SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI EVOLUSI MAKHLUK HIDUP III

BAB  III

ASAL-USUL KEHIDUPAN DAN ASAL-USUL VARIABILITAS

PENDAHULUAN

Dari mana kehidupan itu berasal? Dan apakah makhluk pertama juga merupakan perkembangan evolusi? Jawabannya mungkin mudah ditemukan, namun bagaimana kita membuktikannya, merupakan persoalan yang sulit. Pada bab sebelumnya kita telah mengungkapkan bukti-bukti atau petunjuk adanya evolusi. Salah satunya adalah catatan fosil.

Pada bab ini akan dibahas mengenai asal-usul kehidupan, Catatan Fosil, DNA vs RNA, dan keanekaragaman.

Setelah membaca bab ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan Asal-usul Kehidupan dan Keanekaragaman. Lebih khusus lagi mahasiswa diharapkan mampu :

1. Menjelaskan asal usul kehidupan ditinjau dari catatan fosil dan DNA vs RNA.

2. Menjelaskan keanekaragaman yang terjadi di alam ini

KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

3.1. Asal-usul Kehidupan

            Beberapa teori yang pernah berkembang sehubungan dengan asal-usul kehidupan.

1.      Teori Abiogenesis

            Teori ini bertolak dari adanya perubahan materi tak hidup menjadi makhluk hidup, sehingga dikenal sebagai teori generatio spontanea, menunjuk pada adanya perubahan yang spontan. Terlepas dari gagasan yang dikemudian hari masih dikembangkan, penolakn orang atas teori ini dikarenakan contoh yang tidak tepat yang digunakan oleh penganut teori ini.

2.      Teori Biogenesis

Penolakan terhadap teori abiogenesis memunculkan teori biogenesisi sebagai imbangannya. Sebagaimana diketahui teori biogenesismengambil posisi yang sepenuhnya kebalikan dari teori abiogenesis, bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup (omne vivum ex vivum) atau makhluk hidup berasal dari telur (omne vivum ex ovo). Sepintas lalu teori itu melegakan, namun kalau ditilik lebih lanjut jelas bahwa teori ini tidak menjawab asal mula makhluk hidup yang pertama.

3.      Teori Cosmozoik

Dalam teori ini diungkapkan bahwa asal mula makhluk hidup yang menghuni bumi ini berasal dari apa yang disebut “spora” kehidupan yang berasal daari luar angkasa bumi. Sudah tentu teori ini tidak dapat diterima terlebih pada waktu orang itu sudah tahu bahwa meteor yang jatuh ke bumi akan mengalami pergeseran yang begitu hebat hingga terbakar. Meskipun pergeseran yang dialami “spora” kehidupan tentunya tidak sehebat apa yang terjadi pada meteor namun factor-faktor lingkungan di angkasa di luar bumi maupun di bumi sendiri dibayangkan tidak memungkinkan “spora” kehidupan itu bertahan.

4.      Teori Ciptaan

Penganut teori ini berbicara tentang proses perkembangan materi yang pada akhirnya membentuk makhluk hidup tanpa menyimpang dari asal mula materi pembentuknya.

5.      Teori Naturalistik

Ada yang menamakan teori ini dengan sebutan Neobiogenesis, yang memandang terbentuknya makhluk pertama di bumi ini melalui tahapan-tahapan tertentu, mulai dari molekul-molekul CH₄, NH₃, H₂, dan H₂O, unsur-unsur yang terdapat dalam atmosfer bumi purba. Pendapat ini pernah dicetuskan oleh Oparin sebagai titik tolak gagasannya tentang cirri makhluk hidup pertama yang heterotrof.

