Nationalgeographic.co.id - Sebuah tim ahli geosains Virginia Tech telah menemukan bukti yang mungkin bisa menjadi jawaban atas sebuah pertanyaan teka-teki tentang evolusi: Apakah nitrat bertanggung jawab atas alga, bunga, dan bahkan tetangga Anda?
Temuan terbaru tim tersebut telah dipublikasikan di jurnal Science Advances pada 22 Maret 2023 dengan judul “Nitrate limitation in early Neoproterozoic oceans delayed the ecological rise of eukaryotes.”
Studi ini mengungkapkan peningkatan nitrogen yang tersedia secara biologis selama eukariota laut—organisme yang selnya memiliki nukleus—menjadi dominan. Sel-sel eukariotik yang kompleks berevolusi menjadi organisme multisel dan mengantarkan era baru kehidupan di Bumi, termasuk hewan, tumbuhan, serta jamur.
"Di mana kita duduk hari ini, dengan kehidupan sebagaimana adanya di planet ini, adalah jumlah total dari semua peristiwa yang terjadi di masa lalu," kata Ben Gill, seorang profesor geokimia sedimen dan anggota tim penulis makalah tersebut.
"Dan ini adalah peristiwa penting di mana kita beralih dari ekosistem prokariotik yang dominan—sel yang jauh lebih sederhana daripada yang ada di tubuh kita—menjadi eukariota. Jika itu tidak terjadi, kita tidak akan berada di sini hari ini."
Penelitian sebelumnya berfokus pada peran fosfor dalam kebangkitan eukariota, tetapi Junyao Kang, seorang mahasiswa doktoral di Departemen Geosains dan penulis utama makalah tersebut, ingin tahu tentang peran nitrogen dalam peristiwa ini.
“Data ini unik karena data isotop nitrogen hampir tidak ada dari periode awal Neoproterozoikum, atau antara satu miliar hingga 800 juta tahun lalu,” kata Kang.
Berkolaborasi dengan Universitas Nanjing di Nanjing, Tiongkok, Kang telah menghabiskan dua tahun bekerja untuk memahami apa yang mendorong munculnya eukariota melalui analisis isotop nitrogen sampel batuan dari Craton Cina Utara. Rumah bagi bebatuan yang berasal dari 3,8 miliar tahun yang lalu, wilayah ini pernah tertutup lautan.
"Kami memiliki beberapa gagasan kasar tentang kapan eukariota menjadi sukses secara ekologis," kata Shuhai Xiao, profesor geobiologi dan anggota tim penulis makalah. "Mereka sudah lama berada di sana dalam status rendah sampai sekitar 820 juta tahun yang lalu, ketika mereka melimpah."
Kang memutuskan dia ingin mempelajari alasannya. Dia mengambil data dari sampel batuan, memasukkannya ke basis data yang lebih besar, dan menganalisisnya dalam skala waktu yang lebih lama yang mencakup lokasi geografis yang berbeda.
"Begitu kami melakukan integrasi semacam ini dan memasukkannya ke dalam gambaran besar, kami melihat peningkatan nitrat dari waktu ke waktu, yang terjadi sekitar 800 juta tahun lalu," kata Kang.
Kolaborasi, pendekatan internasional adalah kunci untuk menghubungkan data baru ini dengan peristiwa biologis, terutama kebangkitan eukariota.
Gill dan Rachel Reid, juga seorang ahli geokimia College of Science dan anggota tim penulis makalah, memberikan analisis kritis melalui sumber daya, termasuk spektrometer massa di Lab Isotop Stabil Geoscience di Virginia Tech.
Penganalisis unsur yang digabungkan dengan spektrometer massa memungkinkan para peneliti untuk mengekstraksi gas nitrogen murni dari sampel untuk dianalisis.
Baca Juga: Merekonstruksi Ekosistem Berusia 2 Juta Tahun dari DNA Lingkungan
Baca Juga: Hutan Prasejarah Masih Tumbuh di Borneo sejak Empat Juta Tahun Lalu
Baca Juga: Fosil Ular Berkaki Asal 70 Juta Tahun Silam, Simpan Fakta Mengejutkan
Gill berspesialisasi dalam merekonstruksi siklus kimia masa kini dan masa lalu di planet kita. Dia bekerja sama dengan ahli paleontologi untuk mempelajari catatan kehidupan yang diawetkan dalam catatan geologis.
Ia lalu memeriksa potensi pendorong lingkungan yang memungkinkan perubahan dalam kehidupan melalui sejarah.
Reid, yang umumnya memfokuskan penelitiannya pada peristiwa Bumi yang lebih baru, memiliki kesempatan khusus untuk menawarkan keahlian isotop nitrogennya pada fosil purba ini.
“Kita dapat menghubungkan titik-titik dari komposisi isotop nitrogen di masa lampau dan kemudian melangkah ke langkah selanjutnya dan menyimpulkan berapa banyak nitrat yang tersedia untuk organisme,” kata Xiao. "Dan kemudian kami mengikatnya dengan data fosil untuk menunjukkan bahwa ada hubungan."
Sementara lautan purba sudah lama berlalu, apa yang terjadi di lautan purba terekam dalam bebatuan, dan mempelajari bebatuan ini memberikan tautan dari sejarah Bumi kita hingga saat ini dan masa depan.
"Ahli geologi melihat bebatuan dengan alasan yang sama seperti pedagang saham melihat kurva Dow Jones ketika mereka membuat keputusan untuk menjual atau membeli saham. Sejarah geologis yang tertulis di bebatuan memberi kita konteks penting tentang perubahan global di masa depan," pungkas Xiao.