Asal Usul Kehidupan-Biologi


Asal Usul Kehidupan-Biologi

Biologimu.com. Teori tentang asal usul kehidupan senantiasa berkembang. Aristoteles berteori bahwa mahluk hidup terbentuk secara spontan. Teorinya itu di kenal sebagai teori generatio spontanea. Karena teori itu juga menyatakan bahwa semua mahluk hidup terjadi dari mahluk tak hidup, maka di kenal pula teori abiogenesis. Teori itu di tumbangkan oleh Louis Posteur dengan menyatakan bahwa mahlukhidp berasal dari mahluk hidup yang ada sebelumnya. Selanjutnya selanjutnya Alexander Ivanovich Oparin dan Harold Urey mengemukakan bahwa pada zaman prabiotik terdapat zat-zat anorganik yang berlimpah misalnya uap air, CO2(karbon dioksida), CH4(metana), dan H2O (hydrogen). Zat anorganik tersebut terbentuk menjadi asam amino karena energy listrik dari petir.

Kehidupan pertama di bumi diduga terjadi sekitar 4 milyar tahun yang lalu. Di atmosfer terdapat gas-gas karbon dioksida, metahnna, uap air, dan hydrogen, yang beraksi secara spontan karena energy petir membantuk zat-zat organik.kehidupan pertamakali terjadi di laut, berupa organisme bersel satu. Selanjutnya, organisme bersel satu berevolusi membentuk mahluk hidup bersel banyak, dari mahluk hidup tingkat rendah ke mahluk hidup tingkat tinggi, dari mahluk hidup dari lingkungan air ke mahluk hidup yang hidup di lingkungan darat.


A. Teori Asal Usul Kehidupan 

Berdasarkan fosil dan perhitungan yang teliti, di duga kehidupan muncul di bumi sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Para ahli berteori, bahwa kehidupan itu terbentuk melalui suatu proses evolusi. Evolusi adalah suatu perubahan yang terjadi secara berangsur-angsur dan perlahan-lahan dalam waktu jutaan dan bahkan bermiliyar-miliyar tahun lamanya.

Teori Terbentuknya Bumi

Ada beberapa teori tentang terjadinya bumi dan benda-benda langit lainnya, anatra lain teori kabut (nebula) dan teori big bang.
  • Teori kabut menyatakan bahwa bintang-bintang di angkasa meledak. Hasil ledakan yang berup[a debu dan gas membentuk kabut. Kabut ini di sebut kabut asal atau kabut nebula. Kabut ini selanjutnya memadat kemudian meledak lagi dan menghasilkan bintang-bintang baru dan planet-planet termasuk bumi. Bintang baru yang tidak stabil akan meledak lagi dan mmbentuk kabut lagi.
  • Teori big bang (ledakan hebat) menyatakan bahwa kira-kira 15 miliyar tahun yang lalu, semua materi di angkasa menyatu dan memadat (berkondesasi) membentuk satu bentukan yang mengecil. Slanjutnya, massa padat yang mengecil ini meledak dengan ledakan yang hebat. Debu dan gas-gas hasil ledakan membentuk bintang-bintang generasi baru. Saat itulah di perkirakan awal terbentuknya alam semesta.
Setelah itu bintang-bintang meledak dan serpihannya menghasilkan bintang-bintang lagi serta planet-planet, termasuk bumi.

Bumi terbentuk sekitar 5 miliyar tahun yang lalu dan mahluk hidup yang pertama hidup di bumi muncul sekitar 1 miliyar tahun kemudian. Teori mengenai asal-ususl kehidupan, dapat di bedakan menjadi dua pokok bahasan, yaitu teori abiogenesis dan teori biogenesis.

1. Teori Abiogenesis

SPONTANEOUS GENERATION: TAKHAYUL ABAD PERTENGAHAN

Di antara kepercayaan takhayul yang diyakini masyarakat abad pertengahan adalah benda mati dapat memunculkan kehidupan dengan sendirinya secara tiba-tiba. Saat itu diyakini, misalnya, katak dan ikan terbentuk dengan sendirinya dari lumpur di dasar sungai. Di kemudian hari terungkap, hipotesis yang dikenal sebagai "spontaneous generation (kemunculan tiba-tiba)" ini adalah kebohongan belaka. Akan tetapi, di kemudian hari dengan skenario yang sedikit berbeda, kepercayaan ini dihidupkan kembali dengan nama "teori evolusi".

Menurut Aristoteles, ahli filsafat Yunani kuno (384-322 SM), mahluk hidup terbentuk secaar spontan. Teori ini di kembangkan setelah Aristoteles menemukan belatung yang tiba-tiba muncul pada daging yang membusuk. Akhirnya belatung itu akan menjadi lalat. Dia berkesimpulan bahwa mahluk hidup muncul secara tiba-tiba., sepeti halnya belatung yang muncul dari daging yang mebusuk itu. Teori ini di kenal sebagai teori Generatio Spontanea.

Oleh karena asal dari mahluk hidup itu adalah benda tak hidup, maka teori itu di sebut juga teori Abiogenesis.

Pendukung yang lain adalah John Needham (1700) seorang berkebangsaan Ingris. Dia melakukan penelitin dengan merebus sepotong daging dalam wadahh selama beebrapa menit. (tidak sampai steril). Air rebusan daging tersebut dimpan dan ditutup dengan tutup botol dari gabus. Setelah beberapa hari air kaldu berubah menjadi keruh yang di sebabkan oleh adanya mikroba. Needham berkesimpulan bahwa mikroba berasal dari air kaldu.

