BAB X PERAN ILMUWAN AKADEMISI, IPA, LINGKUNGAN, DAN TEKNOLOGI DALAM MENGHADAPI REVOLUSI INDUSTRI 4.0
C. Asal Mula Kehidupan
1) Berbagai Pendapat tentang Asal Mula Kehidupan
Sebelum abad ke-17, para ahli menganggap bahwa makhluk hidup terjadi dengan sendirinya dari makhluk tak hidup.Anggapan ini disebut teori generatio spontanea atau abiogenesis.Pendapat ini begitu ekstrem, misalnya kecebong berasal dari lumpur, ulat berasal dari bangkai, bahkan gandum dapat menjadi tikus hanya dalam waktu satu malam.
Dengan terjadinya renaissance, mulailah timbul paham baru Francesco Redi (1626-1697), ahli biologi dari Italia, dapat membuktikan bahwa ulat pada bangkai berasal dari telur lalat, yang meletakkan telurnya dengan sengaja. Dari berbagai percobaan yang dilakukan selalu mendapatkan peristiwa yang serupa.Ia mengemukakan pendapat bahwa kehidupan berasal dari telur atau comne vivum ex ovo.
Lazzaro Spallanzani (1729-1799), juga ahli Biologi dari Italia, dengan eksperimen terhadap kaldu dapat membusukkan kaldu itu. Apabila kaldu ditutup rapat setelah mendidih maka tak terjadi pembusukan.Ia
mengambil kesimpulan, bahwa untuk adanya telur harus ada jasad hidup atau Omne ovum ex vivum.
Louis Pasteur (1822-1895), sarjana Prancis, melanjutkan teori Spallanzani, dengan eksperimen berbagai jasad renik. Ia mendukungnya, meskipun banyak yang menentang. Kemudian, menarik kesimpulan bahwa harus ada kehidupan sebelumnya agar tumbuh kehidupan baru atau omne vivum ex vivum.Timbullah teori biogenesis, sedangkan teori abiogenesis rupa-rupanya telah terkalahkan.Akan tetapi asal mula kehidupan masih menjadi bahan pemikiran para ilmuan.
Hampir semua para ahli biologi sependapat bahwa sal mula kehidupan terjadi di bumi ini, tidak di luar bumi.Mereka menemukan makhluk hidup bersel satu sebagai asal mula kehidupan.Kemudian terjadi evolusi organik menjadi organisme bersel banyak, Porifera-Coelentera- Vermes-Echinoderma-Mollusca Arthropoda Vertebrata, dan Manusia paling akhir.
Oparin (1938), Sarjana Rusia, mengemukakan hipotesis bahwa ada makhluk peralihan dari makhluk tak hidup ke makhluk hidup. Hipotesis ini berdasarkan penelitian ahli lain di bidang Ilmu Kimia. Kita telah mengetahui bahwa tubuh organisme 99% terdiri dari senyawa Karbon, Hidrogen, Oksigen dan Nitrogen.Seorang ahli kimia Harold Urey (1893) di Amerika Serikat, mengemukakan pendapat bahwa atmosfer bumi suatu waktu pernah mengandung banyak CH4 (Metana), NH3 (Amonia), H2 (Hidrogen), dan H2o (Air) dalam bentuk gas.Zat tersebut sangat mungkin bergabung membentuk ikatan organik, dimana kehidupan biasanya berlangsung.Pendapat ini, kemudian terkenal dengan teori Urey.Seorang murid Urey, bernama Stanley Miller (1953) berhasil membuat model alat laboratorium yang sederhana untuk membuktikan teori Urey.Ia masukkan gas tersebut ke dalam alat itu, kemudian dibuat loncatan listrik bertegangan tinggi. Hasilnya sungguh
menakjubkan, setelah dianalisis ternyata diperoleh zat organik berupa gula, purin, pyrimidin, asam amino, dan senyawa lainnya.Zat itu merupakan komponen ikatan DNA (deoxyribo nucleic acid) dan RNA (ribose nucleic acid), yaitu protein inti, yang biasanya membentuk virus.
Eksperimen tersebut mengingetkan kita bahwa sinar matahari menyebabkan terjadinya muatan listrik di atmosfer. Apabila muatan listrik besar akan menimbulkan loncatan listrik, yang kita namakan petir, baik besar maupun kecil. Karena di alam bebas dapat terjadi senyawa kimia, seperti dalam eksperimen Stanley Miller dan tentunya juga menyokong teori Urey.Peristiwa petir terjadi jutaan kali setiap hari.Tentunya ikatan-ikatan kimia organik tersebar di seluruh pelosok muka bumi.Para ahli kimia sepakat bahwa di alam selalu terdapat kecenderungan penggabungan berbagai senyawa sehingga makin kompleks struktur molekulnya.
Weisz (1961) melanjutkan hipotesis Oparin, disertai bekal teori Urey yang telah diuji kebenarannya o;eh Miller. Menurut Weisz, penggabungan senyawa kimia itu terus bergabung menjadi molekul-molekul yang lebih besar dan kompleks. Salah satu ikatan yang banyak itu terbentuk asam nuklein, yang terdiri dari gula-fosfat-purin-pyrimidin-asam amino.Rantai ini cenderung untuk mengikat mata rantai dari sekitarnya sehingga terjadilah rantai dobel yang setangkup.Kemudian rantai yang satu melepaskan diri dari yang pertama dalam bentuk duplikat.Mulai dari sinilah, barangkali, jadi loncatan tingkah laku kimiawi dari sifat tak hidup. Pada waktu rantai tadi mengikat materi yang sama, bolehlah kita namakan reproduksi yang pertama, bila ia sebagai pemula kehidupan di bumi.
Selanjutnya, terjadilah persaingan, maka rantai serupa itu perlu bergabung satu sama lain, membentuk rantai yang lebih panjang lagi. Apa hipotesis ini dapat bertahan maka terjawablah salah satu missinglink terbesar dalam evolusi organik.
a. Virus
Apabila rantai senyawa gula-fosfat-purin-pyrimidin-asam amino itu makin panjang dan kompleks maka akan terbentuk DNA dan selanjutnya terbentuk virus. Penumu virus sejalan dengan ditemukannya mikroskop elektron oleh Knoll dan Ruska (Jerman, 1932).Mikroskop biasa yang menggunakan cahaya tak dapat dipakai untuk melihat virus, karena ukurannya sangat halus, kira-kira 10 sampai 30 milimikro.Berbagai jenis virus telah ditemukan.Bentuknya bermacam-macam, ada yang bulat, lonjong, seperti kubus atau batang.Sifatnya aneh, dapat dikristalkan sebagai zat kimia biasa, dapat pula ditanam dalam tumbuhan atau hewan, dan bertambah banyak. Mengenai pertambahan banyaknya, terdapat dua pendapat, yaitu:
a) Virus melakukan reproduksi sebagaimana halnya makhluk hidup lain.
b) Virus tak dapat memperbanyak diri, melainkan organisme tempat virus itu berada yang membentuk duplikat virus tersebut.
Dalam pengamatan, jelas virus itu menjadi lebih banyak.Sedangkan sebagaimana caranya belum diketahui dengan pasti.Percobaan untuk menumbuhkan virus dalam substrat buatan selalu gagal.Timbul dalam pikiran kita, kalau demikian virus merupakan makhluk transisi antara makhluk tak hidup ke makhluk hidup.Akan tetapi, terlalu cepat untuk berpendapat demikian.
Beberapa jenis virus menyebabkan berbagai penyakit, misalnya mozaik pada tembakau, tomat, mentimun, waluh, jipang, dan lain-lain. Pada manusia,misalnya campak, cacar, cacar air, influenza, polio, kutil, demam kuning, hepatitis dan lain-lain. Pada hewan, misalnya, anthrax, rabies, psitakosis, pes sapi, dan lain-lain.
b. Bacteriophag
Adanya suatu zat hidup yang menyelinap ke dalam substansi serupa virus, yang kemudian menyebabkan kehidupan, selalu menjadi persoalan yang tak pernah habis.Akan tetapi, kenyataan adanya kehidupan tak terbantah.
Tingkat yang lebih tinggi derajatnya daripada virus adalah bacteriphag.Ia sudah boleh dianggap hidup sesungguhnya. Tidak dapat hidup dalam substat buatan.Tubuhnya terdiri dari rantai DNA yang dikelilingi protein.Dapat bereproduksi, hidupnya sebagai parasit yang menyerang bakteri dengan jalan membor tubuh bakteri.Ia berbuat demikian karena ukurannya jauh lebih kecil daripada bakteri, dan sedikit lebih besar daripada virus. Bentuknya seperti kendi dengan ukuran 30-20 milimikro.
c. Rickettsia
Taraf makhluk hidup yang lebih tinggi dari bacteriophag adalah rickettsia.Ia sudah mempunyai RNA (Ribose Nucleic Acid), yaitu asam inti yang biasanya berada di luar inti sel pada organisme bertaraf tinggi.
Ukurannya 0,3-0,5 mikron, sedemikian kecilnya sehingga tidak dapat disaring. Ia tak dapat berkemabang biak dalam medium yang tak hidup. Oleh karena itu, rickettsia masih memiliki sifat virus.Telah ditemukan rickettsia penyebab demam, cacar dan tifus.
d. Bakteria
Bakteria merupakan mikroba yang sangat beragam dalam hal bentuk dan perilakunya.Ia digolongkan kepada tumbuhan karena berdinding tubuh yang tebal. Ukurannya 0,5-70 mikron, tergantung pada macam bakteria. Meskipun bakteria tidak memiliki inti sel, tetapi DNA dan RNA ada dalam tubuhnya.Ia dapat dibiakan dalam medium buatan. Bakteria sering digolongkan ke dalam ragi atau jamur, karena tidak memiliki hijau daun sehingga tidak dapat berfotosintesis. Jadi, kehidupannya tergantung kepada
bahan organik yang sudah mati (saprofitis) atau menjadi parasit pada makhluk hidup lain. Pada umumnya, bakteria hidup subur pada suhu 20- 35°C.Ada pula bakteria yang bertahan pada suhu 80°C, misalnya di sumber air panas vulkanik. Hampir semua proses pembusukan merupakan fenomena pembiakan. Dalam proses pembusukan, semua bahan organik hancur menjadi bahan organik hancur menjadi bahan anorganik. Oleh karena itu, bakteria disebut pula mikroba pengurai.
e. Protozoa
Protozoa sering pula disebut hewan bersel, karena dinding tubuhnya sangat tipis dan berperilaku seperti hewan, dalam arti mobilitas dan cara makannya. Ukuran tubuhnya 20-100 mikron; memiliki inti sel yang masif dan tubuh kental yang dinamakan protoplasma.Protozoa ada yang hidup bebas di alam ada pula yang menjadi parasit.Ia dapat berbiak dengan cara membelah diri.
f. Sel
Nama sel, pertama kalio dipakai oleh Robert Hook (1655) penemu mikrosop.Ia melihat ruang-ruang kecil ketika memeriksa irisan gabus sumbat botol. Sebuah ruang kososng yang hanya tampak dindingnya.Para peneliti setelahnya melihat bahwa dalam sel terdapat cairan sebagai lendir yang disebut protoplasma.Inilah bagian hidup.Pada irisan tubuh hewan tidak terdapat ruangan seperti itu. Akan tetapi, untuk menghormati penemunya maka terhadap satuan protoplasma yang hidup tetap disebut sel.
Setiap sel pada umumnya terdiri dari dua bagian pokok, yaitu:
1) Inti sel (nukleus) tampak lebih masif. Di dalamnya terdapat serebut-serebut halus yang berfungsi sebagai penerus keturunan, untuk mempertahankan jenisnya, yang disebut kromosom. Tiap jenis organisme mempunyai jumlah kromosom yang tetap, misalnya manusia 46 atau23 pasang, kera rhesus 21 pasang,
kucing 19 pasang, sapi 30 pasang, kuda 33 pasang, anjing 39 pasang, gandum 21 pasang, tomat 12 pasang, jagung 10 pasang, bawang 8 pasang dan lain-lain. Dalam kromosom terdapat titik- titk pembawa sifat keturunan yang sangat banyak dan disebut gen. Dari segi ilmu kimia, titik gen terdiri dari DNA. Pada lalat buah, dalam 4 pasang kromosom, telah ditemukan ±500 gen, pada manusia kira-kira 100.000 gen. Setiap cetak biru untuk suatu bangunan. Gen itulah yang bertanggung jawab terhadap sifat kelestarian. Sifat yang tercatat dalam kromosom disebut genotipe.
Dalam pelaksanaan pertumbuhan dipengaruhi oleh keadaan sekitar, sehingga sifat sering berbeda dengan peta kromosom.
Sifat inilah yang kita dapat amati di alam dan disebut fenotipe.
2) Protoplasma sel atau sitoplasma adalah yang mengelilingi inti sel.
Bagian ini bertanggung jawab terhadap peristiwa aktivitas hidup sehari-hari, misalnya metabolisme, makan, bernapas, peredaran darah, bergerak dan lain-lain.
g. Reproduksi dan Perkembangan
Pada organisme bersel tunggal, segala kehidupan berlangsung dalam satu sel tersebut.Bereproduksi dengan jalan membelah diri menjadi dua.Mula-mula yang membelah adalah inti serta kromosomnya, baru diikuti oleh sitoplasmanya.Dari satu individu, lalu menjadi empat, delapan, dan seterunya.Dari pembelahan ke pembelahan berikutnya hanya berlangsung antara 20-60 menit.Sementara lahir sel-sel baru, maka satu demi satu kehilangan kemampuan untuk hidup.
