Evolusi

Penggolongan hidupan

Apabila mengkaji hidupan, ahli biologi mendapat bahawa setiap jenis haiwan dan tumbuhan tergolong kepada kelompok sama ciri. Contohnya, semua serangga adalah bersaudara kerana berkongsi struktur badan yang serupa, iaitu ada enam batang kaki, badan luaran yang keras (rangka luar), mata yang berbilang-bilang kebuk, dan sebagainya. Ahli biologi menerangkan secara teori evolusi, bahawa semua serangga adalah keturunan sekelompok haiwan yang pernah hidup lama dahulu, yang mana struktur badan asas kekal sama tetapi sifat-sifat terperincinya (enam kaki dsb) berubah. Serangga masa kini kelihatan berbeza kerana banyak mengalami perubahan dalam pelbagai aspek; inilah evolusi namanya.

Fosil sebagai bukti evolusi

Inilah satu contoh bukti evolusi melalui fosil: terjumpanya fosil terlama bagi kuda prasejarah yang berusia kira-kira 52 juta tahun. Kuda prasejarah ini merupakan binatang kecil yang ada berjari lima pada kaki depan dan berjari empat pada kaki belakangnya. Kawasan hutan lebih luas ketika itu berbanding masa kini. Oleh itu, kuda prasejarah yang hanya sebesar anjing ini hidup di kawasan hutan, dengan memakan dedaun, kekacang dan buah-buahan dengan giginya yang ringkas.
Kira-kira 30 juta tahun dahulu, Bumi mula menjadi semakin dingin dan kering. Kawasan hutan semakin berkurangan dan memberi laluan kepada perluasan padang rumput, maka berubahlah rupa bentuk dan sifat kuda yang beralih kepada rumput sebagai makanan, bertumbuh semakin besar, dan berlari lebih pantas kerana perlunya menyelamatkan diri daripada pemangsa yang juga semakin pantas. Bentuk giginya juga berubah kerana pengunyahan rumput cepat menghauskan gigi. Akhirnya, terbentuknya kuda moden hasil evolusi, yang giginya tumbuh sepanjang hayat, berjari tunggal yang berkuku telapuk, berkaki panjang untuk mempercepatkan perlarian, dan badan yang cukup besar dan kuat untuk hidup dalam kawasan lapang. Memandangkan kebanyakan fosilnya dijumpai di Amerika Utara, maka nyatalah bahawa kuda yang kita kenali berasal dari benua itu juga. 
Oleh itu, adalah nyata bahawa perubahan telah berlaku secara beransur-ansur sepanjang masa yang lama, dan perubahan sedemikianlah yang dijelaskan oleh teori evolusi.

Organisme

Organisme bersinonim dengan hidupan, lebih-lebih lagi segala aneka jenis hidupan di dunia, baik bakteria, arkea, kulat, tumbuh-tumbuhan, mahupun pelbagai jenis haiwan termasuk manusia. Para saintis yang mengkaji evolusi berminat untuk memerhati perubahan segala jenis organisme.

Spesies

Semua haiwan dan tumbuhan yang sejenis tergolong dalam spesies yang sama. Kebanyakan spesies diberikan nama am, contohnya harimau, dan nama saintifik. Harimau diberi nama saintifik Panthera tigris dan tergolong dalam famili Felidae (kucing), jadi nyatalah rupanya seperti kucing gergasi. Namun demikian, harimau hanya mengawan sesama harimau, dan kucing hanya mengawan sesama kucing; begitulah ujian spesies yang teringkas. Menurut Charles Darwin, persoalan asas evolusi ialah: Bagaimanakah spesies berevolusi? Inilah sebabnya buku ternamanya berjudul On the Origin of Species (Asal-Usul Spesies).

