Teori Abiogenesis dan Pendukungnya. Kehidupan telah muncul dari tidak hidup lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu di bumi. Abiogenesis mengusulkan bahwa bentuk kehidupan pertama yang dihasilkan sangat sederhana dan melalui proses bertahap menjadi semakin kompleks. Konsep awal abiogenesis sangat sederhana tentang karakteristik makhluk hidup. Daging yang membusuk akan segera ditutupi dengan belatung, dan kemudian diasumsikan bahwa dagingnya berubah menjadi belatung. Abiogenesis dikenal sebagai "generasi spontan." Inilah yang terjadi dan membuat penjelasan ilmiah populer untuk reproduksi makhluk hidup beberapa ratus tahun yang lalu.
Sampai pertengahan 1800-an, orang-orang seperti Pasteur membuktikan secara eksperimental bahwa makhluk hidup hanya bisa berasal dari makhluk hidup lain. Yaitu, sains akhirnya membuktikan secara meyakinkan bahwa satu-satunya asal untuk mendukung setiap sel hidup adalah dari sel hidup lain.
Berikut ini adalah penjelasan tentang teori abiogenesis:
Abiogenesis dalam Menjelaskan Kompleksitas Organisme
Setiap teori evolusi tampaknya menunjukkan bagaimana kehidupan dapat berkembang dari satu sel yang baru saja terbentuk, tetapi ini tidak memiliki jawaban bagaimana sel dapat terbentuk pada fase pertama. Tidak ada "prototipe sel pertama." Ilmu pengetahuan bahkan tidak pernah mendekati pengetahuan tentang bagaimana menghasilkan sel-sel hidup mandiri yang dapat diproduksi oleh, atau bertahan hidup dalam kondisi yang diperlukan untuk membentuk komponen-komponennya.
Meskipun ada asumsi, ada satu masalah yang terkait dengan abiogenesis modern yang memiliki kompleksitas organisme hidup yang luar biasa. Eksperimen telah membuktikan bahwa asam amino yang sangat sederhana dapat terbentuk di laboratorium. Namun, tentu saja asam ini masih jauh dari cukup untuk membuat sel hidup. Kondisi yang membuat asam ini tidak hanya akan membunuh sel, tetapi juga benar-benar ada di setiap peristiwa dalam sejarah bumi.
Tentang abiogenesis dan proses kematian
Dikatakan bahwa "kematian hanyalah masalah filsafat." Ini mungkin atau mungkin tidak benar, tetapi berurusan dengan kematian adalah tantangan utama bagi setiap pandangan filosofis. Dalam banyak hal, abiogenesis adalah masalah terbesar tentang naturalisme. Pendapat naturalistik adalah tentang bagaimana kehidupan dapat dimulai tanpa Pencipta. Namun, penjelasan yang murni alami ini sepenuhnya ditolak oleh sains itu sendiri.
Kritik dari naturalistik abiogenesis jatuh ke dalam beberapa kategori
berikut ini merupakan kritik untuk argumen dari para naturalis memandang teori abiogenesis
- Argumen dari inexplicability, dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa saat ini belum ada penjelasan atau demonstrasi abiogenesis secara naturalistik, dan bahwa kepercayaan itu adalah masalah iman dan spekulasi, bukan ilmu pengetahuan.
- Meskipun berulang kali mencoba direproduksi, para ilmuwan ateis telah mereproduksi metode yang untuk asal usul kehidupan tanpa pencipta, juga tidak memiliki pemahaman yang jelas tentang kimia yang terlibat. Banyak evolusionis sekarang telah memilih untuk tetap agnostik tentang asal-usul yang sebenarnya kehidupan, dan akan sering mencoba untuk menghindari masalah ini dengan mengklaim bahwa abiogenesis bukan bagian dari teori evolusi.
- Argumen dari ketidak mungkinan dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa sifat kehidupan itu sendiri menghalangi abiogenesis naturalistik.
- Argumen dari ketidakmungkinan dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa kebetulan yang diperlukan untuk menyediakan abiogenesis spontan begitu mustahil untuk menjadi tidak masuk akal dan tidak ilmiah.
Generasi spontan
Generasi spontan adalah teori yang diajukan selama kehidupan berasal dari benda mati. Louis Pasteur menghapus teori generasi spontan pada tahun 1859 karena ia percaya bahwa hidup terlalu kompleks yang berasal dari materi yang tidak hidup secara instan. Ia juga mendirikan teori Biogenesis (asal usul kehidupan dari kehidupan yang sudah ada sebelumnya). Dalam sepuluh tahun percobaan Thomas Pasteur Huxley telah menciptakan abiogenesis.
