Kuliah1

30
Terbentuk melalui serangkaian reaksi kimia Atom-atom membentuk molekul sederhanamolekul komplek molekul yang lebih kompleks dan akhirnya membentuk struktur kehidupan yang paling sederhana. Adanya kenyataan ini, direfleksikan terhadap virus yang ada. Virus hanya terdiri dari protein dan DNA. Sel dianggap sebagai kumpulan molekul organik kompleks yang mempunyai struktur organisasi dan dapat membiak diri, mampu melakukan pertukaran energi dan materi dengan lingkungannya melalui serangkaian reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim. Timbul pertanyaan : Bagaimana terbentuknya biomolekul? Bagaimana biomolekul saling berinteraksi satu sama lain? Bagaimana struktur sel atau struktur kehidupan pertama

description

tu

Transcript of Kuliah1

Page 1: Kuliah1

Terbentuk melalui serangkaian reaksi kimia

Atom-atom membentuk molekul sederhana→molekul komplek → molekul yang lebih kompleks dan akhirnya membentuk struktur kehidupan yang paling sederhana.

Adanya kenyataan ini, direfleksikan terhadap virus yang ada. Virus hanya terdiri dari protein dan DNA.Sel dianggap sebagai kumpulan molekul organik kompleks yang mempunyai struktur organisasi dan dapat membiak diri, mampu melakukan pertukaran energi dan materi dengan lingkungannya melalui serangkaian reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim.Timbul pertanyaan : Bagaimana terbentuknya biomolekul? Bagaimana biomolekul saling berinteraksi satu sama lain? Bagaimana struktur sel atau struktur kehidupan pertama terbentuk dari molekul organik?

Page 2: Kuliah1

Banyak hipotesa dikemukakan.Salah satu diantaranya ialahBahwa sistem benda-benda di alam semesta secara terus menerus melakukan rotasi. Gumpalan gas dan debu panas tersebut terdiri dari atom-atom yang bebas yaitu C, H, O, N, S, P, Si, Ni, Fe, dan Al. Unsur-unsur yang terbanyak ialah atom H.

Page 3: Kuliah1

Akibat rotasi bola gas adalah :Bagian-bagian bola gas itu terlepas yang nantinya akan menjadi planet termasuk bumi. Setiap bagian bola gas yang memisah, juga melakukan rotasi. Menurut perkiraan, bumi dibentuk oleh kondensasi yang berupa gumpalan awan gas dan debu panas kira-kira 1,8 x 106 tahun yang lalu.Atom-atom menyusun diri sebagai berikut, atom yang berat (Ni dan Fe) meletakkan diri di bagian tengah, sedang atom yang ringan (C, H, O, N) berada di bagian tepi.

Karena sebagian besar gas dan debu panas terdiri dari elemen radioaktif, maka di dalam lapisan bumi pecahannya menimbulkan panas yang tinggi dan kegiatan vulkanik, sehingga suhu di permukaan bumi lebih tinggi dari pada sekarang. Pada suatu ketika, karena pengaruh suhu dingin ruang tata surya, suhu bola gas turun sampai tingkat derajat tertentu, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi kimia di antara unsur-unsur tersebut di bumi primitif.

Page 4: Kuliah1

Penurunan suhu yang berlangsung secara terus menerus di ruang tata surya, menyebabkan bumi primitif menjadi dingin, sehingga :1. Gas mencair dan cairan menjadi padat;2. Permukaan lapisan bumi menjadi padat dan tidak rata membentuk cekungan (lembah) dan gunung;3. Lapisan bumi bagian dalam terdiri dari lapisan padat, cair dan gas;4. Turun hujan pertama, berasal dari gas yang mencair di atmosfir, sehingga terbentuk sungai, danau, dan laut. 5. Air hujan pertama mengandung gas atmosfir yaitu metan, amoniak, karbondioksida, asam sianida dan berbagai macam unsur setelah air mengalir di permukaan bumi.

Page 5: Kuliah1

Air merupakan senyawa yang penting bagi kehidupan, karena :

a. Air adalah komponen yang terbesar dari bentuk kehidupan (komponen sel

terbesar adalah air);

b. Air adalah pelarut yang baik bagi kemungkinan berlangsungnya reaksi kimia.

