Abiogenesis: Definisi, Teori, Bukti & Contoh

Sedangkan karya Charles Darwin Teori evolusi adalah tentang bagaimana spesies berubah untuk beradaptasi dengan lingkungan mereka, itu tidak menjawab pertanyaan tentang bagaimana kehidupan dimulai pada awalnya. Pada satu titik, tentu saja ketika planet ini masih panas dan cair, tidak ada kehidupan di Bumi, meskipun kita tahu kehidupan berevolusi kemudian.

Pertanyaannya adalah, bagaimana bentuk kehidupan awal Bumi berasal?

Ada beberapa teori tentang bagaimana blok bangunan dasar organisme hidup muncul. Mekanisme bagaimana benda mati menjadi organisme hidup yang menggandakan diri dan kemudian bentuk kehidupan yang kompleks tidak sepenuhnya dipahami.

Ini memiliki beberapa celah, tapi abiogenesis berhubungan dengan konsep yang menarik dan memulai penjelasan.

Abiogenesis adalah proses alami di mana organisme hidup muncul dari molekul organik tak hidup. Unsur-unsur sederhana digabungkan untuk membentuk senyawa; senyawa menjadi lebih terstruktur dan melibatkan zat yang berbeda. Akhirnya, senyawa organik sederhana terbentuk dan dihubungkan untuk menghasilkan molekul kompleks seperti:

Asam amino adalah blok bangunan protein yang membentuk dasar proses organik. Asam amino bisa bergabung untuk membentuk rantai protein. Protein ini bisa menjadi mereplikasi diri dan membentuk dasar untuk bentuk kehidupan sederhana.

Proses seperti itu tidak dapat terjadi di Bumi saat ini karena kondisi yang diperlukan sudah tidak ada lagi. Penciptaan molekul organik mengandaikan adanya kaldu hangat yang mengandung zat yang dibutuhkan agar molekul organik tersebut muncul.

Unsur dan senyawa sederhana seperti hidrogen, karbon, fosfat, dan gula semuanya harus ada bersama-sama. Sebuah sumber energi seperti sinar ultraviolet atau pelepasan petir akan membantu mereka terikat. Kondisi seperti ini mungkin sudah ada 3,5 juta tahun yang lalu ketika kehidupan di Bumi diperkirakan telah dimulai. Abiogenesis merinci mekanisme bagaimana itu mungkin terjadi.

Konten Terkait: Louis Pasteur: Biografi, Penemuan, Eksperimen & Fakta

Baik abiogenesis dan generasi spontan mengusulkan bahwa kehidupan dapat berasal dari benda mati, tetapi detail keduanya sangat berbeda. Sementara abiogenesis adalah teori valid yang belum terbukti, generasi spontan adalah kepercayaan usang yang terbukti salah.

Kedua teori tersebut berbeda dalam tiga hal utama. Teori abiogenesis menyatakan bahwa:

1. Abiogenesis jarang terjadi. Itu terjadi setidaknya sekali sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu dan mungkin belum pernah terjadi sejak itu.
2. Abiogenesis memunculkan sebagian besar bentuk kehidupan primitif bisa jadi. Ini mungkin sesederhana mereplikasi molekul protein.
3. Organisme yang lebih tinggi berkembang dari bentuk kehidupan primitif ini.

Teori generasi spontan menyatakan bahwa:

1. Generasi spontan sering terjadi, bahkan di zaman modern. Misalnya, setiap kali daging dibiarkan membusuk, ia menghasilkan lalat.
2. Generasi spontan memunculkan organisme kompleks seperti lalat, hewan bahkan manusia.
3. Organisme yang lebih tinggi adalah hasil dari generasi spontan, dan mereka jangan berevolusi dari bentuk kehidupan lainnya.

Para ilmuwan dulu percaya pada generasi spontan, tetapi sekarang bahkan masyarakat umum tidak lagi percaya bahwa lalat berasal dari daging busuk atau tikus berasal dari sampah. Beberapa ilmuwan juga mempertanyakan apakah abiogenesis adalah teori yang valid, tetapi mereka tidak dapat mengusulkan alternatif yang lebih baik.

Bagaimana kehidupan mungkin berasal pertama kali diusulkan oleh ilmuwan Rusia Alexander Oparin pada tahun 1924 dan secara independen lagi oleh ahli biologi Inggris J.B.S. Haldan pada tahun 1929. Keduanya berasumsi bahwa Bumi awal memiliki lingkungan yang kaya akan amonia, karbon dioksida, hidrogen, dan karbon, bahan penyusun molekul organik.

Sinar ultraviolet dan kilat menyediakan energi untuk reaksi kimia yang memungkinkan molekul-molekul ini untuk terhubung.

Sebuah rantai khas reaksi akan berlangsung sebagai berikut:

1. Suasana prebiotik dengan amonia, karbon dioksida dan uap air.
2. Petir menghasilkan senyawa organik sederhana yang jatuh ke dalam larutan di air dangkal.
3. Senyawa bereaksi lebih lanjut dalam a kaldu prebiotik, membentuk asam amino.
4. Asam amino bergabung dengan ikatan peptida untuk membentuk protein rantai polipeptida.
5. Protein bergabung menjadi molekul yang lebih kompleks yang dapat mereplikasi dan memetabolisme zat sederhana.
6. Molekul kompleks dan senyawa organik terbentuk membran lipid di sekitar diri mereka sendiri dan mulai bertingkah seperti sel hidup.

