Sungai dari Eden/Sungai Digital

Dari Wikibuku bahasa Indonesia, sumber buku teks bebas
Loncat ke navigasi Loncat ke pencarian
Bab 1 – Sungai Digital

Semua bangsa memiliki legenda hebat tentang leluhurnya, dan legenda ini sering diresmikan menjadi aliran kepercayaan. Orang menghormati dan bahkan menyembah leluhurnya – dan pantas juga, karena leluhur nyatalah, dan bukan dewa gaib, yang memegang kunci untuk memahami kehidupan. Dari semua organisme yang lahir, kebanyakan mati sebelum beranjak dewasa. Dari minoritas yang bertahan hidup dan berkembang biak, minoritas lebih kecil lagi akan memiliki keturunan yang masih hidup 1.000 generasi kemudian. Minoritas kecil dari minoritas ini, kelompok elit dalam reproduksi spesies ini, adalah apa yang dapat disebut oleh keturunannya sebagai leluhur. Leluhur itu langka, keturunan itu lumrah.

Semua organisme yang pernah hidup – setiap hewan dan tumbuhan, semua bakteri dan fungi, setiap serangga, dan semua pembaca buku ini – dapat menoleh ke belakang kepada leluhurnya dan mengklaim dengan bangga: Tidak ada satu pun dari leluhur kita yang mati saat bayi. Mereka semua beranjak dewasa, dan masing-masing mampu menemukan setidaknya satu pasangan heteroseksual dan berhasil kawin.[1] Tidak satu pun dari leluhur kita dibunuh oleh musuh, atau oleh virus, atau terjatuh dari tebing, sebelum menghasilkan setidaknya satu orang anak. Ribuan orang sebaya leluhur kita gagal dalam hal ini, tetapi tidak ada satu pun dari leluhur kita yang gagal seperti itu. Semua ini merupakan pernyataan basi, tetapi implikasinya besar: banyak yang aneh dan baru, banyak yang menjelaskan dan banyak yang mengherankan. Semua hal tersebut merupakan tema buku ini.

Karena semua organisme mewarisi gen dari leluhur mereka, dan bukan dari pesaing leluhurnya yang tidak sukses, semua organisme cenderung memiliki gen yang sukses. Mereka mampu menjadi leluhur – yakni, mampu bertahan hidup dan bereproduksi. Inilah sebabnya organisme biasanya mewarisi gen yang cenderung membangun mesin yang terancang dengan baik – yakni, sebuah tubuh yang bekerja secara aktif seakan berusaha menjadi leluhur. Itulah sebabnya burung begitu pintar terbang, ikan begitu pintar berenang, monyet begitu pintar memanjat, dan virus begitu pintar menyebar. Itulah sebabnya kita sangat menyukai hidup dan seks dan anak-anak: karena kita semua, tanpa terkecuali, mewarisi gen kita dari garis keturunan leluhur sukses yang tidak terputus. Dunia menjadi penuh dengan organisme yang mampu menjadi leluhur. Dalam satu kalimat, itu adalah Darwinisme. Tentu, Darwin mengatakan jauh lebih banyak dari ini, dan zaman sekarang ada lebih banyak lagi yang mampu kita katakan. Itulah alasan buku ini tidak berhenti di sini.

Ada cara orang bisa salah memahami paragraf di atas yang, meskipun itu wajar, namun sangat berbahaya. Memang sangat menggoda untuk mengira bahwa, ketika leluhur-leluhur sukses, maka gen yang mereka wariskan kepada anaknya diperbaiki dibandingkan dengan gen yang mereka warisi dari orang tuanya. Ada sesuatu dalam kesuksesan itu yang memengaruhi gen, dan itu alasan keturunannya begitu pintar melayang, berenang, dan merayu. Salah, sangat salah! Gen tidak diperbaiki saat dipakai, tetapi hanya diwariskan, tidak diubah kecuali terjadi kekeliruan acak, dan itu sangat jarang. Bukan kesuksesan yang menghasilkan gen baik. Gen baik yang menghasilkan kesuksesan, dan tidak ada tindakan individu sepanjang hidupnya yang memengaruhi gennya. Individu yang lahir dengan gen baik lebih mungkin beranjak dewasa dan menjadi leluhur sukses; karena itu, gen baik lebih mungkin diwariskan kepada masa depan dibandingkan dengan gen buruk. Setiap generasi adalah filter, atau saringan: gen baik cenderung melewati saringan dan masuk ke generasi berikutnya; gen buruk cenderung berakhir di tubuh yang mati muda atau tidak bereproduksi. Gen buruk dapat melewati saringan selama satu atau dua generasi, mungkin karena beruntung dan berada dalam satu tubuh bersama dengan gen baik. Tetapi gen harus lebih dari sekadar beruntung untuk berhasil melewati seribu saringan secara terus-menerus, tanpa henti-hentinya. Setelah seribu generasi, gen yang masih ada lebih mungkin merupakan gen yang baik.

Tadi saya berkata bahwa gen yang bertahan dari generasi ke generasi adalah gen yang pernah sukses menghasilkan leluhur. Ini benar, tetapi ada satu pengecualian semu yang harus saya bahas terlebih dahulu agar tidak menimbulkan kebingungan. Ada individu yang selalu mandul, namun seolah-olah dirancang untuk membantu penerusan gennya kepada keturunan di masa depan. Semua serangga sosial, seperti semut, lebah, tawon, dan rayap, yang berkasta pekerja adalah mandul. Mereka tidak bekerja untuk menjadi leluhur, tetapi agar saudaranya yang subur, biasanya adik dan kakaknya, yang menjadi leluhur. Ada dua hal yang harus dipahami di sini. Pertama, dalam hewan jenis apa pun, ada kemungkinan besar bahwa adik dan kakak memiliki gen yang sama. Kedua, lingkunganlah, dan bukan gen, yang menentukan apakah, misalnya, seekor rayap menjadi laron (kasta rayap yang mampu bereproduksi) atau pekerja mandul. Semua rayap mengandung gen yang mampu menjadikannya pekerja mandul dalam kondisi lingkungan tertentu, atau laron dalam kondisi yang lain. Laron mewariskan salinan gen kepada keturunannya; gen yang sama itu membuat pekerja mandul membantu laron dalam usaha pewarisan itu. Pekerja mandul bekerja karena pengaruh gen, dan salinan gen itu berada dalam tubuh laron. Salinan gen dalam pekerja berusaha untuk membantu salinannya sendiri melewati saringan trans-generasi. Pekerja rayap bisa jantan atau betina; tetapi dalam semut, lebah, dan tawon semua pekerja adalah betina; selain dari itu, prinsipnya sama. Secara lebih umum, prinsip itu juga berlaku untuk beberapa spesies burung, mamalia dan hewan lain ketika anak diasuh kakak-kakaknya. Sebagai rangkuman, gen dapat melewati saringan, tidak hanya dengan membantu tubuhnya sendiri menjadi leluhur, tetapi juga dengan membantu tubuh saudaranya menjadi leluhur.

Sungai dalam judul buku ini adalah sungai DNA, dan sungai itu mengalir melalui waktu, bukan ruang. Sungai ini terdiri atas informasi, bukan tulang dan daging: sungai petunjuk abstrak untuk membangun tubuh, bukan sungai tubuh itu sendiri. Informasi itu melewati tubuh dan memengaruhinya, tetapi tidak dipengaruhi oleh tubuh itu saat melewatinya. Sungai itu tidak hanya tidak dipengaruhi oleh pengalaman dan prestasi tubuh-tubuh yang ia lewati. Sungai itu juga tidak dipengaruhi oleh suatu sumber kontaminasi potensial yang, pada pandangan pertama, jauh lebih kuat: seks.

