KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua bagian organisme berubah selama evolusi. Jika sirip ikan berevolusi pada

amphibi menjadi anggota badan, dan kemudian anggota badan berevolusi menjadi banyak

bentuk dan ukuran, jaringan pembentuknya, sel-selnya, dan molekulnya juga berubah.

Evolusi molekuler disinonimkan dengan evousi pada tingkat protein, karena evolusi pada

tingkat molekul sebagian besar dipelajari secara menyeluruh pada protein.

Protein merupakan kelas molekul yang paling umum dan paling berdiversifikasi pada

organisme. Protein tahan air yang disebut dengan keratin membentuk kulit dan rambut;

protein pembeku darah yang disebut hemoglobin berirkulasi dalam darah; banyak macam

protein yang disebut enzim, mengkatalisasi metabolisme tubuh.

Evolusi molekuler meliputi dua area pembahasan, yaitu: (1) evolusi molekuler dan (2)

rekontruksi sejarah evolusi gen dan organisme. Area pertama, evolusi makromolekuler

menunjukan pembentukan gen dan pola perubahan yang tampak pada materi genetik

(misalnya urutan DNA) dan produkinya (missal protein) selama waktu evolusi dan terhadap

mekanisme yang bertanggung jawab untuk sejumlah perubahan tersebut. Area kedua dikenal

sebagai “molekuler phylogeny” menjelaskan sejarah evolusi organisme dan makromolekul

seperti adanya keterlibatan data-data molekuler.

Dua area pembahasan (1) pada objek pertama adalah menjelaskan tentang

pembentukan, penyebab dan efek dari perubahan evolusi molekul dan (2) pada objek kedua

menggunakan molekul hanya sebagai alat untuk merekontruksi sejarah biologi organisme dan

konstituen genetikanya. Walaupun kenyataannya kedua disiplin ilmu di atas saling berkait

erat. Kemajuan di satu area akan memfasilitasi perkembangan studi di area lain. Contoh,

pengetahuan tentang filogeni adalah sangat esensial untuk determinasi jenis perubahan pada

karakter molekuler. Sebaliknya, pengetahuan terhadap pola dan rata-rata perubahan melokul

adalah sangat krusial dalam usaha untuk rekontruksi sejarah evolusi kelompok organisme.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini antara lain :

1. Bagaimana Proses Terbentuknya Bumi?

2. Bagaiamana Teori Evolusi Biologi: “Asal Mula Kehidupan” Teori Oparin”?

3. Bagaimana Teori Evolusi Kimia: Eksperimen Miller?

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 2

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai tugas mata kuliah Evolusu sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui bagaimana Proses Terbentuknya Bumi.

2. Untuk mengetahui bagaimana Teori Evolusi Biologi: “Asal Mula Kehidupan” Teori

Oparin”.

3. Untuk mengetahui bagaimana Teori Evolusi Kimia: Eksperimen Miller.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan makalah ini antara lain :

1. Memberikan informasi kepada pembaca tentang asal usul terbentuknya Bumi.

2. Memberikan informasi kepada pembaca tentang teori evolusi biologi.

3. Memberikan informasi lebih kepada pembaca tentang asal usul kehidupan di Bumi

menurut teori-teori para ahli.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Proses Terbentuknya Bumi

Gambar 1. Bumi

Bumi adalah planet tempat tinggal seluruh makhluk hidup beserta isinya. Sebagai

tempat tinggal makhluk hidup, bumi tersusun atas beberapa lapisan bumi, bahan-bahan

material pembentuk bumi, dan seluruh kekayaan alam yang terkandung di dalamnya.

Bentuk permukaan bumi berbeda-beda, mulai dari daratan, lautan, pegunungan,

perbukitan, danau, lembah, dan sebagainya. Bumi sebagai salah satu planet yang

termasuk dalam sistem tata surya di alam semesta ini tidak diam seperti apa yang kita

perkirakan selama ini, melainkan bumi melakukan perputaran pada porosnya (rotasi)

dan bergerak mengelilingi matahari (revolusi) sebagai pusat sistem tata surya. Hal

inilah yang menyebabkan terjadinya siang malam dan pasang surut air laut. Oleh karena

itu, proses terbentuknya bumi tidak terlepas dari proses terbentuknya tata surya kita.

