Blok bangunan kehidupan dapat, dan memang, secara spontan berkumpul di bawah kondisi yang tepat. Itu disebut generasi spontan, atau abiogenesis. Tentu saja, banyak detail yang tetap tersembunyi bagi kami, dan kami tidak tahu persis bagaimana semua itu terjadi. Atau seberapa sering itu bisa terjadi.
Agama-agama dunia memiliki ide yang berbeda tentang bagaimana kehidupan muncul, tentu saja, dan mereka memohon tangan ajaib dari berbagai dewa supernatural untuk menjelaskan semuanya. Tetapi penjelasan-penjelasan itu, sementara kisah-kisah penuh warna, membuat banyak dari kita tidak puas. 'Bagaimana kehidupan muncul' adalah salah satu pertanyaan paling menarik dalam hidup, dan satu yang terus-menerus dipertanyakan oleh sains.
Tomonori Totani adalah seorang ilmuwan yang menemukan pertanyaan itu menarik. Totani adalah profesor Astronomi di Universitas Tokyo. Dia menulis sebuah makalah baru berjudul "Munculnya kehidupan di alam semesta inflasi." Ini diterbitkan dalam Nature Scientific Reports.
Karya Prof. Totani banyak bersandar pada konsep pasangan. Yang pertama adalah usia dan ukuran Alam Semesta yang luas, bagaimana ia meningkat dari waktu ke waktu, dan seberapa besar kemungkinan peristiwa itu terjadi. Yang kedua adalah RNA; secara khusus, berapa lama rantai nukleotida perlu untuk "mengharapkan aktivitas replikasi diri" seperti yang dikatakan oleh makalah tersebut.
Pekerjaan Totani, seperti hampir semua pekerjaan pada abiogenesis, melihat komponen dasar kehidupan di Bumi: RNA, atau asam ribonukleat. DNA menetapkan aturan bagaimana bentuk kehidupan individu terbentuk, tetapi DNA jauh lebih kompleks daripada RNA. RNA masih lebih kompleks, berdasarkan urutan besarnya, daripada bahan kimia dan molekul mentah yang ditemukan di ruang angkasa atau di permukaan planet atau bulan. Tetapi kesederhanaannya dibandingkan dengan DNA membuatnya lebih mungkin terjadi melalui abiogenesis.
Ada juga satu teori dalam evolusi yang mengatakan bahwa meskipun DNA membawa instruksi untuk membangun suatu organisme, itu adalah RNA yang mengatur transkripsi urutan DNA. Ini disebut evolusi berbasis RNA, dan dikatakan bahwa RNA tunduk pada seleksi alam Darwin, dan juga diwariskan. Itulah beberapa alasan di balik melihat RNA vs DNA.
RNA adalah rantai bahan kimia yang dikenal sebagai nukleotida. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa rantai nukleotida perlu setidaknya 40 hingga 100 nukleotida jauh sebelum perilaku mereplikasi diri yang disebut kehidupan dapat ada. Seiring waktu, cukup nukleotida dapat membentuk rantai untuk memenuhi persyaratan panjang itu. Tetapi pertanyaannya adalah, apakah ada cukup waktu dalam kehidupan Semesta? Ya, kita di sini, jadi jawabannya pasti ya, bukan?
Tapi tunggu. Menurut siaran pers yang mengumumkan makalah baru ini, "... perkiraan saat ini menunjukkan bahwa angka ajaib 40 hingga 100 nukleotida seharusnya tidak mungkin terjadi dalam volume ruang yang kita anggap sebagai alam semesta yang dapat diamati."
Kuncinya di sini adalah istilah 'alam semesta yang dapat diamati'.
"Namun, ada lebih banyak hal di alam semesta daripada yang bisa diamati," kata Totani. “Dalam kosmologi kontemporer, disepakati bahwa alam semesta mengalami periode inflasi yang cepat menghasilkan wilayah ekspansi yang luas di luar cakrawala apa yang dapat kita amati secara langsung. Memfaktorkan volume yang lebih besar ini ke dalam model-model abiogenesis sangat meningkatkan peluang terjadinya kehidupan. ”
Semesta kita terbentuk selama Big Bang, sebuah peristiwa inflasi tunggal. Menurut makalah Totani, Semesta kita “kemungkinan mencakup lebih dari 10100 Bintang seperti matahari, ”sedangkan Semesta yang dapat diamati hanya berisi sekitar 10 sextillion (1022) bintang. Kita tahu bahwa kehidupan telah terjadi setidaknya satu kali, sehingga tidak keluar dari pertanyaan bahwa abiogenesis terjadi setidaknya sekali lagi, bahkan jika peluangnya sangat kecil.
