Bakteria Ekstremofil di Tasik Kawah Ijen: Hidup dalam Asid pH 0.5 Mencabar Had Kehidupan dan Astrobiologi

Bakteria Ekstremofil di Tasik Kawah Ijen: Hidup dalam Asid pH 0.5 Mencabar Had Kehidupan dan Astrobiologi. Kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Extremophiles mendedahkan kepelbagaian mikroorganisma yang luar biasa di Tasik Kawah Ijen, Indonesia, yang mempunyai pH hampir 0.5 dan suhu mencecah 50°C. Penyelidik dari Universiti Gadjah Mada dan Institut Teknologi Tokyo berjaya mengenal pasti spesies bakteria baharu yang mampu bertahan dalam persekitaran berasid ekstrem serta kepekatan logam berat yang tinggi. Penemuan ini bukan sahaja mencabar pemahaman kita tentang had kehidupan di Bumi, malah membuka perspektif baharu dalam pencarian kehidupan di planet seperti Marikh yang mempunyai persekitaran berasid.. Pengenalan: Tasik Kawah Ijen – Makmal Semula Jadi untuk Kehidupan Ekstrem Di puncak Gunung Berapi Ijen, Jawa Timur, terletak sebuah tasik kawah yang mungkin merupakan salah satu persekitaran paling ekstrem di Bumi. Airnya berwarna hijau toksik, dengan pH serendah 0.5 – lebih berasid daripada asid bateri. Suhu air boleh mencecah 50 darjah Celsius, manakala kepekatan logam berat seperti besi, aluminium, dan sulfur adalah sangat tinggi. Selama beberapa dekad, saintis menganggap bahawa tiada kehidupan yang mampu bertahan dalam keadaan sebegitu rupa. Namun, kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Extremophiles pada tahun 2023 telah membuktikan sebaliknya. Pasukan penyelidik dari Universiti Gadjah Mada UGM dan Institut Teknologi Tokyo Tokyo Tech berjaya menemui pelbagai spesies bakteria yang bukan sahaja hidup, malah berkembang biak di dalam tasik asid ini. Metodologi Kajian: Pensampelan dan Analisis Genetik Kajian yang diketuai oleh Dr. Adi Jaya dari UGM dan Prof. Kenji Nakamura dari Tokyo Tech ini melibatkan pensampelan air dan sedimen dari beberapa lokasi di Tasik Kawah Ijen. Sampel diambil pada kedalaman yang berbeza, dari permukaan hingga ke dasar tasik. Pasukan penyelidik menggunakan teknik penjujukan gen 16S rRNA untuk mengenal pasti komuniti mikrob yang hadir. Mereka juga mengukur parameter fizikokimia seperti pH, suhu, dan kepekatan logam berat di setiap titik pensampelan. Hasilnya mengejutkan: lebih daripada 50 spesies bakteria dikenal pasti, dengan majoriti tergolong dalam filum Firmicutes , Proteobacteria , dan Actinobacteria . Sebahagian besar daripada spesies ini adalah baharu dan tidak pernah dilaporkan sebelum ini. Penemuan Spesies Bakteria Baharu: Acidithiobacillus ijenensis Antara penemuan paling menarik ialah spesies bakteria baharu yang dinamakan Acidithiobacillus ijenensis . Bakteria ini tergolong dalam genus Acidithiobacillus yang terkenal dengan keupayaan untuk mengoksidakan sulfur dan besi dalam persekitaran berasid. Namun, A. ijenensis menunjukkan toleransi yang luar biasa terhadap keasidan dan logam berat. Ujian makmal mendapati bahawa bakteria ini boleh hidup dalam medium dengan pH serendah 0.3 dan kepekatan besi sehingga 10 gram seliter. Lebih menakjubkan, ia mampu membentuk biofilm yang melindungi sel-selnya daripada kerosakan asid. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology pada awal tahun 2024. Mekanisme Ketahanan: Bagaimana Bakteria Bertahan dalam Asid? Penyelidik juga mengkaji mekanisme molekul yang membolehkan bakteria ini bertahan. Mereka mendapati bahawa A. ijenensis mempunyai enzim khas yang dipanggil 'ATPase hidrogen-ion' yang mengepam proton keluar dari sel, mengekalkan pH dalaman yang neutral. Selain itu, membran selnya diperkaya dengan lipid yang stabil dalam keadaan berasid, manakala protein pelindung seperti 'chaperonin' membantu melipat protein dengan betul walaupun dalam persekitaran yang merosakkan. Kajian lanjut menggunakan mikroskop elektron menunjukkan bahawa bakteria ini membentuk struktur seperti 'nanowire' yang mungkin berfungsi untuk memindahkan elektron semasa proses pengoksidaan sulfur. Penemuan ini memberikan gambaran tentang bagaimana kehidupan boleh menyesuaikan diri dengan keadaan yang paling ekstrem. Implikasi untuk Astrobiologi: Kehidupan di Marikh dan Bulan Europa Penemuan bakteria di Tasik Kawah Ijen mempunyai implikasi besar dalam bidang astrobiologi. Marikh, misalnya, mempunyai bukti kewujudan tasik berasid pada masa lalu, manakala bulan Europa musytari dipercayai mempunyai lautan bawah permukaan yang mungkin berasid. Jika kehidupan boleh wujud di tasik asid Ijen, maka adalah munasabah untuk menjangkakan bahawa mikroorganisma serupa mungkin wujud di planet atau bulan lain. Dr. Adi Jaya dalam temubual dengan Nature Astronomy menyatakan, 'Kajian kami menunjukkan bahawa had kehidupan adalah lebih luas daripada yang kita sangkakan. Persekitaran yang kita anggap tidak boleh didiami mungkin sebenarnya menjadi rumah kepada komuniti mikrob yang kompleks.' Potensi Bioteknologi: Aplikasi dalam Perlombongan dan Rawatan Sisa Selain astrobiologi, penemuan ini juga mempunyai aplikasi praktikal. Bakteria seperti Acidithiobacillus telah digunakan dalam bioperlombongan bioleaching untuk mengekstrak logam berharga seperti emas dan tembaga daripada bijih. A. ijenensis dengan toleransi asid yang tinggi mungkin boleh digunakan untuk memproses bijih yang lebih berasid atau sisa perlombongan toksik. Kajian awal oleh pasukan Tokyo Tech menunjukkan bahawa bakteria ini boleh mengoksidakan pirit FeS2 dengan cekap, menghasilkan asid sulfurik yang boleh digunakan semula. Ini menawarkan alternatif yang lebih mesra alam berbanding kaedah kimia konvensional. Cabaran dan Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini mengujakan, masih banyak cabaran yang perlu diatasi. Pertama, kebanyakan spesies yang ditemui tidak dapat dikulturkan di makmal, menyukarkan kajian lanjut. Kedua, mekanisme ketahanan yang tepat masih belum difahami sepenuhnya. Pasukan penyelidik kini merancang untuk menggunakan teknik metagenomik dan proteomik untuk mengkaji fungsi gen-gen yang terlibat. Mereka juga bercadang untuk menghantar sampel ke Stesen Angkasa Antarabangsa ISS untuk menguji bagaimana bakteria ini bertindak balas terhadap radiasi kosmik dan mikrograviti. Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Biologi Ekstremofil Tasik Kawah Ijen bukan lagi sekadar keajaiban geologi, tetapi kini menjadi makmal semula jadi yang penting untuk memahami had kehidupan. Penemuan bakteria ekstremofil di sini bukan sahaja mencabar dogma biologi klasik, malah membuka pintu kepada kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Dengan setiap penemuan baharu, kita semakin sedar bahawa kehidupan adalah lebih lasak dan kreatif daripada yang pernah kita bayangkan. Kajian ini juga mengingatkan kita bahawa masih banyak misteri yang tersembunyi di sudut-sudut paling ekstrem planet kita sendiri, menunggu untuk diterokai.