Makalah Evolusi
ASAL - USUL KEHIDUPAN KEHID UPAN “KEMUNCULAN PROKARIOT”
disusun oleh:
Ghearika Sriwijatno / 141 444 2 003 Nur Ummu Pratiwi Arifuddin Arifuddin / 141 444 2 007 Afifah Fadhilah / 141 444 2 011 !na"ah Nur Alief"a / 141 444 2 013
Pendidikn !iolo"i ICP A
#URUSAN !IOLO$I %AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEN$ETAHUAN ALAM UNI&ERSITAS NE$ERI MAKASSAR TAHUN '()*
1
KATA PEN$ANTAR
Puji !"ukur kami u#a$kan ke$ada %uhan &an' (aha )!a "an' telah mem*erikan karunia dan rahmatn"a ke$ada kami !ehin''a da$at men"u!un makalah den'an judul Asl-usul Kehidu+n “Ke,unuln P.ok.io/” ini den'an *aik+ (akalah ini di*uat untuk memenuhi tu'a! mata kuliah e,olu!i "an' di*erikan+ -ara$an ter*e!ar kami "aitu !emo'a a$a "an' telah kami tuli! da$at mem*erikan manfaat *a'i $ara $em*a#a+ %ak lu$a ju'a kami !am$aikan terima ka!ih ke$ada !emua $ihak "an' telah *erkontri*u!i men"um*an' $emikirann"a dalam $em*uatan makalah ini+ %erle$a! dari !emua itu. kami men"adari *ahwa !e$enuhn"a. makalah ini memiliki kekuran'an. *aik dari !e'i $en"u!unan kalimat atau$un tata *aha!an"a+ leh karena itu. kami men'hara$kan !e'ara kritik dan !aran dari $em*a#a untuk da$at mem*uat makalah ini menjadi le*ih *aik la'i+
(aka!!ar. 10 (aret 2017
Penuli!
2
!A! I PENDAHULUAN
A0 L/. !elkn" ehidu$an dimulai !an'at dini dalam !ejarah *umi. dan or'ani!me
$ertama itu meru$akan nenek mo"an' *a'i keleid!ko$ keanekara'aman *iolo'i! "an' kita lihat !ekaran' ini+ r'ani!me "an' $alin' kita kenal adalah or'ani!me makro!ko$ik dan multi!elular terutama tum*uhan dan ju'a hewan+ Namun demikian. $ada ti'a $erem$at awal !ejarah e,olu!i. !atu!atun"a or'ani!me *umi adalah or'ani!me mikro!ko$ik dan uni!ellular *er!el tun''al+ Sejarah kehidu$an $rokariota meru$akan !uatu ki!ah !uk!e! "an' terentan' !elama le*ih dari 3. miliar tahun+ Prokariota meru$akan or'ani!me $alin' awal. dan hidu$ !erta *ere,lu!i !endirian di *umi ini ham$er !elama 2 miliah tahun+ r'ani!me $rokariota teru! men"e!uaikan diri dan teru! hidu$ di *umi "an' teru! *ere,olu!i. dan $ada 'ilirann"a mem*antu men'u*ah *umi+ Peranann"a mem*antu men'u*ah *umi ialah tidak lain dalam $em*entukan kondi!i *umi hin''a !ekaran' ini+ Akumula!i 2 atmo!fer *era!al dari akti,ita! foto!inte!i!! #iano*akter 2. mil"ar tahun "an' lalu+ Prokariota adalah or'ani!me $ertama. dan *ertahan hidu$ !am$ai !ekaran' !e*a'ai or'ani!me hidu$ "an' $alin' lua! tem$at hidu$n"a dan $alin' *an"ak jumlahn"a hal ter!e*ut dikarenakan $rokariot da$at hidu$ di ham$er !emua ha*itat di *umi. "aini di air $ana!. air a!in. air din'in. tanah. udara. dan ha*itat ek!tream lainn"a+ ),olu!i $rokariot *ahwa
da$at
mem*erikan
'am*aran
ke$ada
kita.