Pengamatan dan percobaan telah membuktikan secara meyakinkan bahwa semua bentuk kehidupan yang diakui diproduksi oleh organisme atau bentuk kehidupan yang sudah ada sebelumnya, yang disebut hukum biogenesis. Meskipun kurangnya bukti untuk teori, abiogenesis telah diterima oleh hampir semua ilmuwan. Hipotesis abiogenesis tetap tidak berubah sejak awal 1920-an, dan mengasumsikan bahwa kehidupan berasal pada suatu titik di masa lalu bumi. Ini diajarkan sebagai kepastian, meskipun mekanisme yang tepat tetap teoretis. Diskusi dalam buku pelajaran biologi evolusi berusaha keras untuk menunjukkan bagaimana abiogenesis dapat terjadi di bawah beberapa skenario primordial.
Hubungan antara abiogenesis dan asal usul kehidupan
Bukti kuat bahwa kehidupan tidak dapat datang dari tidak hidup adalah indikasi kuat bahwa aliran naturalistik bukan tentang pandangan dunia yang realistis. Kehidupan memiliki asal alami (abiogenesis) atau asal supernatural. Ketidakmungkinan ilmiah abiogenesis adalah argumen untuk, paling tidak, pencetus supernatural.
Meskipun banyak menyamakan abiogenesis dengan teori kuno generasi spontan. Dalam pendapat yang terakhir, kehidupan yang kompleks (misalnya, belatung atau tikus) diperkirakan muncul secara spontan dari benda mati. Sementara proses hipotetis generasi spontan dibantah pada awal abad ke-17 dan ditolak dengan tegas pada abad ke-19, abiogenesis belum terbukti atau dibuktikan.
Perkembangan Bumi Berdasarkan Teori Abiogenesis
Perkembangan bumi didasarkan pada teori abiogenesis yang memberikan perkembangan dari waktu ke waktu.
Berikutnya adalah pengembangan bumi berdasarkan teori Abiogenesis:
1. Life Under the Ice - Beberapa bukti menunjukkan bahwa, sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, lautan bumi ditutupi dengan es. Es ini mungkin telah menebal ratusan meter dan karena mendapatkan sinar matahari jauh lebih sedikit daripada sekarang. Teori ini menyatakan bahwa es mungkin telah dilindungi oleh senyawa, yang memungkinkan mereka untuk berinteraksi dan, dengan demikian, menciptakan kehidupan.
2. Kehidupan melalui pengaruh listrik - Ada teori bahwa kehidupan di bumi dimulai dengan gaya Frankenstein. Terbukti bahwa listrik dapat menghasilkan gula dan asam amino sederhana dari unsur-unsur sederhana di udara. Ini mengarah pada teori bahwa kilat mungkin bertanggung jawab atas asal usul kehidupan, terutama yang menyerang melalui awan vulkanik.
3. Hidup melalui Panspermia - Panspermia adalah saran bahwa kehidupan di bumi tidak benar-benar dimulai di bumi sama sekali. Batu dan limbah lain dari efek kelimpahan Mars telah ditemukan di bumi, dan telah menyebabkan mikroba muncul di awal kehidupan.
4. Kehidupan melalui RNA - Asam ribonukleat (RNA) sangat terkenal karena perannya dalam gen. Sederhananya, DNA membuka ritsletingnya, dan mengungkapkan gen yang dibutuhkan oleh tubuh, sehingga RNA ditranskripsi dari nukleotida tunggal, menyalin segmen dan membentuk gen. Teori ini menyatakan bahwa semua kehidupan tumbuh dari dunia RNA yang kompleks. (Baca: Fungsi DNA dan RNA)
5. Kehidupan melalui metabolisme sederhana - Tidak seperti teori RNA, pendekatan ini menunjukkan bahwa sup purba terus bereaksi dengan sendirinya dari waktu ke waktu, menghasilkan molekul yang semakin kompleks, pada akhirnya menghasilkan kehidupan. Ini adalah penjelasan paling sederhana dari teori kedudukan ini, dan sulit untuk diabaikan.
6. Kehidupan melalui pemuliaan - Penelitian di Universitas Glasgow, di Skotlandia, telah memunculkan teori bahwa kehidupan di bumi mungkin telah berevolusi dari tanah liat. Clay mungkin merupakan area terkonsentrasi dari aktivitas kimia, dan menyediakan tempat untuk membiakkan DNA dan komponen lainnya.
7. Kehidupan melalui kapal selam hidrotermal - Ventilasi hidrotermal bawah air, atau ventilasi laut dalam, mengandung ekosistem yang luas dan beragam. Lingkungan yang kaya nutrisi dipenuhi dengan gas dan katalis reaktif, menciptakan habitat yang penuh kehidupan. Penelitian menunjukkan bahwa kehidupan mungkin berasal dari ventilasi ini, sebuah teori yang tidak dapat diabaikan, dan teori yang mungkin benar-benar mengikat teori es pada awalnya.
8. Teori Baru menambahkan energi sebagai katalis - Penambahan terbaru pada campuran teori-teori ini telah diartikulasikan dengan jelas oleh Institut Teknologi Massachusetts di Amerika Serikat (meskipun serangkaian individu telah berkontribusi selama bertahun-tahun). Asumsi pendukung gagasan ini adalah bahwa kehidupan berevolusi dari kebutuhan, mengikuti hukum alam, bukan melalui kecelakaan atau peristiwa aneh. Dalam sejumlah makalah, fisikawan berpendapat bahwa terjadinya kehidupan adalah masalah kebutuhan. Jadi, teori baru ini dapat dilihat sebagai penambah metabolisme dan reaksi teoretis sederhana di atas, tetapi dengan energi, seperti yang disediakan oleh matahari, sebagai katalis.
9. Evolusi kimia dalam abiogenesis - Teori-teori evolusi molekuler umumnya berasumsi bahwa molekul-molekul alami telah bergabung menjadi makromolekul ketika kedua konsentrasi bertemu, dan kondisi ketika atmosfer mendukung kontak-kontak ini. Pada tahun 1924, Alexander I. Oparin menetapkan bahwa bahan kimia harus berada di atmosfer bumi untuk membentuk asam amino (misalnya metana, hidrogen, amonia). Pada tahun 1950, Stanley L. Miller melakukan upaya pertama untuk mereproduksi kondisi ini. Metana, amonia, hidrogen, dan air ditempatkan dalam labu yang terkena pelepasan listrik.
Setelah beberapa hari, percobaan menghasilkan beberapa senyawa organik termasuk asam amino. Peneliti lain mengulangi percobaan ini menggunakan sumber energi yang berbeda seperti UV, dan atmosfer primitif lainnya yang diduga. Ketika hidrogen sianida digunakan, bahkan basis nitrogen diperoleh, yang merupakan komponen pembangun DNA. Selanjutnya kita ulas pada angka-angka abiogenesis.
Tokoh-tokoh abiogenesis
Berikut ini adalah tokoh-tokoh dalam teori abiogenesis yang memiliki peran penting dalam pengembangan abiogenesis.
1. Teori Oparin Haldane
Pada 1920 JBS Haldane adalah seorang ilmuwan Inggris dan ahli biokimia Rusia Alexander Oparin menetapkan gagasan yang sama tentang kondisi yang diperlukan untuk asal usul kehidupan di bumi. Mereka percaya bahwa molekul organik dapat terbentuk dari abiogenesis dengan adanya sumber energi eksternal (misalnya, radiasi ultraviolet) dan bahwa atmosfer primitif berkurang (memiliki jumlah oksigen bebas yang sangat rendah) dan mengandung amonia dan uap air, misalnya gas. Keduanya juga menduga bahwa bentuk kehidupan pertama yang muncul adalah laut primitif dan heterotrofik (memperoleh nutrisi dari senyawa yang ada di bumi awal) daripada autotrofik (menghasilkan makanan dan nutrisi dari sinar matahari atau bahan anorganik).
Oparin percaya bahwa kehidupan berkembang dari mikroskopis secara spontan dan membentuk agregat bulat dari molekul lipid yang dibentuk bersama oleh kekuatan elektrostatik. Oparin menegaskan bahwa enzim adalah bahan dasar untuk reaksi metabolisme biokimia dan berfungsi lebih efisien bila terkandung ketika dilepaskan dalam larutan berair. Haldane percaya bahwa molekul organik sederhana terbentuk pertama dan di hadapan sinar ultraviolet menjadi semakin kompleks, akhirnya membentuk sel. Haldane dan Oparin membentuk ide dasar yang kemudian berkembang menjadi banyak studi abiogenesis yang terjadi pada dekade berikutnya.
