Sains & Teknologi

Bukannya Oksigen, Malah Arsenik yang Digunakan Mikroba Tropis Ini untuk Bernafas

Durasi Baca: 2 menit

Arsenik umumnya dianggap sebagai unsur kimia beracun yang mematikan, tetapi penelitian baru menunjukkan bagaimana beberapa organisme justru bergantung padanya untuk bernafas.

Mikro organisme tertentu di Samudra Pasifik bernafas dengan arsenik, menurut sebuah studi baru dari University of Washington. Temuan ini cukup mengejutkan karena, hal ini sangat jarang ditemukan. Terlebih lagi, air laut tidak memiliki banyak arsenik.

“Kami sudah lama tahu bahwa ada kadar arsenik yang sangat rendah di lautan,” kata rekan penulis Gabrielle Rocap, seorang profesor ilmu kelautan UW. “Tetapi gagasan bahwa organisme dapat menggunakan arsenik untuk tujuan hidup – ini adalah metabolisme yang sama sekali baru untuk laut terbuka.”

Tim menganalisis sampel air laut Pasifik yang diambil pada interval kedalaman di mana oksigen hampir tidak ada. Karena kekurangan oksigen, organisme harus beradaptasi dan mencari sumber energi lain, tulis tim. Hasilnya menarik dan mungkin menjadi sangat penting dalam pemahaman kita tentang ekosistem laut, karena wilayah ini – yang dikenal sebagai zona minimum oksigen, ODZ atau zona minimum oksigen, OMZ – kemungkinan akan berkembang seiring perubahan iklim , menurut penelitian terbaru lainnya.

Baca juga:  Perubahan Iklim Memicu Penyakit pada Buah Pisang

Alternatif paling umum untuk oksigen dalam dunia biologi saat ini adalah nitrogen dan belerang. Namun, penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Jaclyn Saunders, penulis pertama makalah ini, menunjukkan bahwa arsenik juga dapat melakukannya.

“Memikirkan arsenik tidak hanya sebagai unsur beracun, tetapi juga bermanfaat, telah membentuk kembali cara saya memandang elemen,” kata Saunders, yang melakukan penelitian untuk tesis doktoralnya di UW dan sekarang menjadi postdoctoral fellow di Woods Hole Oceanographic Institution dan Massachusetts Institute of Technology.

Meskipun arsenik mungkin bermanfaat, itu tentu saja tidak terlalu populer. Hanya sekitar 1% dari populasi mikroba dalam sampel yang tampaknya menghirup arsenik, berdasarkan rasio bahan genetik. Saunders baru-baru ini mengumpulkan sampel dari wilayah yang sama dan mencoba menumbuhkan mikroba laut bernafas dengan arsenik di laboratorium untuk mempelajarinya lebih dekat.

Baca juga:  Eksplorasi Laut Dalam Terbantu dengan Robot dan Kecerdasan Buatan

Pernafasan arsenik kemungkinan besar merupakan jenis pernafasan retro‘, yang diturunkan selama ribuan tahun. Ketika kehidupan pertama kali bermunculan di Bumi, oksigen sangat langka baik di udara maupun di laut (karena oksigen sangat reaktif dan mudah membentuk ikatan kimia). Sampai tanaman fotosintesis menyebar luas, tidak ada cukup output dari gas ini untuk mempertahankan tingkat yang berarti yang tersedia bagi organisme untuk digunakan. Karena itu, kehidupan awal harus menggunakan sesuatu yang lain untuk energi – dan arsenik mungkin umum di lautan pada waktu itu.

Sayangnya, perubahan iklim dapat menghembuskan kehidupan baru ke dalam kehidupan bernafas arsenik. Daerah dengan oksigen rendah diproyeksikan akan berkembang karena ketidakseimbangan termal mengubah aliran air, dan oksigen terlarut juga diperkirakan akan turun di lingkungan laut.

Peta yang menampilkan konsentrasi oksigen terinterpolasi dari kedalaman 300-m dari World Ocean Atlas ( 19 ). ( A ) Peta global dengan titik-titik yang disorot. Lingkaran merah menunjuk situs pengambilan sampel metagenomik dari lokasi yang dijelaskan di sini. Segitiga oranye mewakili metatranscriptom yang tersedia untuk umum ( 34- 36 ). Bintang mewakili lokasi di mana gen arsenotropi diidentifikasi dalam metagenom dari database NCBI WGS ( Lampiran SI , Tabel S2 ). Kotak putih menyoroti lokasi asal metagenomes dijelaskan di sini dengan diperbesar-dalam pandangan daerah di B . Sumber: PNAS

Makalah “Complete arsenic-based respiratory cycle in the marine microbial communities of pelagic oxygen-deficient zones” telah diterbitkan dalam jurnal Proceeding of the National Academy of Sciences .

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *