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 *The ISME Journal* mendedahkan kewujudan bakteria radiotropik yang hidup di dalam lombong emas sedalam 2.8 kilometer di Afrika Selatan. Bakteria ini, yang diberi nama *Candidatus Desulforudis audaxviator*, mampu menggunakan tenaga daripada pereputan radioaktif uranium dan torium untuk menjana metabolisme tanpa memerlukan cahaya matahari atau oksigen. Penemuan ini mencabar pemahaman konvensional tentang keperluan asas kehidupan dan membuka perspektif baharu dalam pencarian hidupan di planet lain seperti Marikh atau Europa.. Pengenalan: Kehidupan di Tempat Paling Ekstrem Selama berabad-abad, manusia menganggap bahawa kehidupan memerlukan cahaya matahari, oksigen, dan air sebagai prasyarat mutlak. Namun, penemuan terbaharu dalam bidang mikrobiologi ekstremofil telah mengubah paradigma ini secara radikal. Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal The ISME Journal pada tahun 2023 oleh pasukan penyelidik dari Universiti Princeton dan Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley mendedahkan kewujudan bakteria yang hidup secara eksklusif dengan tenaga radioaktif di dalam lombong emas Mponeng di Afrika Selatan, salah satu tempat paling dalam dan paling ekstrem di Bumi. Bakteria ini, yang dikenali sebagai Candidatus Desulforudis audaxviator , bukan sahaja bertahan dalam persekitaran yang gelap, panas, dan bertekanan tinggi, malah mampu memanfaatkan pereputan radioaktif unsur-unsur seperti uranium dan torium sebagai sumber tenaga utama. Metodologi Kajian: Menyelami Kedalaman Bumi Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Tullis Onstott dari Universiti Princeton menggunakan teknik penggerudian dalam dan pensampelan air bawah tanah yang ketat untuk mengumpul sampel dari kedalaman 2.8 kilometer di bawah permukaan bumi. Sampel tersebut kemudiannya dianalisis menggunakan pelbagai kaedah termasuk penjujukan gen 16S rRNA, metagenomik, dan analisis isotop stabil untuk mengenal pasti komuniti mikrob yang hadir. Mereka mendapati bahawa C. audaxviator merupakan spesies dominan dalam ekosistem ini, membentuk lebih 99% daripada populasi mikrob. Kajian lanjut menggunakan mikroskop elektron dan spektrometri jisim mendedahkan bahawa bakteria ini memiliki enzim khas yang dipanggil radiotropik hidrogenase yang membolehkannya memecahkan molekul air menggunakan tenaga daripada sinaran gamma dan zarah alfa yang terhasil daripada pereputan radioaktif. Mekanisme Metabolisme Radiotropik: Bagaimana Bakteria 'Memakan' Radioaktiviti Proses metabolisme radiotropik ini berbeza sama sekali daripada fotosintesis atau kemosintesis yang biasa kita ketahui. Dalam fotosintesis, tenaga cahaya matahari digunakan untuk memecahkan air dan menghasilkan ATP. Dalam kemosintesis, tenaga daripada tindak balas kimia seperti pengoksidaan hidrogen sulfida digunakan. Namun, C. audaxviator menggunakan tenaga daripada pereputan radioaktif untuk memecahkan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen yang terhasil kemudiannya digunakan sebagai sumber elektron untuk menghasilkan ATP melalui rantai pengangkutan elektron. Kajian menunjukkan bahawa bakteria ini mampu bertahan dengan kadar metabolisme yang sangat perlahan, dengan masa generasi dianggarkan antara 40 hingga 100 tahun. Ini menjadikannya antara organisma yang paling lambat membiak di Bumi, tetapi strategi ini membolehkannya hidup dalam persekitaran yang kekurangan nutrien. Implikasi Terhadap Pencarian Kehidupan di Planet Lain Penemuan ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap astrobiologi, iaitu kajian tentang kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Sebelum ini, saintis sering menganggap bahawa kehidupan di planet lain seperti Marikh atau bulan Europa bulan Musytari memerlukan sumber tenaga seperti cahaya matahari atau aktiviti hidroterma. Namun, penemuan bakteria radiotropik menunjukkan bahawa kehidupan boleh wujud dalam persekitaran yang gelap dan sejuk dengan hanya bergantung kepada tenaga radioaktif. Di Marikh, misalnya, terdapat bukti kewujudan uranium dan torium di permukaan, manakala di Europa, lautan bawah permukaan yang masin mungkin mengandungi unsur radioaktif yang mencukupi untuk menyokong kehidupan mikrob. Kajian ini juga memberi petunjuk bahawa kehidupan mungkin wujud di dalam planet kerdil seperti Ceres atau di bulan-bulan lain seperti Enceladus yang mempunyai aktiviti geologi. Cabaran dan Kontroversi dalam Kajian Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada cabaran dan kontroversi. Sesetengah saintis berpendapat bahawa kadar metabolisme yang sangat perlahan mungkin tidak mencukupi untuk mengekalkan populasi yang stabil dalam jangka masa panjang. Selain itu, terdapat juga perdebatan tentang sama ada bakteria ini benar-benar menggunakan tenaga radioaktif secara langsung atau hanya memanfaatkan hasil sampingan seperti hidrogen yang terhasil daripada radiolisis air. Kajian lanjut menggunakan teknik pelabelan isotop radioaktif sedang dijalankan untuk mengesahkan mekanisme ini. Walau bagaimanapun, majoriti komuniti saintifik bersetuju bahawa penemuan ini merupakan satu lonjakan besar dalam pemahaman kita tentang batasan kehidupan. Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Biologi Penemuan bakteria radiotropik di lombong emas dalam bukan sahaja mengejutkan dunia sains, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam biologi, astrobiologi, dan juga teknologi. Keupayaan organisma ini untuk menggunakan tenaga radioaktif boleh memberi inspirasi kepada pembangunan teknologi bioremediasi untuk membersihkan sisa radioaktif, atau bahkan mencipta sistem tenaga biologi yang mampan. Lebih penting lagi, penemuan ini mengingatkan kita bahawa kehidupan di Bumi jauh lebih kreatif dan adaptif daripada yang kita sangkakan, dan bahawa mungkin terdapat banyak lagi bentuk kehidupan yang menunggu untuk ditemui di tempat-tempat yang paling tidak dijangka.