Peneliti telah menemukan komunitas mikroba yang berkembang di salah satu lingkungan bawah air paling keras di Bumi, dengan pH 12 di wilayah depan busur Mariana. Menggunakan biomarker lipid, tim mengungkap bagaimana mikroba ini memetabolisme metana dan sulfat untuk bertahan hidup. Temuan ini menunjukkan bahwa kondisi ekstrem seperti itu mungkin mencerminkan situs di mana kehidupan purba berasal.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Communications Earth, ilmuwan yang dipimpin oleh Palash Kumawat dari Departemen Geosains Universitas Bremen menganalisis inti sedimen dari gunung berapi lumpur di depan busur Mariana. Sampel ini dikumpulkan pada tahun 2022 selama Ekspedisi SO 292/2 di atas Kapal Penelitian Sonne, yang mengungkap gunung berapi bawah air yang sebelumnya tidak diketahui.
pH lingkungan sebesar 12 membuatnya sangat basa dan bermusuhan, dengan biomassa rendah dan kekurangan nutrisi yang membuat deteksi DNA hampir tidak mungkin. Sebagai gantinya, tim mengandalkan biomarker lipid—molekul lemak khusus—untuk mengidentifikasi aktivitas biologis. "Tapi kami berhasil mendeteksi lemak," jelas Kumawat, kandidat PhD. "Dengan bantuan biomarker ini, kami dapat memperoleh wawasan tentang strategi bertahan hidup mikroba pemetabolisme metana dan sulfat di lingkungan ekstrem ini."
Mikroba ini membentuk ekosistem mandiri, menarik energi dari mineral di batuan dan gas seperti karbon dioksida dan hidrogen untuk menghasilkan metana, gas rumah kaca utama. Biomarker, dikombinasikan dengan data isotop, membedakan populasi mikroba aktif atau baru-baru ini dari sisa-sisa kuno. "Pembedaan ini membantu kami saat bekerja di area dengan biomassa sangat rendah dan kekurangan nutrisi," catat Kumawat.
Penulis bersama Dr. Florence Schubotz, geokimia organik di MARUM—Pusat Ilmu Lingkungan Laut di Universitas Bremen—menyoroti signifikansi penemuan ini. "Yang menarik dari temuan ini adalah bahwa kehidupan di bawah kondisi ekstrem ini, seperti pH tinggi dan konsentrasi karbon organik rendah, bahkan mungkin," katanya. "Hingga saat ini, kehadiran mikroorganisme penghasil metana dalam sistem ini telah diasumsikan, tetapi tidak dapat dikonfirmasi secara langsung. Selain itu, sangat menarik untuk memperoleh wawasan ke dalam habitat mikroba seperti itu karena kami menduga bahwa kehidupan purba mungkin berasal dari situs seperti itu tepatnya."
Penelitian ini merupakan bagian dari Cluster of Excellence "The Ocean Floor—Earth's Uncharted Interface." Rencana masa depan mencakup membudidayakan mikroba ini di inkubator terkendali untuk mempelajari akuisisi nutrisinya di pengaturan yang tidak ramah seperti itu. Pekerjaan ini menekankan peran mikroba laut dalam dalam siklus karbon global dan memperluas pemahaman tentang batas-batas kehidupan.