Variasi

Semua benda hidup memiliki variasi. Setiap populasi yang pernah dikaji menunjukkan bahawa haiwan dan tumbuhan banyak kelainannya seperti manusia. Inilah lumrah alam teragung yang diperlukan untuk melakukan evolusi. Mengikut kata-kata Darwin, seperti mana manusia memilih sifat-sifat haiwan ternakan yang dikehendakinya, dalam alam semula jadi, kelainan-kelainan ini membolehkan terlaksananya pemilihan semula jadi.
Gambar foto ahli-ahli keluarga yang sebaya usianya boleh menunjukkan betapa berbezanya sesama mereka walaupun sedikit sahaja. Inilah lumrah evolusi, yang mana setiap orang memiliki peranggu gen yang sedikit berlainan daripada orang-orang lain, kecuali kembar seiras yang sama pembentukan genetiknya. Selain itu, sememangnya setiap orang menjalani kehidupan yang berbeza daripada, dan inilah yang membesarkan jurang perbezaan antara manusia. 
Variasi genetik dijadikan lagi oleh mutasi gen. DNA tidak semestinya bersalin sebulat-bulatnya, sebaliknya berlakunya juga perubahan yang jarang sekali tetapi boleh diwarisi. Kebanyakan perubahan dalam DNA menimbulkan kecacatan ataupun kelainan ketara yang tidak semestinya berbahaya, tetapi adakalanya memberi kelebihan berbanding hidupan seumpamanya yang normal. Inilah yang membangkitkan variasi genetik, iaitu benih kepada kejadian evolusi. Pembiakan seks melalui persilangan kromosom ketika proses meiosis, menyebarkan variasi ke seluruh populasi. Namun begitu, variasi boleh dikurangkan oleh kejadian-kejadian lain seperti pemilihan semula jadi dan hanyutan. Oleh itu, sesebuah populasi hidupan liar sentiasa ada variasi, cuma butirannya sentiasa berubah.

Generasi

"Generasi" ialah perkataan yang digunakan untuk menghuraikan bagaimana ciri-ciri diwarisi atau diturunkan menerusi sekeluarga. Generasi ialah sekumpulan hidupan yang duduk dalam searas yang tertentu dalam salasilah keluarga. Satu orang bersama adik-beradiknya membentuk satu generasi yang diturunkan oleh ibu bapanya yang berasal dari satu generasi yang sebelumnya. Ibu bapanya itu juga diturunkan oleh datuk nenek yang berasal dari satu generasi yang terdahulu lagi.

Adaptasi

Adaptasi ialah salah satu fenomena yang terpenting dalam ilmu biologi. Melalui proses adaptasi, sesuatu hidupan lebih berupaya menyesuaikan dirinya dengan habitatnya. 
Adaptasi selalunya dibincangkan sebagai apa-apa yang memmudahkan kemandirian sesuatu haiwan atau tumbuhan. Contohnya, adaptasi gigi kuda untuk mengunyah rumput seperti yang dibincangkan tadi. Cara-cara adaptasi yang lain termasuk penyamaran dan kemimikan. Hidupan mana yang lebih tersesuai adalah yang lebih mampu bermandiri dan membiak dengan betul. Begitulah proses yang dikenali sebagai pemilihan semula jadi yang merupakan punca asas perubahan evolusi.

Pewarisan

Ciri-ciri seseorang ada dua jenisnya, iaitu ciri-ciri yang diwarisi daripada ibu bapanya, dan ciri-ciri yang berpunca daripada faktor luaran. Ada ciri-ciri yang diwarisi sepenuhnya, ada yang diwarisi separanya, dan ada juga yang langsung tidak diwarisi.
Warna mata manusia merupakan sifat genetik diwarisi sepenuhnya, manakala ketinggian dan berat badan pula diwarisi separa sahaja, dan bahasa yang dituturkan pula langsung bukan sifat yang diwarisi. Sebagai penjelasan, kebolehan bercakap memang diwarisi, tetapi bahasa mana yang dipelajari tertakluk kepada tempat tinggal dan sukatan pembelajaran yang diterima oleh seseorang.
Evolusi hanya melibatkan ciri-ciri yang boleh diwarisi. Dalam pada itu, ciri-ciri keturunan yang diturunkan dari satu generasi ke generasi seterusnya menerusi maklumat gennya. Gen-gen yang terkandung dalam seseorang ini mengandungi segala ciri-ciri yang boleh diwarisinya dari ibu bapanya; tetapi tidak bagi mana-mana pengalaman yang terserap sepanjang hidupnya.

Evolusi

Sesetengah ahli biologi berhujah bahawa proses evolusi berlaku apabila sifat yang berpunca dari genetik semakin berlebihan atau berkurangan dalam sekelompok organisme. Ada juga yang menerima kemunculan spesies baru sebagai berlakunya evolusi. 
Hidupan-hidupan yang lebih kecil dan ringkas lebih cepat mengalami perubahan berbanding yang lebih besar dan kompleks. Contohnya, kebanyakan bakteria berpenyakit tidak boleh lagi dihapuskan dengan sesetengah ubat antibiotik yang mula-mulanya nyata berkesan ketika diperkenalkan berpuluh-puluh tahun dahulu, tetapi bakteria ini telah berevolusi sehingga tidak lagi terjejas oleh antibiotik yang sama. Ubat-ubat tersebut berjaya menghapuskan semua bakteria, kecuali sebilangan kecil yang menikmati daya tahan. Bakteria bertahan inilah yang menghasilkan generasi bakteria yang seterusnya.

Teori

Secara amnya, proses evolusi terjadi melalui pemilihan semula jadi, iaitu mana-mana hidupan yang paling tersuai dengan persekitarannya selalunya lebih mampu bermandiri dalam perjuangan kewujudan. Hidupan mana yang dapat bertahan akan melahirkan generasi seterusnya dengan mewariskan gen-gennya sekali, kecuali bagi gen-gen hidupan yang tidak membiak. Inilah mekanisme asas yang mengubah bilangan hidupan serta menyebabkan evolusi.

Lamarck

Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829), seorang ahli biologi berbangsa Perancis, berhujah bahawa haiwan berubah mengikut hukum alam. Katanya, haiwan boleh menurunkan sifat-sifat yang diterimanya sepanjang hayat kepada anak-anaknya secara pewarisan. Kini, teorinya ini dikenali sebagai Lamarckisme, dan tujuan utamanya adalah menjelaskan adaptasi secara semula jadi. Beliau berpendapat bahawa setiap hidupan cenderung menjadi lebih kompleks, menaiki tangga kemajuan, tambahan pula mengamalkan hukum "guna dan jarang guna." 
Lamarck berpendapat bahawa leher zirafah menjadi lebih panjang kerana cuba mencapai paras yang lebih tinggi. Bagaimanapun, idea ini tidak diterima lagi kerana tidak dapat diselaraskan dengan konsep baka yang diusahakan oleh Mendel kira-kira setengah abad selepas Lamarck.

Darwin

Charles Darwin (1809–1882) menulis sebuah buku berjudul On the Origin of Species pada tahun 1859, di mana beliau mengemukakan bukti secukupnya bahawa banyak berlakunya proses evolusi. Beliau turut mengusulkan pemilihan semula jadi sebagai cara berlakunya evolusi, tetapi beliau kurang memahami genetik dan cara mewariskan ciri-ciri. Oleh itu, beliau tidak dapat menjelaskan dengan setepatnya bagaimana si anak serupa sebiji dengan ibu bapanya.
Walaupun demikian, penerangan evolusi oleh Darwin adalah tepat pada asasnya. Berbeza dengan Lamark, pandangan Darwin adalah bahawa leher zirafah menjadi lebih panjang kerana leher mana yang lebih panjang, maka lebih berupayanya untuk bermandiri. Zirafah-zirafah yang bermandiri pula menurunkan gen-gennya, lama-kelamaan seluruh ras berleher panjang.

Mendel

Pada pertengahan abad ke-19, Seorang rahib berbangsa Austria bernama Gregor Mendel (1822–1884) menemui cara ciri-ciri tumbuhan diturunkan dari turun-temurun, apabila menguji kaji dengan tumbuhan kacang pis. Pokok pis terdiri daripada yang berbunga putih dan ada yang berbunga merah, dan kacangnya pula ada yang berbenih hijau dan selebihnya berbenih kuning. Mendel melakukan "pendebungaan buatan manusia" untuk membakakan pokok-pokok pisnya. Hasilnya diterangkan dengan lebih lanjut dalam ilmu pewarisan Mendel. Darwin menyangka bahawa pewarisan dari kedua-dua induk teradun bersama. Mendel membuktikan bahawa gen-gen dari kedua-dua induk kekal berasingan dan boleh diturunkan kepada generasi seterusnya.
Sayangnya, Mendel menerbitkan hasil uji kajinya ini dalam sebuah jurnal yang kurang dikenali, maka penemuannnya terabai sehingga akhirnya ditemui sekitar tahun 1900. Rupa-rupanya, bahan-bahan yang bernama gen diturunkan dari induk ke anak. Gen ini merupakan cebisan maklumat yang berfungsi seperti serantaian arahan. Dalam setiap sel hidup terkandungnya seperanggu gen. Gen-gen ini bersama-sama menyusun atur cara sebiji telur berkembang menjadi dewasa. Bagi mamalia dan banyak lagi hidupan seumpamanya, setiap gen disalinkan sekali dari bapa dan sekali lagi dari ibu. Sesetengah hidupan, khususnya beberapa jenis tumbuhan pula, cuma ada satu induk, jadi semua gen-gennya disalin dari satu induk tersebut. Gen-gen inilah yang menghasilkan perbezaan genetik yang menjadi asas evolusi.

Sintesis evolusi moden

Sintesis evolusi moden menerangkan betapa serasinya idea Charles Darwin dengan idea Gregor Mendel yang menemui cara gen diwariskan. Sintesis moden ini mengemas kini idea Darwin, sekaligus merapatkan jurang kefahaman antara pelbagai ahli biologi, termasuk ahli-ahli genetik, naturalisme dan paleontologi.
Ketika teori evolusi dikembangkan, belum jelas lagi sama ada pemilihan semula jadi dan genetik berlaku bersama-sama, sehingga Ronald Fisher menunjukkan bahawa pemilihan semula jadi boleh berkesan untuk mengubah spesies. Sewall Wright menerangkan hanyutan genetik pad tahun 1931.

Gagasan sosial yang mempergunakan evolusi

Sesetengah pihak cuba memperalatkan konsep evolusi untuk mengapi-apikan sentimen perkauman. Sesiapa yang hendak mempertahankan rasisme mendakwa bahawa golongan-golongan tertentu, seperti kaum kulit hitam adalah bertaraf bawahan belaka. Dalam alam semula jadi, ada haiwan yang lebih berdaya tahan berbanding yang lain, oleh itu lebih tersuai dengan keadaan persekitarannya. Bagi manusia pula, iaitu setiap golongan manusia dari berlainan tempat di dunia, segalanya yang boleh dikatakan oleh evolusi adalah setiap kumpulan sepatutnya lebih tersuai dengan persekitaran asalnya. Evolusi tidak menentukan siapa yang lebih baik atau buruk, oleh itu tidak pernah mengatakan bahawa ada golongan manusia yang bertaraf berbanding mana-mana golongan lain.
Lain pula bagi gagasan eugenik, yang mana diperhatikannya dua perkara sejak abad ke-18, iaitu kejayaan para petani membakakan lembu dan hasil tanaman dengan memilih haiwan atau tumbuhan mana yang mampu menghasilkan generasi seterusnya melalui proses pemilihan buatan; dan kenyataan bahawa golongan berkelas bawahan lebih ramai melahirkan anak berbanding golongan atasan. Sesekalipun golongan atasan mencapai darjatnya berasaskan pencapaian, maka kekurangan anaknya itulah yang tidak sepatutnya berlaku. Pembiakan yang lebih cepat di kalangan kelas bawahan pula akan mengakibatkan kemerosotan sosial.
Eugenik ialah hendaknya meningkatkan mutu spesies manusia secara pembiakan pemilihan. Nama konsep ini diusulkan oleh Francis Galton, seorang saintis  yang sebenarnya berniat baik. Katanya, perkumpulan gen manusia sewajarnya dipertingkat melalui dasar-dasar pembiakan pemilihan. Ertinya, sesiapa yang dianggap sebagai "bagus" harus diberi ganjaran jika membiak. Akan tetapi, ada pihak lain yang mencadangkan agar sesiapa yang dianggap "tidak bagus" harus menjalani pemandulan wajib, ujian pranatal dan kawalan kelahiran; jika tidak pun terpaksa dibunuh. Masalah ya ialah bagaimana untuk memutuskan ciri-ciri mama harus dipilih. Banyaknya kemahiran berlainan yang boleh dikuasai oleh manusia, sehingga tiadanya sebulat suara mengenai yang mana "bagus" dan yang mana "tak bagus", namun adanya persetujuan mengenai siapa yang tidak wajar membiak. Oleh itu, sesetengah negara telah meluluskan undang-undang yang mewajibkan pemandulan untuk golongan-golongan yang tidak diingini dari tahun 1900 hingga 1940. Setelah berakhirnya Perang Dunia Kedua, kemeluatan masyarakat dunia terhadap kezaliman Nazi telah membatalkan segala cubaan untuk mengamalkan eugenik.
Satu lagi contoh penggunaan gagasan evolusi untuk menyokong tindakan sosial ialah "Darwinisme Sosial", iaitu istilah yang diberi kepada teori Malthusian Whig yang dilancarkan oleh Herbert Spencer pada abad ke-19. Spencer percaya bahawa konsep survival of the fittest boleh dan seharusnya diamalkan dalam perdagangan dan seluruh masyarakat insan. Namun demikian, sesetengah pihak mendakwa bahawa gagasan ini dipergunakan untuk tujuan rasisme dan dasar ekonomi yang kejam. Kini, kebanyakan ahli biologi dan falsafah menyeru agar teori evolusi tidak digunakan untuk tujuan membentuk dasar sosial.

