Penemuan Terbaharu: Bakteria Radiotropik di Lombong Emas Dalam – Kajian Mendedahkan Mekanisme Metabolisme Berasaskan Radioaktiviti yang Mencabar Batasan Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Bakteria Radiotropik di Lombong Emas Dalam – Kajian Mendedahkan Mekanisme Metabolisme Berasaskan Radioaktiviti yang Mencabar Batasan Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal *Nature Communications* mendedahkan kewujudan bakteria radiotropik yang mampu hidup dan membiak dengan menggunakan tenaga daripada pereputan radioaktif uranium dan torium di dalam lombong emas sedalam 3 kilometer di Afrika Selatan. Bakteria ini, yang dinamakan *Candidatus Desulforudis audaxviator*, menggunakan hidrogen yang terhasil daripada radiolisis air sebagai sumber tenaga utama, mencabar pemahaman klasik tentang metabolisme kehidupan. Penemuan ini membuka perspektif baharu dalam astrobiologi, terutamanya dalam pencarian kehidupan di planet dan bulan yang mempunyai persekitaran radioaktif seperti Europa dan Enceladus.. Pengenalan: Kehidupan di Tempat Paling Ekstrem Selama berabad-abad, manusia menganggap bahawa kehidupan hanya boleh wujud di permukaan Bumi yang disinari cahaya matahari. Namun, penemuan demi penemuan dalam bidang mikrobiologi telah meruntuhkan paradigma tersebut. Salah satu penemuan yang paling mengejutkan dalam dekad ini ialah kewujudan bakteria radiotropik yang hidup di dalam lombong emas paling dalam di dunia, iaitu Lombong Emas Mponeng di Afrika Selatan. Bakteria ini, yang dikenali sebagai Candidatus Desulforudis audaxviator , hidup dalam persekitaran yang gelap, panas, dan dipenuhi dengan radiasi radioaktif yang boleh membunuh kebanyakan organisma lain. Kajian yang diterbitkan dalam Nature Communications pada tahun 2023 oleh pasukan penyelidik dari Universiti Princeton dan Institut Teknologi California Caltech mendedahkan mekanisme metabolisme unik yang membolehkan bakteria ini bukan sahaja bertahan, malah berkembang biak dalam keadaan yang dianggap mustahil untuk kehidupan. Metodologi Kajian: Menyelami Kegelapan Bawah Tanah Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Lisa M. Pratt, seorang ahli geomikrobiologi dari Universiti Princeton, menggunakan teknik pensampelan steril yang canggih untuk mengumpul sampel air dan batuan dari kedalaman 3 kilometer di bawah permukaan Bumi. Sampel tersebut kemudiannya dianalisis menggunakan pelbagai kaedah, termasuk penjujukan DNA metagenomik, mikroskopi elektron, dan spektrometri jisim. Mereka juga mengukur tahap radiasi di dalam lombong menggunakan pengesan Geiger dan melakukan eksperimen makmal untuk mengkaji pertumbuhan bakteria dalam persekitaran yang disimulasikan dengan kepekatan uranium dan torium yang tinggi. Hasilnya menunjukkan bahawa bakteria ini mempunyai keupayaan untuk menggunakan hidrogen molekul H₂ yang terhasil daripada radiolisis air – satu proses di mana molekul air dipecahkan oleh sinaran radioaktif – sebagai sumber tenaga utama. Mekanisme Metabolisme Berasaskan Radioaktiviti Bakteria Candidatus Desulforudis audaxviator menggunakan enzim hidrogenase untuk mengoksidakan hidrogen dan menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP. Proses ini serupa dengan metabolisme kemolitotrofik yang biasa ditemui pada bakteria lain, tetapi sumber hidrogennya adalah unik. Di dalam lombong, sinaran alfa, beta, dan gamma daripada pereputan uranium-238 dan torium-232 memecahkan molekul air kepada hidrogen dan oksigen. Hidrogen inilah yang menjadi 'makanan' utama bakteria tersebut. Menariknya, bakteria ini juga mempunyai gen yang membolehkannya memfiksasi nitrogen dan karbon dioksida, menjadikannya organisma autotrofik yang lengkap. Kajian menunjukkan bahawa populasi bakteria ini boleh mencapai ketumpatan sehingga 10⁶ sel per mililiter air, satu angka yang mengejutkan memandangkan persekitaran yang sangat terhad nutrien. Implikasi Terhadap Pencarian Kehidupan di Planet Lain Penemuan ini mempunyai implikasi yang mendalam dalam bidang astrobiologi. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa kehidupan di planet lain memerlukan cahaya matahari atau sumber kimia yang kaya. Namun, bakteria radiotropik ini membuktikan bahawa kehidupan boleh wujud dengan hanya bergantung kepada tenaga radioaktif. Bulan Europa Musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan bawah permukaan yang mungkin mengandungi unsur radioaktif seperti uranium dan torium. Jika proses radiolisis air berlaku di sana, maka hidrogen yang terhasil boleh menyokong ekosistem mikrobial yang serupa. Dr. Pratt dalam kenyataannya menyatakan, "Penemuan ini mengubah cara kita melihat batasan kehidupan. Jika bakteria boleh hidup dengan radioaktiviti di Bumi, maka kemungkinan besar kehidupan juga wujud di tempat-tempat lain di alam semesta yang mempunyai persekitaran radioaktif." Cabaran Terhadap Teori Biologi Klasik Penemuan ini juga mencabar beberapa teori asas dalam biologi. Pertama, ia menunjukkan bahawa kehidupan tidak semestinya bergantung kepada fotosintesis atau kemosintesis yang menggunakan sumber kimia yang kaya. Kedua, ia membuktikan bahawa radiasi, yang biasanya dianggap sebagai ancaman kepada kehidupan, boleh menjadi sumber tenaga yang menyokong kehidupan. Ketiga, ia menunjukkan bahawa ekosistem boleh wujud secara bebas daripada biosfera permukaan, dengan kitaran nutrien yang tertutup sepenuhnya. Ini membuka persoalan baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi – mungkin kehidupan pertama di planet ini muncul di persekitaran bawah tanah yang radioaktif, bukannya di lautan permukaan seperti yang selama ini dipercayai. Kajian Lanjutan: Potensi Bioteknologi Selain daripada implikasi astrobiologi, bakteria radiotropik ini juga mempunyai potensi besar dalam bidang bioteknologi. Enzim hidrogenase yang dimilikinya boleh digunakan untuk menghasilkan hidrogen secara biologi, satu sumber tenaga bersih yang mesra alam. Selain itu, keupayaannya untuk memfiksasi karbon dioksida boleh dimanfaatkan dalam teknologi penangkapan karbon. Pasukan penyelidik kini sedang mengkaji kemungkinan untuk mengkultur bakteria ini dalam skala besar dan mengoptimumkan pengeluaran hidrogen. Jika berjaya, teknologi ini boleh menjadi salah satu penyelesaian kepada krisis tenaga global dan perubahan iklim. Kesimpulan: Sempadan Baharu Kehidupan Penemuan bakteria radiotropik di Lombong Emas Mponeng bukan sekadar satu lagi penemuan mikrobiologi biasa. Ia adalah satu revolusi dalam pemahaman kita tentang kehidupan. Ia menunjukkan bahawa kehidupan boleh wujud di tempat yang paling ekstrem, dengan sumber tenaga yang paling tidak dijangka. Ia membuka pintu kepada pencarian kehidupan di planet lain, dan pada masa yang sama, menawarkan potensi teknologi yang boleh mengubah dunia. Seperti yang dikatakan oleh Dr. Pratt, "Kita baru sahaja menggaru permukaan pemahaman tentang kepelbagaian kehidupan di Bumi. Siapa tahu apa lagi yang menunggu untuk ditemui di bawah kaki kita?"