Riset Kimia Penciptan Dunia dan Kehidupan

Riset Empiris Secara Kimiawi Penciptan Dunia dan Kehidupan*)

Stanley L. Miller, ilmuwan Amerika yang secara eksperimental mendemonstrasikan asal usul kehidupan di Bumi melalui reaksi kimia, tidak percaya   mungkin untuk mereproduksinya secara artifisial di Mars, seperti yang diusulkan oleh program NASA. Sebaliknya, atmosfer Yupiter, Saturnus, dan Titanium saat ini sedang mensintesis unsur-unsur kimia yang dianggap sebagai prekursor dalam kemunculan kehidupan. Sisa-sisa besar yang tidak diketahui, menurut Miller, bagaimana elemen-elemen penting ini bereaksi menjadi struktur kompleks yang saat ini membentuk kehidupan di planet ini.

Stanley L. Miller, profesor Kimia di Universitas San Diego (California), akhir-akhir ini di Barcelona diundang oleh Generalitat untuk memberikan berbagai konferensi. Peneliti Amerika, yang sekarang berusia 62 tahun, mengejutkan dunia ilmiah pada tahun 1953, ketika dia baru berusia 23 tahun, dengan menunjukkan   kehidupan telah muncul di Bumi sepenuhnya secara spontan, seperti yang telah ditunjukkan oleh Oparin, Haldane, dan Urey secara teoritis. 

Miller berhasil mensintesis asam amino, salah satu komponen penting kehidupan, dari campuran gas steril yang membentuk atmosfer. Eksperimen tersebut menunjukkan untuk pertama kalinya   asam amino -elemen yang menyusun protein- dan senyawa lain dari sel muncul melalui reaksi kimia dari molekul sederhana.

Bagaimana zat organik sederhana berevolusi untuk mengembangkan kompleks, struktur reproduksi sendiri adalah misteri yang belum terungkap, meskipun, menurut Miller, sains akan segera memberikan jawaban: "Apa yang kita ketahui adalah   proses yang memunculkan kehidupan organik sangat cepat, hampir 10.000 tahun".

NASA telah mempertimbangkan kemungkinan untuk secara artifisial menciptakan kondisi yang diperlukan bagi kehidupan untuk berkembang di planet Mars, baik dengan membawa jenis alga tertentu ke planet itu sehingga mereka dapat berkembang biak, atau dengan membuang asam amino dan zat dasar yang diperlukan untuk memulai kehidupan. dari awal.

riset ilmiah proses dunia/dokpri

"Saya tidak berpikir eksperimen ini bisa berhasil. Beberapa zat prebiotik yang bisa kita bawa akan cepat dihancurkan oleh tingkat oksidasi yang tinggi. Di Mars, ozon tidak terkonsentrasi di bagian atas atmosfer, seperti di Bumi, tapi di permukaan, dan itu akan sangat cepat menghabiskan molekul yang bisa kita bawa. Adapun reproduksi alga, saya juga pesimis karena alga membutuhkan banyak kelembaban dan atmosfer Mars sangat kering dan sangat dingin".

Miller percaya, bagaimanapun,   sebelum menangani eksperimen ini, pertanyaan "jika kita memiliki hak untuk mengubah ekologi planet lain" harus ditanyakan. Mengamati prosesnya, bagaimanapun juga, akan sama menariknya dengan mengamati apa yang terjadi di dalam tabung reaksinya hanya dalam waktu satu minggu' . Miller adalah seorang mahasiswa dewasa sebelum waktunya dan ulet yang tidak mempertimbangkan untuk memberikan bel, tetapi untuk melakukan tesis doktor yang baik. Dan untuk ini dia meminta Harold C. Urey, Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1934, untuk mengarahkannya.

Miller menyimpan campuran amonia, uap air, hidrogen, dan metana dalam sebuah wadah, dan mulai membombardirnya dengan pelepasan listrik dan cahaya. Pada jam-jam pertama, campuran tampak benar-benar transparan. Namun pada hari kedua, cairan yang mengembun mulai berubah warna menjadi merah muda. Tujuh hari kemudian sudah merah tua dan sedikit lengket. Menganalisis zat yang dihasilkan, Miller menemukan dua asam amino dan senyawa kimia lainnya yang sampai saat itu dianggap hanya diproduksi oleh sel hidup. Sekitar waktu yang sama, tim lain dari laboratorium yang sama menghitung berapa lama kehidupan telah muncul di Bumi. Kesimpulannya tidak lama kemudian: kehidupan muncul. 4,55 miliar tahun yang lalu.

