Mikroba yang hidup di udara merupakan fenomena global – Sains Terkini

Dalam tindak lanjut pertama studi profil tinggi tahun 2017 yang menunjukkan mikroba di Antartika memiliki kemampuan unik untuk hidup di udara, para peneliti dari UNSW Sydney kini menemukan proses ini terjadi di tanah di tiga kutub dunia.

Secara khusus, para peneliti menemukan gen target yang bertanggung jawab atas fenomena kemosintesis atmosfer yang mereka temukan berlimpah dan tersebar luas di tanah kutub di Dataran Tinggi Antartika, Arktik, dan Tibet di Hindu Kush-Himalaya.

Riset baru ini dipublikasikan di jurnal Frontiers bulan ini dan merupakan kolaborasi antara UNSW, Divisi Antartika Australia dan Institut Penelitian Dataran Tinggi Tibet China.

Penulis senior studi tersebut, Associate Professor Belinda Ferrari, dari UNSW Science, mengatakan bahwa hidup di udara adalah cara minimalis untuk bertahan hidup sehingga temuan mereka memberikan potensi lebih lanjut bagi kehidupan mikroba untuk ada di planet lain.

"Inilah yang ingin dilakukan oleh Mars 2020 Perseverance Rover NASA – untuk mencari tanda-tanda kehidupan mikroba purba dalam sampel inti batuan dan tanah Mars," kata A / Prof Ferrari.

"Sebuah misi masa depan akan membawa sampel kembali ke Bumi dan ilmuwan NASA akan menganalisis tanah dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan, untuk mencoba dan melihat apakah ada indikator kehidupan."

A / Prof Ferrari mengatakan temuan para peneliti berarti bahwa mikroba yang menggunakan gas jejak sebagai energi dan sumber karbon untuk tumbuh – tidak seperti fotosintesis yang menggunakan cahaya – bukanlah proses yang diisolasi ke Antartika.


"Ada seluruh ekosistem yang mungkin mengandalkan proses fiksasi karbon mikroba baru ini di mana mikroba menggunakan energi yang diperoleh dari menghirup gas hidrogen di atmosfer untuk mengubah karbon dioksida dari atmosfer menjadi karbon – untuk tumbuh," katanya.

"Kami pikir proses ini terjadi bersamaan dengan fotosintesis ketika kondisi berubah, seperti selama musim dingin kutub ketika tidak ada cahaya, tapi kami bertujuan untuk mengkonfirmasi hipotesis ini pada tahap penelitian kami berikutnya.

"Jadi, sementara lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk memastikan aktivitas ini terjadi secara global, fakta bahwa kami mendeteksi gen target di tanah dari tiga kutub berarti proses baru ini kemungkinan besar terjadi di gurun dingin di seluruh dunia, tetapi hanya diabaikan sampai sekarang. . "

Tanah Antartika, Artik, dan Dataran Tinggi Tibet dianalisis

Para peneliti menganalisis 122 sampel tanah dari 14 lokasi gurun dingin terestrial di Antartika (Kepulauan Windmill dan Perbukitan Vestfold), Dataran Tinggi Arktik dan Tibet yang tinggi, yang mereka kumpulkan antara 2005 dan 2019.

Penulis utama studi tersebut, kandidat PhD UNSW Angelique Ray, mengatakan salah satu pertanyaan besar yang dimiliki tim ketika mereka menyelesaikan studi sebelumnya adalah apakah proses baru kemosintesis atmosfer ini – juga dikenal sebagai fiksasi karbon atau penyerap karbon – serupa terjadi di tempat lain di seluruh dunia.

"Jadi, kali ini kami melakukan studi global. Kami mengumpulkan 10 sentimeter teratas lapisan tanah dari berbagai situs di tiga kutub, yang merupakan kedalaman tempat sebagian besar organisme yang kami pelajari ditemukan," ujarnya.

"Tanah di lokasi tersebut benar-benar membeku hampir sepanjang tahun – dan tidak ada banyak tanah karena sebagian besar adalah batuan."

Para peneliti mengekstraksi DNA dari sampel tanah dan kemudian mengurutkan DNA tersebut untuk mendeteksi gen target yang bertanggung jawab atas proses fiksasi karbon.

Ms Ray mengatakan para ilmuwan juga melakukan analisis lingkungan di setiap lokasi untuk mengukur kondisi di mana mikroba hidup.

"Dengan melihat parameter lingkungan di dalam tanah, itulah cara kami mengetahui adanya karbon rendah, kelembaban rendah dan faktor lain yang berperan," katanya.

"Jadi, kami menghubungkan gen target untuk proses fiksasi karbon dengan situs yang berbeda dan menemukan lokasi yang lebih kering dan lebih rendah nutrisi – karbon dan nitrogen – memiliki potensi lebih besar untuk mendukung proses ini, yang masuk akal."

Temuan untuk mengubah pemikiran tentang fiksasi karbon

A / Prof Ferrari mengatakan temuan para peneliti ini akan mengubah cara berpikir para ilmuwan tentang keterbatasan yang dibutuhkan agar kehidupan ada, serta bagaimana mikrobiologi diajarkan.

"Dengan menyelidiki tempat-tempat di luar Antartika, kami dapat menentukan seberapa signifikan kontribusi bentuk baru kemotrofi ini terhadap anggaran karbon global," katanya.


"Sebelum kami menemukan proses penyerap karbon baru ini, dua bentuk kemotrofik utama yang diketahui adalah fotosintesis dan kemotrofi panas bumi – yang terakhir adalah tempat bakteri memanfaatkan senyawa anorganik seperti hidrogen sulfida untuk mengikat karbon.

"Tapi sekarang kami telah menemukan gen yang terlibat dalam proses ini berlimpah di gurun dingin, meskipun kami belum mempelajari gurun panas, temuan kami mungkin menunjukkan chemosynthesis atmosfer berkontribusi pada anggaran karbon global."

A / Prof Ferrari mengatakan kemungkinan besar bakteri yang tidak bertahan hidup kecuali udara telah menjadi pemain kunci di lingkungan tempat mereka tinggal.

“Banyak dari ekosistem ini yang cukup kering dan miskin nutrisi – jadi, lokasi ini sebagian besar didominasi oleh bakteri,” katanya.

"Khususnya di situs Antartika timur asli yang kami pelajari, tidak banyak lagi di sana selain beberapa lumut dan lumut (jamur).

"Karena bakteri ini telah beradaptasi untuk bertahan hidup dan memiliki kemampuan untuk menggunakan gas jejak untuk hidup, lingkungan mereka telah memilih mereka untuk menjadi kontributor yang signifikan bagi ekosistem mereka."

A / Prof Ferrari mengatakan para peneliti berharap dapat membuat penemuan baru dalam fiksasi karbon.

"Sebagai bagian dari fase berikutnya, kami bertujuan untuk mengisolasi salah satu bakteri baru ini di laboratorium – untuk mendapatkan kultur murni," katanya.

“Ini sulit karena bakteri biasa tumbuh di sangat sedikit dan cawan agar-agar berbeda dengan lingkungan alaminya.

"Mudah-mudahan kemudian, kami dapat sepenuhnya memahami kondisi yang dibutuhkan bakteri ini untuk melakukan proses unik kehidupan di udara."

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.