibentuk 4,5 milyar tahun silam. Kehidupan di bumi diperkirakan bermula antara 3,5 – 4.0 miliar tahun silam. Setelah bumi cukup dingin muncul kehidupan pertama sekitar 3,8 miliar tahun silam yang dibuktikan dengan isotop karbon hasil aktivitas metabolis organisme dalam batuan yang berumur 3,8 miliar tahun silam di Greenland (tanah hijau di kutup Utara), yang diperkirakan oleh saintis adalah organisme prokariotik. Organisme prokariotik berfilamen berumur 3,5 miliar tahun silam, fosilnya ditemukan di Afrika Selatan dan Australia Barat. Kehidupan prokariotik purba ini ditemukan pada batuan yang disebut stromatolit (bahasa Yunani: stroma = tempat tidur, dan lithos  = batu). Stromatolit adalah kubah bergaris-garis yang tersusun dari batuan sedimen. Fosil tersebut saat ini merupakan fosil organisme hidup tertua yang diketahui. Namun demikian fosil yang terdapat di Australia Barat tampak seperti organisme fotosintetik, yang mungkin merupakan organisme penghasil oksigen. Jika demikian halnya, maka mungkin kehidupan telah berkembang jauh sebelum organisme ini hidup, kemungkinan sekitar 4,0 miliar tahun silam.

Sekitar 2,5 miliar tahun silam produksi oksigen (O₂) oleh prokariotik primitif dan menciptakan atmosfer aerob yang memulai suatu tahapan untuk evolusi kehidupan aerob. Sementara evolusi prokariotik terus berlanjut, beberapa organisme mampu menggunakan oksigen untuk metabolisme makhluk organik atau (siano bakteri fotosintetik). Sekitar 1,7 miliar tahun silam sel eukariotik telah berevolusi dari komunitas prokariota. Organisme multiselule muncul sebelum hewan tertua muncul di sekitar 500 juta tahun silam dan evolusi terus terjadi seiring dengan pergeseran benua. Zaman keemasan reptil, tumbuhan berbunga dan mamalia ada pada zaman mesozoikum dan awal senozoikum. Akhirnya, makhluk hidup dengan segala kompleksitas struktur tubuh dan beranekaragam spesies seperti yang kita lihat sekarang ini diduga terjadi akibat proses evolusi dalam waktu yang sangat panjang. Manusia berada pada puncak evolusi makhluk hidup.

1. C.    Keanekaragaman Makhluk Hidup
1. 1.      Penyebab Keanekaragaman Makhluk Hidup

Tidak ada makhluk hidup di alam ini yang persis sama satu dengan yang lain jika dilihat dari sifat atau karakter yang tampak maupun dari sifat atau karakter yang tidak tampak. Masing-masing individu dalam suatu jenis (spesies) memperlihatkan perbedaan bentuk tubuh, warna, ukuran, kecerdasan, dan lain-lain. Bahkan individu-individu yang berasal dari induk yang sama, juga menunjukkan perbedaan sifat. Apalagi jika dibandingkan individu yang berbeda jenisnya. Semua ini menunjukkan adanya keanekaragaman makhluk hidup. Pertanyaan yang muncul adalah: Mengapa terjadi keanekaragaman makhluk hidup? Apakah makhluk hidup yang beranekaragam ini berasal dari nenek moyang yang sama? Para ahli telah mencoba mencari jawaban atas pertanyaan tersebut. Bahkan telah mencoba pula menyusun hipotesis tentang bagaimana munculnya makhluk hidup yang beranekaragam tersebut.

Menurut para ahli, keanekaragaman makhluk hidup seperti yang kita lihat sekarang ini terbentuk dari proses evolusi. Ketika bumi baru saja terbentuk, yang terjadi adalah proses evolusi yang lebih besar, yang kemudian memunculkan sel pertama (ancestor cell). Setelah dalam waktu yang cukup lama dalam sejarah evolusi, dari sel pertama ini kemudian memunculkan organisme multiseluler pada awal era Paleozoikum. Proses evolusi makhluk hidup berlanjut seiring dengan perubahan iklim dan pergeseran benua. Pada akhirnya sebagai hasil proses evolusi, bermunculanlah beranekaragam makhluk hidup. Zaman keemasan Reptilia, Tumbuhan Berbunga, dan Mammalia terjadi pada akhir era Mesozoikum (Mesozoic) dan awal era Senozoikum (cenozoic).

Walaupun Charles Robert Darwin mencetuskan evolusi sebagai suatu teori yang menyebabkan makhluk hidup berubah dan menjadi beraneka ragam melalui proses seleksi alam dalam waktu yang sangat lama, namun ia belum mengetahui tentang DNA dan mekanisme pewarisannya. Namun demikian diketahui bahwa variasi yang ada pada individu bersifat genetis. Kemudian diketahui bahwa sumber terjadinya variasi adalah mutasi, yaitu perubahan susunan kimiawi DNA yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memakan waktu lama. Mutasi memodifikasi DNA dan menyebabkan terjadinya spesies baru (spesiasi). Jadi mekanisme evolusi adalah akumulasi perubahan secara bertahap dalam kurun waktu lama, sampai suatu kelompok organisme cukup nyata berbeda dari kelompok asalnya sehingga dapat disebut sebuah spesies baru. Hal tersebut dapat terjadi bila ada penghalang fisik yang memisahkan suatu populasi induknya (yang akan menghasilkan spesiasi alopatrik), atau gene pools mereka menjadi terpisah akibat adanya variasi lingkungan  (yang akan menghasilkan spesiasi parapatrik). Pola evolusi dikenal dengan evolusi divergen (bila dua atau lebih spesies berevolusi dari sebuah leluhur yang sama), dan evolusi konvergen (bila evolusi organisme yang berasal dari leluhur yang berbeda, beradaptasi pada lingkungan hidup yang sama).

Keanekaragaman makhluk hidup menunjukkan totalitas variasi gen, jenis dan ekosistem yang dijumpai di suatu daerah. Keanekaragaman makhluk hidup menyatakan terdapatnya berbagai macam variasi bentuk, penampilan, jumlah, dan sifat-sifat lain yang terlihat pada tingkat yang berdeda-beda. Keanekaragaman makhluk hidup meliputi berbagai macam aspek seperti ciri-ciri morfologi, anatomi, fisiologi, dan tingkah laku makhluk hidup yang selanjutnya akan menyusun suatu ekosistem tertentu. Keanekaragaman makhluk hidup tidak hanya terjadi antar jenis tetapi juga di dalam satu jenis. Keanekaragaman antar jenis misalnya antara bawang merah dengan bawang putih, sedangkan keanekaragaman dalam satu jenis misalnya antara varietas padi, padi Jawa, padi Cianjur dan lain-lain.

2.      Pengelompokan (Klasifikasi Makhluk Hidup)

Untuk mengetahui ciri-ciri morfologi, anatomi, fisiologi, perilaku atau ciri-ciri lainnya dari makhluk hidup, langkah pertama yang harus dilakukan adalah identifikasi yaitu menentukan nama ilmiah dan kelompok makhluk hidup sesuai dengan Kode Tata Nama Internasional. Identifikasi merupakan kegiatan utama klasifikasi, dengan klasifikasi keanekaragaman hayati makhluk hidup dapat dipelajari dan dipahami dengan lebih mudah dan utuh.

Klasifikasi makhluk hidup dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu sistem buatan (artifisial), sistem alamiah dan sistem filogenetik. Sistem buatan yaitu pengelompokan makhluk hidup yang didasarkan lebih banyak kepada ciri-ciri morfologi atau habitatnya, tetapi penggunaan ciri-ciri alami masih terbatas sehingga kelompok-kelompok yang dihasilkan juga terbatas. Contoh:

1. Klasifikasi oleh Aristoteles yang mengelompokkan tumbuhan berdasarkan habitat dan perawakannya menjadi 4 kelompok, yaitu; gulma atau liana, semak, perdu, dan pohon.
2. Klasifikasi oleh Carolus Linnaeus yang mengelompokkan tumbuhan menurut jumlah benang sari, yaitu: monandrie (1 benang sari), diandrie (2 benang sari) dan seterusnya.

