Asal Usul kehidupan

Asal Usul kehidupan

kehidupan sekitar. dimana telah kita ketahui bahwa zaman modern ini mahluk hidup khususnya manusia telah mempelajari berbagai macam ilmu pengetahuan alam. Akan tetapi pada tahap pembelajarannya manusia selalu mendapatkan maslah dan perbedaan pendapat mengenai sesuatu yang ditelitinya. dalam hal ini adalah meneliti  asal usul kehidupan, sejak berabad-abad tahun yang lalu sampai sekarang belum ada seorangpun yang berhasil memecahkan masalah bagaimana asal kehidupan di bumi ini. Banyak teori atau faham yang diajukan, tapi sampai sekarang belum memberikan jawaban yang memuaskan. Usaha manusia untuk mengetahui bagaimana dan darimana asal kehidupan sudah dimulai sejak jaman Yunani kuno, tetapi kebanyakan hanya berupa mitos.

Beberapa teori yang pernah diajukan untuk menjawab permasalahan tersebut diantaranya adalah:

1. Teori Ciptaan , teori ini mengemukakan bahwa kehidupan yang ada di planet diciptakan oleh Tuhan. Bumi yang dicipta Tuhan pada masa lalu sampai sekarang mempunyai ciri yang tidak berubah. Mereka mengungkapkan teori ini berdasarkan atas kejadian-kejadian gaib yang pernah dilihatnya. Kejadian gaib tersebut dianggap sebagai ciptaan Tuhan , seperti halnya bumi dan kehidupan yang ada di didalamnya juga diciptakan oleh-Nya.
2. Teori Kreasi Khas (Special Creation) : menyatakan bahwa kehidupan diciptakan oleh suatu zat supranatural
3. Teori Mantap : menyatakan bahwa kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)
4. Teori Kosmozoan, teori ini mengemukakan bahwa kehidupan di bumi diperkirakan berasal dari ruang angkasa. Hal yang mendasari teori ini adalah peyelidikan bahwa bahan yang terdapat pada batu meteor maupun vartu komet yang jatuh ke bumi mengandung banyak molekul organic sederhana , misalnya cyanogens , asam hidrocyanida.molekul-molekul organic tersebut tatkala jatuh ke bumi menjadi benih kehidupan.
   Menurut teori ini bukan hanya di bumi saja yang timbul kehidupan. Kehidupan dapat timbul sekali atau bebrapa kali di berbagai bagian galaksi dalam waktu yang berbeda.
5. Teori Generatio Spontanea : menyatakan bahwa makhluk hidup tercipta secara mendadak (spontan), dikemukakan olek Aristoteles ( 384-322 SM ).atau eori abiogenesis : menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda tak hidup. (Teori ini sering rancu dengan Generatio Spontanea, sehingga sering dikatakan bahwa menurut teori Abiogenesis makhluk hidup berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan. Sebenarnya ini dua teori yang berbeda)
6. Teori  Biogenesis : menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya
7. Teori Naturalistik/Evolusi  Organik/Neoabiogenesis/Oportunistik : menyatakan bahwa kehidupan tercipta melalui proses evolusi kimia dan evolusi biologiberdasarkan pada konsep biologi modern.

Asal-usul kehidupan

Teori Abiogenesis

Teori yang dikemukakan Aristoteles ini menyatakan bahwa makhluk hidup tercipta dari benda tak hidup yang berlangsung secara spontan (generatio spontanea). Misalnya cacing dari tanah, ikan dari lumpur, dan sebagainya. Teori ini dianut oleh banyak orang selama beberapa abad.

Aristoteles (384-322 SM), adalah seorang filsuf dan tokoh ilmu pengetahuan Yunani Kuno. Sebenarnya dia mengetahui bahwa telur-telur belut  yang menetas akan menjadi belut  yang sifatnya sama seperti induknya. Telur-telur tersebut merupakan hasil perkawinan dari induk-induk ikan. Walau demikian, Aristoteles berkeyakinan bahwa ada belut  yang berasal dari Lumpur.

Menurut penganut paham abiogenesis, makhluk hidup tersebut terjadi begitu saja secara spontan. Itu sebabnya, teori abiogenesis ini disebut juga generation spontanea. Bila pengertian abiogenesis dan generation spontanea digabung, maka konsepnya menjadi: makhluk hidup yang pertama kali di bumi berasal dari benda mati / tak hidup yang terjadinya secara spontan (sebenarnya ini adalah dua teori yang berbeda, tetapi orang sudah kadung salah kaprah).