3.2. Berdasarkan Catatan Fosil

 Fosil merupakan salah satu sumber utama dalam mempelajari asal-usul kehidupan. Fosil tertua diperkirakan berusia sekitar 500 juta tahun yang lalu dan ditemukan sekitar tahun 1950 di Australia, Afrika Selatan dan kemudian ditemukan di Kanada dan Norwegia. Fosil-fosil tersebut diperoleh dari batuan yang sangat tua, yang dikenal sebagai Stromatolit. Stromatolit bukan nama jenis organisme, tetapi nama batuan yang berlapis-lapis. Stromatolit tersebut ditemukan di daerah pantai, merupakan batuan yang terjadi dari proses mineralisasi algae dan bakteri. Di daerah pantai sering dijumpai suatu massa batuan yang tumbuh perlahan yang kita kenal sebagai batuan karang. Para ahli paleontologi menemukan bahwa kristal yang membentuk stromatolit sebenarnya banyak yang bentuknya serupa dengan ganggang biru bersel satu atau bakteri yang hidup sekarang, dan juga ditemukan di daerah pantai. Sayangnya, stromatolit hanya dapat memberikan gambaran mengenai bentuk luar dari bakteri atau algae bersel satu, tetapi tidak dapat memberikan gambaran bagaimana struktur dalamnya. Sejumlah kristal stromatolit memberikan gambaran bahwa ganggang yang membentuknya sedang berada pada tahap mitosis, karena terlihat sebagai dua bulatan yang bersatu. Dengan demikian kita mempunyai bukti bahwa kehidupan dimulai dari organsime bersel satu.

 Beberapa waktu yang lalu, dunia perfilman digegerkan oleh film Jurrasic Park. Dalam film tersebut diceritakan mengenai dihidupkannya Dinosaurus yang berasal dari zaman Jurrasic. Berapa lamakah zaman Jurrasic itu? Kapan dan mengapa zaman itu berlalu?

Tabel 3.1 Pembagian Waktu Geologi dan Bukti-bukti Fosil

ERA	PERIODE	WAKTU	KEHIDUPAN AIR	KEHIDUPAN DARAT
Senonoik 63 ! 2 juta	Kuarter 0.5 – 3 juta tyl	Sekarang Pleistosen 3	Semua Kehidupan ada Glasiasi pergeseran benua Amerika Utara & Eropa, Australia Antartika terpisah	Manusia Terjadinya evolusi kebudayaan Manusia pertama
	Tersier 63 ! 2 juta	Pliosen 12 j tyl Miosen 25 j tyl Oligosen 36 j tyl Eosen 58 j tyl Paleosen 63 j tyl	Semua kehidupan ada	Hominidae dan Pongidae Monyet dan kerabatnya Radiasi adaptasi burung Mamalia moderen, Angiospermae yang berbatang basah
Mesosoik 230 ! 10 juta	Kretasen 135 ! 5 juta		Ikan bertulang Kepunahan ammonit, Plesiosaurus, Ichtyosaurus Amerika Selatan dan Afrika Tengah berpisah	Kepunahan Dinosaurus Timbulnya Angiospermae berkayu
	Jurasic 181 ! 5 juta		Plesiosaurus & Ichtyosaurus, Ammonit berlimpah Ikan bertulang rawan dan Ikan biasa berlimpah Pangea & Gondwana mulai berpisah	Dinosaurus dominan, Kadal pertama, Archeopteryx Serangga berlimpah Angiospermae pertama
	Triasik 230 ! 10 juta		Plesiosaurus pertama Ichtyosaurus, Ammonit Ikan bertulang	Radiasi reptil,kura-kura, buaya, thecodonta, therapsida, Dinosaurus pertama, Mamalia pertama
	Permian 280 ! 10 juta		Punahnya Trilobit dan Placoderm Glasiasi dan kekeringan	Cotylosaurus & Pelecosaurus Reptil lain dominan Cycas, Gynko, Conifera
Paleosoik 600 ! 50 juta	Pensylvania 310 ! 10 juta	(Karbonifera)	Ammonit Ikan bertulang pertama Glasiasi dan kekeringan	Reptil pertama, Rawa-rawa Hutan Lycopsida, Sphenopsida dan Paku berbiji
	Mississipian 345 ! 10 juta	(Karbonifera)	Radiasi adaptasi hiu Iklim panas dan lembab	Amphibia dominan Siput darat
	Devonian 405 ! 10 juta		Placoderm, Ikan pertama, Ammonit, Nautilus. Iklim muka bumi kering Lautan sangat meluas	Paku, Lycopsida, Sphenopsida, Bryophyta,Gymnospermae dan Serangga, Amphibia pertama
	Silurian 425 ! 10 juta		Radiasi adaptasi dari Ostracoderm, Eurypterids Iklim sejuk, lautan luas	Tanaman darat (Psilopsida) pertama, laba-laba, kalajengking
	Ordovosian 500 ! 50 juta		Vertebrata (Agnata) pertama (Ostracoderm), Nautiloid, Pilina, Mollusca air, Triobit dominan Iklim sejuk, lautan luas	------
	Kambrian 600 ! 50 juta		Trilobit dominan Eurypteroid, Crustacea, Mollusca, Echinodermata, Porofera, Annelida, Tunicata, Cnidaria pertama Glasiasi	------
Pre Kambrian               3000 juta                                                 Protozoa, prokariot                                        --------

