Dari banyak teori mengenai asal-usul kehidupan, terdapat dua teori utama yang dapat diterima secara luas, yakni teori evolusi kimia dan teori evolusi biologi. Selain kedua teori tersebut, dijelaskan pula sejarah munculnya teori abiogenesis dan teori biogenesis yang merupakan awal pemikiran manusia mengenai asal-usul kehidupan.
1. Teori Abiogenesis
Menurut teori abiogenesis, makhluk hidup berasal dari benda tidak hidup atau dengan kata lain makhluk hidup ada dengan sendirinya. Oleh karena makhluk itu ada dengan sendirinya maka teori ini dikenal juga dengan teori Generatio Spontanea. Generatio spontanea berarti penciptaan yang terjadi secara spontan. Artinya bahwa kehidupan berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan. Aristoteles merupakan salah satu pelopor teori ini, teori ini diajukan oleh Aristoteles pada tahun 384–322 SM. Aristoteles menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan. Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles berdasarkan pengamatan adanya larva lalat yang muncul secara tiba-tiba pada daging yang busuk. Aristoteles berkesimpulan bahwa larva lalat tersebut berasal dari daging yang busuk.
menyimpulkan bahwa mikrobia yang menyebabkan kekeruhan dalam labu berasal dari kaldu daging yang disiapkan. Berdasarkan percoban tersebut, dapat disimpulkan bahwa kehidupan berasal dari benda mati.
a. ikan dan katak berasal dari lumpur
b. cacing berasal dari tanah
c. belatung terbentuk dari daging yang membusuk
d. tikus berasal dari sekam dan kain kotor.
Akhir tahun 1600, banyak orang percaya mengenai teori generatio spontanea pada hewan. Bahkan seorang doktor saat itu, Jan Baptist Van Helmont, membuat resep untuk membuat tikus, yaitu dengan melempar biji-bijian dan kain lusuh ke sudut ruangan. (Sumber: Heath Biology, 1985)
kesimpulan sebenarnya terdapat kelemahan, yaitu belum mampu melihat benda yang sangat kecil (bakteri, kista, ataupun telur cacing) yang terbawa dalam materi percobaan yang digunakan. Hal ini karena pada zaman Aristoteles belum ditemukan mikroskop. Walaupun ada kelemahan pada percobaan, tetapi cara berpikir dalam mencari jawaban mengenai asal usul kehidupan di bumi ini sudah mengacu pada pola metode ilmiah. Tidak semua orang puas dengan teori yang dikemukakan
oleh para penganut paham abiogenesis. Oleh karena itu, ada orang yang mulai menyelidiki asal-usul makhluk hidup melalui berbagai percobaan. Walaupun bertahan beratus-ratus tahun, teori Abiogenesis akhirnya goyah dengan adanya penelitian tokoh-tokoh yang tidak puas dengan paham Abiogenesis. Tokoh-tokoh ini antara lain: Francesco Redi (Italia, 1626 - 1697), Lazzaro Spallanzani (Italia, 1729 - 1799), dan Louis Pasteur (Perancis, 1822 - 1895)
2. Teori Biogenesis
Teori Biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup. Tokoh pendukung teori ini antara lain Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur. Francesco Redi merupakan orang pertama yang melakukan penelitian untuk membantah teori Abiogenesis.
a. Percobaan Francesco Redi
Francesco Redi melakukan penelitian menggunakan 8 tabung yang dibagi menjadi 2 bagian. Empat tabung masing-masing diisi dengan daging ular, ikan, roti dicampur susu, dan daging. Keempat tabung dibiarkan terbuka. Empat tabung yang lain diperlakukan sama dengan 4 tabung pertama, tetapi tabung ditutup rapat. Setelah beberapa hari pada tabung yang terbuka terdapat larva yang akan menjadi lalat. Berdasarkan hasil percobaannya, Redi menyimpulkan bahwa ulat bukan berasal dari daging, tetapi berasal dari telur lalat yang terdapat dalam daging dan menetas menjadi larva. Penelitian ini ditentang oleh penganut teori Abiogenesis karena pada tabung yang tertutup rapat, udara dan zat hidup tidak dapat masuk sehingga tidak memungkinkan untuk adanya suatu kehidupan. Bantahan itu mendapat tanggapan dari Redi. Redi melakukan percobaan yang sama, namun tutup diganti dengan kain kasa sehingga udara dapat masuk dan ternyata dalam daging tidak terdapat larva.