2. Teori Biogenesis

Teori Abiogenesis Aristoteles diragukan oleh banyak ahli, diantaranya Francesko Redi, Lazarro Spallanzani, dan Louis Pasteur. Merea percaya bahwa mahluk hidup berkembang dari mahluk hidup pula. Teori mereka di namakan teori Biogenesis.

a. Percobaan Redi

Orang pertama yang melakukan percobaan untuk menentang teori abogenesis adalah Francesko redi (162601697), seroang fisikawa Italia. Redi melakukan dua kali pecobaan. Pada percobaannya yang pertama pada tahun 1668, redi menggunakan dua kerat daging segar dan dua stoples. Stoples satu diisi dengan kerat daging dan di tutup rapat-rapat, sedangkan stoples yang kedua diisi kerat daging dan dibiaran terbuka.

Setelah beberapa hari, pada stoples I, pada daging tidak di temukan larva lalat. Pada Stoples 2 daging telah membusuk dan didalam daging terdapat banyak larva. Redi menyimpulkan bahwa larva lalat bukan bersala dari daging yang membusuk, tetapi berasal dari lalat yang masuk kemudian bertelur pada kertatan daging dn telur tersebut menetas menjadi larva. Hasil percobaan ini mendapat sanggahan dari para ilmuwan pendukung teori Abiogenesis. Sanggahan tersebut adalah kehidupan pada stoples satu tidak dapat terjadi karena stoples tertutup sehingga tidak ada kontak dengan udara. Akibatnya tidak ada daya hidup di dalamnya.

Untuk menjawab sanggahan tersebut, Redi melakukan percobaan kedua, yaitu meletakkan daging pada stoples yang di tutup dngan kain kasa sehinngga masih terjadi hubungan dengan udara, tetapi lalat tidak dapat masuk. Hasil menunjukkan bahwa keratin daging membusuk; pada daging ini di temukan sedikit larva; dan pada kain kasa penutupnya terdapt lebih banyak larva dari pada yang di daging. Redi berkesimpulan bahwa larva bukan berasal dari daging yang membusuk, tetapi berasal dari lalat yang hinggap di kain kasa dan beberapa telur jatuh pada daging. 

b. Percobaan Spallanzani

Lazzaro Spallanzani (1729-1799), biologiwan Italia, pada tahun 1765 melakukan percobaan dengan menggunaan air rebusan daging dan dua macam perlakuan pada labu. Labu I diisi dengan air kaldu, kemudian di panaskan pada suhu 15o C selama beberapa menit, kemudian di biarkan terbuka. Sedangkan labu II diisi air kaldu , di tutup rapat dengan menggunakan sumbat gabus kemudian labu di panaskan hingga mendidih. Selanjutnya kedua macam labu tersebut didinginkan. Setelah kurang lebih satu minggu, hasil percobaannya menunjukkan pada labu I air kaldu menjadi keruh dan berbau busuk dan banyak mengandung mikroorganisme. Pada Labu II air kaldu tetap jernih dan tidak berbau busuk. Akan tetapi kemudian jika labu II dibiarkan terbuka dan dibiarkan lebih lama lagi, air kaldu menjadi keruh dan berbau busuk seperti hasil labu I.

Kesimpulan Spallanzani adalah pada tabung yang terbuka terdapat kehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada tabung yang tertutup tidak terdapat kehidupan yang bersala dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada tabung yang tertutup tidak terdapat ehidupan. Ini membuktikan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu.

Hasil percobaan Spanllanzani di sanggah oleh penganut abiogenesis. Sanggahannya adalah kehidupan pada percobaan Spanlanzani tidak terjadi karena daya hidup tidak masuk ke dalam labu. Menurut mereka, untuk terbentuknya organisme dalam air kaldu di butuhkan udara. 

c. Percobaan Pasteur

Orang yang berhasil menumbangkan tori abiogenesis sehingga tidak tersanggahkan lagi adalah ahli biokimia berkebangsaan Perancis, yaitu Louis Pasteur (1822-1895). Pasteur melakukan pecobaan yang merupakan penyempurnaan dari percobaan spanlanzani. Pasteur menggunakan labu berleher sperti angsa. Percobaannya adalah sebagai berikut.
  1. Labu berleher seperti leher angsa diisi air kaldu. Leher angsa itu I buat untuk menjaga adanya hubungan antara labu dengan udara luar. Selanjutnya labu di panaskan untuk mensterilkan air kaldu dari mikroorganisme.
  2. Setelah itu labu didinginkan dan di letakkan di tempat yang aman. Udara dari luar dapat masuk ke dalam labu. Karena bentuk pipa seperti leher angsa, debu dan mikroorganisme yang ada di udara menempel di dasar leher angsa, sehingga udara yang masuk ke dalam labu adalah udara yang steril jadi, didalam labu percobaan Pasteur ini masih ada daya hidup seperti yang di persoalkan oleh penganut paham abiogenesis. Setelah dibiarkan beberapa hari, air kaldu tetap jernih dan tidak mengandung mikroorganisme.
  3. Labu yang berisi air kaldu jernih tersebut di pecahkan lehernya, sehingga labu bersentuhan langsung dengan udara luar secara langsung. Setelah selama beberapa hari di biarkan, air kaldu di dalam labu menjadi busuk dan banyak mengandung mikroorganisme. 
Kesimpulan dari hasil penelitian Pasteur adalah mikroorganisme yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan (benda tak hidup), melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara. Mikroorganisme yang ad di udara itu masuk ke dalam labubersama-sama dengan debu.