Hingga pertengahan abad terakhir, secara luas diyakini   kehidupan di Bumi telah diciptakan oleh kekuatan supernatural,   baik setelah tindakan kreatif tunggal atau pada interval yang berurutan.  Apa yang dikatakan Alkitab diterima secara harfiah, dengan cara ini,  catatan Kejadian tentang Penciptaan diterima. Selain itu, teori ini menyatakan  masing-masing spesies yang berbeda berasal  secara terpisah dari yang lain dan tidak mengalami  modifikasi apa pun dalam perjalanan generasi yang berurutan (imobilitas spesies).

Hari ini dipahami  Alkitab berurusan dengan pertanyaan-pertanyaan agama dan moral, dan  itu tidak boleh diambil sebagai sumber untuk menjelaskan pertanyaan-pertanyaan ilmiah. Sains,  pada bagiannya, juga tidak dapat menyelesaikan pertanyaan moral atau agama. Sains dan agama berurusan dengan bidang yang berbeda dan tidak harus bertentangan .

Karena mereka tidak dapat dikenai verifikasi eksperimental,  dasar-dasar kreasionisme dikecualikan dari bidang penerapan  sains dan saat ini diabaikan oleh sebagian besar komunitas
ilmiah .

riset dunia sistem mikrokosmos otak dan sistem/dokpri

Generasi spontan. Pendiri teori ini adalah Aristotle, yang menjelang pertengahan abad keempat SM. C., mengabdikan dirinya untuk mempelajari ilmu- ilmu alam . Filsuf berpendapat  beberapa bentuk kehidupan, seperti cacing dan berudu, berasal dari lumpur yang dipanaskan oleh matahari,  sedangkan lalat lahir dari daging bangkai hewan yang membusuk . Keyakinan keliru ini bertahan selama berabad-abad sampai, sekitar pertengahan abad ke-17, ahli biologi Italia Francesco Redi (~1626?-1697) menunjukkan  larva lalat berasal dari daging hanya jika lalat hidup sebelumnya bertelur di sana. : oleh karena itu, ia berpendapat  tidak ada bentuk kehidupan yang dapat lahir dari materimati

Dalam percobaan pertama, Redi memasukkan satu potong daging ke dalam wadah terbuka dan satu lagi dalam wadah tertutup lilin. Dia mengamati  setelah beberapa hari, daging yang disimpan dalam wadah tertutup, bahkan ketika membusuk, tidak mengandung jejak larva, tidak seperti yang terjadi pada daging dalam wadah terbuka, di mana lalat dewasa dapat bertelur. .telur. Eksperimen tersebut dikritik, karena larva mungkin tidak tumbuh dalam pot tertutup karena tidak ada udara yang bisa masuk . Oleh karena itu, ia mengulangi percobaannya dan menggunakan toples terbuka dan toples lain yang ditutup dengan kain kasa, yang memungkinkan udara masuk, tetapi tidak lalat. Sekali lagi, tidak ada larva yang muncul di toples tertutup.

Eksperimen ini dapat secara definitif menunjukkan  kehidupan hanya dapat berasal dari bentuk kehidupan lain yang sudah ada sebelumnya, tetapi ternyata tidak: teori generasi spontan bertahan selama dua abad lagi, berkat dukungan kalangan agama yang menjadi pendukung pemikiran teologis Aristotle .

mengubah dunia dengan IT dan sistem/dokpri

Sanggahan dari generasi spontan. Percobaan Pasteur;Louis Pasteur, pada tahun 1864, menunjukkan ketidakmungkinan generasi kehidupan yang spontan. Sudah diterima  makhluk hidup yang kompleks, seperti serangga, tidak dapat terbentuk dari ketiadaan, tetapi belum jelas dalam kasus mikroorganisme.

Pasteur menyiapkan beberapa retort dengan kaldu daging yang dia regangkan dan lengkungkan lehernya membentuk huruf "S". Dia merebus isinya untuk mensterilkannya, tetapi tidak menutupnya dengan rapat; dengan demikian, udara dapat dengan bebas masuk ke bagian dalam, tetapi mikroorganisme tetap berada di leher angsa bejana dan tidak mencemari kaldu.

Beberapa dari retort ini masih disimpan sampai sekarang di museum Pasteur, yang tetap tidak terkontaminasi.

Penyangkalan terhadap generasi spontan ini merupakan tonggak besar bagi sains, karena hal itu merupakan kemajuan besar; namun, itu menimbulkan masalah serius: jika bahan organik tidak dapat dibentuk dari bahan anorganik, bagaimana kehidupan muncul di Bumi primitif ?

Teori tentang asal mula kehidupan secara kimiawi;  Oparin, Alexander, ahli biologi dan biokimia Soviet yang membuat kemajuan mengenai asal usul kehidupan di Bumi. Alexsander Oparin lulus dari Universitas Moskow pada tahun 1917. Pada tahun 1924, ia mulai mengembangkan teori tentang asal usul kehidupan, yang terdiri dari perkembangan konstan evolusi kimia molekul karbon dalam kaldu primitif. Teori Oparin diambil oleh Stanley Miller, yang mempraktekkan eksperimen yang berhasil menciptakan bahan organik dari bahan anorganik. Pada tahun 1935, ia mendirikan Institut Biokimia RAS. Pada tahun 1946, ia diterima di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. Pada tahun 1970, ia terpilih sebagai presiden Masyarakat Internasional untuk Studi Asal Usul Kehidupan. Ia dimakamkan di Pemakaman Novodevichy di Moskow.

riset otak manusia menjadi kecerdasan buatan IT/dokpri

Pada tahun 1930, ia menghipotesiskan munculnya kehidupan di Bumi. Dia mengusulkan   atmosfer bumi awal mengandung metana, hidrogen, dan amonia. Kehadiran air dikaitkan dengan uap yang menyertai emisi vulkanik yang melimpah pada waktu itu, seperti yang terjadi hari ini. Temperatur tinggi, sinar ultraviolet dan pelepasan listrik di atmosfer awal akan menyebabkan reaksi kimia unsur-unsur membentuk asam amino primitif (bahan organik). Dari asam amino kita akan beralih ke protein sederhana primitif;

Teori Oparin dan Haldane. percobaan Miller. Saat ini teori yang diterima untuk menjelaskan asal usul kehidupan adalah teori yang didasarkan pada hipotesis kimia yang diajukan oleh A. Oparin Rusia dan Haldane dari Inggris pada tahun 1923.

Ketika Bumi terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, itu adalah bola pijar besar di mana unsur-unsur yang berbeda diatur menurut kepadatannya,  sehingga yang terpadat tenggelam ke bagian dalam Bumi dan membentuk inti, dan yang lebih ringan keluar membentuk lapisan gas di sekitar bagian padat, proto-atmosfer, di mana ada gas seperti metana,  amonia dan uap air .

Gas-gas ini menjadi sasaran radiasi ultraviolet (UV) intens dari Matahari dan pelepasan listrik kuat yang terjadi di atmosfer itu sendiri , seolah-olah mereka adalah sambaran petir raksasa; Sebagai hasil dari energi ini, gas-gas sederhana ini mulai bereaksi satu sama lain, menghasilkan molekul yang semakin kompleks; pada saat yang sama Bumi mulai mendingin, dan mulai turun hujan deras dan hujan ini menyeret molekul-molekul atmosfer menuju laut primitif yang sedang terbentuk.

Lautan primitif itu sangat panas dan panas ini menyebabkan molekul-molekul terus bereaksi satu sama lain, memunculkan molekul-molekul baru yang semakin kompleks; Oparin menyebut lautan bermuatan molekuler ini sebagai KALUS NUTRITIF atau SUP UTAMA. Beberapa molekul ini berkumpul untuk membentuk asosiasi dalam bentuk bola kecil yang disebut COACERVATE, yang belum menjadi sel.