Dalam setiap sel Anda, separuh gen ibu Anda berdampingan dengan separuh gen ayah Anda. Gen maternal dan gen paternal Anda bersekutu secara intim agar Anda menjadi perpaduan halus di antara kedua-duanya yang tidak dapat dipisahkan lagi. Tetapi gen itu sendiri tidak bercampur. Hanya akibat genlah yang bercampur. Gen sendiri memiliki integritas yang kokoh. Ketika datang waktunya untuk menurun ke generasi berikutnya, suatu gen memasuki tubuh anak atau tidak. Gen paternal dan gen maternal tidak bercampur; mereka dikombinasikan ulang secara mandiri. Setiap gen dalam diri Anda berasal dari ibu Anda atau ayah Anda. Gen itu juga berasal dari salah satu, dan hanya salah satu, dari empat kakek-nenek Anda; dari salah satu satu, dan hanya salah satu, dari delapan buyut Anda; dan seterusnya.

Saya menggunakan metafora sungai gen, tetapi fenomena itu juga dapat disebut sebagai segerombolan kawan baik yang berjalan bersama melalui waktu berskala geologis. Dalam jangka panjang, semua gen dalam satu populasi adalah kawan. Dalam jangka pendek, mereka berdiam dalam tubuh-tubuh individu dan untuk sementara menjadi kawan dekat dengan gen lain di tubuh itu. Gen bertahan dari generasi ke generasi hanya jika mereka pintar membangun tubuh yang pintar hidup dan bereproduksi menurut gaya hidup yang dipilih spesies itu. Tetapi tidak hanya itu. Agar pintar bertahan hidup, gen harus pintar bekerja sama dengan gen yang lain di spesies yang sama – di sungai yang sama. Untuk bertahan hidup dalam jangka panjang, gen harus menjadi kawan baik. Gen itu harus berhasil bersama dengan, atau dibandingkan dengan, gen yang lain di sungai yang sama. Gen dari spesies yang lain berada di sungai yang lain. Mereka tidak perlu hidup rukun bersama – setidaknya tidak dalam arti yang sama – karena mereka tidak perlu berdiam dalam tubuh yang sama.

Corak yang mendefinisikan sebuah spesies adalah setiap anggotanya dialiri oleh sungai gen yang sama, dan semua gen dalam satu spesies harus dipersiapkan agar menjadi kawan baik satu sama lain. Spesies baru muncul ketika spesies yang sudah ada bercabang menjadi dua. Sungai gen bercabang dalam waktu. Dari sudut pandang gen, spesiasi, asal-usul spesies baru, adalah “perpisahan panjang.” Setelah pemisahan parsial yang singkat, kedua batang sungai berpisah selamanya, atau sampai salah satunya mengering punah dalam pasir. Dibatasi oleh tepi salah satu sungai, air dikebur terus-menerus oleh rekombinasi seksual. Tetapi air tidak pernah melewati tepi sungainya dan mengontaminasi sungai lain. Setelah spesies terbelah, kedua kelompok gen sudah bukan kawan lagi. Mereka sudah tidak bertemu dalam tubuh yang sama dan sudah tidak perlu bekerja sama dengan baik. Sudah tidak ada hubungan atau persetubuhan di antara keduanya – secara harfiah, mereka sudah tidak setubuh lagi, karena tidak ada hubungan di antara wahana sementaranya, yakni, tubuhnya.

Kenapa dua spesies harus terbelah? Apa yang memicu perpisahan panjang gennya? Apa yang mendorong sungai sehingga terbelah, yang membuat kedua cabangnya berjauhan dan tidak pernah bertemu lagi? Detailnya masih kontroversial, tetapi tidak ada yang meragukan bahwa unsur paling penting adalah pemisahan geografis yang kebetulan. Sungai gen mengalir melalui waktu, tetapi penggantian pasangan gen secara fisik terjadi dalam tubuh padat yang mengisi ruang. Seekor tupai abu-abu di Amerika Utara mampu kawin dengan seekor tupai abu-abu di Inggris, seandainya mereka bertemu. Tetapi kemungkinan mereka akan bertemu sangat kecil. Sungai gen tupai abu-abu di Amerika Utara terpisah secara praktis oleh 3000 mil samudra dari sungai gen tupai abu-abu di Inggris. Dalam kenyataannya, kedua kelompok gen sudah bukan kawan, padahal mereka mampu bersikap sebagai kawan baik jika ada kesempatan. Mereka telah berpisah, meski belum berpisah selamanya. Tetapi setelah terpisah beberapa ribu tahun lagi, besar kemungkinan kedua batang sungai akan semakin berjauhan, sehingga kedua ekor tupai itu, seandainya bertemu, sudah tidak mampu bertukar gen. “Berjauhan” di sini tidak berarti dalam ruang tetapi dalam kompatibilitas.

Hal seperti inilah yang hampir pasti merupakan sebab pemisahan yang lebih dahulu di antara tupai abu-abu dengan tupai merah. Mereka tidak bisa kawin. Mereka menduduki wilayah yang sama di bagian Eropa tertentu, dan walaupun mereka terkadang bertemu dan saling melawan untuk berebut kacang, mereka tidak dapat menghasilkan anak yang subur. Sungaisungai genetik mereka sudah terlalu berjauhan; dengan kata lain, gen mereka sudah tidak cocok untuk bekerja sama dengan baik dalam tubuh. Banyak generasi sebelumnya, leluhur tupai abuabu dan leluhur tupai merah merupakan individu-individu yang sama. Tetapi mereka terpisah secara geografis – barangkali oleh pegunungan, barangkali oleh air, akhirnya oleh Samudra Atlantik. Dan komposisi genetiknya berjauhan. Pemisahan geografis membuat mereka tidak cocok lagi. Kawan baik menjadi kawan buruk (atau kira-kira begitulah, seandainya mereka diuji melalui usaha untuk kawin). Kawan buruk menjadi semakin buruk, sehingga kini mereka sudah bukan kawan lagi. Mereka terpisah untuk selamanya. Kedua batang sungai itu terpisah dan ditakdirkan untuk semakin terpisah. Cerita yang sama melandasi pemisahan yang jauh lebih awal di antara, misalnya, leluhur kita dengan leluhur gajah. Atau di antara leluhur burung unta (yang juga merupakan leluhur kita) dengan leluhur kalajengking.

