Sebuah studi baru menunjukkan bahwa miliaran tahun lalu, atmosfer muda Bumi secara alami menghasilkan molekul berbasis sulfur yang esensial untuk kehidupan, menantang asumsi sebelumnya. Peneliti dari University of Colorado Boulder mensimulasikan kondisi kuno dan menemukan produksi asam amino seperti sistein dan taurin. Penemuan ini menyiratkan bahwa planet mungkin sudah dilengkapi dengan blok bangunan kehidupan sebelum organisme muncul.
Diterbitkan pada 1 Desember di Proceedings of the National Academy of Sciences, penelitian oleh ilmuwan dari CU Boulder dan kolaborator mengungkapkan bahwa atmosfer Bumi awal bisa menciptakan biomolekul sulfur tanpa kehadiran kehidupan. Penulis pertama Nate Reed, seorang postdoctoral fellow di NASA yang melakukan pekerjaan di Department of Chemistry CU Boulder dan Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences, menyatakan, "Studi kami bisa membantu memahami evolusi kehidupan pada tahap awalnya."
Sulfur sangat penting untuk kehidupan, muncul dalam asam amino yang membentuk protein, mirip dengan karbon. Secara tradisional, ilmuwan berpikir molekul sulfur organik, seperti dalam asam amino, hanya terbentuk setelah diproduksi oleh organisme hidup. Simulasi kondisi Bumi awal masa lalu jarang menghasilkan jumlah signifikan molekul ini, dan ketika terjadi, memerlukan pengaturan langka dan spesifik yang tidak mungkin terjadi secara luas.
Pandangan ini menarik perhatian ketika James Webb Space Telescope mendeteksi dimethyl sulfide—senyawa sulfur dari alga laut modern—di atmosfer eksoplanet K2-18b, mengisyaratkan kemungkinan kehidupan. Namun, pekerjaan lab sebelumnya oleh Reed dan penulis senior Ellie Browne, profesor kimia dan fellow CIRES, menunjukkan bahwa dimethyl sulfide bisa terbentuk secara abiotik menggunakan cahaya dan gas dasar.
Dalam eksperimen baru, tim mengekspos campuran metana, karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan nitrogen ke cahaya, meniru kondisi atmosfer pra-kehidupan. Browne mencatat tantangannya: "Bekerja dengan sulfur menantang... Anda harus punya peralatan yang bisa mengukur kuantitas produk yang sangat kecil." Menggunakan spektrometer massa sensitif, mereka mengidentifikasi sistein, taurin, dan coenzyme M, vital untuk metabolisme.
Perkiraan menunjukkan atmosfer kuno bisa menghasilkan cukup sistein untuk mempertahankan satu oktilion sel—jauh lebih sedikit dari satu nonilion saat ini tapi cukup untuk ekosistem yang muncul. Reed berkomentar, "Meskipun tidak sebanyak yang ada sekarang, itu masih banyak sistein di lingkungan tanpa kehidupan. Mungkin cukup untuk ekosistem global yang sedang berkembang, di mana kehidupan baru dimulai."
Tim menyarankan molekul ini turun ke permukaan seperti hujan, menyediakan kimia untuk asal-usul kehidupan. Browne menambahkan, "Kehidupan mungkin memerlukan kondisi sangat khusus untuk dimulai, seperti dekat gunung berapi atau ventilasi hidrotermal dengan kimia kompleks... hasil kami menunjukkan beberapa molekul kompleks ini sudah tersebar luas di bawah kondisi non-khusus, yang mungkin membuat kehidupan lebih mudah dimulai."