1

Asal Mula dan Evolusi Kehidupan

Materi Kuliah Bioteknologi Pertanian

Jurusan Agribisnis

Pertemuan ke 2

E-mail: Sumarsih_03@yahoo.comWeblog: Sumarsih07.wordpress.comWebsite: agriculture.upnyk.ac.id

Dosen: Ir. Sri Sumarsih, MP

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 matahariMenurut waktu geologi ada 6 era: Hadean, Archaean, Protezoic, Paleozoic, Mesozoic, and the Cenozoic.

3

Kondisi pada Awal Bumi

Pembentukan bumiSekitar 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

Fig. 21.2, p. 336

Atmosfer Pertama

Atmosfer pertama mungkin terdiri dari gas hidrogen, nitrogen, karbon monoksida dan karbon dioksidaGas oksigen dan air tidak ada

Ketika lapisan mendingin air berkondensasi,hujan mulai turun, dan reaksi kimia mulai terjadi.

5

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, H2dsb (atmosfer tereduksi/ tidak ada O2)

Stanley Miller menggunakan peralatan lab untuk menunjukkan sintesis asam amino dari campuran hidrogen, metana, amonia dan air pada kondisi abiotikPercobaan 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” Fig. 21.3, p. 337

to

vacuum

pump

boiling water

spark

discharge

liquid water in trap

water containing

organic compounds

water droplets

water in

condenser

electrodes

water out

CH4NH3H2O

H2

gases Kondisi permukaan bumi di era Hadean

7

Sel hidup pertama kali

Agen metabolisme awalSelama 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

membran-yang

berbentuk proto-sel Sel

hidup

Sistem replikasi sendiri dilingkupi

lapisan selektif-permiabel, diproteksi lipid sphere

DNA RNAenzim dan

Protein lain

pembentukan sistem

protein–RNA,

evolusi DNA

pembentukan

lipid spheres

Pembentukan secara spontan lipida,

karbohidrat, asam amino, protein,

nukleotida pada kondisi abiotik

9

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

10

KEHIDUPAN DI ERA PROTEROZOICPada masa Proterozoic (2,5 milyar sampai 570 juta tahun lalu), eubacteria jalur non-siklik berevolusi menjadi sel eukariot (alge dan kapang); oksigen terakumulasi dan respirasi aerob mulai ada

Benua Gondwana

Masa Cambrian

11

Kehidupan Masa Paleozoic (550 sampai 240 juta tahun lalu)

Cambrian mulai muncul organisme yang hidup dekat dasar laut (trilobites sebagai kelompok dominan)

12

Mesozoic (240-65 jtl) dibagi dalam Triassic, Jurassic dan Cretaceous

Di awal masa Cretaceous mulai berkembang tanaman berbunga, insekta, dan reptil

KEHIDUPAN ERA MESOZOIC

millions of years ago

number of genera

other genera

200

gymnosperms

ginkgo

cycadsferns

angiosperms

150

100

50

0

160 140 120 100 80 60

PERKEMBANGAN JENIS TANAMAN

Fig. 21.16, p. 347Di awal Triasic reptil berevolusi menjadi

dinosaurus agak kecil, di masa Jurasic menjadi

dinosaurus raksasa yang merajai kehidupan

Fig. 21.18, p. 348

ASTEROID MENABRAK BUMI DI DEKAT MEKSIKO

16

KEHIDUPAN DI ERA CENOZOICPecahnya 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.

Fig. 21.19, p. 349

KEHIDUPAN DI ERA CENOZOIC

Fig. 21.20, p. 350

MASS

EXTINCTION

MASS

EXTINCTION

MASS

EXTINCTION

MASS

EXTINCTION

Range of Global Biodiversity PeriodEra

QUATERNARY

TERTIARY

CRETACEOUS

JURASSIC

TRIASSIC

PERMIAN

CARBONIFEROUS

DEVONIAN

SILURIAN

ORDOVICIAN

CAMBRIAN