2. Miller dengan percobaan urey
Pada tahun 1953, ahli kimia Amerika Harold C. Urey dan Stanley Miller menguji teori Oparin Haldane dengan molekul organik, hasil ini berhasil diperoleh dari beberapa komponen anorganik yang diduga ada dalam prebiotik Bumi. Apa yang dikenal sebagai percobaan Miller Urey, kedua ilmuwan menggabungkan air hangat dengan campuran gas, uap air, metana, amonia, dan molekul hidrogen dan menambahkan muatan listrik. Komponen yang berbeda dimaksudkan untuk mensimulasikan laut primitif, atmosfer prebiotik, dan panas (dalam bentuk kilat). Satu minggu kemudian Miller dan Urey menemukan bahwa molekul organik sederhana, termasuk asam amino (blok pembangun protein), telah terbentuk di bawah kondisi simulasi sejak awal Bumi.
3. Konsepsi modern tentang abiogenesis
Hipotesis abiogenesis modern sebagian besar didasarkan pada prinsip-prinsip yang sama dengan teori Oparin Haldane dan eksperimen Miller Urey. Namun, perbedaan halus antara beberapa model telah ditetapkan untuk menjelaskan pengembangan molekul abiogenesis menjadi organisme hidup, dan penjelasan yang berbeda mengenai apakah molekul organik kompleks pertama yang menjadi entitas dapat mereplikasi diri pada fungsi metabolisme atau menjadi metabolisme protoel pertama yang kemudian berkembang sendiri dengan kemampuan yang bisa meniru diri sendiri
Perkembangan Teori Abiogenesis ke Masa Kini
Seiring berjalannya waktu ke waktu , teori abiogenesis memiliki beberapa perubahan dan perkembangan seiring berjalannya waktu ke masa kini.
Berikut adalah penjelasan mengenai perkembangan teori abiogenesis ke masa kini :
1. Kebuntuan asam amino Teori Abiogenesis
Dalam semua percobaan ini, di mana berusaha menghasilkan unsur kehidupan, molekul oksigen tidak ada. Bumi memiliki atmosfer yang kaya akan oksigen, dan bahkan batuan tertua mengandung oksida, yang merupakan bukti bahwa mereka terbentuk di hadapan oksigen. Faktanya, oksida telah ditemukan pada batu yang seharusnya berusia 300 juta tahun lebih tua dari sel hidup pertama. Oksigen diproduksi oleh semua organisme fotosintesis, dan diperlukan untuk metabolisme oleh semua bentuk kehidupan kecuali untuk beberapa mikroorganisme.
Pengurangan hidrogen dalam asam amino
Untuk mengurangi atmosfer kaya hidrogen yang digunakan dalam percobaan ini hanya karena asam amino dan basa nitrogen tidak akan terbentuk secara spontan di lingkungan oksidasi. Dalam eksperimennya melalui percikan listrik melalui atmosfir tiruannya, Miller mempertahankan asam amino yang dihasilkan. Dengan asumsi asam amino selamat dari atmosfer ultraviolet yang merusak bumi primitif dan untuk mencapai laut membentuk teori "sup organik," reaksi kimia lebih lanjut tidak akan mungkin terjadi karena badan air yang tidak kondusif untuk masalah kimia. Hal-hal lain diperlukan yang sehubungan dengan asam amino telah diproduksi secara kebetulan. Bahkan urutan yang tepat dari asam amino yang tepat tidak cukup untuk pembentukan molekul protein fungsional. Masing-masing dari 20 jenis asam amino terkandung dalam komposisi protein.
Namun, sementara beberapa asam amino harus terbentuk secara acak dalam "sup organik," kemungkinan bahwa mereka terjadi dalam proporsi yang kira-kira sama. Pertanyaan tentang bagaimana kombinasi khusus dari asam amino dapat bergabung secara kebetulan, sementara yang tidak memasukkan asam amino adalah jalan buntu untuk abiogenesis. Namun, banyak evolusionis masih percaya bahwa percobaan seperti Miller telah menunjukkan bahwa kehidupan dapat dimulai dengan interaksi di awal Bumi.
2. perdebatan Teori Abiogenesis
Habitat abiogenesis juga telah diperdebatkan. Sementara beberapa bukti menunjukkan bahwa kehidupan mungkin berasal dari tidak hidup di dasar laut hidrotermal, ada kemungkinan bahwa abiogenesis terjadi di tempat lain, seperti jauh di bawah permukaan bumi, di mana sel-sel proto baru dapat muncul dari metana atau hidrogen, atau bahkan di laut, di mana proteinoid mungkin muncul dari reaksi asam amino dengan panas, kemudian masuknya air sebagai sel seperti tetesan protein.
3. sekenario Teori Abiogenesis oleh ahli kekinian
Beberapa ilmuwan telah menyarankan bahwa abiogenesis terjadi lebih dari satu kali. Dalam satu contoh skenario hipotetis ini, berbagai jenis kehidupan muncul, masing-masing proses biokimia yang berbeda mencerminkan sifat bahan abiogenesis yang dikembangkan. Pada akhirnya, bagaimanapun, kehidupan berbasis fosfat akan memiliki keunggulan evolusi atas semua kehidupan yang tidak berbasis fosfat dan dengan demikian menjadi jenis kehidupan yang paling banyak didistribusikan di Bumi.