Hasil percobaan Pasteur ini menggugurkan teori abiogenesis. Pasteur mengjaukan teori baru tentang asal-ususl kehidupan. Teori ini menyatakan :
  1. Omne vivum ex ovo, yaitu setiap mahluk hidup berasal dari telur
  2. Omen ovum exx vivo, yang berarti setiap telur berasal dari mahluk hidup
  3. Omne vivum ex vivo, yaitu setiap mahluk hidup berasal dari mahluk hidup sebelumnya
3. Teori Lain-lain

Teori Pasteur belum memuaskan benar untuk menjawab pertanyaan tentang dari mana mahluk hidup pertamakali berasal. Bagaimana proses pembentukannya, dan dimana mahluk hidup pertamakali terbentuk. Atas pertanyaan-pertanyaan tersebut, muncullah berbagai teori sebagai berikut :

a. Teori Kreasi Khas

Teori ini menyatakan bahwa kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (gaib) pada saat istimewa. Segala spesies mahluk hidup saat inin sudah ada sejak dahulu dan masing-masing spesies di ciptakan sendiri-sendiri sebagaimana adanya saat ini. Teori ini di kenal dengan nama teori kreasi khas atau teori penciptaan khusus. Pengikut teori ini misalnya Carolus Linnaeus.

b. Teori Kataklisma

Teori ini menyatakan bahwa segala spesies d ciptakan sendiri-sendiri dan berlangsung dalam periode-periode, di mana antara periode satu dengan periode yang lain terjadi bencana. Bencana-bencana itu menghancurkan spesies-spesies sebelumnya dan memunculkan spesies baru. Pandangan ini di kenal dengan toeri kataklisma yang di pelopori oleh Cuvier.

c. Teori Kosmozoan

Teori ini menyatakan bahwa kehidupan yang ada di planet bumi berasal dari mana saja. Kehidupan di bumi berasal dari protoplasma yang membentuk spora-spora kehidupan. Spora kehidupan mencapai permukaan bumi secara tidak sengaja dan berasal dari mana saja di dalam inti. Pelopor teori ini adalah Arhenius (1911).

d. Teori evolusi biokimia

Beberapa ilmuwan saat ini ada yang lebih cenderung berteori bahwa mahluk hidup terbentuk berdasarkan hukum fisio-kimia yang di lanjutkan dengan evolusi biologi. Teori itu di kenal sebagai teori evolusi biokimia.

Kita akan membahas salah satu teori yaitu bahawa munculnya mahluk hidup sebagai akibat dari terjadinya evolusi biokimia. Teori ini dikenal juga sebagai teori neoabiogenesis atau naturalistic. Menurut teori ini, dibumi mula-mula terjadi evolusi kimia atau evolusi abiologi dan selanjutnya terjadi evolusi biologi.

e. Teori Keadaan Mantap (Steady Stat Theory)

Teori ini menyatakan bahwa bumi tidak memiliki asal mula. Sudah ada sejak awal dan tidak akan pernah ada perubahan. Teori ini juga dikenal istilah teori Newton. Bahwa jagat raya ini sudah dalam keadaan setimbang dan tidak pernah berubah bentuk sampai kapanpun.


B. Evolusi Kimia/ Abiologi

MITOS "EVOLUSI KIMIAWI" 

Evolusionis terkenal, Alexander Oparin, muncul dengan gagasan "evolusi kimiawi" di awal abad ke-20. Gagasan ini menyatakan bahwa sel hidup pertama muncul secara kebetulan melalui sejumlah reaksi kimia yang terjadi pada kondisi bumi purba. Akan tetapi, tak satu evolusionis pun, termasuk Oparin sendiri, yang mampu memberikan satu pun bukti yang mendukung gagasan "evolusi kimia". Sebaliknya, setiap penemuan baru di abad ke-20 menunjukkan kehidup-an terlalu kompleks untuk dapat terbentuk secara kebetulan. Evolusionis terkenal Leslie Orgel membuat pengakuan berikut ini: "(Dengan mempelajari struktur DNA, RNA, dan protein) seseorang mestinya berkesimpulan: ternyata kehidupan tidak akan pernah dapat terbentuk melalui reaksi-reaksi kimiawi."

Bumi kita di perkirakan berusia 15 miliar tahun. Ketika bumi terlepas dari matahari, suhunya mencapai 40.000-80.000oC. bumi berangsur mndingin., di mulai dari bagian luarnya. Zat-zat yang memiliki berat molekul (BM)tinggi bergerak menuju ke pusar bumi, sedangkan yang BM-nya kecil berada di permukaan bumi. Gas-gas yang memiliki BM kecil terdapat di lapisan terluar bumi, membentuk atmosfer bumi. Di antara gas-gas itu terdapat uap air (H2O), ammonia (NH4), karbon dioksida (CO2), dan metana (CH4). Ketika suhu turun dan mencapai titik kondensasi, terjadi hujan. Air sebagain besar menempati daerah rendah menjadi lautan. Maka terbentuklah sungai, danau, dan lautan.

