Penelitian baru menunjukkan bahwa kehidupan dapat berkembang dalam kondisi yang jauh lebih asin daripada yang diketahui sebelumnya, sehingga memperluas potensi habitat bagi kehidupan di tata surya kita dan memberikan wawasan penting mengenai dampak salinitas terhadap kehidupan akuatik di bumi. Kredit: SciTechDaily.com
Penelitian Baru tentang Mikroba Memperluas Batas Kehidupan yang Diketahui
Sebuah studi baru terhadap mikroba di air yang sangat asin menunjukkan bahwa kehidupan dapat bertahan dalam kondisi yang sebelumnya dianggap tidak dapat dihuni. Penelitian ini memperluas kemungkinan di mana kehidupan dapat ditemukan di seluruh tata surya kita dan menunjukkan bagaimana perubahan salinitas dapat mempengaruhi kehidupan di habitat perairan di Bumi.
Lautan Melintasi Ruang dan Waktu
Penelitian ini merupakan bagian dari kolaborasi besar yang disebut Oceans Across Space and Time yang dipimpin oleh Britney Schmidt, profesor astronomi di Fakultas Seni dan Sains serta ilmu bumi dan atmosfer di Cornell Engineering. Proyek ini didanai oleh NASAProgram Astrobiologi, yang berupaya memahami bagaimana dunia laut dan kehidupan berevolusi bersama untuk menghasilkan tanda-tanda kehidupan yang dapat dideteksi, di masa lalu atau masa kini.
Tim peneliti Oceans Across Space and Time mengumpulkan air garam dari South Bay Salt Works selama kunjungan lapangan awal pada tahun 2019. Kredit: Anne Dekas
Penelitian Terobosan tentang Salinitas dan Kehidupan Mikroba
Studi baru, “Analisis sel tunggal dalam air garam hipersalin memprediksi batas aktivitas air dari aktivitas anabolik mikroba,” yang diterbitkan baru-baru ini di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan. Hal ini didasarkan pada analisis aktivitas metabolisme ribuan sel individu yang ditemukan dalam air garam dari kolam industri di pantai California Selatan, tempat air diuapkan dari air laut untuk memanen garam.
Penelitian yang dipimpin oleh Universitas Stanford ini memperluas pemahaman kita tentang potensi ruang layak huni di seluruh tata surya kita, dan kemungkinan konsekuensi dari beberapa habitat perairan di bumi menjadi lebih asin akibat kekeringan dan pengalihan air.
Salinitas: Faktor Kunci dalam Pencarian Kehidupan di Luar Bumi
“Lingkungan asin terlihat di seluruh tata surya Mars ke Jupiterbulan Europa. Memahami bagaimana mikroba berinteraksi dan bertahan hidup di lingkungan seperti itu di Bumi sangat penting untuk mencari kehidupan di tempat lain,” kata Schmidt.
Para ilmuwan yang tertarik untuk mendeteksi kehidupan di luar Bumi telah lama mempelajari lingkungan asin karena mengetahui bahwa air cair diperlukan untuk kehidupan – dan garam memungkinkan air tetap cair pada kisaran suhu yang lebih luas. Garam juga dapat mengawetkan tanda-tanda kehidupan, seperti acar dalam air garam.
Metodologi dan Temuan Studi
Tim multi-institut mengumpulkan sampel dari South Bay Salt Works, rumah bagi beberapa perairan paling asin di Bumi. Mereka mengisi ratusan botol dengan air garam dari kolam dengan tingkat salinitas berbeda-beda di pabrik garam, yang kemudian dianalisis.
Sebagian besar mikroba berhenti membelah di bawah tingkat aktivitas air 0,9 (jumlah air yang tersedia untuk reaksi biologis yang memungkinkan mikroba tumbuh), dan tingkat aktivitas air terendah yang dilaporkan untuk mempertahankan pembelahan sel di laboratorium hanya di atas 0,63. Para peneliti memperkirakan batas kehidupan baru, memperkirakan bahwa kehidupan dapat aktif pada tingkat serendah 0,54.
Penelitian sebelumnya yang mencari batas aktivitas air dalam kehidupan telah menggunakan kultur murni untuk mencari titik di mana pembelahan sel berhenti, yang menandai titik akhir kehidupan. Namun dalam kondisi ekstrem ini, kehidupan menjadi sangat lambat dan menyakitkan. Dan penelitian tentang pembelahan sel tidak menunjukkan kapan kehidupan akan mati; memang, sel-sel mungkin aktif secara metabolik dan masih sangat hidup, bahkan ketika tidak bereplikasi.
Sebaliknya, para peneliti menggunakan batasan aktivitas seluler sebagai definisi kehidupan yang lebih fleksibel, karena menganggap pembelahan sel serta pembentukan sel sebagai tanda kehidupan.
Dalam ratusan sampel air garam – beberapa di antaranya sangat asin hingga kental seperti sirup – mereka mengidentifikasi tingkat aktivitas air dan berapa banyak, jika ada, karbon dan nitrogen yang dimasukkan ke dalam sel-sel yang ditemukan dalam air garam tersebut. Dengan pendekatan ini, mereka dapat mendeteksi kapan suatu sel meningkatkan biomassanya sedikitnya setengah dari 1%. Sebaliknya, metode konvensional yang berfokus pada pembelahan sel hanya dapat mendeteksi aktivitas biologis setelah sel melipatgandakan biomassanya. Kemudian, berdasarkan bagaimana proses ini melambat seiring menurunnya aktivitas air, para ilmuwan memperkirakan batas waktu ketika aktivitas air akan berhenti sama sekali.
Menetapkan Batasan Baru bagi Potensi Kehidupan
Penelitian ini menantang keyakinan sebelumnya tentang batas aktivitas air bagi kehidupan. Meskipun sebagian besar mikroba berhenti membelah diri di bawah tingkat aktivitas air 0,9, penelitian ini menunjukkan bahwa kehidupan dapat aktif pada tingkat aktivitas air serendah 0,54. Dengan berfokus pada aktivitas seluler, termasuk pembentukan sel, para peneliti mampu mendeteksi tanda-tanda kehidupan dalam kondisi di mana metode tradisional gagal.
Untuk informasi lebih lanjut mengenai penemuan ini, lihat Stanford Menemukan Kehidupan Berkembang dalam Kondisi “Tidak Dapat Dihuni”.
Referensi: “Analisis sel tunggal dalam air garam hipersalin memprediksi batas aktivitas air dari aktivitas anabolik mikroba” oleh Emily R. Paris, Nestor Arandia-Gorostidi, Benjamin Klempay, Jeff S. Bowman, Alexandra Pontefract, Claire E. Elbon, Jennifer B .Glass, Ellery D. Ingall, Peter T. Doran, Sanjoy M. Som, Britney E. Schmidt dan Anne E. Dekas, 22 Desember 2023, Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.adj3594
Penelitian ini didukung oleh Oceans Across Space and Time Project milik NASA, yang dipimpin oleh Cornell University, dan Simons Foundation melalui Early Career Investigator Award kepada penulis studi senior Anne Dekas di Stanford.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