Gagasan ini mengarahkan para ilmuwan untuk menyimpulkan keberadaan biosfer bayangan, sistem pendukung kehidupan yang terdiri dari mikroorganisme di mana ada struktur biokimia unik atau tidak biasa yang mungkin ada, atau mungkin masih ada di Bumi. Seperti yang ditunjukkan percobaan Miller Urey, molekul organik dapat terbentuk dari abiogenesis. Sejak 1950-an, para peneliti telah menemukan bahwa asam amino dapat secara spontan membentuk peptida (protein kecil) dan menjadi perantara utama dalam sintesis RNA nukleotida (senyawa yang mengandung nitrogen yang terkait dengan gula dan fosfat) dapat terbentuk dari bahan awal prebiotik.
4. Dari abiogenesis munculah RNA
Berikutnya adalah pengembangan RNA dari teori abiogenesis
- Gagasan RNA sebagai awal bumi - Bukti terbaru yang mungkin mendukung hipotesis dunia RNA, gagasan bahwa pada awal bumi adalah kelimpahan kehidupan RNA yang dihasilkan melalui reaksi kimia prebiotik. Bahkan, selain membawa dan menerjemahkan informasi genetik, RNA adalah katalis, molekul yang meningkatkan laju reaksi tanpa dikonsumsi sendiri, yang berarti bahwa katalis RNA tunggal dapat menghasilkan berbagai bentuk kehidupan, yang harus bermanfaat, selama Munculnya kehidupan di Bumi. Hipotesis RNA dunia adalah salah satu konsep utama replikasi-diri abiogenesis pertama.
- Metabolisme modern berdasarkan RNA - Beberapa model metabolisme modern berbasis abiogenesis yang menggabungkan enzim. Tetapi Oparin menyarankan kemajuan yang stabil dari molekul organik sederhana menjadi agregat protobiont khusus, yaitu molekul organik yang memunculkan beberapa karakteristik kehidupan. Protobiont nantinya dapat memunculkan prokariota, organisme bersel tunggal dengan nuklei yang berbeda dan organel lain karena tidak adanya membran internal tetapi mampu memetabolisme dan mereplikasi diri mereka sendiri dan rentan terhadap seleksi alam.
Contoh prokariota primitif yang masih ditemukan di bumi saat ini termasuk archaea, yang sering menghuni lingkungan ekstrem dengan kondisi serupa yang mungkin telah ada miliaran tahun yang lalu, dan cyanobacteria (ganggang hijau biru), yang juga berkembang di lingkungan yang tidak ramah. Dalam memahami asal usul kehidupan, mengingat kemampuan proses fotosintesis mereka, stromatolit, adalah endapan yang dibentuk oleh pertumbuhan ganggang hijau biru, adalah fosil tertua di dunia, muncul 3,5 miliar tahun yang lalu.
5. Penemuan abiogenesis dan astrologi
Masih banyak pertanyaan yang belum terjawab tentang abiogenesis. Eksperimen belum menunjukkan transisi lengkap bahan anorganik dengan struktur seperti protobiont dan protocell, dalam kasus dunia RNA yang diusulkan, mereka belum menemukan jalur yang jelas dari perbedaan penting dalam mekanisme dasar sintesis purin dan pirimidin yang diperlukan untuk membentuk lengkap Nukleotida RNA. Selain itu, beberapa ilmuwan berpendapat bahwa abiogenesis tidak diperlukan, ini menunjukkan bahwa kehidupan diperkenalkan di bumi melalui tabrakan dengan benda-benda luar angkasa yang menyimpan organisme hidup, seperti meteorit yang mengandung organisme bersel tunggal, migrasi hipotetis kehidupan ke bumi ini dikenal sebagai panspermia.
Penelitian tentang abiogenesis telah mendapat manfaat signifikan dari astrobiologi, bidang studi yang berkaitan dengan pencarian kehidupan di luar bumi (kehidupan di luar bumi) dan dengan memahami kondisi yang diperlukan untuk kehidupan, penyelidikan biologis Titan terbentuk, misalnya, yang memiliki oksigen - atmosfer bebas, telah terungkap bahwa molekul organik kompleks hadir, sekilas, menawarkan para ilmuwan pembentukan bahan biologis di habitat prebiotik yang menyerupai proses awal pembentukan bumi.