Jawaban terhadap pertanyaan-pertanyaan ini dapat diketahui melalui data atau catatan fosil yang ditemukan dan masih bersifat hipotetik. Yang perlu diingat bahwa proses evolusi mulai berlangsung sejak kehidupan mulai ada di bumi. Tabel 3.1, menunjukkan pembagian waktu geologi, lengkap dengan bukti-bukti fosil dan waktu hipotetiknya.

Berdasarkan data yang dihimpun oleh para akhi paleontologi diketahui bahwa fosil tertua yang ditemukan berumur sekitar 500 juta tahun. Demikian diperkirakan kehidupan dimulai pada akhir era Prekambrian, yaitu sekitar 700 juta tahun yang lalu. Data inipun masih berupa dugaan, karena pada era itu, tentu saja jumlah organisme masih sangat sedikit, sehingga fosil tidak mungkin dapat dijumpai pada lapisan tanah. Pada waktu itu habitat yang mungkin ada adalah air. Dengan demikian, dapat diperkirakan bahwa muka bumi masih dihuni oleh prokariot dan organisme bersel satu, terutama algae (ganggang biru), yang kemudian diikuti oleh lumut kerak dan lumut yang menghuni areal pantai. Suhu permukaan bumipun diperkirakan masih jauh lebih panas dan oksigen mungkin meliputi hanya sekitar 10% dari apa yang ada sekarang.

Dari data tabel 3.1 menunjukkan bagaimana proses terjadinya kehidupan. Misalnya, manusia baru muncul dipermukaan bumi sekitar 500.000 tahun yang lalu. Sedangkan protozoa dan prokariot lain diperkirakan sudah ada di bumi sekitar 3000 juta tahun yang lalu. Jadi proses kehidupan dapat pula ditelusuri melalui data fosil.

Seperti sudah dikemukakan di atas, data umumnya sangat bervariasi. Variasi tersebut akan bertambah besar, kalau kita menggunakan data biologi lainnya yang akan didiskusikan kemudian.

3.3. DNA vs RNA

Bagaimana kehidupan itu mulai terjadi? Dari ekstrapolasi fosil dan dinamika gunung berapi, diperkirakan pada awal terjadinya kehidupan, atmosfer terdiri dari H₂, NH₃, H₂O, N₂, CO₂, O₂, dan CO₂. Pada masa itu, diperkirakan banyak sekali terdapat muatan listrik di atmosfer, sehingga geledek (petir) masih sering menyambar di siang hari. Menurut Oparin (1983), kehidupan hanya dapat terjadi apabila bahan baku utama (basa Purin dan Pirimidin) terdapat di alam. Maka percobaan dilakukan dengan mengatur udara dengan jumlah yang sesuai dari magma yang keluar dari gunung berapi. Udara tersebut disimpan dalam suatu alat untuk mensimulasi keadaan di atmosfer purba. Kemudian dengan diberikan bunga api sebagai pengganti geledek. Ternyata diperoleh sekitar sepuluh macam asam amino, aldehida dan juga HCN. Percobaan dengan HCN dan amonia dalam alat simulasi ternyata dapat menghasilkan Adenin, dan asam arotik. Proses fotokimia dengan sinar matahari dapat mengubah HCN menjadi Urasil.