Sekarang ada sekitar 30 juta cabang dalam sungai DNA, karena itulah perkiraan jumlah spesies di bumi. Pernah diperkirakan juga bahwa spesies yang masih bertahan hidup adalah sekitar 1 persen dari semua spesies yang pernah hidup. Menurut perkiraan itu, pernah ada sekitar tiga miliar cabang dalam sungai DNA. 30 juta cabang sungai yang ada sekarang terpisah dan tidak dapat disatukan lagi. Banyak yang ditakdirkan untuk meranggas dan mati, karena kebanyakan spesies akhirnya punah. Jika kita menelusuri 30 juta sungai itu (agar singkat, saya akan menyebut cabang sungai sebagai sungai saja) kembali ke masa lalu, kita menemukan bahwa, satu demi satu, mereka semua bergabung dengan sungai-sungai lain. Sungai gen manusia bergabung dengan sungai gen simpanse pada waktu yang hampir sama dengan sungai gen gorila, sekitar 7 juta tahun yang lalu. Beberapa juta tahun sebelumnya, aliran gen orangutan bergabung dengan sungai kera Afrika kita. Lebih jauh lagi, sungai gen ungka bergabung dengan kita – ke hilir, sungai itu bercabang menjadi berbagai spesies ungka dan siamang. Semakin jauh ke hulu dalam waktu, sungai genetik kita bergabung dengan sungai lain yang ditakdirkan, jika ditelusuri kembali ke hilir, untuk bercabang menjadi monyet Dunia Lama, monyet Dunia Baru, dan para kubung di Madagaskar. Lebih jauh ke hulu lagi, sungai kita bergabung dengan sungai yang menyebabkan kelompok utama mamalia yang lain: hewan pengerat, kucing, kelelawar, gajah. Setelah itu, kita bertemu dengan aliran yang menyebabkan beraneka ragam reptil, burung, amfibia, ikan, avertebrata.

Di sini, muncullah aspek penting mengenai metafora sungai yang harus kita waspadai. Ketika kita memikirkan pemisahan yang menyebabkan semua mamalia – dan tidak hanya sungai yang menyebabkan, misalnya, tupai abu-abu – kita tergoda untuk membayangkan sungai besar seperti Sungai Mississippi atau Missouri. Ini masuk akal, karena seperti kita sudah tahu, cabang mamalia ditakdirkan untuk bercabang terus-menerus sehingga menghasilkan semua mamalia – dari celurut pygmy hingga gajah, dari tikus tanah di bawah tanah hingga monyet di kanopi hutan. Cabang sungai mamalia akan menghasilkan sekian ribu cabang yang penting, jadi pasti itu merupakan bengawan yang melimpah. Tetapi gambaran ini secara mendalam keliru. Ketika leluhur semua mamalia modern berpisah dengan semua yang bukan mamalia, peristiwa itu tidak lebih dahsyat dari spesiasi apa pun yang lain. Seandainya ada peneliti yang menyaksikannya saat itu, dia bahkan tidak akan memberi komentar. Cabang sungai gen baru hanyalah aliran kecil di dalam spesies makhluk nokturnal kecil yang perbedaannya dengan saudaranya yang bukan mamalia sama dengan perbedaan di antara tupai merah dengan tupai abu-abu. Hanya dari sudut pandang masa kini, kita bisa melihat bahwa mamalia pertama itu sebenarnya adalah mamalia. Waktu itu, dia hanya merupakan salah satu spesies reptil yang menyerupai mamalia, tidak beda jauh dengan mungkin sepuluh jenis hewan kecil dan bermoncong yang makan serangga dan dimakan dinosaurus.

Keadaannya sama dengan pemisahan lebih awal di antara leluhur semua kelompok utama hewan: vertebrata, moluska, krustasea, serangga, annelida, cacing pipih, ubur-ubur, dan seterusnya. Ketika sungai yang akan menjadi moluska (dan yang lain) berpisah dari sungai yang akan menjadi vertebrata (dan yang lain), kedua populasi makhluk itu (yang besar kemungkinan menyerupai cacing) akan sangat serupa, sehingga bisa kawin. Satu-satunya alasan mereka tidak kawin karena kebetulan mereka dipisahkan oleh halangan geografis, barangkali tanah kering yang memisahkan perairan yang sebelumnya bersatu. Tidak ada yang mampu menebak bahwa satu populasi akan menghasilkan moluska, dan yang lain akan menghasilkan vertebrata. Kedua sungai DNA hanya merupakan anak sungai kecil yang sedikit terpisah, dan kedua kelompok hewan hampir tidak dapat dibedakan satu dari yang lain.

Para zoolog sudah mengetahui ini, tetapi terkadang mereka melupakannya ketika membahas kelompok utama hewan, seperti moluska atau vertebrata. Mereka tergoda untuk menganggap pemisahan di antara dua kelompok utama sebagai peristiwa dahsyat. Para zoolog dapat membuat kekeliruan besar seperti ini karena cara mereka dididik. Mereka menghayati kepercayaan yang hampir religius bahwa masing-masing kelompok utama dalam kerajaan animalia dikaruniai dengan kodrat yang unik secara mendalam, biasanya disebut dengan istilah bahasa Jerman, Bauplan. Istilah tersebut hanya berarti “cetak biru”, tetapi sudah diakui sebagai istilah teknis, meski (dan saya sedikit terkejut menemukan hal ini) belum dimuat dalam Oxford English Dictionary. Karena itu, saya akan menggunakannya seolah-olah sudah diserap ke dalam bahasa Inggris, dan penerjemah saya akan menggunakannya seolah-olah sudah diserap ke dalam Bahasa Indonesia. (Karena saya kurang menikmati istilah tersebut dibandingkan dengan beberapa kolega saya, saya mengaku merasa sedikit frisson Schadenfreude karena istilah itu tidak ada; kedua istilah asing yang baru saya sebut ternyata ada dalam OED, jadi ketiadaan Bauplan tidak berarti ada diskriminasi sistematis terhadap importasi istilah asing ke dalam bahasa Inggris.) Dalam arti teknis, bauplan sering diterjemahkan sebagai “rencana tubuh fundamental.” Penggunaan istilah “fundamental” inilah (atau, dengan efek yang sama, penggunaan bahasa Jerman untuk menunjukkan kedalaman) yang membuat kerusakan. Ini bisa menggiring para zoolog membuat kekeliruan serius.

Ada seorang zoolog, misalnya, yang mengemukakan bahwa evolusi di periode Kambrium (di antara sekitar 600 juta dan 500 juta tahun yang lalu) merupakan proses yang sangat berbeda dengan evolusi di periode-periode yang lebih akhir. Dia menalar bahwa dewasa ini, yang muncul adalah spesies baru, sedangkan di periode Kambrium, yang muncul adalah kelompok utama, seperti moluska dan krustasea. Kekeliruannya menonjol sekali! Bahkan makhluk yang berbeda sekali, seperti moluska dan krustasea, awalnya hanya merupakan dua populasi dari satu spesies yang terpisah secara geografis. Untuk sementara, mereka bisa kawin jika bertemu, tetapi itu tidak terjadi. Setelah jutaan tahun berevolusi terpisah, mereka memperoleh corak yang kita, dari sudut pandang zoolog kekinian, kenali sebagai corak moluska dan corak krustasea. Corak itu ditinggi-tinggikan dengan julukan luhur “rencana tubuh fundamental” atau “bauplan.” Tetapi bauplan-bauplan utama di kerajaan animalia menyimpang secara bertahap dari asal-usul yang sama.

