Permulaan…
Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian Jurusan Agribisnis Pertemuan ke 2
Asal Mula dan Evolusi Kehidupan Dosen: Ir. Sri Sumarsih, MP E-mail:
[email protected] Weblog: Sumarsih07.wordpress.com Website: agriculture.upnyk.ac.id 2 1
Kondisi pada Awal Bumi
Atmosfer Pertama
Pembentukan bumi
3
Sekitar 4.5 milyar tahun lalu sisa ledakan bintang mulai berkondensasi menjadi planet mengitari matahari Bumi mula-mula sangat panas, tetapimendingin membentuk lapisan luardan sebagian menjadi inti yang cair 200 juta tahun kemudian kemudian mulai ada kehidupan di permukaan bumi, tapi bagaimana? Apakah berlaku kondisi fisik dan kimia seperti masa sekarang? Dapatkah molekul organik yang besar dibentuk secara spontan dan kemudian berevolusi menjadi sistem molekul hidup? Dapatkah asal mula kehidupan dijelaskan secara percobaan evolusi kimia?
Dunia dimulai dari suatu yang disebut big bang! Sekitar 4.6 milyar tahun yang lalu awan gas dan debu mulai mendingin dan membentuk sistem matahari Menurut waktu geologi ada 6 era: Hadean, Archaean, Protezoic, Paleozoic, Mesozoic, and the Cenozoic.
Atmosfer pertama mungkin terdiri dari gas hidrogen, nitrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida Gas oksigen dan air tidak ada Ketika lapisan mendingin air berkondensasi,hujan mulai turun, dan reaksi kimia mulai terjadi.
4
Fig. 21.2, p. 336
Sintesis Senyawa Organik Energi dalam bentuk sinar matahari, cahaya, dan panas dari dalam bumi juga ada. Atmosfer yang panas menyebabkan terjadinya reaksi antara O, N, dan unsur lain, sehingga di atmosfer terdapat senyawa CH4, NH3, H2O,H2S, H2 dsb (atmosfer tereduksi/ tidak ada O2)
5
Stanley Miller menggunakan peralatan lab untuk menunjukkan sintesis asam amino dari campuran hidrogen, metana, amonia dan air pada kondisi abiotik Percobaan oleh Sidney Fox menunjukkan bahwa jika asam amino asam amino ditempatkan dalam air dan dipanaskan, mereka secara spontan akan bergabung membentuk molekul kecil seperti protein yang disebut “proteinoids”
electrodes to vacuum pump CH4 NH3 H2O H2
spark discharge gases water out
Kondisi permukaan bumi di era Hadean
condenser water in water droplets Fig. 21.3, p. 337
water containing organic compounds
boiling water
liquid water in trap
Sel hidup pertama kali Agen metabolisme awal Selama awal sejarah bumi, enzim, ATP, dan molekul-molekul lain terbentuk secara spontan Ada keterkaitan erat bahan-bahan yang ada untuk mendukung interaksi kimia dan memulai jalur metabolik Dari akumulasi senyawa organik terbentuk sistem replikasi yang terdiri dari DNA, RNA dan protein
7
membran-yang berbentuk proto-sel
Sel hidup
Sistem replikasi sendiri dilingkupi lapisan selektif-permiabel, diproteksi lipid sphere DNA
RNA
pembentukan sistem protein–RNA, evolusi DNA
enzim dan Protein lain
pembentukan lipid spheres
Pembentukan secara spontan lipida, karbohidrat, asam amino, protein, nukleotida pada kondisi abiotik
KEHIDUPAN DI ERA PROTEROZOIC
Sel prokariot dan eukariot pertama kali Kehidupan sel yang pertama terjadi 4 – 2,5 milyar tahun yang lalu pada kondisi anaerob berupa sel mirip bakteri sederhana. Prokariot awal ini kemudian berkembang menjadi archaebacteria, eubacteria. Evolusi jalur siklus fotosintesis dalam eubakteria dengan menggunakan energi sinar matahari; hasil evolusi ini terakumulasi sebagai fosil yang dikenal sebagai stomatolites
ERA ARCHAEAN
9
10
Kehidupan Masa Paleozoic
Benua Gondwana
Masa Cambrian
KEHIDUPAN ERA MESOZOIC
(550 sampai 240 juta tahun lalu)
Mesozoic (240-65 jtl) dibagi dalam Triassic, Jurassic dan Cretaceous Di awal masa Cretaceous mulai berkembang tanaman berbunga, insekta, dan reptil
Cambrian mulai muncul organisme yang hidup dekat dasar laut (trilobites sebagai kelompok dominan)
11
Pada masa Proterozoic (2,5 milyar sampai 570 juta tahun lalu), eubacteria jalur nonsiklik berevolusi menjadi sel eukariot (alge dan kapang); oksigen terakumulasi dan respirasi aerob mulai ada
12
PERKEMBANGAN JENIS TANAMAN angiosperms
number of genera
200
150
ferns
cycads
100
50
gymnosperms ginkgo
0 160
Di awal Triasic reptil berevolusi menjadi Fig. 21.16, p. 347 dinosaurus agak kecil, di masa Jurasic menjadi dinosaurus raksasa yang merajai kehidupan
other genera 140
120
100
80
60
millions of years ago
KEHIDUPAN DI ERA CENOZOIC
ASTEROID MENABRAK BUMI DI DEKAT MEKSIKO
Fig. 21.18, p. 348
Pecahnya benua Pangea menyebabkan perubahan besar pada konfigurasi massa tanah, iklim,and zona adaptasi. Selama masa Paleozene, iklim basah dan hangat menyebabkan berkembangnya hutan lebih ke utara dan lebih ke selatan dibandingkan masa sekarang. Selama masa Eocene, iklim hangat yang berlanjut menimbulkan perkembangan mamalia dengan habitat baru. Dari Oligocene sampai Pliocene, berkembang hewan pemakan tumbuhan yang merajai hutan dan padang rumput. Sekarang ada beraneka ragam spesies, tetapi setelah berkembangnya aktivitas manusia yang dimulai 50.000 tahun lalu juga telah mempercepat kepunahan spesies. 16
Era
Period
Range of Global Biodiversity
QUATERNARY MASS EXTINCTION TERTIARY
CRETACEOUS MASS EXTINCTION JURASSIC
TRIASSIC
PERMIAN
KEHIDUPAN DI ERA CENOZOIC
MASS EXTINCTION CARBONIFEROUS
DEVONIAN
SILURIAN MASS EXTINCTION Fig. 21.19, p. 349
ORDOVICIAN
CAMBRIAN
Fig. 21.20, p. 350