Sejak tahun 1861, orang sudah memproduksi gula dari formadelhid. Pengetahuan ini diulangi kembali pada tahun 1961, ketika ditemukan bahwa formadelhid (formalin) yang dipolimerisasikan, ternyata membentuk gula ribosa dan bukan gula deoksiribosa.  Penemuan ini menjelaskan bahwa RNA ternyata adalah produk yang mungkin lebih awal dari DNA. Dengan demikian diperkirakan bahwa kehidupan awal dimulai dari RNA dan bukan DNA.

Kenyataan ini masih menjadi masalah yang diperdebatkan dengan sejumlah argumen berbeda antara lain:

(1)   Kelompok yang pro DNA sebagai materi kehidupan esensial menyatakan bahwa RNA tidak stabil, dan mudah sekali terurai, karena strukturnya hanya single strand. Dengan demikian, mereka meyakini bahwa kehidupan dimulai dari adanya DNA.

(2)   Kelompok yang pro RNA, mengajukan argumentasi bahwa:

·         RNA merupakan satu-satunya produk yang mungkin dibentuk dari alam dan bukan DNA. Alasan lain ialah bahwa DNA yang berfungsi hanyalah satu rantai saja, sedangkan templetnya tidak akan menghasilkan apa-apa. Kehidupan primitif tidak mungkin dimulai dari sesuatu yang kompleks.

·         Penemuan yang terbaru pada Tetrahyemena menunjukkan bahwa RNA yang sangat pendek sekalipun dapat berfungsi katalitik, atau sebagai enzim. Hal ini tidak dijumpai pada DNA, oleh karena DNA tidak mempunyai gugus 2’-hidroksil. Gugus tersebut diperlukan dalam proses katalisasi, terutama pada tRNA yang memberikan bentuk daun semanggi. DNA tidak dapat membentuk struktur tersebut karena gugus tersebut sudah terisi oleh gugus oksigen (deoksi). Bentuk daun semanggi dibutuhkan untuk mendapatkan kemampuan katalisis. Adalah sulit diterima, kalau kehidupan awal terjadi tanpa katalisasi, hanya RNA yang mempunyai sifat ini sedangkan DNA tidak.

·         Salah satu keuntungan RNA adalah bahwa RNA dapat membelah diri dan mengadakan multiplikasi tanpa DNA.

·         Bukti lain menunjukkan bahwa DNA hanya berfungsi sebagai cetakan. Untuk dapat berfungsi, maka paling sedikit akan dibentuk mRNA terlebih dahulu. Dengan demikian, kehidupan awal yang masih sederhana dapat berlangsung dengan adanya RNA. Apabila kehidupan berawal dari DNA, maka RNA tetap harus dibentuk terlebih dahulu agar dapat berfungsi. Organisme yang paling primitif tidak memiliki DNA.

·         Karena kehidupan awal adalah sederhana, maka para ahli lebih cenderung meyakini bahwa RNA-lah yang muncul terlebih dahulu. DNA adalah bentuk penyempurnaan, mengingat bahwa RNA mudah sekali terurai.

3.4. Asal-usul Keanekaragaman (Variabilitas)

Meskipun keanekaragaman (variabilitas) pada awal dikemukakan, prosesnya belum diketahui, namun keanekaragaman merupakan faktor utama dari evolusi. Hal ini dikemukakan oleh Lamarck, Darwin, maupun para pakar lain sesudah mereka. Tanpa ada keanekaragaman, evolusi tidak akan terjadi. Di alam ada dua faktor yang bekerja secara harmonis, yaitu: (a) faktor penyebab keanekaragaman, dan (b) faktor yang bekerja untuk mempertahankan keutuhan suatu jenis. Apabila dilihat secara tersedniri, maka kedua faktor tersebut seakan bertentangan. Namun pada hakekatnya kedua faktor tersebut bekerja dengan sangat harmonis.

Untuk melihat bagaimana timbulnya keanekaragaman, kita harus mulai dari melihat struktur yang paling kecil dari makluk hidup, tetapi sangat penting. Struktur tersebut adalah DNA. DNA terdiri dari empat macam basa nitrogen yaitu: Adenin (A), Citosin (C), Guanin (G), dan Timin (T), serta RNA mempunyai Urasil (U) pengganti Timin pada DNA. Keempat macam jenis basa nitrogen berfungsi menyusun atau membentuk 20 asam amino esensial. Kini diketahui bahwa kombinasi tiga dari keempat basa nitrogen tersebut akan membentuk satu asam amino. Kombinasi ini dikenal dengan nama triplet kodon  Secara umum, tiap satu asam amino dikode oleh sekitar tiga macam kombinasi. Ada asam amino yang dikode oleh satu kombinasi, sedangkan ada asam amino yang dikode oleh enam macam kombinasi. Dengan demikian maka suatu asam amino dapat dihasilkan lebih banyak banyak, bukan saja karena kode tersebut terdapat berulang-ulang, tetapi karena ada lebih banyak kemungkinan. Yang menjadi masalah sekarang ialah darimana terjadinya keanekaragaman. Adanya satu kode genetik atau lebih mengkode asam amino belum dapat menerangkan dengan jelas terjadinya keanekaragaman.

Sejak masa lampau, orang sudah mempertanyakan mengapa umur suatu organisme sejenis tidak sama. Hal ini jelas terlihat apabila kita memelihara suatu tumbuh-tumbuhan atau hewan. Keluarga-keluarga pada zaman dahulu  umumnya mempunyai anak lebih dari dua. Hewan pada umumnya juga mempunyai anak lebih dari dua. Misalnya, pada katak dapat kita lihat bahwa jumlah telur yang dihasilkan berjumlah berratus-ratus butir. Apabila semuanya hidup dan mampu berkembang biak, mungkin saat ini seluruh permukaan bumi dipenuhi oleh katak, demikian juga bagi organisme lain. Namun kenyataan menunjukkan bahwa hal ini tidak mungkin terjadi. Hanya individu yang sehat dan kuat, atau yang sempurna dalam semua aspek kehidupannyalah yang dapat bertahan. Dalam kaitan ini, alam mengadakan seleksi terhadap setiap struktur morfologi, anatomis, maupun fisisologi setiap organsime.

Misalnya, ikan dalam suatu akuarium yang selalu diberi makanan secukupnya, semua kondisi hidup dicukupkan. Apabila semua individu ikan kita seleksi sehingga dapat dikatagorikan sebagai sama dan hampir sempurna sekalipun, ternyata jumlahnya hanya bertambah pada suatu periode. Selanjutnya populasinya hanya berkisar pada jumlah tertentu saja. Padahal semua pasangan yang hidup dalam akuarium tersebut sehat dan sangat berpotensi untuk berkembang biak. Ada suatu hal yang menyebabkan ikan-ikan tersebut tidak berkembang biak, yaitu ruang yang tidak cukup. Ikan-ikan tersebut seakan tahu, bahwa apabila mereka terus berkembang biak, maka mereka tidak dapat bergerak bebas. Hal ini yang disebut dengan daya dukung dari akuarium tersebut tidak cukup. Jadi selain struktur biologis yang hampir sempurna, makanan yang cukup, ternyata daya dukung suatu tempat ikut menentukan sukses tidaknya suatu jenis organisme dapat bertahan di muka bumi.