Sebenarnya, ada pertikaian kecil dan sangat tersebar mengenai sejauh mana evolusi terjadi secara bertahap dan sejauh mana suka melompat-lompat. Tetapi tidak seorang pun, benarbenar tidak ada, yang menganggap evolusi begitu melompat-lompat sehingga mampu menciptakan bauplan serba baru dalam satu langkah. Penulis yang saya kutip menulis pada 1958. Tidak ada banyak zoolog yang berpendapat demikian hari ini, tetapi terkadang mereka seperti itu secara tersirat ketika mereka berbicara seolah-olah kelompok-kelompok utama hewan muncul secara spontan dan terbentuk dengan sempurna, seperti Athena yang lahir dari kepala Zeus, dan tidak melalui penyimpangan dari populasi leluhur sembari kebetulan terpisah secara geografis.[2]

Kajian biologi juga telah menunjukkan bahwa kelompok-kelompok utama hewan jauh lebih berdekatan satu dengan yang lain daripada yang dulu kita kira. Kita bisa menganggap kode genetik sebagai kamus yang mengandung 64 kata dalam satu bahasa (ada 64 kata yang terdiri atas tiga huruf yang dapat dibentuk dari aksara empat-huruf). Enam puluh empat kata itu dipetakan ke 21 kata dalam bahasa lain (20 asam amino ditambah satu tanda baca). Kemungkinan mendapat pemetaan 64:21 yang sama secara kebetulan lebih kecil dari satu dibanding sejuta juta juta juta juta. Namun, sebenarnya kode genetik identik secara harfiah dalam semua hewan, tumbuhan dan bakteri yang pernah diteliti. Semua makhluk hidup di bumi pasti menurun dari satu leluhur tunggal. Tidak seorang pun akan membantah itu, tetapi ada kemiripan yang tidak terduga, di antara, misalnya, serangga dengan vertebrata. Kemiripan itu tidak hanya muncul ketika kita memeriksa kode itu sendiri, tetapi juga rangkaian-rangkaian mendetail informasi genetik. Ada mekanisme genetik yang sangat rumit yang menentukan rencana tubuh bersegmen serangga. Ada kode genetik yang luar biasa serupa yang telah ditemukan dalam mamalia. Dari sudut pandang molekuler, semua hewan adalah saudara dekat, dan bahkan saudara dekat dengan tumbuhan. Kita harus mencari sampai di bakteri untuk menemukan saudarasaudara jauh kita, dan di situ pun kode genetiknya identik dengan kode kita. Alasan kita mampu melakukan perhitungan teliti dengan kode genetik, tetapi tidak dengan anatomi bauplan, adalah kode genetik bersifat digital, dan angka dapat dihitung dengan teliti. Sungai gen adalah sungai digital, dan sekarang saya harus menjelaskan arti istilah keinsinyuran itu.

Para insinyur membedakan di antara kode digital dengan kode analog. Fonograf dan perekam pita – dan telepon sejak dulu hingga baru-baru ini – menggunakan kode analog. Cakram padat, komputer, dan sebagian besar sistem telepon modern menggunakan kode digital. Dalam sistem telepon analog, gelombang tekanan udara yang berfluktuasi terus-menerus (bunyi) diubah menjadi gelombang tegangan listrik yang berfluktuasi secara yang sama dalam kawat. Piringan hitam fonograf bekerja dengan cara yang serupa: alur dalam piring membuat jarum bergetar, dan gerakan jarumnya diubah menjadi fluktuasi yang sama dalam tegangan listrik. Di ujung kawat, gelombang tegangan itu diubah lagi, oleh membran dalam alat suara telepon atau pengeras suara fonograf, kembali menjadi gelombang tekanan udara yang semula, agar kita bisa mendengarnya. Kode itu sederhana dan langsung: fluktuasi listrik dalam kawat itu sebanding dengan fluktuasi tekanan dalam udara. Tegangan listrik apa saja, dalam batas tertentu, dapat berjalan melalui kawat, dan perbedaan di antaranya juga penting.

Dalam telepon digital, hanya ada dua tingkat tegangan listrik yang mungkin – atau jumlah tertentu yang lain, misalnya 8 atau 256 – mengalir melalui kawat. Informasi tidak berada dalam tegangan listrik itu sendiri, tetapi dalam pola tingkat tegangan tertentu. Ini yang dinamakan Modulasi Kode Pulsa (PCM). Tegangan yang aktual jarang akan persis sama dengan, misalnya, 8 tingkat tegangan yang sudah ditentukan, tetapi alat penerima membulatkan nilainya supaya sama dengan tingkat tegangan terdekat dari 8 tingkat itu. Kemudian, apa yang keluar di ujung kawat hampir sempurna, meskipun transmisinya kurang bagus. Lalu kita hanya perlu mengatur jarak tingkat pencuplikan cukup jauh agar fluktuasi acak tidak akan pernah disalahpahami oleh alat penerima sebagai tingkat yang lain. Inilah keutamaan kode digital, dan ini alasan sistem audio dan video – dan teknologi informasi pada umumnya – semakin mengandalkan teknologi digital. Tentu saja, komputer menggunakan kode digital dalam segala hal. Untuk alasan kemudahan, kode komputer adalah kode biner – yaitu, hanya ada dua tingkat tegangan, bukan 8 atau 256.

Bahkan dalam telepon digital, suara yang masuk dan keluar tetap merupakan fluktuasi analog dalam tekanan udara. Namun, informasi yang berjalan di antara kedua teleponnya adalah digital. Suatu kode harus ditetapkan untuk menerjemahkan nilai-nilai analog, pada skala mikrodetik, menjadi rangkaian pulsa-pulsa diskrit – bilangan yang dikodekan secara digital. Ketika Anda bermohon kepada kekasih Anda melalui telepon, setiap nuansa dan naik turun suaranya, setiap desah bergairah dan nada merindu diantarkan melalui kawat hanya dalam bentuk bilangan. Anda bisa terharu sehingga menangis oleh bilangan – asalkan bilangan itu dikodekan dan dipecahkan dengan cukup cepat. Peralatan elektronik modern sangat cepat, sehingga waktu kawat dapat dibagi menjadi potongan-potongan, sama seperti seorang master catur dapat membagi waktunya di antara 20 permainan sekaligus. Dengan cara ini, ribuan percakapan dapat diatur dalam satu kawat telepon seolah-olah sekaligus, tetapi sebenarnya dipisahkan satu dari yang lain secara elektronik tanpa gangguan sinyal. Sebuah garis data induk – belakangan ini, banyak yang sudah bukan kawat lagi melainkan sinar radio, disiarkan langsung dari puncak bukit ke puncak bukit lain atau dipantulkan dari satelit – adalah bengawan angkaangka. Tetapi karena pemisahan elektronik yang canggih, bengawan itu sebenarnya merupakan ribuan sungai digital, yang memiliki tepi yang sama hanya dalam arti superfisial – seperti tupai merah dan tupai abu-abu, yang tinggal di pohon yang sama tetapi tidak pernah bercampur gennya.

Kembali ke dunia insinyur, kekurangan sinyal analog tidak terlalu penting, asalkan tidak disalin berulang kali. Mungkin tingkat derau di sebuah rekaman pita rendah, sehingga tidak terdengar – kecuali suaranya diperkuat, lalu derau diperkuat juga, dan derau baru pun ditambahkan. Tetapi jika kita membuat rekaman dari rekaman itu, lalu rekaman dari rekaman dari rekaman itu, dan seterusnya, setelah ratusan “generasi” hanya derau jelek yang tetap ada. Ada masalah seperti ini di zaman semua telepon masih analog. Sinyal telepon menghilang di kawat panjang dan harus ditingkatkan – diperkuat sekitar setiap seratus mil. Pada zaman analog hal ini merupakan masalah besar, karena setiap kali sinyal diperkuat, jumlah derau latar belakang juga meningkat. Sinyal digital juga perlu diperkuat. Tetapi, seperti yang sudah kita lihat, penguatan ini tidak menyebabkan kekeliruan: sistem dapat diatur agar informasi berjalan dengan sempurna, seberapa kali pun sinyal itu diperkuat. Derau tidak meningkat, meskipun sinyal berjalan ratusan mil.