Gambar 9.1. Mikroskop yang dibuat Antonie Van Leeuwenhoek

Paham abiogenesis bertahan cukup lama, yaitu semenjak zaman Yunani Kuno (ratusan tahun sebelum Masehi) hingga pertengahan abad ke-17, dimana Antonie Van Leeuwenhoek menemukan mikroskop sederhana yang dapat digunakan untuk mengamati makhluk-makhluk aneh yang amat kecil yang terdapat pada setetes air rendaman jerami. Oleh para pendukung paham abiogenesis, hasil pengamatan Antonie Van Leeuwenhoek ini seolah-olah memperkuat pendapat mereka tentang abiogenesis. Hasil pengamatan Anthoni ditulisnya dalam sebuah catatan ilmiah yang diberi judul “Living in a drop of water“. Tokoh lain pendukung teori ini adalah John Needham.

Teori Biogenesis

Teori ini bertentangan dengan teori abiogenesis, karena menganggap bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup yang sudah ada sebelumnya. Tiga tokoh terkenal pendukung teori ini adalah Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur.

1. Francesco Redi

Redi merupakan orang pertama yang melakukan eksperimen untuk membantah teori abiogenesis. Dia melakukan percobaan dengan menggunakan bahan daging segar yang ditempatkan dalam labu dan diberi perlakuan tertentu.

• Labu I    :  diisi daging segar dan dibiarkan terbuka
• Labu II   :  diisi daging segar dan ditutup dengan kain kasa
• Labu III  :  diisi daging segar dan ditutup rapat

Ketiga labu diletakkan di tempat yang sama selama beberapa hari. Hasilnya adalah sebagai berikut:

• Labu I    :  dagingnya busuk, banyak terdapat belatung
• Labu II   :  dagingnya busuk, terdapat sedikit belatung
• Labu III  :  dagingnya tidak busuk, tidak terdapat belatung

Menurut Redi belatung yang terdapat pada daging berasal dari telur lalat. Labu ke III tidak terdapat belatung karena tertutup rapat sehingga lalat tidak bisa masuk. Sayangnya, meskipun tertutup rapat ternyata pada labu tersebut bisa muncul belatung. Ini disebabkan karena Redi tidak melakukan sterilisasi daging pada disain percobaannya.

Gambar 9.2. Percobaan  Francesco Redi

2. Lazzaro Spallanzani

Spallanzani juga melakukan percobaan untuk membantah teori abiogenesis, tetapi menggunakan bahan kaldu. Disainnya sebagai berikut:

• Labu I   : diisi kaldu lalu dipanaskan dan dibiarkan terbuka
• Labu II  : diisi kaldu, lalu ditutup dengan gabus yang disegel dengan lilin, kemudian dipanaskan

Setelah dingin kedua labu diletakkan di tempat yang sama. Beberapa hari kemudian hasilnya sebagai berikut.

• Labu I   : berubah busuk dan keruh, banyak mengandung mikroba (bakteri)
• Labu II  : tetap jernih, tidak mengandung mikroba

Menurut Spallanzani mikroba yang tumbuh dan menyebabkan busuknya kaldu berasal dari mikroba yang beraada di udara. Pendukung paham abiogenesis keberatan dengan disain Spallanzani karena menurut anggapan mereka, labu yang tertutup menyebabkan gaya hidup (elan vital) dari udara tidak dapat masuk, sehingga tidak memungkinkan munculnya makhluk hidup (mikroba).

Gambar 9.3.Percobaan  Lazzaro Spallanzani

3. Louise Pasteur

 Pasteur menyempurnakan percobaan Redi dan Spallanzani. Ia menggunakan kaldu dalam labu yang  disumbat dengan gabus. Selanjutnya gabus tersebut ditembus dengan pipa berbentuk leher angsa (huruf S), kemudian dipanaskan. Setelah dingin dibiarkan beberapa hari kemudian diamati. Ternyata air kaldu tetap jernih dan tidak ditemukan mikroba.

Disain pipa yang berbentuk leher angsa tersebut memungkinkan masuknya gaya hidup dari udara, tetapi ternyata tidak didapati makhluk hidup dalam kaldu. Menurut Pasteur, mikroorganisme yang tumbuh dalam kaldu berasal dari udara. Mereka tidak bisa masuk karena terhambat oleh bentuk pipa. Hal ini bisa dibuktikan bila labu dimiringkan sedemikian rupa sehingga kaldu mengalir melalui pipa dan menyentuh ujung pipa, ternyata beberapa hari kemudian menyebabkan busuknya kaldu.

Dengan demikian Pasteur telah membuktikan bahwa teori biogenesislah yang benar. Muncullah ungkapan :

“ omne vivum ex ovo, omne ovum ex vivo, omne vivum ex vivo”

yang artinya: makhluk hidup berasal dari telur, telur berasal dari makhluk hidup, makhluk hidup berasal dari makhluk hidup.

Gambar 9.4. Percobaan Louise Pasteur

Teori Evolusi Organik

Louise Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis dan mengukuhkan teoribiogenesis. Tetapi ia belum berhasil menjelaskan kapan dan darimana sel yangpertamakali terbentuk. Para ahli seperti Alexander Ivanovich Oparin dari Rusia, Harold Urey dan Stanley Miller dari Amerika yang pertamakali mengajukan hipotesa tentang terbentuknya sel hidup yang pertama berdasarkan konsep biologi modern, terutama biokimia.

Gambar 9.4. Percobaan Harold Clayton Urey

KONDISI AWAL MULA KEHIDUPAN

Mengenai teori terbentuknya bumi dan planet-planet lain ada dua teori yang terkenal yaitu teori kabut asal (nebula) dan teori dentuman besar (big bang).Teori nebula menyatakan bahwa bermilyar tahun yang lalu bintang-bintang di angkasa yang tidak stabil meledak. Debu dan gas hasil ledakan ini lalu membentuk kabut yang disebut kabut asal (nebula). Kabut asal kemudian memadat lalu meledak, menghasilkan bintang dan planet baru termasuk bumi.

Bumi pada mulanya diperkirakan berupa gumpalan gas dan debu yang tersusun dari berbagai unsur seperti oksigen, nitrogen, karbon, silikon, besi, nikel, dan aluminium. Unsur-unsur tersebut kemudian mencair. Unsur yang lebih berat mengendap dan yang ringan akan membentuk atmosfir. Kondisi saat itu diperkirakan amat panas dengan suhu 40000 C – 80000 C. Ketika mulai mendingin, karbon dan beberapa logam mengembun dan membentuk inti bumi, sedangkan permukaannya mungkin gersang, tandus, dan tidak datar. Oleh kegiatan vulkanik permukaan bumi yang masih lunak itu bergerak dan berkerut terus menerus, dan ketika mendingin kulit bumi tampak berlipat dan pecah.

Keadaan atmosfer juga berbeda dengan keadaan atmosfer sekarang. Gas ringan seperti hidrogen, helium, nitrogen, oksigen, dan argon lepas meninggalkan bumi karena medan gravitasi bumi yang sebagian mengembun itu tidak dapat menahan gas tersebut. Namun senyawa sederhana yang mengandung unsur tersebut di atas ditahan, seperti air dalam bentuk uap, amonia, hidrogen, dan metana. Ketika suhu turun di bawah 1000 C berlangsunglah proses pendinginan, air di atmosfer mengembun dan hujan turun, akhirnya terbentuklah sungai yang mengandung mineral yang larut dari lapisan bumi menuju ke laut.

EVOLUSI KIMIA

Dalam kondisi awal bumi seperti di atas Alexander Ivanovich Oparin mengajukan hipotesis, bahwa pada atmosfer purba bumi waktu itu terdapat senyawa air (H2O), hidrogen (H2), amonia (NH3), dan metana (CH4). Dengan bantuan energi yang ada pada saat itu misalnya energi panas bumi, sinar matahari, sinar ultra violet, sinar kosmis, maupun loncatan petir, menyebabkan bahan-bahan tersebut terurai dan terbentuklahmolekul-molekul organik. Molekul organik yang terbentuk terkumpul pada permukaan perairan baik laut, danau, sungai, maupun kolam. Kumpulan bahan organik yang terdapat di perairan tersebut dinamakan sup purba atau sup primordial. Di sinilah diperkirakan tempat kehidupan pertamakali muncul.

Meskipun telah mengajukan hipotesis, tetapi Oparin tetap berpendapat sangat sulit mempertimbangkan mekanisme transformasi molekul organik sebagai benda tak hidup ke benda hidup. Percobaan yang dilakukan A.L. Herrera untuk membuktikan hipotesis Oparin, menghasilkan asam amino dan suatu pigmen. Tetapi seperti halnya Oparin, dia gagal mengkorelasikan pendapatnya dengan masalah asal mula terjadinya kehidupan.

Mirip dengan hipotesis yang diajukan Oparin, seorang ahli kimia Amerika, Harold Clayton Urey, menyatakan bahwa pada suat saat atmosfer bumi kaya akan molekul metana, hidrogen, uap air, dan amonia. Karena pengaruh radiasi sinar kosmis dan aliran listrik halilintar terjadilah reaksi yang menghasilkan zat hidup. Menurut Urey zat hidup pertama tersebut selama berjuta-juta tahun mengalami perkembangan menjadi berbagai jenismakhluk hidup seperti sekarang ini.

