Asal Usul Prokariotik dan Eukariotik

ASAL USUL PROKARIOTIK

Protobion dianggap sebagai bahan dasar pembentuk sel purba atau disebut progenot. Progenot merupakan cikal bakal universal semua jenis sel yang ada sekarang. Progenot berkembang menjadi kelompok sel prokariotik purba seperti Archaebacteria. Archaebacteria merupakan bakteri yang beradaptasi terhadap suhu sekitar 100°C, kadar garam tinggi, atau kadar asam tinggi.

Archaebacteria bersifat anaerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari berbagai jenis protein, memiliki pigmen fotosintetik berupa bakteriorodopsin, dan mampu menghasilkan ATP sendiri. Kelompok sel yang lain, yaitu Eubacteria, merupakan bakteri yang hidup pada kondisi lingkungan yang tidak seekstrim kondisi tempat hidup Archaebacteria. Eubacteria ada yang bersifat aerob dan anaerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari peptidoglikan, memiliki pigmen fotosintetik berupa bakterioklorofil, dan mampu menghasilkan ATP secara lebih efisien karena sistem transpor elektronnya lebih berkembang.

Sel prokariotik merupakan sel yang memiliki struktur lebih sederhana dibandingkan dengan sel eukariotik. Oleh karena itu, para ahli menduga bahwa makhluk hidup yang pertama kali muncul merupakan prokariot.

Pertanyaan yang mungkin kita pikirkan adalah bagaimana munculnya bakteri atau Cyanobacteria tersebut? Seperti kita ketahui, kehidupan tidak muncul secara spontan dari materi yang tidak hidup dan tidak berwujud seperti yang ada sekarang ini. Namun, kondisi bumi sekarang sangat berbeda dengan kondisi bumi saat baru berusia satu juta tahun. Kondisi atmosfernya berbeda (misalnya kondisi oksigen yang minimal), banyak petir, aktivitas gunung berapi, hantaman-hantaman meteor, serta radiasi UV sangat tinggi dibandingkan dengan keadaan bumi saat ini. Oleh karenanya, lingkungan pada kondisi dulu memungkinkan bermulanya kehidupan ini. Namun, masih banyak perdebatan mengenai asal-usul kehidupan di bumi.

ASAL USUL EUKARIOTIK

Bukti-bukti fosil menunjukkan bahwa sel prokariotik yang ada dalam batu-batuan telah berumur sekitar 3,5 milyar tahun. Umur ini satu hingga dua milyar tahun selisihnya dengan bukti yang mendukung kemunculan sel eukariotik. Dengan demikian, disimpulkan bahwa sel prokariotik telah ada terlebih dahulu sebelum sel eukariotik. Di antara sel prokariotik dan eukariotik juga terdapat berbagai kesamaan sifat. Kesamaan sifat tersebut misalnya kesamaan kode informasi genetik, enzim, dan jalur metabolisme.

Sampai dengan sekitar tahun 1970, diyakini bahwa sel- sel eukariotik berevolusi dari sel-sel prokariotik melalui suatu proses evolusi perlahan-lahan, yaitu organel pada sel prokariotik perlahan-lahan berkembang menjadi lebih kompleks. Konsep ini berubah setelah penemuan Lynn Margulis dari Universitas Boston. Margulis membuktikan teori yang sebelumnya diabaikan, yaitu organel-organel tertentu pada sel eukariotik, terutama mitokondria dan kloroplas berasal dari sel prokariotik yang berukuran kecil. 

Sel prokariotik tersebut menempati sitoplasma sel inang yang berukuran lebih besar sehingga terbentuk sel eukariotik. Hipotesis ini disebut sebagai teori endosimbiotik. Teori endosimbiotik bermakna bahwa sel tunggal yang kompleks berevolusi dari dua atau lebih sel yang lebih sederhana, yang hidup simbiotik dengan sel inangnya. .

