Asal Usul Kelompok Hewan (Perkembangan Keanekaragaman Vertebrata)

Menurut Campbell (2003), para ahli palaentologi telah menemukan fosil invertebrate yang menyerupai cephalochordate di Kanada. Fosil tersebut diperkirakan berusia 545 juta tahun, atau sekitar 50 juta tahuan lebih tua dibandingkan dengan vertebrata tertua yang telah diketahui. Banyak ahli biologi berpendapat bahwa nenek moyang vertebrata adalah hewan yang makan dengan mengambil suspensi, mirip dengan cephalochordate, dan memiliki keempat cirri dasar chordata yaitu notokord, tali saraf dorsal berlubang, celah faring, dan ekor pascaanus yang berotot.

Chordata dan vertebrata mungkin telah berevolusi dari leluhur sesil yang sama. Perubahan gen yang mengontrol perkembangan dapat mengubah waktu terjadinya perkembangan, seperti pematangan gonad. Perubahan ini menyebabkan gonad matang pada fase larva sebelum metamorfosis. Jika kondisi ini benar, maka perubahan tersebut menyebabkan hilangnya tahapan metamorfosis.

Vertebrata masih mempertahankan karakteristik chordate primitive tetapi memiliki spesialisasi tambahan, yaitu ciri-ciri yang diturunkan dan dimiliki bersama yang membedakannya dari chordate invertebrata. Umumnya ciri-ciri tersebut terkait erat dengan ukuran besar dan gaya hidup yang aktif. Menurut Campbell (2003), subfillum vertebrata memiliki empat karakteristik khas yaitu pial neural (neural crest), sefalisasi (chephalization) yang nyata, tulang punggung, dan system sirkulasi tertutup.

Asal-Usul Kelompok Hewan (Pengelompokan Deuterostomia)

Telah dikemukakan sebelumnya bahwa hewan bertubuh simetri bilateral (bilateria) terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu Deuterostomia dan Protostomia. Pembagian ini didasarkan pada pola pembentukan embrio di awal perkembangan janin. Kata “deuterostomia” berasal dari bahasa yunani yang berarti “mulut belakangan”. Istilah ini berasal dari perilaku sel pada saat pembentukan embrio. Pada masa-masa awal pembentukan embrio, ketika si janin masih terdiri dari beberapa ratus sel dan berbentuk bola, di salah satu sisi embrio akan timbul suatu tonjolan dan belahan. Dari belahan ini, yang membentuk lubang, sebagian sel akan migrasi ke dalam bola dan membentuk lapisan “dalam” tubuh. Akibat dari proses ini akan terbentuk rongga tubuh (coelom), yang disebutkan di awal artikel ini.

Pada hewan deuterostom, “lubang” tempat masuk dan migrasinya sel-sel ini disebut blastopore. Blastopore selanjutnya b   erkembang dan berfungsi menjadi anus (dan rongganya menjadi rongga dalam tubuh/saluran pencernaan). Mulut akan terbentuk “belakangan”, yaitu ketika pembentukan rongga berlanjut hingga terbentuklah lubang kedua di sisi lawan dari lubang blastopore ini. Itulah sebabnya hewan-hewan yang memiliki pola perkembangan embrio awal seperti ini, dinamakan “mulut belakangan”, karena pertama-tama yang terbentuk adalah anus, dan mulut terbentuk kemudian atau “belakangan”. Sebaliknya, pada hewan Protostomia, lubang blastopore justru akan menjadi mulut, dan lubang di sisi berlawanan yang terbentuk belakangan akan menjadi anus.

Asal-usul Kelompok Hewan

Dalam awal pengelompokan makhluk hidup, semua hewan baik yang uniseluler maupun yang multiselular, dikelompokan dalam kerajaan hewan atau Regnum Animalia. Kemudian, Regnum Animalia ini dibagi-bagi lagi menjadi sekitar 30 kelompok besar hewan, yang dibagi berdasarkan “bodyplan /bauplane“. Kelompok besar ini disebut “phylum” (jamak: phyla).

Hubungan kekerabatan/filogeni hewan. (A) Diagram pohon kekerabatan berdasarkan morfologi dan embriologi (pola pandang “klasik”); (B) Diagram kekerabatan berdasarkan penanda molekuler (pola pandang “modern).