Sup primitif atau kaldu primordial adalah titik sentral Oparin, teori yang paling diterima tentang penciptaan kehidupan di planet kita (ahli biologi Rusia Aleksandr Oparin). Pada tahun 1924 ia mendalilkan hipotesis ini, yang berpusat pada sup primitif,   asal usul kehidupan di Bumi adalah karena evolusi kimia bertahap dari molekul berbasis karbon, semuanya dengan cara abiotik.

Sebagai klarifikasi, dikatakan   dalam bidang biologi dan ekologi, istilah abiotik mengacu pada yang bukan biotik, yaitu yang bukan bagian atau bukan produk makhluk hidup, seperti faktor inert: iklim, geologis atau geografis, hadir di lingkungan dan mempengaruhi ekosistem.

Seperti yang Aleksandr Oparin sebut "chup chup" yang memberikan sentuhan akhir pada bahan-bahan yang ada di dalam kaldu - kebanyakan karbon, nitrogen, dan hidrogen - adalah sinar ultraviolet dan energi listrik .

Hasilnya adalah struktur RNA sederhana akan dihasilkan, bahan yang masih ada di sel kita hari ini dan diperlukan untuk "saudara" yang terkenal, DNA, untuk dapat bertindak.

DNA adalah urutan sekitar tiga miliar molekul (nukleotida), dan di sanalah semua instruksi genetik yang digunakan dalam pengembangan dan fungsi semua organisme hidup berada dalam bentuk yang disandikan.

Dipostulasikan   molekul-molekul ini kemudian tersapu oleh hujan ke lingkungan laut yang panas dan kekurangan oksigen, di mana kehidupan terus berjalan. Karena molekul-molekul ini bergabung membentuk protein, asam nukleat dan senyawa kehidupan lainnya.

Teori Oparin dan sup primitifnya diuji. Hal yang paling aneh, meskipun tidak terlepas dari kritik, adalah   pembentukan molekul organik telah dicapai di laboratorium. Dari reka ulang kondisi sup primitif itu oleh Stanley Miller, seorang ilmuwan di University of Chicago, yang pada tahun 1953 memperkenalkan air, metana, amonia, dan hidrogen dalam wadah kaca untuk mensimulasikan kondisi yang dianggap sebagai Bumi primitif.

Campuran terkena kejutan listrik, dan seminggu kemudian kromatografi kertas menunjukkan   beberapa asam amino dan molekul organik lainnya telah terbentuk.

Proses ini berlanjut sampai sebuah molekul muncul yang mampu meninggalkan salinan dirinya sendiri, yaitu sesuatu yang mirip dengan mereproduksi dirinya sendiri; molekul ini akan menjadi sesuatu yang mirip dengan ASAM NUKLAT. Koaservat yang memiliki asam nukleat mulai tetap berada dalam medium, mengisolasi diri agar tidak bereaksi dengan molekul lain, dan akhirnya mereka akan mulai bertukar materi dan energi dengan medium, sehingga menghasilkan sel primitif.

Stanley Miller berangkat untuk mendapatkan molekul organik yang relevan dengan kehidupan dengan mensimulasikan di laboratorium apa yang kemudian dianggap sebagai kondisi di Bumi awal.

dokpri

Untuk melakukan ini, ia membangun peralatan kaca yang terdiri dari labu yang mensimulasikan lautan primitif dan di mana ia memasukkan 200 ml air dan mengarahkannya ke sumber panas untuk mensimulasikan penguapan yang disebabkan oleh energi matahari . Terhubung ke wadah "samudera" adalah labu "atmosfer", di mana, setelah dievakuasi, atmosfer primitif yang seharusnya dibentuk oleh CH4 (metana), NH3 (amonia) dan juga H2 ( hidrogen ) diperkenalkan.) ke gas-gas ini akan ditambahkan uap air yang diuapkan dari wadah laut. Berikutnya adalah kondensor yang akan mensimulasikan hujan setelah mendinginkan gas. Dua elektroda yang mampu menghasilkan arus hingga 60.000 V telah dipasang di kapasitor.Percikan api yang dihasilkan adalah simulasi eksperimental petir atmosfer primitif, tidak diragukan lagi hadir dalam jumlah besar di Bumi primitif.

Setelah membiarkan generator busi terhubung selama seminggu, Stanley Miller melihat bagaimana kondensat muncul dari campuran gas yang secara bertahap berubah warna,  dari merah muda pada hari pertama menjadi ungu-merah pada hari terakhir. Ketika menganalisis sampel kental dengan kromatografi kertas,  keberhasilannya gemilang dan lima asam amino penting diidentifikasi: Glycine, D-Alanine, L-Alanine, Asam aspartat dan asam a-amino-n-butirat.

Selain itu, hasil dari proses itu tidak terduga tinggi, dalam urutan puluhan miligram asam amino. Dalam percobaan berikutnya dan dengan metode analisis yang lebih sensitif,  hingga dua puluh asam amino yang berbeda terdeteksi dengan hasil hingga 110mg. Eksperimen yang diusulkan oleh Miller telah menunjukkan  molekul organik yang relevan dengan asal usul kehidupan dapat dihasilkan dari gas yang dianggap primitif dan dengan sumber energi yang tidak diragukan lagi ada di Bumi primitif . Dengan cara ini,  kimia prebiotik lahir,  sebuah disiplinyang bertanggung jawab untuk mempelajari pembentukan molekul organik di bawah kondisi yang berlaku di Bumi awal dan kemungkinan keterlibatannya dalam asal usul kehidupan.

Saat ini ada varian dari teori Kimia tentang asal usul kehidupan, yaitu teori Asal usul kehidupan di luar Bumi, yang mengasumsikan prinsip- prinsip teori Oparin dengan perbedaan mengusulkan  molekul yang bereplikasi, asam nukleat primitif yang mampu penyalinan diri, itu tidak muncul di laut terestrial primordial, tetapi berasal dari beberapa nebula yang dekat dengan Bumi atau di nebula itu sendiri yang berasal dari Tata Surya,  dan mencapai Bumi di beberapa meteorit, mengintegrasikan dirinya dalam proses evolusi kimia yang sudah terjadi di Bumi.

Filsuf Yunani Anaxagoras (abad ke-6 SM) adalah orang pertama yang mengusulkan asal usul kehidupan kosmik, tetapi sejak abad ke-19 dan seterusnya hipotesis ini memperoleh momentum,  karena analisis yang dilakukan pada meteorit, yang menunjukkan keberadaan materi organik.,  seperti hidrokarbon,  asam lemak,  asam amino, dan asam nukleat.

Hipotesis panspermia menyatakan  kehidupan dibawa secara acak dari planet ke planet dan dari satu sistem planet ke yang lain. Pendukung terbesarnya adalah ahli kimia Swedia Svante Arrhenius (1859-1927), yang mengklaim  kehidupan berasal dari luar angkasa dalam bentuk spora bakteri yang berjalan di seluruh ruang didorong oleh radiasi dari bintang.

Gagasan panspermia mungkin tampak agak mistis dan esoteris, tetapi patut dipertimbangkan. Meskipun hipotesis awal tampaknya tidak mungkin, kenyataannya adalah  ada molekul organik dalam debu bintang dan komet, dan  dampak meteorit terhadap planet dapat merobek fragmen dari planet dan memproyeksikannya ke planet lain. Misalnya, meteorit Mars telah ditemukan di Bumi. Di sisi lain, bakteri dan sporanya sangat resisten, sehingga mereka mungkin dapat melakukan perjalanan antara beberapa planet dan planet lain dalam keadaan tertentu.

Teori ini didukung oleh para ilmuwan bertubuh Carl Sagan didasarkan pada penemuan luar angkasa dari berbagai molekul biokimia, seperti air dan asam amino, di awan gas dari beberapa nebula.

*) tulisan ini disampaikan sebagai bentuk terima kasih saya kepada Mentor saya;_  (Alm) Prof Dr Sudjana, M.Sc., (Guru Besar FMIPA UNPAD), yang mmeberikan jurnal riset, dan membuka berpikir tentang penciptaan Kimiawi Dunia, dan Isinya