Teori Abiogenesis Teori Biogenesis

Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII 142 “ komponen penyokong kehidupan” dengan t idak adanya udara dan pemanasan berlebih M claren Rotundo, 1985: 30. Oleh karena itu, Pasteur menggunakan labu leher angsa. Perhatikan Gambar 6.3 berikut. Menumbangkan Teori A biogenesis Tujuan M embuktikan teori biogenesis melalui percobaan yang dilakukan Francesco Redi A lat dan Bahan 1. Dua buah stoples 2. Dua kerat daging segar 3. Kain kasa dan tali Langkah Kerja 1. Bersama kelompok A nda, buatlah percobaan seperti yang dilakukan Francesco Redi. M asukkan daging dalam stoples A dan B. 2. Tutup stoples B dengan kain kasa dan ikat dengan tali. Simpan kedua stoples di tempat terbuka. A mati setelah sepuluh hari. Catatlah keadaan stoples dan daging pada stoples A dan B dalam tabel seperti berikut. Aktivitas Biologi 6.1 1 2 3 ... 10 H ari ke– Stoples A Stoples B Keadaan Kedua labu kaldu dipanaskan Mikroorganism e Tidak ada m ikroorganism e Mikroorganism e dari udara masuk Mikroorganisme dari udara t erp erangkap I II I II Percobaan yang dilakukan pada 1861 ini, berhasil menumbangkan t eori abi ogenesi s. Labu l eher angsa yang di panaskan t et ap dapat memungk i nk an udar a masuk k e dal am l abu, t et api t i dak ada mikroorganisme yang hidup setelah beberapa hari. M elalui percobaan ini, Louis Pasteur membuktikan bahwa terdapat mikroorganisme di udara, air, dan tanah, yang dapat menyebabkan kontaminasi pada air kaldu. Berdasarkan hasil percobaan, berkembanglah t eori biogenesis yang menyatakan bahwa: a. mne vivum e vivo , semua makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya; b. mne ovum e vivo , semua telur berasal dari makhluk hidup; dan c. mne ovum e ovo , semua makhluk hidup dari telur. Gambar 6.3 Peralat an yang dilakukan oleh Louis Past eu r Sumber: Heath Biology, 1985 Sumber: Biology: Exploring Life, 1994 Gambar 6.4 Louis Past eur, seorang t okoh p end ukung t eori b iogenesis A B Kata Kunci • Labu leher angsa • Om ne vivum ex vivo • Om ne ovum ex vivo • Om ne ovum ex ovo Teori Asal-Usul Kehidup an dan Evolusi 143