Pada tahun 1936 para ahli biokimia Rusia Alexander Ivanovich Oparin mengemukakan bahwa evolusi zat-zat kimia terdaji sebelum kehidupan di bumi ini ada. Menurut Oparin, pada awalnya atmosfer bumi mempunyai zat-zat anorganik berupa uap air(H2O), ammonia(NH4), karbon dioksida (CO2), dan metana(CH4). Zat-zat tersebut bereaksi membentuk zat organik dan asam amino, karena adanya energi radiasi benda-benda angkasa dan energi listrik dari petir yang ada pada saat itu.

Suhu bumi terus menurun. Ketika suhu mencapai titik kondesasi, terjadi hujan. Air hujan yang turun akan “mencuci” permukaan bumi dan membawa larutan lautan sebagai “sup prabiotik” atau sup primordial (sup purba).

Sup prabiotik ini berakumulasi membentuk molekul organik kecil secara bertahap dilautan, misalnya asam amino dan nukleotida. Molekul organik kecil bergabung membentuk senyawa makromolekul, misalnya protein dan asam nukleat. Selanjutnya senyawa makromolekul membentuk molekul dalam bentuk tetesan yang di sebut protobion dan mempunyai ciri kimia yang berbeda dengan lingkungannya. Skema tahapan evolui dari teori Oparin tampak pada bagan berikut :

Pada tahun 1953 hipotesis tentang evolusi kimia didukung oleh Harold Urey dan muridnya Stanley Miller dari Unversitas Chicago, Amerika Serikat. Urey mengatakan zat-zat organik terbentuk dari zat-zat anorganik. Menurut urey, zat anorganik yang ada di atmosfer berupa gas karbon dioksida , metana, ammonia, hydrogen, dan uap air. Semua zat itu bereaksi membentuk zat organik karena energipetir. Murid urey, Stanley Miller berhasil membuktikan dugaan gurunya di laboratorium.

Menurut teori Urey, proses terbentuknya mahluk hidup dapat di jelaskan 4 tahapan.
  1. Tahap 1. Molekul metana, ammonia, hydrogen, dan uap air tersedia sangat banyak di atmosfer bumi.
  2. Tahap 2. Energi yang di peroleh dari aliran listrik halilintar dan radiasi sinar kosmis mengakibatkan zat-zat bereaksi membentuk molekul-molekul zat yang lebih besar.
  3. Tahap 3. Terbentuk zat hidup yang paling sederhana susunan kmianya dapat disamakan dengan susunan kimia pada virus.
  4. Tahap 4. Zat hidup yang terbentuk berkembang dalam waktu jutaan tahun menjadi rganisme (mahluk hidup) yang lebih kompleks.
Miller membuat percobaan di larboratorium dengan membuat model sederhna yang dapat di gunakan untuk membuktikan teori Urey. Miller memasukkan uap air, metana, ammonia, gas hydrogen dan karbon diosida ke dalam tabung percobaan. Tabung tersebut di panasi. Untuk mengganti energi listrik halilintar ke dalam perangkat alat tersebut di lecutkan listrik bertegangan tinggi sekitar 75.000 volt. Semua itu di maksudkan untuk meniru kondisi permukaan bumipada waktu terjadi pembentukan zat organik secara spontan.

Karena energi listrik, terjadi reaksi-reaksi dalam tabung membentuk zat baru. Zat-zat yang terbentu didinginkan dan di tamping. Setlah percobaan berlangsung seminggu, hasil rekasi itu di analisis. Ternyata di dalamnya terbentuk zat organik sederhana misalnya asam amino, gula sederhana seperti ribose, dan adenin. Dengan demikian Miller dapat membuktikan bahwa zat organik dapat terbentuk dari zat anorganik secara spontan.

Setelah itu para ahli berlomba melakukan percobaan serupa. Jika ke dalam gas itu di masukkan fosfat maka akan terbentuk ATP (adensin trifosfat), suatu senyawa berenergi tingi. Adapula peneliti yang berhasil menyususn polipeptida yang tersusun atas 6 urutan basa. Peneliti lain menghasilkan senyawa-senywa nukleotida. Peneliti Melvin Calvin dari Universitas California menunjukkan bahwa radiasi sinar dapat mengubah metana(CH4) , ammonia(NH3), hydrogen(H2O), dan air menjadi molekul-molekul gula, asam amino, purin dan pirimidin. Purin dan pirimidin merupaan zat daar pembentuk DNA, RNA, ATP, dan ADP.

Ditemukannya moekul hidup DNA dan RNA memunculkan teori yang menyatakan bahwa zat tersebut merupakan pemicu munculnya kehidupan. Para pakar berpendapat bahwa RNA merupakan molekul hidup yang di duga muncul pertama kali di permukaan bumi, karean RNA lebih sederhana di bandingkan DNA. Selain itu RNA memiliki sifat mudah terbentuk dan mudah terurai serat dapat berfungsi sebagai enzim.

Setelah terbentuk RNA kemudian terbentuk DNA, yang merupakan molekul yang lebih mantap. DNA terbentuk oleh peristiwa transkripsi balk yaitu RNA membentuk DNA yang komplemen. Karena DNA lebih mantap di bandingkan dengan RNA, maka jumlah DNA semakin meningkat. Kini justru DNA yang dapat membentuk RNA komplemennya. RNA dapat membentuk protein sehingga urutan basa amino pada protein yang terbentuk sesuai dengan “perintah” DNA. Sejak saat itu di dalam sup prabiotik berlangsung “aliran perintah kehidupan” (dogma sentral biologi) yakni dari DNA RNA protein. Maka protein di dalam sup prabiotik akan semakin melimpah.

