Bianglala


Seberapa Mirip Manusia dengan Kera?

Posted in Science by Dhani on the December 23rd, 2007

Studi terhadap DNA dalam gen telah lama menguatkan kesimpulan mengenai kemiripan molekuler manusia dan kera besar. Informasi sekuens nukleotida paling lengkap sejauh ini berasal dari genom mitokondria yang berevolusi dengan pesat, yang sekuens DNA lengkapnya pada manusia, simpanse, dan gorila, sudah diperoleh. Diantara 16.000 posisi nukleotida dalam molekul, hanya sekitar 1.400 (8,8%) yang berbeda, antara manusia dan simpanse. Perkiraan perbedaan sekuens antara manusia dan gorila adalah 10,6%, dan antara gorila dan simpanse 10,3%. Di antara ketiga spesies ini, kemiripan terbesar adalah antara manusia dan simpanse.

Sebagai contoh, protein manusia dan simpanse berikut ini sering sama persis sekuens asam amino-nya (jumlah lokasi asam amino ditunjukkan dalam tanda kurung): fibrinopeptida (30); sitokrom c (104); lisozom (130); hemoglobin α (141); hemoglobin β (146); dan hemoglobin δ (146). Protein-protein yang nyaris serupa antara lain hemoglobin γ (1 substitusi asam amino dalam 146 lokasi); mioglobin (1 substitusi, 153 lokasi); anhidrase karbonat (3 substitusi, 264 lokasi); serum albumin (6 substitusi, 580 lokasi), dan transferin (8 substitusi, 647 lokasi). Total ada 2.486 dari 2.487 (99,2%) lokasi asam amino pada kesebelas protein itu yang identik, baik pada manusia maupun simpanse.

Saat spesies-spesies yang berkerabat memisah dari leluhur bersama, akumulasi perbedaan mutasi mereka cenderung terjadi dengan laju teratur yang dapat dikalibrasi. Dengan memanfaatkan metode laboratorium tertentu, spesies-spesies hidup dengan catatan fosil atau biogeografis yang cukup lengkap dapat ditelaah perbedaan molekulernya. Laju evolusi molekuler selanjutnya diperkirakan dengan membagi nilai perbedaan molekuler yang bersangkutan dengan jarak waktu dari leluhur bersama (sebagaimana yang didapat dari bukti biogeografis atau fosil yang independen).

Gabungan contoh-contoh semacam itu menunjukkan laju yang cukup teratur yang memungkinkan para ilmuwan menyusun konsep “jam molekuler” (molecular clock) yang berlaku bagi molekul, taksa (dari istilah “takson” pada “taksonomi”), atau prosedur pengujian tertentu. Kalibrasi jam molekuler bisa dipakai untuk memperkirakan masa pemisahan antar beberapa taksa yang masih hidup sekarang, apabila bukti fosil tidak memadai. Kita tahu bahwa laju evolusi DNA mitokondria (mtDNA) adalah kira-kira 2% dari perbedaan sekuens antara sepasang garis garis keturunan yang berkerabat per sejuta tahun. Dengan demikian, berdasarkan jam evolusioner tersebut, pemisahan filogenetis antara manusia dan simpanse diperkirakan terjadi pada 4,5 juta tahun lalu.

Para kreasionis umumnya beranggapan bahwa kemiripan genetis antara manusia dan kera besar bukanlah merupakan bukti telak bagi kesamaan leluhur evolusioner. Kemiripan ini bisa saja ditafsirkan sebagai pilihan Sang Pencipta untuk menciptakan organisme yang serupa dalam tindakan penciptaan yang berbeda. Sebenarnya ada sederet argumen filosofis untuk mematahkan anggapan tersebut, tapi karena disini kita bicara dalam ranah sains, maka sudah semestinya kita memakai argumen saintifik saja.

Kita ambil analogi dari dunia blog ;). Misalkan saya menemukan entri dari blog lain yang isinya sama persis dengan entri pada blog saya. Saya tidak bisa begitu saja menuduh si pemilik blog melakukan copy-paste terhadap entri blog saya. Kenapa? Karena yang bersangkutan bisa saja berkelit bahwa materi yang ditulis pada kedua blog bersifat baku dan terbatas. Dengan demikian, kedua entri blog tersebut dapat dianggap merupakan hasil “penciptaan terpisah” oleh kedua penulis, bukannya plagiat asli dari teks “leluhur”.