3. Teori Evolusi Kimia

Teori ini menyat akan bahwa asal -usul kehidupan diawal i ol eh terbentuknya senyawa-senyawa organik di atmosfer. Dengan adanya gas- gas, seperti metana CH 4 , hidrogen H 2 , uap air H 2 O, dan amonia N H 3 di atmosfer serta bantuan energi dari sinar kosmis dan kilatan halilintar, dapat terbentuk senyawa organik seperti asam amino. Senyawa organik tersebut terkumpul dalam sup primordial sup purba. M elalui sup purba inilah kemungkinan kehidupan paling sederhana muncul. Teori evolusi kimia ini diajukan oleh A.I. parin, seorang ahli biokimia Rusia dan .B.S. Haldane, seorang ahli genetika Inggris sekitar 1924. A kan tetapi, teori ini baru dapat dibuktikan oleh Stanley Miller, seorang peneliti A merika, pada 1953. Melalui percobaannya, Miller membuat sebuah alat yang meniru keadaan awal bumi sebelum kehidupan terbentuk Gambar 6.6. Sumber: Heath Biology, 1985; Biology: Concepts and Connections, 2006 A lat percobaan M iller tersusun atas tabung kaca yang dilengkapi dengan kran-kran unt uk memasukkan bermacam-macam gas, sepert i metan CH 4 , uap air H 2 O, hidrogen H 2 , dan amonia NH 3 . M irip gas-gas yang terdapat di atmosfer bumi awal. Tabung tersebut dilengkapi dengan dua elektroda yang dihubungkan dengan listrik 75.000 volt untuk menghasilkan bunga api listrik sebagai pengganti halilintar. Gambar 6.5 Gam baran senim an t erhadap bum i p rim it if Gambar 6.6 a Susunan alat yang digunakan oleh M iller. b St anley M iller yang m encob a m engulang kem b ali p enelit iannya. Sumber: Heath Biology, 1985 Pertanyaan 1. A pakah yang terjadi pada stoples I dan II pada akhir pangamatan? 2. Adakah belatung pada daging stoples II? Jika ada, mengapa hal tersebut dapat terjadi? 3. A pakah kesimpulan dari percobaan ini? Katup untuk m em asukan zat Arus list rik m encip t akan bunga api M et an am onia uap air hid rog en Kondensor Air keluar Air m asuk Air dan asam am ino Jebakan Air m endidih a b Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII 144 Setelah beberapa hari, air penampungan dari rangkaian tabung kaca M i l l er ber ubah war na. Set el ah di anal i si s, per ubahan war na ai r penampungan karena adanya asam amino dalam air. Seperti A nda ketahui, asam ami no merupak an zat organi k pembent uk prot ei n. H al i ni membuk t i k an bahwa zat anor gani k mat er i t i dak hi dup dapat membentuk setidaknya zat organik yang terdapat pada makhluk hidup. Pembentukan asam amino pada sup purba dapat menjadi langkah pertama dalam evolusi yang menghasilkan makhluk hidup. Banyak penelitian lain yang mirip dilakukan setelah percobaan M iller dengan menggunakan sumber energi lain dan gas-gas yang berbeda. Semua percobaan mencoba membangun kembali keadaan awal bumi yang mungkin t erjadi. Percobaan t ersebut memperl ihat kan bahwa pada keadaan seperti awal bumi, asam amino dapat terbentuk dan bersama- sama membentuk molekul, seperti protein. Diperlukan langkah-langkah yang panjang dan rumit dari pembent ukan molekul organik hingga membent uk sat u sel makhluk hidup. H al ini karena, sat u sel paling sederhana pun mengandung sepuluh hingga ribuan makromolekul.

