Mikroba dan Mineral Mungkin adalah Pemicu Oksigenasi Pertama Bumi

Wawan Setiawan - Jumat, 18 Maret 2022 | 13:00 WIB

MIT News

Sekitar 2,3 miliar tahun yang lalu, oksigen mulai menumpuk di atmosfer, akhirnya mencapai tingkat kelangsungan hidup yang kita hirup hari ini. Sebuah hipotesis baru yang diajukan oleh para ilmuwan MIT menunjukkan mekanisme bagaimana ini mungkin terjadi. Digambarkan adalah contoh organisme Paleoproterozoikum.

Untuk menemukan jawabannya, para ilmuwan menciptakan model matematika. Model mereka meramalkan: Jika mikroba memiliki kemampuan hanya sebagian untuk mengoksidasi bahan organik, bahan yang teroksidasi sebagian, atau disebut "POOM," akan secara efektif menjadi "lengket" dan secara kimiawi mengikat mineral dalam sedimen dengan cara yang akan melindungi bahan dari oksidasi lebih jauh. Oksigen yang seharusnya dikonsumsi untuk mendegradasi material sepenuhnya malah akan bebas menumpuk di atmosfer.

"Itu membuat kami bertanya, apakah ada metabolisme mikroba di luar sana yang menghasilkan POOM?" ujar Fourier.

Untuk menjawab ini, tim mencari melalui literatur ilmiah dan mengidentifikasi sekelompok mikroba yang mengoksidasi sebagian bahan organik di laut dalam saat ini. Mikroba ini termasuk dalam kelompok bakteri SAR202, dan oksidasi parsialnya dilakukan melalui enzim, Baeyer-Villiger monooxygenase, atau BVMO.

Tim melakukan analisis filogenetik untuk melihat seberapa jauh mikroba, dan gen untuk enzim, dapat dilacak. Mereka menemukan bahwa bakteri memang memiliki nenek moyang sebelum GOE, dan gen untuk enzim tersebut dapat dilacak di berbagai spesies mikroba, sejauh sebelum GOE.

Terlebih lagi, mereka menemukan bahwa diversifikasi gen, atau jumlah spesies yang memperoleh gen, meningkat secara signifikan selama masa ketika atmosfer mengalami lonjakan oksigenasi, termasuk sekali selama Paleoproterozoikum GOE, dan sekali lagi di Neoproterozoikum.

“Kami menemukan beberapa korelasi temporal antara diversifikasi gen penghasil POOM dan tingkat oksigen di atmosfer. Itu mendukung teori kami secara keseluruhan.” kata penulis utama Haitao Shang, mantan mahasiswa pascasarjana MIT.

Untuk mengonfirmasi hipotesis ini akan membutuhkan lebih banyak tindak lanjut, dari eksperimen di laboratorium hingga survei di lapangan, dan segala sesuatu di antaranya. Dengan studi baru mereka, tim telah memperkenalkan tersangka baru dalam kasus kuno tentang apa yang mengoksidasi atmosfer Bumi.