Ketika mencoba memahami asal usul kehidupan di Bumi, para periset mengalami sebuah paradoks: sementara air merupakan pelarut yang tak terpisahkan untuk semua bentuk kehidupan yang diketahui yang ada saat ini, namun, air juga dapat menghambat pembentukan rantai polimer asam nukleat seperti RNA yang memungkinkan prekursor kehidupan.
Hal ini menimbulkan pertanyaan: bagaimana mungkin asam nukleat terbentuk di tempat pertama? Salah satu solusi untuk “paradoks air” ini adalah bahwa kehidupan mungkin berasal dari sesuatu selain air, dan baru kemudian disesuaikan dengan kehadiran air.
“Kami terpesona oleh kemungkinan bahwa kehidupan berbasis air mungkin berasal dari tanpa air sama sekali,” Zachary Adam, seorang peneliti di Harvard University, mengatakan kepada Phys.org .
Adam dan yang lainnya telah menyelidiki kandidat terkemuka untuk alternatif air yang disebut formamide, cairan bening yang terdiri dari hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen.
Formamida tidak hanya mendukung pembentukan ikatan polimer melebihi dari yang dilakukan air, ia juga bereaksi dengan molekul lain untuk membentuk nukleobasa, asam amino, dan beberapa senyawa dasar lainnya yang diperlukan untuk membuat asam nukleat.
Tapi ada masalah mencolok dengan proposal ini: formamida tidak terjadi secara alami dalam kuantitas yang melimpah di manapun di Bumi. Meskipun formamida banyak digunakan di industri sebagai pelarut untuk membuat obat-obatan dan pestisida, semua formamida tersebut diproduksi secara sintetis.
Formamide memang ada di ruang angkasa, yang sebelumnya telah memotivasi para periset untuk memperkirakan bahwa formamide tersebut diangkut ke Bumi yang dibawa melalui komet atau meteor. Tapi tidak mungkin skenario ini bisa menghasilkan reservoir formamida yang besar dan terkonsentrasi yang dibutuhkan agar prekursor kehidupan terbentuk.
Sekarang, dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan di Scientific Reports , sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Adam dan rekan penulis Masashi Aono di Keio University dan Tokyo Institute of Technology, telah menunjukkan kemungkinan bahwa formamida mungkin telah diproduksi secara melimpah oleh radiasi di beberapa kantong awal Bumi
Dalam percobaan, para peneliti menyinari hidrogen sianida dan asetonitril – dua bahan kimia yang hadir di awal Bumi – dengan sinar gamma . Mereka menemukan bahwa formamide adalah salah satu produk utama.
Hanya satu wilayah yang saat ini diketahui mengandung bukti segelintir zona uranium kecil yang ada dalam sejarah geologi bumi – wilayah Oklo di Gabon, Afrika – namun zona ini hanya dapat aktif lama setelah kehidupan bermula.
Para periset menghitung bahwa, jika ada zona serupa 4 miliar tahun yang lalu, sebuah situs yang bisa menghasilkan 6 kali lipat lebih formamide di atas area tertentu daripada yang diperkirakan melalui pengiriman dengan komet atau meteorit.
Hasilnya menunjukkan bahwa endapan mineral radioaktif dapat menghasilkan formamida yang cukup untuk mengakumulasi konsentrasi tinggi, yang dapat membentuk reservoir formamida besar dimana asam nukleat dapat terbentuk sebagai prekursor terhadap organisme yang hidup pertama kali.
“Seringkali masalah asal usul kehidupan dianggap dapat diselesaikan jika kita dapat memahami bagaimana blok bangunan prototipikal kehidupan seperti biopolimer dan metabolit dapat terbentuk di lingkungan awal Bumi yang masuk akal,” kata Aono.
“Tapi kita tidak puas dengan cara berpikir ini. Hidup seharusnya tidak diperlakukan sebagai kantong yang penuh dengan blok bangunan, tapi harus dipahami sebagai jaringan reaksi kimia yang kompleks.”
Seperti yang para peneliti jelaskan, radiasi sangat unik sebagai sumber energi untuk asal usul kehidupan dibandingkan melalui kimia redoks atau pemanasan sederhana. Seperti kata Adam, ini karena radiasi “mendorong jaringan reaksi ekspansif, bukan hanya serangkaian produk untuk berbagai input.”
Tentu saja, para peneliti hanya menunjukkan apa yang mungkin dapat terjadi, dan bukan apa yang tidak terjadi. Di masa selanjutnya, mereka berencana untuk terus mempelajari semua kemungkinan skenario asal usul kehidupan dan memeriksa hal yang dapat diterima dari setiap kejadian, dan melihat di mana bukti tersebut mengarah.
“Kami sekarang mencoba untuk menilai apakah keseluruhan jaringan reaksi yang didorong menunjukkan atribut yang ditemukan di berbagai skala sistem kehidupan yang kompleks, seperti jaringan metabolik seluler, dinamika populasi, dan bahkan hubungan ekologi,” kata Aono.
