Sebuah studi baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal mBio telah mengungkap mekanisme biologis mengejutkan yang bekerja secara diam-diam di atmosfer: bakteri yang hidup di dalam tetesan kabut secara aktif tumbuh dan mengonsumsi polutan beracun, termasuk formaldehida. Penemuan ini menantang asumsi lama bahwa mikroba di atmosfer hanyalah penumpang pasif, yang melayang di udara dalam keadaan tidak aktif.
Lautan Mikroskopis di Langit
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan mengetahui bahwa atmosfer mengandung sejumlah besar sel bakteri—mulai dari ribuan hingga jutaan per meter kubik. Namun, masih belum jelas apakah mikroba ini hidup dan aktif atau hanya partikel tidak aktif yang diangkut oleh angin.
Thi Thuong Thuong Cao, seorang Ph.D. mahasiswa di Arizona State University (ASU), dan rekan-rekannya berusaha menjawab pertanyaan ini dengan memeriksa peristiwa kabut radiasi di Pennsylvania tengah. Selama periode dua tahun, mereka menganalisis 32 peristiwa kabut yang berbeda, dan memperlakukan kabut sebagai habitat mikroba yang unik.
Temuan ini mengungkap ekosistem padat dan dinamis yang tersembunyi di balik kabut:
- Kepadatan Tinggi: Meskipun kurang dari 1% tetesan kabut mengandung bakteri, konsentrasi agregatnya sangat mencengangkan. Profesor Ferran Garcia-Pichel dari ASU mencatat bahwa kepadatan bakteri dalam kabut sebanding dengan kepadatan bakteri di lautan.
- Volume Kehidupan: Air kabut seharga satu bidal mengandung sekitar 10 juta bakteri.
Methylobacteria: Petugas Kebersihan Kabut
Di antara beragam populasi mikroba, satu kelompok menonjol: methylobacteria. Dengan membandingkan sampel udara yang diambil sebelum dan sesudah peristiwa kabut, para peneliti mengamati pola yang berbeda. Udara kering sebelum terbentuknya kabut mengandung tingkat bakteri yang lebih rendah, sedangkan sampel setelah kabut menunjukkan peningkatan yang signifikan.
Analisis mikroskopis menegaskan bahwa bakteri ini tidak hanya ada; mereka berkembang pesat. Tim mengamati sel-sel yang bertambah besar dan membelah, menunjukkan pertumbuhan aktif. Yang terpenting, pertumbuhan ini dipicu oleh formaldehida, polutan udara yang umum dan berbahaya.
“Kami mengamatinya di bawah mikroskop untuk melihat bahwa, ya, bakterinya semakin besar dan membelah, sehingga terjadi pertumbuhan,” kata Cao. “Kami juga menemukan bahwa mereka menggunakan formaldehida sebagai makanan untuk mendukung pertumbuhan mereka.”
Mengapa Ini Penting: Membersihkan Udara di Malam Hari
Formaldehida adalah senyawa organik yang mudah menguap yang berkontribusi terhadap kabut ozon di permukaan tanah dan menimbulkan risiko kesehatan yang serius bagi manusia. Biasanya, bahan kimia atmosfer yang menguraikan polutan tersebut didorong oleh sinar matahari. Pada malam hari, ketika kabut radiasi sering terbentuk, reaksi kimia melambat secara signifikan sehingga memungkinkan polutan terakumulasi.
Penemuan metilobakteri aktif mengubah narasi ini. Mikroba ini tidak bergantung pada sinar matahari. Sebaliknya, mereka memetabolisme formaldehida, memecahnya menjadi karbon dioksida. Proses ini memiliki dua tujuan:
- Ketahanan hidup: Pada konsentrasi tinggi, formaldehida bersifat racun bagi bakteri. Dengan memecahnya, mereka menjaga tingkat bahan kimia pada ambang batas yang dapat dikelola untuk kelangsungan hidup mereka.
- Kualitas Udara: Aktivitas biologis ini secara efektif menghilangkan polutan berbahaya dari udara selama proses pembersihan kimia tradisional tidak aktif.
“Merupakan hal yang relatif baru bahwa orang-orang mulai mengamati aktivitas biologis di awan, jadi masih banyak hal yang belum kami pahami,” kata Profesor Pierre Herckes di ASU. “Pada malam hari… kimia sebagian besar didorong oleh Matahari dan cahaya. Namun jika bakteri masih melakukan tugasnya bahkan pada malam hari, hal ini bisa menjadi hal yang penting.”
Sebuah Perbatasan Baru dalam Ilmu Atmosfer
Penelitian yang berjudul “Pertumbuhan dan degradasi formaldehida Methylobacterium fotoheterotrofik dalam kabut radiasi,” menyoroti kesenjangan dalam pemahaman kita tentang biologi atmosfer. Para peneliti menekankan bahwa kabut bukan hanya fenomena cuaca tetapi merupakan lingkungan hidup yang kompleks.
Beberapa pertanyaan penting masih tersisa untuk penelitian di masa depan:
* Apakah jenis kabut yang berbeda menampung komunitas bakteri yang berbeda?
* Polutan apa lagi yang mungkin dikonsumsi oleh mikroba ini?
* Seberapa signifikan dampak proses biologis ini terhadap kualitas udara regional secara keseluruhan?
“Langit adalah batasnya, tidak ada permainan kata-kata yang dimaksudkan,” kata Garcia-Pichel, menggarisbawahi banyak hal yang tidak diketahui di dunia miniatur atmosfer ini.
Kesimpulan
Kehadiran bakteri aktif pemakan polutan dalam kabut mengungkap lapisan pengaturan atmosfer yang sebelumnya terabaikan. Dengan memecah bahan kimia beracun seperti formaldehida pada malam hari, organisme mikroskopis ini memainkan peran penting, meskipun tidak kentara, dalam menjaga kualitas udara. Hal ini menunjukkan bahwa biologi dan kimia atmosfer lebih saling terkait daripada yang diperkirakan sebelumnya.