Asal usul kehidupan secara singkat dapat di katakan bahwa di dalam sup probiotik terkandung zat-zat organik, DNA, dan RNA. RNA dapat melakukan sintesis protein atas perintah DNA. Dengan demikian di dalam sup prabiotik terdaat protein. Setelah itu terbentuklah sel pertama. Sel tersebuh hidup secara heterotrof, yang mendapatkan makanan dari lingkungan berupa zat-zat organik yang melimpah. Sel tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakin banyak. 

C. Evolusi Biologi

Proses terbentuknya sel pertamakali di bumi diperkirakan berlangsung sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Sebagaimana di singgung tadi, sel yang terbentuk adalah sel heterotrof, yang memakan bahan makanan yang melimpah yang terdapat di dalam sup prabiotik. Sel heterotrof tersebut : 
  1. Melakukan respirasi anaerobik karena kadar oksigen saat itu sangat rendah; 
  2. Tidak memiliki membrane inti (prokariotik); 
  3. Tidak memilik organel-organel seperti : mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma; 
  4. Mampu bereproduksi melalui pembelahan sel.
1. Asal-usul Prokariotik

Sel primitif yang terbentuk pertama kali adalah sel prokariotik, yakni sel sederhana yang tidak memiliki membran inti. Sel primitive itu hanya memiliki membran sel, sitoplasma yang mengandung DNA dan RNA hasil transkripsi, serta zat-zat organik yang berasal dari lingkungannya sebagai makanan. Tidak ada mitokondria yang berfungsi menghasilkan energi di dalamnya. Dengan demikian, sel tersebut bersifta anaerobik. Ini sesuai dengan kondisi lingkungan saat itu yaitu kadar osigennya masih rendah .

2. Asal-usul Sel Autotrof

Sel heterotrof primitf terus-menerus berkembang biak sehingga bahana makana berupa bahan organik terus menipis. Kondisi demikian “memaksa” sel harus membuat makanan sendiri. Membrane sel atau membrane plasmanya melekuk ke dalam, membentuk lembaran-lembaran fotosintetik untuk menangkap energi sinar guna membuat zat organik dari zat anorganik. Maka muncullah sel autotrof sebagai cikal bakal sel tumbuhan. Munculnya sel autotrof memungkinkan terjadinya fotosintesis. 

Dugaan ini di dasarkan berdasarkan kenyataan yang ada saat ini. Saat ini di jumpai bakteri yang mampu berfotosintesis yang di kenal sebagai bakteri fotosintetik. Bakteri fotosintetik adalah organisme prokariotik yang memiliki lamella fotosintetik sehinga mampu berfotosintesis. Di duga sel autotrof pada zaman dahulu mirip dengan bakteri fotosintetik yang hidup saat ini.

Proses fotosintesis menghasilkan oksigen, semakin banyak sel autotrof, semakin banyak karbon dioksida yang di perlukan dan semakin banyak pula oksigen yang di keluarkan. Proses fotosintesis menyebabkan kadar karbon dioksida di atmosfer semakin berkurang, sementara kadar oksigen diudara semakin banyak. Saat ini oksigen di atmosfer mencapai 21% dan karbon dioksida tinggal 0,03% dari sluruh volume gas. Terbentuknya sel autotrof ini diperkirakan berlangsung 2 miliar tahun yang lalu. Jadi, di perlukan waktu sekitar 2 miliar tahun untuk terjadi evolusi dari sel sel heterotrof menjadi sel autotrof., dihitung dari saat terbentuknya sel pertama kali pada 4 miliar tahun yang lalu.

3. Asal-usul sel Eukariotik

Organisme eukariotik di duga muncul sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu. Para pakar menduga organisem eukariotik berasal dari organisme prokariotik.

Di dalam sel prokariotik terdapat DNA. DNA merupakan materi genetik yang menentukan sifat organisme. Mengingat pentingnya peranan DNA, maka zat ini perlu dilindungi. Membrane sel mengalami pelekukan ke dalam, sehingga mengelilingi DNA. Membrane yang di dalam mbersatu membentuk membrane nucleus dalam, sedangkan yang di sebelah luar membentuk membran nukleus luar. Jadi, membrane yang mengelilingi DNA tadi merupakan membrane rangkap.

Hipotesis ini di dasarkan adanya kenyataan saat ini bahwa membrane nukleus itu :
  1. a) Merupakan membrane rangkap, terdiri dari membrane luar dan membrane dalam.
  2. b) Membran luar nukleus memiliki hubungan langsung dengan membrane sel melalui reticulum endoplasma. Hubungan ini merupakan “sisa-sisa” membran plasma yang melekuk ke dalam.
Dengan terbentuknya membran nukleus , maka terbentuklah sel eukariotik merupakan hasil evolusi dari sel prokariotik.

4. Asal-usul mitokondria

Sebagaimana telah di jelaskan, bahwa sel heerotrof yang terbentuk merupakan sel anaerobic. Mengingat energi yang di hasilkan kecil, organisme berevolusi sehingga di hasilkan energi yang cukup banyak. Caranya, sel melakukan respirasi secara aerobik melalui daur krebs. Jadi, respirasi aerobik muncul kemudian setelah respirasi anaerobik.. perhatikan energi yang di hasilkan dari kedua respirasi beikut.