Teori “Big-bang” diperkirakan terjadi sekitar 20 milyar tahun yang lalu. Sekitar

15 milyar tahun kemudian, kumpulan debu dan gas luar angkasa menyatu dan

berkondensasi akibat gravitasi, menjadi gumpalan gas raksasa yang kita kenal sebagai

matahari. Matahari ini dikelilingi oleh beberapa bentukan yang lebih kecil dengan

komposisi yang bervariasi, yang dikenal sebagai planet. Jagad raya sebagian besar

tersusun oleh gas dengan berat molekular ringan, yaitu hidrogen dan helium, dimana

unsur2 tersebut merupakan penyusun utama suatu bintang. Unsur dengan berat molekul

yang lebih berat menyusun hanya sekitar 0,1 persen dari suatu planet.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 4

Ketika bumi terbentuk, panas dilepaskan yang disebabkan oleh keruntuhan karena

gravitasi (collapse due to gravity) dan adanya elemen radioaktif pada kumpulan debu.

Selama ratusan miliar tahun pertama, bumi terlalu panas sehingga air tidak dapat

berbentuk cair dan hanya dalam bentuk uap. Setelah suhu bumi menurun, uap tersebut

mengalami kondensasi dan membentuk lautan dan danau. Kehidupan diperkirakan

berasal dari reaksi kimia yang terjadi pada atmosfer, diikuti dengan reaksi lanjut pada

lautan dan danau purba (hidrosphere).

Pembentukan Atmosfer

Pada awalnya bumi ini sebagian besar terdiri atas hydrogen dan helium, namun

hydrogen dan helium memiliki massa yang ringan sehingga dengan mudahnya terbuang

ke luar angkasa. Ada aktivitas vulkanologi kemudian membentuk atmosfer bumi ke-

dua, sebagian besar gas vulkanik tersebut tersediri atas uap air dan sisanya adalah CO2,

N, dan SO2, H2S, HCl, B2O3, elemen sulfur, dan sedikit H2, CH4, SO3, NH3 dan HF

namun belum terdapat oksigen.

Atmosper bumi saat ini, merupakan atmosfer ketiga, yang terdiri atas Metana,

amoniak, dan gas tereduksi yang lain serta komponen dasar misalnya nitrogen, tiruan

orgon, xenon dan lain-lain. Hingga masa tersebut oksigen masih belum ada, sampai

akhirnya terdapat organisme fotosintesis pertama yaitu Cyanobacteria, organisme ini

menghasilkan oksigen melalui fotosintesis.Organisme ini sudah berkembang kira-kira

25 ribu juta tahun yang lalu. Lama kelamaan dengan semakin banyaknya jumlah

organisme fotosintesis yang terbentuk, maka kadar oksigen yang ada di atmosfer

meningkat, oksigen yang ada di atmosfer mencapai 1% kira-kira 800 juta tahun yang

lalu, dan 10% kira-kira 400 juta tahun yang lalu, saat ini kira-kira 20%.

2.1.1. Teori Kant – Laplace

Gambar 2. Teori Kabut Kant – Laplace

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 5

Sejak jaman sebelum Masehi, para ahli telah banyak berfikir dan melakukan analisis

terhadap gejala-gejala alam. Mulai abad ke 18 para ahli telah memikirkan proses

terjadinya Bumi. Salah satunya adalah teori kabut (nebula) yang dikemukakan oleh

Immanuel Kant (1755) dan Piere de Laplace (1796)? Mereka terkenal dengan Teori Kabut

Kant-Laplace. Dalam teori ini dikemukakan bahwa di jagat raya terdapat gas yang

kemudian berkumpul menjadi kabut (nebula). Gaya tarik-menarik antar gas ini

membentuk kumpulan kabut yang sangat besar dan berputar semakin cepat. Dalam proses

perputaran yang sangat cepat ini, materi kabut bagian khatulistiwa terlempar memisah dan

memadat (karena pendinginan). Bagian yang terlempar inilah yang kemudian menjadi

planet-planet dalam tata surya.