Waktu saya kecil, ibu saya menjelaskan kepada saya bahwa sel saraf kita adalah kawat telepon tubuh. Tetapi analog atau digital? Jawabannya, mereka adalah percampuran menarik di antara keduanya. Sel saraf tidak seperti kawat listrik. Sel saraf adalah pipa panjang dan kurus yang dilewati oleh gelombang perubahan kimia, seperti garis bubuk mesiu yang telah dinyalakan api – tetapi, berbeda dengan garis bubuk mesiu itu, saraf cepat pulih dan dapat dinyalakan lagi dalam waktu dekat. Besaran mutlak gelombang itu – suhu bubuk mesiunya – dapat berfluktuasi dalam perjalanannya melalui saraf, tetapi hal itu tidak relevan. Kode mengabaikan fluktuasi itu. Pulsa kimia itu ada atau tidak, seperti dua tingkat tegangan diskrit di telepon digital. Dalam arti ini, sistem saraf bersifat digital. Tetapi impuls-impuls saraf tidak dipaksa menjadi bita: mereka tidak berkumpul menjadi bilangan kode yang diskrit. Kekuatan pesan (nyaringnya bunyi, terangnya cahaya, bahkan sakitnya emosi) malah dikodekan sebagai kecepatan impuls-impuls. Para insinyur mengenal ini sebagai Modulasi Frekuensi Pulsa (PFM), yang sering mereka gunakan sebelum Modulasi Kode Pulsa lazim digunakan.

Kecepatan pulsa adalah kuantitas analog, tetapi pulsa-pulsa itu sendiri bersifat digital: mereka ada atau tidak ada, dan tidak ada nilai di antara kedua nilai itu. Dan sistem saraf mendapat manfaat dari ini sebagaimana dalam sistem digital yang lain. Karena cara sel saraf bekerja, ada yang berfungsi seperti penguat sinyal, tidak setiap seratus mil tetapi setiap milimeter – 800 penguat sinyal di antara sumsum tulang belakang dengan ujung jari Anda. Jika ketinggian mutlak impuls saraf – gelombang bubuk mesiu – penting, pesan itu akan terdistorsi sehingga tidak dapat dipahami lagi dalam perjalanan sepanjang tangan manusia, apalagi leher jerapah. Setiap tahap dalam penguatan akan menghasilkan kekeliruan acak yang lebih banyak, seperti dalam rekaman pita dari rekaman pita yang diulangi delapan ratus kali. Atau ketika memfotokopi fotokopi yang sudah pernah difotokopi. Setelah delapan ratus “generasi” fotokopi, yang tersisa hanyalah kekaburan abu-abu. Pengodean digital menawarkan satu-satunya solusi untuk masalah sel saraf, dan seleksi alam telah menerimanya. Sama halnya dengan gen.

Francis Crick dan James Watson, para penemu struktur molekuler gen, menurut saya layak dihargai berabad-abad sama seperti Aristoteles dan Platon telah dihargai. Penghargaan Nobel mereka dianugerahkan “dalam fisiologi atau kedokteran,” dan ini betul tetapi agak merendahkan prestasinya. Pembicaraan tentang revolusi yang terus-menerus itu kontradiktif, namun tidak hanya kedokteran tetapi juga pemahaman kita tentang kehidupan secara keseluruhan akan terus direvolusi sebagai hasil langsung dari perubahan pemikiran yang dipicu oleh kedua pemuda itu pada 1953. Gen itu sendiri, dan penyakit genetik, hanyalah ujung gunung es. Hal yang benar-benar revolusioner dalam biologi molekuler di zaman pasca-Watson-Crick adalah sifat digitalnya.

Setelah Watson dan Crick, kita tahu bahwa gen itu sendiri, di dalam struktur internalnya, merupakan deretan panjang informasi digital murni. Lagi pula, deretan itu benarbenar digital, dalam arti penuh dan kuat seperti dalam komputer dan cakram padat, tidak dalam arti lemah seperti dalam sistem saraf. Kode genetik bukan kode biner seperti dalam komputer, dan bukan juga kode delapan-tingkat seperti dalam sistem telepon tertentu, melainkan kode kuartener, dengan empat simbol. Kode mesin gen sangat menyerupai kode komputer. Selain dari perbedaan jargon, tulisan dalam jurnal biologi molekuler dapat ditukar dengan tulisan dalam jurnal keinsinyuran komputer. Di antara banyak konsekuensi lain, revolusi digital pada pusat kehidupan ini telah memberi pukulan maut terakhir kepada vitalisme – kepercayaan bahwa materi hidup itu berbeda secara mendalam dengan materi yang tidak hidup. Sebelum 1953, masih dapat dipercayai bahwa ada sesuatu yang kemisteriusannya bersifat fundamental dan tidak dapat direduksi dalam protoplasme hidup. Kini itu sudah tidak dapat dipercayai. Bahkan para filsuf yang dulu mengemukakan pandangan hidup mekanistik tidak akan berani mengharapkan impiannya akan terpenuhi seperti ini.

Alur fiksi ilmiah yang berikut bisa terjadi, seandainya ada teknologi di masa depan yang sama seperti yang ada hari ini, hanya sedikit lebih maju. Profesor Jim Crickson telah diculik oleh sebangsa asing jahat dan dipaksa bekerja dalam laboratorium perang biologis. Untuk menyelamatkan peradaban, dia harus mengirimkan informasi yang sangat rahasia ke dunia luar, tetapi semua saluran komunikasi biasa tertutup untuknya. Kecuali satu. Kode DNA terdiri atas 64 “kodon” tiga-huruf, cukup untuk aksara bahasa Inggris lengkap dengan huruf besar dan huruf kecil, ditambah sepuluh angka, spasi, dan titik. Profesor Crickson mengambil virus influenza dari rak laboratorium dan merekayasa pesannya untuk dunia luar dalam genom virus itu, menggunakan kalimat-kalimat bahasa Inggris yang lengkap. Dia mengulangi pesannya berulang kali dalam genom yang direkayasa itu, ditambah dengan rangkaian “tanda” yang mudah dikenali – misalnya, sepuluh bilangan prima pertama. Lalu dia menginfeksi dirinya sendiri dengan virus itu dan bersin di ruang yang ramai. Pandemik flu merajalela di dunia, dan laboratorium medis di negara lain mulai meneliti genomnya untuk menciptakan vaksin. Para peneliti segera menyadari bahwa ada pola aneh yang berulang-ulang dalam genomnya. Dipicu oleh keberadaan bilangan prima – yang tidak mungkin muncul dengan sendirinya – seseorang mendapat ide untuk menggunakan teknik pemecahan kode. Kemudian, menjadi gampang membaca teks lengkap dalam bahasa Inggris dari Profesor Crickson, yang mengelilingi dunia melalui bersin.

Sistem genetik kita, yakni, sistem universal segala kehidupan di planet ini, adalah murni digital. Dengan ketepatan kata per kata, kita bisa mengodekan seluruh Perjanjian Baru dalam bagian genom manusia yang saat ini penuh dengan DNA “sampah” – yaitu, DNA yang tidak digunakan tubuh, setidaknya dengan cara biasa. Setiap sel dalam tubuh Anda mengandung jumlah informasi setara dengan 46 pita data besar yang mengeluarkan huruf digital melalui beberapa alat pembaca yang bekerja sama secara serentak. Dalam setiap sel, pita ini – kromosom – mengandung informasi yang sama, tetapi alat pembaca dalam sel yang berbeda mencari bagian dari pangkal data yang berbeda, menurut tujuan khususnya sendiri. Itulah sebabnya sel otot berbeda dengan sel hati. Tidak ada kekuatan hidup yang dijiwai roh, atau jeli mistis protoplasmik yang berdenyut, bergolak, dan menyebar. Kehidupan itu hanyalah bita-bita informasi digital.

Gen adalah informasi murni – informasi yang dapat dikodekan, dikodekan ulang, dan dibaca kembali tanpa degradasi atau perubahan makna. Informasi murni dapat disalin, dan karena informasi itu digital, fidelitas penyalinan bisa tinggi sekali. Huruf-huruf DNA disalin dengan ketetapan yang menyaingi apa pun yang mampu dibuat oleh para insinyur modern. Huruf itu disalin dari generasi ke generasi, dengan beberapa kekeliruan yang menyebabkan variasi. Di antara variasi tersebut, kombinasi terkode yang menyebar di dunia tentu dan secara otomatis merupakan kombinasi yang, ketika dibaca kembali dan dituruti dalam tubuh, membuat tubuh itu bertindak secara aktif untuk melestarikan dan menyebarkan pesan DNA yang sama. Kita – dan itu berarti segala makhluk hidup – adalah mesin untuk bertahan hidup yang diprogramkan untuk menyebarkan pangkal data digital yang membuat program itu. Darwinisme kini dipandang sebagai bertahan hidupnya mereka yang bertahan hidup pada tataran kode digital murni.

Dari sudut pandang masa kini, ternyata tidak bisa tidak seperti ini. Sistem genetik analog dapat dibayangkan. Tetapi kita sudah melihat apa yang terjadi dengan informasi analog ketika disalin ulang selama beberapa generasi berturut-turut. Itulah permainan telepon rusak: setiap kali pesan diulangi, ada kekeliruan baru. Sistem telepon yang diperkuat, pita yang disalin ulang, fotokopi dari fotokopi – sinyal analog begitu rentan terhadap degradasi kumulatif sehingga penyalinan hanya bertahan selama beberapa generasi. Gen, sebaliknya, dapat menyalindiri selama 10 juta generasi dan hampir tidak terdegradasi sama sekali. Darwinisme hanya berfungsi karena – terlepas dari mutasi diskrit, yang dimatikan atau dipertahankan oleh seleksi alam – proses penyalinan itu sempurna. Hanya suatu sistem genetik digital mampu menopang Darwinisme selama bereon-eon waktu berskala geologis. 1953, tahun heliks ganda, kelak akan dipandang tidak hanya sebagai akhir pandangan mistis dan keliru mengenai kehidupan; penganut Darwin akan memandangnya sebagai tahun saat bidang mereka akhirnya memasuki zaman digital.

Sungai informasi digital murni, mengalir dengan agung melalui waktu berskala geologis dan terbelah menjadi 3 miliar cabang, adalah gambaran yang ampuh. Tetapi ke manakah corak kehidupan sehari-hari? Ke manakah tubuh, tangan dan kaki, mata dan otak dan kumis, daun dan batang dan akar? Ke manakah kita dan bagian-bagian kita? Kita – hewan, tumbuhan, protozoa, fungi dan bakteri – apakah kita hanyalah tepi sungai, yang ada untuk dialiri data digital? Dalam arti tertentu, ya. Tetapi, seperti yang sudah saya siratkan, ada lebih dari itu. Gen tidak hanya membuat salinan-diri yang mengalir dari generasi ke generasi. Mereka secara aktual menghabiskan waktu di dalam tubuh, dan mereka memengaruhi bentuk dan perilaku setiap tubuh yang mereka huni. Tubuh itu juga penting.

Tubuh beruang kutub, misalnya, bukan sekadar sepasang tepi sungai untuk aliran digital. Tubuh itu juga merupakan mesin yang tingkat kerumitannya sebesar beruang. Semua gen dalam seluruh populasi beruang kutub merupakan kawan-kawan yang sama-sama mengejar kebaikan bersama dan saling berbaur sepanjang waktu. Tetapi mereka tidak menghabiskan semua waktunya bersama semua anggota lain dalam “koperasi” itu. Koperasi didefinisikan sebagai perangkat gen yang bisa bertemu gen lain dalam koperasi (tetapi tidak bisa bertemu dengan anggota dari 30 juta koperasi lain di dunia). Pertemuan aktual selalu terjadi dalam sebuah sel dalam tubuh seekor beruang kutub. Dan tubuh itu bukan penerima DNA pasif.

Pertama, jumlah sel itu sendiri, yang masing-masing merupakan perangkat gen lengkap, sulit dibayangkan: sekitar 900 juta juta dalam seekor beruang jantan besar. Jika semua sel dari seekor beruang kutub dibariskan, garis itu bisa ditarik sepanjang perjalanan pulang-pergi dari Bumi ke Bulan dengan mudah. Sel-sel ini memiliki beberapa ratus tipe yang berbeda-beda, tetapi rata-rata sama untuk semua mamalia: sel otot, sel saraf, sel tulang, sel kulit dan seterusnya. Selsel dari tipe-tipe yang sama dikelompokkan menjadi jaringan: jaringan otot, jaringan tulang dan seterusnya. Semua tipe sel yang berbeda mengandung petunjuk genetik yang dibutuhkan untuk membuat setiap tipe. Hanya gen tertentu yang dinyalakan, yakni, gen yang sesuai dengan jaringan yang akan dibuat. Inilah sebabnya sel dari jaringan yang berbeda memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda. Lebih menarik lagi, gen yang dinyalakan dalam sel-sel dari satu tipe tertentu membuat sel itu menumbuhkan jaringannya dalam bentuk tertentu. Tulang bukan himpunan jaringan keras dan kaku tanpa bentuk. Tulang memiliki bentuk tertentu, dengan bagian kosong panjang, bagian yang saling memuat seperti dalam sendi peluru, bahkan duri dan taji. Sel diprogramkan oleh gen yang dinyalakan di dalamnya agar berperilaku seolah-olah tahu posisinya di antara sel-sel yang di sekelilingnya, dan inilah cara mereka membangun jaringannya sehingga berbentuk cuping telinga dan katup jantung, lensa mata dan otot sfingter.

Kerumitan organisme seperti beruang kutub berlapis-lapis. Tubuh merupakan kumpulan rumit organ yang terbentuk secara tepat, seperti hati dan ginjal dan tulang. Setiap organ merupakan bangunan rumit yang terbuat dari jaringan tertentu. Jaringan itu terbuat dari sel, sering dalam bentuk lapisan atau lembaran tetapi sering dalam bentuk massa padat juga. Pada skala yang jauh lebih kecil, setiap sel memiliki struktur interior yang sangat rumit yang terdiri atas membran yang berlipat-lipat. Membran-membran ini, serta air yang ada di antaranya, adalah latar untuk berbagai macam reaksi kimia rumit yang berbeda. Dalam sebuah pabrik kimia yang dimiliki ICI atau Union Carbide, mungkin ada beberapa ratus reaksi kimia yang berbeda sedang terjadi. Reaksi kimia ini dipisahkan satu dari yang lain oleh labu laboratorium, pipa, dan sebagainya. Dalam sel hidup, bisa ada jumlah reaksi kimia yang serupa yang terjadi di dalamnya sekaligus. Dalam arti tertentu, membran dalam sel menyerupai barang kaca di laboratorium, tetapi analogi ini kurang tepat karena dua alasan. Pertama, meskipun banyak reaksi kimia terjadi dalam air di antara membran, banyak juga terjadi di dalam substansi membran itu sendiri. Kedua, ada cara lebih penting yang membuat reaksi-reaksi yang berbeda tetap terpisah. Setiap reaksi dikatalis oleh enzimnya yang khusus.

Enzim adalah molekul sangat besar yang bentuk tiga-dimensinya mempercepat sejenis reaksi kimia tertentu dengan menyediakan permukaan yang mendukung reaksi itu. Karena apa yang penting mengenai molekul biologis adalah bentuk tiga dimensinya, kita dapat menganggap enzim sebagai alat mesin besar, disusun dengan teliti agar menghasilkan molekul dengan bentuk tertentu. Dengan demikian, sel apa pun dapat mengandung ratusan reaksi kimia berbeda yang terjadi di dalamnya secara serentak dan terpisah, pada permukaan molekul enzim yang berbedabeda. Reaksi kimia yang terjadi dalam sebuah sel ditentukan oleh molekul enzim yang hadir dalam jumlah besar. Setiap molekul enzim, termasuk bentuknya yang amat penting, diracik di bawah pengaruh deterministik gen partikular. Secara khusus, rangkaian ratusan huruf kode dalam gen persis menentukan, melalui seperangkat peraturan yang diketahui secara menyeluruh (kode genetik), rangkaian asam amino dalam molekul enzim. Setiap molekul enzim adalah rantai linear asam amino, dan setiap rantai linear asam amino membelitkan dirinya secara spontan menjadi struktur tiga-dimensi yang unik dan khas, seperti simpul. Dalam simpul itu, mata rantai yang jauh dalam rangkaian menjadi saling terhubung. Struktur tiga-dimensi simpul yang tepat ditentukan oleh rangkaian satu dimensi asam amino, dan karena itu oleh rangkaian huruf kode satu dimensi dalam gen. Jadi reaksi kimia yang terjadi dalam sel ditentukan oleh gen mana yang dinyalakan.

Lalu apa yang menentukan gen mana yang dinyalakan dalam sel tertentu? Jawabannya adalah, kimia yang sudah hadir dalam sel. Ada unsur paradoks ayam-dan-telur di sini, tetapi paradoks ini dapat diatasi. Solusi paradoksnya sebenarnya sangat sederhana secara prinsip, meskipun detailnya rumit. Solusi ini dikenal oleh insinyur komputer sebagai pengebutan (bootstrapping atau booting). Ketika saya mulai menggunakan komputer, pada 1960-an, semua program harus dimuat melalui pita kertas. (Komputer Amerika pada zaman itu sering menggunakan kartu berlubang, tetapi prinsipnya sama.) Sebelum pita besar yang mengandung program serius dapat dimuat, program lebih kecil yang disebut pemuat pengebutan harus dimuat terlebih dahulu. Pemuat pengebutan adalah program yang melakukan satu hal: mengajarkan komputer bagaimana pita kertas harus dimuat. Tetapi – inilah paradoks ayam-dan-telur – bagaimana pita pemuat-pengebutan itu sendiri dimuat? Dalam komputer modern, hal yang setara dengan pemuat pengebutan diprogramkan langsung dalam mesin, tetapi zaman dulu kita harus mulai dengan menyalakan sakelar dalam rangkaian yang terpola seperti ritus. Rangkaian ini mengajarkan komputer cara untuk mulai membaca bagian pertama pita pemuat pengebutan. Lalu, bagian pertama pita pemuat pengebutan mengajarkan lebih banyak tentang cara membaca bagian pita pemuat pengebutan berikutnya, dan seterusnya. Ketika seluruh pemuat pengebutan sudah dimasukkan, komputer sudah mengetahui cara membaca pita kertas apa pun, dan telah menjadi komputer yang berguna.

Ketika sebuah embrio bermula, sebuah sel tunggal, yakni, ovum yang dibuahi sperma, membelah-diri menjadi dua; masing-masing dari dua itu membelah-diri menjadi empat; masingmasing dari empat itu membelah-diri menjadi delapan, dan seterusnya. Dalam beberapa puluh generasi saja, jumlah sel sudah mencapai triliunan. Begitulah kekuatan pembelahan eksponsensial. Tetapi, jika prosesnya hanya sesederhana itu, triliunan sel itu akan sama semua. Lalu, bagaimana cara sel itu didiferensiasi (dalam bahasa teknis) menjadi sel hati, sel ginjal, sel otot dan sebagainya, masing-masing dengan gen berbeda yang dinyalakan dan enzim berbeda yang aktif? Caranya adalah pengebutan, dan cara kerjanya sebagai berikut. Ovum menyerupai bola, tetapi sebenarnya memiliki polaritas dalam kimia internalnya. Ovum memiliki bagian atas dan bagian bawah dan, dalam banyak kasus, bagian depan dan bagian belakang (dan begitu juga dengan sisi kiri dan kanan) juga. Polaritas-polaritas ini muncul dalam bentuk gradien kimia. Konsentrasi kimia tertentu meningkat lebih banyak di bagian belakang dibandingkan dengan bagian depan atau di bagian atas dibandingkan dengan bagian bawah. Gradien awal ini agak sederhana, tetapi cukup untuk menjadi tahap pertama dalam operasi pengebutan.

Ketika ovum sudah membelah-diri menjadi, misalnya, 32 sel – yaitu, setelah lima kali pembelahan – sebagian dari 32 sel itu akan memiliki lebih banyak kimia dari bagian atas, dan sebagian lain akan memiliki lebih banyak kimia dari bagian bawah. Distribusi kimia gradien depan-belakang dalam sel-sel bisa juga timpang. Perbedaan ini cukup untuk menyebabkan kombinasi gen yang berbeda untuk dinyalakan dalam sel yang berbeda. Dengan demikian kombinasi enzim yang berbeda akan hadir dalam sel-sel dalam bagian berbeda embrio awal. Keadaan ini memastikan bahwa kombinasi gen lebih lanjut yang berbeda dinyalakan dalam sel yang berbeda. Jadi, garis keturunan sel menyimpang, alih-alih menjadi identik dengan leluhurklonanya dalam embrio.

Penyimpangan ini sangat berbeda dengan penyimpangan spesies yang sudah kita bahas sebelumnya. Penyimpangan sel ini diprogramkan dan dapat diprediksi dengan tepat, sementara penyimpangan spesies merupakan hasil beruntung dari peristiwa geografis kebetulan, dan tidak dapat diprediksi. Lagi pula, ketika spesies menyimpang, gen juga menyimpang, dalam apa yang saya sebut secara puitis sebagai perpisahan panjang. Ketika keturunan-keturunan sel di dalam embrio menyimpang, kedua bagiannya menerima gen yang sama – semuanya. Tetapi sel yang berbeda menerima kombinasi kimia yang berbeda, yang menyalakan kombinasi gen yang berbeda, dan ada gen juga yang menyalakan atau mematikan gen lain. Jadi proses pengebutan berlanjut, sehingga ada koleksi lengkap berbagai macam sel.

Embrio yang berkembang tidak hanya didiferensiasi menjadi beberapa ratus tipe sel. Dia juga mengalami perubahan dinamis dan halus dalam bentuk eksternal dan internal. Barangkali perubahan yang paling dramatis adalah salah satu yang paling awal: proses yang disebut gastrulasi. Lewis Wolpert, si ahli embriologi terkemuka, pernah mengatakan, “Bukan kelahiran, pernikahan, atau kematian, melainkan gastrulasi yang benar-benar merupakan peristiwa paling penting dalam kehidupan kita.” Dalam gastrulasi, bola kosong sel terlipat menjadi bentuk cangkir dengan lapisan dalam. Pada esensinya, semua embriologi di seluruh kerajaan animalia mengalami proses gastrulasi yang sama. Gastrulasi adalah fondasi seragam di mana diversitas embriologi dibangun. Di sini saya menyebut gastrulasi hanya sebagai salah satu contoh – yang amat dramatis – atas pelipatan tanpa henti lembaran sel, seperti origami, yang sering kita saksikan dalam perkembangan embrionik.

Pada akhir suatu pertunjukan origami virtuoso; setelah semua pelipatan, pendorongan, penonjolan dan pemanjangan lapisan sel; setelah banyak pertumbuhan diferensial yang disusun secara dinamis sehingga ada bagian embrio yang tumbuh dan bagian lain yang tidak; setelah diferensiasi menjadi ratusan macam sel yang memiliki bentuk dan fungsi khusus baik secara kimia maupun fisik; ketika jumlah sel telah mencapai triliunan, hasil akhir adalah bayi. Tidak, bayi pun bukan hasil akhir, karena seluruh pertumbuhan individu dari masa dewasa ke masa tua – sekali lagi, dengan bagian tertentu yang tumbuh lebih cepat dari bagian lain, harus dipandang sebagai kelanjutan dari proses embriologi yang sama: embriologi total.

Individu-individu berbeda satu dengan yang lain karena perbedaan dalam detail kuantitatif dalam embriologi totalnya. Ada lapisan sel yang tumbuh sedikit lebih jauh sebelum membelit dirinya, dan hasilnya – Apa? – hidung mancung, tidak pesek; telapak kaki datar, yang bisa menyelamatkan nyawa seseorang karena tidak diperkenankan menjadi tentara; bentuk tulang belikat khusus yang membuat seseorang pintar melemparkan tombak (atau granat tangan, atau bola cricket, tergantung keadaannya). Terkadang perubahan individu dalam lipatan lapisan sel dapat menyebabkan konsekuensi tragis, seperti ketika bayi dilahirkan tanpa tangan dan lengan yang buntung. Perbedaan individu yang tidak muncul dalam pelipatan lapisan sel tetapi hanya secara kimia dapat menyebabkan konsekuensi yang sama pentingnya: ketidakmampuan mencernakan susu, kecenderungan menjadi homoseksual, alergi kacang tanah, atau menganggap bahwa rasa mangga sama dengan terpentin.

Perkembangan embrio merupakan pertunjukan yang sangat rumit secara fisik dan kimia. Perubahan detail pada titik mana pun dapat menyebabkan konsekuensi yang tak terduga kemudian. Ini tidak begitu mengejutkan, jika kita mengingat seberapa mendalam proses pengebutannya. Banyak perbedaan dalam perkembangan individu disebabkan oleh perbedaan lingkungan – misalnya, kekurangan oksigen atau eksposur terhadap thalidomide. Banyak perbedaan lain disebabkan oleh perbedaan dalam gen – tidak hanya gen secara individu tetapi dalam interaksi dengan gen lain dan perbedaan lingkungan. Proses perkembangan embrio merupakan proses pengebutan yang begitu rumit, dengan setiap unsur saling memengaruhi; karena itu, prosesnya menjadi kuat sekaligus rentan. Prosesnya kuat karena menangkis banyak perubahan potensial dan menghasilkan bayi hidup, meskipun kemungkinannya untuk berhasil terkadang tampak kecil sekali; pada titik yang sama, prosesnya rentan dan mudah diubah karena tidak ada dua individu, bahkan anak kembar identik, yang murni identik dalam semua cirinya.

Kini, hal yang ingin saya sampaikan yang disiapkan oleh semua pembahasan di atas. Sejauh perbedaan di antara individu disebabkan oleh gen (dan lingkupnya bisa luas atau sempit), seleksi alam dapat memilih kekhasan pelipatan atau kimia embriologis tertentu dibandingkan dengan yang lain. Sejauh kemampuan Anda untuk melempar dipengaruhi gen, seleksi alam dapat mendukungnya atau tidak. Jika kemampuan melempar dengan baik berpengaruh, betapa pun sedikitnya, pada kemampuan individu untuk bertahan hidup hingga berkembang biak, sejauh kemampuan melempar dipengaruhi gen, gen itu akan memiliki kesempatan yang lebih besar untuk sampai di generasi berikutnya. Individu siapa pun dapat mati karena alasan yang tidak ada sangkut paut dengan kemampuannya untuk melempar. Tetapi gen yang cenderung membuat individu lebih pintar melempar jika hadir dibandingkan tidak hadir akan menghuni banyak tubuh, baik maupun buruk, selama banyak generasi. Dari sudut pandang gen partikular itu, penyebab kematian lain akan dirata-ratakan. Dari sudut pandang gen, hanya ada perspektif jangka panjang sungai DNA yang mengalir dari generasi ke generasi, hanya berdiam sementara dalam tubuh tertentu, hanya tinggal bersama di satu tubuh untuk sementara dengan gen sekawan yang bisa berhasil atau tidak.

Dalam jangka panjang, sungai itu penuh dengan gen yang pintar bertahan hidup untuk alasannya masing-masing: sedikit lebih mampu melemparkan tombak, sedikit lebih mampu mendeteksi racun, atau apa pun itu. Gen yang, rata-rata, kurang pintar bertahan hidup – karena cenderung menyebabkan penglihatan astigmatik dalam tubuhnya, sehingga menjadi pelempar tombak yang kurang sukses; atau karena membuat tubuhnya kurang menarik sehingga kurang sempat kawin – gen seperti itu cenderung menghilang dari sungai gen. Dalam semua ini, ingatlah poin yang disampaikan di atas: gen yang bertahan hidup dalam sungai adalah gen yang pintar bertahan hidup dalam lingkungan rata-rata spesiesnya, dan barangkali aspek terpenting dari lingkungan rata-rata ini adalah gen yang lain dalam spesies yang sama; gen yang lain yang kemungkinan besar akan berada di tubuh yang sama; gen yang lain yang berenang melalui waktu berskala geologis dalam sungai yang sama.

  1. Dalam arti sempit, ada beberapa pengecualian. Ada hewan, seperti kutu daun, yang bereproduksi tanpa seks. Teknik seperti fertilisasi in vitro memungkinkan manusia modern beranak tanpa kawin, dan bahkan – karena telurnya dapat diambil dari janin perempuan – tanpa beranjak dewasa. Tetapi pada umumnya, pengecualian tersebut tidak melemahkan argumen saya.
  2. Pembaca boleh mengingat poin-poin ini ketika membaca Wonderful Life, buku Stephen J. Gould yang ditulis dengan indah mengenai fauna Kambrium yang terdapat di Burgess Shale.