Penemuan Terbaharu: Bakteria Ekstremofil Hidup 3 Kilometer di Bawah Permukaan Bumi – Kajian Mendedahkan Metabolisme Berasaskan Hidrogen yang Mencabar Teori Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Bakteria Ekstremofil Hidup 3 Kilometer di Bawah Permukaan Bumi – Kajian Mendedahkan Metabolisme Berasaskan Hidrogen yang Mencabar Teori Kehidupan. Satu pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Universiti Princeton dan Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley telah menemui komuniti bakteria ekstremofil yang hidup pada kedalaman 3 kilometer di bawah permukaan Bumi, di dalam batuan granit di lombong emas Mponeng, Afrika Selatan. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications ini mendedahkan bahawa bakteria ini menggunakan metabolisme berasaskan hidrogen yang dihasilkan melalui proses radiolisis air, tanpa memerlukan cahaya matahari atau oksigen. Penemuan ini bukan sahaja memperluaskan sempadan kehidupan di Bumi, malah memberikan petunjuk penting tentang kemungkinan kehidupan di planet lain seperti Marikh dan Europa.. Pengenalan: Kehidupan di Tempat Paling Ekstrem Selama berabad-abad, manusia menganggap kehidupan hanya wujud di permukaan Bumi yang diterangi cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu oleh saintis telah mengubah paradigma ini secara radikal. Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada tahun 2023 mendedahkan kewujudan komuniti bakteria yang hidup subur pada kedalaman 3 kilometer di bawah permukaan Bumi, di dalam batuan granit yang padat dan gelap. Penemuan ini bukan sahaja mengejutkan dunia sains, malah mencabar teori asas tentang keperluan tenaga dan nutrien untuk kehidupan. Metodologi Kajian: Menyelam ke Dalam Kerak Bumi Penyelidik dari Universiti Princeton, Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley, dan Universiti Johannesburg bekerjasama untuk mengakses lombong emas Mponeng di Afrika Selatan, salah satu lombong terdalam di dunia. Mereka menggunakan teknik penggerudian khas untuk mengambil sampel air dan batuan dari kedalaman 3 kilometer. Sampel ini kemudiannya dianalisis menggunakan mikroskopi elektron, penjujukan DNA, dan spektrometri jisim untuk mengenal pasti mikroorganisma yang hadir serta memahami metabolisme mereka. Pasukan penyelidik juga mengukur kepekatan gas hidrogen, metana, dan sebatian organik lain dalam sampel air tersebut. Hasil Kajian: Bakteria yang Hidup Tanpa Matahari Analisis menunjukkan bahawa air di kedalaman tersebut mengandungi populasi bakteria yang padat, terutamanya dari filum Firmicutes dan Proteobacteria . Yang paling mengejutkan, bakteria ini tidak memerlukan fotosintesis atau oksigen untuk terus hidup. Sebaliknya, mereka menggunakan hidrogen molekul H₂ sebagai sumber tenaga utama. Hidrogen ini dihasilkan secara semula jadi melalui proses radiolisis air, iaitu pemecahan molekul air oleh sinaran radioaktif daripada unsur-unsur seperti uranium, torium, dan kalium yang terdapat dalam batuan granit. Proses ini menghasilkan hidrogen dan oksigen, tetapi oksigen segera digunakan dalam tindak balas kimia lain, meninggalkan hidrogen sebagai sumber tenaga yang stabil. Metabolisme Berasaskan Hidrogen: Satu Kejutan Biokimia Bakteria ini menggunakan enzim hidrogenase untuk mengoksidakan hidrogen dan menghasilkan tenaga dalam bentuk ATP. Mereka juga menggunakan karbon dioksida CO₂ yang terlarut dalam air sebagai sumber karbon, menjadikan mereka autotrof sejati. Ini bermakna mereka tidak bergantung kepada bahan organik dari permukaan. Kajian lanjut mendedahkan bahawa bakteria ini mempunyai kadar metabolisme yang sangat perlahan, mungkin kerana ketersediaan tenaga yang terhad. Ini membolehkan mereka bertahan dalam persekitaran yang miskin nutrien selama beribu-ribu tahun. Implikasi Terhadap Pencarian Kehidupan di Planet Lain Penemuan ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap astrobiologi. Marikh, misalnya, mempunyai batuan basaltik yang kaya dengan unsur radioaktif dan air beku di bawah permukaannya. Jika radiolisis air boleh berlaku di Marikh, maka hidrogen yang terhasil boleh menyokong kehidupan mikrob di bawah permukaan planet merah itu. Begitu juga dengan Europa, bulan Jupiter yang mempunyai lautan air masin di bawah kerak aisnya. Sinaran radioaktif dari teras Europa mungkin menghasilkan hidrogen yang mencukupi untuk ekosistem mikrob. Kajian ini memberikan bukti kukuh bahawa kehidupan boleh wujud di persekitaran yang paling ekstrem sekalipun, asalkan ada air dan sumber tenaga kimia. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat mengujakan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Bagaimanakah bakteria ini mula-mula menjajah kedalaman tersebut? Adakah mereka berasal dari permukaan dan kemudian terperangkap, atau adakah mereka berevolusi secara berasingan di bawah tanah? Penyelidik kini merancang untuk mengkaji genom bakteria ini dengan lebih terperinci untuk memahami mekanisme penyesuaian mereka. Mereka juga ingin mengukur kadar pertumbuhan dan pembiakan bakteria ini dalam keadaan makmal yang meniru persekitaran bawah tanah. Kesimpulan: Sempadan Baru Kehidupan Penemuan bakteria ekstremofil pada kedalaman 3 kilometer di bawah permukaan Bumi membuka lembaran baru dalam pemahaman kita tentang kehidupan. Ia menunjukkan bahawa kehidupan tidak terhad kepada permukaan planet, tetapi boleh wujud di dalam kerak bumi yang gelap dan panas. Lebih penting lagi, penemuan ini memberikan harapan bahawa kehidupan mungkin wujud di planet lain yang kelihatan tandus. Seperti yang dinyatakan oleh Dr. Tullis Onstott, ketua penyelidik dari Universiti Princeton, "Jika kehidupan boleh wujud di sini, di bawah Bumi, maka ia boleh wujud di mana-mana sahaja di alam semesta yang mempunyai air dan sumber tenaga kimia."