2.1.2. Teori Planetesimal

Gambar 3. Teori Planetesimal

Pada awal abad ke-20, Forest Ray Moulton, seorang ahli astronomi Amerika bersama

rekannya T.C Chamberlain, seorang ahli geologi, mengemukakan teori Planetisimal

Hypothesis, yang mengatakan matahari terdiri dari massa gas bermassa besar sekali, pada

suatu saat didekati oleh sebuah bintang lain yang melintas dengan kecepatan tinggi di dekat

matahari. Pada waktu bintang melintas di dekat matahari dan jarak keduanya relatif dekat,

maka sebagian massa gas matahari ada yang tertarik ke luar akibat adanya gravitasi dari

bintang yang melintas tersebut. Sebagian dari massa gas yang tertarik ke luar ada yang pada

lintasan bintang dan sebagian lagi ada yang berputar mengelilingi matahari karena gravitasi

matahari. Setelah bintang melintas berlalu, massa gas yang berputar mengelilingi matahari

menjadi dingin dan terbentuklah cincin yang lama kelamaan menjadi padat dan di sebut

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 6

planetisimal. Beberapa planetisimal yang terbentuk akan saling tarik – menarik bergabung

menjadi satu dan pada akhirnya membentuk planet, termasuk bumi.

2.1.3. Teori Bintang Kembar

Gambar 4. Teori Bintang Kembar

Teori ini dikemukakan oleh seorang ahli Astronomi R.A Lyttleton. Menurut teori ini,

galaksi berasal dari kombinasi bintang kembar. Salah satu bintang meledak sehingga banyak

material yang terlempar. Karena bintang yang tidak meledak mempunyai gaya gravitasi yang

masih kuat, maka sebaran pecahan ledakan bintang tersebut mengelilingi bintang yang tidak

meledak. Bintang yang tidak meledak itu adalah matahari, sedangkan pecahan bintang yang

lain adalah planet-planet yang mengelilinginya.

2.1.4. Teori Pasang Surut Gas (Tidal)

Gambar 5. Teori Pasang Surut Gas (Tidal)

Teori ini dikemukakan oleh James Jeans dan Harold Jeffreys pada tahun 1918, yakni

bahwa sebuah bintang besar mendekati matahari dalam jarak pendek, sehingga menyebabkan

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 7

terjadinya pasang surut pada tubuh matahari, saat matahari itu masih berada dalam keadaan

gas. Terjadinya pasang surut air laut yang kita kenal di Bumi, ukuranya sangat kecil.

Penyebabnya adalah kecilnya massa bulan dan jauhnya jarak bulan ke Bumi (60 kali radius

orbit Bumi). Tetapi, jika sebuah bintang yang bermassa hampir sama besar dengan matahari

mendekat, maka akan terbentuk semacam gunung-gunung gelombang raksasa pada tubuh

matahari, yang disebabkan oleh gaya tarik bintang tadi. Gunung-gunung tersebut akan

mencapai tinggi yang luar biasa dan membentuk semacam lidah pijar yang besar sekali,

menjulur dari massa matahari dan merentang ke arah bintang besar itu.Dalam lidah yang

panas ini terjadi perapatan gas-gas dan akhirnya kolom-kolom ini akan pecah, lalu berpisah

menjadi benda-benda tersendiri, yaitu planet-planet. Bintang besar yang menyebabkan

penarikan pada bagian-bagian tubuh matahari tadi, melanjutkan perjalanan di jagat raya,

sehingga lambat laun akan hilang pengaruhnya terhadap-planet yang berbentuk tadi. Planet-

planet itu akan berputar mengelilingi matahari dan mengalami proses pendinginan. Proses

pendinginan ini berjalan dengan lambat pada planet-planet besar, seperti Yupiter dan

Saturnus, sedangkan pada planet-planet kecil seperti Bumi kita, pendinginan berjalan relatif

lebih cepat.

Sementara pendinginan berlangsung, planet-planet itu masih mengelilingi matahari

pada orbit berbentuk elips, sehingga besar kemungkinan pada suatu ketika meraka akan

mendekati matahari dalam jarak yang pendek. Akibat kekuatan penarikan matahari, maka

akan terjadi pasang surut pada tubuh-tubuh planet yang baru lahir itu. Matahari akan menarik

kolom-kolom materi dari planet-planet, sehingga lahirlah bulan-bulan (satelit-satelit) yang

berputar mengelilingi planet-planet. Peranan yang dipegang matahari dalam membentuk

bulan-bulan ini pada prinsipnya sama dengan peranan bintang besar dalam membentuk

planet-planet, seperti telah dibicarakan di atas.

2.1.5. Teori Big Bang

Gambar 6. Teori Big Bang

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 8

Berdasarkan Theory Big Bang, proses terbentuknya bumi berawal dari puluhan milyar

tahun yang lalu. Pada awalnya terdapat gumpalan kabut raksasa yang berputar pada porosnya.

