Mikroba di Lokasi Mematikan

Kebanyakan makhluk hidup tinggal dan berkembang di lokasi yang normal, yaitu lokasi yang tidak terlalu panas atau terlalu dingin, tidak terlalu basa dengan pH (derajat keasaman) tinggi, atau terlalu asam dengan pH rendah, dengan pasokan oksigen cukup, berada di atas permukaan tanah atau di dalam tanah dan bukan di dalam batuan, terbebas dari radiasi yang mematikan serta lokasi yang bukan berlimpah kandungan garamnya.

Namun begitu ada makhluk abnormal yang justru menyukai lokasi yang berkebalikan dengan di atas. Para ahli menyebut makhluk yang biasanya berukuran mikro ini dengan istilah extremophile. Arti harfiahnya adalah makhluk hidup yang menyukai lingkungan ekstrem.

Penemuan extremophile dua tahun lalu memberikan  kejutan yaitu rentang ke-ekstrim-an lingkungan bertambah. Contohnya ditemukan mikroba di Laut Mediterania pada kedalaman 4 km dengan kandungan garam (terutama magnesium klorida) lebih tinggi 10 kali dari permukaan laut, bertekanan 400 kali lebih besar dari tekanan atmosfer di permukaan laut dan sedikit oksigen. Hasil riset ilmuwan Eropa dalam proyek European Biodeep.

Di Yellowstone National Park telah ditemukan jenis mikroba di temperatur lebih dari 70 derajat C dan menggunakan hidrogen sebagai sumber energinya. Padahal lazimnya, kebanyakan mikroba menggunakan belerang. Riset yang dipimpin  Norman Pace dari Universitas Colorado dimuat pada Proceedings of the National Academy of Sciences edisi Januari 2005.

Di daerah dingin Siberia dan Antartika, di kedalaman 3,2 km dari permukaan es, bertemperatur antara  -5 hingga 20 derajat C ditemukan mikroba yang disebut  pyschrophiles atau psychrotrophs terdiri dari bakteri, jamur dan alga. Kebalikan dari ini, di banyak tempat permukaan bawah laut berkedalaman lebih dari 2.000 m  yang mengeluarkan panas telah ditemukan berbagai jenis mikroba meskipun lokasi ini tidak pernah terkena sinar matahari, sangat asam dan panas bertemperatur 400 derajat C. Saat ini telah ditemukan 50 spesies mikroba di lokasi panas yang disebut  Hyperthermophiles.

Di dasar laut Samudera Pasifik sedalam 11,2 km bertekanan lebih dari 1.100 kali dari tekanan di permukaan laut ditemukan makhluk bersel tunggal yang dinamakan foraminifera. Riset oleh Institute for Research on Earth Evolution dari Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology dipublikasikan di Majalah Science edisi awal Februari 2005.

Bahkan di dalam batupun ditemukan mikroba seperti Endoliths (ditemukan di kedalaman lebih dari 3,2 km) dan Hypoliths (ditemukan di daerah yang amat dingin) seperti di antartika. Juga limbah reaktor nuklir seperti bakteri Deinococcus radiodurans meskipun terkena radiasi 10.000 kali lebih kuat dari radiasi yang bisa membunuh manusia. Dan akan  banyak contoh lainnya. Pendek kata, di lokasi yang enggak kebayang bahwa di situ bakal ada kehidupan, seperti tangki bahan bakar pesawat terbang.

Penelitian extremophile secara gencar telah berlangsung lebih dari dua dasawarsa ini. Dan akan terus meningkat di masa depan. Ada beberapa alasan yaitu potensi ekonominya yang besar, sebagai parameter pencarian kehidupan di luar Bumi, dan perburuan awal munculnya kehidupan di Bumi.

Untuk Industri

Extremophile bisa dimanfaatkan untuk membersihkan tumpahan minyak mentah seperti Pyschrophiles, riset di bidang kesehatan seperti Deinoccus radiodurans, membantu proses dan menghasilkan produk industri. Bisnis yang berkaitan dengan ini menghasilkan keuntungan trilyunan rupiah.

