Teori Asal Usul Kehidupan : Evolusi Kimia dan Evolusi Biologi

Teori Asal Usul Kehidupan – Dalam teori evolusi dikatakan bahwa makhluk hidup yang ada sekarang merupakan hasil perubahan dari makhluk hidup sebelumnya. [baca juga: Teori – Teori Evolusi] Namun, bagaimana kehidupan dimulai dan bagaimana bentuk-bentuk kehidupan pertama yang ada di bumi belum terjawab secara pasti karena keterbatasan pengetahuan yang dimiliki oleh manusia. Satu hal yang pasti, pada masa awal terbentuknya makhluk hidup di bumi, belum ada satu pun manusia yang menyaksikannya. Berbagai teori yang diajukan dibuat berdasarkan perkiraan atas berbagai bukti yang ditemukan pada masa sekarang.

Dari sudut pandang evolusi, asal usul kehidupan diduga berasal dari zat-zat anorganik yang secara bertahap mengalami perubahan menjadi makromolekul organik. Proses perubahan tersebut diperkirakan dimulai di lautan.

Menurut teori evolusi, asal usul kehidupan dibedakan menjadi evolusi kimia dan evolusi biologi. Evolusi kimia dimulai dari bereaksinya bahan-bahan anorganik hingga terbentuknya senyawa-senyawa makromolekul sebagai komponen pembentuk sel-sel makhluk hidup. Sementara itu, evolusi biologi dimulai dari terkumpulnya senyawa-senyawa makromolekul di cekungan-cekungan hingga terbentuknya sel-sel primitif.

Asal Usul Kehidupan

Teori Asal Usul Kehidupan

1. Evolusi Kimia

Teori asal usul kehidupan yang pertama adalah evolusi kimia. Dalam evolusi kimia, terjadi suatu reaksi spontan yang akan menghasilkan makromolekul kompleks dari bahan-bahan anorganik sederhana. Reaksi tersebut terjadi secara bertahap di lautan dengan bantuan energi tertentu. Tahap pertama, terbentuk secara spontan molekul organik kecil yang kemudian terakumulasi selama bertahun-tahun. Molekul-molekul tersebut lebih cenderung untuk terakumulasi daripada terurai. Hal iłu disebabkan oleh dua penyebab penguraian, yaitu oksigen bebas dari makhluk hidup, belum ada di bumi. Pada tahap kedua, makromolekul berukuran besar, seperti protein dan asam nukleat terbentuk dari gabungan beberapa molekuł kecil. Selanjutnya, terjadilah interaksi antarmakromolekul tersebut. Kumpulan besar itu membentuk kumpulan yang lebih kompleks dan rumit. Pada akhirnya terjadilah suatu proses metabolisme dan replikasi/ penggandaan. Makromolekuł tersebut kemudian berkembang menjadi struktur seperti sel yang pada saatnya nanti menjadi sel pertama yang sesungguhnya.

Alexander I. Oparin pada pembahasan Teori Asal Usul KehidupanKarena molekul-molekul organik adalah penyusun bahan-bahan pembentuk makhluk hidup, marilah kita pikirkan seperti apa kemungkinan hal itu berasal. Suatu konsep bahwa molekuł organik sederhana, seperti gula, nukleotida, dan asam amino, dapat terbentuk secara spontan dari bahan mentah tak hidup (anorganik) merupakan suatu hipotesis yang pertama kali dikemukakan oleh dua orang ilmuwan pada tahun 1920-an, yaitu A. J. Oparin (gambar di samping), seorang ilmuwan biokimia dan ahli fisiologi tanaman dari Rusia, dan J. B. S. Haldane, seorang ahli fisiologi dan genetika dari Skotlandia. Kedua ilmuwan tersebut secara bebas mengemukakan suatu teori yang memperkirakan bahwa asal usul kehidupan berasal dari laut yang merupakan tempat berkumpulnya zat-zat organik yang disebut “sup purba” (sup organik atau koaservat). Mereka memercayai bahwa hal itu terjadi dalam tiga tahap:

  1. pembentukan molekul-molekul kecil, seperti asam amino, basa organik, dan monosakarida;
  2. pembentukan polimer yang lebih besar, seperti protein, lipid, nukleotida, dan polisakarida;
  3. pembentukan organisme dalam bentuk sel prokariota sederhana dari polimer-polimer.

Seorang mahasiswa biokimia, Stanley Miller, mencoba melakukan suatu percobaan untuk membuktikan kebenaran teori Oparin sebagai bagian karya ilmiahnya untuk mencapai gelar Ph.D. Pada tahun 1935, ilmuwan dari California itu mempersiapkan perangkat (Gambar di bawah) untuk meniru kondisi bumi pertama kali. Kondisi bumi pertama kali diperkirakan berdasarkan analisis atmosfer di planet Jupiter dan Saturnus, yaitu terdapatnya gas metana (CH4), gas amonia (NH3), hidrogen (H2), dan uap air (H2O).

percobaan Stanley Miller pada pembahasan Teori Asal Usul Kehidupan

Untuk membuat suatu gabungan molekul diperlukan sumber energi. Sumber energi di bumi yang diperkirakan mampu melaksanakan sintesis itu ialah radioaktivitas dari sinar ultraviolet matahari, panas dari gunung berapi, dan muatan listrik dari atmosfer. Miller mengawali percobaannya dengan memasukkan air, metana, amonia, dan hidrogen (tanpa oksigen) ke dalam perangkat rancangannya. Campuran ini dibiarkan beredar dengan cara mendidihkannya terus-menerus dan menyuling airnya dengan pendingin (kondensor). Gas hasil penguapan dialirkan masuk ke ruangan yang dilengkapi dua elektrode untuk menimbulkan percikan bunga api listrik terus-menerus. Setelah proses itu berlangsung terus-menerus selama satu minggu, didapatkan beberapa asam amino dan beberapa molekul organik lain, seperti basa adenin dan ribosa monosakarida. Hasil percobaan Miller membuat para peneliti lain memvariasikan prosedurnya dengan memakai campuran substansi berbeda yang diperkirakan ada di atmosfer bumi yang masih primitif serta menggunakan sumber-sumber energi yang lain.

2. Evolusi Biologi

Bagaimana terjadinya asal usul kehidupan? Seperti kita ketahui bahwa suatu bentuk kehidupan yang paling sederhana pun tersusun dari berbagai makromolekul. Kemudian, bagaimana suatu bentuk kehidupan dapat muncul dari “sup purba”?

Oparin memperkirakan bahwa dalam jangka waktu yang lama terjadi akumulasi molekul-molekul organik di laut. Di bawah suatu kondisi tertentu, molekul-molekul organik yang lebih kecil (monomer) akan bergabung membentuk molekul yang lebih besar (polimer). Sintesis molekul-molekul besar (polimerisasi) terjadi pada permukaan tanah liat/ lempung atau batuan. Tanah liat meningkatkan proses polimerisasi karena mengandung ion Zn dan Fe yang berperan sebagai katalis.

Oparin menjelaskan bahwa ketika polimer-polimer, seperti protein dan karbohidrat ataupun protein dan asam nukleat, bercampur dengan air (dalam suatu “sup purba”) akan cenderung bergumpal membentuk massa yang lebih besar. Gumpalan itu terikat oleh kekuatan elektrostatis (positif dan negatif) serta membentuk tetesan. Setiap tetesan terdiri atas kumpulan molekul koloid di bagian dalam yang diselimuti oleh selaput air. Sidney Fox juga menunjukkan bahwa ketika proteinoid bercampur dengan air dingin, akan terbentuk tetesan yang disebut proteinoid mikrosfer (Gambar di bawah). Sejenis tetesan yang Iain terbentuk ketika suatu molekul fosfolipid berada dalam air. Lipid membentuk membran yang berperan sebagai selaput sel primitif untuk menjaga stabilitas gumpalan tadi.

proteinoid mikrosfer pada pembahasan Teori Asal Usul Kehidupan

Lingkungan internal suatu tetesan secara kimiawi berbeda dengan lingkungan luarnya. Bahkan, beberapa di antaranya memperlihatkan metabolisme dasar yang belum sempurna di dalamnya. Keteraturan prosesnya sangat mengagumkan, mengingat komposisinya masih sangat sederhana. Tetesan-tetesan dari “sup purba” itu diperkirakan mengawali munculnya sel primitif protobion (proto = pertama; bion = bentuk kehidupan). Selanjutnya, susunan kimiawi internal masing-masing tetesan itu membentuk kekhasan tersendiri yang jauh berbeda dari lingkungan luarnya.

Pada perkembangan selanjutnya, protobion memperlihatkan bukti bahwa molekul tak hidup telah melakukan lompatan jauh dan menjadi sebuah sel hidup. Sifat molekul air yang khas di sekeliling tetesan menyebabkan selaput air berperan seperti membran. Selaput ini hanya memperbolehkan beberapa molekul untuk masuk dan mengeluarkan molekul-molekul lainnya. Pada suatu saat kemudian, tetesan ini telah mempunyai cara tersendiri untuk mengatur interaksinya dengan molekul lain, misalnya dengan perubahan elektrostatis. Dengan demikian, terjadilah perubahan struktur dalamnya yang sama sekali berbeda secara kimia dari lingkungan luarnya. Hal itu menunjukkan terjadinya metabolisme dasar yang belum sempurna. Keadaannya telah terorganisasi dan teratur secara mengagumkan, mengingat komposisinya relatif sederhana.

Pada saat yang bersamaan, karena terus-menerus mengabsorpsi, tetesan air mengalami pertambahan ukuran dan menjadi lebih khas komposisinya. Setelah mencapai kondisi dan komposisi yang tepat, protobion itu membelah/ pecah atau mengalami fragmentasi. Akhirnya, di bawah pengaruh lingkungan terjadilah proses reproduksi (perbanyakan). Pada perkembangan selanjutnya, sistem asam nukleat ikut berperan dalam pewarisan sifat pada keturunannya.

Tahap-tahap perubahan dari benda tidak hidup menjadi suatu bentuk kehidupan disebut evolusi biologi. Pada dasarnya, sesuatu dapat dikatakan hidup apabila telah melewati tahap terjadinya pertumbuhan, metabolisme, dan reproduksi.

stromatolit pada pembahasan Teori Asal Usul Kehidupan

Tak disangkal lagi, sel pertama yang berkembang ialah prokariota. Batu-batuan di Australia dan Afrika Selatan menunjukkan adanya fosil-fosil mikroskopis sel prokariota dalam jumlah berlimpah. Fosil berumur 3,1 juta sampai dengan 3,4 juta tahun itu merupakan fakta terbentuknya sel-sel yang pertama, disebut stromatolit (Gambar di atas). Gundukan seperti batu itu tersusun atas lapisan- lapisan sel prokariota, umumnya sianobakteria. Beberapa waktu kemudian pengendapan sel-sel tersebut akhirnya menjadi mineral. Stromatolit ditemukan di beberapa tempat, seperti Canadian Great Slave Lake dan The Gunflint Iron Formations sepanjang Danau Superior di AS.

[Baca juga: Teori Evolusi Darwin]

Demikian penjelasan mengenai Teori Asal Usul Kehidupan. Semoga bermanfaat.

Sumber:

Pujiyanto, Sri.(2012). Menjelajah Dunia BIOLOGI 3 Untuk kelas XII SMA dan MA. Platinum: Solo

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *