Alih-alih Oksigen, Mikroba Ini Malah Bernapas Menghirup Nitrat

Wawan Setiawan - Selasa, 11 Februari 2025 | 14:00 WIB

MPI f. Marine Microbiology/ S. Ahmerkamp

Endosimbion Candidatus Azoamicus ciliaticola yang pertama kali ditemukan dan inangnya, silia. Gambar tersebut merupakan gabungan dari gambar mikroskop elektron pemindaian dan gambar fluoresensi. Diberi warna kuning adalah endosimbion Candidatus Azoamicus ciliaticola, sedangkan warna biru mangsa bakteri dalam vakuola makanan serta inti sel besar.

"Kami terkejut betapa luasnya keberadaan mereka. Kami dapat menemukannya di setiap benua yang berpenghuni," kata Milucka. "Selain itu, kami mengetahui bahwa mereka dapat hidup tidak hanya di danau dan habitat air tawar lainnya, tetapi juga di air tanah dan bahkan air limbah."

Dari kumpulan data yang mereka pelajari, para ilmuwan juga menemukan beberapa kerabat dekat baru dari mikroba tersebut.

“Kami akhirnya mengidentifikasi empat spesies baru, dua di antaranya sebenarnya merupakan genus baru. Karena genus simbion baru ini kemungkinan memiliki peran yang sama dengan Azoamicus yang ditemukan sebelumnya, kami menamai genus baru tersebut Azosocius (“rekan nitrogen”),” jelas penulis pertama Daan Speth.

“Beruntung bagi kami, salah satu spesies Azosocius baru ditemukan tidak terlalu jauh dari Bremen, dari sampel air tanah di Hainich, Jerman.”

Berkat kerja sama dengan Kirsten Küsel dan Will Overholt dari Universitas Friedrich Schiller di Jena, Jerman, yang awalnya mengumpulkan sampel Hainich, mereka dapat mengakses lokasi pengambilan sampel dan melihat data metatranskriptomik, yaitu data yang menggambarkan ekspresi gen dalam sampel dan menunjukkan aktivitas mikroba.

“Di sini, kami mendapatkan kejutan lain – pernapasan simbion ini dapat melakukan trik baru,” lanjut Speth.

Tidak seperti spesies simbion asli, yang hanya dapat melakukan respirasi anaerobik (yaitu denitrifikasi), semua spesies simbion baru sebenarnya mengkodekan oksidase terminal – enzim yang memungkinkan mereka untuk juga menghirup oksigen selain nitrogen.

“Hal ini dapat menjelaskan mengapa kami menemukan simbion ini juga di lingkungan yang sepenuhnya atau sebagian bersifat oksik.”

Temuan menarik ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications pada 8 November 2024 bertajug “Genetic potential for aerobic respiration and denitrification in globally distributed respiratory endosymbionts.”

"Berkat penemuan spesies baru ini, kini kita juga dapat mulai berpikir lebih jauh tentang evolusi mereka," tutur Milucka. "Kita berharap dapat lebih memahami bagaimana simbiosis yang menguntungkan ini dimulai dan bagaimana mereka berevolusi seiring waktu."

Temuan ini juga membawa apresiasi sederhana terhadap dunia mikroba yang menarik.

"Organisme ini adalah keajaiban alam," Milucka bersemangat. "Protista mampu melakukan inovasi metabolisme yang begitu menakjubkan, sering kali karena mereka begitu mudah menjalin hubungan dengan prokariota. Bagi saya, ini sungguh menarik. Dalam hal memahami evolusi eukariota, organisme ini merupakan bagian penting dari teka-teki ini,” pungkasnya.