4. Teori Evolusi Biologi dan Asal-Usul Kehidupan

A .I. Oparin dalam bukunya A sal ula Ter adinya ehidupan T he rigin of ife , mengemukakan bahwa asal-usul kehidupan t erjadi di laut an melalui pembent ukan senyawa-senyawa organik dari senyawa- senyawa sederhana, seperti H 2 O, CO 2 , CH 4 , NH 3 , dan H 2 yang memang berlimpah pada saat itu. Pembentukan senyawa organik ini dibantu oleh energi radiasi benda-benda angkasa yang juga sangat intensif pada saat itu. Senyawa kompleks pertama diduga semacam alkohol dan asam amino yang selama jut aan t ahun senyawa-senyawa ini bereaksi membent uk senyawa yang lebih kompleks, seperti asam organik, purin, dan pirimidin. Senyawa-senyawa ini merupakan bahan pembentuk sel. Senyawa kompleks sederhana saat itu begitu berlimpah, baik di lautan maupun di permukaan bumi sehingga membentuk kompleks yang disebut sup purba at au sup pri mordi al . Set el ah t erbent uknya sup purba, pembentukan materi genetik dan membran sel merupakan dua langkah penting sebelum adanya kehidupan Campbell, 2006: 320. M ateri genetik pertama dan enzim pertama kemungkinan berupa RNA . Gen pert ama berupa RN A rant ai pendek yang dapat bereplikasi sendiri tanpa bantuan protein. Proses replikasi RN A ini dapat terjadi melalui bant uan molekul RN A yang berfungsi sebagai kat alis. Para il muwan t el ah menemukan RN A yang disebut ri bozi m dan dapat berfungsi mirip katalis. Selanjutnya, terjadi kerja sama antarmolekul yang menyebabkan t erjadinya t ranslasi primit if dari gen RN A sederhana menjadi polipeptida. Translasi ini tidak menggunakan ribosom atau RNA . Kumpulan molekul tersebut akan terkumpul ke dalam bulatan membran mikroskopis yang terbuat dari fosfolipid. Bentuk kumpulan molekul dalam membran tersebut dikenal dengan protobion Gambar 6.7. A danya kerja sama ant armolekul memberikan kemampuan pada prot obion unt uk berepl ikasi dan mel akukan met abol isme primit if. Protobion berkembang menjadi bentuk kompleks yang mengandung DNA dan dapat menggunakan banyak bahan mentah dari lingkungan. Sumber: Biology: Concepts Connections , 2006 Mem b ran Polip ep t id a RNA Gambar 6.7 a Mem bran m em bent uk bola buat an yang t erbuat dari fosfolipid. b Gam baran sebuah prot obion besert a isinya. Kata Kunci • Evolusi kim ia • Senyaw a organik • Sup prim ordial a b Teori Asal-Usul Kehidup an dan Evolusi 145 Prokariot Pem bent ukan t at a surya dan bum i At m osfer dengan oksigen Eukariot uniselular Eukariot m ult iselular Tumbuhan darat Hew an Paleozoic Mesozoic Cenozoic Manusia Archaeaneon Pro t ero zo iceo n Miliaran tahun yang lalu Gambar 6.8 Analogi jam geologi dengan beberapa kejadian pent ing dalam sejarah bum i. Sumber: Biology: Concepts Connections, 2006 Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa eukariot terbentuk setelah prokariot. Masih ingatkah A nda perbedaan makhluk hidup prokariot dan eukariot? Eukariot memiliki membran inti. Secara umum, eukariot memiliki st rukt ur sel yang lebih kompleks. Bagaimanakah eukariot t erbent uk? Dapatkah eukariot terbentuk dari prokariot? Terdapat dua teori mengenai pembentukan eukariot dari prokariot, yai t u t eori pel ek uk an membr an membr ane i nf ol di ng dan t eor i endosimbiosis. Teori pelekukan membran menjelaskan bahwa semua organel bermembran pada sel eukariot, kecuali mitokondria dan kloroplas, t erbent uk dari pel ekukan membran ke arah dal am. Pel ekukan i ni membentuk membran inti dan retikulum endoplasma. A dapun teori endosimbiosis menjelaskan pembentukan mitokondria dan kloroplas yang berasal dari pengabungan atau simbiosis sel prokariot ke dalam sel prokariot lain yang lebih besar. ndo berarti di dalam, simbiosis Kata Kunci • Rib ozim • Prot ob ion • Prokariot • Eukariot • Pelekukan m em bran • Endosim biosis Sekilas Biologi St rom at olit adalah sedim en berbent uk kubah yang t erbent uk dari kumpulan kubah yang t erbent uk dari kum pulan Cyanobact eria. Fosil st rom at olit adalah bukti kehidupan paling aw al di bumi. Beberapa stromatolit dari bagian barat Aust ralia diperkirakan telah berusia 3,5 m ilyar tahun. Sumber:Concise Encyclopedia Nature, 1994 Secara berangsur-angsur protobion digantikan organisme yang dapat membuat molekul yang dibutuhkannya sendiri autotrof dengan bantuan cahaya mat ahari fot oaut ot rof at au mol ekul berenergi t inggi dari lingkungannya kemoaut ot rof. A danya aut ot rof memicu munculnya makhluk hidup yang dapat memanfaat kan produk aut ot rof, misalnya heterotrof, atau merupakan autotrof juga. Autotrof dan heterotrof yang bergantung pada makhluk hidup ini merupakan prokariot pertama. Prokariot menguasai bumi dari 3,5–2 milyar tahun yang lalu. Selama per i ode t er sebut , pr ok ar i ot mengubah at mosfer bumi sehi ngga menyebabkan oksigen muncul 2,7 milyar tahun yang lalu sebagai hasil fotosintesis prokariot. Perhatikan bagan skala waktu geologi pada Gambar 6.8 berikut ini.