Nenek moyang sel eukariotik yang pertama diduga merupakan bakteri heterotrof anaerob. Disebut sebagai bakteri anaerob karena energi bakteri ini berasal dari perombakan makanan tanpa menggunakan oksigen. Disebut sebagai bakteri heterotrof karena bakteri ini tidak dapat menyintesis makanannya (senyawa kompleks) dari prekursor organik (seperti C02 dan H20), dan memerlukan senyawa kompleks dari lingkungannya.

Sesuai dengan teori endosimbiotik, ada organisme prokariot yang relatif besar, bersifat anaerob dan heterotrof, yang menelan organisme prokariot yang berukuran lebih kecil dan bersifat aerob. Prokariot yang berukuran kecil tersebut diduga merupakan bakteri fotosintetik ungu.

Namun, karena tidak dapat dicerna oleh sitoplasma prokariotik yang lebih besar, sel prokariot yang lebih kecil tersebut tinggal menetap dan membentuk endosimbion di dalam tubuh sel inangnya. Saat sel inang bereproduksi, endosimbion juga bereproduksi. Setelah beberapa generasi, endosimbion kehilangan sifat-sifat yang tidak dibutuhkannya lagi dan berevolusi menjadi organel mitokondria yang kita kenal sekarang ini.

Diduga juga bahwa bergabungnya endosimbion lain, terutama Cyanobacteria, menyebabkan organisme eukariot heterotrof yang ada pada masa awal berubah menjadi organisme autotrof fotosintetik sekarang, yaitu alga dan tumbuhan hijau. Penggabungan kloroplas merupakan tahap terakhir dalam proses endosimbiotik karena semua organisme 1 eukariot memiliki mitokondria, namun hanya Algae (ganggang) dan tanaman yang memiliki kloroplas.

Bagaimana sel eukariotik sederhana berevolusi menjadi tumbuhan dan hewan? Berikut akan diuraikan tahapannya.

Evolusi Tumbuhan

Berdasarkan dugaan bergabungnya endosimbion, terutama Cyanobacteria, diperkirakan nenek moyang tumbuhan merupakan konversi organisme eukariot heterotrof- j Sel eukariotik yang bagian flagelnya menghilang dan membentuk kloroplas akan membentuk tumbuhan. Dari bentuk ini berkembang menjadi Algae.

Kebanyakan Algae (ganggang) merupakan organisme perairan. Beberapa ganggang berkembang menjadi tanaman darat, yaitu ganggang bertalus dan berfilamen. Jenis ganggang ini menutupi danau atau rawa. Pada awal periode y Silurian, ganggang secara periodik mengalami genangan dan kekeringan. Pada saat kering yang panjang, ganggang rawa atau laut dangkal mulai beradaptasi untuk melangsungkan hidupnya di darat. Cara adaptasi yang mungkin dilakukan adalah dengan membentuk organ berkutikula tebal dan bermantel, untuk melindungi sel gamet dari kekeringan. Diduga jenis-jenis ganggang ini berevolusi menjadi tumbuhan lumut dan paku, dan pada evolusi tahap lanjut menjadi tumbuhan berpembuluh. Perhatikan bagan evolusi tumbuhan pada. gambar

Evolusi Hewan

Hewan berevolusi dari Protista (kelompok ganggang) berflagel menjadi organisme kelompok Protozoa, seperti Trypanosoma dan Protozoa bersilia.

Pada evolusi hewan, yang terjadi selanjutnya adalah perubahan hewan bersel satu menjadi hewan bersel banyak (multiseluler). Hewan bersel banyak ini diperkirakan pada mulanya berbentuk bola berongga yang terdiri dari satu lapis sel (blastea).

Beberapa hewan invertebrata laut melakukan adaptasi untuk dapat hidup di darat. Adaptasi yang dilakukan berupa penyesuaian alat pemapasan untuk menghirup oksigen dari udara, dan alat gerak agar dapat bergerak di darat. Perhatikan bagan evolusi hewan pada gambar berikut