dunia mikro*a !an'at di$erlukan kehadirann"a di *umi ini+
),olu!i $rokariot ju'a menjela!kan ke$ada kita *ahwa *erlan'!un'
dalam
waktu
lama
ini
$eru*ahan
"an'
men'ha!ilkan keanekara'aman
!el. *aik !el $rokariot !endiri. mau$un !el eukariot "an' kemudian *erkem*an' menjadi mahluk hidu$ multi!eluler+ leh karena itu. $ada makalah kali ini akan di *aha! men'enai $rokariot den'an uraian a!alu!ul
3
dan e,olu!in"a. !truktur dan fun'!i !erta re$roduk!in"a. keanekara'amann"a. dan ju'a makna ekolo'i!n"a+ !0 Ru,usn Mslh Ada$un rumu!an ma!alah dari $en"u!unan makalah ini adalah !e*a'ai
*erikut 5 1+ 6a'aimanakah a!alu!ul dan e,olu!i dari $rokariotik 2+ 6a'aimanakah !truktur. fun'!i. dan re$roduk!i dari $rokariotik 3+ 6a'aimanakah keanekara'aman dari $rokariotik 4+ A$akah dam$ak ekolo'i! dari ke*eradaan $rokariotik C0 Tu1un %ujuan dari $en"u!unan makalah ini adalah !e*a'ai *erikut 5 1+ Untuk men'etahui a!alu!ul dan e,lu!i dari $rokariotik 2+ Untuk men'etahui !truktur. fun'!i. dan re$roduk!i dari $rokariotik 3+ Untuk men'etahui keanekara'aman $rokariotik 4+ Untuk men'etahui dam$ak ekolo'i! dari ke*eradaan $rokariotik
!A! II PEM!AHASAN
A0 Asl-usul dn E2olusi d.i P.ok.io/ik Ahli a!tronomi. 'eolo'i. dan *iolo'i men"atakan *ahwa u!ia *umi
kirakira 4. mil"ar tahun+ Pada ma!a itu !uhu di *umi jauh le*ih tin''i dari $ada !uhu *umi !aat ini+ ondi!i *umi ma!ih la*il. meru$akan ka*ut "an'
4
*er$ilin $ada $oro!n"a dan kemudian !e#ara *ertaha$ dalam waktu "an' !an'at
lama
*eran'!uran'!ur
*umi
!emakin
$adan dan kemudian
mendin'in dan menjadi $lanet *umi "an' kita diami !aat ini+ Suhu di atmo!fer *umi !aat itu ju'a !an'at *er*eda den'an !uhu $ada !aat ini+ onon di"akini *ahwa !aat itu !uhu *umi di ata! 100 0 8. di mana air akan *er*entuk ua$ air+ e'iatan ,ulkanik men'eluarkan 'a!'a! *era#un
!e$erti
h"dro'en.
ammonia. metana.
kar*ondiok!ida.
dan
nitro'en. !erta !en"awa hidrokar*on lainn"a+ Aki*at dari !uhu "an' !an'at tin''i adalah. !ama !ekali tidak ada ok!i'en *e*a! di udara+ 6e*era$a ahli *iolo'i *er$enda$at *ahwa kehidu$an di *umi *era!al dari *ahan kimawi "an' $ada !aat itu *erlim$ah di atmo!fer *umi+ Sen"awa
kimia
ter!e*ut mem*entuk !en"awa kom$lek! "an' mam$u
mem*elah diri dan *ermeta*oli!me !endiri+ Akan
teta$i
mun#ul
$ula
$enda$at *ahwa kehidu$an tidak da$at terjadi !e#ara !$ontan dari *ahan tak hidu$+ %eta$i !an'at *er*eda ketika *umi *aru *erumur !atu miliar tahun. atmo!fer $ada waktu !an'atlah *er*eda mi!aln"a. dulu han"a terda$at !edikit ok!i'en di atmo!fer *an"ak akti,ita! ,ulkanik. $etir. hujan meteor dan radia!i !inar ultra ,iolet "an' !an'at kuat di*andin'kan den'an den'an a$a "an' kita alami !aat ini. karena *elum adan"a la$i!an o9on. !ehin''a memun'kinkan terjadin"a reak!ireak!i kimia "an' !an'at luar *ia!a dalam kurun waktu "an' !an'at lama+ Pada lin'kun'an ma!a !ilam itu. a!al mula kehidu$an ter*ukti memiliki kemun'kinan untuk terjadi. dan kemun'kinan taha$ awal kelahiran *iolo'i! tidak da$at dihindarkan la'i+ Akan teta$i mun#ul *an"ak $erde*atan men'enai a$a "an' terjadi !elama taha$an awal ini+ Pada tahun 1:20an. A++ $arin dari ;u!ia dan <+6+S+ -aldane dari n''ri! mem*uat hi$ote!i! tentan' *umi $rimitif+ Atmo!fer *umi dan lautan $ur*akala $ada ma!a itu meman' jauh *er*eda den'an kondi!i *umi !aat ini+ Pada ma!a itu *an"ak terjadi $etir dan hujan meteorit "an'
