Temuan mengakhiri pencarian mikroba selama berabad-abad yang hidup pada mangan – Sains Terkini

Ahli mikrobiologi Caltech telah menemukan bakteri yang memakan mangan dan menggunakan logam sebagai sumber kalori mereka. Mikroba seperti itu diperkirakan ada lebih dari seabad yang lalu, tetapi tidak ada yang ditemukan atau dijelaskan sampai sekarang.

"Ini adalah bakteri pertama yang ditemukan menggunakan mangan sebagai sumber bahan bakar mereka," kata Jared Leadbetter, profesor mikrobiologi lingkungan di Caltech yang, bekerja sama dengan sarjana postdoctoral Hang Yu, menjelaskan temuan dalam edisi 16 Juli jurnal Alam. "Aspek indah dari mikroba di alam adalah bahwa mereka dapat memetabolisme bahan yang tampaknya tidak mungkin, seperti logam, menghasilkan energi yang berguna bagi sel."

Studi ini juga mengungkapkan bahwa bakteri dapat menggunakan mangan untuk mengubah karbon dioksida menjadi biomassa, sebuah proses yang disebut kemosintesis. Sebelumnya, para peneliti mengetahui bakteri dan jamur yang dapat mengoksidasi mangan, atau melepaskan elektron, tetapi mereka hanya berspekulasi bahwa mikroba yang belum diidentifikasi mungkin dapat memanfaatkan proses untuk mendorong pertumbuhan.


Leadbetter menemukan bakteri itu secara kebetulan setelah melakukan eksperimen yang tidak terkait menggunakan bentuk mangan seperti kapur. Dia telah meninggalkan stoples kaca yang kotor dengan bahan untuk direndam dalam air keran di wastafel kantor Caltech sebelum berangkat selama beberapa bulan untuk bekerja di luar kampus. Ketika dia kembali, toples itu dilapisi dengan bahan yang gelap.

"Saya berpikir, 'Apa itu?'" Dia menjelaskan. "Saya mulai bertanya-tanya apakah mikroba yang lama dicari mungkin bertanggung jawab, jadi kami secara sistematis melakukan tes untuk mengetahui hal itu."

Lapisan hitam itu sebenarnya adalah mangan teroksidasi yang dihasilkan oleh bakteri yang baru ditemukan yang kemungkinan berasal dari air keran itu sendiri. "Ada bukti bahwa kerabat makhluk-makhluk ini tinggal di air tanah, dan sebagian dari air minum Pasadena dipompa dari akuifer lokal," katanya.

Mangan adalah salah satu unsur paling melimpah di permukaan bumi. Oksida mangan berbentuk substansi gelap dan gumpal dan umum terjadi di alam; mereka telah ditemukan di endapan bawah permukaan dan juga dapat terbentuk dalam sistem distribusi air.

"Ada serangkaian literatur teknik lingkungan tentang sistem distribusi air minum yang tersumbat oleh oksida mangan," kata Leadbetter. "Tetapi bagaimana dan untuk alasan apa bahan tersebut dihasilkan tetap ada teka-teki. Jelas, banyak ilmuwan menganggap bahwa bakteri yang menggunakan mangan untuk energi mungkin bertanggung jawab, tetapi bukti yang mendukung gagasan ini tidak tersedia sampai sekarang."

Temuan ini membantu para peneliti lebih memahami geokimia air tanah. Diketahui bahwa bakteri dapat mendegradasi polutan dalam air tanah, suatu proses yang disebut bioremediasi. Ketika melakukan ini, beberapa organisme utama akan "mengurangi" mangan oksida, yang berarti mereka menyumbangkan elektron ke dalamnya, dengan cara yang mirip dengan cara manusia menggunakan oksigen di udara. Para ilmuwan bertanya-tanya dari mana mangan oksida berasal.


"Bakteri yang kami temukan dapat memproduksinya, sehingga mereka menikmati gaya hidup yang juga berfungsi untuk memasok mikroba lain dengan apa yang mereka butuhkan untuk melakukan reaksi yang kami anggap menguntungkan dan diinginkan," kata Leadbetter.

Temuan penelitian ini juga memiliki relevansi yang mungkin untuk memahami nodul mangan yang memenuhi banyak dasar laut. Bola-bola logam bundar ini, yang bisa sebesar jeruk, diketahui oleh peneliti kelautan sedini kapal pesiar HMS Challenger pada tahun 1870-an. Sejak itu, bintil-bintil demikian telah ditemukan untuk melapisi dasar lautan banyak Bumi. Dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan pertambangan telah merencanakan untuk memanen dan mengeksploitasi nodul ini, karena logam langka sering ditemukan terkonsentrasi di dalamnya.

Tetapi sedikit yang dipahami tentang bagaimana bentuk nodul di tempat pertama. Yu dan Leadbetter sekarang bertanya-tanya apakah mikroba yang mirip dengan apa yang mereka temukan di air tawar mungkin berperan dan mereka berencana untuk menyelidiki lebih lanjut misterinya. "Ini menggarisbawahi kebutuhan untuk lebih memahami nodul mangan laut sebelum dihancurkan oleh penambangan," kata Yu.

"Penemuan dari Jared dan Hang ini mengisi celah intelektual utama dalam pemahaman kita tentang siklus unsur Bumi, dan menambah beragam cara di mana mangan, logam transisi yang musykil tapi umum, telah membentuk evolusi kehidupan di planet kita," kata Woodward Fischer, profesor geobiologi di Caltech, yang tidak terlibat dengan penelitian ini.

You may also like...

Leave a Reply

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