Menurut statistik, jumlah materi di Alam Semesta yang teramati seharusnya hanya mampu menghasilkan RNA yang panjangnya 20 nukleotida, jauh di bawah angka 40 hingga 100. Tetapi karena inflasi yang cepat, banyak Semesta tidak dapat diamati. Itu terlalu jauh untuk cahaya yang dipancarkan sejak Big Bang untuk mencapai kita. Ketika kosmolog menjumlahkan jumlah bintang di Alam Semesta yang dapat diamati dengan jumlah bintang di Alam Semesta yang tidak dapat diamati, jumlah yang dihasilkan adalah 10100 Bintang seperti matahari. Itu berarti ada lebih banyak masalah dalam permainan, dan penciptaan abiogenik dari rantai RNA yang cukup lama tidak hanya mungkin, tetapi mungkin, atau bahkan tidak terhindarkan.
Dalam makalahnya, Profesor Totani menyatakan hubungan dasar yang sedang diselidiki. “Di sini, hubungan kuantitatif diturunkan antara panjang RNA minimumlmin diperlukan untuk menjadi polimer biologis pertama, dan ukuran alam semesta yang diperlukan untuk mengharapkan pembentukan RNA yang panjang dan aktif dengan menambahkan monomer secara acak. "
Apakah ini membingungkan? Inilah ringkasan yang mudah-mudahan lebih mudah dikelola.
"Karena itu, jika organisme ekstraterestrial dari asal yang berbeda dari yang ada di Bumi ditemukan di masa depan, itu akan menyiratkan mekanisme yang tidak diketahui yang bekerja untuk mempolimerisasi nukleotida jauh lebih cepat daripada proses statistik acak."
Profesor Tomonori Totani, Universitas Tokyo
Semesta lebih besar dari porsi yang dapat diamati, dan kemungkinan berisi 10100 Bintang seperti matahari. Untuk kemungkinan terciptanya RNA abiotik di planet mirip-Bumi hingga sama dengan 1, atau kesatuan, maka panjang nukleotida minimum harus kurang dari sekitar 20 nukleotida, yang jauh lebih kecil dari minimum 40 nukleotida yang awalnya dinyatakan.
Tetapi para ilmuwan tidak berpikir bahwa RNA yang hanya 20 nukleotida dapat mereplikasi diri sendiri, paling tidak dari sudut pandang kita sebagai pengamat kehidupan terestrial. Seperti yang dikatakan Totani dalam makalahnya, “Oleh karena itu, jika organisme ekstraterestrial dari asal yang berbeda dari yang ada di Bumi ditemukan di masa depan, itu akan menyiratkan mekanisme yang tidak diketahui yang bekerja untuk mempolimerisasi nukleotida jauh lebih cepat daripada proses statistik acak.”
Akan seperti apa proses itu?
Siapa tahu, tetapi ini kemungkinan merupakan titik belok di mana orang-orang beriman dapat berpadu dan berkata, "Mengapa Tuhan, tentu saja."
Karya Totani sama sekali tidak memberikan jawaban. Tetapi seperti banyak karya ilmiah, itu membantu memperbaiki pertanyaan, dan mengundang orang lain untuk mempelajarinya.
"Seperti banyak orang di bidang penelitian ini, saya didorong oleh rasa ingin tahu dan oleh pertanyaan besar," kata Totani. “Menggabungkan penyelidikan saya baru-baru ini ke dalam kimia RNA dengan sejarah panjang saya tentang kosmologi membuat saya menyadari bahwa ada cara yang masuk akal bahwa dunia ini telah berubah dari kondisi abiotik (tak bernyawa) menjadi biotik. Itu pemikiran yang menarik dan saya berharap penelitian dapat membangun ini untuk mengungkap asal usul kehidupan. "
Lebih:
- Siaran Pers: Apakah hidup ini permainan kebetulan? Penelitian mengungkapkan bahwa kehidupan di alam semesta bisa menjadi hal biasa, tetapi tidak di lingkungan kita
- Makalah Penelitian: Munculnya kehidupan di alam semesta inflasi
- Space Magazine: Universe Bisa 250 Kali Lebih Besar Dari Apa Yang Dapat Diobservasi