Dari 90 atau lebih unsur yang belakangan ini diketahui menyusun kerak

bumi, kira-kira hanya 27 macam unsur ditemukan dalam struktur kehidupan

(manusia, hewan dan tumbuhan). Contoh beberapa unsur yang menyusun :

Kerak bumi Tubuh manusia

O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H, C

H, O, C, N, Ca, P, Cl, K, S, Na, Mg

Air merupakan senyawa yang penting bagi kehidupan, karena :

a.Air adalah komponen yang terbesar dari bentuk kehidupan (komponen sel terbesar adalah air);

b.Air adalah pelarut yang baik bagi kemungkinan berlangsungnya reaksi kimia.

Dari 90 atau lebih unsur yang belakangan ini diketahui menyusun kerak bumi, kira-kira hanya 27 macam unsur ditemukan dalam struktur kehidupan (manusia, hewan dan tumbuhan). Contoh beberapa unsur yang menyusun :

Kerak bumi Tubuh manusia

O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H, C

H, O, C, N, Ca, P, Cl, K, S, Na, Mg

Page 6: Kuliah1

Keempat unsur pertama dari unsur yang menyusun kerak bumi dan tubuh manusia, merupakan unsur terbanyak

Terbentuknya senyawa anorganik pertama yang terdiri dari gas : hidrogen, metan, amoniak, asam sianida, karbondioksida, atau karbonmonoksida dan uap air, selain dipengaruhi oleh faktor luar, misalnya penurunan suhu di ruang tata surya, juga disebabkan karena setiap unsur tersebut mempunyai kemampuan membentuk ikatan kovalen di antara satu dengan yang lainnya

Kerak bumi Tubuh manusia

O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H, C

H, O, C, N, Ca, P, Cl, K, S, Na, Mg

Page 7: Kuliah1

Senyawa kimia keduaSenyawa kimia kedua atau senyawa organik merupakan “building block”

(kerangka dasar) yang dibentuk dari senyawa anorganik atau senyawa pertama melalui senyawa organik pertengahan yang disebut “metabolic intermediate” yang terdiri dari piruvat, sitrat, malat dan gliseraldehid 3 fosfat. Dalam hal ini senyawa organik yang merupakan kerangka dasar terdiri dari asam amino, monosakarida, nukleotida, asam lemak dan gliserol.

Pembentukan senyawa organik berlangsung melalui serangkaian reaksi kimia dengan tersedianya energi yang berupa sejumlah radiasi yang terjadi di alam semesta (total solar energy), sinar ultraviolet, energi listrik dari kilat, energi gelombang getaran partikel di atmosfir, energi radioaktif, energi kegiatan vulkanik, dan energi sinar kosmik.

Oparin (1920), 1. Proses kimia dan fisika yang terjadi di alam (bumi primitif) secara spontan2. Membentuk senyawa organik sederhana, yaitu asam amino (misalnya

alanin) dan gula (alfa-D-glukose dan alfa-D-ribose) dari metan, amoniak dan uap air yang merupakan komponen atmosfir primitif.

3. Reaksi kimia antara gas di atmosfir primitif diaktifkan oleh bagian unltraviolet dari cahaya matahari atau energi listrik dari kilat.

Page 8: Kuliah1

1. Asam amino

Diperkirakan asam amino dibentuk melalui berbagai beberapa rangkaian

senyawa organik dan asam sianida yang berasal dari reaksi kimia antara metan dan

amoniak pada kondisi bumi primitif sebagai berikut :

a. metan + amoniak asam sianida sianoasetilen asam amino

b. metan + amoniak asam sianida nitril amino nitril asam amino

c. metan + amoniak asam sianida sianamid asam amino

Pembentukan asam amino dari metan dan amoniak di bumi primitif tersebut, telah

dibuktikan pula kebenarannya oleh Stanley Miller melaui eksperimen di dalam

laboratorium sebagai berikut :

80oC metan + amoniak asam sianida + gas hidrogen

listrik metan etana + hidrokarbon

80oC etana + asam sianida nitril

80oC nitril + uap air asam propionat + amoniak

80oC asam propionat + amoniak amino nitril + uap air

80oC amino nitril + uap air alanin (asam amino) + amoniak

Dari eksperimen Miller telah diperoleh sejumlah asam alfa amino yaitu glisine, alanin, asam aspartat dan asam glutamat. Kecuali itu beberapa senyawa organik yang juga diperoleh yaitu asam format, asam asetat, asam propionat, asam laktat dan asam suksinat. Waktu itu di bumi primitif telah dibentuk 18 sampai 20 asam amino.

