Permulaan. Asal Mula dan Evolusi Kehidupan. Atmosfer Pertama. Kondisi pada Awal Bumi

Transkripsi

1 Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian Jurusan Agribisnis Pertemuan ke 2 Asal Mula dan Evolusi Kehidupan Dosen: Ir. Sri Sumarsih, MP Sumarsih_03@yahoo.com Weblog: Sumarsih07.wordpress.com Website: agriculture.upnyk.ac.id 1 2 Permulaan 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. 3 Kondisi pada Awal Bumi Pembentukan bumi 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? 4 Atmosfer Pertama 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. Fig. 21.2, p. 336

2 Sintesis Senyawa Organik 5 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) Stanley Miller menggunakan peralatan lab untuk menunjukkan sintesis asam amino dari campuran spark CH hidrogen, metana, amonia dan air pada kondisi 4 discharge NH 3 gases H abiotik 2 Kondisi permukaan O H 2 water out Percobaan oleh Sidney Fox menunjukkan bahwa bumi di era Hadean condenser jika asam amino asam amino ditempatkan dalam water in air dan dipanaskan, mereka secara spontan akan bergabung membentuk molekul kecil seperti water droplets Fig. 21.3, p. 337 protein yang disebut proteinoids water containing to vacuum pump boiling water electrodes organic compounds liquid water in trap Sel hidup pertama kali membran-yang berbentuk proto-sel Sel hidup 7 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 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

3 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 ( 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

4 PERKEMBANGAN JENIS TANAMAN angiosperms number of genera ferns cycads gymnosperms ginkgo Di awal Triasic reptil berevolusi menjadi Fig , p. 347 dinosaurus agak kecil, di masa Jurasic menjadi dinosaurus raksasa yang merajai kehidupan other genera millions of years ago KEHIDUPAN DI ERA CENOZOIC ASTEROID MENABRAK BUMI DI DEKAT MEKSIKO Fig , 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 tahun lalu juga telah mempercepat kepunahan spesies. 16

5 Era Period QUATERNARY TERTIARY Range of Global Biodiversity CRETACEOUS JURASSIC TRIASSIC KEHIDUPAN DI ERA CENOZOIC PERMIAN CARBONIFEROUS DEVONIAN Fig , p. 349 SILURIAN ORDOVICIAN Fig , p. 350 CAMBRIAN