Respirasi Anaerobik
C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + 21 kal

Respirasi Aerobik
C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + 675 kal

Untuk melaksanakan respirsi aerobic di perlukan alat khusus, yaitu mesosom. Mesosom adalad pelekukan membrane sel kedalam. Di dalam mesosom terdapat enzim-enzim pernafasan aerobik.

Hipotesis ini di ungkapkan berdasarkan kenyataan yang ada sekarang,, yakni ada sel bakteri aerobik yang memiliki mesosom yang merupakan pelekukan kea rah dalam dari membran selnya. Jadi yang terbentuk pertamakali adalah sel prokariotik anaerobik, yang kemudian bervolusi menjadi sel prokariotik aerobik.

Dengan demikian terdapat beberapa macam sel, yaitu sel prokariotik anaerobik, sel prokariotik aerobik, dan sel eukariotik anaerobik. Selanjutnya sel ukariotik anaerobik “menelan” sel prokariotik aerobik. Sel prokariotik itu hidup di dalam sel eukariotik dan melakukan simbiosis mutualisme. Sebagai sel inag, sel euariotik mendapatkan energi dari sel prokariotik, sedangkan sebagai simbion, sel prokariotik mendapatkan asam piruvat dari sel inang. Simbiosis mutualisme tersebut berlangsung sedemikian eratnya dan dalam perkembangan selanjutnya sel prokaritik tersebut berubah menjadi mitokondria, yakni organel penghasil energi yang ada dalam sel. Simbiosis antara sel prokariotik aerobik dan sel eukariotik anaerobik yang demikian itu di kenal sebagai endosimbiosis. Jadi, mitokondria di duga berasal dari sel prokariotik aerobik yang tertelan oleh sel eukariotik anaerobik. 

Dugaan itu di kenal sebagai hipotesis endosimbiosis. Dasar dari dugaan itu adalah adanya kenyataan saat ini yaitu :
  1. Mitokondria memiliki dua membrane yaitu membrane luar dan membrane dalam. Membrane luar di duga berasal dari membrane sel inang yang melekuk kedalam ketika “menelan” sel bakteri aerobik, sedangkan membrane dalam di duga berasal dari membran bakteri aerobik.
  2. Saat ini masih ada bakteri aerobik yang memiliki mesosom sebagai pnghasil energi. Di duga, sel prokariotik aerobic mirip dengan bakteri aerobik tersebut.
  3. Didalam mitokondria terdapat DNA yang mengontrol pembuatan polipeptida yang berbeda dengan DNA inang. DNA mitokondria mirip dengan DNA prokariotik.
  4. Polipeptida yang telah di sintesis dalam mitokondria di gunakan sendiri oleh mitokondria tersebut. Polipeptida ini berbeda dengan polipeptida sel inang.
  5. Mitokondria mampu membelah diri sperti halnya bakteri, sehingga jumlahnya dapat bertambaha banyak.
Pada proses evolusi salanjutnya, sel-sel eukariotik yang aerobik ini membentuk flaegla dan silia, menghasilkan keturunan seperti protista pada saat sekarang ini. Kingdom protista adalah organisme bersel satu dan memiliki membran inti, yang terdiri atas protozoa dan ganggang bersel satu. 

5. Asal-usul Kloroplas

Kloroplas juga terbentuk melalui endosimbiosis. Pada waktu itu telah terbentuk sel autotrof yang diduga mirip dengan cyanobacteria (bakteri biru) yang hidup sekarang. Sel purba heterotrof yang bernafas secara aerobik dan telah memiliki membrane inti itu, “menelan” sel autotrof yang mampu berfotosintesis. Sel autotrof yang hidup di dalamnya mandapatkan karbon dioksida dan air dari sel inangnya, sementara sel inang mendapatkan oksigen dan hasil-hasil fotosintesis. Simbiosis mutuaslisme ini sedemikian eratnya sehingga akhirnya sel autotrof menjadi kloroplas. Maka terbentuklah sel berkloroplas, berinti, memiliki mitokondria, yang merupakan cikal bakal sel tumbuhan.

Hipoteisis endosimbiosis ini dikemukakan berdasarkan kenyataan yang ada sekarang yaitu :
  1. Kloroplas memiliki membrane rangkap dan membran luarnya mirip dengn struktur membran sel
  2. Ada bakteri fotosintetik, yang mirip dengan tylakoid pada kloroplas. Klorofil terdapat didalam membran tylakoid
  3. Di dalam kloroplas terdapat DNA yang juga di jumpai pada bakteri fotosintetik. DNA kloroplas memiliki fungsi tersendiri dan tidak dipengaruhi oleh DNA nukleus sel inang.
  4. Kloroplas dapat bertambaha banyak memalui pembelahan, seperti halnya bakteri
Terbentuknya Sel Aerobik dan Sel Autotrof Berdasarkan teori Endosimbiosis.

