Charles Darwin pernah berteori bahwa asal usul kehidupan – yang dikenal sebagai abiogenesis – bisa terjadi karena senyawa prekursor berkumpul di “kolam kecil yang hangat.” Sebuah studi baru memberikan bukti untuk teori tersebut, memodelkan bagaimana meteorit dapat menghasilkan senyawa yang dapat menyebabkan pembentukan RNA (sepupu DNA) di kolam seluruh Bumi. Pendukung cerita asal mula kehidupan utama lainnya, bahwa gagasan kehidupan berasal dari ventilasi hidrotermal yang jauh di samudera, adalah tidak meyakinkan.
Pertanyaan terbesar tentang kehidupan adalah hal yang jelas, tapi jawabannya diperdebatkan dengan hangat.
Bagaimana semua itu dimulai?
Ahli biologi yang paling terkenal, Charles Darwin, pernah berteori dalam sebuah surat pribadi kepada temannya Joseph Lee Hooker bahwa kehidupan – molekul pertama – bisa muncul dari “kolam kecil yang hangat” di mana beberapa komponen prekursor mengalami zat kimia. Reaksi, menciptakan senyawa yang nantinya akan berkembang menjadi bentuk kehidupan seperti yang kita kenal sekarang.
Teori utama lainnya adalah bahwa kehidupan bisa pertama kali muncul di bawah air di ventilasi hidrotermal sangat panas, di mana air laut dingin dipanaskan sampai suhu yang membakar oleh aktivitas vulkanik jauh di dasar laut, memberikan energi yang cukup untuk mengubah bahan kimia dan partikel lainnya.
Para ilmuwan mengatakan bahwa untuk kehidupan yang ada, molekul harus mampu memicu reaksi yang mengarah pada penciptaan molekul baru. RNA memiliki sifat yang memungkinkannya melakukannya tanpa memiliki protein kompleks, yang dibutuhkan DNA untuk proses replikasi – sebuah argumen kunci mengapa RNA akan datang lebih dulu.
Penulis mengatakan bahwa simulasi mereka adalah yang pertama untuk membuat model cerita asal ini dengan cara yang lengkap, membantu menunjukkan bahwa cerita kolam kecil yang hangat mungkin yang benar.
“Tidak ada yang benar-benar menjalankan perhitungan sebelumnya. Ini sangat menarik,” Ben Pearce dari McMaster University, penulis utama studi baru tersebut, mengatakan dalam sebuah siaran pers .
Sebuah kolam kecil yang hangat di Bumi sekarang, di jalan setapak Bumpass Hell di Taman Nasional Volkanik Lassen di California. Kolam kecil yang hangat yang merupakan kandidat utama untuk tempat kelahiran kehidupan di Bumi mungkin terlihat agak mirip. [Credit: BKD Pearce]
Sebuah model untuk pembentukan kehidupan
Pearce dan rekan penulis menciptakan model sebagaiman Bumi tampak disaat planet ini berubah secara geologis pada tahap awal. Di seluruh dunia, meteorit yang melanda planet ini antara 4,5 dan 3,7 miliar tahun yang lalu bisa melahirkan nukleobase ke kolam kecil yang hangat, ribuan di antaranya mungkin ditemukan di seluruh benua awal yang masih muncul dari lautan.
Selama musim kemarau, kolam ini akan menyusut, membawa bahan kimia bersama; mereka akan berkembang selama musim hujan. Siklus basah dan kering membantu menjelaskan polimerisasi, proses dimana senyawa berkembang menjadi rantai atau struktur tiga dimensi, tulis para penulis. Kolam yang menyusut selama siklus kering akan membawa senyawa bersama-sama, memungkinkan mereka untuk terikat, yang merupakan salah satu alasan mengapa bahan kimia berkumpul di perairan terbuka di dekat ventilasi hidrotermal adalah penjelasan yang tidak masuk akal.
Tetapi karena kondisi lingkungan yang berubah dengan cepat selama siklus ini, penulis yakin RNA pasti terbentuk dalam beberapa tahun akibat dampak meteorit. Jika tidak, sinar UV dari sinar matahari selama periode kering bisa menghancurkan senyawa.
Penulis berpendapat hal ini terjadi setidaknya 4,17 miliar tahun yang lalu, jutaan tahun sebelum kita memiliki bukti nyata tentang pembentukan kehidupan di planet ini. Bukti tersebut mencapai sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu – meskipun penelitian lain juga membuat klaim bahwa kehidupan ada setidaknya 3,95 miliar tahun sebelum sekarang.
Ada beberapa alasan mengapa penulis percaya model ini dapat membantu memecahkan masalah asal usul kehidupan, yang dikenal sebagai “abiogenesis.” Model mereka memperhitungkan meteorit sebagai bahan sumber untuk prekursor RNA; Ini dapat membantu menjelaskan bagaimana beberapa reaksi yang diperlukan akan terjadi; dan mereka mengatakan garis waktu mereka sesuai dengan kondisi geologi awal planet ini.
“Karena ada begitu banyak masukan dari berbagai bidang, sangat menakjubkan bahwa semuanya tergantung bersama. Setiap langkah berjalan sangat alami ke langkah berikutnya,” kata rekan penulis studi Ralph Pudritz dalam rilisnya. “Agar semuanya mengarah pada gambaran yang jelas pada akhirnya, katakanlah ada yang benar tentang ini.”
Ventilasi hidrotermal atau “cerobong asap hitam.” OAR / National Undersea Research Program (NURP); NOAA
Pertanyaan tak terjawab
Namun pertanyaannya masih jauh dari terpecahkan.
“Ya, itu sebuah kemungkinan, tapi sejauh ini, jauh dari satu-satunya kemungkinan, dan sejauh ini, jauh dari kenyataan,” kata Jan Amend , pakar geokimia di University of Southern California yang mempelajari ventilasi hidrotermal, mengatakan kepada Newsweek .
Amandemen tidak setuju dengan perlunya siklus basah-kering, menunjukkan bahwa dampak meteorit dapat menghancurkan senyawa prekursor, dan mengatakan bahwa bahkan mungkin ada meteorit yang tidak dapat mengirimkan semua bahan yang diperlukan.
Ilmuwan lain lebih menyukai penjelasan ventilasi hidrotermal karena mereka yakin itu satu-satunya cara yang bisa menjadi energi yang cukup bagi reaksi pembentuk kehidupan.
Studi baru ini setidaknya kemajuan teori kolam hangat, meski pertanyaannya tetap jauh dari terpecahkan.
“Berdasarkan apa yang kita ketahui tentang pembentukan planet dan kimia tata surya, kita telah mengusulkan skenario yang konsisten untuk kemunculan kehidupan di Bumi. Kami telah menyediakan informasi fisik dan kimia yang masuk akal tentang kondisi di mana kehidupan bisa berasal,” rekan penulis Dmitry Semenov dari Institut Max Planck untuk Astronomi mengatakan dalam siaran persnya. “Sekarang, para eksperimentalis beralih untuk mencari tahu bagaimana kehidupan benar-benar muncul di bawah kondisi awal yang sangat spesifik ini.”
