INDEX-SATAL 2010:
Indonesia-USA Deep-Sea Exploration of the Sangihe Talaud Region

1. Home
2. Expeditions
3. INDEX-SATAL 2010
4. Background
5. Mikroba

When I was 11 years old, the biology taught in my school was shaken to its core by a strange new discovery on the bottom of the ocean: thousands of animals huddled around super hot fluids shooting from the seafloor. These sites were called ‘deep-sea hydrothermal vents’. What made this discovery so amazing was that these animals thrived far from any sunlight. You see, up to that point, we had been taught that all life ultimately relies on photosynthesis to form the base of the food web. So how could these animals be living so well without the sun? The answer was rather stunning.

It turned out that those hot fluids coming out of the seafloor were heated by

Ketika saya berusia 11 tahun, biologi yang diajarkan di sekolah terguncang hebat oleh temuan baru yang luar biasa di dasar laut: ribuan hewan berkerumun di sekitar cairan sangat panas yang menyembur dari dasar laut. Situs itu dinamakan 'rekahan hidrotermal laut-dalam’. Yang membuat temuan ini sangat menakjubkan adalah karena fauna ini berkembang jauh dari sinar matahari. Padahal, sampai saat itu kita diajarkan bahwa semua kehidupan pada akhirnya bergantung pada fotosintesis untuk membentuk dasar jaringan makanan. Jadi, bagaimana mungkin makhluk itu dapat hidup tanpa matahari? Jawabannya cukup mencengangkan. Ternyata cairan panas yang menyembur dari dasar laut itu disebabkan oleh gunung api yang kaya akan logam dan aneka gas yang memberikan energi dan nutrisi yang dibutuhkan untuk tumbuh kepada mikroorganisme seperti bakteri. Makhluk ini hidup bukan karena fotosintesis tetapi tumbuh dengan proses yang disebut 'kemosintesis' yang menyediakan makanan yang dibutuhkan untuk tumbuh yang berdasarkan eksistem panas yang dihasilkan vulkanik dibawah laut. Beberapa di antara hewan ini bahkan tidak memiliki mulut atau perut. Sebagai gantinya mereka memiliki kantung di dalam tubuhnya yang dinamakan 'trofosom' yang dipenuhi mikroba yang melahap gas vulkanik dan menyediakan makanan dan energi untuk hewan itu dalam proses yang dinamakan 'simbiosis'. Penemuan ini tiba-tiba menjungkir-balikan paradigma kita tentang kehidupan termasuk semua referensi dan buku-buku disekolah tentang hal ini.

Di perguruan tinggi, saya mulai mempelajari mikroba rekahan hidrotermal yang unik ini. Saya memusatkan perhatian pada sekelompok mikro-organisme yang disebut 'hipertermofil', yang berarti "pencinta panas-menyengat". Ini adalah bentuk kehidupan terpanas yang dikenal di planet ini dan dapat tumbuh pada suhu hingga 252° F (122° C) bahkan lebih tinggi dari suhu air mendidih! Mereka tinggal di dalam batuan di sekitar rekahan hidrotermal yang panas sekali dan memperoleh makanan oleh cairan vulkanik ini. Cara hidup mereka juga aneh. Manusia misalnya, saat kita menyantap makanan lalu melepaskan elektron dari makanan itu ke oksigen di udara yang kita hirup. Hipertermofil laut-dalam mendapatkan energi dan karbon dari gas hidrogen dan karbon dioksida yang ada dalam cairan vulkanik. Mereka memperoleh energi dengan mengambil elektron di dalam hidrogen dan melepaskannya ke zat kimia seperti belerang dan karbon dioksida. Beberapa di antaranya bahkan dapat memproduksi energi dengan melepaskan elektron dari hidrogen ke karat besi yang mirip dengan karat yang kita lihat di mobil untuk membuat besi magnetik hitam—hipertermofil ini bahkan bisa makan batu. Sementara hewan lainnya dalam ekosistem ini dapat membuat gas metan yang mudah terbakar dan dapat digunakan oleh manusia untuk menghasilkan listrik.

