Mencermati yang Tak Terlihat​—Apa yang Disingkapkannya?

APA yang dicapai sewaktu manusia menggunakan temuan-temuan barunya untuk menguak tabir dan melihat hal-hal yang sebelumnya tak terlihat olehnya? Ini dapat membantu manusia mengetahui sampai tingkat tertentu hal-hal yang sebelumnya tidak diketahui.​—Lihat kotak di bawah.

Dulu, orang percaya bahwa bumi adalah pusat jagat raya. Namun, kemudian, penggunaan teleskop memperlihatkan bahwa planet-planet, termasuk bumi, berotasi mengelilingi matahari. Belum lama ini, dengan ditemukannya mikroskop canggih, manusia dapat menyelidiki atom dan melihat bagaimana jenis-jenis atom tertentu berkombinasi dengan jenis lainnya sehingga menjadi apa yang disebut molekul.

Pikirkanlah komposisi sebuah molekul air, zat yang sangat penting bagi kehidupan. Dua atom hidrogen memiliki bentuk yang memungkinkan mereka bergabung secara unik dengan satu atom oksigen dan membentuk sebuah molekul air​—dan setetes air berisi miliaran  molekul air tersebut! Hikmah apa yang dapat kita pelajari dengan menyelidiki sebuah molekul air dan mengamati perilakunya di bawah kondisi yang berbeda-beda?

Keajaiban Air

Meskipun setetes air tampak sangat sederhana, air adalah suatu zat yang sangat kompleks. Bahkan, Dr. John Emsley, seorang penulis sains di Imperial College, London, Inggris, mengatakan bahwa air adalah ”salah satu zat kimia yang paling sering diselidiki, tetapi masih yang paling sulit dipahami”. Majalah New Scientist menyatakan, ”Air adalah cairan yang paling dikenal di Bumi, namun juga salah satu yang paling misterius.”

Dr. Emsley menjelaskan bahwa terlepas dari struktur air yang sederhana, ”tidak ada yang sekompleks perilakunya”. Misalnya, ia mengatakan, ”H₂0 seharusnya adalah gas, . . . namun ini cairan. Selain itu, sewaktu membeku . . . , bentuk padatnya, yaitu es, mengapung dan bukannya tenggelam,” sebagaimana benda padat lainnya. Mengenai kelainan perilaku ini, Dr. Paul E. Klopsteg, mantan presiden Asosiasi Pengembangan Sains Amerika, berkomentar,

”Ini adalah rancangan menakjubkan yang berfungsi untuk menopang kehidupan air seperti ikan. Coba pikir apa yang akan terjadi seandainya air, sewaktu mendingin hingga ke titik beku, tidak berperilaku sebagaimana yang diterangkan tadi. Es akan terus terbentuk hingga mencakup seluruh danau, memunahkan seluruh atau sebagian besar kehidupan laut.” Dr. Klopsteg mengatakan bahwa perilaku yang tidak lazim ini adalah ”bukti dari bekerjanya suatu pribadi yang luar biasa dan memiliki tujuan di alam semesta”.

Menurut New Scientist, sekarang para ilmuwan berpikir bahwa mereka sudah mengetahui penyebab kelainan perilaku air ini. Mereka telah mengembangkan rumus pertama yang dapat dengan tepat memprediksi pemuaian air. ”Kunci untuk menguak misteri ini,” para ilmuwan menyadari, ”terletak di ruangan antara atom-atom oksigen dalam struktur-struktur molekul air dan es.”

Menakjubkan, bukan? Sebuah molekul yang tampak begitu sederhana belum juga terpahami oleh manusia. Dan, sebagian besar berat tubuh Anda terdiri dari air! Apakah Anda juga melihat bahwa di balik keajaiban molekul ini, yang hanya terbentuk dari tiga atom yang terdiri dari dua unsur, terdapat bukti bekerjanya suatu pribadi yang luar biasa dan memiliki tujuan? Namun, ukuran dan kerumitan molekul air masih kalah jika dibandingkan dengan molekul-molekul lain.

Molekul-Molekul yang Sangat Rumit

Beberapa molekul terdiri dari ribuan atom dari ke-88 unsur alami bumi. Misalnya, sebuah molekul DNA (asam deoksiribonukleat), yang berisi kode informasi hereditas setiap makhluk hidup, memiliki jutaan atom dari beberapa unsur!

Terlepas dari kerumitannya yang luar biasa, molekul DNA hanya berdiameter 0,0000025 milimeter, terlalu kecil untuk dilihat kecuali dengan bantuan mikroskop yang canggih. Pada tahun 1994, para ilmuwan menemukan bahwa DNA menentukan hereditas seseorang. Temuan ini memicu riset intensif terhadap molekul yang sangat kompleks ini.

Namun, DNA dan air hanyalah dua dari banyak jenis molekul yang merupakan bahan dasar terbentuknya benda-benda. Dan, karena ada banyak molekul pada benda hidup maupun benda mati, seharusnyakah kita menyimpulkan bahwa jarak antara benda hidup dan benda mati itu, entah bagaimana, begitu dekatnya?

Untuk waktu lama, banyak orang percaya bahwa begitulah halnya. ”Harapan bahwa pengetahuan biokimia yang berkembang akan dapat menjembatani jurang pemisah itu dinyatakan dengan spesifik oleh banyak pakar pada tahun 1920-an dan ’30-an,” jelas mikrobiolog Michael Denton. Namun, akhirnya, apa yang sebenarnya ditemukan?

Kehidupan Itu Istimewa dan Unik

Meskipun para ilmuwan berharap untuk menemukan jembatan, atau serangkaian tahapan langkah, antara benda hidup dan benda mati, Denton mengatakan bahwa keberadaan jurang pemisah yang sudah pasti ”akhirnya dibuktikan setelah adanya penemuan-penemuan  revolusioner dalam bidang biologi molekuler di awal tahun 1950-an”. Sewaktu menceritakan tentang sebuah fakta mengagumkan yang sekarang telah dipahami dengan jelas oleh para ilmuwan, Denton menerangkan,

”Sekarang, kita tidak hanya mengetahui adanya jurang pemisah antara dunia benda hidup dan dunia benda mati, tetapi juga bahwa hal ini adalah yang paling dramatis dan fundamental dari semua jurang pemisah alam. Antara sebuah sel hidup dan sistem non-biologis yang paling tinggi tatanannya, seperti kristal atau bunga salju, ada jurang yang sangat lebar dan mutlak.”

Ini tidak berarti bahwa menciptakan sebuah molekul itu mudah. Buku Molecules to Living Cells menjelaskan bahwa ”sintesis bahan dasar molekul kecil itu kompleks”. Akan tetapi, buku itu menambahkan bahwa membuat molekul semacam itu ”mudah jika dibandingkan dengan apa yang akan terjadi sesudahnya untuk menghasilkan sel hidup”.

Sel-sel dapat berbentuk organisme bersel tunggal, seperti bakteri, atau organisme bersel banyak, seperti manusia. Dibutuhkan kira-kira 500 sel berukuran sedang untuk membentuk sebuah jaringan sebesar titik di akhir kalimat ini. Jadi, tidaklah mengherankan kalau fungsi sebuah sel tidak dapat dilihat oleh mata telanjang. Lantas, setelah melihat sebuah sel pada tubuh manusia, apa yang tersingkap?

Sel—Cuma Kebetulan atau Memang Dirancang?

Kompleksitas sel memang sangat mengagumkan. Seorang penulis sains berkomentar, ”Pertumbuhan normal sel yang paling sederhana pun membutuhkan puluhan ribu reaksi kimia yang terkoordinasi.” Ia bertanya, ”Bagaimana, dalam satu sel kecil, 20.000 reaksi dapat dikendalikan sekaligus?”

Michael Denton membandingkan sel yang paling kecil dengan ”pabrik mikrominiatur yang berisi ribuan mesin molekuler rumit yang dirancang dengan sempurna, yang seluruhnya tersusun dari ratusan ribu juta atom, jauh lebih rumit daripada mesin buatan manusia mana pun dan tidak akan pernah tertandingi di dunia benda mati”.

 Para ilmuwan masih bingung akan kerumitan sel, sebagaimana dikomentari The New York Times edisi 15 Februari 2000, ”Semakin para biolog memahami sel, semakin berat pula untuk mengetahui apa yang dilakukan sel-sel itu. Umumnya, sel manusia terlalu kecil untuk dilihat, namun setiap saat 30.000 dari 100.000 gennya bergerak-gerak, melaksanakan tugas rutin sel atau merespons pesan dari sel lain.”

Times bertanya, ”Bagaimana sebuah mesin yang sangat kecil dan rumit dapat dianalisis? Dan, meskipun satu sel manusia dapat dimengerti sepenuhnya melalui upaya besar-besaran, masih ada paling tidak 200 jenis lagi di dalam tubuh manusia.”

Majalah Nature, dalam artikel berjudul ”Mesin Penciptaan”, melaporkan ditemukannya mesin-mesin penggerak mini di dalam setiap sel tubuh. Mesin-mesin ini berotasi untuk menciptakan adenosin trifosfat, sumber tenaga sel. Seorang ilmuwan merenung, ”Apa yang dapat kita lakukan sewaktu kita belajar cara merancang dan membangun sistem mesin molekuler yang serupa dengan sistem molekuler yang ada di sel?”

Coba pikirkan kapasitas sel untuk mencipta! Jumlah informasi yang terdapat dalam DNA dari satu sel tubuh kita saja jumlahnya sama dengan sekitar sejuta halaman seukuran majalah ini! Selain itu, setiap kali sel terbagi untuk menghasilkan satu sel baru, informasi yang sama ini berpindah ke sel yang baru itu. Menurut Anda, bagaimana tiap-tiap sel​—semuanya 100 triliun sel di tubuh Anda​—diprogram oleh informasi ini? Apakah ini terjadi secara kebetulan, atau disebabkan oleh Perancang Ahli?

Mungkin Anda telah berkesimpulan sama dengan biolog Russell Charles Artist. Ia mengatakan, ”Dalam upaya untuk menyelidiki permulaan [sel] dan, dengan demikian, fungsinya yang terus berlangsung, kita berhadapan dengan kesulitan-kesulitan yang luar biasa, bahkan yang tak terpecahkan, kecuali kita mempertahankan secara logika dan akal sehat bahwa ada suatu pribadi cerdas yang menciptakannya.”

Ketertiban yang Menakjubkan

Bertahun-tahun yang lalu, Kirtley F. Mather, sewaktu menjadi profesor geologi Harvard University, berkesimpulan, ”Kita tinggal di jagat raya, bukan yang berisi kebetulan dan perubahan mendadak, melainkan yang berisi Hukum dan Ketertiban. Pemerintahnya sangat rasional dan layak direspek setinggi-tingginya. Pikirkan skema matematis yang menakjubkan dari alam, yang memungkinkan kita membuat urutan nomor atom dari setiap unsur.”

Marilah kita pertimbangkan sedikit ”skema matematis yang menakjubkan dari alam” ini. Pada zaman dahulu, unsur-unsur * yang dikenal hanyalah emas, perak, tembaga, timah putih, dan besi. Arsenik, bismut, dan antimoni diidentifikasi oleh para pakar alkimia di Abad Pertengahan, dan kemudian pada tahun 1700-an, unsur-unsur lain ditemukan. Pada tahun 1863, spektroskop, yang sanggup memisahkan rangkaian warna unik yang dipancarkan setiap unsur, digunakan untuk mengidentifikasi indium, yang adalah unsur ke-63 yang ditemukan.

Pada waktu itu, kimiawan Rusia, Dmitry Ivanovich Mendeleyev, menyimpulkan bahwa unsur-unsur itu tidak tercipta secara asal. Akhirnya, pada tanggal 18 Maret 1869, karya tulisnya, ”Garis Besar Sistem Unsur-Unsur”, dibacakan di hadapan Himpunan Kimia Rusia. Di dalamnya,  ia mengatakan, ’Saya ingin menetapkan semacam sistem yang bukan didasarkan atas kebetulan melainkan atas prinsip-prinsip yang pasti dan persis.’

Di dalam makalah yang terkenal ini, Mendeleyev meramalkan, ”Kita harus tetap berpikir bahwa kita akan menemukan banyak unsur yang belum diketahui; misalnya, unsur-unsur yang sama dengan aluminium dan silikon, unsur-unsur dengan berat atom antara 65 hingga 75.” Mendeleyev membuat ruang-ruang kosong untuk 16 elemen baru. Sewaktu diminta bukti untuk ramalannya, ia menjawab, ”Saya tidak perlu bukti. Hukum alam, tidak seperti hukum tata bahasa, yang tidak mengecualikan apa pun.” Ia menambahkan, ”Menurut saya, sewaktu unsur-unsur saya yang belum diketahui itu ditemukan, orang akan mulai mendengarkan kita.”

Memang itulah yang terjadi! ”Selama 15 tahun berikutnya,” jelas Encyclopedia Americana, ”ditemukannya galium, skandium dan germanium, yang sifat-sifatnya sesuai dengan yang diramalkan Mendeleyev, membuat diabsahkannya Daftar Berkala Unsur-Unsur Kimia dan membuat pengarangnya terkenal.” Pada awal abad ke-20, semua unsur yang ada telah ditemukan.

Jelaslah, sebagaimana kata Elmer W. Maurer, seorang peneliti kimia, ”rancangan yang cantik ini pasti bukanlah kebetulan”. Tentang kemungkinan bahwa urutan yang selaras dari unsur-unsur ini terjadi secara kebetulan, profesor kimia John Cleveland Cothran berkomentar, ”Penemuan pasca-prediksi dari semua unsur-unsur yang keberadaannya sudah diramalkan [Mendeleyev], dan kesesuaian sifat-sifat mereka dengan apa yang diramalkan, dengan efektif menyingkirkan kemungkinan semacam itu. Generalisasinya yang hebat itu tidak pernah disebut ’Kebetulan Berkala’. Sebaliknya, itu disebut ’Hukum Berkala’.”

Sebuah pengkajian mendalam terhadap unsur-unsur kimia dan bagaimana mereka menyatu menjadi apa saja di alam semesta membuat fisikawan terkenal P.A.M. Dirac, yang pernah menjadi profesor matematika di Cambridge University, berkata, ”Seseorang mungkin dapat melukiskan situasinya dengan mengatakan bahwa Tuhan adalah seorang matematikawan yang teramat sangat tinggi tingkatnya, dan Ia menggunakan matematika yang sudah sangat maju sewaktu membangun alam semesta.”

Benar-benar menakjubkan sewaktu mencermati dunia yang tak terlihat, baik atom-atom, molekul-molekul, dan sel-sel yang sangat kecil maupun galaksi yang sangat besar, yang berisi bintang-bintang yang berada di luar jangkauan mata manusia! Pengalaman ini membuat kita merasa tidak ada apa-apanya. Bagaimana hal ini mempengaruhi Anda secara pribadi? Apa yang Anda lihat di balik hal-hal ini? Apakah Anda melihat apa yang tak terlihat oleh mata jasmani Anda?

[Catatan Kaki]

[Kotak/Gambar di hlm. 5]

Terlalu Cepat bagi Mata

Karena gerakan derap kaki kuda yang sedang berlari begitu cepat, para pria pada abad ke-19 berdebat tentang apakah, pada suatu saat, semua kakinya berada di udara secara bersamaan. Akhirnya, pada tahun 1872, Eadweard Muybridge memulai eksperimen dengan fotografi yang kemudian menyelesaikan perdebatan itu. Ia merancang sebuah teknik pengambilan film berkecepatan tinggi yang pertama.

Muybridge membariskan 24 kamera dalam satu rangkaian dengan sedikit jarak antara satu sama lain. Masing-masing tombol pembuka lensa kamera diikat oleh tali yang direntangkan di tengah-tengah jalur yang akan dilewati kuda, sehingga sewaktu kuda berlari melewati tempat itu, tali-tali tersebut akan tertarik dan kamera pun bekerja. Analisis hasil pemotretan itu memperlihatkan bahwa kadang-kadang semua kaki kuda berada di udara.

[Keterangan]

Courtesy George Eastman House

[Gambar di hlm. 7]

Mengapa air yang beku mengapung dan bukannya tenggelam?

[Gambar di hlm. 7]

Sebuah molekul DNA berdiameter 0,0000025 milimeter, namun berisi sejuta halaman informasi

[Keterangan]

Computerized model of DNA: Donald Struthers/Tony Stone Images

[Gambar di hlm. 8]

Dalam setiap sel tubuh—semuanya 100 triliun—puluhan ribu reaksi kimia terjadi secara terkoordinasi

[Keterangan]

Copyright Dennis Kunkel, University of Hawaii

[Gambar di hlm. 9]

Kimiawan Rusia Mendeleyev menyimpulkan bahwa unsur-unsur kimia tidak tercipta secara asal

[Keterangan]

Courtesy National Library of Medicine