Kartu Riset BumiDari Tata Surya hingga Kehidupan Kompleks

Setiap kartu riset Era 5 sampai 8 dalam game, dari Tata Surya hingga asal-usul kehidupan dan kehidupan kompleks, dengan tahun, penulis, jurnal, dan judul makalah.

Setiap kartu penelitian di game sesuai dengan makalah nyata yang sudah terbit. Halaman ini membahas bagian Bumi: Era 5 sampai Era 8, dari pembentukan Tata Surya lewat asal-usul kehidupan sampai kehidupan kompleks, lebih dari tiga puluh kartu semuanya. Kami memilahnya ke dalam tujuh kelompok. Setiap entri menyebut dalam satu kalimat apa yang ditemukan, dengan sumber dalam tanda kurung (penulis, Jurnal tahun).

Bagaimana Bumi dan Bulan terbentuk

Isotop timbal dalam meteorit menetapkan usia Bumi sekitar 4,55 miliar tahun. Untuk menyingkirkan pencemaran timbal, pengukurnya kemudian ikut mendorong pelarangan bensin bertimbal (Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta 1956).
Produk peluruhan aluminium-26 dalam meteorit menunjukkan bahwa sebuah bintang baru saja mati di dekat sana ketika Tata Surya lahir (Lee, Papanastassiou & Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters 1977).
Simulasi komputer menunjukkan bahwa benda seukuran Mars menabrak Bumi dengan sudut miring, dan puingnya menyatu membentuk Bulan (Canup & Asphaug, Nature 2001).
Jupiter dulu bermigrasi ke dalam lalu "ditarik kembali" oleh Saturnus, menghabiskan bahan baku untuk Mars dalam perjalanannya. Itulah sebabnya Mars begitu kecil (Walsh et al., Nature 2011).
Guncangan hebat pada orbit planet raksasa melontarkan banyak benda kecil ke Tata Surya bagian dalam dan menyebabkan Pengeboman Berat Akhir (Gomes, Levison, Tsiganis & Morbidelli, Nature 2005).
Sebutir zirkon seukuran butir pasir menunjukkan bahwa Bumi mungkin sudah punya air cair hanya sekitar 150 juta tahun setelah terbentuk (Wilde, Valley, Peck & Graham, Nature 2001).

Planet di luar Tata Surya

Planet raksasa ditemukan di sekitar 51 Pegasi, mengelilingi bintangnya dalam 4 hari. Tata Surya tidak lagi unik, dan para penemunya meraih Hadiah Nobel 2019 (Mayor & Queloz, Nature 1995).
Teleskop Kepler mencari dunia baru lewat meredupnya samar ketika planet melintasi bintangnya, dan kemudian menemukan ribuan (Borucki et al., Science 2010).
Tujuh planet seukuran Bumi berdesakan di sekitar bintang katai merah kecil, dan beberapa di antaranya mungkin punya air cair (Gillon et al., Nature 2017).

Dari mana bahan baku kehidupan berasal

Seorang mahasiswa pascasarjana menyegel air, metana, amonia, dan hidrogen dalam labu dan mengalirkan percikan listrik, lalu memperoleh asam amino penyusun protein (Miller, Science 1953).
Asam amino berasal luar Bumi ditemukan di meteorit Murchison, jadi bahan baku kehidupan mungkin umum di alam semesta (Kvenvolden et al., Nature 1970).
Menemukan jalur kimia yang lebih "alami" yang membangun komponen RNA langsung dalam kondisi primitif (Powner, Gerland & Sutherland, Nature 2009).
Ekosistem di sekitar ventilasi laut dalam hidup tanpa sinar Matahari, yang memberi asal-usul kehidupan satu lokasi calon baru (Corliss et al., Science 1979).

Dunia RNA

RNA dapat mengatalisis reaksi seperti enzim, jadi RNA adalah informasi sekaligus alat. Karya ini meraih Hadiah Nobel 1989 (Kruger, Cech et al., Cell 1982).
Bagian enzim yang benar-benar melakukan katalisis adalah RNA, bukan protein (Guerrier-Takada, Altman et al., Cell 1983).
Kehidupan paling awal mungkin seluruhnya terbuat dari RNA, dengan DNA dan protein ditambahkan kemudian (Gilbert, Nature 1986).
Dua enzim RNA saling menyalin dan terus bertambah banyak secara eksponensial, satu langkah menuju "kehidupan molekuler" (Lincoln & Joyce, Science 2009).
Inti ribosom, tempat protein dibuat, adalah RNA. Ini bukti langsung peninggalan dunia RNA, dan karya ini meraih Hadiah Nobel 2009 (Nissen et al., Science 2000).

Pohon Kehidupan dan leluhur bersama

Perbandingan RNA ribosom menunjukkan bahwa "bakteri" sebenarnya dua jenis kehidupan yang sangat berbeda, dan arkea menjadi cabangnya sendiri (Woese & Fox, PNAS 1977).
Pohon Kehidupan digambar ulang dengan tiga domain: Bakteri, Arkea, dan Eukariota (Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990).
Mitokondria dan kloroplas dulunya bakteri yang hidup bebas. Setelah ditelan, mereka menjadi bagian dari sel. Ketika gagasan ini diajukan, lebih dari selusin jurnal menolaknya (Margulis, terbit sebagai Sagan, Journal of Theoretical Biology 1967).
Leluhur bersama semua kehidupan mungkin hidup di dekat ventilasi laut dalam yang panas, bebas oksigen, dan kaya hidrogen (Weiss et al., Nature Microbiology 2016).
Lokiarchaeum, yang ditemukan di sedimen laut dalam, membawa banyak gen yang dulu dikira hanya milik eukariota (Spang et al., Nature 2015).
DNA berbentuk heliks ganda, dan pasangan basanya mengisyaratkan bagaimana informasi genetik disalin (Watson & Crick, Nature 1953).

Oksigen, es, dan fosil paling awal

Oksigen di udara tidak datang sekaligus. Ia naik lewat proses panjang yang maju-mundur (Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014).
Sekitar 700 juta tahun lalu Bumi mungkin nyaris seluruhnya tertutup es (Hoffman et al., Science 1998).
Batuan di Greenland mungkin mengawetkan struktur mikroba berumur 3,7 miliar tahun, meski tafsiran ini masih diperdebatkan (Nutman et al., Nature 2016).
Fosil alga merah purba menunjukkan bahwa reproduksi seksual dan kehidupan multiseluler berumur setidaknya 1 miliar tahun (Butterfield, Paleobiology 2000).
Molekul mirip kolesterol yang terawetkan dalam fosil Dickinsonia membuktikan bahwa organisme misterius ini adalah hewan (Bobrovskiy et al., Science 2018).
Temuan Myllokunmingia dan Haikouichthys di Chengjiang, Yunnan, mendorong sejarah vertebrata mundur ke Kambrium awal (Shu et al., Nature 1999).

Evolusi, kepunahan, dan dinosaurus

Teori seleksi alam diterbitkan bersama oleh Darwin dan Wallace, dan On the Origin of Species terbit tahun berikutnya (Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858).
Spesies mungkin stabil lama lalu berubah cepat dalam waktu singkat, bukan berevolusi dengan laju tetap (Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972).
Para ilmuwan memprediksi lapisan batuan mana yang seharusnya memuat fosil transisi, lalu menemukan Tiktaalik di Arktik Kanada (Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006).
Leluhur paus adalah hewan darat berkuku yang berlari di darat dan berkerabat dengan kuda nil (Thewissen et al., Nature 2001).
Lapisan batuan dari akhir Kapur memuat kadar iridium yang tidak biasa tinggi, mengarah pada kesimpulan bahwa asteroid telah menghantam Bumi (Alvarez et al., Science 1980).
Di bawah Semenanjung Yucatán, Meksiko, terdapat kawah selebar sekitar 180 km, cocok dengan asteroid pelakunya (Hildebrand et al., Geology 1991).
Kepunahan akhir Perm mungkin hanya berlangsung sekitar 60.000 tahun, yang sesuai dengan aktivitas gunung api Siberia (Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014).
Bulu tumbuh pada dinosaurus sebelum burung muncul (Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998).
Archaefructus dari Liaoning dianggap salah satu tumbuhan berbunga paling awal, meski umurnya kemudian direvisi menjadi Kapur awal (Sun et al., Science 1998).