Page 9: Kuliah1

2. Gula, asam amino dan gliserol

Diperkirakan bahwa gula, asam lemak dan gliserol dibentuk oleh reaksi kimia

antara gas-gas hidrogen dan karbon mono oksida yang diaktifkan oleh energi

ultraviolet dari cahaya matahari. Gula yang terbentuk ialah alfa-D-glukose (C6H12O6)

dan alfa-D-ribose atau pentose (C5H10O5) yang tergolong monosakarida. Dari reaksi

kimia tersebut, juga terbentuk asam lemak (asam palmitat) dan gliserol.

3. Nukleotida

Nukleotida dibentuk oleh basa dari Adenin (A) dan Guanin (G); dan basa

pirimidin terdiri dari Urasil (U), Timin (T), dan Sitosin (C). Selanjutnya salah satu

basa purin, yaitu Adenin melakukan reaksi kimia dengan ribose atau deoksi ribose

membentuk adenosin dan deoksi adenosin. Kemudian :

energi sinar UV 1. adenosin + polifosfat nukleotida 1

energi sinar UV 2. deoksi adenosin + polifosfat nukleotida 2

Page 10: Kuliah1

Terdiri dari Asam nukleatProteinPolisakaridaLipid.

1. Molekul-molekul yang tergolong “building block” mengadakan ikatan kovalen satu sama lain membentuk makromolekul.

2. Melalui ikatan kovalen terjadi polimerisasi, kecuali pada pembentukan lipid.

3. Makromolekul dan “building block” dibentuk di dalam laut primitif, karena tersedianya kondensasi senyawa organik yang telah terbentuk sebelumnya.

Page 11: Kuliah1

1. Asam nukleat

Reaksi kimia di antara adenin dengan ribose atau deoksi ribose membentuk nukleosid yang terdiri dari adenosin atau deoksi adenosin. Adenosin dan deoksi adenosin dengan polifosfat diaktifkan oleh energi sinar UV membentuk nukleotida 1 dan nukleotida 2.

Selanjutnya:

50oC–65oCI. a. nukleotida 1 + nukleotida 1 internukleotida 1

50oC–65oC

b. nukleotida 2 + nukleotida 2 internukleotida 2

II. a. internukleotida 1 + asam polifosfat RNA

b. internukleotida 2 + asam poliposfat RNA

RNA dan DNA adalah asam nukleat.

Page 12: Kuliah1

2. Protein (polipeptida)

Asam-asam amino (sewaktu bumi primitif, diperkirakan ada 18 macam asam amino) dipanaskan dengan energi listrik atau diperlakukan dengan ester polifosfat akan membentuk polimer asam amino, yaitu popeptida. Pada waktu bumi primitif diperkirakan bahwa, protein (polipeptida) yang mengalami pemanasan pada suhu 50oC - 60oC dengan poliposfat selama beberapa jam akan membentuk protenoid yang bukan protein. Protenoid mempunyai sifat yang berbeda dengan protein, dan diperkirakan akan berkembang menjadi prokariota.

3. Lipid (lemak)

Lipid atau lemak yang menyusun struktur kehidupan pertama diperkirakan mempunyai struktur kerangka dasar yang terdiri dari gliserol, kholin (alkohol nitrogen) dan asam lemak (yaitu asam palmitat). Pada struktur kehidupan pertama dan struktur kehidupan selanjutnya, lipid berfungsi menyusun membran sel. Pada perkembangan selanjutnya, asam lemak (asam palmitat) di bumi primitif, dalam tubuh organisme dan pada eksperimen di dalam laboratorium akan membentuk derivat yang terdiri dari asam oleat, asam stearat dan asam laurat.

Page 13: Kuliah1

4. Adenosin Tri Phosphat (ATP)

Reaksi kimia antara ribose dan adenin yang terjadi di bumi primitif diperkirakan membentuk adenosin. Selanjutnya adenosin tersebut melakukan reaksi kimia dengan etilmetafosfat dan dengan adanya energi panas (misalnya energi yang terbentuk karena kegiatan gunung berapi) atau energi radiasi dapat membentuk ATP dan ADP (Adenosin Diphosphat). Pembentukan ATP dan lipid di bumi primitif, di dalam tubuh organisme dan eksperimen di dalam laboratorium tidak berlangsung melalui prose polimerisasi.