Putaran tersebut memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian

besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Suatu saat, gumpalan kabut raksasa

itu meledak dengan dahsyat di luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-

nebula. Selama jangka waktu lebih kurang 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku

dan membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti, kemudian

membentuk sistem tata surya. Sementara itu, bagian ringan yang terlempar ke luar tadi

mengalami kondensasi sehingga membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan

memadat. Kemudian, gumpalan-gumpalan itu membentuk planet-planet, termasuk planet

bumi.

Dalam perkembangannya, planet bumi terus mengalami proses secara bertahap hingga

terbentuk seperti sekarang ini. Ada tiga tahap dalam proses pembentukan bumi, yaitu:

1. Awalnya, bumi masih merupakan planet homogen dan belum mengalami perlapisan

atau perbedaan unsur.

2. Pembentukan perlapisan struktur bumi yang diawali dengan terjadinya diferensiasi.

Material besi yang berat jenisnya lebih besar akan tenggelam, sedangkan yang berat

jenisnya lebih ringan akan bergerak ke permukaan.

3. Bumi terbagi menjadi lima lapisan, yaitu inti dalam, inti luar, mantel dalam, mantel

luar, dan kerak bumi

Masih banyak teori-teori yang lainnya yang dikemukakan oleh para ahli seperti:

1. Teori Buffon dari ahli ilmu alam Perancis George Louis Leelere Comte de Buffon. Beliau

mengemukakan bahwa dahulu kala terjadi tumbukan antara matahari dengan sebuah

komet yang menyebabkan sebagian massa matahari terpental ke luar. Massa yang

terpental ini menjadi planet

2. Teori Weizsaecker dimana pada tahun 1940, C.Von Weizsaecker, seorang ahli astronomi

Jerman mengemukakan tata surya pada mulanya terdiri atas matahari yang dikelilingi oleh

massa kabut gas. Sebagian besar massa kabut gas ini terdiri atas unsur ringan, yaitu

hidrogen dan helium. Karena panas matahari yang sangat tinggi, maka unsur ringan

tersebut menguap ke angkasa tata surya, sedangkan unsur yang lebih berat tertinggal dan

menggumpal. Gumpalan ini akan menarik unsur – unsur lain yang ada di angkasa tata

surya dan selanjutnya berevolusi membentuk palnet – planet, termasuk bumi.

3. Teroti Kuiper dikemukakan oleh Gerald P.Kuiper mengemukakan bahwa pada mulanya

ada nebula besar berbentuk piringan cakram. Pusat piringan adalah protomatahari,

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 9

sedangkan massa gas yang berputar mengelilingi promatahari adalah protoplanet. Dalam

teorinya, beliau juga memasukkan unsur – unsur ringan, yaitu hidrogen dan helium. Pusat

piringan yang merupakan protomatahari menjadi sangat panas, sedangkan protoplanet

menjadi dingin. Unsur ringan tersebut menguap dan malia menggumpal menjadi planet –

planet.

4. Teori Whipple oleh seorang ahli astronom Amerika Fred L.Whipple, mengemukakan

pada mulanya tata surya terdiri dari gas dan kabut debu kosmis yang berotasi membentuk

semacam piringan. Debu dan gas yang berotasi menyebabkan terjadinya pemekatan massa

dan akhirnya menggumpal menjadi padat, sedangkan kabutnya hilang menguap ke

angkasa. Gumpalan yang padat saling bertabrakan dan kemudian membentuk planet –

planet.

Secara umum yang paling populer sampai sekarang adalah Teori Big Bang dan banyak

diikuti oleh para ilmuwan walaupun terkadang masih terdapat beberapa perbedaan.

2.2 Teori Evolusi Biologi: “Asal-Usul Kehidupan” Teori Oparin

Alexander Oparin adalah Ilmuwan Rusia. Didalam bukunya yang berjudul The Origin

of Life (Asal Usul Kehidupan). Oparin menyatakan bahwa pada suatu ketika atmosfer bumi

kaya akan senyawa uap air, CO2, CH4, NH3, dan Hidrogen. Karena adanya energi radiasi

benda-benda angkasa yang amat kaut, seperti sinar Ultraviolet, memungkinkan senyawa-

senyawa sederhana tersebut membentuk senyawa organik atau senyawa hidrokarbon yang

lebih kompleks.

