Ada banyak sekali bentuk kehidupan yang hidup di bawah permukaan Bumi. Sebuah analisis terbaru dari dua kelompok terbesar dari mikroba yang menghuni bawah permukaan bumi berhasil diungkapkan dan menunjukkan bahwa jejak evolusi kehidupan dalam kegelapan ternyata lebih menarik dari yang kita duga.
Pada masa dua juta tahun pertama planet kita, belum ada oksigen di atmosfer Bumi. Dan ketika udara di planet biru ini mulai berubah, tidak semua bentuk kehidupan bisa beradaptasi. Beberapa jenis mikroba memilih hidup di bagian Bumi dengan kadar oksigen yang rendah, yaitu jauh di bawah perut Bumi.
Patescibacteria dan DPANN adalah dua kelompok mikroba yang hidup dibawah permukaan Bumi, yang memiliki genom yang sangat sederhana. Diperkirakan, tanpa kemampuan untuk bernafas dengan oksigen, mikroba-mikroba ini kemungkinan bergantung pada interaksi dengan organisme lainnya untuk menopang bentuk kehidupan kehidupan mereka yang sangat sederhana ini.
Kini, riset terbaru mengindikasikan bahwa selain memiliki ketergantungan simbiotik pada kelompok organisme lainnya, kebanyakan dari Patescibacteria dan DPANN hidup dalam bentuk sel yang bebas.
“Mikroba-mikroba ini sangat spesial, merupakan sampel yang menarik dari evolusi awal bentuk kehidupan,” kata Ramunas Stepanauskas, yang melakukan penelitian biologi mikrobial dan evolusi di Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.
“Mereka mungkin adalah sisa-sisa dari bentuk kehidupan purba yang selama ini tersembunyi dan hidup di bawah perut bumi selama milyaran tahun.”
Dari hasil penelitian sebelumnya tentang Patescibacteria dan DPANN ini, berhasil dikumpulkan beberapa sampel dari mikroba-mikroba ini di dekat permukaan Bumi, sebagian besar ditemukan di wilayah Amerika Utara. Dan penelitian terbaru ini mencari jauh ke dalam dan di wilayah-wilayah yang lebih luas dari yang pernah dilakukan sebelumnya, menganalisa hampir 5.000 individual sel-sel mikroba dari 46 lokasi di seluruh dunia, termasuk di lumpur gunung berapi di dasar laut Mediterania, ventilasi hidrotermal di lautan Pasifik, dan tambang emas di Afrika Utara.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam Frontier in Microbiology.
Proses fermentasi adalah salah satu cara organisme ini bermetabolisme untuk memecahkan glukosa tanpa bantuan oksigen, dan ternyata ada banyak bentuk kehidupan lainnya yang menggunakan proses fermentasi untuk menghasilkan energi, khususnya pada mikroba yang tidak bernafas melalui udara.
Namun, bentuk kehidupan yang bergantung pada proses fermentasi kurang efisien dibandingkan dengan bernafas dengan udara, proses ini hanya menghasilkan 2 ATP (adenosin triphospat) per glukosa dibandingkan dengan 38 ATP per glukosa dengan proses respirasi aerobik. Organisme yang bergantung pada proses metabolisme ini memiliki laju metabolisme yang lambat.
Patescibacteria dan DPANN dapat beradaptasi dengan proses ini. Berdasarkan hasil analisis terbaru, pada dua kelompok mikroba ini tidak ditemukan jejak rantai transpor elektron, sebuah proses metabolik yang menghasilkan energi dengan merubah elektron menjadi oksigen.
Hasil penelitian genomik dan pengujian eksperimental secara langsung pada sampel yang mewakili kedua kelompok mikroba tersebut menunjukkan tidak adanya bukti terjadinya proses respirasi, dan hasil pemeriksaan secara dekat tentang keterkaitan antar sel menunjukkan bahwa bahwa sel-sel tersebut berdiri sendiri, tidak melekat pada inang sel seperti pada sel-sel yang hidup di atas permukaan Bumi.
Para peneliti juga tidak menyangkal bahwa pada beberapa hubungan simbiosis mungkin menjadi terganggu karena adanya campur tangan manusia, tetapi sejauh ini mereka melakukan pemisahan sel dengan sangat hati-hati.
“Penemuan kami mengindikasikan Patescibacteria dan DPANN adalah bentuk kehidupan purba yang mungkin tidak pernah beradaptasi untuk bernafas dengan oksigen,” kata Stepanauskas.
“Kedua jenis mikroba ini adalah cabang utama dari pohon evolusi kehidupan yang merupakan bagian besar dari keragaman mikroba di planet kita, dan ketidakmampuan mereka adalah hal yang biasa terjadi di setiap bentuk kehidupan.”
