Nationalgeographic.co.id - Tingkat oksigen di atmosfer bumi kemungkinan besar telah "berfluktuasi secara liar" satu miliar tahun yang lalu. Hal ini menciptakan kondisi yang dapat mempercepat perkembangan dunia hewan purba, kata para peneliti dalam studi baru mereka.
Para ilmuwan percaya oksigen atmosfer berkembang dalam tiga tahap. Dimulai dengan apa yang dikenal sebagai Peristiwa Oksidasi Hebat sekitar dua miliar tahun yang lalu, ketika oksigen pertama kali muncul di atmosfer. Tahap ketiga, sekitar 400 juta tahun yang lalu, oksigen di atmosfer naik ke tingkat yang ada saat ini.
Apa yang tidak pasti adalah apa yang terjadi selama tahap kedua. Dalam waktu yang dikenal sebagai Era Neoproterozoikum ini, yang dimulai sekitar satu miliar tahun yang lalu dan berlangsung selama sekitar 500 juta tahun. Selama waktu itu bentuk-bentuk awal kehidupan hewan pun mulai muncul.
Pertanyaan yang coba dijawab oleh para ilmuwan adalah, apakah ada sesuatu yang luar biasa tentang perubahan kadar oksigen di Era Neoproterozoikum yang mungkin memainkan peran penting dalam evolusi awal hewan? Apakah kadar oksigen tiba-tiba naik atau ada peningkatan yang bertahap?
Jejak fosil hewan purba yang dikenal sebagai biota Ediacaran, organisme bersel banyak yang membutuhkan oksigen telah ditemukan di batuan sedimen yang berusia 541 hingga 635 juta tahun.
Tim peneliti di Universitas Leeds yang didukung oleh Universitas Lyon, Exeter, dan UCL, mencoba menjawab pertanyaan tersebut. Mereka menggunakan pengukuran berbagai bentuk karbon, atau isotop karbon, yang ditemukan dalam batuan kapur yang diambil dari laut dangkal. Berdasarkan rasio isotop dari berbagai jenis karbon yang ditemukan, para peneliti dapat menghitung tingkat fotosintesis yang ada jutaan tahun yang lalu. Kemudian mereka menyimpulkan tingkat oksigen atmosfer.
Sebagai hasil dari perhitungan, mereka telah mampu menghasilkan rekor tingkat oksigen di atmosfer selama 1,5 miliar tahun terakhir. Yang memberi tahu kita berapa banyak oksigen yang akan menyebar ke laut untuk mendukung kehidupan laut awal.
Dr. Alex Krause, seorang pemodel biogeokimia yang menyelesaikan PhD-nya di School of Earth and Environment di Leedsand adalah ilmuwan utama dalam proyek tersebut. Ia mengatakan temuan tersebut memberikan perspektif baru tentang cara tingkat oksigen berubah di Bumi.
"Bumi awal, selama dua miliar tahun pertama keberadaannya, adalah anoxic, tanpa oksigen atmosfer. Kemudian kadar oksigen mulai meningkat, yang dikenal sebagai Peristiwa Oksidasi Hebat,” tambahnya.
Baca Juga: Amonium, Unsur Pembentuk dan Penopang Kehidupan Awal di Bumi
Baca Juga: Pertama Kalinya, Bukti Kehidupan Purba Ditemukan di dalam Batu Ruby
Baca Juga: Kepunahan Massal 445 Juta Tahun Silam, Seperti Apa Lingkungannya?
"Sampai sekarang, para ilmuwan berpikir bahwa setelah Peristiwa Oksidasi Hebat, tingkat oksigen rendah dan kemudian melonjak tepat sebelum kita melihat hewan pertama berevolusi, atau tingkat oksigen tinggi selama jutaan tahun sebelum hewan muncul,” kata Krause, melanjutkan penjelasannya. "Tetapi penelitian kami menunjukkan kadar oksigen jauh lebih dinamis. Ada osilasi antara kadar oksigen tinggi dan rendah untuk waktu yang lama sebelum bentuk awal kehidupan hewan muncul. Kami melihat periode di mana lingkungan laut, tempat hewan purba hidup, akan memiliki oksigen berlimpah—dan kemudian periode di mana tidak ada."
"Perubahan berkala dalam kondisi lingkungan ini akan menghasilkan tekanan evolusioner di mana beberapa bentuk kehidupan mungkin telah punah dan yang baru dapat muncul," Kata Dr. Benjamin Mills, yang memimpin Kelompok Pemodelan Evolusi Bumi di Leeds dan mengawasi proyek tersebut.
Dr. Mills mengatakan periode oksigen memperluas apa yang dikenal sebagai "ruang layak huni"—bagian dari lautan di mana tingkat oksigen akan cukup tinggi untuk mendukung bentuk kehidupan hewan awal.
"Telah diusulkan dalam teori ekologi bahwa ketika Anda memiliki ruang layak huni yang berkembang dan menyusut, ini dapat mendukung perubahan cepat pada keanekaragaman kehidupan biologis,” katanya. "Ketika tingkat oksigen menurun, ada tekanan lingkungan yang parah pada beberapa organisme yang dapat mendorong kepunahan. Dan ketika perairan yang kaya oksigen meluas, ruang baru memungkinkan para penyintas untuk naik ke dominasi ekologis. Ruang layak huni yang diperluas ini akan bertahan selama jutaan tahun, memberikan banyak waktu bagi ekosistem untuk berkembang."
Hasil studi ini telah dipublikasikan di jurnal Science Advances pada 14 Oktober dengan judul “Extreme variability in atmospheric oxygen levels in the late Precambrian.”