Tabel Perkembangan Kehidupan di Bumi
Masa (tahun yang lalu)
Peristiwa
10 miliar
Terjadinya Jagad raya
4-5 miliar
Terbentuknya bumi dan planet lainnya sebagai anggota tatasurya matahari
2-4 miliar
Pembentukan molekul organik kompleks pada lautan primitf. Awal terjadinya kehidupan
1 miliar
Muncul populasi organisme bersel satu dan organisme multisel sederhana, dan invertebrate laut. Awal terjadinya organisme yang dapat berfotosintesis.
500 juta
Terbentuk kelompok besar invertebrate di lautan, juga alga dan cacing laut
350 juta
Mulai muncul hewan yang berhasil hidup di daratan, juga tumbuhan. Muncul vertebrata di laut, sejenis ikan.
250-300 juta
Amfibi, insekta, lumut dan paku mulai muncul di hutan-hutn rawa
125-200 juta
Muncul reptil purba, berkembangnya hutan Gymnospermae, dan munculnya tumbuhan berbunga.
100-150 juta
Mamalia pertama dan burung pertama muncul. Juga penyebaran tanaman berbunga.
50 juta
Beberapa mamalia memasuki samudra. Secara bertahap terjadi penyebaran tanaman berbunga.
1-60 juta
Terjadi evolusi mamalia yang lebih tinggi derajatnya, dan evolusi tumbuhan. Penyebaran tumbuhan berbunga lebih tinggi tingkatannya.
20-50 ribu
Manusia, tumbuhan, hewan yang hidup hingga saat ini.


6. Bentuk Awal Tumbuhan

Telah disingging pada penjelasan sebelumnya bahwa terbentuknya organisme autotrof diduga berasal dari sel eukariotik yang menelan bakteri fotosintetik membentuk sel eukariotik yang memiliki mitokondria dan kloroplas. Bentuk awal di duga mirip Protista yang berflagela. Organisme yang demikian ini berevolusi menjadi alga hijau. Selanjutnya terjadi perkembangan alga bersel satu menjadi alga bersel banyak.

7. Bentuk Awal Hewan

Bentuk awal hewan diduga mirip protista yang berflagela yang kemudian kehilangan kloroplasnya yang berkembang menyerupai flagellate yang ada sekarang. Teri lain mengatakan sel hewan berkemabng dari sel eukariotik aerobic. Organisme ini berevolusi membentuk kelompok Protozoa.

Selanjutnya terjadi perubahan dari hewan bersel satu menjadi hewan bersel banyak. Di duga bahwa hewan berse banyak mula-mula berbentuk bola yang berongga, dan terdiri dari satu lapisan sel-sel. Berasarkan hipotesis hewan ini di sebut Blastea. Nama blastea di ambil dari satu bentuk dalam perkembangan embrio, yaitu blastula.

Alga dan protozoa yang ada sekarang ini merupakan hasil radiasi yang pertama, sedangkan blastea tidak lagi dijumpai kecuali pada bentuk blastula dalam perkembangan embrio hewan bersel banyak. Bentuk blastea memungkinkan untuk berkembang lebih jauh pad radiasi kedua dan ketiga.

D. Evolusi Invertebrata dan Vertebrata

Evolusi invertebrata dimulai dari nenek moyang berupa Protista yang hidup di laut. Ketika itu evolusi biologi berlangsung semakin cepat di bandingkan dengan evolusi biologi pertamakali. Protista bercabang tiga, dimuai dari filum Porifera, filum Cnidaria, dan filum platyhelminthes. Platyhelminthes bercabang tiga, cabang pertama bercabang tiga lagi menjadi filum Mollusca, filum Annelida, dan filum Arthropoda. Cabanag kedua menjadi filum nematode. Sedangkan cabang ketiga menjadi dua filum yaitu filum Echinodermata dan filum Chordata.

Dari evolusi invertebrate dapat di ketahui bahwa evolusi vertebrata berasal dari nenek moyang berupa Echinodermata. Echinodermata berkembang menjadi Echinodermata modern yang ada sekarang ini misalnya bintang laut (Asterias) dan bulu babi (Echinoidea), Hemichordata, dan Chordata primitive (seperti Tunicata dan Lanceleolatus). Vertebrata modern meliputi tujuh kelas yaitu Aghnata, Condrychytes, Osteichtyes, Amphibia, Reptilia, Aves, dan Mamalia. 

E. Evolusi dari Kehidupan Laut ke Darat

Sel-sel di duga berkembang dialut, menurunkan jenis-jenis hewan dan tumbuhan air yang hidup dan berkemabng di dalam air. Karena adanya kompetisi, organisme itu ada yang mencoba hidup ke darat.

Beberapa contph dapat di kemukakan di sini. Berbagai jenis kepiting (Decapoda) bertelur di air, larvanya hidup di air, setelah dewasa hidup di darat meskipun harus membawa “bekal” air guna bernafas dengan insangnya. Beberapa enis ikan ada yang memiliki paru-paru. Ikan tersebut tahan terhadap kekeringan. Bangsa amfibi misalnya katak. Katak bertelur di air, fase larva di dalam air, dan setelah dewasa hidup di air dan di darat.

Setelah hidup di darat terjadi kompetisis dalam memperebutkan makanan dan tempat hidup.beberapa spesies diduga berusaha “kembali ke air”. Dalam upayanya kembali ke air itu ada yang berhasil, ada pula yang tidak berhasil. Contoh yang berhasil adalah lumba-lumba, paus, yang sepenuhnya hidup di dalam air. Hanya saja karena memiliki paru-paru, hewan-hewan tersebut sesekali perlu kepermukaan air untuk menghirup udara pernafasan. Hewan-hewan tersebut melahirkan anak-anaknya di air. Bentuk tubuhnya di sesuaikan untuk pergerakan did ala air, kakinya berubah menjadi seperti sirip, kulitnya licin meskipun ketika masih embrio kuitnya lembut seperti mamalia darat. Contoh yang tidak berhasil misalnya buaya. Hewan darat ini bertelur di darat, namun sebagin besar waktunya dihabiskan di dalam air. Hanya saja bentuk tubuhnya, kaki-kakinya tidak menyesuaikan diri dengan kehidupan mereka di dalam air. Kakinya tidak berselaput dan kulitnya keras bersisik.

