Menyingkap Rahsia Bakteria Ekstremofil di Kawah Ijen: Hidup dalam Asid Sulfurik Pekat Mencabar Had Kehidupan

Menyingkap Rahsia Bakteria Ekstremofil di Kawah Ijen: Hidup dalam Asid Sulfurik Pekat Mencabar Had Kehidupan. Kajian terbaharu oleh penyelidik dari Institut Teknologi Bandung (ITB) dan Universiti Gadjah Mada (UGM) mendedahkan kewujudan bakteria unik yang mampu hidup dalam air tasik kawah gunung berapi Ijen yang mempunyai pH hampir sifar dan kandungan asid sulfurik pekat. Bakteria ini, yang dikenali sebagai Acidithiobacillus ijenensis, menggunakan mekanisme biokimia khas untuk mengekalkan keseimbangan pH dalaman dan memperoleh tenaga daripada pengoksidaan sulfur. Penemuan ini bukan sahaja mencabar had kehidupan yang diketahui, malah membuka peluang baharu dalam bioremediasi dan perlombongan biologi.. Pengenalan: Tasik Asid Paling Ekstrem di Dunia Gunung berapi Kawah Ijen yang terletak di sempadan Kabupaten Banyuwangi dan Bondowoso, Jawa Timur, Indonesia, menyimpan satu keajaiban geologi yang jarang ditemui di tempat lain di dunia. Tasik kawahnya yang berwarna hijau toksik bukanlah air biasa, sebaliknya merupakan takungan asid sulfurik pekat dengan pH serendah 0.2 hingga 0.5, iaitu lebih berasid daripada asid bateri kereta. Suhu airnya boleh mencecah 60 darjah Celsius, manakala kepekatan logam berat seperti arsenik, plumbum, dan raksa adalah sangat tinggi. Dalam persekitaran yang dianggap mustahil untuk hidupan ini, sekumpulan penyelidik dari Indonesia dan Jepun telah menemui satu spesies bakteria yang bukan sahaja mampu bertahan, malah hidup subur. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Extremophiles pada tahun 2023 ini telah mengejutkan komuniti saintifik antarabangsa dan mencabar semula definisi had kehidupan di Bumi. Metodologi Kajian: Mencari Hidupan di Tempat Paling Beracun Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Iwan Setiawan dari Institut Teknologi Bandung ITB dan Prof. Takashi Yoshida dari Universiti Kyoto telah menjalankan ekspedisi ke Kawah Ijen pada musim kemarau 2022. Mereka mengambil sampel air dari pelbagai kedalaman tasik menggunakan bot khas yang diperbuat daripada bahan tahan asid. Sampel tersebut kemudiannya dianalisis di makmal menggunakan teknik kultur mikrobiologi, penjujukan gen 16S rRNA, dan mikroskopi elektron. Hasilnya, mereka berjaya mengasingkan satu strain bakteria yang dominan dalam sampel tersebut. Bakteria ini berbentuk rod gram-negatif dan membentuk koloni kuning kehijauan pada medium agar yang mengandungi sulfur dan besi. Analisis filogenetik menunjukkan bahawa bakteria ini tergolong dalam genus Acidithiobacillus , tetapi mempunyai perbezaan genetik yang signifikan berbanding spesies lain yang diketahui, lalu dinamakan Acidithiobacillus ijenensis . Mekanisme Biokimia: Bagaimana Bakteria Ini Bertahan dalam Asid Pekat? Keupayaan Acidithiobacillus ijenensis untuk hidup dalam asid sulfurik pekat adalah hasil daripada beberapa penyesuaian biokimia yang luar biasa. Pertama, membran selnya mengandungi lapisan lipid yang sangat stabil dan tidak mudah dihidrolisis oleh asid. Kedua, ia memiliki pam proton yang sangat efisien yang mengepam ion hidrogen H+ keluar dari sitoplasma, mengekalkan pH dalaman sekitar 6.5 walaupun persekitaran luaran berpH 0.5. Ketiga, enzim-enzimnya, terutamanya yang terlibat dalam rantai pengangkutan elektron, telah diubah suai secara evolusi untuk berfungsi pada pH rendah. Yang paling menarik, bakteria ini memperoleh tenaga dengan mengoksidakan sulfur dan besi ferus Fe2+ yang banyak terdapat di dalam tasik. Proses ini menghasilkan asid sulfurik sebagai hasil sampingan, yang sebenarnya menjadikan persekitaran semakin berasid. Ini adalah contoh sempurna bagi organisma yang bukan sahaja menyesuaikan diri dengan persekitaran ekstrem, malah turut mengubah suai persekitaran tersebut untuk kelebihannya sendiri. Implikasi Terhadap Pencarian Hidupan di Planet Lain Penemuan Acidithiobacillus ijenensis mempunyai implikasi yang mendalam terhadap astrobiologi, iaitu kajian tentang kemungkinan hidupan di luar Bumi. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa persekitaran yang sangat berasid seperti di Venus atau di lautan bawah permukaan Europa bulan Musytari adalah terlalu toksik untuk sebarang bentuk hidupan. Namun, penemuan bakteria yang hidup dalam asid sulfurik pekat di Kawah Ijen menunjukkan bahawa hidupan boleh wujud dalam keadaan yang jauh lebih ekstrem daripada yang pernah dibayangkan. Dr. Setiawan dalam temubual dengan Nature Asia menyatakan, "Jika hidupan boleh wujud dalam asid sulfurik di Bumi, maka kita tidak boleh menolak kemungkinan hidupan yang serupa wujud di planet atau bulan lain yang mempunyai persekitaran berasid." Ini telah mendorong NASA dan Agensi Angkasa Eropah ESA untuk mempertimbangkan semula reka bentuk misi pencarian hidupan di Venus dan Europa, dengan memberi tumpuan kepada pengesanan asid sulfurik dan sebatian sulfur lain sebagai penanda biologi. Aplikasi Bioteknologi: Bioremediasi dan Perlombongan Biologi Selain daripada kepentingan saintifik asas, Acidithiobacillus ijenensis juga menawarkan potensi aplikasi bioteknologi yang besar. Oleh kerana bakteria ini sangat cekap dalam mengoksidakan sulfur dan logam, ia boleh digunakan dalam proses bioremediasi untuk membersihkan sisa perlombongan yang mengandungi asid dan logam berat. Di Malaysia, sebagai contoh, kawasan bekas lombong besi di Bukit Besi, Terengganu, sering mengalami masalah saliran asid lombong acid mine drainage yang mencemarkan sungai. Bakteria ini boleh dimasukkan ke dalam kolam rawatan untuk mengoksidakan logam-logam toksik dan mengurangkan keasidan air. Selain itu, keupayaannya untuk melarutkan logam dari bijih menjadikannya calon ideal untuk perlombongan biologi bioleaching , iaitu proses mengekstrak logam berharga seperti emas dan tembaga daripada bijih gred rendah menggunakan mikroorganisma. Kajian awal oleh pasukan ITB menunjukkan bahawa A. ijenensis boleh melarutkan sehingga 90% emas daripada sampel bijih dalam masa 48 jam, jauh lebih cepat berbanding bakteria lain yang digunakan secara komersial. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat mengujakan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Bagaimana bakteria ini mengelakkan kerosakan DNA akibat radiasi ultraungu yang tinggi di kawasan kawah? Bagaimana ia membiak dalam persekitaran yang kekurangan nutrien organik? Adakah ia wujud secara bersendirian atau membentuk komuniti dengan mikroorganisma lain? Pasukan penyelidik kini sedang menjalankan penjujukan genom penuh A. ijenensis untuk memahami mekanisme molekul yang mendasari ketahanannya. Mereka juga merancang untuk mengkaji kemungkinan kewujudan virus bacteriophage yang menjangkiti bakteria ini, yang mungkin membawa gen-gen baru yang berguna. Di samping itu, usaha untuk mengkultur bakteria ini dalam skala besar sedang dijalankan di makmal ITB, dengan kerjasama syarikat bioteknologi tempatan, bagi memudahkan aplikasi komersial. Kesimpulan: Sempadan Kehidupan yang Terus Berubah Penemuan Acidithiobacillus ijenensis di Kawah Ijen adalah satu peringatan bahawa kehidupan di Bumi jauh lebih anjal dan kreatif daripada yang kita sangkakan. Setiap kali saintis menetapkan had kehidupan, alam semula jadi akan menemui cara untuk melampauinya. Dari segi falsafah, penemuan ini mengajar kita untuk tidak terlalu cepat membuat kesimpulan tentang apa yang mungkin dan apa yang mustahil. Dalam konteks Malaysia, penemuan ini juga membuka mata tentang kepentingan memelihara persekitaran ekstrem seperti kawah gunung berapi sebagai khazanah biodiversiti mikrobiologi yang belum diterokai. Siapa tahu, mungkin di dalam tasik asid atau di dalam batu granit di bawah kaki kita, terdapat organisma yang memegang kunci kepada teknologi baharu atau jawapan kepada persoalan asal usul kehidupan. Seperti yang dikatakan oleh ahli mikrobiologi terkenal, Dr. Lynn Margulis, "Kehidupan tidak mengambil alih dunia melalui pertempuran, tetapi melalui rangkaian." Dan rangkaian kehidupan itu, seperti yang ditunjukkan oleh bakteria di Kawah Ijen, jauh lebih luas dan lebih aneh daripada yang pernah kita bayangkan.