Wednesday, March 29, 2017

Bagaimana Kehidupan Awal di Bumi Berkembang? Rangkuman 7 Buah Teori

Kehidupan di bumi dimulai kira-kira 3 milyar tahun yang lalu. Seiring berjalannya waktu, ia berevolusi dari mikroba sederhana menjadi mahluk hidup yang kompleks. Tetapi bagaimana organisme-organisme pertama di Bumi berkembang dari sup purba ini? Artikel ini merangkum berbagai teori yang berupaya menerangkan proses bagaimana kehidupan awal di Bumi berkembang.

Sambaran Petir

Bagan eksperimen Miller-Urey
gambar asli oleh Yassin Mrabet
Lisensi Creative Commons
Petir diduga sebagai energi yang berperan bagi berkembangnya kehidupan di muka Bumi. Listrik dapat membangkitkan asam amino dan gula dalam atmofir yang tersusun atas air, metana, amonia dan hidrogen. Fenomena ini ditunjukkan dalam sebuah eksperimen tahun 1953 yang dinamai percobaan Miller-Urey. Percobaan ini menyimpulkan bahwa petir membantu terciptanya komponen-komponen dasar kehidupan awal di muka Bumi. Setelah jutaan tahun, komponen-komponen ini dapat berevolusi menjadi molekul-molekul yang lebih besar dan kompleks.


Hasil eksperimen ini sebenarnya banyak kelemahannya karena berbagai penelitian menunjukkan bahwa, atmosfir bumi sebenarnya tidak kaya hidrogen. Akan tetapi kebolehjadian eksperimen ini masih besar karena, awan vulkanik pada Bumi muda mengandung banyak metana, amonia, hidrogen dan petir.






Kehidupan awal dalam Lumpur 

Molekul hidup pertama mungkin dapat ditemukan dalam lumpur lempung, begitulah ide yang dikemukakan oleh seorang ahli kimia organik bernama Alexander Graham Cairns-Smith dari University of Glasgow di Skotlandia. Permukaan ini tidak hanya dipenuhi dengan senyawa-senyawa organik ini, akan tetapi juga membantu menyusun senyawa-senyawa ini dalam pola-pola, mirip dengan apa yang dilakukan oleh gen kita saat ini (Cairns-Smith & Hartman, 1986).




Fungsi utama dari DNA adalah untuk menyimpan informasi mengenai bagaimana molekul-molekul lain harus disusun. Susunan genetik dalam DNA pada dasarnya merupakan instruksi bagaimana asam-asam amino harus disusun sebagai protein. Cairns-Smith berpendapat bahwa klistal-kristal mineral dalam lumpur dapat menyusun molekul-molekul organik menjadi pola-pola yang teratur. Setelah beberapa waktu molekul-molekul organik ini secara otomatis dapat menyusun diri mereka sendiri (Cairns-Smith, 1990).

Kehidupan dari Dasar Laut

Lubang-lubang hidrotermal di dasar laut
gambar asli oleh NOAA
lisensi public domain
Teori lubang laut dalam (the deep-sea vent theory) berpendapat bahwa kehidupan mungkin bermula pada lubang-lubang hidrotermal yang menyemburkan molekul-molekul kaya hidrogen. Bibir lubang-lubang yang berbatu ini kemungkinan mengumpulkan molekul-molekul ini hingga mereka terkonsentrasi, dan kemudian memberikan katalis berupa mineral, yang memungkinkan terjadinya reaksi-reaksi penting. Hingga saat ini lubang-lubang ini masih kaya kandungan kimia dan energi termal, sehingga memiliki ekosistem yang kaya (Van Dover, 2000).







Kehidupan awal dalam Es

Para ilmuwan berpendapat bahwa 3 milyar tahun yang lalu, permukaan samudera kemungkinan ditutupi oleh es, karena teriknya sinar matahari kala itu kira-kira hanya sepertiga dari kondisi saat ini. Kemungkinan tebalnya lapisan es ini dapat mencapai puluhan meter. Ketebalan ini diduga cukup untuk melindungi senyawa-senyawa organik di dalam air dari sinar ultraviolet dan tumbukan-tumbukan kosmik. Radiasi sinar ultraviolet yang terlalu kuat memang dapat mengancam keberlangsungan kehidupan. Kondisi yang amat dingin juga mungkin telah membantu molekul-molekul ini untuk bertahan lebih lama, begitupula dengan reaksi-reaksi kunci antar mereka.


