Selama lebih dari 500 juta tahun, atmosfer, lautan, dan kehidupan Bumi telah berevolusi bersama, meningkatkan kondisi bagi organisme. Para ilmuwan menemukan bahwa alga laut mengatur kadar karbon dioksida dan oksigen, meningkatkan fotosintesis dan kelayakhunian. Penelitian di masa mendatang akan memetakan pola oksigen laut dan biomarker fotosintesis dalam catatan fosil. Kredit: SciTechDaily.com
Sebuah studi ilmiah terkini menelusuri ko-evolusi atmosfer, lautan, dan kehidupan Bumi selama 500 juta tahun, mengungkap bagaimana organisme seperti alga telah dimodifikasi dan beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan, yang pada akhirnya meningkatkan kelayakhunian Bumi.
Selama 500 juta tahun terakhir, interaksi antara atmosfer, lautan, dan kehidupan di Bumi telah menciptakan kondisi yang memungkinkan organisme awal untuk berkembang. Sebuah tim ilmuwan interdisipliner kini telah menerbitkan sebuah artikel perspektif mengenai sejarah ko-evolusi ini dalam jurnal multidisiplin akses terbuka Tinjauan Sains Nasional.
“Salah satu tugas kami adalah meringkas penemuan terpenting tentang karbon dioksida dan oksigen di atmosfer dan lautan selama 500 juta tahun terakhir,” kata profesor geokimia Universitas Syracuse Zunli Lu, penulis utama makalah tersebut. “Kami meninjau bagaimana perubahan fisik tersebut memengaruhi evolusi kehidupan di lautan. Namun, ini adalah jalan dua arah. Evolusi kehidupan juga memengaruhi lingkungan kimia. Bukan tugas yang mudah untuk memahami cara membangun Bumi yang layak huni dalam skala waktu yang panjang.”
Tim dari Universitas Syracuse, Universitas Oxford, dan Universitas Stanford mengeksplorasi umpan balik rumit di antara bentuk kehidupan purba, termasuk tumbuhan dan hewan, dan lingkungan kimia di Eon Fanerozoikum saat ini, yang dimulai sekitar 540 juta tahun yang lalu.
Umpan Balik Lingkungan dan Kehidupan Awal
Pada awal Fanerozoikum, kadar karbon dioksida di atmosfer tinggi, dan kadar oksigen rendah. Kondisi seperti itu akan sulit bagi banyak organisme modern untuk berkembang. Namun alga laut mengubahnya. Mereka menyerap karbon dioksida dari atmosfer, menguncinya ke dalam bahan organik, dan menghasilkan oksigen melalui fotosintesis.
Kemampuan hewan untuk hidup di lingkungan laut dipengaruhi oleh kadar oksigen. Lu mempelajari di mana dan kapan kadar oksigen laut mungkin naik atau turun selama Fanerozoikum menggunakan proksi geokimia dan simulasi model. Rekan penulis Jonathan Payne, profesor ilmu Bumi dan planet di Universitas Stanford, membandingkan perkiraan kebutuhan metabolisme hewan purba dengan tempat-tempat di mana ia bertahan hidup atau menghilang dalam catatan fosil.
Respon Evolusi Alga
Saat alga fotosintetik menyerap karbon atmosfer ke dalam batuan sedimen untuk menurunkan karbon dioksida dan meningkatkan kadar oksigen, enzim alga menjadi kurang efisien dalam mengikat karbon. Oleh karena itu, alga harus mencari cara yang lebih rumit untuk melakukan fotosintesis pada kadar karbon dioksida yang lebih rendah dan kadar oksigen yang lebih tinggi. Hal ini dicapai dengan menciptakan kompartemen internal untuk fotosintesis dengan kontrol atas kimia.
“Bagi alga, perubahan rasio O2/CO2 di lingkungan tampaknya menjadi kunci untuk mendorong peningkatan efisiensi fotosintesis,” kata rekan penulis Rosalind Rickaby, yang merupakan profesor geologi di Oxford. “Yang benar-benar menarik adalah bahwa peningkatan efisiensi fotosintesis ini mungkin telah memperluas lapisan kimia kelayakhunian bagi banyak bentuk kehidupan.”
Fotosintesis purba harus beradaptasi dengan perubahan lingkungan fisik yang mereka ciptakan sendiri, kata Lu. “Bagian pertama dari sejarah Fanerozoikum adalah peningkatan kelayakhunian bagi kehidupan, dan bagian kedua adalah adaptasi.”
Jika ilmuwan ingin lebih memahami interaksi antara kehidupan dan lingkungan fisik ini, serta pendorong dan batasan pada kelayakhunian, penulis menyarankan bahwa pemetaan pola spasial oksigen laut, biomarker untuk fotosintesis dan toleransi metabolisme hewan yang ditunjukkan dalam catatan fosil akan menjadi arah penelitian masa depan yang utama.
Referensi: “Koevolusi Phanerozoikum O2-CO2 dan kelayakhunian laut” oleh Zunli Lu, Rosalind EM Rickaby, Jonathan L Payne dan Ashley N Prow, 15 Maret 2024, Tinjauan Sains Nasional.
DOI: 10.1093/nsr/nwae099
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