Sistem alam menghendaki terbentuknya takso-takson yang alami, takson yang terbentuk mencakup anggota-anggota yang sewajarnya dikehendaki alam. Dasar yang digunakan adalah banyak sedikitnya persamaan sifat/ciri morfologi, selanjutnya sifat anatomi, fisiologi atau sifat-sifat lainnya.

Sistem filogenetik (pertengahan abad 19), selain menunjukkan persamaan-persamaan ciri-ciri morfologi, anatomi atau sifat-sifat lain (seperti pada sisem alam). Klasifikasi juga mencerminkan perkembangan (dari sederhana ke yang lebih maju) serta jauh dekatnya hubungan kekerabatan antar takson. Takson adalah tingkatan dalam klasifikasi makhluk hidup. Urutan takson tertinggi sampai kepada takson terendah adalah: Kingdom, Filum (untuk hewan) atau Divisio (untuk tumbuhan), Kelas, Ordo, Famili, Genus, Spesies. Pada awalnya makhluk hidup hanya dikelompokkan ke dalam 2 kingdom saja, yaitu Animalia (hewan) dan Plantae (tumbuhan). Tetapi sekarang, sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dalam biologi, makhluk hidup dikelompokkan menjadi 5 kingdom, Yaitu: Monera, Protista, Fungi, Plantae dan Animalia. Kingdom monera terdiri dari organisme prokariotik, yaitu kelompok makhluk hidup bersel satu (uniseluler) dan tidak memiliki inti yang nyata (nukleus). Contohnya adalah bakteri dan alga biru. Kingdom Protista meliputi organisme bersel tunggal yang inti (nukleus) sudah nyata. Contohnya adalah protofita (mikroalga) dan protozoa. Kingdom fungi adalah kelompok makhluk hidup eukariotik yang mirip dengan tumbuhan tetapi tidak mampu melakukan fotosintesis (non-fotosintetik). Kelompok Fungi terdiri atas mikrofungi (fungi uniseluler)  dan makrofungi (fungi multiseluler). Contoh dari mikrofungi adalah khamir atau ragi (yeast). Kapang (mold) dan cendawan (mushroom) adalah contoh makrofungi. Kadang-kadang Fungi bersimbiosis dengan Algae membentuk lutut kerak (lichens). Kingdom Plantae adalah organisme eukariotik multiseluler yang mampu melakukan fotosintesis karena memiliki zat hijau daun (klorofil). Ke dalam kelompok Plantae termasuk makroalgae, lumut, paku, dan tumbuhan berbiji. Diduga kelompok Plantae berevolusi dari algae hijau berfilamen yang menyerbu daratan sekitar 400 juta tahun yang lalu. Kingdom Animalia merupakan kelompok hewan dengan ciri-ciri tubuh bersel banyak dan eukariotik yang tidak mampu mengolah makanan sendiri dari bahan anorganik. Oleh karena itu sangat tergantung kepada tumbuhan, sehingga kelompok ini disebut heterotrof.

D.    Persebaran Makhluk Hidup

Biogeografi adalah ilmu yang mempelajari tentang persebaran organisme di muka bumi. Studi tentang penyebarn spesies menunjukkan, spesies-spesies  berasal dari suatu tempat, namun selanjutnya menyebar ke berbagai daerah. Organisme tersebut kemudian mengadakan diferensiasi menjadi subspesies baru dan spesies yang cocok terhadp daerah yang ditempatinya. Persebaran organisme di bumi dipengaruhi oleh faktor: 1) Lingkungan, 2) Sejarah geologi, dan 3) Penghambat Fisik.

1.      Faktor Lingkungan

Dua faktor lingkunganutama yang berpengaruh terhadp persebaran makhluk hidup adalah faktor abiotik (daratan, perairan, dan lintang geografis) dan biotik (tumbuhan, hewan dan jasad renik (mikroorganisme).

1. 2.      Faktor Sejarah Geologi

Kira-kira 200  juta tahun yang lalu, yaitu pada periode jurasik awal, benua-benua utama bersatu dalam superbenua (supercontinent) yang disebut Pangaea. Hipotesis ini disampaikan seorang ilmuwan Jerman. Alfred Weneger pada tahun 1915. hipotesis ini disampaikan lewat bukunya yang berjudul Asal-usul Benua-benua dan Lautan.

Pada awal tahun 1960-an, bukti-bukti mengenai pergerakan/pergeseran benua (continental drift) berhasil ditemukan. Benua-benua yang tergabung dalam Pangea mulai memisah secara bertahap. Terbukanya laut Atlantik Selatan dimulai kira-kira 125-130 juta tahun lalu, sehingga Afrika dan Amerika  Selatan bersatu secara langsung. Namun, Amerika Selatan juga telah bergerak perlahan ke Amerika Barat dan keduanya dihubungkan tanah genting Panama. Ini terjadi kira-kira 3,6 juta tahun yang lalu. Saat “jembatan” Panama terbentuk secara sempurna, beberapa hewan dan tumbuhan dari Amerika Selatan termasuk Oposum dan Armadillo bermigrasi ke Amerika Barat. Pada saat yang bersamaan beberapa hewn dan tumbuhan dari Amerika Barat seperti oak, hewan rusa, dan beruang bermigrasi ke Amerika Selatan. Jadi perubahan posisi baik dalam skala besar maupun kecil berpengaruh besar dalam pola distribusi organisme, seperti yang kita saksikan saat ini. Contoh lain adalah burung-burung yang tidak dapat terbang, misalnya ostriks, rhea, emu, kasuari dan kiwi terlihat memiliki divergensi percabangan sangat awal dalam perjalanan evolusi dari semua kelompok burung lainnya. Akibatnya terjadilah subspesies tadi.

Australia adalah contoh yang sesuai untuk mengetahui bagaimana gerakan benua-benua memengaruhi sifat dan distribusi organisme. Sampai kira-kira 53 juta tahun lalu, Australia dihubungkan dengan Antartika. Hewan khas Australi, yaitu mamalia berkantung (marsupialia), yang ada pula meski sedikit di Amerika Selatan, secara nyata terlihat sudah bergerak di antara kedua benua ini lewat Antartika.

1. 3.      Faktor Penghambat Fisik

Faktor penghambat fisik disebut juga penghalang geografi atau barrier (isolasi geografi) seperti daratan (land barrier), perairan (water barrier), dan penggentingan daratan (isthmus). Contohnya adalah: gunung yang tinggi, padang pasir, sungai atau lautan membatasi penyebaran dan kompetisi dari suatu spesies. Contoh kasusnya adalah terjadinya subspesies burung finch di kepulauan Galapagos akibat isolasi geografis. Di kepulauan tersebut, Charles Darwin menemukan 14 spesies burung finch yang diduga berasal dari satu jenis burung finch dari Amerika Selatan. Perbedaan burung finch tersebut akibat keadaan lingkungan yang berbeda. Perbedaannya terletak pada ukuran dan bentuk paruhnya. Perbedaan ini ada hubungannya dengan jenis makanan.

1. 4.      Persebaran Tumbuhan dan Hewan

Garis lintang bumi (lattude) menunjukkan terdapatnya 4 wilayah iklim di bumi, yaitu tropis, subtropis, dingin, dan kutub. Perbedaan iklim tersebut, selain jenis tanahnya akan memberikan perbedaan jenis tumbuhan yang hidup di sana karena faktor adaptasi dengan lingkungan. Dengan ketinggian lahan dari permukaan laut sampai ke puncak gunung yang paling tinggi (altitude) juga menunjukkan perbedaan iklim yang mirip, yang menyebabkan pada dataran rendah sampai ke dataran tinggi didiami oleh tumbuhan yang berbeda-beda.

Pada persebaran hewan lebih ditentukan oleh letak/wilayah geografis (zoogeografis). Di bumi, daerah persebaran hewan (zoogeografi) dibedakan menjadi enam lokasi berdasarkan persamaan fauna, yaitu: 1) Palearktik (palearctic) yang meliputi Asia sebelah utara Himalaya, Eropa dan Afrika, dan Gurun Sahara sebelah Utara, 2) Nearktik (nearctic) yaitu Amerika Utara, 3) Neotropis (neotropical) yaitu Amerika Selatan bagian tengah, 4) Oriental meliputi Asia dan Himalaya bagian Selatan; 5) Etiopia (ethiopian) yaitu Afrika, dan 6) Australia (australian) meliputi Australia dan pulau-pulau sekitarnya.