5. Polisakarida

Monosakarida, terutama glukose yang telah terbentuk sebagai kerangka dasar di bumi primitif, kemudian melakukan polimerisasi membentuk polisakarida. Contoh polisakarida yang ditemukan pada organisme saat ini adalah glikogen yang terkandung dalam sel-sel otot dan selulose yang menyusun dinding tumbuhan.

Biomolekul adalah struktur dan fungsi molekul yang ditemukan dalam materi kehidupan. Makromolekul adalah molekul yang mempunyai Berat Molekul (BM) sangat besar, misalnya protein, asam nukleat, ATP, polisakarida, lipid dan selulose.

Page 14: Kuliah1

Merupakan asosiasi makromolekul yang berbeda-beda. Lipoprotein adalah senyawa kompleks yang terdiri dari lipid dan proteinRibosom adalah struktur yang merupakan senyawa kompleks yang terdiri dari asam nukleat dan protein (misalnya ribosom bakteri terdiri tiga molekul RNA yang berbeda dan kira-kira 50 molekul protein yang berbeda-beda. Ikatan molekul di antara dua makromolekul yang menyusun supramolekul bukan merupakan ikatan kovalen, tetapi ikatan non kovalen yang lemah, yaitu ikatan hidrogen, interaksi (ikatan) hidrofob dan interaksi (ikatan) Van der Waals.

Supramolekul teridiri dari Ribosom, Enzim kompleks, Sistem kontraktil dan mikrotubulus.

Proses perkembangan (perubahan) mulai dari unsur anorganik sampai terbentuknya supramolekul dinamakan evolusi kimia.

Page 15: Kuliah1

Semua proses evolusi prebiotik (evolusi kimia) diperkirakan berlangsung di dalam medium air, yaitu di dalam semacam “kolam”. Semua molekul organik (supramolekul) terkonsentrasi dan saling berinteraksi membentuk semacam larutan yang pekat (“soup”). Protein yang terbentuk bersifat sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi kimia di antara molekul organik.

Page 16: Kuliah1

Di dalam larutan yang pekat tersebut, makromolekul membentuk droplet proteinoid (supramolekul) yang besar yang mempunyai semacam membran di permukaannya, sedangkan di bagian dalam berupa cairan yang pekat. Proteinoid primitif melakukan kegiatan sebagai enzim dan transport. Karena tidak memiliki inti sel, maka proteinoid hanya berfungsi sebagai molekul informasi, dan diperkirakan sebagai struktur kehidupan pertama yang berumur pendek.

Oparin (1920)Terkondensasinya larutan pekat di bumi primitif yang mengandung polipeptida, polinukleotida, polisakarida dan lipid menunjukkan struktur organisme hidup yang pertama. Senyawa-senyawa organik supramolekul, saling berinteraksi di dalam proteinoid (protobin, istilah menurut Oparin) membentuk organel-organel sel yang terdiri dari inti sel, mitokondria, kloroplast dan badan Golgi.Perkembangan asal usul kehidupan dapat dilihat dari skema di atas.

Page 17: Kuliah1

1. Senyawa asal usul dari lingkungan (alam) : karbondioksida, air/uap, amoniak,

nitrogen.

2. Bentuk metabolik intermedia : piruvat, sitrat, malat, gliserildehid 3-fosfat.

3. Struktur dasar (building block) : nukleotida, asam amino, monosakarida, asam

lemak, gliserol.

Asam amino = struktur dasar (building block) protein dan alkaloid

Basa purin, basa pirimidin dan d. ribose = struktur dasar asam nukleat

D-glukose = struktur dasar polisakarida

Glikoserol, kholin dan asam palmitat = struktur dasar lipid

4. Makromolekul : asam nukleat, protein, polisakarida, lipid.

5. Supramolekul : ribosom, enzim, sistem kontraktil, mikrotubulus.

6. Organel sel : nukleus, mitokondria, kloroplas, badan Golgi.

Page 18: Kuliah1

Di lain pihak bentuk dan besarnya biomolekul sangat penting. Hal ini disebabkan karena dimensi, bentuk dan struktur fisik biomolekul sederhana akhirnya menentukan dimensi, bentuk dan struktur fisik organel sel.

