BAB III
ASAL-USUL
KEHIDUPAN DAN ASAL-USUL VARIABILITAS
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.
KESIMPULAN
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar