FRANCESCO REDI (1626 - 1697): Ilmuwan Pejuang Teori Biogenesis

Tak banyak ilmuwan sains yang, selain ahli dalam bidang ilmu alam, sekaligus ahli dalam bersyair. Karena, seperti yang kini lazim dipahami, aktivitas seni adalah bagian dari kerja otak kanan, sementara itu otak kiri bertanggung jawab dalam respon logis, linier, dan matematis. Namun, ilmuwan satu ini mampu memiliki kemampuan yang baik dari sisi seni dan logika. Dialah ilmuwan sekaligus penyair berkebangsaan Italia bernama Francesco Redi. 

Francesco lahir 18 Februari 1626 di Arezzo, Italia. Dia adalah seorang dokter Italia yang membuktikan melalui percobaan ilmiah bahwa kehadiran belatung pada daging yang membusuk bukan hasil dari generasi spontan, tetapi dari telur yang diletakkan lalat pada daging.

Awal Kehidupan dan Pendidikan

Francesco Redi adalah putra dari bangsawan Gregorio Redi dan Cecilia de Ghinci. Ayahnya adalah seorang dokter terkenal di Florence dan bekerja untuk Grand Duke Ferdinand II hingga putranya, Casimo III. Francesco menempuh pendidikan di sekolah Yesuit yang cukup ternama. Di sana ia dibimbing oleh Redi imam Yesuit yang ajarannya berpegang pada filosofi Aristoteles. Setelah itu ia melanjutkan pendidikan tinggi di University of Pisa dan mendapatkan gelar dokter medis dan filsafat pada tahun 1647 di usianya yang menginjak 21 tahun.

Selepas lulus dari sekolah kedokteran, Francesco berkelana untuk mencari pengalaman ke kota-kota besar di Italia seperti  Roma, Naples, Bologna, Padua, Venesia, dan akhirnya menetap di Florence pada 1648 untuk membuka praktik kedokterannya.

Di Florence, Francesco akhirnya menjabat dokter kepala di instansi kesehatan Medici Court setelah ia berhasil memberikan perawatan medis yang baik pada Grand Duke, yang mengalami kecelakaan karena jatuh dari punggung kuda.

Selama berkarir di Medici Court, Redi menjadi sosok yang dihormati dan dicintai. Selain menjabat sebagai superintendent di apotek kota, Redi juga mengajar kedokteran pada para residen kedokteran. Di instansi itu pula lah sebagian besar karya akademisnya dicapai. Prestasi itu yang membuatnya mendapatkan keanggotaan di Accademia dei Lincei serta keanggotaan di Accademia del Cimento (semacam akademi riset) pada 1657.

Ketika Casimo III naik menggantikan posisi ayahnya, Redi tetap bekerja pada posisinya sambil mengerjakan eksperimen untuk meningkatkan kemampuan praktik medis dan bedahnya. Selanjutnya, dia juga menjadi anggota aktif "Trusca", "Arcadia", membantu penyusunan kamus Tuscan, mengajar bahasa Tuscan di Florence (1666).

Karya-karya Monumental Francesco Redi

1.      Percobaan Serangga dan Generasi Spontan

Meskipun Francesco hidup di era ketika jaran Aristoteles, tetapi pemikiran Redi justru dipengaruhi oleh para ilmuwan Renaissans seperti Galileo, Bruno, dan Kepler yang terkenal sebagai pemikir reformis waktu itu. Selain itu, Redi juga membaca tulisan Giuseppe Aromatari dari Assisi dan William Harvey yang membantah teori generasi spontan (abiogenesis), yang ironisnya, dicetuskan oleh Aristoteles.

Pada tahun 1688, Redi mempublikasikan hasil penelitiannya yang berjudul Esperienze Intorno alla Generazione degl'Insetti (Percobaan asal usul serangga). Pernyataan Omne vivum ex ovo (Semua kehidupan berasal dari telur) dicetuskan berdasarkan percobaan yang dilakukannya pada serangga tersebut. Selain itu, buku ini juga menjadi langkah awal dalam penyangkalan terhadap teori "generasi spontan" - sebuah teori yang juga dikenal sebagai abiogenesis Aristotelian. 