Contoh bagaimana besar, bentuk dan sifat biomolekul sederhana dapat mempengaruhi bentuk, besar dan sifat biologis bagian dalam sel yang ditunjukkan oleh penyakit genetis pada manusia, yaitu “sickle cell anemia”. Sel-sel darah penderita terdiri dari komposisi biokimia normal kecuali protein hemoglobin pengikat oksigen. Molekul hemoglobin penderita berbeda karena mutasi genetik : dua mol asam glutamat diganti oleh dua mol valin. Hal ini mempengaruhi struktur asam amino lainnya, sehingga eritrosit berbentuk bulan sabit. Eritrosit “sickle” cenderung berkumpul di dalam pembuluh darah kecil dan menahan sirkulasi darah.

Page 19: Kuliah1

Sesudah kode genetik pertama yang dibentuk oleh basa purin dan basa pirimidin dalam asam nukleat, maka terbentuk organisme pertama yang mengekalkan diri dengan adanya organel sel dan kemudian berlangsung seleksi alam. Pada saat itu Prokariota pertama yang kemudian diikuti oleh terbentuknya Eukariota pertama dengan massa (struktur) kehidupan yang sederhana, merupakan asal usul kehidupan di bumi primitif. Prokariota pertama tersebut diperkirakan bersifat heterotrop anaerob selama belum tersedianya oksigen di atmosfir, sebagai hasil fotosintesis. Setelah terbentuknya oksigen di atmosfir, kemudian berkembang Prokariota autotrop, yaitu “blue green algae” yang mempunyai pigmen fotosintetik.

Page 20: Kuliah1

Walaupun organisme hidup menunjukkan ciri tertentu yaitu mempunyai struktur yang terorganiser, melakukan metabolisme, melakukan gerak, irritabilitas, pertumbuhan, reproduksi dan adaptasi, namun perbedaan antara organisme hidup dengan yang tidak hidup terlihat tidak jelas. Misalnya virus mampu melakukan reproduksi, tetapi tidak mampu melakukan kegiatan lainnya.

Page 21: Kuliah1

1. Struktur yang terorganiser

Setiap organisme hidup :

a. Mempunyai bentuk dan besar tubuh yang sudah tertentu. Dalam hal ini

komposisi biomolekul yang menyusun struktur tubuh berbeda dalam hal

kualitas maupun kuantitasnya. Sebagai contoh, protein dan asam nukleat.

Pada kuman E. coli terdapat 3000 macam protein dan 1000 macam asam

nukleat, sedang pada tubuh manusia diperkirakan ada 100.000 macam

protein. Fungsi protein tersebut diperkirakan sama, tetapi tidak ada struktur

protein yang identik pada keduanya. Sehingga infeksi E. coli terhadap tubuh

manusia merupakan masuknya protein asing (antigen). Sebanyak 3000

protein pada E. coli berasal dari 20 macam asam amino, sedangkan DNA dan

RNA E. coli masing-masing berasal dari empat nukleotida.

b. Mempunyai struktur yang tidak homogen artinya terdiri atas bagian-bagian

tubuh dan tiap bagian mempunyai fungsi tertentu. Unit struktur dan

fungsional organisme adalah sel. Setiap sel berbeda bentuk, besar dan

fungsinya. Struktur organisasi sel terdiri atas membran plasma, sitoplasma

dan inti sel. Pada hewan dan tumbuhan tingkat tinggi sel teroganiser menjadi

jaringan, organ dan sistem organ.

Page 22: Kuliah1

2. Metabolisme

Ialah sejumlah aktivitas kimia sel yang berfungsi untuk pertumbuhan,

mempertahankan struktur sel dan memperbaiki kerusakan bagian-bagian sel.

Setiap sel memerlukan substansi dari luar, mengubahnya secara kimia, menyusun

materi sel baru dan mengubah energi potensial di dalam molekul karbohidrat,

lemak dan protein menjadi energi kinetik. Dalam hal ini sel melakukan semua

kegiatan hidup (metabolisme). Bakteri misalnya, mempunyai tingkat metabolisme

yang tinggi. Kegiatan metabolisme tergantung kepada umur, jenis kelamin,

keadaan kesehatan. Ilmu yang mempelajari transformasi energi disebut

bioenergitic. Metabolisme meliputi proses anabolisme dan katabolisme.