Stanley Miller, mahasiswa Urey di Chicago University, merancang alat yang digunakan untuk membuktikan hipotesis Urey. Ke dalam alat yang diciptakannya Miller memasukkan gas hidrogen, metana, amonia, dan air, kemudian dipanaskan selama seminggu sehingga gas-gas tersebut dapat bercampur di dalamnya. Sebagai pengganti energi listrik halilintar, ia mengaliri perangkat tersebut dengan loncatan listrik tegangan tinggi. Berberapa waktu kemudian dilakukan pemeriksaan terhadap air yang tertampung, ternyata terdapat senyawa organik sederhana seperti asam amino, adenin, dan gula sederhana seperti ribosa.

Eksperimen Miller tersebut banyak dikaji ulang oleh para ahli lain dan ternyata memberikan hasil yang lebih mantap. Bila ke dalam perangkat tersebut dimasukkan senyawa fosfat, ternyata dapat dibentuk ATP. Lembaga penelitian lain menyatakan dalam percobaannya dapat dihasilkan nukleotida yang merupakan penyusun utama DNA dan RNA yang berfungsi mengendalikan aktivitas sel dan penurunan sifat.

Evolusi Biologi

Miller telah membuktikan bahwa interaksi antar metana, amonia, air, dan hidrogen, ternyata membentuk asam amino yang merupakan substansi dasar sel hidup. Dengan demikian teori evolusi kimia telah berhasil dibuktikan secara eksperimental. Akan tetapi sampai sekarang belum diketahui bagaimana proses munculnya sel hidup yang pertama. Namun demikian para ahli sepakat menyusun skenario sebagai berikut:

Bahan organik yang terdapat di perairan (sup purba) akan saling berinteraksi membentukmakromolekul. Ini dibuktikan oleh Sydney W. Fox dengan mencampur berbagai asam amino dan juga berbagai monomer atau subunit seperti glukosa dan kemudian memanaskannya. Ternyata makromolekul-makromolekul memang dapat terbentuk. Makromolekul yang telah terbentuk cenderung membentuk agregat atau koaservat. Koaservat berbentuk bulatan atau tetesan kecil di dalam air dan dibatasi dari medium luarnya oleh lapisan membran tipis. Fox dalam percobaannya juga menunjukkan bahwa molekul protein yang terbentuk dengan pemanasan juga membentuk koaservat. Koaservat-koaservat memiliki membran yang memisahkannya dari medium di sekelilingnya. Bahkan Fox juga menunjukkan bila koaservat tersebut dimasukkan de dalam larutan yang hipertonik, mereka akan menyusut. Ini menunjukkan bahwa koaservat mempunyai sifat dapat melakukan osmosis seperti halnya sel hidup.

Tahapan dalam evolusi kehidupan menurut hipotesis Oparin: 1. Bumi primitif. Atmosfir mengandung hidrogen, air, metana dan amonia. 2. Sintesis dari campuran organik sederhana: alkohol, gliserin, asam organik, purin, dan pirimidin. 3. Sintesis dari makromeolekul: karbohidrat, lemak, protein, enzim, nukleotida, dan asam nukleat. 4 Gabungan dari berbagai makromolekul membentuk partikel-partikel besar dan kompleks. 5. Membran membungkus organisme-organisme heterotrof primitif yang melakukan fermentasi. 6. Permulaan duplikasi dan reproduksi molekular. 7. Fotosintesis dan respirasi.

Koaservat satu dengan yang lain lalu berinteraksi membentuk koaservat yang lebih besar. Ini memungkinkan terbentuknya berbagai campuran molekul-molekul berbeda di dalam satu koaservat. Terbentuknya membran primitif akan disusul oleh terbentuknya membran yang sesungguhnya. Membran tersebut akan melindungi makromolekul-makromolekul yang ada di dalamnya. Disamping itu juga mendekatkan antar molekul tersebut agar dapat lebih mudah berasosiasi atau meningkatkan kesempatan mereka melakukan reaksi-reaksi kimia.

Koaservat dengan membran akan berkembang menjadi lebih kompleks bila di dalam reaksi kimia selanjutnya dapat membentuk asam nukleat yang dapat memegang peranan penting dalam pengendalian aktivitas koaservat, termasuk kegiatan pembentukan keturunan yang harus memiliki struktur dan komposisi molekul-molekul yang  sama dengan koaservat induknya. Fase inilah yang dianggap sebagai tahap sel hidup pertama (sel primitif).

Transformasi bahan organik hasil evolusi kimia menjadi sel hidup yang pertama, berlangsung melalui evolusi biologi, dan berlangsung sampai sekarang hingga tercipta seluruh makhluk hidup yang ada saat ini.