Penggunaan Filogeni dalam Biosistematika

Pengelompokan mahluk hidup (biosistematika) dilakukan atas dasar dengan memiliki ciri-ciri / keunikan yang sama. Misalnya, kucing dikelompokan bersama kucing, yang disebut sebagai spesies kucing. Lalu, kelompok kucing ini dikelompokan lagi bersama dengan kelompok anjing dan kelompok beruang yang kemudian disebut sebagai ordo caniformia, atau kelompok hewan pemakan daging. Proses pengelompokan ini disebut sebagai “klasifikasi”. Sedangkan hubungan filogenetik/kekerabatan adalah hubungan antara suatu mahluk hidup dengan orang-tuanya, seperti hubungan silsilah. Jika dirunut silsilah hingga ke masa silam, dapat dicapai nenek-moyang suatu mahluk hidup. Jika terus dirunut sedemikian jauh ke masa silam, mungkin bisa merunut seluruh mahluk hidup/kelompok besar mahluk hidup (seperti berbagai jenis hewan), dan mencapai/menginferensi nenek moyangnya. Hubungan antara klasifikasi dan filogenetik akan dijelaskan dibawah.

Pengklasifikasian mahluk hidup umumnya menggunakan beberapa parameter yang dijadikan sebagai “penanda” kemiripan anggota dalam kelompok tersebut. Penanda tersebut umumnya berupa ciri-ciri yang dapat dilihat dari luar, meliputi bentuk tubuh/morfologi, fisiologi, tingkah laku, habitat, dan lain-lain. Contohnya, dalam kelompok kucing kita melihat adanya taring, kuku yang bisa ditarik masuk, suara mengeong, dan sebagainya.

Dalam biologi kontemporer, seringkali untaian DNA juga dipakai sebagai penanda pengklasifikasian. Dalam setiap mahluk hidup pasti terdapat DNA, yang merupakan zat pembawa keturunan. Karena setiap mahluk hidup itu berasal dari nenek-moyang yang sama, seringkali banyak dijumpai gen yang sama pada mahluk yang berbeda. Misalnya, gen pax6 ditemukan pada lalat, tikus, dan manusia, dan bahkan mempunyai fungsi yang sama dalam pembentukan mata. Walaupun nenek-moyangnya sama dan gen yang sama digunakan, akan tetapi karena waktu berevolusinya sudah sangat lama/terpisah jauh, tetap saja akan terdapat mutasi-mutasi dalam gen tersebut (khususnya pada bagian yang tidak krusial) yang menyebabkan untaian DNA-nya berbeda. Perbandingan gen-gen inilah yang digunakan sebagai penanda dalam pengklasifikasian mahluk hidup metode pengklasifikasian makhluk hidup dengan menggunakan penanda untaian DNA disebut marker molekuler.

Pelacakan Filogeni Makhluk Hidup

Filogeni berasal dari bahasa Yunani yaitu phylon yang berarti suku, dan genesis yang berarti asal mula. Secara terminologi, filogeni diartikan sebagai sejarah evolusi spesies atau kelompok spesies yang berkerabat dekat (Campbell dkk., 2003). Dalam upaya pengkajian asal-usul spesies makhluk hidup para ilmuan mengacu pada asumsi berdasarkan hasil temuan baik dalam bentuk fosil maupun dalam bentuk molekuler.

Makroevolusi adalah kriteria yang mengisahkan peristiwa-peristiwa utama dalam sejarah kehidupan sebagaimana diperlihatkan oleh catatan fosil. Evolusi pada skala yang sangat besar ini mencakup asal mula rancangan baru, seperti rahang vertebrata, postur tegak pada manusia, peningkatan ukuran otak pada mamalia, ledakan diversifikasi kelompok organisme tertentu setelah beberapa terobosan evolusi, dan kepunahan massal. Untuk mempelajari urutan-urutan perkembangan yang ada, para ilmuan biologi melakukan penelusuran terhadap filogeni makhluk hidup yang ada saat ini dan saling berkerabat dekat.

Pada awalnya para ilmuwan melakukan pelacakan filogeni dalam bentuk catatan fosil (fossil record) dengan karakteristik morfologi. Namun, seiring dengan perkembangan teknologi pelacakan filogenetik dapat dilakukan dengan teknik pemeriksaan molekul (mollecular marker).