Anabolisme menggambarkan proses kimia yaitu, penyusunan senyawa kimia

kompleks dari senyawa kimia sederhana. Proses anabolisme membentuk cadangan

energi, materi selular yang baru dan pertumbuhan. Sedangkan katabolisme

menggambarkan proses penguraian senyawa kimia kompleks menjadi senyawa

kimia sederhana yang diikuti pelepasan energi. Kedua proses itu berlangsung

secara terus menerus dan saling tergantung satu sama lain. Contoh kombinasi

proses anabolisme dan proses katabolisme ialah perubahan karbohidrat, lemak dan

protein yang terjadi secara terus menerus di dalam sel mamalia. Selama

berlangsungnya proses anabolisme diperlukan energi, sebaliknya pada proses

katabolisme terjadi pelepasan energi, sehingga hal ini akan mengendalikan reaksi

kimia yang terlibat pada pembentukan molekul baru.

Page 23: Kuliah1

3. Gerakan

Sifat ketiga organisme hidup ialah mampu melakukan gerakan. Gerak organisme

disebabkan oleh kontraksi otot, gerak silia atau flagela. Yang dimaksud dengan

gerakan di sini ialah gerakan pindah tempat atau gerakan bagian tubuh yang

disebabkan oleh kontraksi otot.

4. Irritabilitas

Benda-benda hidup sifatnya peka, artinya dapat memberikan respon terhadap

rangsang, yaitu perubahan fisika dan kimia lingkungan. Respon terhadap rangsang

pada kebanyakan hewan dan tumbuhan ialah perubahan warna, perubahan

intensitas cahaya, perubahan suhu, perubahan tekanan, dan perubahan udara. Pada

manusia dan vertebrata, sel tertentu dalam tubuh memberikan respon terhadap

rangsang tertentu. Misalnya sel batang dan sel kerucut pada retina mata

memberikan respon terhadap rangsang cahaya, sel pada permukaan rongga hidung

dan lidah memberikan respon terhadap rangsang kimia. Hewan dan tumbuhan satu

sel akan mendekati atau menjauhi substansi kimia. Daun tumbuhan tertentu akan

menutup jika terkena rangsang sentuhan.

Page 24: Kuliah1

5. Pertumbuhan

Disebabkan oleh pertambahan massa sel dalam arti setiap sel bertambah besar atau

jumlah sel bertambah banyak. Jika setiap sel bertambah besar, berarti bahwa sel

itu banyak mengambil air dari sekitarnya. Pertumbuhan mungkin merata, artinya

terjadi pada setiap bagian tubuh atau mungkin hanya terjadi pada bagian-bagian

tubuh tertentu.

6. Reproduksi

Merupakan sifat atau ciri kehidupan yang menunjukkan kemampuan berkembang

biak. Hal ini dimaksudkan untuk mempertahankan kelanjutan hidup spesies yang

ada.

7. Adaptasi

Hewan, manusia, dan tumbuhan mampu beradaptasi terhadap lingkungan untuk

kelangsungan hidup. Misalnya orang yang tinggal di daerah kutub selalu memakai

pakaian tebal untuk mempertahankan suhu tubuh.

Page 25: Kuliah1

Dengan demikian evolusi bekerja lewat “gene pool” suatu populasi. Melalui seleksi

alam atau reproduksi diferensial beberapa individu suatu populasi memiliki lebih

banyak turunan dari yang lainnya, dengan akibat individu tadi dapat memberikan gen

yang paling banyak pada “gene pool” itu. Biasanya yang paling baik dapat

beradaptasi dengan lingkungan memberikan lebih banyak keturunan pada populasi

itu dan selanjutnya mempengaruhi “gene pool” populasi itu.

Secara singkat, dalam evolusi bekerja proses dasar yang menghasilkan :

1. timbulnya variasi yang dapat diturunkan melalui “sexual recombination” dan

mutasi

2. penyebaran variasi ini dalam populasi, melalui reproduksi diferensial dalam

generasi berikutnya.