Dasar nyata

Eksoplanet pertama: Planet raksasa ditemukan mengitari 51 Pegasi, mengorbit bintangnya dalam 4 hari. Tata surya tak lagi unik. Nobel 2019.
Sumber: Mayor & Queloz, Nature 1995, "A Jupiter-mass companion to a solar-type star"
Lahirnya Bulan: Simulasi komputer menunjukkan benda seukuran Mars menabrak Bumi secara miring, dan puingnya menyatu membentuk Bulan.
Sumber: Canup & Asphaug, Nature 2001, "Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation"
Model Nice: Pengacakan orbit planet raksasa yang dahsyat melempar banyak benda kecil ke tata surya bagian dalam, menyebabkan Pengeboman Hebat Akhir.
Sumber: Gomes, Levison, Tsiganis & Morbidelli, Nature 2005, "Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets"
Grand Tack Jupiter: Jupiter pernah bermigrasi ke dalam lalu “ditarik kembali” oleh Saturnus, memakan bahan baku Mars dalam perjalanan, itulah sebabnya Mars begitu kecil.
Sumber: Walsh et al., Nature 2011, "A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration"
Lautan 4,4 miliar tahun lalu: Zirkon seukuran sebutir pasir menunjukkan Bumi mungkin sudah punya air cair hanya sekitar 150 juta tahun setelah terbentuk.
Sumber: Wilde, Valley, Peck & Graham, Nature 2001, "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago"
Usia Bumi: Patterson memakai isotop timbal dalam meteorit untuk menetapkan usia Bumi sekitar 4,55 miliar tahun. Untuk menghapus pencemaran timbal, ia kemudian memperjuangkan pelarangan bensin bertimbal.
Sumber: Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta 1956, "Age of meteorites and the earth"
Teka-teki aluminium-26: Produk peluruhan aluminium-26 dalam meteorit menunjukkan sebuah bintang baru saja mati di dekat sini ketika tata surya lahir.
Sumber: Lee, Papanastassiou & Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters 1977, "Aluminum-26 in the early solar system: Fossil or fuel?"
Tujuh planet beriklim sedang: Tujuh planet seukuran Bumi berdesakan mengitari katai merah kecil, dan beberapa mungkin punya air cair.
Sumber: Gillon et al., Nature 2017, "Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1"
Kepler: Teleskop Kepler menatap satu petak langit dan mencari dunia baru lewat redupnya cahaya yang samar saat planet transit, akhirnya menemukan ribuan.
Sumber: Borucki et al., Science 2010, "Kepler planet-detection mission: introduction and first results"
Eksperimen Miller–Urey: Seorang mahasiswa pascasarjana menyegel air, metana, amonia, dan hidrogen dalam labu lalu terus memercikinya, dan mendapatkan asam amino penyusun protein.
Sumber: Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"
Nukleotida tanpa enzim: Menemukan jalur kimia yang lebih “alami” untuk langsung membuat komponen RNA dalam kondisi primitif.
Sumber: Powner, Gerland & Sutherland, Nature 2009, "Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions"
RNA yang memotong dirinya sendiri: Cech menemukan bahwa RNA dapat mengkatalisis reaksi seperti enzim. RNA adalah informasi sekaligus alat. Nobel 1989.
Sumber: Kruger, Cech et al., Cell 1982, "Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena"
Ribonuklease P: Altman secara mandiri menemukan bahwa bagian satu enzim yang benar-benar melakukan katalisis adalah RNA, bukan protein.
Sumber: Guerrier-Takada, Altman et al., Cell 1983, "The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme"
Dunia RNA: Gilbert mengusulkan bahwa kehidupan paling awal mungkin seluruhnya terdiri dari RNA, dengan DNA dan protein ditambahkan kemudian.
Sumber: Gilbert, Nature 1986, "Origin of life: The RNA world"
RNA yang mereplikasi diri: Dua enzim RNA saling menyalin, dan jumlahnya bisa terus bertambah secara eksponensial, selangkah lebih dekat ke “kehidupan molekuler”.
Sumber: Lincoln & Joyce, Science 2009, "Self-sustained replication of an RNA enzyme"
Asam amino di luar angkasa: Asam amino yang berasal dari luar Bumi ditemukan dalam meteorit Murchison. Bahan mentah kehidupan mungkin umum di alam semesta.
Sumber: Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"
Ribosom adalah ribozim: Inti sintesis protein ribosom adalah RNA, bukti langsung peninggalan dunia RNA. Nobel 2009.
Sumber: Nissen, Hansen, Ban, Moore & Steitz, Science 2000, "The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis"
Mata air panas laut dalam: Ekosistem yang tidak bergantung pada sinar matahari ada di sekitar mata air panas laut dalam, memberi asal-usul kehidupan lokasi calon baru.
Sumber: Corliss et al., Science 1979, "Submarine thermal springs on the Galápagos Rift"