Proses reaksi tersebut berlangsung dilautan. Senyawa kompleks yang mula-mula

terbentuk diperkirakan senyawa seperti Alkohol (H2H5OH), dan senyawa asam amino yang

paling sederhana. Selama berjuta-juta tahun, senyawa sederhana tersebut bereaksi

membentuk senyawa yang lebih kompleks, Gliserin, Asam organik, Purin dan Pirimidin.

Senyawa kompleks tersebut merupakan bahan pembentuk sel.

Menurut Oparin senyawa kompleks tersebut sangat berlimpah dilautan maupun di

permukaan daratan. Adanya energi yang berlimpah, misalnya sinar Ultraviolet, dalam jangka

waktu yang amat panjang memungkinkan lautan menjadi timbunan senyawa organik yang

merupakan sop purba atau Sop Primordial.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 10

Gambar 7. Formasi Sop Primitif

Senyawa kompleks yang tertimbun membentuk sop purba di lautan tersebut selanjutnya

berkembang sehingga memiliki kemampuan dan sifat sebagai berikut :

a. memiliki sejenis membran yang mampu memisahkan ikatan-ikatan kompleks yang

terbentuk dengan molekul-molekul organik yang terdapat disekelilingnya;

b. memiliki kemampuan untuk menyerap dan mengeluarkan molekul-molekul dari dan ke

sekelilingnya;

c. memiliki kemampuan untuk memanfaatkan molekul-molekul yang diserap sesuai

dengan pola-pola ikatan didalamnya;

d. mempunyai kemampuan untuk memisahkan bagian-bagian dari ikatan-ikatannya.

Kemampuan semacam ini oleh para ahli dianggap sebagai kemampuan untuk

berkembang biak yang pertama kali. Senyawa kompleks dengan sifat-sifat tersebut diduga

sebagai kehidupan yang pertama kali terbentuk. Jadi senyawa kompleks yang merupakan

perkembangan dari sop purba tersebut telah memiliki sifat-sifat hidup seperti nutrisi,

ekskresi, mampu mengadakan metabolisme, dan mempunyai kemampuan memperbanyak diri

atau reproduksi. Walaupun dengan adanya senyawa -senyawa sederhana serta energi yang

berlimpah sehingga dilautan berlimpah senyawa organik yang lebih kompleks, namun Oparin

mengalami kesulitan untuk menjelaskan mengenai mekanisme transformasi dari molekul-

molekul protein sebagai benda tak hidup kebenda hidup. Bagaimana senyawa-senyawa

organik sop purba tersebut dapat memiliki kemampuan seperti tersebut diatas ? Oparin

menjelaskan sebagai berikut :

Protein sebagai senyawa yang bersifat Zwittwer Ion, dapat membentuk kompleks

koloid hidrofil (menyerap air), sehingga molekul protein tersebut dibungkus oleh molekul air.

Gumpalan senyawa kompleks tersebut dapat lepas dari cairan dimana dia berada dan

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 11

membentuk emulsi. Penggabungan struktur emulsi ini akan menghasilkan koloid yang terpiah

dari fase cair dan membentuk timbunan gumpalan atau Koaservat.

Timbunan Koaservat yang kaya berbagai kompleks organik tersebut memungkinkan

terjadinya pertukaran substansi dengan lingkungannya. Di samping itu secara selektif

gumpalan Koaservat tersebut memusatkan senyawa-senyawa lain kedalamnya terutama

Kristaloid. Komposisi gumpalan koloid tersebut bergantung kepada komposisi mediumnya.

Dengan demikian, perbedaan komposisi medium akan menyebabkan timbulnya variasi pada

komposisi sop purba. Variasi komposisi sop purba diberbagai areal akan mengarah kepada

terbentuknya komposisi kimia Koaservat yang merupakan penyedia bahan mentah untuk

proses biokimia. Tahap selanjutnya substansi didalam Koaservat membentuk enzim. Di

sekeliling perbatasan antara Koaservat dengan lingkungannya terjadi penjajaran molekul-

molekul Lipida dan protein sehingga terbentuklah selaput sel primitif. Terbentuknya selaput

sel primitif ini memungkinkan memberikan stabilitas pada koaservat. Dengan demikian,

kerjasama antara molekul-molekul yang telah ada sebelumnya yang dapat mereplikasi diri

kedalam koaservat dan penagturan kembali Koaservat yang terbungkus lipida amat mungkin

akan mnghasilkan sel primitif.

