Saat mendaki di Lembah Dades Maroko, Dr. Rowan Martindale melihat sesuatu yang sangat tidak biasa sehingga langsung menarik perhatiannya.
Martindale, ahli paleoekologi dan geobiologi di Universitas Texas di Austin, sedang menjelajahi lanskap terjal tersebut bersama rekan penelitinya, termasuk Stéphane Bodin dari Universitas Aarhus. Tujuan mereka adalah mempelajari ekosistem terumbu karang purba yang pernah ada di bawah lautan yang menutupi wilayah tersebut jutaan tahun lalu.
Untuk mencapai terumbu purba ini, tim harus melewati lapisan batu besar yang disebut turbidit. Endapan ini terbentuk ketika longsoran lumpur, pasir, dan puing-puing di bawah air meluncur ke dasar laut dan akhirnya mengendap di lapisan sedimen yang tebal. Tanda riak biasa terjadi pada endapan tersebut, namun Martindale memperhatikan sesuatu yang tidak biasa di atas riak tersebut.
“Saat kami mendaki kekeruhan ini, saya melihat sekeliling dan bidang dasar bergelombang yang indah ini menarik perhatian saya,” kata Martindale. “Saya mengatakan kepadanya: ‘Stéphane, kamu harus kembali ke sini. Ini adalah bangunan yang kusut!'”
Apa itu struktur kerut?
Struktur kerutan adalah tonjolan kecil dan cekungan yang dapat terbentuk ketika komunitas mikroba tumbuh di atas sedimen berpasir. Tikar ini terbuat dari organisme mikroskopis seperti alga dan bakteri yang mengikat sedimen dan meninggalkan tekstur permukaan yang khas.
Mereka penting bagi para ilmuwan karena dapat memberikan bukti kehidupan mikroba purba. Namun, struktur kerut umumnya rapuh. Ketika hewan mulai secara aktif menggali sedimen dasar laut ratusan juta tahun yang lalu, ciri-ciri halus ini sering kali hancur sebelum dapat dilestarikan.
Akibatnya, struktur keriput jarang terjadi pada batuan yang berumur kurang dari 540 juta tahun, suatu periode yang bertepatan dengan perluasan besar-besaran keanekaragaman hewan. Saat ini, mereka paling sering ditemukan di lingkungan pantai dangkal dimana sinar matahari mendukung alga fotosintesis.
Sebuah penemuan yang seharusnya tidak ada di sana
Batuan yang diperiksa Martindale menghadirkan teka-teki besar.
Turbidit yang mengandung struktur keriput terbentuk di perairan dalam, setidaknya 180 meter (590 kaki) di bawah permukaan laut. Pada kedalaman ini, sinar matahari tidak dapat menembus sehingga alga fotosintetik tidak dapat bertahan hidup.
Hal ini langsung menimbulkan masalah. Jika mikroba yang bergantung pada sinar matahari tidak dapat menciptakan struktur ini, lalu apa yang bisa dilakukan?
Laporan sebelumnya mengenai struktur riak pada turbidit laut dalam kuno telah menjadi kontroversi dan perdebatan luas. Usia bebatuan membuat misteri ini semakin mengejutkan. Sedimen ini terbentuk sekitar 180 juta tahun yang lalu, pada saat hewan-hewan dasar laut melimpah dan terus-menerus mengganggu sedimen. Aktivitas tersebut biasanya menghancurkan tekstur mikroba halus sebelum dapat diawetkan.
Segala sesuatu tentang temuan ini menunjukkan bahwa struktur kerutan tidak seharusnya ada dalam konteks ini.
Martindale tahu bahwa klaim yang luar biasa memerlukan bukti yang kuat.
“Mari kita periksa setiap bukti yang dapat kita temukan untuk memastikan bahwa ini memang merupakan struktur riak di turbidit,” kata Martindale, karena struktur riak, biasanya berasal dari fotosintesis, “tidak boleh ditemukan di perairan dalam.”