Lazzaro Spallanzani pada tahun 1765 melakukan percobaan untuk menyanggah kesimpulan yang
dikemukakan oleh Nedham. Lazzaro Spallanzani melakukan percobaan dengan memanaskan 2 tabung kaldu sehingga semua organisme yang ada di dalam kaldu terbunuh. Setelah didinginkan kaldu tersebut dibagi menjadi 2, satu tabung dibiarkan terbuka dan satu tabung yang lain ditutup. Ternyata pada tabung yang terbuka terdapat organisme, sedangkan pada tabung yang tertutup tidak terdapat organisme.
Percobaan Spallanzani ini pada prinsipnya sama dengan percobaan Redi, tetapi bahan yang digunakan adalah air kaldu.
Labu 1 : diisi 70 cc air kaldu, kemudian dipanaskan 15º C dan dibiarkan terbuka.
Labu 2 : diisi 70 cc air kaldu, kemudian ditutup rapat dengan sumbat gabus, lalu dipanaskan dan pada daerah pertemuan gabus dengan mulut labu dapat diolesi lilin agar lebih rapat.
Kedua labu itu ditempatkan di tempat terbuka dan didinginkan. Setelah beberapa hari kemudian, hasil percobaan menunjukkan bahwa:
Labu 1 : terjadi perubahan, air kaldu menjadi keruh dan berbau tidak enak, serta banyak mengandung mikroba.
Labu 2 : tidak ada perubahan sama sekali, air tetap jernih dan tanpa mikroba. Tetapi, bila dibiarkan terbuka lebih lama terdapat banyak mikroba.
Dengan mikroskop tampak bahwa pada kaldu yang berasal dari labu 1 dan labu 2 terdapat mikroorganisme. Spallanzani menyimpulkan bahwa timbulnya kehidupan hanya mungkin jika telah ada kehidupan sebelumnya. Jadi, mikroorganisme tersebut telah ada dan tersebar di udara. Pendukung abiogenesis menyatakan keberatan terhadap hasil eksperimen Spallanzani, sebab udara diperlukan untuk berlakunya generation spontanea. Sedangkan, paham biogenesis beranggapan bahwa udara itu merupakan sumber kontaminasi.
Orang yang memperkuat teori Biogenesis dan menumbangkan teori Abiogenesis hingga tak tersanggahkan lagi adalah Louis Pasteur (1822 - 1895) seorang ahli biokimia berkebangsaan Perancis. Pasteur melakukan percobaan penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan Spallanzani. Louis Pasteur melakukan percobaan menggunakan labu leher angsa. Pertama-tama kaldu direbus hingga mendidih, kemudian didiamkan. Setelah beberapa hari, air kaldu tetap jernih dan tidak mengandung mikroorganisme. Adanya leher angsa memungkinkan udara dapat masuk ke dalam tabung, tetapi mikroorganisme udara akan terhambat masuk karena adanya uap air pada pipa leher. Namun, apabila tabung dimiringkan hingga air kaldu sampai ke permukaan pipa, air kaldu tersebut akan terkontaminasi oleh mikroorganisme udara. Akibatnya setelah beberapa waktu, air kaldu akan keruh karena terdapat mikroorganisme. Kesimpulan percobaan Pasteur adalah mikroorganisme
yang ada pada air kaldu bukan berasal dari cairan (benda tak hidup), melainkan dari mikroorganisme yang terdapat di udara. Mikroorganisme yang ada di udara masuk ke dalam labu bersama-sama dengan debu.
a. air kaldu yang terdapat di dalam labu yang tidak berbentuk leher angsa, mengandung mikroorganisme.
b. Adapun labu yang berbentuk leher angsa dan berhubungan dengan udara luar, tidak terdapat mikroorganisme.