memun'kinkan terjadin"a
$en''a*un'an
molekul
!ederhana
menjadi molekul "an' le*ih kom$lek!+ Atmo!fer *umi $ada ma!a itu *elum memiliki la$i!an o9on. !ehin''a radia!i !inar ultra ,iolet
da$at
5
menem*u! atmo!fer *umi $rimitif !ehin''a memun'kinkan ter*entukn"a molekul kom$lek! "an' da$at mem*elah diri dan melakukan meta*oli!me+ Pada tahun 1:3. Stanle" (iller dan -arold Ure" men'uji hi$ote!i! $arin-aldane melalui ek!$erimenta!i di la*oratorium+ ondi!i $er#o*aan di!e!uaikan den'an atmo!fer *umi $ur*akala+ Atmo!fer *umi dalam model (illerUre" ini. terdiri ata! 'a!'a! -2. -2. 8-4 metana. dan N-3 amonia+ Ga!'a! ter!e*ut di"akini oleh $ara $eneliti $ada tahun 1:0an *an"a terda$at di dunia kuno $ur*akala+ Atmo!fer ini *aran'kali mereduk!i le*ih kuat di*andin'kan den'an atmo!fer !e!un''uhn"a $ada keadaan *umi $ur*akala+ Gunun' *era$i modern meman#arkan 8. 8 2. N2. dan ua$ air. dan kemun'kinan *ahwa 'a!'a! ter!e*ut !an'at *erlim$ah di atmo!fer $ada ma!a !ilam+ -idro'en - *aran'kali *ukan meru$akan kom$onen utama. dan 2 dalam jumlah !edikit ju'a !udah ada. "an' ter*entuk dari reak!i di antara 'a!'a! lain !aat 'a! ter!e*ut ter*akar di*awah radia!i "an' !an'at kuat+ Ga!'a!
"an' dikemukakan oleh
Stanle" (iller dan -arold Ure"
kemudian dima!ukkan ke dalam ta*un' lalu di$ana!kan *er!ama den'an air+ =en'an *antuan lon#atan *un'a a$i li!trik dan radia!i ultra,iolet U>. 'a!'a! ter!e*ut akan *ereak!i mem*entuk molekul or'anik !ederhana !e$erti -8N dan -8- formaldehid+ =i !am$in' itu ju'a ter*entuk !en"awa!en"awa or'anik !e$erti a!am amino. 'ula. a!am lemak. dan nukleotida+ (e!ki$un ek!$erimen "an' telah dilakukan tidak da$at meniru den'an te$at kondi!i *umi mil"aran tahun "an' lalu. namun ek!$erimen ter!e*ut !an'at menarik+ *an"ak
la*oratorium.
*er*eda*eda.
)k!$erimen telah dilakukan *erulan' kali oleh
den'an men''unakan
!u!unan
"an' meniru !u!unan atmorfer *umi
#am$uran
"an'
$rimiti,e+ -a!iln"a
adalah 20 ma#am a!am amino "an' umum terda$at $ada or'ani!me. *e*era$a jeni! 'ula. li$id. *a!a $urin. dan $irimidin "an' terda$at dalam nukleotida =NA dan ;NA. dan *ahkan A%P jika ditam*ahkan den'an fo!fat ke dalam ta*un' reak!i itu+
6
Gam*ar 5 Model percobaan Harold Urey dan Stanley Miller (Adaptasi dari Campbell 2003 6ukti*ukti kehidu$an $rokariota $ur*a telah ditemukan $ada *atuan "an' di!e*ut !tromatolit 6aha!a &unani stroma! ?tem$at tidur@. dan lithos. ?*atu@+ Stromatolit adalah ku*ah *er'ari!'ari! "an' ter!u!un dari *atuan !edimen "an' !an'at miri$ den'an kerak *erla$i!la$i! "an' !ekaran' ini ter*entuk $ada da!ar rawa *erair a!in dan *e*era$a la'una laut han'at oleh koloni *akteri dan !iano*akteri+ a$i!an itu adalah enda$an "an' menem$el ke la$i!an !e$erti jelli "an' ter!u!un dari mikro*a "an' motil "an' teru! meneru! *ermi'ra!i keluar dari !atu la$i!an !edimen dan mem*entuk !e*uah la$i!an la'i di ata!n"a !ehin''a men'ha!ilkan !uatu $ola $ita *erla$i!+