Esperienze Intorno alla Generazione degl'Insetti dianggap sebagai tonggak bersejarah dalam ilmu pengetahuan modern. Dalam tulisan ini ia mencoba menghapus mitos masyarakat yang disebutnya sebagai "membuka topeng kebohongan", karena masyarakat waktu itu masih pecaya bahwa belatung muncul secara spontan dari daging yang membusuk. Eksperimen yang dituangkannya dalam buku tersebut berhasil mematahkan teori abiogenesis (kehidupan berasal dari materi mati) dan memunculkan teori biogenesis.

Ekperimen tersebut dilakukan Francesco dalam du atahap. Tahap pertamna, ia menyiapkan enam botol dan membaginya menjadi dua kelompok berisi tiga botol. Dalam tabung pertama dari setiap kelompok, ia menempatkan objek yang tidak diketahui; dalam botol kedua dari setiap kelompok, ia meletakkan ikan mati; dan pada botol ketiga dari setiap kelompok diletakkannya sepotong daging sapi muda.

Selanjutnya Francesco menutupi bagian atas botol grup pertama dengan kasa halus sehingga hanya udara yang bisa masuk ke dalamnya. Untuk dua kelompok yang lain ia membiarkannya terbuka. Setelah beberapa hari, ia melihat belatung muncul di objek dalam botol terbuka, yang mana lalat mampu masuk dan hinggap ke dalamnya. Namun dalam botol tertutup, yang tidak memungkinkan lalat masuk,  tidak terdapat belatung. Dari eksperimen itu ia berkesimpulan bahwa belatung berasal dari telur lalat yang berhasil hinggap dan bertelur di sana.

Untuk menguatkan pendapatnya, dan menjawab sanggahan dari para pendukung Abiogenesis,  Francesco kembali melakukan percobaan kedua dengan desain yang berbeda. Kali ini ia menyiapkan tiga stoples kaca yang berisi daging mentah. Stoples pertama ditutup dengan kain kassa, stoples kedua ditutup dengan gabus yang rapat, dan stopes ketiga dibiarkannya terbuka. Setelah beberapa hari, hasilnya stoples pertama terdapat sedikit belatung, stoples kedua bersih dari belatung, dan stoples ketiga yang terbuka banyak terdapat belatung. 

Ia berkesimpulan bahwa stoples pertama yang ditutup kassa masih terdapat belatung karena lalat hanya bertelur di atas kassa dan sebagian telur jatuh di dalam daging sehingga tumbuh menjadi belatung. Stoples kedua yang rapat tidak terdapat belatung menunjukkan bahwa lalat tidak dapat masuk dan bertelur di sana. Adapun stoples ketiga yang terbuka memungkinkan lalat hinggap dan mbertelur di dalamnya.

Masih juga menerima bantahan dari kaum Abiogenesis, Francesco Redi melanjutkan eksperimennya dengan menangkap belatung dan menunggu mereka untuk bermetamorfosis. Hasilnya ternyata belatung atau larva itu berubah menjadi lalat.

Ditambah lagi dengan penelitian berikutnya, ketika lalat mati atau belatung dimasukkan ke dalam botol berisi daging tidak ada belatung muncul. Namun ketika perlakuan sama diberikan pada daging tetapi dengan lalat hidup, hasilnya belatung kembali muncul.

Meski telah jelas, konsep biogenesis Francesco Redi tersebut belum sepenuhnya dapat diterima hingga muncul percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur pada tahun 1859 yang membenarkan postulat Redi ini.

2.      Mitos Gigitan Ular Viper

Francesco Redi terus bekerja untuk mematahkan mitos dan takhayul yang menggelayuti masyarakatnya. Ia kemudian bermaksud untuk mematahkan kesalahpahaman dan kepercayaan yang salah tentang ular berbisa.