Mencari bukti kehidupan mikroba purba
Tim peneliti dengan cermat mempelajari batuan tersebut untuk memastikan lingkungan di mana sedimen terbentuk dan asal biologis dari tekstur yang tidak biasa tersebut.
Pertama, mereka memverifikasi bahwa lapisan tersebut memang turbidit yang disimpan di perairan dalam. Selanjutnya, mereka mencari tanda-tanda kimia yang mungkin mengungkap apakah organisme hidup berperan dalam menciptakan struktur ini.
Analisis mereka menunjukkan konsentrasi karbon yang tinggi di lapisan sedimen tepat di bawah riak. Pengayaan karbon sering dikaitkan dengan aktivitas biologis dan memberikan petunjuk penting mengenai keterlibatan mikroba.
Para peneliti kemudian mencari jawabannya di lautan modern.
Rekaman video yang dikumpulkan oleh kapal selam yang dioperasikan dari jarak jauh telah mengungkapkan bahwa lapisan mikroba dapat terbentuk bahkan di bagian laut jauh di bawah zona fotik, lapisan atas yang diterangi matahari tempat terjadinya fotosintesis. Alih-alih bergantung pada sinar matahari, komunitas ini dibangun oleh bakteri kemosintetik.
Organisme kemosintetik menghasilkan energi dari reaksi kimia daripada sinar matahari. Beberapa diantaranya menggunakan senyawa seperti hidrogen sulfida atau metana sebagai bahan bakar, sehingga memungkinkan mereka berkembang di lingkungan gelap di mana kehidupan fotosintesis tidak dapat bertahan.
Bakteri laut dalam mungkin yang menyebabkan kerutan
Ketika bukti geologi, data kimia, dan pengamatan modern terhadap dasar laut diperiksa bersama-sama, para peneliti menyimpulkan bahwa mereka telah mengidentifikasi struktur kerutan kemosintetik yang terawetkan dalam rekaman batuan.
Menurut penjelasan yang mereka ajukan, aliran turbidit mengantarkan nutrisi dan bahan organik ke dasar laut dalam. Ketika bahan ini terurai, kadar oksigen dalam sedimen menurun, menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi mikroba kemosintetik.
Selama interval tenang antara aliran puing-puing bawah air, lapisan bakteri dapat menyebar ke permukaan sedimen. Seiring waktu, tikar ini mengembangkan kerutan khas yang tersimpan di bebatuan.
Seringkali, aliran puing-puing berikutnya akan membersihkan lapisan mikroba. Namun terkadang, kondisi memungkinkan permadani dan tekstur keriputnya terkubur dan dilestarikan selama jutaan tahun.
Memperluas penelitian anak usia dini
Martindale berharap eksperimen laboratorium di masa depan akan membantu para ilmuwan lebih memahami bagaimana struktur ini terbentuk di lingkungan laut dalam.
Penemuan ini juga bisa memperluas pemikiran ilmiah mengenai struktur kerutan. Secara tradisional, para peneliti mengasosiasikan mereka hampir secara eksklusif dengan lapisan mikroba fotosintetik yang hidup di perairan dangkal. Hasil baru ini menunjukkan bahwa komunitas kemosintetik juga dapat menghasilkan karakteristik serupa.
Jika demikian, para ahli geologi mungkin perlu meninjau kembali lingkungan yang sebelumnya dianggap sebagai tempat yang tidak mungkin untuk melestarikan jejak ekosistem mikroba purba.
“Struktur kerutan adalah bukti yang sangat penting dalam awal evolusi kehidupan,” kata Martindale. Dengan mengabaikan kemungkinan keberadaannya dalam turbidit, “kita bisa kehilangan elemen kunci dalam sejarah kehidupan mikroba”.
Penemuan ini memunculkan kemungkinan yang menarik: Beberapa petunjuk tentang masa lalu mikroba masa lalu mungkin tersembunyi di tempat yang tidak pernah terpikirkan oleh para ilmuwan untuk dilihat.
