Penjelasan Teori Asal-Usul Kehidupan

Teori Asal-Usul Kehidupan – Adanya kehidupan di bumi menggagas para ilmuan untuk menemukan beberapa teori yang membahas tentang asal-usul keidupan di bumi. Adapun teori-teori tersebut adalah sebagai berikut :

A.  Asal-Usul Kehidupan

Untuk mengetahui asal-usul kehidupan, para ilmuwan menyelidiki dan melakukan eksperimen. Selain penelitian, teori-teori dikemukakan oleh beberapa ilmuwan berdasarkan bukti-bukti yang ada.

1. Teori Abiogenesis

Teori abiogenesis disebut juga teori generatio spontanea. Pokok dari teori ini menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda atau materi tidak hidup dan kehidupan terjadi secara spontan (generatio spontanea).

Ilmuwan yang mengemukakan teori ini adalah seorang filsafat Yunani kuno, yakni Aristoteles (384–322 SM). Dengan melihat organisme di sekelilingnya, Aristoteles berkesimpulan bahwa makhluk hidup muncul secara tibatiba. Contohnya, seekor cacing yang keluar dari dalam tanah, maka cacing tersebut berasal dari tanah. Contoh lainnya, katak yang keluar dari lumpur, maka katak tersebut berasal dari lumpur.

Ilmuwan lain yang mendukung teori ini adalah John Needham (1700). Ilmuwan dari Inggris ini melakukan percobaan dengan merebus sebentar air kaldu yang berasal dari sepotong daging. Air kaldu tersebut menjadi keruh karena adanya mikroorganisme. Ilmuwan tersebut kemudian berkesimpulan bahwa mikroorganisme berasal dari air kaldu.

2. Teori Biogenesis

Teori biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup lagi. Teori biogenesis merupakan lawan dari teori abiogenesis. Para ilmuwan yang mendukung teori biogenesis adalah Francesco Redi (1626–1697), Abbe Lazzaro Spallanzani (1729–1799), dan Louis Pasteur (1822–1895). Ketiga ilmuwan ini melakukan percobaan dan membuktikan teori biogenesis.

a.      Percobaan Francesco Redi

Francesco Redi adalah orang pertama yang melakukan percobaan untuk menentang teori abiogenesis. Redi melakukan percobaan dengan menggunakan daging segar dan dua stoples. Stoples pertama diisi dengan daging dan dibiarkan terbuka (tidak ditutup), sedangkan stoples kedua diisi daging dan ditutup rapat.

Setelah beberapa hari, di dalam stoples yang terbuka terdapat larva. Redi berkesimpulan bahwa larva tersebut berasal dari lalat yang masuk ke dalam stoples kemudian bertelur. Untuk meyakinkan kesimpulannya tersebut, Redi melakukan percobaan yang kedua. Kali ini stoples ditutupi dengan kain kasa sehingga masih terjadi hubungan dengan udara, tetapi lalat tetap tidak dapat masuk. Setelah beberapa hari, didapatkan daging dalam stoples tersebut membusuk, tetapi dalam daging tersebut tidak terdapat larva. Redi mengemukakan tidak adanya larva ini karena lalat tidak bisa menyimpan telurnya dalam daging. Oleh karena itu, Redi berkesimpulan bahwa larva lalat bukan berasal dari daging yang membusuk.

b.      Percobaan Lazzaro Spallanzani

Pada percobaan Spallanzani, digunakan air rebusan dari daging atau (air kaldu). Air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam dua labu, kemudian dipanaskan. Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan terbuka. Sementara itu, setelah air kaldu dalam labu II dipanaskan, labu kemudian ditutup rapat menggunakan gabus.

Setelah beberapa hari, air kaldu dalam labu I menjadi keruh dan berbau busuk yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut berasal dari udara bebas yang masuk ke labu I karena tidak ditutup. Pada labu II, ternyata tidak ada perbedaan dari sebelumnya. Air kaldu tetap jernih. Jernihnya air kaldu ini disebabkan tidak adanya udara yang masuk ke dalam labu.

Percobaan Spallanzani menunjukkan bahwa pada labu terbuka terdapat kehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada labu yang ditutup tidak terdapat kehidupan. Berdasarkan hal tersebut, Spallanzani berkesimpulan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu, tetapi berasal dari makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, para penganut abiogenesis menyanggah penelitian ini dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidak tumbuh karena tidak terdapat udara. Udara dibutuhkan untuk menyokong kehidupan.

c.       Percobaan Louis Pasteur

Louis Pasteur adalah seorang ahli biokimia dari Perancis yang berhasil menumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disanggah lagi oleh pendukung teori abiogenesis. Percobaan yang dilakukan Louis Pasteur ini sebenarnya penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan oleh Spallanzani.

Pasteur menggunakan labu berleher seperti angsa dalam percobaannya. Labu berleher seperti angsa ini diisi dengan air kaldu. Fungsi dari labu leher angsa ini adalah agar hubungan antara labu dan udara luar masih ada, artinya masih terdapat oksigen. Labu ini dipanaskan untuk mensterilkan air kaldu dari mikroorganisme. Setelah dipanaskan, labu kemudian didinginkan dan disimpan.

Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu dalam labu leher angsa tetap jernih, namun di bagian lehernya banyak terdapat debu dan partikel-partikel, sedangkan di labu lainnya yang tidak berleher angsa, air kaldunya mengandung mikroorganisme. Berdasarkan hasil percobaannya, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam air kaldu bukan berasal dari air kaldu itu sendiri, melainkan dari mikroorganisme yang ada di udara.

Hasil percobaan Louis Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis. Dari hasil percobaannya, Pasteur mengajukan teori baru tentang asal-usul kehidupan. Isi teori disebut menyatakan beberapa hal, di antaranya omne vivum ex ovo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari telur, omne ovum ex vivo, yakni setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan omne vivum ex vivo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.

