Apakah ada kehidupan di Mars? Jika ada di sana, mungkin mikroskopis, dan sangat tangguh; mampu menangani suhu dingin, tekanan rendah, dan air sangat sedikit. Mikroba ini memperluas berbagai habitat yang mungkin mendukung kehidupan di Tata Surya kita, dan akan memberi para ilmuwan karakteristik baru yang harus dicari ketika menjelajahi Planet Merah.
Sebuah kelas mikroba yang sangat kuat yang hidup di beberapa lingkungan paling keras di Bumi dapat tumbuh subur di Mars yang dingin dan planet-planet dingin lainnya, menurut tim peneliti astronom dan mikrobiologi.
Dalam studi laboratorium selama dua tahun, para peneliti menemukan bahwa beberapa mikroorganisme yang beradaptasi dingin tidak hanya bertahan tetapi bereproduksi pada 30 derajat Fahrenheit, tepat di bawah titik beku air. Mikroba juga mengembangkan mekanisme pertahanan yang melindungi mereka dari suhu dingin. Para peneliti adalah anggota kolaborasi unik para astronom dari Space Telescope Science Institute dan ahli mikrobiologi dari Pusat Bioteknologi Kelautan Institut Bioteknologi di Maryland, Md. Hasilnya muncul di situs International Journal of Astrobiology.
"Batas suhu rendah untuk kehidupan sangat penting karena, baik di tata surya dan Galaksi Bimasakti, lingkungan dingin jauh lebih umum daripada lingkungan panas," kata Neill Reid, seorang astronom di Space Telescope Science Institute dan pemimpin tim peneliti. "Hasil kami menunjukkan bahwa suhu terendah di mana organisme ini dapat tumbuh dengan baik dalam kisaran suhu yang dialami Mars saat ini, dan dapat memungkinkan kelangsungan hidup dan pertumbuhan, khususnya di bawah permukaan Mars. Ini bisa memperluas ranah zona layak huni, area di mana kehidupan bisa ada, menjadi lebih dingin seperti planet Mars. ”
Sebagian besar bintang di galaksi kita lebih dingin dari Matahari kita. Zona di sekitar bintang-bintang ini yang cocok untuk suhu seperti Bumi akan lebih kecil dan lebih sempit daripada zona layak huni di sekitar Matahari kita. Karena itu, sebagian besar planet kemungkinan akan lebih dingin daripada Bumi.
Dalam studi dua tahun mereka, para ilmuwan menguji batas suhu terdingin untuk dua jenis organisme satu sel: halofil dan metanogen. Mereka adalah di antara sekelompok mikroba yang secara kolektif disebut ekstrofil, dinamakan demikian karena mereka hidup di sumber air panas, ladang asam, danau asin, dan lapisan es di bawah kondisi yang akan membunuh manusia, hewan, dan tanaman. Halofil tumbuh subur di air asin, seperti Great Salt Lake, dan memiliki sistem perbaikan DNA untuk melindungi mereka dari dosis radiasi yang sangat tinggi. Methanogen mampu tumbuh pada senyawa sederhana seperti hidrogen dan karbon dioksida untuk energi dan dapat mengubah limbahnya menjadi metana.
Halofil dan metanogen yang digunakan dalam percobaan berasal dari danau Antartika. Di laboratorium, halofil menunjukkan pertumbuhan yang signifikan hingga 30 derajat Fahrenheit (minus 1 derajat Celcius). Methanogen aktif hingga 28 derajat Fahrenheit (minus 2 derajat Celcius).
"Kami telah memperpanjang batas suhu yang lebih rendah untuk spesies ini beberapa derajat," kata Shiladitya DasSarma, seorang profesor dan pemimpin tim di Pusat Bioteknologi Kelautan, Universitas Institut Bioteknologi Universitas Maryland. “Kami memiliki waktu terbatas untuk menumbuhkan organisme dalam budaya, sesuai urutan berbulan-bulan. Jika kita dapat memperpanjang waktu pertumbuhan, saya pikir kita bisa menurunkan suhu di mana mereka dapat bertahan lebih banyak lagi. Kultur air asin tempat mereka tumbuh di laboratorium dapat tetap dalam bentuk cair hingga minus 18 derajat Fahrenheit (minus 28 derajat Celcius), sehingga ada potensi untuk suhu pertumbuhan yang lebih rendah secara signifikan. ”
Para ilmuwan juga terkejut menemukan bahwa halofil dan methanogen melindungi diri dari suhu yang sangat dingin. Beberapa bakteri Arktik menunjukkan perilaku serupa.
