Sumber Energi Apa yang Memicu Evolusi Kehidupan?
Teori terkemuka menunjukkan bahwa energi pertama yang digunakan oleh kehidupan berasal dari matahari atau dari panas bumi dan kimia di dasar lautan.
Ahli biologi tidak setuju sepenuhnya tentang di mana tepatnya kehidupan pertama di Bumi muncul. Itu mungkin telah berevolusi di dasar lautan, di kolam batu dangkal atau dari blok bangunan yang dibawa oleh dampak asteroid - atau mungkin semua hal di atas.
Kita tahu bahwa semua kehidupan di Bumi membutuhkan air untuk bertahan hidup, jadi kemungkinan besar kehidupan pertama kali berevolusi di sana. Tapi air saja tidak cukup untuk memicu kehidupan; juga membutuhkan energi.
Saat ini, sebagian besar makhluk hidup mendapatkan energi dari metabolisme gula, tetapi molekul tersebut tidak ada 3,7 miliar tahun yang lalu, ketika kehidupan pertama kali berevolusi.
Jadi sumber energi apa yang tersedia untuk membantu kemunculan penghuni pertama Bumi?
Selama eon Hadean (sekitar 4,6 miliar hingga 4 miliar tahun yang lalu), Bumi sebagian besar merupakan dunia lautan, dengan sesekali pulau vulkanik menyembul keluar dari air. Satu teori tentang asal usul kehidupan adalah radiasi ultraviolet (UV) dari matahari membantu menciptakan molekul kompleks di kolam batu dangkal di pulau vulkanik, kata Eloi Camprubi-Casas.(terbuka di tab baru), seorang ahli biologi yang mempelajari asal usul kehidupan di The University of Texas Rio Grande Valley.
"[radiasi] UV sangat bagus karena sangat energik sehingga akan menghasilkan molekul terionisasi, membuatnya lebih reaktif" dan lebih mungkin untuk bergabung menjadi molekul yang lebih besar dan lebih kompleks yang diperlukan untuk menghasilkan bahan penyusun kehidupan, kata Camprubi-Casas kepada Live Science. Namun, "radiasi UV menghasilkan masalah yang pada dasarnya merusak apa pun yang Anda miliki," kata Camprubi-Casas. Jadi, meski molekul kompleks terbentuk, mereka juga akan terdegradasi karena radiasi matahari.
Itu sebabnya Camprubi-Casas dan rekan-rekannya menduga bahwa asal usul kehidupan terjadi di suatu tempat yang jauh dari kolam-kolam hangat itu — di dasar laut, di mana air alkali yang panas bercampur dengan air asam yang dingin, menciptakan sup energi kimia yang bisa memberikan percikan bagi evolusi kehidupan.
Jauh di bawah permukaan laut, area aktivitas panas bumi terbentuk di batas lempeng saat magma naik dari mantel bumi. Air laut yang dingin merembes ke dalam retakan di area panas ini dan melarutkan mineral dari bebatuan. Ketika air panas keluar dari retakan dan mengalir ke lautan dingin, mineral mengendap, membentuk "cerobong bahan organik," jelas Camprubi-Casas. Cairan itu sangat basa dan mengandung banyak gas hidrogen, dan selama Hadean, atmosfer bumi penuh dengan karbon dioksida, yang sebagian besar larut ke dalam samudra, membuat samudra sedikit asam.
Ketika air dari lubang hidrotermal bergabung dengan karbon dioksida terlarut dalam air, molekul yang dihasilkan menjadi "jauh lebih aktif secara kimiawi, dan Anda dapat mulai menambahkan nitrogen untuk membuat asam amino atau menambahkan nitrogen dan oksigen untuk membentuk bahan penyusun DNA, " Camprubi- kata Casas.
Salah satu teori tentang asal usul kehidupan di Bumi berpendapat bahwa blok bangunan kehidupan disampaikan oleh dampak asteroid, yang lebih umum terjadi di Hadean daripada saat ini. Di asteroid, lapisan es akan melindungi gula sederhana dan asam amino kecil – bahan baku yang dibutuhkan untuk kimia prebiotik – dari banyak radiasi matahari yang keras, kata Partha Bera, seorang ilmuwan penelitian di NASA's Bay Area Environmental Research Institute.
"Tubuh-tubuh ini terpapar sinar matahari selama jutaan tahun, dan menghasilkan radikal - bahan aktif - yang dapat bereaksi satu sama lain bahkan pada suhu rendah," kata Bera kepada Live Science. Radikal adalah atom, molekul, atau ion dengan elektron ekstra, membuatnya siap bereaksi dengan apa pun.
Menurut hipotesis asal usul kehidupan ini, ketika asteroid itu menghantam Bumi, molekul yang sangat reaktif akan bercampur dengan molekul sederhana lainnya di lautan untuk menciptakan kimia kompleks yang diperlukan untuk memulai kehidupan. Dalam hal ini, sumber energi juga akan menjadi panas bumi, kata Bera.
Karena sangat sedikit (dan kecil) sampel batuan yang ada dari periode ini dalam sejarah Bumi, tidak mungkin mengetahui dengan pasti sumber energi mana — matahari, kimia panas bumi, atau panas bumi — yang memicu evolusi kehidupan. Tapi penelitian di laboratorium, dan banyak perdebatan sengit, akan membantu kita memilah kemungkinan asal usul kita.