Kemampuan koaservat untuk menyerap zat-zat dari medium memungkinkan bertambah

besarnya ukuran koaservat. Kemungkinan selanjutnya memungkinkan terbentuknya

organisme Heterotropik yang mampu mereplikasi diri dan mendapatkan bahan makanan dari

sop Primordial yang kaya akan zat-zat organik.

Bahan organik yang terdapat di perairan (sup purba) akan saling berinteraksi

membentuk makromolekul. Ini dibuktikan oleh Sydney W. Fox dengan mencampur berbagai

asam amino dan juga berbagai monomer atau subunit seperti glukosa dan kemudian

memanaskannya. Ternyata makromolekul-makromolekul memang dapat terbentuk.

Makromolekul yang telah terbentuk cenderung membentuk agregat atau koaservat.

Koaservat berbentuk bulatan atau tetesan kecil di dalam air dan dibatasi dari medium luarnya

oleh lapisan membran tipis. Fox dalam percobaannya juga menunjukkan bahwa molekul

protein yang terbentuk dengan pemanasan juga membentuk koaservat. Koaservat-koaservat

memiliki membran yang memisahkannya dari medium di sekelilingnya. Bahkan Fox juga

menunjukkan bila koaservat tersebut dimasukkan de dalam larutan yang hipertonik, mereka

akan menyusut. Ini menunjukkan bahwa koaservat mempunyai sifat dapat melakukan

osmosis seperti halnya sel hidup.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 12

Gambar 9. Tahapan Evolusi Kehidupan Hipotesis Oparin

Tahapan dalam evolusi kehidupan menurut hipotesis Oparin:

1. Bumi primitif. Atmosfir mengandung hidrogen, air, metana dan amonia.

2. Sintesis dari campuran organik sederhana: alkohol, gliserin, asam organik, purin, dan

pirimidin.

3. Sintesis dari makromeolekul: karbohidrat, lemak, protein, enzim, nukleotida, dan asam

nukleat.

4. Gabungan dari berbagai makromolekul membentuk partikel-partikel besar dan kompleks.

5. Membran membungkus organisme-organisme heterotrof primitif yang melakukan

fermentasi.

6. Permulaan duplikasi dan reproduksi molekular.

7. Fotosintesis dan respirasi.

2.3 Teori Evolusi Kimia: Eksperimen Miller

Ketidakpuasan para Ilmuwan terhadap apa yang dikemukakan para tokoh teori

Abiogenesis maupun Biogenesis mendorong para Ilmuwan lain untuk terus mengadakan

penelitian tentang asal usul kehidupan. Antara pakar-pakar tersebut antara lain : Harold Urey,

Stanley Miller, dan A.I.Oparin. mereka berpendapat bahwa organisme terbentuk pertama kali

di bumi ini berupa makhluk bersel satu. Selanjutnya makhluk tersebut mengalami evolusi

menjadi berbagai jenis makhluk hidup seperti Protozoa, Porifera, Coelenterata, Mollusca, dan

lain-lain.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 13

Para pakar biologi, astronomi, dan geologi sepakat, bahwa planet bumi ini terbentuk

kira-kira antara 4,5-5 miliar tahun yang lalu. Keadaan pada saat awal terbentuknya sangat

berbeda denagn keadaan pada saat ini. Pada saat itu suhu planet bumi diperkirakan 4.000-

8.000oC. pada saat mulai mendingin, senyawa karbon beserta abeberapa unsur logam

mengembun membentuk inti bumi, sedangkan permukaannya tetap gersang, tandus, dan tidak

datar. Karena adanya kegiatan vulkanik, permukaan bumi yang masih lunak tersebut bergerak

dan berkerut terus menerus. Ketika mendingin, kulit bumi tampak melipat-lipat dan pecah.

Pada saat itu, kondisi atmosfer bumi juga berbeda denagn kondisi saat ini. Gas-gas

ringan seperti Hidrogen (H2), Nitrogen (N2), Oksigen (O2), Helium (He), dan Argon (Ar)

lepas meninggalkan bumi akrena gaya gravitasi bumi tidak mampu manahannya. Dia

atmosfer juga terbentuk senaywa-senyawa sederhana yang mengandung unsure-unsur

tersebut, seperti uap air (H2O), Amonia (NH3), Metan (CH4), dan Karbondioksida (CO2).

