Mikroba Mats Membantu Oksigen Bagi Hewan Awal Bernafas

Tinuku
News KeSimpulan.com - Bakteri membantu hewan dini bernafas. Mats mikroba mungkin telah berfungsi sebagai oasis oksigen bagi kehidupan multiselular primitif.

Mats bakteri seperti tumbuhan secara dramatis meningkatkan kadar oksigen lokal di danau-danau di mana mereka ditemukan sebagai hasil fotosintesis yang mungkin telah memberikan hewan multisel awal yang mereka butuhkan untuk berkembang di Bumi kuno di mana oksigen langka.

Sebuah studi mengeksplorasi temuan yang dilaporkan ke Nature Geoscience menganalisis koloni bakteri yang disebut microbial mats dalam laguna Los Roques di Venezuela.

Seperti kebanyakan mikroba mats modern, di Los Roques memiliki lapisan permukaan ganggang biru-hijau atau cyanobacteria yang mengumpulkan sebagian besar energi dari Matahari dan lapisan bawah bakteri sulfida-oksidasi. Namun, tidak seperti kebanyakan mats pada hari ini, temuan di Los Roques dalam salinitas perairan yang tidak ramah untuk sebagian besar hewan pemakan tumbuhan yang biasanya merumput.

Mats ini sepenuhnya menutupi lantai laguna dan berperilaku seperti yang dilakukan mats pada Periode Ediacaran (542 juta tahun yang lalu) ketika hewan multisel yang baru saja mulai berkembang.

Murray Gingras, paleoekolog dari University of Alberta di Edmonton, Kanada, dan rekannya mengeledah kimia air di atas dan di dalam mats. Meskipun tingkat oksigen di perairan permukaan laguna sangat rendah, sering mencapai 0,10 satuan tekanan atmosfer (atm), tingkat pada siang hari di perairan yang lebih dekat mats naik antara 0,25 dan 0,45 atm karena bakteri dengan energi sinar Matahari dan memproduksi oksigen sebagai produk limbah.

Pada lapisan milimeter atas mats itu sendiri, tim menemukan sebuah lingkungan oksigen hampir murni dengan pengukuran siang hari hingga 1,05 atm. Kadar oksigen atmosfer modern rata-rata sekitar 0,21 atm, tetapi ketika kehidupan multisel berkembang, pada level sekitar 0,10 atm merupakan level norma (terlalu rendah untuk organisme multiseluler).

"Fluktuasi harian oksigen membuat sangat sulit bagi hewan selain makhluk sederhana seperti spons," kata Jim Gehling, paleontolog dari South Australian Museum di Adelaide.

Gingras eta.al. mengusulkan bahwa mats memiliki peran kunci dalam membantu hewan awal mendapatkan pasokan oksigen yang mereka butuhkan.

"Kami berpikir hewan menggunakan zona sangat kecil tetapi oksigen sebagai oasis," kata Gingras.

Paleontolog telah lama berteori hewan awal makan di atas mikroba mats karena fosil hewan dan mats sering ditemukan bersama-sama. Tetapi studi ini menjadi pertama kalinya para peneliti menunjukkan bagaimana mats dapat berfungsi sebagai sumber oksigen penting bagi fauna.

"Hipotesis bahwa koloni alga mikroba atau bahkan telah memberikan sorga oksigen untuk kehidupan awal adalah salah satu yang menarik," kata Martin Brasier, palaeobiolog dari University of Oxford di Inggris.

Gehling sependapat ini adalah "hipotesis yang rapi", tetapi ada beberapa gangguan karena suplai oksigen yang kaya diciptakan oleh fotosintesis hanya akan tersedia saat Matahari bersinar. Pada malam hari, lingkungan sekitar mats kekurangan oksigen seperti yang terlihat di laguna Venezuela.

Larva serangga yang hidup di dalam mats laguna modern masuk ke keadaan hibernasi setelah malam tiba untuk mengatasi setelah tiba-tiba kehilangan oksigen, tetapi tidak diketahui apakah hewan awal bisa melakukan hal yang sama.

Gehling juga menunjukkan bahwa hewan-hewan awal yang mungkin telah menggunakan oksigen mikroba mats jauh lebih besar dibandingkan dengan larva serangga yang hidup di dalam mats tikar modern dan mempunyai kesulitan lingkungan yang tinggi.

Gingras menampik tidak semua hewan Ediacaran besar, menunjuk jejak fosil yang mencakup liang hewan seperti cacing skala milimeter. Selain itu, oasis menyediakan oksigen bukan hanya untuk wilayah mats secara langsung, tetapi juga untuk air di atas mats.

"Hewan besar mungkin telah menggunakan perilaku mats dari atas untuk manfaat gradien oksigen tinggi di dekat matras," kata Gingras.

Mungkin masalah terpenting yang menuntut studi lebih lanjut apakah mats masa lalu benar-benar berperilaku seperti mats pada hari ini.

"Apa yang sekarang kita butuhkan adalah bukti kuat bahwa mats Ediacaran adalah fotosintesis," kata Brasier.
  1. Murray Gingras (Department of Earth and Atmospheric Science, 1-26 Earth Science Building, University of Alberta, Edmonton, Alberta, T6G 2E3, Canada). Possible evolution of mobile animals in association with microbial mats. Nature Geoscience, 15 May 2011, DOI:10.1038/ngeo1142
Murray Gingras http://easweb.eas.ualberta.ca/person/gingm
Jim Gehling http://www.southaustralia.com
Martin Brasier http://www.earth.ox.ac.uk/people/profiles/academic/martinb

Microbial Mats http://nai.arc.nasa.gov/students/this_month/

Gambar : Murray Gingras, et.al., Nature Geoscience, DOI:10.1038/ngeo1142
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment