[Buku Bahasa Indonesia] Cosmos - Carl Sagan
BAB II : SATU SUARA DALAM FUGA KOSMIS
Barangkali semua makhluk hidup yang pernah hidup di bumi ini telah berasal dari suatu bentuk purba tunggal, yang kepadanya kehidupan pertama kali ditiupkan.… Ada keagungan dalam pandangan tentang kehidupan ini … bahwa, sementara planet ini terus berputar menurut hukum gravitasi yang tetap, dari permulaan yang begitu sederhana telah berkembang—dan terus berkembang—bentuk-bentuk yang tak terhitung jumlahnya, paling indah dan paling menakjubkan.
—Charles Darwin, The Origin of Species, 1859
Sepanjang hidup saya, saya selalu bertanya-tanya tentang kemungkinan adanya kehidupan di tempat lain. Seperti apakah bentuknya? Dari apakah ia tersusun? Semua makhluk hidup di planet kita tersusun dari molekul-molekul organik—arsitektur mikroskopis yang rumit, di mana atom karbon memainkan peranan utama. Pernah ada suatu masa sebelum kehidupan, ketika Bumi tandus dan sepenuhnya sunyi. Kini dunia kita melimpah dengan kehidupan. Bagaimana hal itu bisa terjadi? Bagaimana, tanpa adanya kehidupan, molekul-molekul organik berbasis karbon dapat terbentuk? Bagaimana makhluk hidup pertama muncul? Bagaimana kehidupan berevolusi hingga menghasilkan makhluk yang begitu rumit dan kompleks seperti kita, yang mampu menyelidiki misteri asal-usulnya sendiri?
Dan pada tak terhitung banyaknya planet lain yang mungkin mengitari matahari-matahari lain, adakah kehidupan juga? Apakah kehidupan di luar Bumi—jika memang ada—berdasarkan molekul organik yang sama seperti kehidupan di Bumi? Apakah makhluk-makhluk dari dunia lain tampak mirip dengan kehidupan di Bumi? Ataukah mereka sangat berbeda—hasil penyesuaian lain terhadap lingkungan lain? Apa lagi yang mungkin? Hakikat kehidupan di Bumi dan pencarian kehidupan di tempat lain merupakan dua sisi dari pertanyaan yang sama—pencarian tentang siapa diri kita.
Di kegelapan luas di antara bintang-bintang terdapat awan gas, debu, dan materi organik. Puluhan jenis molekul organik yang berbeda telah ditemukan di sana melalui teleskop radio. Kelimpahan molekul-molekul ini menunjukkan bahwa bahan penyusun kehidupan terdapat di mana-mana. Barangkali asal-usul dan evolusi kehidupan, jika diberi waktu yang cukup, merupakan suatu keniscayaan kosmis. Pada sebagian dari miliaran planet di Galaksi Bima Sakti, kehidupan mungkin tidak pernah muncul. Pada yang lain, kehidupan mungkin muncul lalu punah, atau tidak pernah berkembang melampaui bentuknya yang paling sederhana. Dan pada sebagian kecil dunia, mungkin berkembang kecerdasan dan peradaban yang lebih maju daripada milik kita.
Kadang-kadang seseorang menyatakan betapa beruntungnya kebetulan bahwa Bumi sangat cocok bagi kehidupan—suhu yang sedang, air cair, atmosfer beroksigen, dan sebagainya. Namun ini, setidaknya sebagian, merupakan kekeliruan dalam memahami sebab dan akibat. Kita, penghuni Bumi, sangat cocok dengan lingkungan Bumi karena kita tumbuh di sini. Bentuk-bentuk kehidupan terdahulu yang tidak mampu menyesuaikan diri telah punah. Kita adalah keturunan organisme-organisme yang berhasil bertahan. Organisme yang berevolusi di dunia yang sama sekali berbeda tentu juga akan memuji dunia mereka sendiri.
Seluruh kehidupan di Bumi berkerabat dekat satu sama lain. Kita memiliki kimia organik yang sama dan warisan evolusi yang sama. Akibatnya, para ahli biologi kita sangat terbatas. Mereka hanya mempelajari satu jenis biologi, satu tema kesepian dalam musik kehidupan. Apakah nada tipis dan serak ini satu-satunya suara selama ribuan tahun cahaya? Ataukah ada semacam fuga kosmis, dengan tema dan kontra-tema, disonansi dan harmoni, dengan satu miliar suara berbeda memainkan musik kehidupan galaksi?
Izinkan saya menceritakan sebuah kisah tentang satu frasa kecil dalam musik kehidupan di Bumi. Pada tahun 1185, Kaisar Jepang adalah seorang anak laki-laki berusia tujuh tahun bernama Antoku. Ia merupakan pemimpin nominal sebuah klan samurai bernama Heike, yang terlibat dalam perang panjang dan berdarah dengan klan samurai lain, Genji. Masing-masing mengklaim memiliki hak keturunan yang lebih sah atas takhta kekaisaran. Pertempuran laut yang menentukan, dengan sang kaisar berada di atas kapal, terjadi di Danno-ura di Laut Pedalaman Jepang pada 24 April 1185. Pasukan Heike kalah jumlah dan kalah taktik. Banyak yang tewas. Para penyintas, dalam jumlah besar, melemparkan diri ke laut dan tenggelam.
Lady Nii, nenek sang kaisar, memutuskan bahwa ia dan Antoku tidak akan jatuh ke tangan musuh. Apa yang terjadi kemudian diceritakan dalam The Tale of the Heike:
“Kaisar pada tahun itu berusia tujuh tahun tetapi tampak jauh lebih dewasa. Ia begitu rupawan sehingga tampak memancarkan cahaya yang cemerlang, dan rambut hitamnya yang panjang terurai hingga jauh ke punggungnya. Dengan wajah yang menunjukkan keheranan dan kecemasan, ia bertanya kepada Lady Nii, ‘Ke mana engkau akan membawaku?’
Ia berpaling kepada penguasa muda itu, air mata mengalir di pipinya, dan menenangkannya, sambil merapikan rambut panjangnya dalam jubah berwarna abu-abu merpati. Dengan mata yang tertutup air mata, penguasa kecil itu merapatkan kedua tangannya yang indah dan mungil. Ia mula-mula menghadap ke Timur untuk berpamitan kepada dewa Ise, lalu ke Barat untuk mengucapkan Nembutsu [doa kepada Buddha Amida]. Lady Nii memeluknya erat-erat dan dengan kata-kata, ‘Di kedalaman samudra terdapat ibu kota kita,’ akhirnya tenggelam bersamanya ke dalam gelombang.”
Seluruh armada pertempuran Heike dihancurkan. Hanya empat puluh tiga perempuan yang selamat. Para dayang istana kekaisaran ini terpaksa menjual bunga dan berbagai layanan lain kepada para nelayan di dekat lokasi pertempuran. Klan Heike hampir lenyap dari sejarah. Namun sekelompok kecil bekas dayang istana yang compang-camping bersama anak-anak mereka dari para nelayan kemudian mendirikan sebuah festival untuk memperingati pertempuran itu. Festival itu diadakan setiap tanggal dua puluh empat April hingga hari ini.
Para nelayan yang merupakan keturunan Heike mengenakan pakaian rami dan penutup kepala hitam, lalu berjalan menuju kuil Akama yang menyimpan makam kaisar yang tenggelam itu. Di sana mereka menyaksikan sebuah pertunjukan yang menggambarkan peristiwa-peristiwa setelah Pertempuran Danno-ura. Selama berabad-abad kemudian, orang-orang membayangkan dapat melihat pasukan samurai hantu yang dengan sia-sia berusaha menimba laut, membersihkannya dari darah, kekalahan, dan kehinaan.
Para nelayan mengatakan bahwa para samurai Heike masih mengembara di dasar Laut Pedalaman—dalam wujud kepiting. Di sini dapat ditemukan kepiting dengan tanda-tanda aneh di punggungnya, pola dan lekukan yang secara mengejutkan menyerupai wajah seorang samurai. Ketika tertangkap, kepiting-kepiting ini tidak dimakan, melainkan dikembalikan ke laut sebagai penghormatan terhadap peristiwa duka di Danno-ura.
Legenda ini menimbulkan sebuah persoalan yang menarik. Bagaimana mungkin wajah seorang prajurit terukir pada karapas seekor kepiting? Jawabannya tampaknya adalah bahwa manusialah yang menciptakan wajah itu. Pola-pola pada cangkang kepiting diwariskan. Namun di antara kepiting, seperti juga di antara manusia, terdapat banyak garis keturunan yang berbeda. Bayangkan bahwa, secara kebetulan, di antara nenek moyang jauh kepiting ini muncul seekor dengan pola yang sedikit saja menyerupai wajah manusia. Bahkan sebelum pertempuran Danno-ura, para nelayan mungkin sudah enggan memakan kepiting semacam itu. Dengan melemparkannya kembali ke laut, mereka memulai suatu proses evolusi: jika Anda seekor kepiting dan karapas Anda biasa saja, manusia akan memakan Anda. Garis keturunan Anda akan meninggalkan lebih sedikit keturunan. Jika karapas Anda sedikit menyerupai wajah, mereka akan melemparkan Anda kembali. Anda akan meninggalkan lebih banyak keturunan.
Kepiting-kepiting itu memiliki investasi evolusioner yang besar dalam pola pada karapas mereka. Seiring berlalunya generasi—baik generasi kepiting maupun nelayan—kepiting dengan pola yang paling menyerupai wajah samurai lebih sering bertahan hidup, hingga pada akhirnya terciptalah bukan sekadar wajah manusia, bukan sekadar wajah Jepang, melainkan raut seorang samurai yang garang dan bermuram durja. Semua ini tidak ada hubungannya dengan apa yang diinginkan oleh kepiting. Seleksi itu dipaksakan dari luar. Semakin mirip Anda dengan seorang samurai, semakin besar peluang Anda untuk bertahan hidup. Akhirnya muncullah sangat banyak kepiting samurai.
Proses ini disebut seleksi buatan (artificial selection). Dalam kasus kepiting Heike, proses ini terjadi kurang lebih secara tidak sadar oleh para nelayan, dan tentu saja tanpa pertimbangan apa pun dari pihak kepiting. Namun manusia telah secara sengaja memilih tumbuhan dan hewan mana yang akan hidup dan mana yang akan mati selama ribuan tahun. Sejak masa kanak-kanak kita dikelilingi oleh hewan ternak dan hewan peliharaan yang akrab, buah-buahan, pohon-pohon, dan sayur-sayuran. Dari manakah semuanya itu berasal? Apakah dahulu mereka hidup bebas di alam liar lalu kemudian dibujuk untuk menjalani kehidupan yang lebih ringan di peternakan? Tidak, kenyataannya justru sangat berbeda. Sebagian besar dari mereka adalah ciptaan kita sendiri.
Sepuluh ribu tahun yang lalu tidak ada sapi perah, anjing pemburu jenis ferret hound, ataupun tongkol jagung besar seperti sekarang. Ketika kita menjinakkan nenek moyang tumbuhan dan hewan ini—yang kadang-kadang tampak sangat berbeda dari bentuk sekarang—kita mengendalikan perkembangbiakan mereka. Kita memastikan bahwa varietas tertentu, yang memiliki sifat-sifat yang kita anggap diinginkan, berkembang biak lebih banyak daripada yang lain. Ketika kita menginginkan anjing yang membantu menggembalakan domba, kita memilih ras yang cerdas, patuh, dan memiliki bakat menggiring—kemampuan yang berguna bagi hewan yang berburu dalam kawanan. Ambing sapi perah yang besar dan menggantung adalah hasil dari minat manusia terhadap susu dan keju. Jagung kita—atau maize—telah dibiakkan selama sepuluh ribu generasi agar menjadi lebih lezat dan lebih bergizi daripada nenek moyangnya yang kurus dan kecil; bahkan ia telah berubah sedemikian rupa sehingga tidak lagi dapat berkembang biak tanpa campur tangan manusia.
Hakikat seleksi buatan—baik pada kepiting Heike, anjing, sapi, maupun tongkol jagung—adalah sebagai berikut: banyak sifat fisik dan perilaku tumbuhan serta hewan diwariskan. Mereka berkembang biak dengan sifat yang tetap. Manusia, dengan berbagai alasan, mendorong reproduksi beberapa varietas dan menghambat reproduksi varietas lainnya. Varietas yang dipilih akan berkembang biak lebih banyak; akhirnya menjadi melimpah; sedangkan varietas yang tidak dipilih menjadi langka dan mungkin punah.
Namun jika manusia dapat menciptakan varietas baru tumbuhan dan hewan, bukankah alam juga dapat melakukannya? Proses yang serupa ini disebut seleksi alam (natural selection). Bahwa kehidupan telah berubah secara mendasar sepanjang zaman sangat jelas terlihat dari perubahan yang kita buat pada hewan dan tumbuhan selama masa singkat keberadaan manusia di Bumi, serta dari bukti fosil. Catatan fosil berbicara kepada kita dengan jelas tentang makhluk-makhluk yang dahulu hadir dalam jumlah sangat besar tetapi kini telah lenyap sepenuhnya. Jauh lebih banyak spesies yang telah punah dalam sejarah Bumi daripada yang hidup saat ini; mereka adalah eksperimen evolusi yang telah berakhir.
Perubahan genetik yang dihasilkan oleh domestikasi terjadi sangat cepat. Kelinci baru dijinakkan pada awal Abad Pertengahan (dibudidayakan oleh para biarawan Prancis yang percaya bahwa anak kelinci yang baru lahir adalah ikan dan karena itu tidak termasuk dalam larangan memakan daging pada hari-hari tertentu dalam kalender gereja); kopi pada abad kelima belas; bit gula pada abad kesembilan belas; dan cerpelai (mink) masih berada pada tahap paling awal domestikasi. Dalam waktu kurang dari sepuluh ribu tahun, domestikasi telah meningkatkan berat wol yang dihasilkan seekor domba dari kurang dari satu kilogram rambut kasar menjadi sepuluh hingga dua puluh kilogram wol halus yang seragam; atau meningkatkan volume susu yang dihasilkan sapi dalam satu masa laktasi dari beberapa ratus menjadi satu juta sentimeter kubik. Jika seleksi buatan dapat menghasilkan perubahan besar dalam waktu sesingkat itu, maka apa yang dapat dilakukan seleksi alam, yang bekerja selama miliaran tahun? Jawabannya adalah seluruh keindahan dan keragaman dunia biologis. Evolusi adalah fakta, bukan sekadar teori.
Bahwa mekanisme evolusi adalah seleksi alam merupakan penemuan besar yang terkait dengan nama Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace. Lebih dari satu abad yang lalu, mereka menekankan bahwa alam sangat subur: jauh lebih banyak hewan dan tumbuhan yang lahir daripada yang dapat bertahan hidup, sehingga lingkungan memilih varietas-varietas yang secara kebetulan lebih cocok untuk bertahan hidup.
Mutasi—perubahan mendadak dalam pewarisan sifat—dapat diwariskan. Mutasi menyediakan bahan mentah bagi evolusi. Lingkungan kemudian menyeleksi sedikit mutasi yang meningkatkan peluang bertahan hidup, sehingga menghasilkan rangkaian transformasi lambat dari satu bentuk kehidupan menjadi bentuk kehidupan lain, yang pada akhirnya melahirkan spesies baru.
Kata-kata Darwin dalam bukunya On the Origin of Species adalah sebagai berikut:
“Manusia sebenarnya tidak menghasilkan variasi; ia hanya secara tidak sengaja menempatkan makhluk hidup dalam kondisi kehidupan yang baru, dan kemudian Alam bertindak atas organisasinya dan menimbulkan variasi. Tetapi manusia dapat dan memang memilih variasi yang diberikan Alam kepadanya, dan dengan demikian menumpuknya dengan cara apa pun yang ia kehendaki. Dengan cara ini ia menyesuaikan hewan dan tumbuhan untuk manfaat atau kesenangannya sendiri. Ia dapat melakukannya secara sistematis, atau secara tidak sadar dengan mempertahankan individu yang paling berguna baginya pada saat itu, tanpa memikirkan perubahan ras.… Tidak ada alasan yang jelas mengapa prinsip-prinsip yang bekerja begitu efektif dalam domestikasi tidak juga bekerja di alam.… Lebih banyak individu lahir daripada yang mungkin dapat bertahan hidup.… Keuntungan sekecil apa pun pada suatu makhluk, pada usia atau musim apa pun, dibandingkan dengan makhluk lain yang bersaing dengannya, atau penyesuaian yang lebih baik—betapapun kecilnya—terhadap kondisi fisik di sekitarnya, akan menentukan keseimbangan.”
Thomas Henry Huxley, pembela dan penyebar gagasan evolusi yang paling efektif pada abad kesembilan belas, menulis bahwa publikasi Darwin dan Wallace merupakan
“kilatan cahaya yang, bagi seseorang yang tersesat dalam malam yang gelap, tiba-tiba memperlihatkan sebuah jalan yang—entah membawanya langsung pulang atau tidak—pasti menuju arah yang ia tuju.… Refleksi saya ketika pertama kali memahami gagasan utama ‘Origin of Species’ adalah: ‘Betapa luar biasa bodohnya saya karena tidak memikirkan hal itu!’ Saya kira rekan-rekan Christopher Columbus mengatakan hal yang sama.… Fakta tentang variasi, tentang perjuangan untuk hidup, tentang penyesuaian terhadap kondisi, telah cukup dikenal; tetapi tidak seorang pun dari kita menduga bahwa jalan menuju inti masalah spesies terletak pada hal-hal tersebut, sampai Darwin dan Wallace menyingkirkan kegelapan itu.”
Banyak orang merasa tersinggung—dan sebagian masih demikian hingga kini—oleh kedua gagasan ini: evolusi dan seleksi alam. Nenek moyang kita memandang keanggunan kehidupan di Bumi, melihat betapa tepatnya struktur organisme dengan fungsinya, dan melihat di dalamnya bukti adanya Perancang Agung. Organisme bersel satu yang paling sederhana pun merupakan mesin yang jauh lebih rumit daripada arloji saku terbaik. Namun arloji tidak secara spontan merakit dirinya sendiri, atau berevolusi perlahan-lahan dari, misalnya, jam kakek besar. Sebuah arloji menyiratkan adanya pembuat arloji.
Tampaknya tidak ada cara bagi atom dan molekul untuk secara spontan bergabung membentuk organisme dengan kerumitan dan fungsi yang begitu menakjubkan seperti yang menghuni setiap sudut Bumi. Gagasan bahwa setiap makhluk hidup dirancang secara khusus, bahwa satu spesies tidak berubah menjadi spesies lain, sepenuhnya selaras dengan pengetahuan nenek moyang kita yang terbatas tentang sejarah kehidupan. Gagasan bahwa setiap organisme dibangun dengan teliti oleh Perancang Agung memberikan makna dan keteraturan pada alam serta menempatkan manusia pada posisi penting—sesuatu yang masih kita dambakan hingga kini. Seorang Perancang merupakan penjelasan yang alami, menarik, dan sangat manusiawi bagi dunia biologis.
Namun, sebagaimana ditunjukkan oleh Darwin dan Wallace, ada cara lain—sama menariknya, sama manusiawinya, tetapi jauh lebih meyakinkan: seleksi alam, yang membuat musik kehidupan semakin indah seiring berlalunya zaman.
Bukti fosil memang dapat diselaraskan dengan gagasan tentang seorang Perancang Agung; mungkin saja beberapa spesies dimusnahkan ketika Sang Perancang tidak lagi puas dengan mereka, lalu percobaan baru dilakukan dengan rancangan yang lebih baik. Tetapi gagasan ini agak menggelisahkan. Setiap tumbuhan dan hewan dibuat dengan sangat sempurna; bukankah seorang Perancang yang sepenuhnya kompeten seharusnya mampu menciptakan bentuk yang dimaksud sejak awal? Catatan fosil justru menunjukkan adanya coba-coba, suatu ketidakmampuan meramalkan masa depan—ciri-ciri yang tidak selaras dengan seorang Perancang Agung yang efisien (meskipun mungkin tidak bertentangan dengan seorang Perancang yang lebih jauh dan lebih tidak langsung campur tangannya).
Ketika saya masih menjadi mahasiswa sarjana pada awal tahun 1950-an, saya beruntung dapat bekerja di laboratorium H. J. Muller, seorang ahli genetika besar dan orang yang menemukan bahwa radiasi menghasilkan mutasi. Muller adalah orang yang pertama kali menarik perhatian saya pada kepiting Heike sebagai contoh seleksi buatan. Untuk mempelajari sisi praktis genetika, saya menghabiskan berbulan-bulan bekerja dengan lalat buah, Drosophila melanogaster (yang berarti pecinta embun bertubuh hitam)—makhluk kecil yang jinak dengan dua sayap dan mata besar. Kami memeliharanya dalam botol susu berukuran satu pint. Kami akan menyilangkan dua varietas untuk melihat bentuk-bentuk baru apa yang muncul dari penataan ulang gen-gen induk, serta dari mutasi alami maupun mutasi yang diinduksi. Betina akan meletakkan telurnya pada semacam molase yang ditempatkan para teknisi di dalam botol; botol itu kemudian ditutup rapat; lalu kami menunggu dua minggu agar telur yang telah dibuahi berubah menjadi larva, larva menjadi pupa, dan pupa muncul sebagai lalat buah dewasa yang baru.
Suatu hari saya sedang mengamati melalui mikroskop binokuler berdaya rendah sekumpulan Drosophila dewasa yang baru datang, yang dilumpuhkan dengan sedikit eter, dan dengan tekun memisahkan berbagai varietasnya menggunakan kuas berbulu unta. Betapa terkejutnya saya ketika menjumpai sesuatu yang sangat berbeda: bukan variasi kecil seperti mata merah alih-alih putih, atau bulu leher alih-alih tanpa bulu leher. Ini adalah makhluk lain, dan sangat berfungsi dengan baik, dengan sayap yang jauh lebih menonjol serta antena panjang yang berbulu halus. Takdir telah mengatur, demikian saya menyimpulkan, bahwa contoh perubahan evolusioner besar dalam satu generasi—hal yang menurut Muller sama sekali tidak mungkin terjadi—justru berlangsung di laboratoriumnya sendiri. Tugas yang tidak menyenangkan bagi saya adalah menjelaskannya kepadanya.
Dengan hati yang berat saya mengetuk pintu kantornya. “Masuk,” terdengar seruan teredam dari dalam. Saya masuk dan mendapati ruangan itu gelap kecuali satu lampu kecil yang menerangi meja mikroskop tempat ia bekerja. Dalam suasana suram itu saya tersandung-sandung menyampaikan penjelasan saya. Saya telah menemukan jenis lalat yang sangat berbeda. Saya yakin makhluk itu muncul dari salah satu pupa di dalam molase. Saya tidak bermaksud mengganggu Muller, tetapi … “Apakah ia lebih mirip Lepidoptera daripada Diptera?” tanyanya, wajahnya diterangi dari bawah. Saya tidak mengerti apa maksudnya, sehingga ia harus menjelaskan: “Apakah ia memiliki sayap besar? Apakah ia memiliki antena berbulu?” Saya mengangguk muram sebagai tanda setuju.
Muller menyalakan lampu di langit-langit dan tersenyum ramah. Ternyata itu kisah lama. Ada sejenis ngengat yang telah beradaptasi dengan laboratorium genetika Drosophila. Ia sama sekali bukan lalat buah dan tidak ada urusannya dengan lalat buah. Yang diinginkannya hanyalah molase milik lalat buah itu. Dalam selang waktu singkat ketika teknisi laboratorium membuka dan menutup kembali botol susu—misalnya untuk menambahkan lalat buah—induk ngengat itu melakukan serangan terbang cepat, menjatuhkan telurnya sambil melintas ke dalam molase yang lezat. Saya tidak menemukan suatu makromutasi. Saya hanya tanpa sengaja menemukan satu lagi adaptasi alam yang menawan, yang sendiri merupakan hasil mikromutasi dan seleksi alam.
Rahasia evolusi adalah kematian dan waktu—kematian sejumlah besar bentuk kehidupan yang tidak sepenuhnya menyesuaikan diri dengan lingkungannya; dan waktu bagi rangkaian panjang mutasi kecil yang secara kebetulan bersifat adaptif, waktu bagi akumulasi perlahan pola-pola mutasi yang menguntungkan. Sebagian dari penolakan terhadap Darwin dan Wallace berasal dari kesulitan kita membayangkan berlalunya ribuan tahun, apalagi jutaan tahun yang tak terhitung. Apa arti tujuh puluh juta tahun bagi makhluk yang hidup hanya sepersejuta dari rentang itu? Kita seperti kupu-kupu yang berkelebat sehari lalu mengira bahwa itulah keabadian.
Apa yang terjadi di Bumi mungkin kurang lebih khas bagi evolusi kehidupan di banyak dunia; tetapi dalam rincian seperti kimia protein atau neurologi otak, kisah kehidupan di Bumi mungkin unik di seluruh Galaksi Bima Sakti. Bumi memadat dari gas dan debu antarbintang sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu. Dari catatan fosil kita mengetahui bahwa asal mula kehidupan terjadi tidak lama kemudian, mungkin sekitar 4,0 miliar tahun yang lalu, di kolam-kolam dan samudra Bumi purba. Makhluk hidup pertama bukanlah sesuatu yang sekompleks organisme bersel tunggal, yang sendiri sudah merupakan bentuk kehidupan yang sangat canggih. Gejolak awal kehidupan jauh lebih sederhana. Pada masa-masa awal itu, kilat dan cahaya ultraviolet dari Matahari memecah molekul-molekul sederhana yang kaya hidrogen dalam atmosfer purba, dan fragmen-fragmen tersebut secara spontan bergabung kembali membentuk molekul yang semakin kompleks. Produk kimia awal ini larut di samudra, membentuk semacam sup organik dengan kompleksitas yang terus meningkat, sampai suatu hari, secara kebetulan, muncul sebuah molekul yang mampu membuat salinan kasar dirinya sendiri dengan menggunakan molekul lain dalam sup itu sebagai bahan penyusun. (Kita akan kembali pada pokok ini nanti.)
Inilah nenek moyang paling awal dari asam deoksiribonukleat, DNA, molekul utama kehidupan di Bumi. Bentuknya seperti tangga yang dipilin menjadi heliks, dengan anak-anak tangga yang tersedia dalam empat bagian molekuler berbeda, yang membentuk empat huruf kode genetik. Anak tangga ini, yang disebut nukleotida, mengeja instruksi keturunan untuk membangun suatu organisme tertentu. Setiap bentuk kehidupan di Bumi memiliki seperangkat instruksi yang berbeda, namun ditulis dalam bahasa yang pada dasarnya sama. Alasan organisme berbeda satu sama lain terletak pada perbedaan dalam instruksi asam nukleat mereka. Mutasi adalah perubahan pada suatu nukleotida yang disalin pada generasi berikutnya dan diwariskan secara tetap. Karena mutasi merupakan perubahan nukleotida yang bersifat acak, sebagian besar di antaranya merugikan atau bahkan mematikan, karena mengodekan enzim yang tidak berfungsi. Diperlukan waktu yang sangat lama sebelum sebuah mutasi membuat suatu organisme bekerja dengan lebih baik. Namun justru peristiwa yang amat tidak mungkin itulah—mutasi kecil yang menguntungkan pada sebuah nukleotida yang lebarnya hanya sepersepuluh juta sentimeter—yang menggerakkan evolusi.
Empat miliar tahun yang lalu, Bumi merupakan semacam Taman Eden molekuler. Belum ada pemangsa. Beberapa molekul menggandakan diri secara tidak efisien, bersaing memperebutkan bahan penyusun, dan meninggalkan salinan kasar dirinya. Dengan reproduksi, mutasi, serta penyingkiran selektif terhadap varietas yang paling tidak efisien, evolusi telah berlangsung dengan baik, bahkan pada tingkat molekuler. Seiring waktu, mereka menjadi semakin mahir dalam bereproduksi. Molekul-molekul dengan fungsi khusus akhirnya bergabung, membentuk semacam kolektif molekuler—sel pertama. Sel tumbuhan dewasa ini memiliki pabrik molekuler kecil yang disebut kloroplas, yang bertanggung jawab atas fotosintesis—proses mengubah sinar matahari, air, dan karbon dioksida menjadi karbohidrat dan oksigen. Sel-sel dalam setetes darah mengandung jenis pabrik molekuler yang berbeda, yaitu mitokondria, yang menggabungkan makanan dengan oksigen untuk mengekstraksi energi yang dapat dimanfaatkan. Pabrik-pabrik ini kini terdapat dalam sel tumbuhan maupun hewan, tetapi dahulu kala mungkin mereka sendiri pernah merupakan sel yang hidup bebas.
Sekitar tiga miliar tahun yang lalu, sejumlah tumbuhan bersel tunggal mulai bergabung satu sama lain, mungkin karena suatu mutasi mencegah sebuah sel tunggal berpisah setelah membelah menjadi dua. Dengan demikian, organisme multiseluler pertama pun berevolusi. Setiap sel dalam tubuh Anda adalah semacam komune, dengan bagian-bagian yang dahulu hidup bebas kini bersatu demi kepentingan bersama. Dan tubuh Anda tersusun atas seratus triliun sel. Kita masing-masing adalah sebuah kerumunan yang tak terhitung.
Seks tampaknya ditemukan sekitar dua miliar tahun yang lalu. Sebelum itu, varietas organisme baru hanya dapat muncul melalui akumulasi mutasi acak—melalui pemilihan perubahan, huruf demi huruf, dalam instruksi genetik. Evolusi pasti berlangsung sangat lambat. Dengan ditemukannya seks, dua organisme dapat saling menukar paragraf, halaman, bahkan buku-buku penuh dari kode DNA mereka, menghasilkan varietas baru yang siap disaring oleh seleksi alam. Organisme dipilih untuk terlibat dalam seks—yang tidak tertarik padanya segera punah. Hal ini tidak hanya berlaku bagi mikroba dua miliar tahun yang lalu. Kita manusia pun hingga kini menunjukkan kecenderungan yang jelas untuk saling menukar segmen-segmen DNA.