Senyawa sederhana tersebut tetap berbentuk uap dan tertahan dilapisan atas atmosfer.

Ketuika suhu atmosfer turun sekitar 100oC terjadilah hujan air mendidih. Peristiwa ini

berlangsung selama ribuan tahun. Dalam keadaan semacam ini pasti bumi saat itu belum

dihuni kehidupan. Namun, kondisi semacam itu memungkinkan berlangsungnya reaksi kimia,

karena teredianya zat (materi) dan energi yang berlimpah.

Timbul pertanyaan, bagaimana proses terjadinya kehidupan dibumi ini? Pertanyaan

inilah yang mendorong beberapa Ilmuwan untuk mengemukakan pendapat serta melakukan

experiment. Di antara Ilmuwan tersebut antara lain Harold Urey dan Stanley Miller.

a) Teori Evolusi Kimia Menurut Harold Urey (1893)

Harold Urey adalah ahli Kimia berkebangsaan Amerika Serikat. Dia menyatakan

bahwa pada suatu saat atmosfer bumi kaya akan molekul zat seperti Metana (CH4), Uap air

(H2O), Amonia(NH2), dan karbon dioksida (CO2) yang semuanya berbentuk uap. Karena

adanya pengaruh energi radiasi sinar kiosmis serta aliran listrik halilintar terjadilah reaksi

diantara zat-zat tersebut menghasilkan zat-zat hidup. Teori evolusi Kimia dari Urey tersebut

biasa dikenal dengan teori Urey.

Menurut Urey, zat hidup yang pertama kali terbentuk mempunyai susunan menyerupai

virus saat ini. Zat hidup tersebut selama berjuta-juta tahun mengalami perkembangan menjadi

berbagai jenis makhluk hidup. Menurut Urey, terbentuknya makhluk hidup dari berbagai

molekul zat di atmosfer tersebut didukung kondisi sebagai berikut :

a. kondisi 1 : tersedianya molekul-molekul Metana, Amonia, Uap air, dan hydrogen yang

sangat banyak di atmosfer bumi

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 14

b. kondisi 2 : adanya bantuan energi yang timbul dari aliran listrik halilintar dan radiasi

sinar kosmis yang menyebabkan zat-zat tersebut bereaksi membentuk molekul zat yang

lebih besar

c. kondisi 3 : terbentuknya zat hidup yang paling secerhana yang susunan kimianay dapat

disamakan dengan susunan kimia virus, dan

d. kondisi 4 : dalam jangka waktu yang lama (berjuta-juta tahun), zat idup yang terbentuk

tadi berkembang menjadi seejnis organisme (makhluk hidup yang lebih kompleks).

b) Eksperimen Stanley Miller

Miller adalah murid Harold Urey yang juga tertarik terhadap masalah asal usul

kehidupan. Didasarkan informasi tentang keadaan planet bumi saat awal terbentuknya, yakni

tentang keadaan suhu, gas-gas yang terdapat pada atmosfer waktu itu, dia mendesain model

alat laboratorium sederhana yang dapat digunakan untuk membuktikan hipotesis Harold

Urey. Kedalam alat yang diciptakannya, Miller memasukan gas Hidrogen, Metana, Amonia,

dan Air. Alat tersebut juaga dipanasi selama seminggu, sehingga gas-gas tersebut dapat

bercampur didalamnya. Sebagai pengganti energi aliran listrik halilintar, Miller mengaliri

perangkat alat tersebut dengan loncatan listrik bertegangan tinggi. Adanya aliran listrik

bertegangan tinggi tersebut menyebabkan gas-gas dalam alat Miller bereaksi membentuk

suatu zat baru. Kedalam perangkat juga dilakukan pendingin, sehingga gas-gas hasil reaksi

dapat mengembun.

Pada akhir minggu, hasil pemeriksaan terhadap air yang tertampung dalam perangkap

embun dianalisis secar kosmografi. Ternyata air tersebut mengandung senyawa organic

sederhana, seperti asam amino, adenine, dan gula sederhana seperti ribose. Eksperimen

Miller ini dicoba beberapa pakar lain, ternyata hasilnya sama. Bial dalam perangkat

eksperimen tersebut dimasukkan senyawa fosfat, ternyata zat-zat yang dihasilkan

mengandung ATP, yakni suatu senyawa yang berkaitan dengan transfer energi dalam

kehidupan. Lembaga penelitian lain, dalam penelitiannya menghasilkan senyawa-senyawa

nukleotida

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 15

Gambar 10. Model perangkat percobaan Miller dan Urey untuk sintesis molekul

organik secara abiotik.

