"Bakteri Takai", Menguak Misteri Kehidupan Awal di Bumi

If the universe is expanding, there may be physical reasons why there had to be a beginning

- Stephen Hawking in Brief History of Time

Perbincangan mengenai alam semesta dan asal usulnya memang selalu menarik. Rasa ingin tahu manusia mengenai rahasia alam semesta, terutama tentang bumi yang kita huni ini sudah dimulai ribuan tahun yang lalu. Contohnya, jauh sebelum teori "bumi datar" yang menghebohkan ramai dibicarakan, pada tahun 340 BC, Aristoteles (filsuf yunani) sudah mengungkapkan teori "bumi bulat" berdasarkan hasil pengamatannya pada gerhana bulan dan konstelasi North Star. 

Beberapa ratus tahun kemudian, filsuf dan cendekiawan seperti Ptolemaus, Copernicus, Kepler, Galileo Galilei juga berusaha mengungkap rahasia alam semesta dengan masing-masing teorinya.

Yang tidak kalah menarik, dan ini juga merupakan salah satu hal yang manusia selalu ingin tahu adalah, perbincangan tentang asal-usul makhluk hidup yang mendiami planet yang kita cintai ini setelah alam semesta itu terbentuk.

Teori evolusi yang dicetuskan oleh Darwin, membahas tentang bagaimana organisme setelah awal terbentuknya, lalu ber-evolusi menjadi makhluk hidup dengan wujud yang bisa kita temui sekarang. Topik evolusi ini kembali menjadi pembicaran hangat, setelah Adnan Oktar alias Harun Yahya, yang terkenal sebagai salah satu orang yang menentang teori tersebut, ditangkap oleh aparat Turki dan didakwa atas beberapa tindak pidana.

Ada pendapat yang mengatakan bahwa bahwa kita harus memisahkan antara: pertama, masalah awal mula terbentuknya alam semesta (termasuk juga asal usul makhluk hidup), dengan kedua, bagaimana alam semesta (termasuk mahkluk hidup awal didalamnya) yang terbentuk itu kemudian bertransformasi. 

Selanjutnya, pendapat tersebut mengatakan bahwa masalah pertama yaitu mengenai asal usul, lebih condong ke domain metafisika (atau agama) dan masalah kedua merupakan domain dari sains.

Namun dalam tulisan ini, meskipun saya menulis tentang bagaimana asal usul makhluk hidup di bumi, saya tidak ingin berpolemik dengan sudut pandang metafisika, apalagi agama. Saya bukan ahli agama, apalagi saya berpendapat bahwa masalah agama adalah masalah pribadi dan merupakan hubungan vertikal antara saya dengan yang diatas yang saya pikir sudah mutlak dan melampaui keterbatasan nalar saya sebagai manusia.

Tulisan ini hanya pengejawantahan saya sebagai manusia yang selalu ingin tahu, setelah saya mengklik tautan yang menyebutkan bahwa ilmuwan Jepang mengungkapkan teori ketiga bakteri yang menjadi asal mula kehidupan di bumi.

Asal mula kehidupan di bumi
Ada beberapa teori tentang bagaimana asal mula kehidupan di bumi. Diantaranya adalah teori abiogenesis (asal mula makhluk hidup bukan dari suatu yang hidup), eksperimen Miller-Urey, teori Genes, RNA, LUCA (the Last Universal Common Ancestor) sampai yang eksentrik seperti panspermia (berasal dari planet lain di luar bumi), maupun teori Last Thursdayism.

Sedangkan untuk lokasi, ada beberapa ahli yang mengatakan bahwa asal mula kehidupan dimulai dari "laut". Tentunya, "laut" dimana awal mula kehidupan berasal, keadaan (situasi) dan bentuknya lain dengan laut yang biasa kita lihat sekarang.

Alam semesta (termasuk bumi) diperkirakan tercipta sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu. Kemudian, kehidupan dikatakan dimulai 600 juta tahun setelah bumi terbentuk. Ilmuwan mempunyai dua teori mengenai kehidupan yang mulai terbentuk melalui organisme pada saat itu, yaitu masing-masing mengkategorikannya sebagai organisme yang disebut heterotroph dan autotroph.

Teori tentang awal mula kehidupan di bumi adalah dari organisme heterotroph dikemukakan para ilmuwan pada tahun 1920-an. Heterotroph adalah organisme yang tidak dapat membuat makanannya sendiri, sehingga dia harus mengambil bahan organik sebagai sumber makanan dari luar tubuhnya.

Pada awal terbentuknya, bumi masih banyak dipenuhi zat organik yang berasal dari aktifitas gunung berapi yang masih sangat tinggi pada saat itu. Terlebih, banyak reaksi kima yang terjadi dikarenakan banyak batuan yang mengandung mineral dari planet lain menghantam bumi, ditambah dengan radiasi sinar matahari yang masih kuat karena atmosfer bumi belum terbentuk.