Hipotesis Dunia RNA (RNA World)


Pada masa kini DNA membutuhkan protein-protein untuk terbentuk dan sebaliknya, protein-protein membutuhkan DNA untuk pembentukannya. Jadi bagaimana mungkin kedua elemen kehidupan ini terbentuk pertama kali? RNA mungkin menjadi jawabannya. RNA mampu menyimpan informasi sebagaimana DNA, berfungsi sebagai enzim sebagaimana protein, dan membantu membentuk baik DNA dan protein. Pada tahap perkembangan selanjutnya, DNA dan protein-protein menggantikan fungsi RNA karena efisiensi mereka lebih tinggi.


RNA memang masih ada, dan menjalankan beberapa fungsi dalam tubuh organisme, termasuk berperan sebagai saklar yang menghidup matikan beberapa gen. Akan tetapi, bagaimana RNA ini pada mulanya terbentuk? Beberapa ahli berpendapat bahwa molekul-molekul RNA secara spontan terbentuk di muka Bumi, akan tetapi banyak ahli lain yang berpendapat bahwa hal ini sangat tidak mungkin. Beberapa zat selain RNA yang lebih misterius juga telah diduga ada, misalnya PNA atau TNA. Telah ada beberapa penelitian mutakhir yang mengklaim bahwa mereka telah berhasil menjelaskan bagaimana proses terbentuknya RNA, akan tetapi penjelasan-penjelasan ini belum popular. 
 

Model Metabolisme Terlebih dahulu (metabolism-first model)


Beberapa peneliti berpendapat bahwa dibandingkan dengan pembentukan molekul kompleks seperti RNA, akan lebih mungkin jika kehidupan awal di Bumi dimulai dengan molekul-molekul yang lebih kecil. Molekul-molekul kecil ini kemudian berinteraksi satu sama lain dalam berbagai siklus reaksi. Reaksi-reaksi ini juga mungkin berlangsung dalam kapsul-kapsul sederhana yang mirip dengan membran-membran sel. Dalam jangka waktu yang lama akhirnya terbentuk molekul-molekul yang lebih besar. Karena molekul-molekul yang lebih kompleks ini memiliki performa yang lebih baik, maka merekalah yang akhirnya bertahan dan berevolusi. Skenario disebut model metabolisme terlebih dahulu (metabolism-first) yang bertentangan dengan model gen terlebih dahulu (gene-first) milik hipotesis RNA world.



Teori Panspermia


Ada kemungkinan bahwa kehidupan tidak berasal dari bumi, akan tetapi sel-sel organisme dibawa dari luar angkasa, inilah anggapan teori panspermia. Misalnya, banyak mikroba yang ditemukan pada bebatuan yang terpental dari planet Mars akibat tumbukan kosmik, dan pada berbagai meteorit dari Mars yang jatuh ke Bumi. Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan memang ada kehidupan sederhana di planet-planet lain, dan tidak menutup kemungkinan kehidupan di Bumi juga sebenarnya berasal dari luar angkasa. Beberapa peneliti lain juga menduga bahwa mungkin saja ada sel-sel mahluk hidup yang menumpang pada komet-komet dari sistem tata surya lain. Akan tetapi seandainya ini benar, maka tetap saja kita akan ingin mengetahui bagaimana prosesnya sehingga kehidupan muncul di tempat lain.


Demikianlah berbagai teori yang berupaya untuk menjelaskan bagaimana proses berkembangnya kehidupan di muka Bumi. Semoga artikel ini bermanfaat, dan untuk menambah pengetahuan anda, saya sarankan untuk juga membaca daftar pustaka di bawah ini. Akhir kata, apabila anda merasa artikel ini bermanfaat, mohon bagikan URL ini bada teman dan kerabat anda. Sebaliknya, jika artikel ini tidak bermanfaat, sampaikan kritik dan saran anda pada saya. 

Daftar Pustaka


  1. Cairns-Smith, A. G., & Hartman, H. (Eds.). (1986). Clay minerals and the origin of life. CUP Archive.
  2. Cairns-Smith, A. G. (1990). Seven clues to the origin of life: a scientific detective story. Cambridge University Press.
  3. Van Dover, C. (2000). The ecology of deep-sea hydrothermal vents. Princeton University Press.

No comments:

ShareThis