Kehidupan di Bumi memiliki sejarah yang panjang dan bergejolak. Para ilmuwan memperkirakan bahwa sekitar 4 miliar tahun yang lalu, hanya 500 juta tahun setelah planet Bumi terbentuk, bentuk kehidupan sel tunggal pertama muncul. Oleh Archean Eon (4 hingga 2,5 miliar tahun lalu), bentuk kehidupan multi-sel diyakini telah muncul. Sementara keberadaan organisme seperti itu (Archaea) telah disimpulkan dari isotop karbon yang ditemukan di batuan purba, bukti fosil tetap sulit dipahami.
Semua itu telah berubah, berkat sebuah penelitian terbaru yang dilakukan oleh tim peneliti dari UCLA dan University of Wisconsin-Madison. Setelah memeriksa sampel batuan purba dari Australia Barat, tim menentukan bahwa mereka mengandung sisa-sisa fosil berbagai organisme yang berusia 3,465 miliar tahun. Dikombinasikan dengan serentetan penemuan planet baru-baru ini, studi ini memperkuat teori bahwa kehidupan berlimpah di alam semesta.
Studi yang berjudul "analisis SIMS dari kumpulan tertua diketahui dari mikrofosil mendokumentasikan komposisi isotop karbon berkorelasi takson mereka", baru-baru ini muncul di Prosiding Akademi Sains Nasional. Sebagaimana ditunjukkan oleh tim peneliti, studi mereka terdiri dari analisis isotop karbon terhadap 11 fosil mikroba yang diambil dari Apex Chert Australia Barat berumur ~ 3.465 juta tahun.
11 fosil ini beragam di alam dan para peneliti membaginya menjadi lima kelompok spesies berdasarkan fungsi biologisnya. Sementara dua dari sampel fosil tampaknya telah melakukan bentuk fotosintesis primitif, yang lain tampaknya menghasilkan gas metana. Dua yang tersisa tampaknya adalah konsumen metana, yang mereka gunakan untuk membangun dan memelihara dinding sel mereka (seperti halnya mamalia menggunakan lemak).
Seperti yang ditunjukkan oleh J. William Schopf - seorang profesor paleobiologi di UCLA College dan penulis utama studi tersebut - ditunjukkan dalam siaran pers UCLA Newsroom:
“Pada 3,465 miliar tahun lalu, kehidupan sudah beragam di Bumi; itu jelas - fotosintesis primitif, produsen metana, pengguna metana. Ini adalah data pertama yang menunjukkan organisme yang sangat beragam pada masa itu dalam sejarah Bumi, dan penelitian kami sebelumnya telah menunjukkan bahwa ada pengguna sulfur 3,4 miliar tahun yang lalu juga.
Studi ini, yang paling detail yang pernah dilakukan pada mikroorganisme yang dilestarikan sebagai fosil purba, dibangun berdasarkan kerja yang telah dilakukan Schopf dan rekan-rekannya selama lebih dari dua dekade. Kembali pada tahun 1993, Schopf dan tim peneliti lain melakukan penelitian yang pertama kali menggambarkan jenis-jenis fosil ini. Ini diikuti pada tahun 2002 oleh penelitian lain yang mendukung asal biologis mereka.
Dalam studi terbaru ini, Schopf dan timnya menetapkan jenis organisme apa mereka dan seberapa kompleksnya mereka. Untuk melakukan ini, mereka menganalisis mikroorganisme menggunakan teknik yang disebut Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), yang mengungkapkan rasio karbon-12 ke karbon-13. Sementara karbon-12 stabil dan jenis yang paling umum ditemukan di alam, karbon-13 adalah isotop yang kurang umum tetapi sama stabil yang digunakan dalam penelitian kimia organik.
Dengan memisahkan karbon dari masing-masing fosil ke dalam isotop penyusunnya dan menentukan rasio mereka, tim tersebut dapat menyimpulkan berapa lama mikroorganisme itu hidup, juga bagaimana mereka hidup. Tugas ini dilakukan oleh para peneliti Wisconsin, yang dipimpin oleh profesor John Valley. "Perbedaan dalam rasio isotop karbon berkorelasi dengan bentuknya," kata Valley. "Rasio C-13-ke-C-12 mereka adalah karakteristik biologi dan fungsi metabolisme."
Menurut konsensus ilmiah saat ini, fotosintesis lanjutan belum berevolusi dan oksigen tidak akan muncul di Bumi sampai 500 juta tahun kemudian. Pada 2 miliar tahun lalu, konsentrasi gas oksigen mulai meningkat dengan cepat. Ini berarti bahwa fosil-fosil ini, sekitar 1 miliar tahun setelah Bumi terbentuk, akan hidup pada masa ketika mereka hanya sedikit oksigen di atmosfer.
Mengingat bahwa oksigen akan beracun bagi jenis-jenis fotosintesis primitif ini, mereka cukup langka saat ini. Sebenarnya, mereka hanya dapat ditemukan di tempat-tempat di mana ada cukup cahaya tetapi tidak ada oksigen, sesuatu yang jarang ditemukan dalam kombinasi. Terlebih lagi, batu-batu itu sendiri adalah sumber yang sangat menarik karena umur rata-rata batu yang terpapar ke permukaan Bumi hanya sekitar 200 juta tahun.
Ketika Shopf pertama memulai karirnya, sampel batuan tertua yang diketahui berusia 500 juta tahun. Ini berarti bahwa batuan yang mengandung fosil yang dia dan timnya kaji setua batu yang ada di Bumi. Untuk menemukan fosil kehidupan dalam sampel purba menunjukkan bahwa beragam organisme dan siklus kehidupan telah berevolusi di Bumi oleh Archaen Eon awal, sesuatu yang hanya dicurigai oleh para ilmuwan hingga saat ini.
Temuan ini secara alami memiliki implikasi untuk studi tentang bagaimana dan kapan kehidupan muncul di Bumi. Di luar Bumi, penelitian ini juga memiliki implikasi karena menunjukkan bahwa kehidupan muncul ketika Bumi masih sangat muda dan dalam keadaan primitif. Karena itu bukan tidak mungkin bahwa proses serupa telah terjadi di tempat lain di Semesta. Seperti yang dijelaskan Schopf:
“Ini memberi tahu kita bahwa kehidupan harus dimulai secara substansial lebih awal dan ini menegaskan bahwa tidaklah sulit bagi kehidupan primitif untuk membentuk dan berevolusi menjadi mikroorganisme yang lebih maju. Tetapi, jika kondisinya benar, sepertinya kehidupan di alam semesta harus tersebar luas. "
Studi ini dimungkinkan berkat dana yang disediakan oleh NASA Astrobiology Institute. Melihat ke masa depan, Schopf mengindikasikan bahwa teknologi yang sama yang digunakan untuk menentukan tanggal fosil-fosil ini kemungkinan akan digunakan untuk mempelajari batuan yang dibawa kembali oleh misi kru NASA ke Mars. Dijadwalkan untuk tahun 2030-an, misi ini akan memerlukan pengambilan sampel yang diperoleh oleh Mars 2020 Rover dan membawa mereka kembali ke Bumi untuk dianalisis.