Gam*ar 5 Stromatolites at Strelley "ool chert (S"C ("ilbara Craton #estern Australia
(olekul =NA dan ;NA meru$akan molekul "an' diha!ilkan !e#ara a*iotik+ (olekul ini kemudian mem*entuk
koa!er,at. "aitu tete!an "an'
!ta*il "an' #enderun' *er'a*un' den'an den'an !endirin"a+ oa!er,at
ini
7
meru$akan kum$ulan makromolekul "an' dikelilin'i oleh molekul air. dan da$at men"era$ !u*!trat dari lin'kun'ann"a
dan da$at mele$a!kan
ha!il reak!i meta*oli!me+ oa!er,at ini dikenal !e*a'ai
? protobiont @
protoBawalC biosB kehidu$an+
air a!in. a!am. *a!a. di dalam tanah. dan $ada
air
!el lainn"a+
ehadiran $rokariot "an' melim$ah ruah di *umi !elama mil"aran tahun meru$akan awal dari kehidu$an di *umi+
!0 S/.uk/u.3 %un"si3 dn Re+.oduksi d.i P.ok.io/ik Se*a'ian *e!ar $rokariota *er!ifat uni!ellular+ Namun demian *e*era$a
!$e#ie! #enderun' mem*entuk a're'at kum$ulan !ementara dalam dua kelom$ok !el atau le*ih. *ahkan ada *e*era$a $rokariot "an' menunjukkan ke#enderun'an adan"a $em*a'ian tu'a! antara dua jeni! atau le*ih "an' telah ter!$e!iali!a!i !ehin''a menjadi koloni !ejati+ Sel $rokariot memiliki ti'a *entuk umum "aitu5 *entuk cocci *ulat. *entuk bacilli *atan'. *entuk !$iral helik! meli$uti *akteri "an' dikenal !e*a'ai !$iral dan !$irokaeta+ Suatu taha$an $entin' dalam $en'identika!ian $rokariota adalah $enentuan *entukn"a melalui $en'amatan di*awah mikro!ko$+
8
$entuk cocci
$entuk basil
$entuk spiral
Gam*ar 5 $entuk umum sel prokariot (%eeton &'0) *i+e &','
1+ Prokariota cocci atau *ulat. ter*entuk !atu $er !atu. $a!an'an diplococci atau kum$ulan *an"ak !el streptococci. dan kum$ulan "an' miri$ ran'kaian *uah an''ur staphylacocci+ 2+ Prokariota *er*entuk *atan' atau *a#illi tun''al/*a#illu!. adalah *entuk "an' $alin' umum hidu$ !oliter/men"endiri. teta$i *e*era$a *entuk *atan' itu ter!u!un dalam *entuk rantai+ 3+ Prokariota *er*entuk helik! meli$uti !$irilla dan !$irokaeta "an' *er*entuk !e$erti $em*uka tutu$ 'a*u! *otol+
Ada$un !truktur umum $en"u!un !el $rokariotik adalah !e*a'ai *erikut 5 a+ =indin' !el -am$ir !emua $rokariota memiliki dindin' !el "an' *erada di luar mem*ran $la!man"a+ Fun'!in"a "aitu mem$ertahankan *entuk !el. mem*erikan $erlindun'an fi!ik. dan men#e'ah !el tidak $e#ah dalam lin'kun'an 'i$otoni!+ Se*a'ian *e!ar dindin' !el *akteri men'andun' $e$tido'likan "an' terdiri dari modifika!i 'ula'ula "an' diikat !ilan'kan den'an $oli$e$tida $endek "an' *er*eda dari !atu !$e!ie! ke !$e!ie! lain dindin' !el arkhaea tidak memiliki $e$tido'likan+ Pen'aruhn"a adalah adan"a !e*uah jarin'an molekuler tun''al "an' mem*un'ku! dan melindun'i !eluruh !el itu+ *+ (em*ran $la!ma (em*ran !el atau mem*ran $la!ma ter!u!un ata! molekul lemak dan $rotein+ Fun'!in"a !e*a'ai $elindun' molekuler !el terhada$ lin'kun'an di !ekitarn"a den'an jalan men'atur lalu linta! molekul dan ionion dari dan ke dalam !el+ #+ (e!o!om Pada tem$at tertentu. mem*ran $la!ma melekuk ke dalam mem*entuk me!o!om+ (e!o!om *erfun'!i !e*a'ai tem$at terjadin"a