Setiap organisme di dunia mempunyai kisaran toleransi tertentu. Misalnya manusia muda (bayi) mempunyai kisaran toleransi suhu tubuh dari 35 – 42⁰C. Manusia dewasa biasanya batas toleransi suhu antara 36 – 41⁰C. Di luar kisaran toleransi tersebut manusia tidak dapat bertahan, dan memerlukan usaha lain untuk mempertahankan dirinya. Kisaran toleransi suatu organsime tidak hanya menyangkut suhu saja tetapi berkaitan pula terhadap aspek-aspek biologis yang lain.

Semua atau hampir semua aspek-aspek toleransi dan variasi yang terdapat pada suatu organsime terkait dengan mekanisme kerja gen-gen tertentu pada organisme tersebut. Variasi organsime yang terjadi akibat kerja gen-gen tertentu  banyak sekali macamnya, misalnya:

(1)   Wajah manusia tidak ada yang sama. Sebenarnya hal ini berlaku pula pada tumbuh-tumbuhan dan hewan, namun mata kita tidak mampu atau tidak dibiasakan untuk dapat membedakannya.

(2)   Adanya variasi warna tubuh yang terdapat pada ikan, kucing, anjing, sapi dan organisme-organsime lainnya.

(3)   Adanya golongan darah yang bermacam-macam.

(4)   Adanya bermacam-macam mutan.

(5)   Adanya ekotipe.

Jadi variasi itu memang ada. Adanya variasi hanya dapat diterangkan secara adaptasi dan secara genetik. Variasi adaptasi, dapat kita lihat pada olahragawan yang otot-ototnya lebih terlatih sehingga berukuran lebih besar dari kebanyakan orang. Namun variasi adaptasi tidak dapat diturunkan secara langsung kepada keturunannya. Variasi genetiklah merupakan satu-satunya kemungkinan yang dapat menerangkan proses evolusi. Secara genetik variasi dapat timbul akibat mutasi. Namun mengapa kita jarang sekali melihat adanya mutasi? Apakah mutasi terjadi sepanjang masa?

Mutasi adalah suatu peristiwa yang umum terjadi. Diperkirakan selalu ada satu mutasi per 10.000 – 1.000.000. organisme, atau rata-rata sekitar 1/100.000 sel. Sedangkan jumlah gen suatu organisme dapat mencapai 10.000. Dari angka ini dapat disimpulkan bahwa kemungkinan terjadinya mutasi sangat banyak.

Berikut ini dikemukakan beberapa akibat kejadian mutasi yakni:

(1)   Mutasi mengubah struktur DNA, tetapi tidak mengubah produk yang dihasilkan. Seperti yang sudah dikatahui, DNA merupakan sumber informasi genetik. DNA akan ditranslasikan menjadi asam amino, selanjutnya asam amino membentuk protein. Ada asam amino yang dikode oleh satu kode genetik (kodon), tetapi ada juga yang  dikode oleh lebih dari satu (misalnya enam) kode genetik. Apabila mutasi terjadi pada satu tempat pada DNA, tetapi tidak mengubah produk asam amino yang dihasilkan atau dalam hal ini asam amino yang dihasilkan tetap sama, maka mutasi tersebut tidak berakibat apa-apa (lihat penjelasan Mutasi titik Bab II).

(2)   Mutasi mengubah struktur DNA, dan mengubah komposisi produk, tetapi tidak mengubah fungsi produk yang dihasilkan. Dalam hal ini terjadi perubahan produk, sehingga misalnya asam amino yang dihasilkan adalah Lisin. Padahal kode genetik sebelum mutasi terjadi adalah asam amino Treonin. Akibatnya terjadi perubahan dalam rantai protein yang dihasilkan. Walaupun demikian, protein itu tidak mengalami perubahan fungsi.

