Spesies, Evolusi, dan Kepunahan

Manfred: Mammoths can't go extinct; we're the biggest animals on Earth.
Diatryma Mom: Uh, what about the dinosaurs?
Manfred: The dinosaurs got cocky. They made enemies

***
Sid: Maybe we could rapidly evolve into water creatures.
Diego: That's genius, Sid.
Sid: Call me Squid.

-Ice Age 2-

 

---

Film “Ice Age: The Meltdown” yang saya tonton di sebuah televisi swasta tadi siang menginspirasi saya untuk berbagi cerita seputar perkembangan terbaru seputar spesies, evolusi, dan kepunahan. Kutipan oleh Manfred si mammoth dan Sid si kukang di atas menggambarkan parodi keluguan pemahaman evolusi dan kepunahan. Mammoth, spesies gajah purba besar yang berambut dan bergading besar, punah sekitar 4500 tahun yang lalu. Sedangkan kukang, hewan yang terkenal lambat dan malas, juga tidak pernah berevolusi menjadi makhuk air, apalagi jadi cumi-cumi..

Dalam sebuah survei menyambut dua abad kelahiran Charles Darwin, lembaga riset Gallup melaporkan bahwa hanya 39% orang di Amerika Serikat percaya evolusi. Sebanyak 25% orang Amerika Serikat tidak percaya evolusi dan hanya mempercayai kreasionisme. Sisanya, sekitar 36% tidak berpendapat atau tidak menjawab. Hasil survei juga menunjukkan bahwa pilihan ini berhubungan dengan pendidikan dan religiusitas. Membaca hasil survei ini, saya jadi penasaran berapa banyak orang Indonesia yang percaya teori evolusi.

Pengertian tentang evolusi menurut saya lebih penting daripada sekedar kepercayaan saja. Dengan pengertian memadai, orang akan mampu berpendapat rasional dalam perbandingan antara evolusi dan kreasionisme. Tulisan ini bukan ingin menceritakan evolusi secara mendalam, melainkan hanya comot sana-sini saja beberapa perkembangan evolusi terakhir yang (menurut saya) menarik.

Evolusi Modern

Teori Evolusi modern berkembang seiring dengan berbagai temuan ilmiah terbaru. Teori ini merupakan gabungan berbagai cabang Biologi yang bermuara pada evolusi. Awalnya, perkembangan evolusi modern berasal dari ditemukannya kesesuaian antara teori seleksi alam Darwin dan teori genetika Mendel pada awal abad ke-20. Sangat ironis bagi Mendel karena pada mulanya publikasi genetika Mendel justru sangat anti-evolusi, bahkan secara spesifik menentang buku “The Origin of Species” tulisan Darwin.

Saat ini, teori Evolusi modern tidak lagi sesederhana teori “Darwinisme” saja. Berbagai perkembangan ilmu Biologi, khususnya Biologi molekuler, Sitologi, Biosistematik, Botani, Morfologi, Ekologi, dan Paleontologi telah membuat bangunan teori Evolusi modern lebih kokoh. Misalnya, penemuan peta genom memungkinkan peneliti membandingkan genom dan kekerabatan setiap makhluk hidup. Manusia dan simpanse memiliki kekerabatan yang sangat dekat karena peta genom kedua spesies ini mirip hingga 99% serta menghasilkan protein yang juga sangat mirip.

Beberapa temuan baru bahkan mensubtitusi pondasi awal yang dibangun oleh Darwin. Konsep pohon kehidupan (tree of life) yang diperkenalkan oleh Darwin dua ratus tahun lalu tidak memadai lagi saat transfer genetik horisontal ditemukan sepuluh tahun belakangan. Dalam perjalanan sains, konsep pohon kehidupan Darwin memang menjadi kurang relevan, tapi teori Evolusi modern sejauh ini didukung oleh berbagai temuan baru.

Spesies: Penciptaan dan Kepunahan

Spesies merupakan pengelompokkan makhluk hidup yang mampu kawin dan menghasilkan keturunan yang mampu menghasilkan keturunan juga. Setelah 250 tahun perkembangan taksonomi, tahun 2010, diperkirakan ada 7-100 juta spesies di bumi. Dari perkiraan ini, hanya 1,7 juta spesies saja yang telah teridentifikasi, lebih dari sejuta adalah serangga. Sisanya masih belum teridentifikasi.

Pembentukkan spesies makhluk hidup baru (spesiasi) terjadi setiap saat diarahkan oleh proses evolusi dalam jangka panjang. Manusia sendiri telah mampu melakukan spesiasi buatan melalui persilangan sejak era pertanian ribuan tahun lalu. Domba modern merupakan salah satu spesies baru yang diciptakan manusia dari domba mouflon melalui domestikasi sekitar 11.000 tahun yang lalu.

Manusia bahkan telah menciptakan spesies kehidupan sintetis dari benda mati. Tahun 2010, Craig Venter menciptakan spesies bakteri yang sama sekali baru melalui penyusunan materi DNA di laboratorium. Melalui penemuan kehidupan sintetis, konsep generation spontanea yang telah ditinggalkan sejak abad ke-19 bisa menjadi relevan kembali. Sains menerima perubahan, bahkan perubahan balik.

Kepunahan spesies makhluk hidup juga terjadi terjadi setiap saat, dengan atau tanpa kehadiran manusia. Ia adalah bagian dari proses evolusi. Selama 3,8 miliar tahun kehidupan hadir di bumi, diperkirakan 99,9% spesies yang pernah ada di bumi telah punah. Suatu spesies umumnya memiliki umur kurang dari sepuluh juta tahun, mulai terbentuk hingga kepunahannya. Meskipun begitu, beberapa spesies bertahan menjadi fosil hidup tidak mengalami perubahan selama ratusan juta tahun, misalnya kecoa telah bertahan selama 350 juta tahun hingga saat ini. Spesies manusia modern diperkirakan baru berusia 200 ribu tahun dan sangat mungkin akan punah dalam beberapa juta tahun lagi.

Belakangan baru disadari, laju kepunahan terjadi lebih cepat akibat ledakan populasi manusia. Peningkatan drastis populasi manusia hingga 6,9 miliar tahun ini menimbulkan ketidakseimbangan alam karena konsumsi berlebihan, perusakkan habitat, penyebaran penyakit, dan perubahan iklim. Harimau Bali secara resmi telah dinyatakan punah di Indonesia tahun 1937 akibat kerusakan habitat dan perburuan liar. Beberapa hari ini ada berita yang menyatakan dugaan bahwa anoa dan babi rusa telah punah di Sulawesi Utara. Spesies orang utan, badak jawa, dan komodo akan menunggu kepunahan beberapa (puluh) tahun lagi.

Dengan perkembangan biologi molekuler, saintis berupaya menghadirkan spesies yang telah punah melalui metode kloning. Memang belum ada upaya yang berhasil hingga saat ini, tapi perkembangan pesat biologi molekuler memberikan harapan. Museum Australia di Sidney memulai proyek kloning harimau Tasmania (Thylacine) tahun 1999. Thylacine merupakan karnivora berkantung dari Australia yang punah pada awal abad ke-20. Proyek Thylacine yang kontroversial ini sempat dihentikan tahun 2005 dan kembali dilanjutkan pada tahun yang sama dan berkembang hingga saat ini. Apakah mungkin manusia bisa menghentikan kepunahan? Apakah mungkin mammoth akan kembali muncul di bumi? Kita tunggu saja perkembangan penelitian ini.

Last Tasmanian Tiger, Thylacine, 1933

Epilog

Evolusi adalah paradigma sentral dalam Biologi. Theodosius Dobzhansky, salah satu pendiri teori Evolusi modern mengatakan bahwa tidak ada yang masuk akal dalam Biologi kecuali dalam kerangka evolusi. Ia adalah pendukung evolusi modern sekaligus seorang Kristen orthodoks yang taat. Dalam upayanya mendamaikan sains dan religiusitas Dobzhansky mengatakan:

Apakah fakta evolusi bertentangan dengan keimanan agama? Tidak. Adalah sebuah kekeliruan untuk menggunakan kitab suci sebagai teks dasar astronomi, geologi, biologi, dan antropologi. Simbol yang ditafsirkan tidak sebagaimana mestinya akan menimbulkan konflik yang khayal dan tak terpecahkan. Kekeliruan ini malah menimbulkan penghinaan: Sang Pencipta dituduh merencanakan penipuan..

Memahami Proses Sains: Lamarck, Darwin, Epigenetika

“Science may not be the only way of organizing and understanding our experience, but for accuracy, science is better than religion, politics, and art” -Daniel Willingham-

Sains berusaha memahami fenomena alam dengan cara yang rasional dan empiris. Bidang ini membuka kesempatan untuk mencari logika di balik suatu hal dan membuat pengalaman ini dapat direplikasi. Kebudayaan manusia mampu berkembang eksplosif berkat perkembangan sains dalam satu-dua abad belakangan.

Sains, secara resmi, merupakan temuan baru kebudayaan manusia. Dari 200 ribu tahun perkembangan Homo sapiens, sains baru berkembang dalam seperseribu periode ini. Dibandingkan agama, filsafat, politik, seni, dan berbagai badan pengetahuan lainnya, sains muncul sangat belakangan.

Lantas bagaimana sains belakangan dapat menjadi kunci perkembangan kebudayaan umat manusia? Salah satunya karena keterbukaannya terhadap perubahan. Teori sains berkembang melalui pengujian banyak pihak. Bila suatu teori sains terbukti salah oleh temuan baru, ia akan punah dan tergusur menjadi catatan sejarah.

Hanya teori sains yang tahan ujilah yang tetap bertahan hidup. Teori yang ‘masuk akal’ dan dapat direplikasi oleh banyak pihak akan berkembang pesat. Aplikasi teknologi yang mendukung perkembangan kebudayaan kemudian mempercepat perkembangan bidang sains ini. Ada semacam siklus bagaimana sains menjadi bahan baku perkembangan teknologi dan mengubah kebudayaan.

Transistor mungkin merupakan penemuan paling penting abad ke-20. Penemuan semikonduktivitas di bidang fisika pada transistor tahun 1948 menjadi pendorong inovasi teknologi informasi yang mengubah kebudayaan manusia secara signifikan. Jarak komunikasi semakin dekat dan mengubah interaksi manusia secara fundamental. Saat ini, sains fisika mengembangkan nanoteknologi dan superkonduktor dan membuat siklus ini berjalan.

***

Keterbukaan sains terhadap perubahan juga dapat dilihat pada penemuan baru yang memberikan kesimpulan berlawanan dengan teori yang ada. Kesimpulan baru bahkan dapat mendukung teori yang telah ditinggalkan.

Sekitar 50 tahun sebelum Charles Darwin menerbitkan Origin of Life, Jean-Baptiste Lamarck, seorang naturalis Prancis abad ke-18,  mengatakan bahwa perubahan makhuk hidup karena kondisi lingkungan akan diwariskan kepada keturunannya. Contoh klasik dari teori Lamarck adalah leher jerapah memanjang untuk menggapai makanannya dan akan mewariskan leher yang panjang kepada keturunannya.

Teori Lamarck ini dikritisi dan telah dianggap usang seiring dengan perkembangan genetika. Teori Darwin mengatakan bahwa perubahan sifat orang tua yang didapatkan selama hidupnya tidak akan diturunkan terhadap anaknya. Kalau seseorang berolahraga rutin, kebugarannya tidak akan diwariskan kepada keturunannya. Sang anak juga harus berolahraga rutin untuk mendapatkan tingkat kebugaran yang sama.

Apalagi dengan ditemukannya struktur DNA tahun 1950an. DNA diketahui merupakan materi genetik pada makhluk hidup dan menurunkan sifat orang tua kepada anaknya. Perubahan fisik yang dialami orang tua dianggap tidak mempengaruhi dalam pewarisan sifat keturunan.

Tetapi, sains bersedia berubah seiring dengan penemuan baru. Penemuan terbaru tentang epigenetik mendukung kembali teori Lamarck. Kajian epigenetik mempelajari bagaimana proses kontrol ekspresi gen terjadi dalam sel. Tidak semua gen dapat serta merta aktif, ada tombol on/off yang menghidup-matikan ekspresi sifat pada makhluk hidup.

Beberapa penelitian membuktikan mekanisme epigenentik ternyata dipengaruhi oleh perubahan yang dialami oleh orang tua dan diwariskan kepada anak. Beberapa penelitian epigenetik berhasil menemukan hubungan epigenetik dengan obesitas dan kanker. Jadi, lingkungan orang tua, selain genetika, ternyata juga mempergaruhi sifat keturunan.

Penampakan kedua dua tikus Agouti kembar di atas sangat berbeda. Meskipun memiliki genom yang relatif mirip, tetapi keduanya memiliki epigenom yang berbeda. Perbedaan epigenetik ternyata diwariskan dari orang tuanya kepada keturunannya.

Penemuan baru ini berimplilkasi pada teori Lamarck yang telah usang dapat berpotensi menjadi relevan lagi. Bangunan sains menerima perubahan balik  ini dan memberikan pemahaman yang semakin berkembang terhadap fenomena alam.

***

Progresivitas inilah yang membawa sains menjadi kontributor penting dalam kebudayaan. Di sisi lain, progesivitas sains ini memiliki proses yang perlu dipahami. Oleh karena itu, tingkat melek sains (sains literacy) perlu dikembangkan dalam masyarakat.

Riset sains dasar mendorong inovasi dan perkembangan teknologi. Meskipun begitu, riset sains memerlukn waktu puluhan tahun dan biaya besar. Tantangan ini membuat kebijakan pemerintah pasang surut dalam memberikan dukungan terhadap perkembangan sains dasar.

Tiga hari yang lalu, Tom Coburn, senator dari Partai Republik AS, berkomentar negatif tentang berbagai riset yang dilakukan NSF (National Science Foundation) dan mengusulkan pemotongan dukungan pendanaan terhadap pusat penelitian ini. Saintis yang menjadi target kritiknya mengatakan Coburn terlalu menyepelekan, kalau tidak keliru memahami, pekerjaan riset itu sendiri.

Argumen yang disampaikannya menunjukkan bagaimana senator di negara semaju AS sekalipun memiliki tingkat melek sains yang rendah. Komentar Coburn menggambarkan bagaimana proses sains gagal dipahami olehnya. Ia juga mengomentari bagaimana penelitian ini tidak memiliki manfaat langsung terhadap transformasi masyarakat. Coburn mengharapkan riset sains dapat memberikan hasil instan.

Dalam proses sains, sebuah penelitian tunggal jarang menghasilkan transformasi yang cepat dan besar. Sebuah penelitian memecahkan potongan kecil dalam sebuah gambaran besar, menciptakan informasi kecil yang berguna, lalu bergabung dalam body of knowledge sains. Gabungan penelitian inilah akhirnya menghasilkan konsep transformatif dalam kebudayaan.

Perjalanan perkembangan sains masih jauh di depan, tapi sebuah perjalanan panjang dimulai dari sebuah langkah kecil. Salah satunya adalah mulai memahami proses sains yang evolutif. Kegagalan memahami proses sains menyebabkan perlambatan inovasi dalam jangka panjang. Dan pada akhirnya, kemandekkan kebudayaan manusia.

Siapa tahu? Siapa mau?..