9
re!$ira!i !el !ehin''a diha!ilkan ener'i "an' akan di'unakan untuk aktifita! di dalam !el+ 6ia!an"a me!o!om terletak dekat dindin' !el "an' *aru ter*entuk $ada !aat $em*elahan *iner+ d+ Sito$la!ma Sitol$a!ma ter!u!un ata! air. $rotein. lemak. mineral. dan en9im en9im+ )n9imen9im di'unakan untuk men#erna makanan !e#ara ek!tra!eluler dan untuk melakukan $ro!e! meta*oli!me !el+ e+ ;i*o!om ;i*o!om meru$akan or'anel tak *ermem*ran
tem$at
*erlan'!un'n"a !inte!i! $rotein+
f+
=NA A!am deok!iri*onukleat deo-yribonucleic acid! di!in'kat =NA meru$akan $er!en"awaan "an' ter!u!un ata! 'ula deok!iri*o!a. fo!fat. dan *a!a*a!a nitro'en+ =NA *erfun'!i !e*a'ai $em*awa informa!i 'enetik. "akni !ifat!ifat "an' haru! diwari!kan ke$ada keturunann"a+ leh karena itu =NA di!e*ut $ula !e*a'ai materi 'enetik+
'+ ;NA A!am ri*onukleat ribonucleic acid! di!in'kat ;NA meru$akan $er!en"awaan ha!il tran!kri$!i ha!il #etakan. ha!il ko$ian =NA+
10
kedalam !uatu alat di*a'ian da!ar+ %er!u!un ata! !ekitar 3 $rotein "an' *er*eda. alat di*a'ian da!ar meli$uti !uatu !i!tem #in#in dalam la$i!an dindin' !el $ada *akteri 'ram ne'atif+ Alat di*a'ian da!ar Dmotor fla'ella memutar filamen. "an' mendoron' !el den'an jalan mendoron' melawan medium *a'ian luar+ ;e$roduk!i $rokariotik han"a !e#ara a!ek!ual den'an #ara $em*elahan *iner binary +issioon. !am*il men!inte!i! =NA !e#ara kontin"u+ Po$ula!i $rokariotik tum*uh dan *erada$ta!i !e#ara #e$at+ Se*uah !el $rokariotik tun''al dalam !uatu lin'kun'an "an' !e!uai akan menjadi !e*uah koloni keturunan melalui $em*elahan *erulan'+ >aria!i 'enetik terjadi melalui muta!i dan tran!fer 'en+ %ran!fer 'en da$at terjadi den'an #ara5 konju'a!i "aitu $emindahan 'en'en !e#ara lan'!un' dari !atu $rokariota ke $rokariota lainn"a. tran!duk!i ,iral "aitu $emindahan 'en antar $rokariota den'an *antuan ,iru!. atau den'an #ara tran!forma!i "aitu $emindahan !edikit materi 'enetik *ahkan !atu 'en !aja dari !atu !el $rokariota ke !el $rokariota "an' lainn"a den'an #ara men'am*il =NA a!in' dari lin'kun'ann"a+ C0 Kenek.",n P.ok.io/ik
Prokariota da$at dikelom$okkan ke dalam em$at kate'ori *erda!arkan #ara menda$atkan ener'" dan kar*on+ Nutri!i di !ini diartikan !e*a'ai #ara !uatu or'ani!m menda$atkan dua !um*erda"a untuk men!inte!i! !en"awa or'anik5 ener'i dan !um*er kar*on+ S$e!ie! "an' men''unakan ener'" #aha"a di!e*ut fototrof+ emotrof menda$atkan ener'in"a menda$atkan ener'in"a dari !en"awa kimia dari lin'kun'ann"a+
11
1+ Fotoautrotof. adalah or'ani!m foto!intetik "an' memanfaatkan ener'" #aha"a untuk menjalankan !inte!i! !en"awa or'ani# dari kar*on diok!ida+ Alat meta*oli!m "an' dikhu!u!kan $ada or'ani!m ini meli$uti mem*rane internal den'an !"!tem $i'men "an' men'am*il #aha"a+ =iantara kelom$ok $rokariota foto!intetik "an' *era'am itu. terda$at !iano*akteri+ Semua eukoariota foto!intetik Dtum*uhan dan $roti!ta tertentuju'a ter'olon' dalam kelom$ok ini+ 2+ emoautotrof. han"a memerlukan 8 2 !e*a'ai !um*er kar*on. teta$i alih alih men''unakan #aha"a untuk ener'".
$rokariota ini menda$atkan
ener'i den'an #ara men'ok!ida!i *ahan*ahan anor'anik+ )ner'i kimia di ek!trak!i dari hidro'en !ulfide - 2S. ammonia N- 3. ion fero Fe 2E. atau *e*era$a *ahan kimia lain. ter'antun' $ada !$e!ie!n"a+ 8ara mem$eroleh nutrient !e$erti ini. unik *a'i $rokariota tertentu+ Se*a'ai #ontoh ar#haea dari 'enu! !ulfolo*u! "an' men'ok!ida!i !ulfur+ 3+ Fotoheterotrof da$at men''unakan #aha"a untuk men'ha!ilkan A%P. teta$i haru! men''unakan kar*on dalam *entuk or'ani#+ 8ara mem$eroleh nutrient !e$erti han"a ter*ata! $ada $rokariota tertentu+ 4+ emoheterotrof haru! men'kon!um!i molekul or'anik untuk !um*er ener'" dan kar*on+ 8ara mem$eroleh nutrient !e$erti ini *an"ak ditemukan $ada $rokariota. $roti!ta. fun'i. hewan. dan *ahkan *e*era$a tum*uhan+ Asl Mul Me/4olis,e
Adan"a !uatu $ro!e! meta*oli!m khu!u! $ada !emua atau ham$er !emua or'ani!m modern da$at menunjukan *ahwa $ro!e! itu *erkem*an' $ada nenek mo"an' *er!ama. dan den'an demikian *erarti u!ia ke*eradaan $ro!e! meta*oli!m itu telah !an'at tua+ Se*a'ai #ontoh $eranan uni,er!al A%P !e*a'ai alat tukar ener'" $ada !emua or'ani!m "an' ma!ih hidu$ !aat ini menunjukan *ahwa $rokariota telah men''unakan !ejak dini !ekali+ 6an"ak ahli *iolo'i !ekaran' men'an''a$ *ahwa tidaklah mun'kin kondi!i lin'kun'an $ada *umi $rimordial da$at men'ha!ilkan #uku$ A%P atau
12
molekul or'anik lainn"a untuk mendukun' kemoheterotrof+ -i$ote!i! "an' dikenal le*ih lua! !aat ini adalah *ahwa $rokariota $alin' awal adalah or'ani!me kemoautotrof "an' menda$atkan ener'i dari *ahan kimia anor'anik dan men'ha!ilkan ener'in"a !endiri *ukann"a men"era$ A%P+ -idro'en !ulfida - 2S dan !en"awa *e!i Fe2E !an'at *erlim$ah di *umi $ur*akala. dan !el!el $rimitif kemun'kinan menda$atkan ener'i dari reak!i "an' meli*atkan !en"awa!en"awa ter!e*ut+ 6e*era$a arkhaea modern !aat ini "an' da$at *ertahan hidu$ $ada !um*er mata air $ana! "an' men'andun' !ulfur da$at melakukan reak!i5 FeS E -2S à FeS2 E -2 E ener'i *e*a! ;eak!i ek!er'onik !e$erti itu mun'kin meru$akan !uatu !um*er ener'i $alin' awal "an' di'unakan+ Protein mem*ran $ada $rokariota awal kemun'kinan men''unakan !e*a'ian ener'i *e*a! "an' diha!ilkan itu untuk meme#ah $roduk -2 menjadi $roton dan elektron !erta men'ha!ilkan !uatu 'radien $roton !e$anjan' mem*ran $la!man"a+ =alam *entuk $rimitif kemio!mo!i!. 'radien itu kemun'kinan da$at men"e*a*kan terjadin"a !inte!i! A%P+ =alam
!atu
!kenario.
!uatu
kemoheterotrof
awal
hidu$
den'an
men''unakan A%P dan !en"awa or'anik lain "an' di!era$ dari lin'kun'ann"a+ Skenario ini *eran''a$an *ahwa !el $ertama hidu$ dalam !u$ molekul or'anik "an' diha!ilkan !e#ara a*iotik+ Perom*akan !e#ara en9imati! !en"awa or'anik itu men'ha!ilkan ener'i dan kar*on+ Suatu !kema "an' *er*eda. teta$i le*ih ma!uk akal. men'emukakan *ahwa #ara mem$eroleh ener'i melalui meta*oli!me "an' $alin' awal adalah kemoautotrofik. "aitu !el!el nenek mo"an' "an' menda$atkan kar*on dari 8 2 dan men!inte!i! A%Pn"a !endiri melalui !uatu mekani!me kemio!motik !ederhana+ )n9im dari