Tapi ceritanya akan jadi lain apabila saya menemukan adanya kesalahan kecil, entah tata bahasa maupun ejaan, pada entri blog saya yang juga didapati pada entri blog yang diduga hasil plagiasi. Disini si plagiat bakalan sulit untuk berkelit.

Analogi ini juga berlaku pada “teks” genetis manusia dan kera. Genom organisme memang mengandung beberapa “kekeliruan” fungsional. Kekeliruan molekuler yang sangat terperinci kerap ditemukan dalam spesies-spesies yang mirip, dan karenanya menggugurkan skenario penciptaan terpisah dan justeru mendukung skenario sejarah evolusi.

Salah satu golongan kekeliruan molekuler yang parah adalah keberadaan pseudogen yang tidak punya fungsi apa-apa. “Bangkai gen” semacam ini sering ditemukan pada berbagai spesies yang diduga berkerabat dan punya kemiripan yang terperinci. Sebagai contoh, manusia dan kera besar sama-sama punya pseudogen yang terkait dengan gen fungsional yang menyandikan epsiolon imunoglobin (protein antibodi yang terlibat dalam mekanisme alergi). Tambahan lagi, pseudogen tersebut menempati lokasi yang sama, baik pada genom manusia maupun simpanse, suatu hal yang nyaris mustahil dalam hipotesis asal-usul terpisah. Contoh lain adalah pseudogen dalam inti sel yang nampaknya berpindah dari mitokondria. Kini “fosil” duplikat gen mitokondria dalam inti sel yang tak berfungsi itu terdapat pada beberapa primata, termasuk juga manusia.

Skenario kekeliruan molekuler ini memberikan implikasi yang kurang menguntungkan bagi penganut kreasionisme. Seolah-olah Tuhan adalah Pencipta yang ceroboh dengan melakukan copy-paste secara serampangan terhadap genom mahluk ciptaanNya. Sebaliknya, dalam pandangan evolusi, keadaan tersebut dipahami sebagai konsekuensi kesamaan leluhur semata, dimana pada sejarah filogenetis primata, pseudogen yang tak berfungsi muncul dan kemudian diwariskan kepada keturunannya — suatu penjelasan sederhana yang tidak perlu sampai merusak iman kepada Sang Pencipta.

The Road to Reality

Posted in Book, Science by Dhani on the December 18th, 2007

Pertama kali tahu tentang buku ini lewat entri blog mas Koen. Tertarik, tapi masih ragu. Melihat-lihat di Amazon, buku ini menuai banyak pujian, juga cercaan. Sebagian besar kritik tentang buku ini menyorot soal banyaknya persamaan matematis didalamnya, padahal buku ini diposisikan sebagai buku sains populer.

Tapi, pikir-pikir lagi, mana yang lebih mengecewakan: keluar duit beberapa puluh dolar for nothing, atau kehilangan kesempatan untuk belajar hal-hal baru? Pilihan saya rasanya sudah cukup jelas ;). Jadi, begitulah. Sejak beberapa hari lalu, buku ini sudah bertengger diatas meja saya. Tebal, dan berat (dalam artian fisik maupun kandungannya). Seribu halaman lebih, dalam 34 bab dengan isi yang sangat menantang!

Saya tidak kepingin membohongi diri sendiri maupun pembaca blog ini. Kalau saja saya bisa menamatkan buku ini dalam sebulan dengan memahami 50% saja dari seluruh isinya, itu sudah sangat bagus. Kenyataannya mungkin tidak akan sebaik itu. Maksud saya, dengan kalkulus yang sudah agak karatan, membaca buku ini adalah suatu perjuangan tersendiri.

Roger Penrose, fisikawan yang menulis buku ini, sebenarnya bukan nama yang asing buat saya. Sayangnya selama ini saya belum berkesempatan membaca satupun buku karangannya. Road to Reality adalah buku pertama dari Penrose yang pernah saya baca, dan langsung memberikan “kejutan” tersendiri.

Berlawanan dengan sejawatnya, Stephen Hawking, yang menuruti saran editor untuk menyajikan sesedikit mungkin formula matematis demi memanjakan pembaca, Penrose rupanya memilih untuk tetap mengetengahkan segala kerumitan matematis untuk memberikan gambaran yang utuh pada pembaca mengenai realitas sains yang sesungguhnya: sains bukan hanya sekedar kumpulan fakta, melainkan harus ditopang oleh pilar matematis yang kokoh. Apabila pilar matematis runtuh, maka runtuhlah semua konsep yang ditopangnya. Itu sebabnya kita tidak bisa mengandalkan buku-buku sains (atau “sains”) yang ditulis hanya berdasarkan keyakinan, atau bahkan dalil-dalil keagamaan semata (seperti buku-buku, … ah, sudahlah!).

Kepada siapa buku ini ditujukan? Untuk ukuran buku teks akademis, buku ini kurang fokus, bahasannya terlampau melebar kemana-mana. Tapi sebagai kajian sains populer, buku ini malahan terlampau mendetail dan sangat teknis. Mungkin baiknya kita kembali ke judul buku ini. Buku ini nampaknya ditujukan kepada siapa saja yang ingin memperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai hukum-hukum fisika yang mengatur keseluruhan semesta.

Ok, saya tidak berminat menulis banyak-banyak disini. Buku ini mungkin akan cukup menyibukkan otak saya dalam beberapa hari (atau bahkan bulan) kedepan. Lagipula, saya khawatir kalau makin banyak saya menulis tentang buku ini, makin kelihatan kalau saya sebenarnya masih belum banyak mengerti tentang isinya. ;)

Efek Mozart

Posted in Art, Science by Dhani on the December 9th, 2007

Bersantai di akhir pekan, ditemani satu seri Piano Concerto dari Mozart (koleksi lama yang masih saja asyik untuk didengar), sebuah pertanyaan “iseng” terlintas di benak: Apa benar komposisi mozart memiliki pengaruh terhadap kecerdasan pendengarnya – yang sering diistilahkan sebagai Efek Mozart itu?

Heboh soal efek Mozart ini pertama kali dipicu oleh sebuah penelitian yang dimuat di jurnah ilmiah bergengsi, Nature (vol 365 tahun 1993) dengan judul “Musical and Spatial Task Performance”. Paper ini memuat riset eksperimen dari Franches Rauscher dkk, ahli neurosains dari Universitas Wisconsin di Oshkosh, AS.

Rauscher melakukan serangkaian test kemampuan analitis spasial kepada sejumlah anak. Sebelum tes dimulai, peneliti terlebih dahulu memberi waktu 10 menit untuk jeda penenangan diri dan melakukan pembagian 3 kelompok, masing-masing adalah kelompok yang berdiam diri hening tanpa alunan musik, kelompok yang mendengarkan musik jenis relaksasi instrumental genre new-age dan sekelompok yang mendengarkan komposisi klasik gubahan Mozart “Sonata for Two Pianos in D Major”. Hasilnya, kelompok kanak-kanak yang diperdengarkan musik Mozart menunjukkan pencapaian nilai yang cukup mencolok dibanding nilai kelompok lainnya, yakni dalam satuan 8 - 9 IQ spatial points.

Mungkin ini adalah paper biasa yang memuat hasil penelitian yang masih preliminary. Penelitian lain yang lebih baru malahan menunjukkan bahwa peningkatan kecerdasan spasial pada subjek yang mendengarkan Mozart hanya bertahan sekitar 10-12 menit. Artinya efek tersebut bersifat temporal (sementara) saja. Tapi, you know, begitu berita ini sampai ke tangan wartawan yang kemudian mempublikasikannya ke media populer, maka ceritanya bisa menjadi lain. Apalagi ketika cerita ini akhirnya sampai ke telinga para pebisnis yang oportunis.

Buku “Mozart Effect” karangan Ian Campbell misalnya (sudah diterjemahkan kedalam bahasa Indonesia oleh Gramedia), penuh dengan contoh-contoh kasus dimana komposisi Mozart dianggap sukses mendongkrak IQ, “menyembuhkan” berbagai kelainan mental pada anak, dan sebagainya. Tapi, dengan kacamata ilmiah, buku ini harusnya dibaca secara lebih skeptis.

Bicara dari sisi seorang peminat sains (walaupun bukan saintis), saya koq merasa kurang yakin dengan validitas efek Mozart ini. Tidak ada korelasi yang jelas antara musik Mozart dengan peningkatan kecerdasan. Misalkan kita beranggapan bahwa frekuensi suara yang dihasilkan instrumen yang memainkan Mozart, somehow berpengaruh terhadap aktifitas otak pendengarnya. Pertanyaannya, kenapa harus Mozart, bukannya Bach atau Beethoven misalnya?

Lantas seandainya kita katakan bahwa kuncinya ada pada melodi dari komposisi Mozart. Pertanyaannya sekarang, karena sebuah komposisi bisa dimainkan dengan bermacam-macam interpretasi, lantas interpretasi yang manakah yang paling “paten” dalam mendongkrak IQ?

I mean, misalnya kalau kepada anak kita, kita perdengarkan komposisi Mozart “Variations on Ah! Vous dirais-Je Maman” (K.265) yang dibawakan oleh orkestra lengkap, apakah efeknya akan sama dengan mendengarkan “Twinkle-Twinkle Little Stars” dari kaset lagu anak-anak, atau bahkan lagu anak-anak Jerman “Alle Vöglein Sind Schon Da!” – yang melodinya mirip dengan komposisi Mozart tersebut?

Hasil sebuah eksperimen sains harusnya dapat direproduksi dalam eksperimen lain dengan keluaran yang konsisiten. Berikutnya, eksperimen itu harus dapat menunjukkan kaitan yang jelas antara aksi (perlakuan) yang dikenakan terhadap subjek percobaan dengan reaksinya. Dengan memperdengarkan Mozart kepada seorang, atau sekelompok anak (subjek percobaan) dan lantas kita menemukan sang subjek memiliki IQ tinggi, bukan berarti eksperimen itu bisa diulangi pada sembarang subjek dengan hasil yang sama. Dan sampai sekarang, masih belum ada fakta sains yang bisa menguatkan kaitan antara musik Mozart dan tingkat kecerdasan seseorang.

Saya sendiri beranggapan bahwa apa yang disebut-sebut seabagai efek Mozart itu hanyalah semacam efek plasebo. Mungkin banyak anak-anak yang terbiasa mendengarkan Mozart, dan kemudian menunjukkan tingkat kecerdasan yang tinggi. Tapi bisa jadi, tanpa Mozart sekalipun si anak sebenarnya sudah cerdas.

Banyak variabel yang juga turut berperan dalam pertumbuhan intelegensia seseorang. Kita bisa saja mengambil asumsi, misalnya karena orangtua yang memperdengarkan Mozart kepada anaknya kebanyakan dari keluarga berada atau golongan berpendidikan, maka si anak mungkin sebenarnya tumbuh cerdas bukan karena Mozart, melainkan karena asupan gizi yang baik, atau rangsangan intelektual dari lingkungan sekitarnya. Dari segi ini, persoalannya jadi mirip paradoks ayam dan telur :(.

Lantas, berbicara dari sisi seorang penggemar musik klasik, saya tidak menganggap Kaset/CD Mozart Effect yang dijual di toko kaset itu sebagai musik klasik yang sesungguhnya. Komposisi-komposisi didalamnya dimainkan dengan keyboard, dan bukannya orkestra lengkap sebagaimana lazimnya musik klasik yang serius. Komposisi itu juga sudah terlalu disederhanakan sehingga tidak terlampau mirip dengan aslinya. Saya tidak yakin, seandainya Mozart masih hidup, dia akan suka mendengarkan karya-karyanya dimainkan dengan cara seperti itu.

Sebagai catatan akhir, Austria, negeri mungil berpenduduk 7 juta jiwa di Eropa barat, tempat Mozart pernah berkarya juga terkenal dengan budaya sainsnya. Sejauh ini, sudah 18 hadiah Nobel yang tercatat atas nama warganya (bandingkan dengan Indonesia dengan 220 juta lebih penduduk yang tidak pernah menghasilkan satupun Nobel). Tapi semua sepakat, tidak ada korelasi antara budaya seni musik di Austria dengan Nobel. Di sisi lain, Profesor Ahmad Zewail – peraih Nobel Kimia yang biografinya pernah saya ulas beberapa waktu lalu – juga dikenal sebagai fans berat Ummi Kulthum, penyanyi legendaris Mesir. Toh orang-orang Mesir yang mengidolakan Zewail tidak perlu memaksa anak-anak mereka mendengarkan Ummi Kulthum supaya bisa sepintar Zewail.

Moral of the story: musik mungkin bisa memberikan “mood” yang cocok bagi seseorang, entah dalam belajar ataupun berkarya. Tapi pengaruhnya akan sangat berbeda di tiap orang. Begitu pula pilihan musik yang didengarkan, itu juga sangat individual. Klaim yang menyatakan jenis musik tertentu dari komposer tertentu bisa memiliki khasiat tertentu, seharusnya juga ditambahi dengan embel-embel “bagi orang-orang tertentu” pula :).