Jadi evolusi secara keseluruhannya diarahkan melalui adaptasi dan diarahkan ke arah

adaptasi yang makin baik secara terus menerus. Seleksi alam secara fundamental

merupakan kekuatan kreatif, yang penting dalam menyebarkan pembaruan genetik.

Suatu kekuatan yang berjalan secara damai dengan melibatkan reproduksi dan bukan

suatu “struggle for existence” atau “survival of the fittest”.

Page 26: Kuliah1

Fosil-fosil

Fosil biasanya ditemukan pada lapisan tanah tertentu, sehingga umurnya juga

dapat ditentukan berdasarkan umur dari lapisan tanah di mana fosil itu ditemukan.

Umur lapisan tanah itu dapat dihitung dengan menyelidiki kuantitas relatif dari

radium dan timah, dengan menghitung waktu yang diperlukan untuk membentuk

timah yang ditemukan itu.

Cara yang serupa dapat juga dilakukan melalui “potasium-argon dating”.

Dalam cara yang pertama dihitung berapa isotop kalium 40 yang tidak stabil telah

berubah menjadi isotop argon 40. Sedangkan dalam cara kedua diukur karbon 14,

yang merupakan isotop “alami” karbon 12.

Berdasarkan perhitungan dengan cara-cara di atas dapat dibuat tabel waktu

geologik seperti di bawah.

Page 27: Kuliah1

ERA PERIODA LAMANYA TANGGAL MULAI

Cenozic (Kehidupan Baru)

Quartener

75

1 1

Teriary 74 75

Mesozoic (Kehidupan Pertengahan)

Cretaceous

130

60 135

Jurassic 30 165

Triassic 40 205

Paleozoic (Kehidupan Tua)

Permian

300

25 230

Carboniferous 50 280

Devonian 45 325

Silurian 35 360

Ordovician 65 425

Cambrian 80 505

Precambrian 1500 2000

Azoic (Tanpa Kehidupan) 3000 5000

Page 28: Kuliah1

Dalam era menurut tabel, Azoic sebagai era pertama tidak terdapat kehidupan,

kehidupan diduga baru mulai pada era Precambrium, kemudian era Paleozoic

terdapat kehidupan kuno, era Mesozoic kehidupan pertengahan dan era Cenozoic

terdapat kehidupan baru. Jadi dari tabel ini kehidupan itu baru dimulai pada kira-kira

200 juta tahun yang lalu.

Dimulai pada perioda Cambrian dari era Paleozoic sudah dapat ditemukan

banyak fosil-fosil, yang pada tingkat phylum masih ada sampai sekarang tetapi pada

tingkat spesies semuanya sudah punah. Dengan mempelajari fosil dari tiap perioda

waktu geologik itu kita dapat mempelajari terjadinya proses evolusi di atas bumi ini

sejak kira-kira 2000 juta tahun yang lalu.

Page 29: Kuliah1

Evolusi Hewan

Dalam evolusi Precambrian, digambarkan permulaan hidup itu dimulai oleh

munculnya sel pertama (lihat skema hal. 722 Weisz). Dari Monera pertama

berkembang menjadi bakteri dan protista pertama menjadi beberapa macam

organisme seperti ganggang, fungi, protozoa, dan lumut lendir. Lebih jauh protista

pertama ini juga menghasilkan metazoa pertama yang kemudian berkembang

menjadi macam-macam metazoa seperti Planaria, kerang, bintang laut dan lain-lain.

Terjadinya sel pertama itu dapat digambarkan dengan dimulainya pembentukan zat

organik dari zat anorganik pada masa lalu. Zat organik ini secara eksperimen dapat

dibentuk dari beberapa zat anorganik seperti hidrogen, amoniak, metan, dan uap air.

Kalau semua zat di atas dimasukkan ke dalam tabung percobaan lalu dibiarkan

terkena radiasi ultraviolet, lalu diberi loncatan listrik sebagai pengganti petir, maka

terjadilah sesuatu yang penting, yaitu molekul-molekul organik di mana termasuk di

dalamnya asam amino esensial sebagai bahan utama protein. Dan dalam keadaan

tertentu bahkan dapat juga terbentuk purin dan pirimidin yang merupakan komponen

asam nukleik yang menjadi unit dasar hereditas.

Page 30: Kuliah1