Berdasarkan hasil percobaan para ilmuwan tersebut maka muncullah teori baru yaitu teori Biogenesis yang menyatakan bahwa:
a. setiap makhluk hidup berasal dari telur = omne vivum ex ovo
b. setiap telur berasal dari makhluk hidup = omne ovum ex vivo
c. setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya = omne vivum ex vivo
3. Teori Cosmozoic / Kosmozoan
Teori Cosmozoic atau teori Kosmozoan menyatakan bahwa asal mula makhluk hidup bumi berasal dari ”spora kehidupan” yang berasal dari luar angkasa. Keadaan planet di luar angkasa diliputi kondisi kekeringan, suhu yang sangat dingin serta adanya radiasi yang mematikan sehingga tidak memungkinkan kehidupan dapat bertahan. Pada akhirnya spora kehidupan itu sampai ke bumi. Teori ini tidak dapat diterima oleh banyak ilmuwan.
4. Teori Penciptaan (Special Creation)
Teori ini berpandangan bahwa makhluk hidup diciptakan oleh Tuhan seperti apa adanya. Paham ini hanya membicarakan perkembangan materi sampai terbentuknya organisme tanpa menyinggung asal usul materi kehidupan. Penciptaan setiap jenis makhluk hidup terjadi secara terpisah. Teori ini tidak berdasarkan suatu eksperimen.
5. Teori Evolusi Biokimia
Teori ini mencoba menggali informasi asal usul makhluk hidup dari sisi biokimia. Menurut Oparin dalam bukunya yang berjudul The Origin of Life (1936) menyatakan bahwa asal mula kehidupan terjadi bersamaan dengan evolusi terbentuknya bumi beserta atmosfernya. Alexander Oparin adalah ahli evolusi molekular berkebangsaan Rusia. Lebih lanjut, Oparin menjelaskan bahwa pada mulanya atmosfer bumi purba terdiri atas metana (CH4), amonia (NH3), uap air (H2O), dan gas hidrogen (H2). Oleh karena adanya pemanasan dan energi alam, berupa sinar kosmis dan halilintar, gas-gas tersebut mengalami perubahan menjadi molekul organik sederhana, sejenis substansi asam amino.
Selama berjuta-juta tahun, senyawa organik itu terakumulasi di cekungan perairan membentuk primordial soup, seperti semacam campuran materi-materi di lautan panas. Tahap selanjutnya, primordial soup ini membentuk monomer. Monomer bergabung membentuk polimer. Polimer membentuk agregasi berupa protobion. Protobion adalah bentuk awal sel hidup yang belum mampu bereproduksi, tetapi mampu memelihara lingkungan kimia dalam tubuhnya. Di samping itu, protobion juga telah memperlihatkan sifat yang berhubungan dengan makhluk hidup, seperti dapat melakukan metabolisme, kemampuan menerima rangsang, dan bereplikasi sendiri. Terbentuknya polimer dari monomer-monomer telah dibuktikan oleh Sydney W. Fox. Dalam percobaannya, Fox memanaskan 18–20 macam asam amino pada titik leburnya dan didapatkan protein.
Pendapat Alexander Oparin mendapat dukungan dari ahli kimia Amerika Serikat, bernama Harold Urey. Urey menyatakan bahwa atmosfer bumi purba terdiri atas gas-gas metana (CH4), amonia (NH3), uap air (H2O), dan gas hidrogen (H2). Dengan adanya energi alam (berupa halilintar dan sinar kosmis), campuran gas-gas tersebut membentuk asam amino.
Pada tahun 1953, seorang mahasiswa Harold Urey, yaitu Stanley Miller (USA) mencoba melakukan eksperimen untuk membuktikan kebenaran teori yang dikemukakan Urey.
Percobaannya itu juga dikenal dengan eksperimen Miller-Urey.
Alat percobaan Miller-Urey Terdiri atas bagian yang berupa sebuah tabung tertutup yang dihubungkan dengan 2 ruangan. Ruangan atas berisi beberapa gas yang menggambarkan keadaan atmosfer bumi purba. Selanjutnya pada tempat ini diberi percikan listrik yang menggambarkan halilintar. Kondensor berfungsi untuk mendinginkan gas, menyebabkan terbentuknya tetesan-tetesan air dan berakhir pada ruangan pemanas kedua yang menggambarkan lautan. Beberapa molekul kompleks yang terbentuk di ruangan atmosfer, dilarutkan dalam tetesan-tetesan air ini dan dibawa ke ruangan lautan tempat sampel yang terbentuk diambil untuk dianalisis.