Sementara teori tersebut menyajikan konsep yang konsisten dan kredibel, beberapa langkah terbukti sulit dilakukan di bawah kondisi laboratorium yang mencoba mensimulasikan yang ada di Bumi awal.

Konten Terkait: Unsur Asam Nukleat

Pada awal 1950-an, mahasiswa pascasarjana Amerika Stanley Miller dan penasihat pascasarjananya Harold Urey memutuskan untuk menguji teori abiogenesis Oparin-Haldane dengan menciptakan kembali lingkungan awal Bumi. Mereka mencampur senyawa dan elemen sederhana dari teori di udara dan mengeluarkan percikan api melalui campuran.

Ketika mereka menganalisis produk reaksi kimia yang dihasilkan, mereka dapat mendeteksi asam amino yang dibuat selama simulasi. Bukti bahwa bagian pertama dari teori ini benar mendukung eksperimen-eksperimen selanjutnya yang mencoba menciptakan molekul-molekul yang mereplikasi dari asam-asam amino. Eksperimen ini tidak berhasil.

Penelitian selanjutnya menemukan bahwa atmosfer prebiotik awal Bumi mungkin memiliki lebih banyak oksigen dan lebih sedikit zat penting lainnya daripada sampel yang digunakan dalam percobaan Miller-Urey. Hal ini menimbulkan pertanyaan apakah kesimpulan tersebut masih valid.

Sejak itu, beberapa percobaan menggunakan komposisi atmosfer terkoreksi juga telah menemukan molekul organik seperti asam amino, sehingga mendukung kesimpulan awal.

Konten terkait: Seleksi Alam: Pengertian, Teori Darwin, Contoh & Fakta

Bahkan ketika ditetapkan bahwa kondisi untuk pembentukan senyawa organik sederhana ada di bumi prebiotik, jalan menuju sel-sel hidup telah diperdebatkan. Ada tiga kemungkinan cara senyawa yang relatif sederhana seperti asam amino akhirnya bisa menjadi kehidupan yang mandiri:

1. Replikasi terlebih dahulu: Molekul organik menjadi lebih dan lebih kompleks sampai mereka memasukkan segmen DNA yang dapat mereplikasi dirinya sendiri. Molekul yang mereplikasi diri mengembangkan perilaku dan metabolisme sel.
2. Metabolisme pertama: Molekul organik mengembangkan kemampuan untuk mempertahankan diri dengan mengintegrasikan dan mengubah zat dari lingkungan mereka. Mereka menjadi sel proto dan mengembangkan kemampuan untuk bereplikasi.
3. dunia RNA: Molekul organik menjadi prekursor segmen RNA yang dapat menghasilkan salinan molekul DNA. Mereka mengembangkan metabolisme dan perilaku seperti sel pada saat yang bersamaan.

Langkah-langkah dari asam amino adalah masalah serius, dan tidak ada jalur teoretis yang berbeda, pada Mei 2019, yang berhasil disimulasikan.

Tidak ada keraguan bahwa simulasi atmosfer bumi awal dapat menghasilkan molekul yang relatif kompleks yang merupakan blok bangunan molekul organik yang ditemukan dalam sel hidup. Namun, ada beberapa masalah mulai dari molekul kompleks ke bentuk kehidupan yang sebenarnya. Ini termasuk:

• Tidak ada jalur teoretis terperinci untuk beralih dari molekul organik kompleks ke bentuk kehidupan.
• Tidak ada eksperimen yang berhasil mendukung pembentukan molekul yang lebih kompleks daripada asam amino.
• Tidak ada mekanisme untuk blok bangunan RNA untuk berkembang menjadi basa purin/pirimidin dari RNA penuh.
• Tidak ada konsensus tentang bagaimana molekul yang bereplikasi/memetabolisme menjadi bentuk kehidupan.

Jika abiogenesis tidak terjadi seperti yang dijelaskan teori, ide alternatif harus dipertimbangkan have.

Dengan kemajuan abiogenesis yang tampaknya terhambat, teori alternatif untuk asal usul kehidupan telah diusulkan. Kehidupan mungkin berasal dengan cara yang mirip dengan teori abiogenesis tetapi dalam ventilasi panas bumi di bawah laut atau di dalam kerak bumi, dan itu mungkin terjadi beberapa kali di tempat yang berbeda. Tak satu pun dari teori ini memiliki dukungan data yang lebih keras daripada abiogenesis klasik.

Dalam teori lain yang mengabaikan abiogenesis sama sekali, para ilmuwan telah mengusulkan bahwa senyawa organik kompleks atau bentuk kehidupan lengkap seperti virus mungkin telah dikirim ke Bumi oleh meteorit atau komet. Bumi Awal (Bumi primitif) menjadi sasaran pemboman berat selama masa Hadean (sekitar 4 hingga 4,6 miliar tahun yang lalu) ketika kehidupan mungkin telah dimulai.

Tanpa lebih banyak data keras, satu-satunya kesimpulan adalah bagaimana tepatnya hidup di bumi asalnya masih menjadi misteri.