Yang diincar dari extremophile adalah enzim-nya. Enzim adalah  protein dengan fungsi sebagai biokatalis yaitu  menjaga kelangsungan reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup dan terdapat  dalam setiap sel. Enzim dalam extremophile merupakan  enzim “super” dikarenakan menyenangi lingkungan ekstrim pula. Dengan  enzim seperti itu maka proses-proses industri dan aktifitas lain manusia yang membutuhkan lingkungan ekstrim akan sangat terbantu.

Thermus aquaticus yang ditemukan di Yellowstone National Park oleh Universitas  Wisconsin menghasilkan keuntungan 300 juta dollar setahun dalam bisnis identifikasi DNA. Genencor International Inc. sebuah perusahaan swasta dalam industri pembuatan bahan kimia pembersih menghasilkan keuntungan 94 juta dollar setahun dengan memanfaatkan extremophile yang ditemukan di danau Afrika Timur dan Kenya.

Karenanya, negara-negara maju berlomba memburu extremophile. Untuk daerah Antartika sendiri, AS telah mematenkan 92 penemuan extremophile dan Eropa mematenkan 62 extremophile.

Mencari kehidupan di luar Bumi

Antariksa adalah lingkungan ekstrem. Ada daerah  amat panas yaitu planet dekat dengan matahari, dan amat dingin yaitu planet dan satelit yang jauh dari matahari. Penemuan extremophile di dasar laut dengan saluran panasnya memberikan harapan pada adanya kehidupan di satelit Yupiter yang diselubungi es, seperti Europa, Ganymede atau Callisto. Sisi lain, extremophile yang hidup di tempat yang amat dingin memberi kemungkinan adanya kehidupan seperti di kutub es Mars atau Titan. Begitupun penemuan extremophile yang tahan terhadap radiasi dengan intensitas tinggi memberi harapan kehidupan di lokasi  dekat dengan matahari.

Contoh terhangat yaitu  penemuan kelimpahan metana (CH4) di daerah  dekat ekuator Mars oleh wahana antariksa Mars Express telah memberikan dugaan adanya kehidupan di sana. Pasalnya, Terry McGenity dari Universitas Essex melalui proyek European Biodeep telah menemukan extremophile jenis Archaean ( hidup 2,5 milyar tahun lalu di era Archaea  yaitu MSBL-1 ) ternyata menghasilkan metana. Di Bumi, metana dihasilkan dari pembusukan makhluk hidup.

Untuk meneliti lebih detail mengenai Mars beberapa negara akan mengirimkan wahana antariksa seperti AS dengan rover Mars Science Laboratory di tahun 2009  sebagai penerus MER dan pengorbit  Mars Reconnaissance Orbiter. Italia akan meluncurkan SHARAD dan Badan Antariksa Eropa akan meluncurkan robot balon Altair.

Mencari Makhluk Tertua di Bumi

Foraminifera diangkut dari dasar laut oleh Challenger Deep berusia 550 juta tahun. Usia ini masih terlalu “muda” dibandingkan penemuan extremophile di daerah vulkanik, karena dalam orde usia milyaran tahun. Contohnya temuan archaean oleh ilmuwan berbagai negara (AS, Norwegia, Kanada dan Afrika Selatan) di lava gunung berapi di Barberton Greenstone Belt, Afrika Selatan pada bulan Juni 2001  yang berusia 3,5 milyar tahun. Dinilai sebagai makhluk tertua yang ada di Bumi. Namun begitu, para ilmuwan terus berlomba untuk menenmukan yang lebih tua lagi.  Pencarian ini menjadi obsesi untuk mengetahui jejak evolusi Bumi dulunya.

Melihat alam Indonesia yang kaya akan laut, gunung berapi, dan sebagainya, kepikir enggak bahwa kekayaan extremophile kita sebenarnya sangat luar biasa. Sayangnya extremophile masih menjadi hal asing di negeri kita. Padahal ketergantungan industri kita pada katalis impor amat tinggi. Sisi lain, penelitian extremophile membutuhkan biaya besar dan teknologi  modern.