3. Teori Evolusi Kimia

Ternyata gugurnya teori abiogenesis oleh teori biogenesis tidak membuat ilmuwan berhenti menyelidiki tentang asal-usul kehidupan. Sekarang, timbul pertanyaan, jika makhluk hidup berasal dari makhluk hidup, dari manakah asal mula makhluk hidup yang pertama? Untuk menjawab itu, muncullah teori evolusi kimia. Ilmuwan yang menyatakan teori tersebut adalah Harold Urey.

Urey menyatakan bahwa pada periode tertentu, atmosfer bumi mengandung molekul metana (CH4), amonia (NH4), air (H2O), dan karbon dioksida (CO2). Karena pengaruh dari energi petir dan sinar kosmis, zat-zat tadi bereaksi. Hasil reaksi tersebut menghasilkan suatu zat hidup yang diduga virus. Zat hidup tersebut berkembang selama jutaan tahun membentuk makhluk hidup. Teori yang dikemukakannya tersebut, kemudian dikenal dengan teori Urey.

Untuk membuktikan teori ini, Stanley Miller melakukan sebuah percobaan. Peralatan yang dirancang Miller, yakni ruang bunga api diisi dengan campuran gas meniru atmosfer purba, sementara botol kaca kecil diisi dengan air murni seperti sup purba. Miller membuat kilat buatan dengan bunga api listrik di antara dua elektroda dalam atmosfer buatan tersebut. Ia juga memanaskan air laut tiruannya. Percobaan ini berlangsung selama seminggu dan dapat menghasilkan beragam senyawa organik.

Di alam nyata, reaksi kimia ini akan berjalan selama jutaan tahun sehingga dapat membentuk hasil yang lebih kompleks. Pada titik tertentu dari proses yang panjang ini, senyawa kimia dapat terbentuk dengan sendirinya. Jika pada proses membentuk diri ini terkadang terdapat kesalahan, senyawa kimia ini dapat menyesuaikan diri dan berevolusi melalui  proses seleksi kimiawi. Jadi, kehidupan tidak terbentuk secara tibatiba melainkan timbul secara bertahap dari senyawa tidak hidup.

4. Teori Evolusi

Biologi Alexander Ivanovich Oparin mengemukakan bahwa evolusi zat-zat kimia terjadi sebelum di bumi terdapat kehidupan. Seperti sebelumnya, zat anorganik berupa air, metana, karbon dioksida, dan amonia terkandung dalam atmosfer bumi. Zat anorganik tersebut membentuk zatzat organik akibat adanya radiasi dari energi listrik yang berasal dari petir.

Suhu di bumi terus menurun. Ketika sampai pada titik kondensasi, terjadi hujan yang mengikis batuan di bumi yang banyak mengandung zat-zat anorganik. Zat-zat anorganik tersebut terbawa ke lautan yang panas. Di lautan ini terbentuk sup purba atau sup primordial. Sup purba terus berkembang selama berjuta-juta tahun. Di dalam sup purba, terkandung zat anorganik, RNA, dan DNA. RNA yang dibutuhkan dalam proses sintesis protein dapat terbentuk dari DNA. Akibatnya, terbentuklah sel pertama. Sel pertama tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakin banyak. Sejak saat itulah evolusi biologi berlangsung.

a.      Terbentuknya Makhluk Hidup Prokariotik

Sejarah kesuksesan makhluk hidup prokariotik dimulai sedikitnya pada 3,5 miliar tahun yang lalu. Prokariotik merupakan bentuk kehidupan pertama dan paling sederhana. Mereka hidup dan berevolusi di bumi selama 2 miliar tahun. Prokariotik dianggap paling primitif, karena selnya hanya memiliki membran sel. DNA, RNA hasil transkripsi, dan molekul-molekul organik berada dalam sitoplasma tanpa dibatasi membran.

Prokariotik pertama kemungkinan merupakan kemoautrotof yang menyerap molekul organik bebas dan ATP di sup purba melalui sintesis abiotik. Seleksi alam menyebabkan prokariotik yang dapat mengubah ADP menjadi ATP melalui glikolisis bertambah. Akhirnya, prokariotik yang dapat melakukan fermentasi berkembang dan hal tersebut menjadi cara hidup organisme di bumi karena belum tersedianya O2. Beberapa Archaebacteria dan beberapa bakteri obligat anerob yang sekarang hidup melalui fermentasi, mirip dengan prokariotik terdahulu.

b.      Terbentuknya Organisme Fotoautotrof

Ketika kecepatan konsumsi bahan organik oleh fermentasi prokariotik melebihi kecepatan sintesis untuk menggantikan molekul organik, berkembanglah prokariotik yang dapat membuat molekul organiknya sendiri. Pada prokariotik awal, pigmen yang dapat menyerap cahaya digunakan untuk menyerap kelebihan energi cahaya (terutama dari sinar ultraviolet) yang membahayakan bagi sel yang hidup di permukaan. Selanjutnya, pigmen ini mampu melakukan transfer elektron untuk sintesis ATP. Prokariotik ini mirip dengan Archaebacteria yang disebut bakteri halofik. Pigmen yang menangkap cahaya dikenal dengan bakteriorhodopsin yang dibuat pada membran plasma.

c.       Bangkitnya Organisme Eukariotik

Eukariotik berkembang sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Hal yang sangat membedakan eukariotik dengan prokariotik adalah adanya organelorganel yang memiliki membran. Sistem membran organel-organel pada eukariotik dapat terbentuk dari invaginasi yang terspesialisasi. Pada eukariotik terdahulu, invaginasi (pelekukan ke dalam) dapat terjadi sehingga membentuk membran inti dan retikulum endoplasma.