Jadi dalam evolusi biologi dikatakan bahwa mula-mula muncul organisme bersel satu, yang dalam perkembangannya menghasilkan organisme bersel banyak; organisme berkembang dari tingkatan yang rendah menuju ke tingkatan yang tinggi; dari organisme yang hidup di lau menuju ke organisme yang hidup di darat. Di darat, persyaratan untuk hidup semakin sulit. Hal ini di sebabkan lingkungan darat mengalami perubahan kondisi yang nyata. Misalnya di singa hari suhunya meningkat, sedangkan di malam hari suhunya menurun. Di lingkungan darat, air tidak selalu ada dan penguapannya tinggi. 

Dengan adanya perubahan lingkungan yang semakin nyata tersebut, maka tantangan hidup semakin besar. Agar mahluk hidup dapat lestari, diperlukan daya adaptasi yang semakin besar. Di lingkungan darat terbentuk berbagai macam jenis mahluk hidup sesuai dengan kondisi lingkungannya. Di bandingkan dengan di laut, mahluk hidup di darat memiliki organ tubuh yang lebih berkembang dengan baik. Mahluk hidup berkembang dari tingkatan yang sederhana menuju ke tingkatan yang semakin tinggi. Manusia sendiri di perkirakan baru muncul sekitar 10 juta tahun yang lalu.

F. Apakah itu Hidup?

Sebagaimana diuraikan sebelumnya, teori “abiogenesis” terbaru muncul setelah Stanley Miller berhasil membentuk zat-zat organik dari zat anorganisk secara spontan di laboratorium. Pada dasarnya, antara zat anorganik dan zat organik tidak berbeda. Yang membedakan hanyalaha susunannya. Zat anorganik dengan susunan tertentu membentuk zat organik, kemudian zat organik tersebut membentuk susuna tertentu menjadi mahluk hidup. Menurut para pakar mengenai pengertian hidup, terbagi menjadi dua yakni mereka yang berpandangan materialism dan vitalisme.

1. Pandangan Materialisme

Pandangan materialisme mengatakan bahwa hidup itu sebenarnya tidak ada. Hidup sebenarnya adalah perwujudan (manifesatsi) dari materi; materi melakukan reaksi kimia dan proses fisika sehingga timbul energi, gerak, dan aliran listrik yang memunculkan energi untuk bergerak, menanggapi rangsangan, dan berkembang biak. Jadi, hidup hanyalah manifesatsi dari proses yang terjadi pada materi.

2. Pandangan Vitalisme

Pandangan vitalisme mengatakan bahwa, materi dan hidup itu terpisah; artinya, materi ada, hidup pun ada. Hidup bersemayam di dalam materi, sehingga materi itu mampu melakukan kehidupan. Jika hidup meninggalkan materi, maka matilah materi itu. Hal yang demikian ini dapat diibaratkan sebagai mobil dan sopir. Mobil adalah materi, dan sopir diibaratkan hidup. Jika sopir pergi, maka mobilpun tidak dapat menghidupkan dirinya sendiri (kecuali kalau di program manusia).

Gejala-gejala hidup pada mahluk hidup :
  • Nutrisi. Proses pemasukan makanan dan pengubahan secara kimiai sehingga terbentuk zat-zat makanan. Senyawa kimia tertentu yang ada di dalam makanan dan berguna bagi pertumbuhan tubuh di sebut nutrient.
  • Respirasi. Makanan yang di peroleh dari lingkungannya dipakai sebagai sumber energi. Energi yang tersimpan di dalam makanan di lepaskan atau di bebaskan pada waktu berlangsung respirasi.
  • Iritabilitas. Organisme hidup mempunyai kemampuan untuk menanggapi perubahan-perubahan yang terjadi di dalam maupun di luar tubuhnya yang tidak menguntungkan.
  • Bergerak. Hewan memiliki kemampuan bergerak dari satu tempat ke tempat lain untuk mendapatkan makanananya. Tumbuhan juga melakukan gerak walaupun gerak yang di perlihatkan lebih lambat di bandingkan dengan gerak hewan.
  • Ekskresi. Ekskresi adalah proses pengeluaran zat hasil proses rekasi kimia )metsbolisme) yang berlangsung di dalam sel yang tidak terpakai lagi dari tubuh organisme.
  • Masa Hidup. Semua mahluk hidup mengalami masa hidup tertentu, yaitu meliputi lahir, tumbuh dewas, berbiak, dan mati.
  • Reproduksi. Reproduksi adalah kemampuan memperbanyak diri secara kawin atau tidak kawin dengan tujuan agar jenisnya tetap lestari atau tidak punah.
  • Tumbuh dan berkembang. Setiap mahluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertambahan ukuran tubuh berlangsung dari dalam sebagai akibat sekresi protoplasma dan bersifat irreversible. Di samping pertambahan ukuran tubuh juga berlangsung perkembangan mental sehingga mencapai kedewasaan.
By Muliana G. H., S. Pd
Liburan Dzargon

2 Responses to "Asal Usul Kehidupan-Biologi"