Jenis kehidupan ketiga: Membandingkan RNA ribosom menunjukkan bahwa “bakteri” sebenarnya dua jenis kehidupan yang sangat berbeda, dan arkea menjadi cabang tersendiri.
Sumber: Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"
Sistem tiga domain: Pohon kehidupan dibagi ulang menjadi tiga domain: Bakteri, Arkea, dan Eukariota.
Sumber: Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"
Teori endosimbiosis: Margulis mengusulkan bahwa mitokondria dan kloroplas dulunya bakteri mandiri yang ditelan dan menjadi bagian sel. Teori ini ditolak lebih dari selusin jurnal.
Sumber: Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"
Rumah LUCA: Menelusuri mundur dari gen modern, leluhur bersama semua kehidupan mungkin hidup di dekat ventilasi laut dalam yang panas, bebas oksigen, dan kaya hidrogen.
Sumber: Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"
Bumi Bola Salju: Lapisan batuan di Namibia menunjukkan bahwa sekitar 700 juta tahun lalu Bumi mungkin hampir seluruhnya tertutup es.
Sumber: Hoffman et al., Science 1998, "A Neoproterozoic snowball Earth"
Naiknya oksigen: Oksigen di atmosfer tidak datang sekaligus, melainkan naik lewat proses panjang yang berulang.
Sumber: Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014, "The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere"
Heliks ganda: Makalah satu halaman mengusulkan bahwa DNA berupa heliks ganda, dan pasangan basa mengisyaratkan bagaimana informasi genetik disalin.
Sumber: Watson & Crick, Nature 1953, "Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid"
Arkea Asgard: Lokiarchaeota yang ditemukan di sedimen laut dalam membawa banyak gen yang dulu dianggap hanya ada pada eukariota.
Sumber: Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"
Reproduksi seksual paling awal: Fosil alga merah purba menunjukkan reproduksi seksual dan kehidupan multisel punya sejarah paling tidak semiliar tahun.
Sumber: Butterfield, Paleobiology 2000, "Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes"
Stromatolit berusia 3,7 miliar tahun: Batuan di Greenland mungkin menyimpan struktur mikroba berusia 3,7 miliar tahun, meski tafsir ini masih diperdebatkan.
Sumber: Nutman et al., Nature 2016, "Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures"
Seleksi alam: Darwin dan Wallace bersama-sama menerbitkan teori seleksi alam. Tahun berikutnya, On the Origin of Species terbit.
Sumber: Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"
Teka-teki kepunahan dinosaurus: Iridium sangat terkonsentrasi secara janggal di lapisan akhir Kapur, dan Alvarez ayah dan anak menyimpulkan bahwa sebuah asteroid menghantam Bumi.
Sumber: Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"
Menemukan kawahnya: Terkubur di bawah Semenanjung Yucatán, Meksiko, ada kawah selebar sekitar 180 km, persis seperti yang ditinggalkan asteroid itu.
Sumber: Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"
Tiktaalik: Ilmuwan memprediksi di batuan zaman mana fosil peralihan itu seharusnya berada, lalu benar-benar menemukannya di Arktik Kanada.
Sumber: Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"
Hewan paling awal: Fosil Dickinsonia menyimpan molekul tipe kolesterol, membuktikan makhluk misterius ini adalah hewan.
Sumber: Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"
Vertebrata paling awal: Myllokunmingia dan Haikouichthys yang ditemukan di Chengjiang, Yunnan, mendorong sejarah vertebrata mundur ke awal Kambrium.
Sumber: Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"
Dinosaurus berbulu: Fosil dari Liaoning menunjukkan bulu tumbuh pada dinosaurus sebelum burung muncul.
Sumber: Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"
Bunga pertama: Archaefructus dari Liaoning pernah dianggap salah satu tumbuhan berbunga paling awal, dan usianya kemudian direvisi menjadi Kapur Awal.
Sumber: Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"
Kesetimbangan bertitik: Spesies mungkin stabil dalam waktu lama lalu berubah cepat dalam waktu singkat, bukan berevolusi dengan laju yang tetap.
Sumber: Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"
Kepunahan massal terburuk: Penanggalan presisi menunjukkan kepunahan akhir Perm mungkin hanya berlangsung sekitar 60.000 tahun, sesuai dengan aktivitas gunung berapi Siberia.
Sumber: Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"
Paus yang berjalan di darat: Fosil dari Pakistan menunjukkan leluhur paus adalah hewan berkuku yang berlari di darat, berkerabat dengan kuda nil.
Sumber: Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"

Lihat di game