Contoh organisme heterotroph adalah beberapa bakteri, jamur kemudian hewan (termasuk manusia yang muncul berjuta tahun setelah itu). Menurut sumber energi untuk pengolahan makanannya, heterotroph kemudian dapat dibagi lagi menjadi, misalnya chemoheterotroph (pengolahan makanan (bahan organik) nya menggunakan energi kima) dan photoheterotroph (pengolahan makanan dengan energi cahaya).

Lalu pada tahun 1970-an, para ilmuwan mengemukakan teori bahwa kehidupan awal di bumi berasal dari organisme autotroph. Autotroph adalah organisme yang bisa membuat bahan organik sendiri dan mengolahnya untuk dikonsumsi sendiri juga. Saat ini, kita bisa melihat organisme yang digolongkan sebagai autotroph misalnya jamur dan pohon, yang merupakan hasil evolusi dari bentuk awal organisme autotroph berjuta tahun kemudian.

Namun, ternyata dua teori pengkategorian organisme awal tersebut mempunyai kelemahan.

Kita tahu bahwa aktivitas gunung berapi pada saat bumi masih primitif memang sangat tinggi, sehingga bumi dipenuhi dengan gas misalnya hidrogen dan sulfur yang berasal dari asap dan air panas (lava) yang dimuntahkan gunung berapi. Akibatnya bahan organik yang tersedia juga masih berlimpah.

Meskipun begitu, ada suatu saat dimana bumi bisa saja kekurangan bahan organik. Para ahli belum dapat memberikan solusi yang pasti bagaimana caranya organisme heterotroph bisa bertahan hidup pada keadaan yang demikian.Sebaliknya juga, bagi organisme autotroph, tentunya tidak akan efektif bagi metabolisme tubuhnya bila terus memproduksi sendiri bahan organik untuk dikonsumsi, karena di lingkungan sekitar tersedia bahan organik yang bisa dimanfaatkan.

Ilustrasi Autotroph dan Heterotroph (foter.com)

Teori ketiga yang merupakan kombinasi

Para ilmuwan Jepang menemukan "Bakteri Takai", yang hidup di dasar laut dengan kedalaman 1.370 meter di bawah laut Okinawa. Bakteri ini hidup di sekitar semburan air panas dari dasar laut yang memiliki suhu sekitar 90 derajat celsius. 

Para ilmuwan menggunakan kapal selam berawak yang bernama Shinkai6500, untuk penelitian menuju ke tempat tersebut. Sebagai catatan, "Takai" diambil dari nama orang yang memimpin penelitian, dimana dia merupakan anggota dari JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology).

Awalnya para ilmuwan Jepang mengira bahwa bakteri Takai adalah organisme autotroph. Tetapi setelah menganalisa genom dari bakteri ini, mereka tidak menemukan enzim yang diperlukan bagi organisme autotroph untuk memproduksi bahan organik dalam tubuh mereka. Sebaliknya, mereka menemukan DNA dari enzim yang menjadi ciri khas organisme heterotroph.

Kemudian hal yang mengejutkan terjadi ketika para ilmuwan menaruh bakteri ini di lingkungan yang mirip dengan habitat mereka, di laboratorium, namun dengan tidak memberikan umpan bahan organik untuk makanannya. Ternyata enzim yang mereka miliki bisa digunakan untuk menghasilkan zat organik dari dalam tubuh mereka sendiri. Lalu, ketika bahan organik akhirnya diberikan sebagai umpan, maka bakteri itu pun mengambil bahan organik tersebut sebagai makanan.

Enzim dari bakteri Takai ternyata bisa beradaptasi dengan lingkungan. Jika lingkungan di tempat hidupnya tidak ada bahan organik, maka bakteri ini bisa menjadi organisme autotroph dengan memproduksi bahan organik sendiri. Selain itu, bakteri juga bisa menjadi organisme heterotroph.

Dengan hasil percobaan dan analisa tersebut, maka para ilmuwan Jepang menyimpulkan bahwa bakteri ini merupakan organisme gabungan dari autotroph dan heterotroph, dan sekaligus membuka jalan untuk mengukuhkan teori ketiga sebagai kandidat asal usul organisme yang mendiami bumi.

Dengan penemuan ini maka terjawab sudah pertanyaan yang tentang bagaimana organisme bisa bertahan hidup dan menyesuaikan diri dengan keadaan bumi mulai dari saat terbentuknya, dimana lingkungan sekitar belum stabil, dan ketersediaan bahan organik sebagai sumber makanan juga bisa berubah dari masa ke masa. 

Tentunya penemuan ini juga akan membuka jalan baru bagi para ilmuwan lain untuk menguak misteri kehidupan awal di bumi lebih lanjut, selain mereka juga bisa menguji dan mendalami hasil penelitian dari para ilmuwan JAMSTEC.

Penutup
Manusia adalah makhluk yang selalu dipenuhi oleh rasa ingin tahu. Kepo, kalau kita mau pakai istilah zaman now. Keingintahuan itulah yang kemudian membuat manusia mencari tahu, lalu belajar dan berpikir. Manusia berpikir, maka dia hidup (ada). Cogito ergo Sum!

Selamat menikmati hari minggu.