Pada tahun 1664 Redi menulis karya Osservazioni intorno alle vipere (Pengamatan Tentang ular Viper) kepada temannya Lorenzo Magalotti, sekretaris Accademia del Cimento.) Eksperimen yang dilakukannya menunjukkan bahwa empedu ular berbisa tidak beracun, menelan bisa atau gigi ular tidak berbahaya, tetapi apabila bisa tersebut masuk melalui luka terbuka atau diinjeksikan ke bawah kulit maka akan berakibat fatal. Selain itu, Francesco juga menyatakan bahwa bisa ular adalah cairan kuning yang diproduksi oleh kelenjar pada bagian kepala ular dan diinjeksikan hanya melalui dua gigi, bukan diproduksi oleh roh liar.

Dia juga mematahkan mitos yang menyatakan bahwa kekuatan bisa ular dipengaruhi oleh makanannya, ular bisa meminum anggur, dan beberapa mitos yang salah lainnya. Kesimpulan-kesimpulan itu didapatkannya dengan langkah saintifik pada efek gigitan ular. Dia bahkan menunjukkan bahwa sebelum bisa ular sampai ke jantung, luka bagian dari lokasi masuknya racun bisa dihentikan dan dibersihkan dengan mengisap dan membuangnya keluar.

Namun, pemikirannya tidak sepenuhnya diterima hingga publikasi yang dilakukan oleh Felice Fontana pada tahun 1781, dimana kesimpulan Redi dapat diterima sepenuhnya. Namun demikian, karya Redi tentang racun ular ini menandai awal dari eksperimental toxinology / toksikologi.

Karya Sastra

Selain piawai dalam eksperimen sains, ternyata Francesco Redi juga andal dalam dunia kesusateraan. Sebagai penyair, Redi pernah menghasilkan kasrya sastra yang sangat apik berjudul  Bacco di Toscana ("Bacchus di Tuscany"). Syair tersebut berisi puji-pujian dan dianggap sebagai salah satu karya sastra terbaik dari abad ke-17 dan masih dibaca dan dipelajari di Italia hingga hari ini 

• •         Pendirian Patung Francesco Redi di Galeri Uffizi (Piazzale degli Uffizi) di Florence. Di kakinya adalah salinan Bacco di Toscana
  ·         Sebuah kawah di Mars dinamai namanya untuk menghormatinya.
  ·         Tahap larva pada siklus hidup cacing parasit yang disebut "redia" berasal dari nama Redi. Penamaan itu diberikan oleh ahli zoologi Italia, Filippo de Filippi, pada tahun 1837.
  ·         Diadakannya The Redi Award, penghargaan paling bergengsi di toxinology, diberikan untuk menghormatinya oleh Masyarakat Internasional tentang toxinology. Penghargaan ini dipergilirkan di setiap World Congress of the IST (umumnya diadakan setiap tiga tahun) sejak tahun 1967.
  ·         Sebuah redia jurnal ilmiah, sebuah Journal of Zoology Italia, yang dinamai untuk menghormatinya, yang pertama kali diterbitkan pada tahun 1903.
  ·         Sebuah subspesies viper Eropa, Viperia Aspis francisciredi Laurenti, 1768, dinamai untuk menghormatinya.

Akhir hayatnya diakhiri dengan meninggalnya Francesco Redi di atas pembaringan setelah tertidur lelap dan tidak bangun-bangun lagi. Dia meninggal dalam tidurnya pada tanggal 1 Maret 1697 di Pisa dan jenazahnya Kembali ke Arezzo untuk pemakaman.  Sementara itu, koleksi surat-suratnya disimpan di National Library of Medicine di Bethesda, Maryland.

Matthias Jacob Schleiden dan Theodore Schwann : Dua Sekawan Penemu Teori Sel Kontemporer

Matthias Jacob Schleiden, ahli botani kelahiran Hamburg, Jerman 5 April 1804 dan meninggal pada 23 Juni 1881 di Frankfurt, Main, Jerman. Bersama dengan Thodore Schwann, ia meletakkan dasar-dasar ilmu dan teori sel mellaui serangkaian penelitian mikroskopik.

Latar Belakang Pendidikan Schleiden  

Schleiden mengenyam pendidikan tinggi di Heidelberg (1824-1827). Selepas kuliah, ia membuka praktik di bidang hukum di Hamburg. Namun minatnya pada dunia tumbuhan membuat Schleiden memilih menghabiskan waktunya untuk penelitian terhadap organisme produsen di bumi tersebut. Ia mengorbankan kesarjanaan bidang hukum menuju minatnya pada dunia tetumbuhan.  Pilihannya pun jatuh pada pengamatan struktur tanaman di bawah mikroskop daripada klasifikasi tumbuh-tumbuhan. 

Setelah ia melanjutkan pendidikan di bidang Botani, dan akhirnya menjadi profesor botani di University of Jena, ia menulis Beiträge zur Phytogenesis (Contributions of Phytogenesis, 1838). Dalam publikasi ilmiah itu ia menyatakan bahwa masing-masing jaringan yang berbeda dari tumbuhan tersusun atas sel-sel atau turunan dari sel yang memiliki fungsi spesifik pula.

Publikasi tersebut menjadi dasar perumusan pertama yang menyatakan bahwa  prinsip-prinsip  mikroskopik biologi sejajar dengan teori atom kimia. Dia juga mengakui peran penting dari inti sel (yang telah ditemukan oleh ahli botani Skotlandia Robert Brown, 1831), dan menyatakan bahwa inti sel berperan penting dalam pembelahan sel. Schleiden adalah salah satu ahli biologi Jerman pertama yang menerima teori evolusi Darwin. Ia juga diangkat sebagai profesor botani di Dorpat, Rusia, pada tahun 1863.

Mengenal Theodor Schwann

Bersama dengan Schleiden, Theodore Schwann berperan penting dalam meletakkan dasar-dasar teori ilmu sel. Selain itu, Theodor Schwann (1810-1882) juga menemukan enzim pencernaan pepsin yang diisolasinya dari dari jaringan hewan. 

Theodor Schwann lahir di Neuss dekat Düsseldorf pada 7 Desember, 1810. Ia menempuh pendidikan tinggi di Universitas Bonn mulai tahun 1829. Di kampus terdepan di Jerman yang disebut  Universität Bonn itu, ia bertemu dengan Johannes Müller, fisiolog, yang kelak akan banyak membantu Schwann dalam eksperimennya. Schwann melanjutkan studi kedokterannya di University of Würzburg dan kemudian di University of Berlin, dan ia lulus pada tahun 1834. Ia meneliti respirasi pada embrio ayam untuk Disertasi doktornya.

Kontribusi untuk Fisiologi dan Anatomi

Seusai menyelesaikan kuliah  doctoral, Schwann dikontak oleh Müller di Universitas Berlin.  Müller mengajak dan  meyakinkan Schwann agar mau bergabung dalam karir penelitian fisiologi hewan bersamanya. Pilihan  Müller memang tepat, Schwann adalah ilmuwan yang genial dan pantang menyerah. Kesuksesan penelitian Schwann pertama kali adalah penemuan enzim pencernaan yang ia isolasi dari ekstrak lapisan organ lambung.  Schwann menunjukkan bahwa terdapat enzim lain selain asam klorida yang bekerja membantu proses kimiawi pencernaan. Dua tahun kemudian, pada 1836, ia berhasil mengisolasi enzim aktif, yang ia beri nama pepsin.

Tak cepat puas, antara 1834 dan 1838 Schwann kembali melakukan serangkaian percobaan yang dirancang untuk membuktikan kesalahan konsep generasi spontan (Generatio Spontanea). Metode pembuktian yang ia gunakan adalah dengan menyiapkan sediaan air kaldu. Air kaldu itu diekspos di udara terbuka selama beberapa waktu. Selanjutnya kaldu itu  disterilkan (direbus) dalam tabung kaca. Hasilnya, tidak ada mikroorganisme yang terdeteksi dan tidak ada perubahan kimia yang terjadi dalam kaldu. Dia yakin bahwa ide generasi spontan adalah palsu. Selain itu dari 1836  Schwann juga  melakukan penelitian fermentasi gula. Dari percobaan tersebut  ia menemukan bahwa ragi (Yeast) merupakan faktor penyebab proses kimia fermentasi.

Atas saran Müller, Schwann juga memulai penelitian tentang kontraksi otot lurik. Ia pun menemukan otot lurik di bagian atas  esofagus (tenggorokan). Dia juga mengidentifikasi adanya selubung halus yang ditemukan dalam sistem saraf perifer, yang menyelubungi akson dari neuron beberapa kali sampai selubung mielin terbentuk. Selubung ini sekarang dikenal sebagai sel Schwann.

Di masa depan, pada penelitian mengenai selubung halus (sel-sel glia) yang ditemukan Schwann itu diketahui bahwa fungsi paling penting dari Sel Schwann itu antara lain: untuk mendukung neuron dan menahan sel saraf tersebut agar berada  di tempatnya; untuk menyediakan nutrisi ke neuron; untuk insulasi neuron secara elektrik; untuk menghancurkan patogen dan menghilangkan neuron mati; dan untuk menyediakan petunjuk pengarahan akson dari neuron ke target.

Teori sel

Pada 1838 Schwann mulai menjalin relasi dengan peneliti botani mikroskopis, Matthias Schleiden. Schleiden menjelaskan kepada Schwann mengenai karakter dari struktur sel tumbuhan dan mengusulkan teori sel yang diyakininya sebagai kunci dari ilmu anatomi tumbuhan dan pertumbuhan.

Kembali pada jalur penelitian tentang jaringan hewan, Schwann tidak hanya mendiversifikasi keberadaan sel, tetapi ia juga menelusuri perkembangan jaringan-jaringan dewasa  sejak tahap embrio awal. Penelitian mengenai perkembangan jaringan dan teori sel yang disimpulkannya itu terangkum dalam karya; Mikroskopische Untersuchungen ueber die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Thiere und Pflanzen (1839; Penelitian Mikroskopik tentang Kesamaan Struktur dan Pertumbuhan Hewan dan Tanaman, 1847).

Kontribusi Schwann terhadap Histologi

Di dunia Histologi atau ilmu tentang jaringan, Schwann juga memberikan kontribusi terhadap pemahaman dan klasifikasi jaringan hewan dewasa. Dia mengklasifikasikan jaringan dewasa menjadi lima kelompok, yaitu (1) sel independen yang terpisah, seperti darah; (2)sel independen padat, seperti kulit; (3) Sel-sel yang dindingnya telah bersatu, seperti tulang rawan, tulang, dan gigi; (4) Sel-sel memanjang yang telah terbentuk serat, seperti tendon dan ligamen; dan (5) sel-sel yang dibentuk oleh fusi dinding dan rongga, seperti otot dan tendon. Kesimpulannya ini menjadi konsep dasar  embriologi modern, karena ia berhasil mengggambarkan perkembangan embrio sebagai hasil dari pembelahan sel.

Pada tahun 1839 Schwann diangkat menjadi profesor Anatomi di University of Louvain, Belgia, di mana ia menetap di sana sampai 1848.  Selanjutnya ia menerima jabatan profesor di University of Liège, Belgia hingga pensiun pada tahun 1880. Selama tinggal di Belgia, produktivitas karya ilmiahnya menurun. Ia hanya menerbitkan satau makalah tentang fungsi empedu. Namun demikian, Schwann dikenal sebagai profesor yang teliti dan bersikap baik hati, sehingga dicintai dan dihargai oleh murid-muridnya.

Karya Schwann akhirnya diakui oleh para ilmuwan di negara-negara lain, dan pada tahun 1879 ia diangkat menjadi anggota dari Royal Society Inggris dan juga France Academy of Science. Pada tahun 1845 ia menerima Copley Medal. Ilmuwan yang dicintai murid-muridnya ini mengembuskan napasnya yang terakhir  2 tahun setelah pensiun, tepatnya pada 11 Januari 1882, di Cologne, Jerman.