Mikroba, Penyebab Kepunahan Massal 252 Juta Tahun Lalu?

Dalam sejarah bumi, kepunahan massal diperkirakan terjadi 252 juta tahun lalu, dimana 90 persen spesis Bumi secara tiba-tiba hilang dan dikenal sebagai kepunahan massal terbesar yang pernah terjadi. Ilmuwan sampai saat ini masih belum mengetahui penyebab kepunahaan massal sebenarnya, mereka sulit memprediksi dan berbagai pendapat kontroversial diungkapkan para ilmuwan. 

Tim peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) mungkin saja telah memberikan bukti baru yang cukup kuat, dan penyebab kepunahan massal terbesar Bumi disebabkan oleh mikroba. Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences oleh tim MIT, profesor geofisika Daniel Rothman, Postdoc Gregory Fournier dan peneliti lainnya dari Cina.

Mikroba Methanosarcina, Dalang Kepunahan Massal Terbesar Dunia

Dalam beberapa teori yang pernah diungkapkan berbagai ilmuwan, spekulasi penyebab kepunahan massal karena jatuhnya asteroid besar, letusan gunung berapi, dan berbagai pendapat lain yang terkadang sulit diterima secara logika. Tetapi dalam penelitian kali ini, metana membentuk mikroba Archea atau disebut Methanosarcina yang secara tiba-tiba menyebar di lautan yang memuntahkan gas metana luar biasa ke atmosfer bumi. 

Secara dramatis proses Methanosarcina telah mengubah iklim dan kimia lautan. Letusan gunung berapi tidak sepenuhnya bertanggung jawab sebagai penyebab kepunahan massal, tetapi pertumbuhan mikroba telah memberi kemampuan khusus untuk menggunakan sumber daya kaya karbon organik, kemudian nutrisi seperti elemen Nikel dipancarkan melalui vulkanisme besar.

Bukti geokimia menunjukkan peningkatan eksponensial karbon dioksida di lautan pada periode Permian Akhir. Genetik juga menunjukkan perubahan dalam Methanosarcina yang memungkinkan terjadinya produksi utama metana dari akumulasi karbon dioksida dalam air. Pada akhirnya, sedimen menunjukkan peningkatan elemen nikel secara mendadak dan tersimpan sampai saat ini.

Methanosarcina adalah genus dari Euryarchaeota Archaea yang menghasilkan metana, satu-satunya metanogen anaerobik yang dikenal  menghasilkan metana menggunakan ketiga jalur metabolik (dikenal metanogenesis). Kebanyakan metanogen memproduksi metana dari karbon dioksida dan gas hidrogen, yang lainnya menggunakan asetat dalam jalur acetoclastic. Selain dua jalur diatas, spesies Methanosarcina juga dapat memetabolisme senyawa karbon alkohol melalui metanogenesis methylotrophic, dan senyawa satu-karbon tersebut termasuk methylamines, methanol, dan methyl thiols.

Karbon dioksida menyebabkan peningkatan signifikan gas metana yang diproduksi pada saat terjadinya kepunahan massal. Beberapa peneliti berpendapat bahwa gas-gas ini mungkin telah dikeluarkan dari gunung berapi yang pada akhirnya menciptakan Siberian Trap (formasi luas batuan vulkanik dihasilkan dari letusan gunung). Tetapi dalam catatan penelitian tim MIT, letusan gunung berapi tidak cukup menjelaskan adanya karbon dioksida yang terdapat dalam sedimen, bahkan perubahan karbon dari waktu ke waktu tidak sesuai dengan perkiraan model vulkanik.

Menurut Fournier, karbon dioksida yang dimuntahkan gunung berapi akan diikuti penurunan secara bertahap. Tetapi sebaliknya penyebaran karbon dioksida sangat cepat dan terus meningkat, hal ini menunjukkan adanya ekspansi mikroba. Pertumbuhan populasi mikroba merupakan fenomena yang mampu meningkatkan produksi karbon, atau bahkan lebih cepat dari perkiraan ilmuwan.

Mikroba Methanosarcina mampu membuat metana sangat cepat, melalui transfer gen dari mikroba lain terjadi sekitar periode Permian Akhir. Studi genetik menyatakan adanya lonjakan pertumbuhan drastis, mikroba lebih cepat mengkonsumsi cadangan karbon organik yang tersimpan dalam sedimen laut.

Mikroba Methanosarcina tidak akan mampu berkembang biak secara cepat jika tidak memiliki nutrisi mineral yang tepat untuk mendukung kehidupan. Mikroba tertentu justru membatasi nikel, hal ini diperoleh dari analisis sedimen di Cina, dan meningkat secara drastis setelah letusan Siberia, sehingga menghasilkan deposito nikel terbesar didunia. Nutrisi elemen nikel inilah yang menyediakan makanan untuk pertumbuhan mikroba Methanosarcina.

Lonjakan metana menghasilkan efek yang sama dengan prediksi model terbaru perubahan suhu global, seperti yang terlihat saat ini terjadi kenaikan suhu ekstrim dan dikombinasikan dengan pengasaman lautan. Hampir semua organisme lautan musnah pada saat kepunahan massal periode Permian Akhir, berdasarkan pengamatan bahwa kerang tidak terbentuk di perairan asam.