Blog

Jakarta, CNBC Indonesia – Sudah sejak lama kita selalu dihadapkan soal pertanyaan evolusi. Misalnya mana yang lebih dulu ayam atau telur?

Pertanyaan soal evolusi ‘mana yang lebih dulu’ selalu membuat pusing. Namun sebuah penelitian berhasil memecahkan jawaban untuk pertanyaan evolusi.

Dalam hal evolusi, pertanyaan soal telur dan ayam ditujukan kepada organisme tak bergerak (tanaman) dan organisme bergerak (hewan). Lebih spesifik lagi, soal fotosintesis dan metabolisme aerobik.

Fotosintesis adalah proses oleh algae dan tanaman untuk mengolah karbon diaoksida dan air dengan energi sinar matahari untuk menghasilkan “bahan bakar” pertumbuhan. Oksigen juga dihasilkan sebagai hasil “sampingan.”

Hewan kemudian menggunakan oksigen sebagai bahan bakar untuk mengolah “bahan bakar” tubuh kemudian diubah menjadi energi dan membuang karbon dioksida. Proses ini dinamakan metabolisme aerobik.

“Kami sejak awal menduga ini terkait evolusi fotosintesis dan kemampuan bernapas,” kata Felix Elling, peneliti dari Departemen Bumi dan Ilmu Planet, seperti dikutip dari Phys, Jumat (28/2/2025).

Elling, who was working in Professor Ann Pearson’s Lab for Molecular Biogeochemistry and Organic Geochemistry, was looking for specific molecules unrelated to questions about the evolution of aerobic metabolism when he discovered something unusual: a slight change in a molecule in a nitrogen-utilizing bacterium, Nitrospirota, that appeared more like something that a plant would need for photosynthesis, rather than a bacterium.

Elling menjelaskan dirinya mengamati bahwa ada perubahan yang tak kentara dalam molekul Nitrospirota, bakteri yang mengonsumsi nitrogen. Proses ini biasanya muncul dalam tanaman, bukan bakteri.

Mereka menemukan variasi dari molekul yang disebut kuinon. Molekul ini ada di semua jenis kehidupan. Ada dua variasi kuinon yaitu aerobik yang membutuhkan oksigen dan anaerobik yang tidak.

Kuinon aerobik terbagi lagi menjadi dua, yakni untuk tanaman lewat fotosintesis dan digunakan bakteri serta hewan untuk menghirup oksigen.

Ternyata ada jenis ketiga, metyil-plastokuinon, yang kemungkinan merupakan mata rantai yang hilang. 

Penemuan kuinon terkait fotosintesis di bakteri yang menghirup oksigen, sangat unik. Oleh karena itu, peneliti yakin bahwa metyil-plastokuinon adalah mata rantai yang hilang antara dua jenis proses penting dalam kehidupan (fotosintesis dan pernapasan).

Mereka kemudian menghubungkan antara temuan ini dengan “Peristiwa Oksidasi Besar” yang terjadi sekitar 2,3 hingga 2,4 miliar tahun lalu. Pada saat itu, ilmuwan menduga algae jenis cyanobacteria muncul dan memproduksi oksigen dalam jumlah besar. Lonjakan jumlah oksigen itu membuka pintu lahirnya organisme yang bernapas (metaboisme aerobik).

Artinya, awalnya ilmuwan menduga bahwa fotosintesis terjadi sebelum kemunculan makhluk hidup yang “bernapas.” Temuan jenis kuinon baru ini memunculkan hipotesis baru, yaitu sudah ada organisme yang hidup memanfaatkan oksigen jauh sebelum ada ledakan cyanobacteria,

Ann Pearson dari Lab for Molecular Biogeochemistry and Organic Geochemistry menjelaskan bahwa reaksi biologi yang memanfaatkan oksigen sebetulnya ‘sangat merusak’ dan bisa membutuh sel yang tidak mampu memprosesnya. Oleh karena itu, organisme yang bisa memproses oksigen memiliki sel yang sangat “canggih.”

“Dengan kata lain, ini adalah cara kita bernapas. Setelah punya. kemampuan bernapas, diversifikasi segala jenis kehidupan di dunia ini terbuka,” kata Pearson.

Perbedaan berbagai jenis struktur kuinon juga bisa tampak di tubuh manusia. Kuinon di mitokondria manusia berbeda dengan kuinon di tanaman.

“Apa yang kami temukan adalah ‘nenek moyang’ molekul ini, yang kemudian diadaptasi ke dalam dua bentuk dengan fungsi spesifik di tumbuhan dan dalam bentuk mitokondria,” kata Elling. “Molekul ini adalah sebuah mesin waktu, fosil hidup dari molekul yang bertahan lebih dari dua miliar tahun.”

(dem/dem)