(3)   Mutasi mengubah fungsi produk yang dihasilkan, tetapi tidak berakibat apa-apa. Mutasi dapat berakibat lebih besar, sehingga fungsi suatu protein berubah. Misalnya kita mengenal golongan darah ada beberapa macam. Golongan darah yang lebih langka diduga sebagai hasil mutasi dari golongan darah yang paling umum. Semuanya berfungsi normal, namun kalau dilakukan transfusi darah dengan  golongan darah yang  lain, baru akibatnya dapat dilihat.

(4)   Mutasi mengakibatkan terjadi perubahan  fungsi yang besar, namun kejadiannya pada sel somatik, jadi tidak diturunkan. Mutasi sel somatik jarang kita lihat. Sebagai contoh, tahi lalat dapat dianggap sebagai suatu mutasi somatik yang diturunkan.

(5)   Mutasi bersifat fatal, sehingga organisme tersebut mati, jadi tidak terlihat. Mutasi yang bersifat fatal ini dikenal dengan gen lethal. Banyak gen lethal yang diketahui misalnya hemofilia.

(6)   Mutasi yang menguntungkan.  Contoh mutasi menguntungkan sangat banyak. Mutasi yang menguntungkan dapat dilihat dari banyak segi. Bagi manusia mutasi mungkin menguntungkan tetapi bagi organisme lain mungkin merugikan. Misalnya, mutan ayam broiler, sapi pedaging, menguntungkan bagi manusia tetapi bagi hewan tersebut tidak demikian, karena hewan-hewan tesebut menjadi lemah, dan lamban sehingga lebih mudah dimangsa predatornya.

Dari ke-enam kemungkinan di atas kasus ke-lima yang berakibat fatal, sebenarnya  paling umum terjadi. Sedangkan kasus terakhir merupakan mutasi yang sering terlihat, sehingga kita menganggap mutasi yang terjadi sedikit sekali.

Sistem biologis dan atau sistem genetik adalah suatu sistem yang dianggap sempurna. Sistem ini tidak akan menjadi suatu sistem yang baik, jika sistem tersebut tidak bersifat baka (tetap). Kalau suatu sistem mudah berubah, itu bukan lagi suatu sistem. Namun demikian evolusi tidak terjadi jika sistem biologis tersebut terlalu kaku sifatnya. Organisme yang tidak dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan akan mudah musnah (punah) oleh suatu perubahan lingkungan/alam, baik yang terjadi tiba-tiba maupun yang berlangsung lambat. Jadi pada setiap sistem selalu ada kisaran toleransi yang terlihat dalam bentuk yang bervariasi. Dalam sistem biologis terdapat dua macam faktor yang bekerja secara harmonis, yaitu faktor-faktor yang bersifat konservasi (mengawetkan atau mempertahankan keberadaan suatu organisme), dan faktor-faktor tersebut juga mempunyai aspek-aspek yang memungkinkan terjadinya perubahan. Faktor-faktor tersebut adalah materi genetik.

Bagaimana perubahan atau mutasi terjadi? Ada beberapa hal yang memungkinkan terjadinya mutasi. Pada dasarnya kesalahan atau mutasi terjadi dalam urutan basa nitrogen pada asam nukleat. Perubahan atau mutasi tersebut terjadi akibat beberapa faktor antara lain:

(1)     Tautomer. Suatu unsur yang diketahui mempunyai beberapa buah isotop. Pada molekul suatu senyawa, kita mengetahui adanya isomer. Demikian pula halnya dengan makromolekul biologis yang kita kenal dengan asam nukleat. Asam nukleat juga mempunyai suatu sterio-isomer, yaitu mempunyai dua macam molekul dengan bangun yang serupa tetapi seperti bayangan cermin dan sifat kimianya sedikit berlainan dengan bentuk pasangannya. Pada umumnya Adenin akan berpasangan dengan Timin atau Urasil (pada RNA), sedangkan Citosin akan berpasangan dengan Guanin. Tetapi Adenin yang merupakan bentuk sterio-isomer akan berpasangan dengan Citosin. Demikian pula untuk sterio-isomer yang lain. Sterio-isomer tersebut memungkinkan sebagai faktor penyebab terjadinya pasangan yang salah dan mengakibatkan terjadinya mutasi. Untungnya jumlah sterio-isomer biasanya sangat jarang atau bersifat tidak stabil, seperti halnya dengan isotop atau bentuk kristal suatu molekul yang kita kenal.