Urey menyatakan zat-zat organik terbentuk dari zat-zat anorganik. Menurut Urey, zat-zat anorganik yang ada di atmosfer berupa gas karbondioksida, metana, amonia, hidrogen, dan uap air. Semua zat ini bereaksi membentuk zat organik karena energi petir.
Menurut Urey, proses terbentuknya makhluk hidup dapat dijelaskan dengan 4 tahap, yaitu:
Tahap 1 : Molekul metana, amonia, hidrogen, dan uap air tersedia sangat banyak di atmosfer bumi.
Tahap 2 : Energi yang diperoleh dari aliran listrik halilintar dan radiasi sinar kosmis menyebabkan zat-zat bereaksi membentuk molekul-molekul zat yang lebih besar.
Tahap 3 : Terbentuk zat hidup yang paling sederhana yang memiliki susunan kimia, seperti susunan kimia pada virus.
Tahap 4 : Zat hidup yang terbentuk berkembang dalam waktu jutaan tahun menjadi organisme (makhluk hidup) yang lebih kompleks.
b. Teori kimia menurut Stanley Miller
Miller adalah murid Harold Urey yang berhasil membuat model alat yang digunakan untuk membuktikan hipotesis Urey. Miller memasukkan uap air, metana, amonia, gas hidrogen, dan
karbondioksida ke dalam tabung percobaan. Tabung tersebut kemudian dipanasi. Untuk mengganti energi listrik halilintar ke dalam perangkat alat tersebut dilewatkan lecutan listrik bertegangan tinggi sekitar 75.000 volt. Hal ini dimaksudkan untuk meniru kondisi permukaan bumi pada waktu terjadi pembentukan zat organik secara spontan. Dengan adanya energi listrik, terjadilah reaksi-reaksi yang membentuk zat baru. Zat-zat yang terbentuk didinginkan dan ditampung. Hasil reaksi kemudian dianalisis. Ternyata, di dalamnya terbentuk zat organik sederhana, seperti asam amino, gula sederhana seperti ribosa dan adenin. Dengan demikian, Miller dapat membuktikan bahwa zat organik dapat terbentuk dari zat anorganik secara spontan.
Miller menggunakan campuran gas yang diasumsikan terdapat di atmosfir bumi purba, yaitu amonia, metana, hidrogen, dan uap air dalam percobaannya. Oleh karena dalam kondisi alamiah gas-gas itu tidak mungkin bereaksi, Miller memberi stimulus energi listrik tegangan tinggi, sebagai pengganti energi alam (halilintar dan sinar kosmis). Miller mendidihkan campuran gas tersebut pada suhu 100 derajat C selama seminggu. Pada akhir percobaan, Miller menganalisis senyawa-senyawa kimia yang terbentuk di dasar gelas percobaan dan menemukan 3 jenis dari 20 jenis asam amino.
Keberhasilan percobaan Miller ini memunculkan hipotesis lanjutan tentang asal usul kehidupan. Para evolusionis menyatakan bahwa asam-asam amino kemudian bergabung dalam urutan yang
tepat secara kebetulan untuk membentuk protein. Sebagian protein-protein yang terbentuk secara kebetulan ini menempatkan diri mereka pada struktur seperti membran sel yang diikuti pembentukan sel primitif. Sel-sel ini kemudian bergabung membentuk organisme hidup. Mereka menyebutnya sebagai evolusi biologi.
6. Evolusi Biologi
Teori biologi merupakan teori evolusi kimia, yang berpendapat bahwa bumi ini pada awalnya sangat panas sekali, kemudian suatu ketika bumi mengalami proses pendinginan. Dari proses-proses tersebut maka dapat dihasilkan bahan-bahan kimia. Bahan-bahan yang berat akan menyusun
bumi sedangkan bahan yang ringan akan menyusun atmosfer.nnya ini asam amino tersebut belum menunjukkan gejala hidup.