Sekitar satu miliar tahun yang lalu, tumbuhan, dengan bekerja secara kolektif, membawa perubahan yang menakjubkan pada lingkungan Bumi. Tumbuhan hijau menghasilkan oksigen molekuler. Karena samudra pada masa itu telah dipenuhi oleh tumbuhan hijau sederhana, oksigen mulai menjadi komponen utama atmosfer Bumi, mengubahnya secara tak dapat dipulihkan dari sifat awalnya yang kaya hidrogen dan mengakhiri suatu zaman dalam sejarah Bumi ketika bahan dasar kehidupan dibentuk oleh proses nonbiologis. Namun oksigen cenderung membuat molekul organik terurai. Terlepas dari kegemaran kita terhadapnya, pada dasarnya ia merupakan racun bagi materi organik yang tidak terlindungi. Peralihan menuju atmosfer yang bersifat mengoksidasi ini menimbulkan krisis besar dalam sejarah kehidupan, dan sangat banyak organisme yang tidak mampu menghadapi oksigen punah. Beberapa bentuk primitif, seperti bakteri penyebab botulisme dan tetanus, bahkan hingga kini hanya mampu bertahan hidup dalam lingkungan yang bebas oksigen. Nitrogen di atmosfer Bumi jauh lebih inert secara kimia dan karena itu jauh lebih jinak daripada oksigen. Namun nitrogen pun dipertahankan secara biologis. Dengan demikian, 99 persen atmosfer Bumi berasal dari proses biologis. Langit diciptakan oleh kehidupan.
Selama sebagian besar dari empat miliar tahun sejak munculnya kehidupan, organisme yang dominan adalah alga biru-hijau mikroskopis yang menutupi dan memenuhi samudra. Kemudian sekitar 600 juta tahun yang lalu, cengkeraman monopoli alga ini terpecah dan muncul ledakan besar berbagai bentuk kehidupan baru—peristiwa yang dikenal sebagai ledakan Kambrium. Kehidupan muncul hampir segera setelah terbentuknya Bumi, yang menunjukkan bahwa kehidupan mungkin merupakan proses kimia yang tak terelakkan pada planet yang mirip Bumi. Namun selama tiga miliar tahun kehidupan tidak berkembang jauh melampaui alga biru-hijau, yang menunjukkan bahwa bentuk kehidupan besar dengan organ-organ khusus jauh lebih sulit berevolusi—bahkan lebih sulit daripada asal mula kehidupan itu sendiri. Mungkin ada banyak planet lain yang saat ini memiliki mikroba melimpah, tetapi tidak memiliki makhluk besar maupun tumbuhan besar.
Tak lama setelah ledakan Kambrium, samudra dipenuhi oleh berbagai bentuk kehidupan. Sekitar 500 juta tahun yang lalu terdapat kawanan besar trilobita, hewan yang dibangun dengan sangat indah, sedikit menyerupai serangga besar; beberapa di antaranya berburu secara berkelompok di dasar samudra. Mereka menyimpan kristal di mata mereka untuk mendeteksi cahaya terpolarisasi. Namun saat ini tidak ada satu pun trilobita yang masih hidup; mereka telah punah selama 200 juta tahun. Dahulu Bumi dihuni oleh tumbuhan dan hewan yang kini sama sekali tidak meninggalkan jejak kehidupan. Dan tentu saja setiap spesies yang sekarang ada di planet ini dahulu pernah tidak ada. Tidak ada sedikit pun petunjuk dalam batuan purba tentang hewan seperti kita. Spesies muncul, bertahan untuk waktu yang kurang lebih singkat, lalu padam.
Sebelum ledakan Kambrium, spesies tampaknya saling menggantikan satu sama lain dengan agak lambat. Sebagian hal ini mungkin disebabkan oleh semakin miskinnya informasi yang kita miliki semakin jauh kita menatap ke masa lampau; pada masa awal sejarah planet kita, hanya sedikit organisme yang memiliki bagian keras, dan makhluk bertubuh lunak jarang meninggalkan fosil. Namun sebagian lagi memang benar: laju kemunculan bentuk-bentuk baru yang dramatis sebelum ledakan Kambrium memang lamban. Evolusi yang teliti terhadap struktur sel dan biokimia tidak segera tercermin dalam bentuk luar yang dapat dilihat dalam catatan fosil. Setelah ledakan Kambrium, adaptasi baru yang luar biasa indah muncul silih berganti dengan kecepatan yang hampir menakjubkan. Secara berurutan dan relatif cepat, ikan pertama dan vertebrata pertama muncul; tumbuhan, yang sebelumnya terbatas di lautan, mulai menjajah daratan; serangga pertama berevolusi, dan keturunannya menjadi perintis dalam kolonisasi daratan oleh hewan; serangga bersayap muncul bersamaan dengan amfibi—makhluk yang agak menyerupai ikan paru-paru—yang mampu bertahan hidup baik di darat maupun di air; pohon pertama dan reptil pertama muncul; dinosaurus berevolusi; mamalia muncul, lalu burung pertama; bunga pertama bermekaran; dinosaurus punah; cetacea paling awal, nenek moyang lumba-lumba dan paus, muncul, dan pada masa yang sama primata—nenek moyang monyet, kera, dan manusia—berevolusi. Kurang dari sepuluh juta tahun yang lalu, makhluk pertama yang sangat menyerupai manusia berevolusi, disertai peningkatan ukuran otak yang luar biasa. Dan kemudian, hanya beberapa juta tahun yang lalu, manusia sejati pertama muncul.
Baca Juga: Lighten PDF Converter OCR 6.1.1 Full Version
Manusia tumbuh dan berkembang di hutan; kita memiliki kedekatan alami dengannya. Betapa indahnya sebatang pohon yang menjulang ke langit. Daunnya memanen cahaya matahari untuk melakukan fotosintesis, sehingga pohon-pohon bersaing dengan menaungi tetangganya. Jika Anda mengamati dengan saksama, Anda sering dapat melihat dua pohon saling mendesak dan mendorong dengan keanggunan yang tenang. Pohon adalah mesin yang agung dan indah, digerakkan oleh sinar matahari, menyerap air dari tanah dan karbon dioksida dari udara, lalu mengubah bahan-bahan itu menjadi makanan bagi mereka dan bagi kita. Tumbuhan menggunakan karbohidrat yang dihasilkannya sebagai sumber energi untuk menjalankan urusan khasnya sebagai tumbuhan. Dan kita, hewan-hewan yang pada akhirnya merupakan parasit bagi tumbuhan, mencuri karbohidrat itu agar dapat menjalankan urusan kita. Dengan memakan tumbuhan, kita menggabungkan karbohidrat tersebut dengan oksigen yang terlarut dalam darah kita—karena kebiasaan kita bernapas udara—dan dengan demikian mengekstraksi energi yang membuat kita bergerak. Dalam proses itu kita menghembuskan karbon dioksida, yang kemudian didaur ulang oleh tumbuhan untuk membuat lebih banyak karbohidrat. Betapa menakjubkannya pengaturan kerja sama ini—tumbuhan dan hewan masing-masing menghirup hembusan napas yang lain, semacam resusitasi mulut-ke-stoma yang berlangsung di seluruh planet, seluruh siklus yang anggun ini digerakkan oleh sebuah bintang yang berjarak 150 juta kilometer.
