Kehidupan awalseperti apa makhluk hidup pertama

Semua kehidupan di Bumi berasal dari satu leluhur bersama terakhir, LUCA, yang hidup 3,7 miliar tahun lalu. Pohon kehidupan lalu terbelah untuk pertama kalinya menjadi bakteri dan arkea. 3 miliar tahun lalu sianobakteri mulai melepaskan oksigen. 2,4 miliar tahun lalu atmosfer mengandung oksigen dan banyak organisme anaerob punah. 2 miliar tahun lalu satu sel menelan sel lain tanpa mencernanya, dan mitokondria berasal dari sini.

Rentang waktu era ini adalah "3,8 miliar – 700 juta tahun lalu", dan peristiwanya berjalan dari leluhur bersama paling awal hingga zaman es global.

Sembilan peristiwa

• 3,7 miliar tahun lalu · LUCA: Leluhur bersama terakhir semua kehidupan.
• 3,5 miliar tahun lalu · Bakteri dan arkea: Pohon kehidupan terbelah untuk pertama kalinya.
• 3,5 miliar tahun lalu · Stromatolit: Hamparan mikroba meninggalkan fosil.
• 3 miliar tahun lalu · Fotosintesis penghasil oksigen: Sianobakteri mulai melepaskan oksigen.
• 2,4 miliar tahun lalu · Peristiwa Oksigenasi Besar: Atmosfer mengandung oksigen dan banyak organisme anaerob punah.
• 2 miliar tahun lalu · Endosimbiosis mitokondria: Satu sel menelan sel lain tanpa mencernanya.
• 1,8 miliar tahun lalu · Sel eukariota: Sel mendapat inti.
• 1,2 miliar tahun lalu · Reproduksi seksual: Rekombinasi gen mempercepat evolusi.
• 700 juta tahun lalu · Bumi bola salju: Lapisan es menutupi hampir seluruh globe.

Leluhur bersama dan pohon kehidupan

Menelusuri mundur dari gen modern, leluhur bersama semua kehidupan mungkin hidup di dekat lubang hidrotermal laut dalam yang panas, miskin oksigen, dan kaya hidrogen (Weiss dkk., Nature Microbiology, 2016). Studi ini tentang fisiologi dan habitat leluhur universal bersama terakhir. Batuan di Greenland mungkin mengawetkan struktur mikroba berumur 3,7 miliar tahun, tetapi tafsiran ini masih diperdebatkan, sehingga ketidakpastiannya harus dipertahankan saat mengutipnya (Nutman dkk., Nature, 2016). Judul makalah itu menekankan betapa cepatnya kehidupan muncul.

Perubahan dalam klasifikasi datang dari perbandingan molekuler: membandingkan RNA ribosom menunjukkan bahwa yang kita sebut "bakteri" sebenarnya dua jenis kehidupan yang cukup berbeda, dan arkea menjadi cabang tersendiri (Woese dan Fox, PNAS, 1977). Pohon kehidupan kemudian dibagi ulang menjadi tiga domain: Bakteri, Arkea, dan Eukarya (Woese, Kandler dan Wheelis, PNAS, 1990). Lokiarchaeota, yang ditemukan di sedimen laut dalam, membawa banyak gen yang dulu dikira hanya ada pada eukariota (Spang dkk., Nature, 2015).

Oksigen dan sel eukariota

Oksigen di atmosfer tidak datang sekaligus. Kadarnya naik dalam waktu panjang, dengan kemunduran di sela-selanya, jadi "Peristiwa Oksigenasi Besar" tidak boleh dibaca sebagai perubahan semalam (Lyons, Reinhard dan Planavsky, Nature, 2014). Mitokondria dan kloroplas dulunya bakteri mandiri yang menjadi bagian sel setelah tertelan. Teori ini ditolak lebih dari selusin jurnal pada masanya (Lynn Margulis, terbit atas nama Sagan, Journal of Theoretical Biology, 1967).

Reproduksi seksual dan Bumi bola salju

Fosil ganggang merah purba menunjukkan bahwa reproduksi seksual dan kehidupan multisel punya sejarah sedikitnya 1 miliar tahun (Butterfield, Paleobiology, 2000). Lapisan batuan di Namibia menunjukkan bahwa sekitar 700 juta tahun lalu, Bumi mungkin nyaris seluruhnya tertutup es (Hoffman dkk., Science, 1998).

Materi genetik: heliks ganda DNA

Sebuah makalah satu halaman mengusulkan bahwa materi genetik DNA berbentuk heliks ganda, dan bahwa pasangan basa mengisyaratkan bagaimana informasi genetik disalin (Watson dan Crick, Nature, 1953).

Ingin membaca aslinya? Cari judul-judul ini

• Weiss dkk. (2016): The physiology and habitat of the last universal common ancestor
• Nutman dkk. (2016): Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures
• Woese dan Fox (1977): Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms
• Woese dkk. (1990): Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya
• Spang dkk. (2015): Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes
• Lyons dkk. (2014): The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere
• Sagan (1967): On the origin of mitosing cells
• Butterfield (2000): Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp., makalah tentang reproduksi seksual, multiselularitas, dan radiasi eukariota
• Hoffman dkk. (1998): A Neoproterozoic snowball Earth
• Watson dan Crick (1953): Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid

Cara game menampilkannya

Dalam game, era Kehidupan awal punya sumber daya sel, dan generatornya adalah Pembelahan prokariota, Kemosintesis, Fotosintesis sianobakteri, dan Transfer gen horizontal. Semuanya berjalan dari pembelahan sel paling sederhana, ke hidup dari energi kimia, ke memakai cahaya untuk membuat oksigen, dan akhirnya gen yang berpindah antarorganisme berbeda.