Jadi selain mikroba pemakan batu yang hidup di dalam hewan tanpa mulut, apa yang kita dapat pelajari tentang mikroba aneh ini yang bermanfaat bagi kehidupan kita? Pertama, ternyata protein dalam organisme ini berguna untuk banyak hal. Ketika ilmuwan dan detektif kepolisian ingin membuat miliaran salinan DNA dalam tabung reaksi, mereka menggunakan protein yang disebut 'DNA polimerase' yang berasal dari hipertermofil laut-dalam untuk membuat salinan itu. Protein lain dari mikroba ini disebut 'hidrolase', yang dapat memutuskan rantai besar molekul organik menjadi sub-unit yang lebih kecil, dapat digunakan untuk membuat zat aditif makanan seperti pemanis, melembutkan kain katun, menghilangkan noda dari pakaian ketika kita mencucinya dengan air panas, dan memudahkan ekstraksi minyak dan gas dari tanah. Kami bahkan mencari cara agar organisme ini dapat digunakan untuk menghilangkan karbon dioksida di atmosfer dan mengubahnya menjadi bahan bakar untuk mobil serta untuk menghasilkan listrik dengan cara yang tidak membahayakan lingkungan. Kedua, menurut kami, beberapa mikroba penghuni rekahan hidrotermal sangat mirip dengan kehidupan di Bumi miliaran tahun yang lalu. Dengan mengkaji kehidupan di rekahan laut-dalam, kita dapat mengetahui bagaimana kehidupan berlangsung ketika Bumi jauh lebih muda dan berbeda dengan Bumi yang sekarang. Selain itu, jika kehidupan dapat berlangsung tanpa sinar matahari di tempat bergabungnya air dan batu vulkanik, mungkin hal ini dapat menopang kehidupan di luar Bumi. Mikroba rekahan hidrotermal juga memberi kita gambaran tentang apa yang harus dicari saat mencari kehidupan di Mars dan beberapa planet dalam sistem tata surya kita. Salah satu contoh adalah planet Europa yang mengelilingi Jupiter, yang diperkirakan memiliki laut-dalam yang gelap di bawah cangkang sedingin es dan gunung api aktif di bagian bawah. Mungkin ada rekahan hidrotermal di sana dan di tempat lain. Akhirnya, biologi mikroba unik ini menyimpan segala macam rahasia yang berguna untuk menyempurnakan farmasi dan obat-obatan, lingkungan, dan kehidupan kita sehari-hari. Tidak ada kata terlambat untuk menggali berbagai temuan menakjubkan ini. Mereka sepertinya menunggu untuk ditemukan!

Ternyata rekahan hidrotermal di seluruh dunia sangat berbeda satu sama lain dan saling menopang kehidupan berbagai jenis mikroba. Kami sangat bergairah menjelajahi perairan Indonesia untuk mencari rekahan hidrotermal karena perairan ini adalah salah satu daerah vulkanik paling aktif di dunia. Menurut kami, besar kemungkinan beberapa jenis rekahan hidrotermal yang memiliki zat kimia dan mikroba yang berlainan mungkin benar-benar saling berdekatan. Hal ini juga memberi kami kesempatan untuk memperkenalkan lingkungan yang luar biasa ini kepada rakyat Indonesia dan warga dunia. Kami akan menggunakan kapal selam khusus tak berawak untuk menjelajahi dasar laut untuk mencari, yang menurut perkiraan kami, tempat tumbuhnya mikroba tersebut. Sering kali kami melihatnya melapisi batuan di sekitar rekahan, seperti selimut tebal. Ekspedisi perdana ini membuat kita selangkah lebih maju dalam memahami lingkungan unik ini dan mikroba khas yang hidup di dalamnya.