Ilmuwan Temukan Spons Laut yang Diduga Hewan Pertama di Bumi

Beberapa hewan pertama di Bumi kemungkinan merupakan nenek moyang dari spons laut modern, menurut para ahli geokimia MIT yang menemukan bukti baru dalam batuan purba.(Jose-Luis Olivares, MIT)

SEBUAH tim ahli geokimia dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah menemukan bukti baru dalam batuan purba yang menunjukkan bahwa beberapa hewan pertama di Bumi kemungkinan merupakan nenek moyang dari spons laut modern.

Dalam studi yang diterbitkan hari ini di Proceedings of the National Academy of Sciences, para peneliti melaporkan bahwa mereka telah mengidentifikasi “fosil kimia” yang mungkin ditinggalkan oleh spons purba dalam batuan berusia lebih dari 541 juta tahun. Fosil kimia adalah sisa biomolekul yang berasal dari organisme hidup yang kemudian tertimbun, mengalami transformasi, dan terawetkan dalam sedimen terkadang selama ratusan juta tahun.

Fosil kimia yang baru diidentifikasi ini merupakan jenis sterane khusus, yaitu bentuk geologis yang stabil dari sterol seperti kolesterol, yang terdapat dalam membran sel organisme kompleks. Para peneliti menelusuri sterane khusus ini ke kelas spons laut yang dikenal sebagai demospongia. Saat ini, demospongia hadir dalam berbagai ukuran dan warna, hidup di seluruh lautan sebagai hewan penyaring yang lunak dan kenyal. Nenek moyang purba mereka mungkin memiliki karakteristik serupa.

“Kami tidak tahu secara pasti seperti apa bentuk organisme-organisme itu pada masa lalu, tetapi mereka pasti hidup di laut, bertubuh lunak, dan kami memperkirakan mereka tidak memiliki kerangka silika,” ujar Roger Summons, Profesor Emeritus Geobiologi Schlumberger di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet MIT (EAPS).

Penemuan fosil kimia spesifik milik spons ini memberikan bukti kuat bahwa nenek moyang demospongia merupakan salah satu hewan pertama yang berevolusi dan kemungkinan besar muncul jauh lebih awal daripada kelompok hewan besar lainnya di Bumi.

Spons “Berselebor Steroid”

Studi baru ini melanjutkan temuan yang pertama kali dilaporkan oleh kelompok tersebut pada tahun 2009. Dalam penelitian tersebut, tim mengidentifikasi fosil kimia pertama yang tampaknya berasal dari spons purba. Mereka menganalisis sampel batuan dari singkapan di Oman dan menemukan kelimpahan sterane yang mengejutkan yang mereka tentukan sebagai sisa terawetkan dari sterol 30-karbon (C30), yaitu bentuk steroid langka yang kemungkinan besar berasal dari spons laut kuno.

Sterane ini ditemukan dalam batuan yang sangat tua, terbentuk selama Periode Ediacaran, yakni sekitar 541–635 juta tahun lalu. Periode ini terjadi tepat sebelum Kambrium, masa ketika Bumi mengalami ledakan kehidupan multiseluler kompleks secara global. Penemuan tim tersebut menyiratkan bahwa spons kuno telah muncul jauh sebelum sebagian besar kehidupan multiseluler lainnya, dan mungkin merupakan salah satu hewan pertama di Bumi.

Namun, segera setelah temuan ini dirilis, muncul berbagai hipotesis alternatif untuk menjelaskan asal-usul sterane C30 termasuk kemungkinan bahwa senyawa tersebut dihasilkan oleh kelompok organisme lain atau melalui proses geologis non-biologis.

Tim MIT menyatakan bahwa studi baru ini memperkuat hipotesis mereka sebelumnya bahwa spons purba meninggalkan jejak kimia khas ini karena mereka telah mengidentifikasi fosil kimia baru dalam batuan Prakambrium yang hampir pasti berasal dari sumber biologis.

Memperkuat Bukti

Sama seperti penelitian sebelumnya, para peneliti mencari fosil kimia dalam batuan yang berasal dari Periode Ediacaran. Mereka memperoleh sampel dari inti bor dan singkapan di Oman, India bagian barat, dan Siberia, kemudian menganalisis batuan tersebut untuk mendeteksi tanda-tanda sterane bentuk geologis stabil dari sterol yang ditemukan pada semua organisme eukariot (tumbuhan, hewan, dan organisme dengan inti sel serta organel bermembran).

“Suatu organisme tidak dapat dikatakan eukariot jika tidak memiliki sterol atau lipid membran sejenis,” kata Summons.

Struktur inti sterol terdiri atas empat cincin karbon yang saling terfusi. Struktur ini dapat diperpanjang dengan rantai karbon tambahan dan gugus kimia lain, bergantung pada gen yang dimiliki organisme. Misalnya, pada manusia, sterol kolesterol memiliki 27 atom karbon, sedangkan pada tumbuhan umumnya memiliki 29 atom karbon.

“Sterol dengan 30 atom karbon itu sangat tidak biasa,” ujar Shawar.

Fosil kimia yang diidentifikasi para peneliti pada 2009 adalah sterol 30-karbon. Lebih jauh lagi, mereka menentukan bahwa senyawa tersebut dapat disintesis karena adanya enzim khas yang dikodekan oleh gen yang umum ditemukan pada demospongia.

Dalam penelitian terbarunya, tim ilmuwan MIT meneliti lebih dalam kimia senyawa yang dihasilkan spons purba dan menemukan bahwa gen yang sama pada demospongia mampu membentuk sterol langka dengan 31 atom karbon (C31). Ketika mereka menganalisis sampel batuan dari Periode Ediacaran, mereka menemukan sterane C31 dalam jumlah melimpah, berdampingan dengan sterane C30 yang sebelumnya telah diketahui. Penemuan ini menunjukkan bahwa kedua senyawa tersebut sudah ada sejak awal dan kemungkinan besar berasal dari spons purba.

Untuk memastikan asal biologisnya, para peneliti membandingkan batuan kuno dengan sampel demospongia modern yang ternyata juga menghasilkan sterol C31. Mereka kemudian mensintesis delapan jenis sterol C31 di laboratorium dan memprosesnya agar menyerupai kondisi geologis selama ratusan juta tahun. Hasilnya, hanya dua dari delapan senyawa yang menghasilkan bentuk identik dengan sterane C31 dalam batuan purba, membuktikan bahwa senyawa ini tidak mungkin berasal dari proses non-biologis acak, melainkan dari organisme hidup.

Gabungan bukti dari batuan, spons modern, dan eksperimen kimia tersebut memperkuat kesimpulan bahwa sterane purba merupakan jejak kehidupan awal di Bumi kemungkinan besar nenek moyang demospongia. Tim peneliti kini berencana menelusuri fosil kimia serupa di wilayah lain guna mempersempit waktu kemunculan hewan-hewan pertama. Temuan ini menjadi langkah penting dalam memahami kapan dan bagaimana kehidupan multiseluler kompleks pertama kali berevolusi di lautan purba.

Penelitian ini didukung sebagian oleh MIT Crosby Fund, Program Distinguished Postdoctoral Fellowship, Simons Foundation Collaboration on the Origins of Life, dan Program Eksobiologi NASA.

Sumber: news.mit.edu