Apakah Kehidupan Berevolusi Lebih dari Sekali? Peneliti Mendekati Sebuah Jawaban

Dari asal-usulnya yang sederhana, kehidupan telah menginfeksi seluruh planet dengan bentuk-bentuk indah yang tak ada habisnya. Asal usul kehidupan adalah peristiwa biologis tertua, begitu tua sehingga tidak ada bukti jelas yang tertinggal selain keberadaan kehidupan itu sendiri. Ini membuat banyak pertanyaan terbuka, dan salah satu yang paling menggiurkan adalah berapa kali kehidupan muncul secara ajaib dari unsur-unsur tak hidup.

Apakah semua kehidupan di Bumi berevolusi hanya sekali, atau apakah makhluk hidup yang berbeda dipotong dari kain yang berbeda? Pertanyaan tentang betapa sulitnya kehidupan muncul itu menarik, paling tidak karena dapat menjelaskan kemungkinan menemukan kehidupan di planet lain.

Asal usul kehidupan adalah pertanyaan sentral dalam biologi modern, dan mungkin yang paling sulit dipelajari. Acara ini berlangsung empat miliar tahun yang lalu, dan itu terjadi pada tingkat molekuler, yang berarti sedikit bukti fosil yang tersisa.

Banyak permulaan yang hidup telah disarankan, dari sup primordial yang tidak enak hingga luar angkasa. Namun konsensus ilmiah saat ini adalah bahwa kehidupan muncul dari molekul tak hidup dalam proses alami yang disebut abiogenesis, kemungkinan besar dalam kegelapan alam semesta. ventilasi hidrotermal laut dalam. Tetapi jika kehidupan muncul sekali, mengapa tidak berkali-kali?

Apa itu Abiogenesis?

Para ilmuwan telah mengusulkan berbagai langkah berturut-turut untuk abiogenesis. Kita tahu bahwa Bumi kaya akan beberapa bahan kimia, seperti asam amino, sejenis molekul yang disebut nukleotida atau gula, yang merupakan bahan penyusun kehidupan. Eksperimen laboratorium, seperti yang ikonik Eksperimen Miller-Urey, telah menunjukkan bagaimana senyawa ini dapat terbentuk secara alami dalam kondisi yang mirip dengan Bumi purba. Beberapa dari senyawa ini juga bisa datang ke Bumi dengan menunggangi meteorit.

Selanjutnya, molekul sederhana ini digabungkan untuk membentuk molekul yang lebih kompleks, seperti lemak, protein, atau asam nukleat. Yang penting, asam nukleat — seperti DNA beruntai ganda atau sepupu beruntai tunggal RNA—dapat menyimpan informasi yang dibutuhkan untuk membangun molekul lain. DNA lebih stabil daripada RNA, tetapi sebaliknya, RNA dapat menjadi bagian dari reaksi kimia di mana suatu senyawa membuat salinan dirinya sendiri—replikasi diri.

Grafik Hipotesis "dunia RNA". menunjukkan bahwa kehidupan awal mungkin telah menggunakan RNA sebagai bahan untuk gen dan replikasi sebelum munculnya DNA dan protein.

Begitu sistem informasi dapat membuat salinan dirinya sendiri, seleksi alam akan dimulai. Beberapa salinan baru dari molekul-molekul ini (yang oleh beberapa orang disebut "gen") akan memiliki kesalahan, atau mutasi, dan beberapa mutasi baru ini akan meningkatkan kemampuan replikasi. dari molekul. Oleh karena itu, seiring waktu, akan ada lebih banyak salinan mutan ini daripada molekul lain, beberapa di antaranya akan mengakumulasi lebih banyak mutasi baru, membuatnya lebih cepat dan lebih banyak, dan seterusnya.

Akhirnya, molekul-molekul ini mungkin mengembangkan batas lipid (lemak) yang memisahkan lingkungan internal organisme dari luar, membentuk sel-sel proto. Sel-sel proto dapat berkonsentrasi dan mengatur molekul-molekul yang dibutuhkan dalam reaksi biokimia dengan lebih baik, menyediakan metabolisme yang terkendali dan efisien.

Hidup Berulang?

Abiogenesis bisa saja terjadi lebih dari satu kali. Bumi dapat melahirkan molekul yang dapat mereplikasi diri beberapa kali, dan mungkin kehidupan awal selama ribuan atau jutaan tahun hanya terdiri dari sekumpulan molekul RNA yang dapat mereplikasi diri sendiri, dengan asal-usul yang independen, bersaing untuk blok bangunan yang sama. Sayangnya, karena sifat kuno dan mikroskopis dari proses ini, kita mungkin tidak pernah tahu.

Banyak percobaan laboratorium telah berhasil mereproduksi berbeda tahapan abiogenesis, membuktikan hal itu dapat terjadi lebih dari sekali, tetapi kami tidak memiliki kepastian tentang hal ini terjadi di masa lalu.

Pertanyaan terkait mungkin apakah kehidupan baru muncul melalui abiogenesis saat Anda membaca ini. Ini sangat tidak mungkin. Bumi purba steril dari kehidupan dan kondisi fisik dan kimianya sangat berbeda. Saat ini, jika di suatu tempat di planet ini terdapat kondisi ideal untuk munculnya molekul baru yang dapat mereplikasi diri, mereka akan segera dikunyah oleh kehidupan yang ada.

Apa yang kita ketahui adalah bahwa semua makhluk hidup yang masih ada diturunkan dari satu nenek moyang bersama terakhir yang sama dari kehidupan (juga dikenal sebagai Lucca). Jika ada leluhur lain, mereka tidak meninggalkan keturunan. Bukti kunci mendukung keberadaan LUCA. Semua kehidupan di Bumi menggunakan kode genetik yang sama, yaitu korespondensi antara nukleotida dalam DNA yang dikenal sebagai A, T, C, dan G—dan asam amino yang dikodekannya dalam protein. Misalnya, urutan ketiga nukleotida ATG selalu sesuai dengan asam amino metionin.

Namun, secara teoritis, mungkin ada lebih banyak varian kode genetik antar spesies. Tapi semua kehidupan di Bumi menggunakan kode yang sama dengan beberapa perubahan kecil di beberapa garis keturunan. Jalur biokimia, seperti yang digunakan untuk memetabolisme makanan, juga mendukung keberadaan LUCA; banyak jalur independen dapat berevolusi pada nenek moyang yang berbeda, namun beberapa (seperti yang digunakan untuk memetabolisme gula) digunakan bersama oleh semua organisme hidup. Demikian pula, ratusan gen identik hadir dalam makhluk hidup yang berbeda yang hanya dapat dijelaskan dengan diwariskan dari LUCA.

Dukungan favorit saya untuk LUCA berasal dari Pohon Kehidupan. Analisis independen, beberapa menggunakan anatomi, metabolisme, atau sekuens genetik, telah mengungkap pola keterkaitan hierarkis yang dapat direpresentasikan sebagai pohon. Ini menunjukkan bahwa kita lebih terkait dengan simpanse daripada organisme hidup lainnya di Bumi. Simpanse dan kita lebih terkait dengan gorila, dan bersama dengan orangutan, dan seterusnya.

Anda dapat memilih organisme acak apa pun, dari selada di salad Anda hingga bakteri di yogurt bioaktif Anda dan, jika Anda melakukan perjalanan ke masa lalu yang cukup jauh, Anda akan berbagi kehidupan yang sebenarnya. nenek moyang yang sama. Ini bukan metafora, tetapi fakta ilmiah.

Ini adalah salah satu konsep sains yang paling mencengangkan, kesatuan kehidupan Darwin. Jika Anda membaca teks ini, Anda berada di sini berkat rantai peristiwa reproduksi yang tidak terputus selama miliaran tahun. Mengasyikkan memikirkan tentang kehidupan yang berulang kali muncul di planet kita, atau di tempat lain, bahkan lebih mengasyikkan mengetahui bahwa kita terkait dengan semua makhluk hidup di planet ini.

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: Giovanni Canceli / Shutterstock.com

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2023/06/01/did-life-evolve-more-than-once-researchers-are-closing-in-on-an-answer/