Mikroba Pemakan Metana Bisa Menggunakan Besi dan Mangan Untuk “Hidup"

Sebuah tim peneliti yang meneliti mikroba anaerobik pada sedimen menyatakan bahwa selain senyawa sulfat, senyawaan besi dan mangan memegang peranan yang penting dalam konversi metana menjadi karbondioksida dan kemudian menjadi karbonat di lautan dunia. Senyawa-senyawa yang sama inilah menjadi kunci dalam proses reduksi metana pada zaman atmosfer bumi kita tidak mengandung oksigen.

“Kami mempercayai bahwa mikroba tersebut hanya mengkonsumsi metana yang terdapat pada sediment anaerobic laut apabila terdapat kehadiran sulfat”, kata Emily Beal mahasiswa pascasarjana Geosains di Penn State. “akan tetapi aseptor electron yang lain, seperti senyawaan besi dan mangan merupakan seyawaan yang lebih mudah bereaksi secara  termodinamik dibandingkan dengan sulfat”.

Mikroba ataupun group dari beberapa mikroba yang menggunakan sulfat sebagai sarana mengkonversi metana untuk mendapatkan energi terdapat dalam sediment laut. Dan akhir-akhir ini para peneliti yang lain telah berhasil megidentifikasi mikroba yang menggunakan beberapa bentuk senyawaan nitrogen dalam air bersih juga dapat mengkonversi metana.

“Para ilmuwan telah berspekulasi bahwa senyawaan besi dan mangan telah digunakan dalam konversi metana tersebut akan tetapi tidak ada para peneliti yang telah berhasil menunjukkan bahwa asumsi tersebut dapat terjadi pada mikroorganisme yang dikembangkan dalam laboratorium”, kata Beal.

Beal kemudian bekerjasama dengan Christopher H. House, asisten professor Geosains Penn Satet dan Victoria J. Orphan, asisten professor bidang Geobiologi dari California Institute of Technology untuk menginkubasi berbagai macam varietas microba yang ada di sediment laut untuk menentukan apakah betul mikroba dapat mengkonversi metana menjadi karbondioksida tanpa kehadiran senyawa sulfat. Hasil kerja mereka dilaporkan dalam “Science” tanggal 10 Juli.

Dengan menggunakan sample yang diambil dari 20 mil garis pantai California dan kedalaman 1800 feet dekat dengan cekungan metana di lautan pasifik, Beal dan koleganya menginkubasi sejumlah sediment laut, termasuk control yang terdiri dari sample yang diautoclave hingga steril, sample dengan sulfat, dan sample yang bebas terhadap senyawaan sulfat, mangan dan besi.

Dia juga menginkubasi sample yang free terhadap senyawaan sulfat akan tetapi mengandung besi oksida ataupun mangan oksida. Dia memasukkan metana dimana atom C nya adalah isotop nonradioaktif C-13 dalam suatu wadah diatas sample sediment-sedimen yang diinkubasi dan melakukan analisa terhadap karbondioksida yang aka dihasilkan dari sample-sample tersebut. Ternyata semua karbondioksida yang dihasilkan dari beberapa sample yang diinkubasi megandung isotop C-13.

Sample control steril tidak menunjukkan aktivitas, sedangkan sample tanpa sulfat menunjukkan aktivitas yang tidak berarti. Sample control dengan sulfat menunjukkan aktifitas yang besar seperti yang telah diduga, akan tetapi sample yang mengandung campuran senyawaan besi dan mangan juga menunjukkan aktifitas meskipun aktifitasnya lebih kecil disbanding dengan sample control yang mengandung sulfat.

“Kami tidak perpendapat bahwa besi dan mangan memegang peranan yang penting dibanding dengan reduksi sulfat saat ini, akan tetapi tidak ada komponen-komponen yang memegang peranan yang pentig,” kata House, yang merupakan direktur Penn state Astrobiology Research Center. “Kemungkinan yang terjadi adalah terdapat suatu bagian yang besar dalam siklus karbon saat ini.”

Salah satu alasan mengapa mereka sangat penting adalah beberapa karbondioksida yang dihasilkan bereaksi baik dengan besi maupun mangan membentuk karbonat yang mengendap di lautan. Meskipun terdapat karbondioksida yang keluar ke atomosfer hal ini menjadi problematika yang kurang berarti dibandingkan dengan metana.

Pada masa awal terbentuknya bumi, dimana tidak terdapat kehadiran oksigen di atmosfer, sulfat terdapat dalam jumlah yang terbatas. Tanpa sulfat besi dan mangan oksida menjadi pengganti sulfat untuk mengubah metana menjadi karbondioksida. “sulfat berasal dari proses oksidative akibat perubahan cuaca dialam”, kata Beal. “Dan tanpa kehadiran oksigen maka proses ini tidak akan dapat terjadi”, tambahnya.

Baik besi Maupin mangan oksida terbentuk pada saat bumi kita sudah terdapat oksigen, mereka juga dapat terbentuk dari proses reaksi fotokimia. Kedua oksida ini dimungkinkan ada dalam jumlah yang berlimpah dibandingkan dengan sulfat pada saat awal bumi kita terbentuk. Dari hasil penelitiannya Beal telah mengkategorisasikan lebih dari selusin mikroorganisme yang hidup dalam sediment yang telah ia pergunakan dalam penelitiannya. Akan tetapi dia belum tahu mikroba mana yang memiliki kemampuan untuk mengkonsumsi metana, salah satunya mungkin berasal dari spesies bakteri ataupun spesies archaea, atau bahkan bisa jadi satu group dari beberapa mikroba, namun dia sekarang bekerja untuk mengidentifikasi dengan dukungan dari The National Science Foundation and the NASA Astrobiology Institute.