kemoautotrof menin'katkan reak!i kimia !en"awa
anor'anik !ederhana !e$erti FeS dan -2S. "an' !an'at melim$ah $ada *umi $ur*akala+ -idro'ena!e *ola a*ua*u. !uatu en9im "an' terda$at dalam mem*ran or'ani!me itu. meran'kai $em*e*a!an ener'i dari !en"awa anor'anik den'an $emi!ahan - 2 dan den'an $emeliharaaan 'radien $roton - E melinta!i mem*ran $la!ma+ Selanjutn"a. ener'i $oten!ial dari 'radien $roton itu akan meran'!an' !inte!i! A%P !e#ara en9imati!+
13
(e!ki$un !el!el $alin' awal kemun'kinan meru$akan kemoautotrof. !el!el ter!e*ut kemun'kinan ju'a *er!ifat o$ortuni!tik. mem$eroleh !ejeni! nutrient den'an #ara men"era$ !en"awa or'anik jika meman' ter!edia+ emam$uan men''unakan ener'i #aha"a kemun'kinan ju'a telah *ere,olu!i le*ih dini+ Asl ,ul 5o/osin/esis
Pada *e*era$a $rokariota awal. $i'men $en"era$ #aha"a mun'kin telah men"era$ kele*ihan
ener'i
#aha"a
khu!u!n"a
ultra,iolet "an' !an'at
mem*aha"akan *a'i !el "an' !edan' tum*uh $ada $ermukaan lin'kun'an akuatikn"a. kemudian $i'men "an' telah $unah den'an ener'i ini telah diha!ilkan den'an $rotein mem*rane "an' terli*at dalam !inte!i! A%P+ =alam !uatu kelom$ok arkhea modern "an' di!e*ut halofil ek!trim+ Suatu $i'men "an' menan'ka$ ener'i #aha"a dikenal !e*a'ai *akteriorhodo$!in. tertanam dalam mem*rane $la!ma+ 8ara#ara utama mem$eroleh nutrient 8ara (en$eroleh Nutri!i
Sum*er )ner'i
Sum*er ar*on
Fotoautotrof
8aha"a
82
emoautotrof
6ahan kimia anor'anik
82
Fotoheterotrof
8aha"a
Sen"awa or'anik
emoheterotrof
Sen"awa or'anik
Sen"awa or'anik
r'ani!a!i !eluler dan 'enomik $rokariota *er*eda !e#ara menda!ar dari or'ani!a!i eukariotik+ Sel!el $rokariota tidak ter*a'i*a'i oleh mem*ran internal+ Genom $rokariota adalah !e*uah molekul =NA melin'kar "an' tidak ter*un'ku! oleh !uatu mem*ran+ 8in#in#in#in ter$i!ah "an' le*ih ke#il di!e*ut $la!mid men'kode jalur meta*olik tertentu dan re!i!ten!i terhada$ anti*iotik $ada *e*era$a !$e!ie!+
14
D0 D,+k Ekolo"is P.ok.io/ik
Salah !atu tema unit ini adalah kehidu$an "an' *eru*ah di ata! $lanet "an' men'alami $eru*ahanhu*un'an antara !ejarah 'eolo'i! dan $erkem*an'an *entuk *iolo'i!+ r'ani!m "an' terda$at dimanamana. *erlim$ah. dan *eraneka ra'am !e$erti $rokariota memiliki dam$ak "an' !an'at *e!ar $ada *umi dan !eluruh $en'hunin"a+ 1+ Prokariotik adalah $en'hu*un' "an' haru! ada dalam $endaur ulan'an un!ur kimia dalam eko!i!tem+ ),olu!i meta*oli!me $rokariota meru$akan $en"e*a* !ekali'u! aki*at dari lin'kun'an di*umi "an' *eru*ah+ Prokariota $ertama kemun'kinan adalah kemoautotro+ "an' menda$atkan ener'i dari reak!i "an' meli*atkan *ahan kimia anor'anik+ Prokariotik foto!intetik awal men''unakan $i'men dan tena'a
#aha"a
foto!i!tem
untuk
men'fik!a!i
kar*on
diok!ida.
"an'
mem*e*a!kan 2 !e*a'ai ha!il !am$in'an+ -al ini !e#ara dra!ti! men'u*ah atmo!fer *umi awal dan mem$en'aruhi e,olu!i *iolo'i! !elanjutn"a+ 2+ 6an"ak $rokariota adalah !im*iotik+ Prokariota !an'at jaran' *erfun'!i !endirian di lin'kun'an+ Prokariota le*ih !erin' *erinterak!i dalam kelom$ok. !erin'kali men"ertakan !$e!ie! $rokariota atau eukariota lain den'an meta*oli!me "an' !alin' melen'ka$i+ Sim*io!i! kemun'kinan *er$eran $entin' dalam e,olu!i $rokariota dan ju'a dalam a!al mula eukariota awal+ Prokariota ditemukan dalam *er*a'ai ma#am !im*io!i!+ Se*a'ai #ontoh. tum*uhan dari famili le'um ka#an' ka#an'an memiliki *intil $ada akarn"a "an' di!e*ut nodul. "an' meru$akan tem$at hidu$ $rokariota mutuali!tik "an' memfik!a!i nitro'en untuk di'unakan oleh inan'n"a+ Sedan'kan tum*uhan inan' mem*ala! den'an men"ediakan $er!ediaan 'ula dan nutrien or'anik lainn"a+ 6akteri "an' menem$ati $ermukaan dalam dan luar tu*uh manu!ia !e*a'ian *e!ar terdiri dari !$e!ie! komen!ali!me. teta$i *e*era$a !$e!ie! adalah !im*ion mutual+ Se*a'ai #ontoh. *akteri fermenta!i "an' hidu$ dalam ,a'ina men'ha!ilkan a!am "an' mem$ertahankan $- antara 4.0 dan 4. "an' menekan $ertum*uhan ka$an' dan mikroor'ani!me "an' memiliki $oten!i mem*aha"akan+ 6akteri
15
$ara!itik adalah *akteri "an' dikelom$okkan !e*a'ai $ato'en karena mereka men"e*a*kan $en"akit $ada inan'n"a+ 3+ (anu!ia men''unakan $rokariota dalam ri!et dan teknolo'i+ (anu!ia telah mem$elajari *er*a'ai #ara untuk
memanfaatkan
kemam$uan meta*olik $rokariota "an' *eraneka ra'am. *aik untuk tujuan $enelitian ilmiah mau$un untuk tujuan $rakti!+ (eta*oli!me dan *iolo'i molekuler telah di$elajari di la*oratorium den'an men''unakan $rokariota !e*a'ai !uatu !i!tem model "an' relatif !ederhana+ Pada ken"ataann"a. E. coli dan $rokariota lain *a'i *an"ak la*oratorium ri!et adalah or'ani!me "an' di$ahami $alin' *aik diantara !emua or'ani!me+ (etano'en meru$akan $en'urai $entin'
"an' di'unakan
untuk
$en'olahan kotoran+ Prokariota *ermanfaat dalam mem*antu men"ele!aikan $erma!alahan
lin'kun'an+
6akteri
tanah
"an'
di!e*ut
$!eudomona!
$roteo*akteri men'uraikan $e$ti!ida. $roduk $etroleum. dan !en"awa !intetik lainn"a+ ndu!tri kimia men'em*an'*iakkan *akteri dalam jumlah "an' *e!ar untuk men'ha!ilkan a!eton. *utanol. dan *e*era$a $roduk lainn"a+ Peru!ahaan farma!i. indu!tri makanan dan teknik =NA rekom*inan telah mem*uka !uatu era *aru dalam $en''unaan $rokariota !e#ara komer!ial+
16
!A! III PENUTUP A0 Kesi,+uln
Prokariotik adalah or'ani!me $ertama dan *ertahan hidu$ !am$ai !ekaran' !e*a'ai or'ani!me hidu$ "an' $alin' lua! tem$at hidu$n"a dan $alin' *an"ak jumlahn"a+ =i du'a ke*eradaann"a *ere,olu!i Adan"a *erma#amma#am !en"awa "an' terjadi aki*at $etir "an' men"am*ar n"am*ar akan mem*entuk !uatu kum$ulan fo!$oli$id dan kar*ohidrat *er*entuk *utiran*utiran ke#il !ehin''a $ada !uatu ma!a memun'kinkan untuk terjadin"a kehidu$an+ Prokariotik !e#ara umum adalah or'ani!me "an' *er!el tun''al. me!ki$un *e*era$a diantaran"a *erkoloni+ Se*a'ian *e!ar $rokariotik *er*entuk *ulat. *atan' *a!ilu!. atau helik!+ Prokariotik han"a *ere$roduk!i den'an a!ek!ual. "aitu den'an $em*elahan *iner+ Prokariotik dikelom$okkan kedalam em$at kate'ori *erda!arkan #ara menda$atkan
ener'i
dan
kar*on.
"aitu5
fotoautotrof.
kemoautotrof.
fotoheterotrof. dan kemoor'anoheterotrof+ ),olu!i meta*oli!me $rokariota meru$akan $en"e*a* !ekali'u! aki*at dari lin'kun'an di*umi "an' *eru*ah+ Prokariotik adalah $en'hu*un' "an' haru! ada dalam $endaur ulan'an un!ur kimia dalam eko!i!tem+ 6an"ak $rokariotik adalah !im*iotik dalam kehidu$an+
17
DA%TAR PUSTAKA
8am$*ell. ;ee#e(ith#hell. 2003+ $iolo/i Edisi *ima1ilid +
18