Pada organisme bersel satu banyak, banyaknya sel sangat bervariasi, bilangan ratusan hingga miliaran, tergantung kepada jenisnya.Mereka pada umumnya dapat didiferensiasi dalam bagian-bagian tubuh dan fungsinya.Tiap bagian tubuh mempunyai fungsi tersendiri, tetapi tetap dalam
kesatuan harmonis individu, semuanya dalam satu kontrol. Apabila karena sesuatu hal salah satu bagian tidak berfungsi sebagaimana mestinya akan berakibat buruk untuk bagian lain dalam individu itu. Mereka mempunyai bagian khusus untuk melaksanakan reproduksi.Bagian ini disebut alat kelamin, yaitu alat kelamin jantan dan betina.Kedua alat itu mungkin dimiliki oleh satu individu, yang disebut hermafroditisme.Apabila individu hanya memiliki alat kelamin jantan atau betina saja, disebut sifat gonochorisme.
Alat kelamin jantan menghasilkan sel kelamin jantan (spermatozoa
= sel mani), alat kelamin betina menghasilkan sel kelamin betina (ovum = telur). Sel mani dan telur masing-masing mempunyai inti dengan kromosom sel tubuh. Contoh, pada manusia sel mani dan sel tubuh mempunyai 46 kromosom.
Untuk melanjutkan keturunannya, suatu individu perlu mempertemukan sel mani dengan sel telur. Penggabungan ini disebut pembuahan (conseptio).Dari dua sel melebur menjadi satu sel zigot, dengan jumlah kromosom seperti induknya.Terleburlah sifat dari jantan dan dari betina di mana tiap kromosom mencari pasangan masing-masing.
Sel zigot ini membelah diri sebagaimana halnya individu bersel tunggal. Akan tetapi, semua sel melekat satu dengan yang lain merupakan awal perkembangan individu. Setiap fase pertumbuhan mengikuti pola tertentu sampai selesai proses diferensiasi. Pertumbuhan dilanjutkan dengan masa kecil, masa muda dan masa dewasa untuk bereproduksi dan menghasilkan keturunan.Setelah itu tugas alamiah selesai bagi sesuatu individu.
Perkembangan individu yang berbeda dengan uraian di atas, adalah fenomena partenogenesis, yaitu sel telur yang tidak mengalami pertumbuhan berkembang menjadi individu dewasa. Contohnya, pada lebah madu, hewan
betina yang biasa disebut ratu, bertelur banyak dengan tiga kelompok telur, yaitu:
1) Telur yang berisi zigot, kemudian berkembang menjadi individu jantan.
2) Telur yang berisi zigot, kemudian berkembang menjadi individu betina tulen dan dapat menjadi ratu baru.
3) Telur yang hanya berisi sel kelamin betina, tetapi dapat berkembang menjadi individu betina palsu, alat kelaminnya berubah menjadi alat penyangat beracun.
h. Ekologi
Ekologi mempelajari interaksi makhluk hidup dengan lingkungannya.Suatu sistem di mana terdapat keseimbangan ekologis, dinamakan ekologis, dinamakan ekosistem. Contoh ekosistem adalah kolam, danau, hutan, padang rumput, akuarium yang baik, dan sebagainya. Di bumi ini, tak semua tempat layak untuk kehidupan manusia, tidak semua baik untuk kehidupan suatu makhluk hidup.Dalam ekologi terdapat komponen abiotik dan biotik.
1) Komponen abiotik, misalnya tanah, udara, air, cahaya, dan suhu semuanya berpengaruh terhadap makhluk hidup dan saling memengaruhi di antara komponen abiotik itu sendiri.
2) Komponen biotik adalah semua makhluk hidup yang ada di kawasan nonbiotik, yaitu:
a) Produsen, kelompok makhluk hidup yang dapat menghasilkan zat organik dari zat anorganik dengan jalan fotosintesis.
b) Konsumen, kelompok makhluk hidup yang makan zat organik yang telah dibentuk oleh produsen.
c) Pengurai, adalah makhluk hidup yang menguraikan organisme mati menjadi zat anorganik. Kelompok ini biasanya bakteri dan berbagai jamur.
d) Rantai makanan, adalah proses makanan yang dimakan. Contoh: jagung-tikus-ular-burung- manusia-bakteri-zat anorganik-dan seterusnya.