Ada puluhan miliar jenis molekul organik yang diketahui. Namun hanya sekitar lima puluh di antaranya yang digunakan untuk aktivitas penting kehidupan. Pola-pola yang sama digunakan berulang-ulang, secara konservatif, namun dengan kecerdikan untuk fungsi yang berbeda-beda. Dan di inti kehidupan di Bumi—protein yang mengatur kimia sel, serta asam nukleat yang membawa instruksi keturunan—molekul-molekul ini pada dasarnya identik pada semua tumbuhan dan hewan. Pohon ek dan saya tersusun dari bahan yang sama. Jika ditelusuri cukup jauh ke belakang, kita memiliki nenek moyang yang sama.
Sel hidup adalah suatu tatanan yang sekompleks dan seindah alam galaksi dan bintang. Mesin rumit dalam sel telah berevolusi dengan teliti selama empat miliar tahun. Fragmen makanan diubah menjadi mesin seluler. Sel darah putih hari ini berasal dari bayam krim kemarin. Bagaimana sel melakukannya? Di dalamnya terdapat arsitektur yang labirin dan halus, yang mempertahankan strukturnya sendiri, mentransformasi molekul, menyimpan energi, dan mempersiapkan diri untuk replikasi. Jika kita bisa masuk ke dalam sel, banyak partikel molekuler yang kita lihat akan berupa molekul protein, sebagian aktif dengan frenesia, sebagian hanya menunggu. Protein paling penting adalah enzim, molekul yang mengontrol reaksi kimia sel.
Enzim ibarat pekerja jalur perakitan, masing-masing mengkhususkan diri pada tugas molekuler tertentu: misalnya Langkah 4 dalam konstruksi nukleotida guanosin fosfat, atau Langkah 11 dalam pemecahan molekul gula untuk mengekstraksi energi, mata uang yang membayar pelaksanaan tugas sel lainnya. Namun enzim tidak menjalankan keseluruhan proses. Mereka menerima instruksi—dan bahkan dibangun—berdasarkan perintah yang dikirim dari pihak yang bertanggung jawab. Molekul bos ini adalah asam nukleat. Mereka hidup terasing di sebuah kota terlarang di bagian terdalam sel, yaitu inti sel.
Jika kita menembus melalui sebuah pori ke inti sel, kita akan menemukan sesuatu yang menyerupai ledakan di pabrik spageti—kerumunan gulungan dan untai yang kacau, yang merupakan dua jenis asam nukleat: DNA, yang tahu apa yang harus dilakukan, dan RNA, yang menyampaikan instruksi yang dikeluarkan DNA ke seluruh sel. Inilah yang terbaik yang mampu dihasilkan oleh empat miliar tahun evolusi, memuat informasi lengkap tentang cara membuat sel, pohon, atau manusia bekerja. Jumlah informasi dalam DNA manusia, jika ditulis dalam bahasa biasa, akan mengisi seratus jilid tebal. Lebih dari itu, molekul DNA mengetahui bagaimana membuat salinan identik dari dirinya sendiri—dengan pengecualian yang sangat jarang. Mereka memiliki pengetahuan yang luar biasa.
DNA berbentuk heliks ganda, dua untai yang saling terpilin menyerupai tangga “spiral”. Urutan atau susunan nukleotida di sepanjang salah satu untai itulah bahasa kehidupan. Selama reproduksi, heliks terpisah, dibantu oleh protein pemintal khusus, masing-masing mensintesis salinan identik dari untai lainnya menggunakan nukleotida yang terapung di cairan kental inti sel. Setelah proses pemintalan dimulai, enzim luar biasa bernama DNA polimerase memastikan penyalinan berlangsung hampir sempurna. Jika terjadi kesalahan, terdapat enzim yang memotong kesalahan itu dan mengganti nukleotida yang salah dengan yang benar. Enzim-enzim ini adalah mesin molekuler dengan kekuatan mengagumkan.
Selain membuat salinan akurat dari dirinya sendiri—yang merupakan inti dari pewarisan—DNA inti mengatur aktivitas sel—yang merupakan inti dari metabolisme—dengan mensintesis asam nukleat lain yang disebut messenger RNA, masing-masing diteruskan ke wilayah ekstranuklear dan mengontrol pembangunan satu enzim, tepat pada waktu yang tepat dan di tempat yang tepat. Ketika semuanya selesai, satu molekul enzim telah terbentuk, yang kemudian menjalankan perintah untuk satu aspek kimia sel tertentu.
DNA manusia adalah tangga sepanjang satu miliar nukleotida. Sebagian besar kombinasi nukleotida adalah omong kosong: mereka akan menghasilkan protein yang tidak memiliki fungsi berguna. Hanya sejumlah sangat terbatas molekul asam nukleat yang bermanfaat bagi makhluk hidup serumit kita. Meski begitu, jumlah cara berguna menyusun asam nukleat sungguh luar biasa—mungkin jauh lebih banyak daripada total jumlah elektron dan proton di alam semesta. Dengan demikian, jumlah kemungkinan manusia individu sangat jauh melebihi jumlah yang pernah hidup: potensi tak terjamah dari spesies manusia amatlah besar.
Pasti ada cara menyusun asam nukleat yang akan berfungsi jauh lebih baik—menurut kriteria apa pun yang kita pilih—dibanding manusia mana pun yang pernah ada. Untungnya, kita belum mengetahui cara menyusun urutan nukleotida alternatif untuk menciptakan jenis manusia yang berbeda. Di masa depan, kita mungkin bisa menyusun nukleotida dalam urutan yang diinginkan, untuk menghasilkan sifat apa pun yang kita anggap ideal—prospek yang menenangkan sekaligus menakutkan.
Evolusi berjalan melalui mutasi dan seleksi. Mutasi mungkin terjadi saat replikasi jika enzim DNA polimerase membuat kesalahan. Namun ia jarang melakukan kesalahan. Mutasi juga terjadi karena radioaktivitas, cahaya ultraviolet dari Matahari, sinar kosmik, atau bahan kimia di lingkungan, yang semuanya dapat mengubah nukleotida atau mengikat asam nukleat menjadi simpul. Jika tingkat mutasi terlalu tinggi, kita kehilangan warisan empat miliar tahun evolusi yang teliti. Jika terlalu rendah, varietas baru tidak akan tersedia untuk menyesuaikan diri dengan perubahan lingkungan di masa depan. Evolusi kehidupan membutuhkan keseimbangan yang cukup tepat antara mutasi dan seleksi. Ketika keseimbangan itu tercapai, adaptasi luar biasa pun muncul.
Perubahan pada satu nukleotida DNA menyebabkan perubahan pada satu asam amino dalam protein yang dikode oleh DNA tersebut. Sel darah merah orang keturunan Eropa tampak berbentuk kurang lebih bulat. Sel darah merah beberapa orang keturunan Afrika tampak seperti sabit atau bulan sabit. Sel sabit membawa lebih sedikit oksigen dan akibatnya menimbulkan jenis anemia tertentu. Namun sel tersebut juga memberikan resistensi besar terhadap malaria. Tidak diragukan lagi, lebih baik mengalami anemia daripada mati. Pengaruh besar terhadap fungsi darah ini—sangat mencolok sehingga terlihat jelas dalam foto sel darah merah—adalah hasil dari perubahan satu nukleotida dari sepuluh miliar nukleotida dalam DNA sel manusia biasa. Kita masih belum mengetahui konsekuensi dari perubahan sebagian besar nukleotida lainnya.
Kita, manusia, tampak sangat berbeda dari pohon. Tak diragukan lagi, kita memahami dunia dengan cara yang berbeda dari pohon. Namun jauh di dalam, pada inti molekuler kehidupan, pohon dan kita pada dasarnya identik. Kita sama-sama menggunakan asam nukleat untuk pewarisan; kita sama-sama menggunakan protein sebagai enzim untuk mengatur kimia sel kita. Yang paling penting, kita sama-sama menggunakan buku kode yang persis sama untuk menerjemahkan informasi asam nukleat menjadi informasi protein, sebagaimana hampir semua makhluk lain di planet ini.* Penjelasan yang lazim mengenai kesatuan molekuler ini adalah bahwa kita semua—pohon dan manusia, ikan pemikat dan jamur lendir, serta paramecium—menuruni satu dan nenek moyang yang sama dari asal mula kehidupan di awal sejarah planet kita. Lalu, bagaimana molekul-molekul penting itu muncul?
Di laboratorium saya di Universitas Cornell, kami meneliti, antara lain, kimia organik prabiologis, membuat catatan tentang musik kehidupan. Kami mencampur dan memberi percikan pada gas-gas Bumi purba: hidrogen, air, amonia, metana, hidrogen sulfida—semuanya, kebetulan, juga terdapat di planet Jupiter saat ini dan di seluruh Kosmos. Percikan itu meniru petir—juga hadir di Bumi purba dan Jupiter modern. Wadah reaksi pada awalnya transparan: gas-gas prekursor sepenuhnya tak terlihat. Namun setelah sepuluh menit percikan, terlihat pigmen cokelat aneh perlahan-lahan membentuk garis di sisi wadah. Bagian dalamnya secara bertahap menjadi buram, tertutup tar cokelat tebal. Jika kami menggunakan cahaya ultraviolet—meniru Matahari purba—hasilnya akan lebih kurang sama. Tar itu merupakan kumpulan molekul organik kompleks yang sangat kaya, termasuk komponen pembentuk protein dan asam nukleat. Ternyata, bahan dasar kehidupan dapat dibuat dengan sangat mudah.
Eksperimen semacam ini pertama kali dilakukan pada awal 1950-an oleh Stanley Miller, saat itu mahasiswa pascasarjana dari ahli kimia Harold Urey. Urey berargumen dengan kuat bahwa atmosfer awal Bumi kaya akan hidrogen, sebagaimana sebagian besar Kosmos; hidrogen itu kemudian menghilang ke luar angkasa dari Bumi, tetapi tidak dari Jupiter yang masif; dan asal-usul kehidupan terjadi sebelum hidrogen itu hilang. Setelah Urey menyarankan agar gas-gas semacam itu diberi percikan, seseorang bertanya kepadanya apa yang ia harapkan terjadi dalam eksperimen itu. Urey menjawab, “Beilstein.” Beilstein adalah kompendium besar Jerman dalam 28 jilid, yang mencatat semua molekul organik yang dikenal oleh para kimiawan.
Dengan hanya menggunakan gas paling melimpah yang ada di Bumi purba dan hampir semua sumber energi yang memutus ikatan kimia, kita dapat menghasilkan blok bangunan penting kehidupan. Namun dalam wadah kami hanyalah catatan musik kehidupan—bukan musiknya sendiri. Blok molekuler tersebut harus disusun dalam urutan yang tepat. Kehidupan jelas lebih dari sekadar asam amino yang membentuk protein dan nukleotida yang membentuk asam nukleatnya. Namun bahkan dalam menyusun blok-blok ini menjadi molekul berantai panjang, kemajuan laboratorium telah cukup signifikan. Asam amino telah disusun di bawah kondisi Bumi purba menjadi molekul yang menyerupai protein. Beberapa di antaranya secara lemah mengontrol reaksi kimia yang berguna, sebagaimana enzim. Nukleotida telah disusun menjadi untai asam nukleat beberapa lusin unit panjangnya. Dalam kondisi yang tepat di tabung percobaan, asam nukleat pendek dapat mensintesis salinan identik dari dirinya sendiri.
Hingga kini, tidak ada yang berhasil mencampur gas dan air Bumi purba dan pada akhir eksperimen melihat sesuatu merayap keluar dari tabung percobaan. Makhluk hidup terkecil yang diketahui, viroid, tersusun dari kurang dari 10.000 atom. Mereka menyebabkan berbagai penyakit pada tanaman budidaya dan kemungkinan besar berevolusi paling baru dari organisme yang lebih kompleks, bukan dari yang lebih sederhana. Memang sulit membayangkan organisme yang lebih sederhana yang dalam arti apa pun bisa disebut hidup. Viroid tersusun secara eksklusif dari asam nukleat, berbeda dengan virus yang juga memiliki lapisan protein. Mereka hanyalah untai tunggal RNA dengan geometri linier atau melingkar tertutup. Viroid bisa sangat kecil namun tetap bertahan karena mereka adalah parasit total yang tak kenal lelah. Seperti virus, mereka mengambil alih mesin molekuler dari sel yang lebih besar dan berfungsi baik, mengubahnya dari pabrik pembuat sel menjadi pabrik pembuat viroid.
Organisme bebas hidup terkecil yang dikenal adalah PPLO (pleuropneumonia-like organisms) dan makhluk kecil serupa. Mereka tersusun dari sekitar lima puluh juta atom. Organisme semacam ini, yang harus lebih mandiri, juga lebih rumit dibanding viroid dan virus. Namun lingkungan Bumi saat ini tidak terlalu ramah bagi bentuk kehidupan sederhana. Kita harus bekerja keras untuk bertahan hidup. Kita harus berhati-hati terhadap predator. Namun pada awal sejarah planet kita, ketika sejumlah besar molekul organik diproduksi oleh sinar matahari dalam atmosfer kaya hidrogen, organisme sederhana dan nonparasit memiliki peluang untuk bertahan. Makhluk hidup pertama mungkin mirip viroid bebas hidup yang hanya beberapa ratus nukleotida panjangnya. Pekerjaan eksperimental untuk membuat makhluk semacam itu dari awal mungkin akan dimulai menjelang akhir abad ini. Masih banyak yang harus dipahami tentang asal-usul kehidupan, termasuk asal-usul kode genetik. Namun eksperimen semacam ini baru dilakukan selama sekitar tiga puluh tahun. Alam telah memiliki keunggulan empat miliar tahun. Secara keseluruhan, kita belum melakukannya dengan buruk.
Tidak ada yang unik dalam eksperimen semacam itu bagi Bumi. Gas awal, serta sumber energinya, umum dijumpai di seluruh Kosmos. Reaksi kimia seperti yang terjadi dalam wadah laboratorium kami mungkin bertanggung jawab atas materi organik di ruang antar bintang dan asam amino yang ditemukan dalam meteorit. Beberapa kimia serupa pasti terjadi di miliaran dunia lain di Galaksi Bima Sakti. Molekul-molekul kehidupan memenuhi Kosmos.
Namun, meskipun kehidupan di planet lain memiliki kimia molekuler yang sama dengan kehidupan di sini, tidak ada alasan untuk mengharapkan makhluk itu menyerupai organisme yang kita kenal. Pertimbangkan keragaman luar biasa makhluk hidup di Bumi, yang semuanya berbagi planet yang sama dan biologi molekuler yang identik. Makhluk dan tumbuhan lain itu kemungkinan sangat berbeda dari organisme apa pun yang kita kenal di sini. Mungkin ada evolusi konvergen karena mungkin hanya ada satu solusi terbaik untuk masalah lingkungan tertentu—misalnya, dua mata untuk penglihatan binokular pada frekuensi optik. Namun secara umum, karakter acak dari proses evolusi seharusnya menghasilkan makhluk ekstraterestrial yang sangat berbeda dari yang kita kenal.
Saya tidak bisa memberitahu Anda seperti apa wujud makhluk ekstraterestrial. Saya sangat terbatas karena saya hanya mengenal satu jenis kehidupan, yaitu kehidupan di Bumi. Beberapa orang—penulis fiksi ilmiah dan seniman, misalnya—telah berspekulasi tentang seperti apa makhluk lain itu. Saya skeptis terhadap sebagian besar visi ekstraterestrial tersebut. Menurut saya, mereka terlalu banyak bergantung pada bentuk kehidupan yang sudah kita kenal. Setiap organisme menjadi seperti apa adanya karena rangkaian panjang langkah-langkah yang masing-masing sangat tidak mungkin. Saya tidak berpikir kehidupan di tempat lain akan tampak mirip reptil, serangga, atau manusia—meski dengan penyesuaian kosmetik minor seperti kulit hijau, telinga runcing, atau antena. Namun jika didesak, saya bisa mencoba membayangkan sesuatu yang cukup berbeda:
Di planet gas raksasa seperti Jupiter, dengan atmosfer kaya hidrogen, helium, metana, air, dan amonia, tidak ada permukaan padat yang dapat diakses, melainkan atmosfer padat dan berawan di mana molekul organik mungkin jatuh dari langit seperti manna dari surga, seperti produk eksperimen laboratorium kami. Namun ada hambatan khas bagi kehidupan di planet semacam itu: atmosfernya turbulen, dan jauh di dalamnya sangat panas. Organisme harus berhati-hati agar tidak terbawa ke bawah dan hangus.
Untuk menunjukkan bahwa kehidupan tidak mustahil di planet yang sangat berbeda itu, rekan saya di Cornell, E. E. Salpeter, dan saya melakukan beberapa perhitungan. Tentu saja, kami tidak bisa mengetahui secara pasti seperti apa kehidupan di tempat semacam itu, tetapi kami ingin melihat apakah, dalam hukum fisika dan kimia, dunia semacam ini mungkin dapat dihuni.
Salah satu cara untuk bertahan hidup dalam kondisi ini adalah bereproduksi sebelum terbakar dan berharap konveksi membawa sebagian keturunan ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi dan lebih dingin. Organisme semacam itu bisa sangat kecil. Kami menyebutnya “sinkers” (yang tenggelam). Namun Anda juga bisa menjadi “floater” (pengapung), semacam balon hidrogen raksasa yang memompa helium dan gas lebih berat keluar dari interiornya, meninggalkan hanya gas paling ringan, hidrogen; atau balon udara panas, tetap mengapung dengan menjaga bagian dalam tetap hangat, menggunakan energi dari makanan yang dikonsumsi. Seperti balon di Bumi, semakin dalam floater terbawa, semakin kuat gaya apung yang mengembalikannya ke wilayah atmosfer yang lebih tinggi, lebih dingin, dan lebih aman. Floater mungkin memakan molekul organik yang sudah terbentuk, atau membuatnya sendiri dari sinar matahari dan udara, sebagaimana tumbuhan di Bumi. Hingga batas tertentu, semakin besar floater, semakin efisien. Salpeter dan saya membayangkan floater dengan ukuran kilometer, jauh lebih besar dari paus terbesar yang pernah ada, makhluk sebesar kota.
Floater mungkin bergerak melalui atmosfer planet dengan semburan gas, seperti ramjet atau roket. Kami membayangkan mereka tersusun dalam kawanan malas yang luas sejauh mata memandang, dengan pola di kulitnya, kamuflase adaptif yang menunjukkan mereka juga menghadapi masalah. Sebab setidaknya ada satu ceruk ekologi lain di lingkungan seperti itu: pemburu. Pemburu cepat dan lincah. Mereka memakan floater baik untuk molekul organik maupun simpanan hidrogen murni. Sinkers berongga bisa berevolusi menjadi floater pertama, dan floater yang bergerak sendiri menjadi pemburu pertama. Jumlah pemburu tidak bisa terlalu banyak, karena jika mereka menghabiskan semua floater, pemburu itu sendiri akan punah.
Fisika dan kimia memungkinkan makhluk hidup semacam itu. Seni memberinya daya tarik tertentu. Namun alam tidak wajib mengikuti spekulasi kita. Tetapi jika ada miliaran dunia yang dihuni di Galaksi Bima Sakti, mungkin ada beberapa yang dihuni oleh sinkers, floaters, dan pemburu yang dihasilkan imajinasi kita, yang dibatasi oleh hukum fisika dan kimia.
Biologi lebih mirip sejarah daripada fisika. Kita harus mengetahui masa lalu untuk memahami masa kini. Dan kita harus mengetahuinya secara rinci. Belum ada teori prediktif biologi, sama halnya dengan belum adanya teori prediktif sejarah. Alasannya sama: kedua bidang masih terlalu kompleks bagi kita. Namun kita bisa memahami diri sendiri lebih baik dengan memahami kasus lain. Studi tentang satu contoh kehidupan ekstraterestrial, sekecil apa pun, akan membuka wawasan biologi. Untuk pertama kalinya, para ahli biologi akan mengetahui jenis kehidupan lain yang mungkin ada. Ketika kita mengatakan bahwa pencarian kehidupan di tempat lain penting, kita tidak menjamin akan mudah ditemukan—hanya bahwa sangat layak dicari.
Hingga kini, kita baru mendengar suara kehidupan di satu dunia kecil saja. Tetapi akhirnya kita mulai mendengarkan suara-suara lain dalam fugue kosmik.
*Meski pendapat agama Barat tradisional dengan tegas menentang hal sebaliknya, misalnya pendapat John Wesley pada 1770: “Kematian tidak pernah diizinkan untuk menghancurkan [bahkan] spesies yang paling remeh sekalipun.”
*Dalam kitab suci Maya, Popol Vuh, berbagai bentuk kehidupan digambarkan sebagai upaya yang gagal oleh dewa-dewa yang gemar bereksperimen untuk menciptakan manusia. Percobaan awal jauh meleset, menciptakan binatang rendah; percobaan kedua terakhir, hampir tepat, menghasilkan monyet. Dalam mitos Tiongkok, manusia muncul dari kutu tubuh seorang dewa bernama P’an Ku. Pada abad kedelapan belas, de Buffon mengusulkan bahwa Bumi jauh lebih tua dari yang disebutkan dalam Kitab Suci, bahwa bentuk kehidupan berubah perlahan selama ribuan tahun, tetapi kera adalah keturunan manusia yang terabaikan. Meskipun pandangan ini tidak sepenuhnya mencerminkan proses evolusi seperti dijelaskan Darwin dan Wallace, pandangan tersebut merupakan antisipasi darinya—sebagaimana pandangan Demokritus, Empedocles, dan ilmuwan Ionia awal lainnya yang dibahas di Bab 7.
*Kode genetik ternyata tidak sepenuhnya identik di seluruh bagian semua organisme di Bumi. Setidaknya ada beberapa kasus di mana transkripsi dari informasi DNA ke informasi protein di mitokondria menggunakan buku kode berbeda dari yang digunakan oleh gen di inti sel yang sama. Hal ini menunjukkan pemisahan evolusi yang panjang antara kode genetik mitokondria dan inti, dan konsisten dengan gagasan bahwa mitokondria dulunya organisme bebas yang diinkorporasikan ke dalam sel dalam hubungan simbiotik miliaran tahun lalu. Perkembangan dan kemajuan simbiosis itu, kebetulan, merupakan salah satu jawaban atas pertanyaan tentang apa yang dilakukan evolusi antara asal-usul sel dan proliferasi organisme bersel banyak dalam ledakan Kambrium.
Comments (0)