Kita tahu bahwa sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup tempat aktivitas kehidupan seperti produksi energi dan perkembangbiakan terjadi. Sel dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Sel prokariotik dapat ditemukan di bakteri, sedangkan binatang-binatang modern dan manusia memiliki sel eukariotik.
Sel prokariotik sangatlah sederhana karena kromosom yang mengandung DNA tidak dilindungi oleh membran inti. Sementara itu, sel eukariotik memiliki inti sel, atau kita sebut sebagai nukleus yang mengandung kromosom. Sel eukariotik juga memiliki struktur yang lebih kompleks daripada sel prokariotik karena sel eukariotik memiliki organel-organel yang tidak dimiliki oleh sel prokariotik.
Organel-organel memiliki beberapa tugas yang mendukung kehidupan sel eukariotik. Salah satu organel dari sel eukariotik adalah mitokondria yang memiliki tugas untuk menghasilkan energi bagi sel. Keberadaan mitokondria dalam sel eukariotik memberi kita petunjuk mengenai asal mula sel eukariotik.
Dari pembahasan di atas, kita tahu bahwa sel eukariotik lebih “modern” dibandingkan dengan sel prokariotik. Berdasarkan teori evolusi, makhluk hidup yang pertama muncul di bumi adalah dalam bentuk sel prokariotik atau bakteri. Sel sederhana ini kemudian berevolusi menjadi sel yang lebih kompleks yaitu sel eukariotik dalam waktu satu miliar tahun dan akhirnya berkembang menjadi makhluk hidup yang kita kenal sekarang, termasuk kita manusia. Proses evolusi sel prokariotik menjadi eukariotik disebut dengan endosimbiosis.
Simbiosis secara sederhana dapat didefinisikan sebagai beberapa organisme yang hidup bersama. “Kehidupan bersama” ini dapat saling menguntungkan ataupun merugikan salah satu pihak. Jika saling menguntungkan, simbiosis akan terus-menerus berlangsung hingga organisme-organisme tersebut tidak dapat dipisahkan lagi setelah jangka waktu yang sangat panjang (semisal miliaran tahun). Inilah yang terjadi dalam evolusi sel eukariotik.
Sekitar dua miliar tahun yang lalu, sebuah bakteri “memakan” bakteri lain tanpa “mencerna” sehingga kedua bakteri tersebut hidup bersama (terjadi simbiosis). Proses ini disebut dengan endosimbiosis. Simbiosis ini ternyata saling menguntungkan bagi kedua bakteri karena bakteri yang dimakan dapat menghasilkan energi yang digunakan oleh bakteri yang memakannya. Nantinya, bakteri yang dimakan ini menjadi organel yang kita kenal sebagai mitokondria.
Di sisi lain, bakteri yang memakan memberikan perlindungan dan nutrisi bagi bakteri yang termakan. Simbisos ini akan terus berlangsung dari generasi ke generasi hingga menjadi sel eukariotik yang kita kenal sekarang. Organel-organel yang bisa muncul dalam sel eukariotik modern berasal dari proses “memakan” dan simbiosis yang sudah dijelaskan sebelumnya.
Menurut teori ini mitokondria dulunya adalah bakteri yang hidup bebas. Kesamaan antara mitokondria dengan bakteri antara lain mereka sama-sama memiliki membran dan juga mitokondria memiliki genom DNA sirkular seperti bakteri. DNA ini independen dari DNA sel eukariotik yang terletak dalam inti sel. Proses membelah diri bakteri juga mirip dengan mitokondria. Mitokondria membelah diri secara independen dari inti sel dan mitokondria baru hanya berasal dari mitokondria sebelumnya. Jika mitokondria lepas dari sel eukariotik, sel tersebut tidak dapat memproduksi mitokondria kembali.
Contoh lain dari proses endosimbiosis ini adalah asal mulanya kloroplas, yaitu organel dalam sel eukariotik tumbuhan yang dapat menghasilkan energi melalui fotosintesis. Kloroplas berasal dari cyanobacteria yang “dimakan” oleh sel lain dan hidup bersama setelah itu. Cyanobacteria termasuk bakteri bebas yang dapat menghasilkan energi melalui fotosintesis.
Bahan bacaan:
- https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/
Penulis:
Muhammad Shoufie Ukhtary, peneliti fisika, alumnus Tohoku University, Jepang.
Kontak: muhamadukhtary(at)gmail(dot)com.