Kontroversi

Tidak kurangnya pihak yang tidak bersetuju dengan gagasan evolusi atas pelbagai sebab, terutamanya sekali pengaruh atau pegangan agama masing-masing. Sesiapa yang tidak bersetuju dengan evolusi selalunya berpegang kepada gagasan kreasionisme atau rekabentuk pintar.
Sungguhpun demikian, evolusi tetap merupakan salah satu teori yang paling cemerlang dalam bidang sains, kerana ramai yang mendapatinya berguna untuk pelbagai jenis usaha penyelidikan. Tiada alternatif kepada evolusi yang boleh menjelaskan sesetengah perkara berkaitan biologi, seperti catatan fosil. Oleh yang demikian, hampir semua saintis tidak meragui evolusi sekalipun.

Evolusi bersama

Evolusi bersama menerangkan yang mana kewujudan satu spesies amat terikat dengan kehidupan satu spesies yang lain. Adaptasi baharu yang berlaku dalam satu spesies sentiasa diikuti oleh perubahan ciri-ciri lain dalam spesies lain itu. Hidup mati setiap hidupan amat berkait rapat, bukan sahaja dengan persekitaran luaran, bahkan juga kehidupan spesies lain. Hubungan sedemikian adalah dinamik dan boleh berterusan selama berjuta-juta tahun lamanya, seperti hubungan antara tumbuhan berbunga dan serangga (pendebungaan).
Kandungan salur makanan, struktur sayap, dan bahagian mulut pada fosil kumbang dan lalat membayangkan serangga-serangga ini merupakan pendebunga terawal. Hubungan antara kumbang dan angiosperma pada awal zaman Batu Kapur membawa kepada keselarian radiasi angiosperma dan serangga sehingga akhir zaman Batu Kapur. Evolusi yang dialami nektari pada bunga akhir zaman Batu Kapur menandakan bermulanya kesalingan hubungan antara himenoptera dan angiosperma.

Pokok kehidupan

Charles Darwin ialah tokoh pertama yang menggunakan metafora "pokok kehidupan" dalam bidang biologi. Salasilah evolusi menunjukkan hubungan antara pelbagai kelompok hidupan, termasuklah data-data DNA, RNA dan analisa protein. Berikut ialah ringkasan salasilahnya untuk kefahaman masa kini.

Altruisme dan pemilihan kelompok

Altruisme, iaitu kesanggupan sesuatu untuk mengorbankan diri demi kebaikan yang lain, diamalkan secara meluas di kalangan haiwan bersosial. Seperti yang pernah diterangkan, generasi seterusnya hanya boleh lahir daripada hidupan yang hidup dan membiak. Sesetengah ahli biologi menyangka ertinya adalah sifat altruisme tidak boleh berevolusi melalui proses pemilihan biasa, sebaliknya diusulkannya "pemilihan kelompok", iaitu gagasan bahawa alel boleh ditetapkan atau disebarkan seluas populasi kerana faedah-faedahnya terhadap kelompoknya tanpa mengira kesan alel kepada kesihatan individu dalam kelompok itu.
Selama berpuluh-puluh tahun, wujudnya keraguan besar mengenai konsep pemilihan kelompok sebagai mekanime evolusi utama.
Pada pokoknya, nampaknya cukuplah mengamalkan pemilihan biasa. Contohnya, jika seorang mengorbankan dirinya demi tiga adiknya, maka bertambahnya pembawaan genetik bagi tindakan tersebut, kerana adik-beradik tersebut berkongsi sepurata 50% pewarisan genetiknya, maka tindakan berkorban itu telah menyebabkan bilangan gen berkenaan semakin banyak untuk generasi seterusnya.  
Altruisme ini kini dilihat semakin menyimpang dari pemilihan biasa. Nota amaran dari Ernst Mayr, dan hasil kerja William Hamilton adalah penting kepada perbincangan ini.

Kegunaan teori evolusi

Pemilihan buatan ialah bidang yang mana manusia memilih hidupan mana yang harus dibakakan berasaskan ciri-cirinya. Manusia telah melakukannya sejak ribuan tahun dahulu untuk tujuan pertanian. Dewasa ini, pemilihan sebegini semakin penting sebagai sebahagian kejuruteraan genetik. Penanda-penanda terpilih seperti ketahanan antibiotik digunakan untuk memanipulasi DNA dalam bidang biologi molekul.