A.I Oparin
Oparin adalah seorang ilmuwan berkebangsaan Rusia. Oparin juga memiliki gagasan yang sama seperti Urey, tetapi Oparin tidak dapat membuktikan bahwa reaksi gas CH4, NH3, H2 dan H2O membentuk asam amino. Ia berpendapat bahwa asam amino terbentuk secara alami. Menurut Oparin,
lautan bumi pada awalnya memiliki persediaan cukup bahan-bahan organik. Dalam waktu yang lama maka bahan-bahan organik tersebut akan berikatan satu dengan lainnya membentuk selaput-selaput, kemudian molekul organik berselaput ini akan mengikat molekul lainnya dan menyatukan diri sehingga terbentuk gabungan molekul baru yang karakteristik. Ikatan kompleks inilah yang diperkirakan merupakan awal dari kehidupan.
Alexander Oparin (1894-1980) adalah seorang ahli biokimia berkebangsaan Rusia. Tahun 1917 Oparin menyelesaikan studinya di Universitas Moscow dan menjadi profesor biokimia pada tahun 1927. Oparin merupakan salah satu ahli yang mengungkapkan asal usul kehidupan dari sudut pandang fisika dan kimia.
Kenyataan saat ini menunjukkan bahwa dalam sel-sel tubuh makhluk hidup mengandung garam (NaCl). Hal ini mendasari kesimpulan bahwa makhluk hidup berasal dari laut.
kecil yang disebut mikrosfer. Mikrosfer memiliki beberapa sifat hidup yang mempunyai membran selektif permeabel namun belum dapat dikatakan hidup.
Kumpulan proteinoid - Proteinoid merupakan polipeptida yang secara spontan berpolimerisasi dari penguapan kumpulan asam amino. Proteinoid dibentuk oleh aktivitas vulkanik yang tinggi.
Perkembangan protosel menjadi organisme uniselular maupun multiselular tidak terlepas dari sistem genetik pada protosel itu sendiri. Sehubungan dengan hal itu, seorang ahli biokimia dari
Havard yaitu Walter Gilbert pada tahun 1986 mengajukan hipotesis dunia RNA. Menurut hipotesis itu, miliaran tahun yang lalu sebuah molekul RNA yang dapat mereplikasi terbentuk secara kebetulan. Melalui pengaktifan oleh lingkungan, RNA ini dapat memproduksi protein. Selanjutnya, diperlukan molekul kedua untuk menyimpan informasi tersebut, maka dengan suatu cara tertentu
terbentuklah DNA. Perhatikan gambar sistem genetik yang pertama agar Anda lebih jelas.
Sistem genetik yang pertama
a. Gen pertama terbentuk dari polimerisasi secara spontan beberapa nukleotida.
b. RNA sederhana mengalami replikasi, tanpa keberadaan protein katalitik atau enzim.
c. RNA yang terdiri atas intron dan ekson mensintesis polipeptida (protein) dengan cara melepaskan intron-intron.
d. Enzim reverse transkriptase merupakan enzim pertama dalam sistem ini yang memungkinkan terbentuknya DNA.
e. Sel awal yang terdiri atas DNA, masih merupakan hubungan antara intron dan ekson.
Catatan:
1. Intron dan ekson biasanya merupakan kelipatan kode triplet.
2. Intron adalah penyusun RNA yang tidak dapat diekspresikan, sedangkan ekson merupakan penyusun RNA yang dapat diekspresikan.
Teori Asal-Usul Kehidupan Lain
1. Teori Kreasi Khas
Teori Kreasi Khas menyatakan bahwa asal usul kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (gaib) pada saat yang istimewa. Teori ini dikenal dengan nama Teori Kreasi Khas atau Teori Penciptaan Khusus. Carolus Linnaeus adalah salah satu pengikut teori ini.
2. Teori Kataklisma
Teori kataklisma menyatakan bahwa asal semua spesies diciptakan sendiri-sendiri dan berlangsung dalam periodeperiode, di antara periode yang satu dengan yang lain terjadi bencana yang menghancurkan spesies lama dan memunculkan spesies baru. Pandangan ini dipelopori oleh cuvier.