(2)     Struktur Analog. Ada sejumlah molekul di dalam sel yang dapat berlaku sebagai asam nukleat dan dengan demikian dapat berpasangan pada proses replikasi, ataupun transkripsi dan translasi. Karena molekul tersebut adalah molekul yang umumnya terdapat di dalam sel, maka molekul tersebut tidak akan dideteksi oleh sel. Dengan demikian mungkin sekali terjadi kesalahan. Misalnya, bromo-urasil, bromodeoksi-uridin, 2-amino-purin, inosin, hiposantin, dll. Molekul-molekul tersebut berlaku sebagai asam nukleat pada proses replikasi atau transkripsi, namun pada proses berikutnya tidak berfungsi tepat seperti pasangan asam nukleat yang seharusnya berada pada rantai DNA di tempat tersebut.

(3)     Inhibitor. Bebrapa molekul tertentu dapat menempati ruang pada DNA yang seharusnya diisi oleh suatu asam nukleat. Misalnya, akridin, pseudo-uridin, metil-inosin, ribotimidin, metil-guanosin, dan dihidroksi-uridin. Apabila molekul-molekul tersebut menempati tempat asam nukleat, maka pada proses berikutnya molekul-molekul tersebut tidak akan dikenal, sehingga terjadilah penterjemahan yang salah oleh sel tersebut dan mengubah kode genetik selanjutnya. Dengan demikian setiap inhibitor akan menyebabkan kode genetik untuk seluruh rantai berikutnya mengalami perubahan.

(4)     Radiasi. Ada bermacam-macam radiasi. Radiasi UV, radioaktif, energi tinggi sinar matahari, juga merupakan penyebab mutasi.

Dari ke-empat faktor penyebab mutasi di atas, faktor ke-tiga dan faktor ke-empat yang paling dikenal, meskipun faktor pertama adalah penyebab yang paling umum. Ini adalah perubahan yang kita tinjau dari segi gen, namun demikian mutasi dapat terjadi pula pada struktur yang lebih besar, mislanya mutasi pada struktur kromosom ikut memainkan peranan penting dalam evolusi.

 

Untuk lebih memantapkan penguasaan saudara tentang materi tersebut, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini sebagai latihan.

1.      Dari mana timbulnya asumsi bahwa makhluk hidup yang ada sekarang berasal makhluk awal yang sama?

2.      Fosil merupakan salah satu sumber utama dalam mempelajari asal-usul kehidupan. Jelaskan.

3.      Terdapat perbedaan pendapat tentang asal usul kehidupan jika dilihat dari DNA vs RNA. Jelaskan mengenai perbedaan pendapat tersebut.

4.      Peristiwa mutasi dapat menyebabkan terjadinya keanekaragaman makhluk hidup. Jelaskan.

RANGKUMAN

            Usaha memahami asal mula makhluk hidup yang pertama, dimulai dengan menggunakan gagasan-gagasan yang bersumber dari pemikiran monodisipliner, yang kemudian berkembang menggunakan pendekatan inter dan multidispliner.

Fosil yang diperoleh dari batuan yang sangat tua, yang dikenal sebagai Stromatolit merupakan salah satu sumber utama dalam mempelajari asal-usul kehidupan.  Disamping itu, pro kontra asal mula kehidupan berawal dari  DNA ataukah RNA masih menjadi perbincangan.

            Terjadinya keanekaragaman makhluk hidup di alam ini lebih disebabkan oleh mutasi.