Nukleotida adalah suatu senyawa penyusun utama ADN (Asam Deoksiribose Nukleat)

dan ARN (Asam Ribose Nukleat), yaitu senaywa khas dalam inti sel yang mengendalikan

aktivitas sel dan pewarisan sifat. Eksperimen Miller dapat memberiakn petunjuk bahwa

satuan- satuan kompleks didalam sistem kehidupan seperti Lipida, Karbohidrat, Asam

Amino, Protein, Mukleotida dan lain-lainnya dapat terbentuk dalam kondisi abiotik. Teori

yang terus berulang kali diuji ini diterima para ilmuwan secara luas. Namun, hingga kini

masalah utama tentang asal-usul kehidupan tetap merupakan rahasia alam yang belum

terjawab. Hasil yang mereka buktikan barulah mengetahui terbentuknya senyawa organik

secara bertahap, yakni dimulai dari bereaksinya gas-gas diatmosfer purba dengan energi

listrik halilintar. Selanjutnay semua senyawa tersebut bereaksi membentuk senyawa yang

lebih kompleks dan terkurung dilautan. Akhirnya membentuk senyawa yang merupakan

komponen sel.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 16

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Asal usul kehidupan memang tidak mudah diungkapkan ataupun dibuktikan, banyak

teori yang telah ada dengan alasan yang berbeda namun belum dapat dinyatakan benar tetapi

sudah saling mendukung teori tersebut sehingga menganut kepercayaan terhadap suatu teori

yang dianggap benar. Dengan adanya teori evolusi, asal usul kehidupan dapat diperhitungkan

denga teori evolusi biologi dan teori evolusi kimia sehingga dapat menjelaskan kepada kita

tentang asal usul kehidupan.

3.2 Saran

Untuk memperoleh informasi yang tepat tentang asal usul kehidupan, kita harus

mempelajari teori-teori yang lain juga sehingga bisa mengambil sesuatu yang penting untuk

dipadukan dengan teori yang dianggap benar.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 17

DAFTAR PUSTAKA

Andi, A. 2013. Proses Terbentuknya Bumi.

http://andiaryafamily.blogspot.com/2013/02/proses-terbentuknya-bumi.html (Diakses

tanggal 12 Desember 2013).

Anonim. 2010. Teori Evolusi Kimia. http://id.shvoong.com/exact-sciences/1974420-teori-

evolusi-kimia/ (Diakses tanggal 12 Desember 2013).

Arix, U. 2013. Makalah Biologi "Asal Usul Kehidupan". id.shvoong.com/exact-

sciences/1974420-teori-evolusi-kimia/ (Diakses tanggal 12 Desember 2013).

Anonim. 2013. Asal Usul Kehidupan. http://acehmillano.wordpress.com/2013/03/24/asal-

usul-kehidupan/ (Diakses tanggal 12 Desember 2013).

Peggy, Y. 2013. Contoh Makalah Biologi " Evolusi dan Asal-Usul Kehidupan ".

http://kreatifword.blogspot.com/2013/01/contoh-makalah-biologi-evolusi-dan-asal.html

(Diakses tanggal 12 Desember 2013).

Rahayu, T. 2009. Asal Usul Kehidupan. http://trirahayu1990-

rahayu.blogspot.com/2009/10/asal-usul-kehidupan.html (Diakses tanggal 12 Desember

2013).

Anonim. 2012. Asal Usul Kehidupan Evolusi Organik 2.

http://pipingmiming.blogspot.com/2012/12/asal-usul-kehidupan-evolusi-organik-2.html

(Diakses tanggal 12 Desember 2013).

Erny, S., dkk. 2010. Evolusi Molekuler. Malang : Universitas Negeri Malang.

KELOMPOK XIII | EVOLUSI MOLEKULER 18

MAKALAH EVOLUSI

“EVOLUSI MOLEKULER”

OLEH:

KELOMPOK XIII

1. Hairunnisa (ACD 110 137)

2. Reni Patimah (ACD 110 134)

3. Yusia Antika (ACD 110 140)

DOSEN PENGAMPU : Dr. Liswara Neneng, M.Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS PALANGKA RAYA

2013