Menurut tim peneliti yang dipimpin oleh Felissa Wolfe-Simon dari NASA Astrobiology Institute di Menlo Park, California, AS, “Ketergantungan biologis kepada keenam elemen karbon nutrisi, yaitu hidrogen, nitrogen, oksigen, sulfur, dan fosfor, biasanya dilengkapi dengan hadirnya beberapa elemen lain, yang biasa berupa metal(oid) dalam jumlah tertentu yang menjalankan fungsi seluler penting, seperti co-factor enzim. Elemen-elemen tambahan ini bisa saling diganti-ganti.
“Namun, sebelumnya belum pernah ada laporan tentang digantikannya salah satu atau beberapa dari keenam elemen utama yang esensial bagi kehidupan. Di sini kami menyajikan bukti bahwa arsenik dapat menggantikan fosfor dalam biomolekul pada suatu bakteri yang muncul secara alamiah.”
Para ilmuwan tersebut menyatakan, mereka telah melatih suatu bakteri yang diambil dari Mono Lake agar memakan dan tumbuh dengan menu makanan berupa arsenik untuk menggantikan fosfor. Hal ini membuka kemungkinan bahwa organisme dapat hidup di mana pun di alam semesta ini (atau bahkan juga di Bumi) dengan menggunakan energi biokimia yang tidak diketahui.
Bakteri tersebut, yang tumbuh selama berbulan-bulan di dalam sebuah senyawa laboratorium yang mengandung arsenik, secara bertahap mengganti atom-atom fosfor sebagai sumber energi dengan atom-atom arsenik. Rantai fosfor diketahui merupakan salah satu unsur penyusun DNA dan senyawa-senyawa kimianya, terutama dalam sebuah molekul yang dikenal sebagai adenosine triposphate, yang merupakan sarana utama bagi makhluk biologis untuk menyimpan energi.
Walaupun alam mampu merekayasa substitusi bagi beberapa elemen lain yang hadir dalam jumlah kecil untuk tujuan-tujan tertentu – seperti besi (Fe) untuk mengangkut oksigen (O2) – namun hingga kini, menurut The New York Times, “belum pernah ada substitusi bagi keenam elemen utama. Kini, menurut para ilmuwan, hasil penelitian tersebut akan merangsang banyak penelitian baru tentang penggantian-penggantian kimiawi lain yang dimungkinkan dapat terjadi. Substitusi yang paling sering dibicarakan dan disukai oleh para pengarang fiksi sains, namun belum pernah dibuktikan, adalah substitusi silikon bagi karbon.”
Jika telah dikonfirmasi, hasil penelitian tersebut akan memperluas pemahaman kita tentang wujud kehidupan dan di mana kehidupan dapat muncul.
Felisa Wolfe-Simon, ketua tim peneliti di Mono Lake, kepada The New York Times menyatakan, “Ini adalah mikroba yang telah memecahkan masalah tentang bagaimana cara hidup dengan cara yang berbeda.” Ia menambahkan, ini bukan masalah Mono Lake atau arsenik, melainkan “membuka pintu dan menemukan bahwa apa yang kita anggap sebagai konstanta kehidupan yang mapan ternyata tidak demikian.”
Arsenik terletak tepat di bawah fosfor dalam tabel periodik elemen dan memiliki beberapa sifat kimia yang mirip. Oleh karena itu arsenik memiliki sifat sebagai racun (toxic) yang menurut Dr. Wolfe-Simon “membuat unsur ini dengan mudah menyusup ke dalam struktur sel di mana ia kemudian akan melekatkan semua bagian, seperti oli yang lengket dalam mesin mobil.”
Wahana Mars Viking Landers yang gagal menemukan kehidupan di Mars pada 1976 dirancang sebelum ditemukannya extremophiles Bumi seperti tube worms dan pelbagai kehidupan aneh lain di dasar laut dan lembah-lembah tandus serta danau-danau yang terkubur di kawasan Antartika.
Bukti yang dikirimkan Viking pada 1976 dan 1977 bukan bukti yang konklusif, setidaknya menurut pengetahuan primitif pada masa itu tentang kehidupan ekstrem. Kehidupan ekstrem tersebut kini diketahui ada di Bumi, demikian juga dengan air dan methana yang terdapat dalam jumlah melimpah di Mars.
Baik di Mars maupun di Bumi, methana sangat tidak stabil karena selalu terurai oleh sinar ultraviolet dari Matahari dan pelbagai reaksi kimia dengan gas-gas lain. Rata-rata usia molekul methana di Mars adalah 400 tahun, yang berarti bahwa gas tersebut harus memperbarui diri atau akan musnah.
Saat ini, ditemukan adanya methana di Mars. Tentu ada sesuatu yang memproduksi gas tersebut. Pertanyaannya: Siapa atau Apa?
Sebuah studi terbaru menunjukkan bahwa methana di dalam atmosfer Mars bisa hidup kurang dari satu tahun. Methana yang terbarukan berasal dari sumber yang telah dilokalisasi yang memperlihatkan adanya variasi musim dan tahunan. Pola produksi methana ini memunculkan pertanyaan: apakah gas tersebut, di Mars, muncul sebagai akibat dari aktivitas geologis atau biologis?
Atmosfer di Mars tersusun dari 95% karbon dioksida, 3% nitrogen, 1,6% argon, dan beberapa persen oksigen dan air serta methana.
Sergio Fonti (Universita del Salento) and Giuseppe Marzo (NASA Ames) telah memanfaatkan pelbagai observasi dari wahana Mars Global Surveyor milik NASA untuk merunut evolusi gas selama tiga tahun Mars.
Menurut Fonti, “Hanya ada methana dalam jumlah kecil saat ini di atmosfer Mars, yang muncul dari sumber yang sangat terlokalisasi. Kami meneliti tentang perubahan konsentrasi gas tersebut dan menemukan adanya variasi musim dan tahunan. Sumber methana ini bisa saja aktivitas geologis atau biologis – kami belum bisa yakin dalam hal ini. Namun, agaknya batas usia terlama methana di Mars adalah satu tahun.”
Kadar tertinggi methana muncul selama musim gugur di belahan utara Mars, sebesar 70 bagian per juta, walaupun methana dapat dideteksi di seluruh planet tersebut sepanjang tahun. Pada musim dingin, kadarnya menurun tajam dan hanya muncul di kawasan sekitar 40 dan 50 derajat lintang utara. Konsentrasi mulai naik lagi pada musim semi dan meningkat lebih cepat selama musim panas serta menyebar ke seluruh planet.
Kata Fonti, “Salah satu hal menarik yang kami temukan adalah bahwa pada musim panas, walaupun beberapa pola distribusi masih cukup mirip dengan pola pada musim gugur, terdapat kadar methana yang lebih tinggi di belahan selatan. Hal ini boleh jadi disebabkan sirkulasi alamiah yang terjadi di atmosfer, namun masih harus dikonfirmasi dengan simulasi komputer yang layak.”
“Tampak jelas bahwa konsentrasi paling tinggi berkaitan dengan musim dan lokasi yang paling hangat di mana terdapat kondisi-kondisi geologis – dan dengan demikian juga kondisi-kondisi biologis – seperti aktivitas geothermal (marsothermal?) dan hidrasi yang kuat. Energi yang lebih tinggi pada musim panas dapat memicu pelepasan gas-gas dari proses-proses geologis (marsologis?) atau terjadinya aktivitas biologis.”
“Penelitian kami adalah yang pertama di mana data dari sebuah spektrometer yang mengorbit planet Mars digunakan untuk memonitor methana selama periode yang panjang. Dataset TES yang melimpah telah memungkinkan kami untuk merunut siklus methana di atmosfer Mars dengan akurasi dan keutuhan yang dapat diandalkan. Observasi kami akan sangat bermanfaat dalam memaparkan tentang asal-usul dan signifikansi methana di Mars.”
Methana di atmosfer Mars dideteksi pertama kali oleh beberapa teleskop di Bumi pada 2003 dan dikonfirmasi satu tahun kemudian oleh wahana Mars Express milik ESA. Tahun kemarin, pelbagai pengamatan menggunakan teleskop di Bumi menemukan bukti pertama tentang siklus musiman di Mars.
Secara potensial, ada biosfer sangat luas yang terletak beberapa meter di bawah permukaan Mars, yang mungkin tidak dapat diakses oleh misi Viking pada 1976 karena wahana tersebut hanya meneliti lapisan tanah paling atas.
Press release NASA pertama tentang eksperimen Viking mengumumkan bahwa hasilnya adalah positif. Eksperimen “Labeled Release” (LR) telah memberikan hasil positif. Namun, setelah dilakukan sebuah diskusi berkepanjangan di mana Carl Sagan turut serta, NASA menarik pernyataannya, terutama karena eksperimen lain tidak mendeteksi adanya zat organik di tanah Mars.
Walaupun demikian, Gilbert Levin, perancang utama eksperimen LR, yakin bahwa eksperimen tersebut menunjukkan adanya kehidupan. Ketika dua eksperimen serupa dijalankan di Antartika, diperoleh juga hasil-hasil yang bertentangan, sama dengan hasil yang diperoleh di Mars (LR – postif; zat organik – negatif). Lapisan tanah dan es dari Dry Valley Antartika jelas mengandung bentuk kehidupan yang ekstrem.
Tes untuk zat organik memperoleh hasil negatif karena sangat kurang sensitif daripada eksperimen LR. Masalah serupa dapat saja menyebabkan tes zat organik memberikan hasil negatif yang salah.
Sebelum oksigen dapat terakumulasi di atmosfer Bumi, semua unsur besi (Fe) harus menjadi lemah. Selama proses tersebut, yang berlangsung selama ratusan juta tahun, Bumi juga merupakan sebuah planet merah – seperti Mars. Dalam jurnal Nature, Corinna Wu bertanya: Dapatkah oksigen yang mengkaratkan besi pada saat itu diproduksi secara biologis? Dapatkah kehidupan di Mars semata-mata “kehabisan uap” saja setelah tahap perkembangan sebagai planet merah tersebut?***
Sumber: The New York Times/Dailygalaxy/Sciencemag.com
Sumber ilustrasi: Dailygalaxy
Tidak ada komentar:
Posting Komentar