Teori Asal Usul Kehidupan

1. Teori Kosmozoa (Keabadian)

Teori ini menyebutkan bahwa kehidupan di bumi dibawa dari tempat lain di alam semesta. Teori ini memang di luar ruang lingkup penelitian ilmiah. Kehidupan awal di muka bumi diawali dari adanya meteorit yang jatuh ke bumi dengan membawa molekul organik. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa beberapa meteorit memang mengandung molekul-molekul organik.

2. Teori Abiogenesis

Teori abiogenesis menyebutkan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati dan terjadi begitu saja (spontan), sehingga disebut juga teori generatio spontanea. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Aristoteles (384—322 SM). Teori ini didasarkan pada pengamatan sederhana terhadap apa yang ada di sekelilingnya tanpa percobaan yang mernadai.

Contohnya, ketika melihat cacing yang keluar dan tanah, mereka menganggap cacing tersebut berasal dan tanah. Setelah hujan turun, banyak katak yang bermunculan sehingga mereka beranggapan bahwa katak berasal dan air hujan. 

Teori abiogenesis ini bertahan selama ratusan tahun. Teori ini mulai goyah ketika munculnya penemuan-penemuan baru untuk mengembangkan ilmu pengetahuan terutama di bidang biologi. Penemuan mikroskop oleh Leuwenhoek pada abad ke-17 adalah salah satu di antaranva.

3. Teori Biogenesis

Teori ini menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya. Francesco Redi adalah orang pertama yang melakukan eksperimen mengenai teori biogenesis. Pada empat buah toples ia masukkan potongan daging. Kemudian, dua toples ditutup rapat dengan dilapisi lilin. Setelah beberapa hari, di toples yang terbuka dagingnya membusuk dan terdapat larva, sedangkan pada toples tertutup dagingnya tidak membusuk dan tidak terdapat lalat. Redi menyimpulkan bahwa larva berasal dari telur lalat, bukan dari daging. 

Pendukung teori abiogenesis tetap tidak setuju. Mereka berpendapat bahwa karena toples ditutup, daya hidup (vital force) seperti udara tidak bisa masuk dan menghidupi larva. Oleh karena itu, Redi mengadakan eksperimen kembali dengan dua toples. Pada keduanya diisi potongan daging.

Toples ditutup dengan kain kassa sehingga udara dapat masuk. Hasilnya, daging membusuk, namun tidak terdapat larva. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar berikut.

Lazzaro Spallanzani mengadakan eksperimen yang mirip dengan eksperimen yang dilakukan Francesco Redi, kemudian dikuatkan kembali oleh eksperimen yang dilakukan oleh Louis Pasteur. Bagaimanakah eksperirnen yang mereka lakukan hingga mematahkan teori abiogenesis? 

Pada percobaan Spallanzani menggunakan dua buah medium labu berisi air kaldu. Salah satu labu ditutup rapat dan diolesi parafin ketika kaldu masih panas. Setelah satu minggu, pada labu yang dibiarkan terbuka air kaldunya menjadi keruh, bau, dan berisi banyak mikroba. Sebaliknya, pada labu yang ditutup rapat, air kaldu seperti ketika awal dituangkan (tidak berubah). Ketika labu yang ditutup kemudian dibuka, beberapa hari kemudian, air kaldu menjadi keruh. Spallanzani menduga bahwa mikroba dalam labu berasal dari udara.

Hasil eksperimen Louis Pasteur akhirnya berhasil menumbangkan teori abiogenesis dan memajukan teori biogenesis. Teori biogenesis kemudian dirumuskan dalam postulat sebagai berikut.

Ada dua hal penting dari hasil percobaan Pasteur yang sering tidak mendapatkan perhatian. Pertama, Pasteur tidak membuktikan bahwa generatio spontanea tidak dapat terjadi dan tidak akan pernah terjadi. Pasteur dan Redi hanya membuktikan bahwa generatio spontanea akan gagal jika makhluk hidup yang ada sebelumnya sudah ditiadakan. Kedua, jika teori generatio spontanea memang benar-benar tidak mungkin terjadi, maka hal tersebut tidak dapat dijelaskan secara ilmiah. Hal tersebut baru terjawab oleh hasil penelitian Oparin pada tahun 1936.

4. Teori Evolusi Kimia dan Asal Usul Kehidupan 

Walaupun teori abiogenesis telah gugur dan teori biogenesis muncul, tidak membuat para ilmuwan puas dan berdiam diri. Mereka lalu mulai memikirkan bagaimana asal mulanya kehidupan. Sebagian dan mereka mencoba menghubungkannya dengan proses pembentukan bumi dan kondisi kimiawi pada saat itu.

Pada saat bumi mulai terbentuk, suhu permukaannya diperkirakan bisa mencapai 8.000°C. Kemudian, suhu mulai mendingin, senyawa logam dan karbon mulai membentuk lapisan bumi bagian dalam. Diperkirakan pula gas-gas ringan seperti hidrogen, oksigen, helium, dan nitrogen terdapat di atmosfer. Dengan kondisi ini kemungkinan unsur-unsur tersebut dapat bereaksi membentuk uap air, karbondioksida, metana, dan amonia. Ketika suhu terus menurun hingga 100°C, terjadi hujan air panas. Dengan kondisi ini, terjadinya reaksi kimia sangat besar, karena materi terdapat dalam keadaan berlimpah. Namun, apakah reaksi kimia tersebut benar-benar dapat terjadi dan dapat membentuk kehidupan, masih merupakan pertanyaan besar. Hal ini menarik perhatian Harold Urey dan Stanley Miller untuk membuat eksperimen tentang reaksi kimia terhadap awal kehidupan. 

Harold Urey mengatakan pada masa tertentu atmosfer bumi mengandung metana, amonia, air, dan karbondioksida. Akibat radiasi sinar kosmis dan halilintar, senyawa-senyawa tersebut saling bereaksi kemudian membentuk zat hidup seperti virus. Zat hidup ini kemudian berkembang selama jutaan tahun membentuk makhluk hidup yang lebih kompleks.

Murid dari Harold Urey yang bernarna Stanley Miller merancang suatu perangkat eksperimen untuk membuktikan teori dari gurunya. Alat tersebut berupa tabung kaca yang dilengkapi berbagai kran untuk memasukkan berbagai gas yang diduga terdapat pada awal mula kehidupan (CH₄, H₂0, H₂ dan NH₃). Dipasang pula di dalamnya dua elektroda bertegangan tinggi (75.000 volt) untuk membuat lontaran listrik seperti halilintar. Hasil reaksi kemudian ditampung dalam tabung pendingin. Hasil penelitiannya menunjukkan terbentuknya zat-zat organik seperti ribosa, asam amino, dan adenin. Jika ditambahkan fosfat dalam alat, terbentuk ATP.

5. Teori Evolusi Biologi

Alexander I. Oparin didukung oleh J.B.S. Haldane melakukan penelitian tentang pembentukan senyawasenya sederhana seperti CH4, H2O, H2, dan NH3 yang melimpah kemudian membentuk senyawa kompleks dalamwaktu jutaan tahun kemudian memungkinkan lautan menjadi timbunan senyawa organik yang merupakan sup purba atau primordial Soup.

Setelah sup purba terbentuk, pembentukan materi genetik dan membran sel merupakan dua langkah penting sebelum adanya kehidupan. Materi genetik pertama kemungkinan berbentuk RNA rantai pendek yang dapat bereplikasi sendiri tanpa bantuan protein. Replikasinya dibantu molekul RNA yang berfungsi sebagai katalis, contohnya ribozim. RNA mengadakan translasi menjadi polipeptida yang molekulnya kemudian terkumpul dalam bulatan membran fosfolipid. Kumpulan molekul dalam bulatan membran tersebut dinamakan protobion.

Protobion kemudian dapat melakukan metabolisme, bereplikasi dan berkembang menjadi bentuk kompleks yang mengandung DNA. Perkembangan terjadi terus membentuk organisme heterotrof dan autotrof. Kemudian, organisme prokariot pertama (kingdom Monera) muncul. Prokariot berfotosintesis dan menyebabkan oksigen muncul dan bertambah banyak.