“Organisme ini sangat mudah beradaptasi, dan pada suhu rendah mereka membentuk agregat seluler,” jelas DasSarma. “Ini adalah hasil yang mengejutkan, yang menunjukkan bahwa sel-sel mungkin 'menempel bersama' ketika suhu menjadi terlalu dingin untuk pertumbuhan, menyediakan cara bertahan hidup sebagai populasi. Ini adalah deteksi pertama dari fenomena ini pada spesies Antartofil Antartika pada suhu dingin. ”
Para ilmuwan memilih ekstrofil ini untuk studi laboratorium karena mereka berpotensi relevan dengan kehidupan di Mars yang kering dan dingin. Halofil dapat tumbuh subur di air asin di bawah permukaan Mars, yang dapat tetap cair pada suhu di bawah 32 derajat Fahrenheit (0 derajat Celsius). Metanogen dapat bertahan hidup di planet tanpa oksigen, seperti Mars. Bahkan, beberapa ilmuwan telah mengusulkan bahwa methanogen menghasilkan metana yang terdeteksi di atmosfer Mars.
"Temuan ini menunjukkan bahwa studi ilmiah yang ketat tentang ekstrofil yang dikenal di Bumi dapat memberikan petunjuk bagaimana kehidupan dapat bertahan di tempat lain di alam semesta," kata DasSarma.
Para peneliti selanjutnya berencana untuk memetakan cetak biru genetik lengkap untuk setiap ekstrofil. Dengan menginventarisir semua gen, para ilmuwan akan dapat menentukan fungsi masing-masing gen, seperti menunjukkan dengan tepat gen yang melindungi suatu organisme dari hawa dingin.
Banyak ekstrofil adalah peninggalan evolusi yang disebut Archaea, yang mungkin merupakan salah satu dari homestead pertama di Bumi 3,5 miliar tahun yang lalu. Ekstrofil yang kuat ini mungkin dapat bertahan hidup di banyak tempat di alam semesta, termasuk beberapa dari sekitar 200 dunia di sekitar bintang di luar tata surya kita yang telah ditemukan oleh para astronom selama dekade terakhir. Planet-planet ini berada dalam berbagai lingkungan, dari apa yang disebut "Jupiters panas," yang mengorbit dekat dengan bintang-bintang mereka dan di mana suhu melebihi 1.800 derajat Fahrenheit (1.000 derajat Celcius), hingga gas raksasa di orbit seperti Jupiter, di mana suhunya sekitar minus 238 derajat Fahrenheit (minus 150 derajat Celcius).
Penemuan planet dengan perbedaan suhu yang sangat besar membuat para ilmuwan bertanya-tanya lingkungan apa yang bisa ramah terhadap kehidupan. Faktor kunci dalam kelangsungan hidup suatu organisme adalah menentukan batas suhu atas dan bawah di mana ia dapat hidup.
Meskipun kondisi cuaca Mars sangat ekstrim, planet ini memiliki beberapa kesamaan dengan daerah paling dingin di Bumi, seperti Antartika. Sudah sejak lama dianggap sebagai kehidupan yang tandus, penyelidikan baru-baru ini terhadap lingkungan Antartika telah mengungkapkan aktivitas mikroba yang cukup besar. “Archaea dan bakteri yang telah beradaptasi dengan kondisi ekstrem ini adalah beberapa kandidat terbaik untuk analog terestrial dari potensi kehidupan di luar bumi; memahami strategi adaptif mereka, dan keterbatasannya, akan memberikan wawasan yang lebih dalam tentang kendala mendasar pada berbagai lingkungan yang ramah, ”kata DasSarma.
Penelitian tim didukung melalui hibah dari Discretionary Research Fund Direktur Space Telescope Science Institute, National Science Foundation, dan Australian Research Council.
Lembaga Ilmu Pengetahuan Teleskop Luar Angkasa dioperasikan untuk NASA oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian di Astronomi, Inc., Washington.
Salah satu dari lima pusat yang membentuk Institut Bioteknologi Universitas Maryland (UMBI), Pusat Bioteknologi Kelautan, yang terletak di Pelabuhan Inner Baltimore, mempekerjakan peneliti yang menerapkan alat-alat biologi dan bioteknologi modern untuk mempelajari, melindungi, dan meningkatkan sumber daya laut dan estuari.
Dengan pusat penelitian di Baltimore, Rockville, dan College Park, University of Maryland Biotechnology Institute adalah yang terbaru dari 13 lembaga yang membentuk Sistem Universitas Maryland. UMBI memiliki 85 fakultas dengan peringkat tangga dan anggaran 2006 sebesar $ 60 juta. Merayakan 20 tahun pelayanan lembaga ke Maryland dan dunia, UMBI dipimpin oleh mikrobiologis dan mantan eksekutif bioteknologi Dr. Jennie C. Hunter-Cevera. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi http://www.umbi.umd.edu.
Sumber Asli: Rilis Berita Hubble
