Advertisement

Asal-mula Tumbuhan dan Hewan, Sebagian besar organisme modern, secara langsung atau tidak langsung akan bergantung pada dua proses metabolisme yang saling berhubungan erat, yaitu fotosintesis dan respirasi aerob. Seperti telah diuraikan pada Bab 16 Buku 1, organisme yang dengan penuh semangat berdikari dikenal sebagai autotrof (misalnya tumbuhan hijau), sedangkan organisme yang tidak memiliki suatu sumber energi primer dan bergantung pada penyediaan bahan organik dari luar disebut heterotrof (misalnya hewan dan jamur).

Di dunia masa kini organisme heterotrof bergantung kepada tumbuhan hijau untuk melanjutkan keberadaannya, dan inilah alasannya mengapa semula dianggap bahwa bentuk pertama kehidupan adalah organisme autotrof. Walaupun demikian jika hipotesis mengenai asal-mula kehidupan itu benar, sel-sel yang pertama muncul seharusnya bersifat heterotrof, walaupun bahan organik yang mereka gunakan berasal dari proses tidak hidup dan bukan dari tumbuhan hijau, seperti halnya pada organisme heterotrof modern.

Advertisement

Organisme hidup yang pertama mungkin terdapat dalam medium yang polimer-polimer kimianya tersedia secara bebas. Untuk kehidupannya organisme masa kini harus mensintesis polimer-polimer kimia tersebut. Jadi organisme yang paling awal meningkatkan jumlahnya dengan sangat cepat, tetapi peningkatan demikian tak akan dapat terjadi terus-menerus. Ketika bahan makanan yang dapat diperoleh dari laut masa silam mulai menipis, beberapa organisme primitif mulai membentuk berbagai sintesis di dalam tubuhnya. Sejauh itu sintesis memang telah terbentuk tetapi dalam molekul di luar tubuhnya. Perkembangan ini menimbulkan konsekuensi yang tak terjangkau, sebab perkembangan ini mengarah ke evolusi fotosintesis dan respirasi aerob. Lima tahap berikut dianggap terbentuk dalam evolusi tersebut.

Organisme sejati yang pertama barangkali memperoleh energinya dari oksidasi parsial zat organik yang disintesis dalam lingkungan melalui cara-cara nonbiologi. Kemudian berevolusi menjadi organisme yang menggunakan hidrogen dalam bentuk gas untuk mereduksi karbon dioksida di atmosfer menjadi karbohidrat, yang melalui oksidasi parsial menghasilkan energi (heterotrof anaerob). Sistem fotosintesis paling awal telah muncul ketika heterotrof anaerob mulai menggunakan porfirin, suatu kelompok pigmen bernitrogen yang terdapat dalam sitoplasmanya, untuk menangkap energi cahaya dan juga untuk mengoksidasi parsial hidrokarbon yang terbentuk secara kimia (fotoheterotrof anaerob). Proses heterotrof anaerob ini kemudian diikuti oleh evolusi organisme anaerob yang metode sintesis molekul organiknya secara obligat bergantung pada energi cahaya (fototrof anaerob). Langkah sangat penting yang menjurus ke evolusi fotosintesis seperti dilaksanakan masa kini terjadi ketika organisme fototrof anaerob menggunakan energi cahaya untuk memecahkan air agar diperoleh hidrogen untuk mereduksi karbon dioksida dalam pembentukan karbohidrat (fotolisis air). Konsekuensi berjangkauan jauh dari pengguna-an fotolisis air untuk penyusunan karbohidrat itu ialah bahwa oksigen berbentuk unsur dilepaskan ke atmosfer untuk pertama kalinya. Tahap akhir yang penting, yang memungkinkan evolusi kehidupan tumbuhan seperti sekarang ini terjadi ketika organisme mengembangkan kemampuannya untuk memanfaatkan oksigen di atmosfer guna menyelesaikan oksidasi karbohidrat, jadi dihasilkan lebih banyak energi daripada yang dapat dihasilkan dari proses fermentasi (fototrof aerob dan heterotrof aerob) sebelumnya. Walaupun ada perbedaan pandangan mengenai skala waktu kejadiannya, sebagian besar biologiwan sependapat bahwa urutan di atas mengenai tahap-tahap yang menjurus ke tumbuhan dan hewan primitif yang mula-mula hadir cocok sekali dengan bukti-bukti yang terdapat pada fosil-fosil kimia (yaitu adanya molekul organik yang diperkirakan sebagai awal-mula kehidupan biologi dalam lapisan-lapisan geologi, terutama pada masa pra-Kambrium) dan dari data geokimia yang ada selama terbentuknya batuan. Ketika organisme primitif telah memi-liki kemampuan berfotosintesis dan berespirasi secara aerob, organisme ini telah mencapai tahap perkembangan evolusi, yang di bawah tahap ini beberapa tumbuhan sangat sederhana yang kini masih hidup tampaknya tidak mengalami kemajuan.

 

Advertisement