Peneliti Temukan Ekosistem Unik di Bawah Es Antartika

Lapisan es tebal yang menyelimuti Antartika ternyata menyembunyikan ekosistem yang mampu bertahan dalam kondisi ekstrem. Penelitian menggunakan teknologi pengeboran, radar, dan kendaraan kendali jarak jauh mulai mengungkap kehidupan di lingkungan yang terisolasi selama ribuan tahun, sebagaimana dilansir dari Detik iNET. Temuan tersebut memperlihatkan bahwa kehidupan tidak selalu bergantung pada sinar Matahari.

Sejumlah mikroorganisme di bawah lapisan es memperoleh energi melalui reaksi kimia, sementara perairan yang tersembunyi menyimpan beragam organisme yang belum sepenuhnya dipahami ilmuwan. Peluang untuk mempelajari dasar laut Antartika muncul pada Januari 2025, ketika bongkahan besar Beting Es George VI terlepas. Peristiwa itu membuka wilayah dasar laut yang sebelumnya tertutup lapisan es setebal 150 m.

Para peneliti mengirimkan kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh untuk menyelidiki kawasan tersebut. Mereka menemukan berbagai organisme, termasuk spons, laba-laba laut, anemon, dan gurita, yang hidup dalam ekosistem kaya meskipun kawasan itu telah terpisah dari sinar Matahari selama berabad-abad.

Penemuan di dasar laut tersebut menjadi bagian dari gambaran yang lebih luas mengenai kehidupan tersembunyi di Antartika. Dr. John Priscu, profesor ekologi Montana State University, terlibat sebagai peneliti utama dalam dua misi yang berhasil mencapai danau di bawah es serta mengumpulkan sampel yang kaya mikroba.

"Ada biosfer belum terjelajahi di bawah sana," kata Dr. John Priscu.

Danau subglasial merupakan perairan yang berada di bawah lapisan es. Banyak di antaranya telah terisolasi dari atmosfer dan lautan selama ribuan tahun, bahkan mungkin jutaan tahun, sehingga organisme di dalamnya berpeluang berkembang secara terpisah dari kehidupan di wilayah lain Bumi. Meski demikian, penelitian yang dilakukan sejauh ini baru mencakup sebagian kecil danau tersebut. Para ilmuwan memperkirakan terdapat lebih dari 700 danau di bawah lapisan es Antartika, dengan masing-masing berpotensi menyimpan komunitas organisme yang berbeda.

Teknologi mengungkap danau di bawah es

Di balik lapisan es Antartika terdapat bentang alam yang beragam, mulai dari pegunungan dan lembah hingga perbukitan serta dataran. Gambaran mengenai wilayah tersembunyi ini mulai terungkap ketika para ilmuwan menggunakan radar udara pada 1970-an untuk mengukur ketebalan es dan memetakan permukaan di bawahnya. Pada 1990-an, pengamatan satelit menambah ketelitian pemetaan tersebut.

Data satelit yang dipadukan dengan pengukuran radar dan seismik membantu peneliti mengenali lebih banyak danau subglasial, termasuk Danau Vostok yang ditemukan pada 1996. Danau Vostok memiliki luas permukaan 16.000 km2 dan kedalaman lebih dari 1.000 m di sejumlah titik. Danau air tawar ini berada di bawah lapisan es setebal 3.700 m dan termasuk salah satu danau air tawar terbesar di dunia.

Penelitian awal terhadap Danau Vostok dilakukan oleh peneliti Rusia. Sebuah stasiun penelitian kutub Rusia dibangun tepat di atas danau tersebut pada 1950-an, kemudian ilmuwan mengebor lebih dari 3,5 km ke dalam es untuk memperoleh sampel inti es.

Melalui lubang pengeboran yang tersedia, para peneliti mengumpulkan sampel air danau yang membeku pada akhir 1990-an. Pengambilan sampel air danau secara langsung menyusul pada 2013, menghasilkan temuan genetik yang menarik sekaligus memunculkan perdebatan mengenai kemungkinan kontaminasi.

Tantangan memastikan sampel tidak terkontaminasi

Analisis sampel Danau Vostok mengidentifikasi materi genetik dari lebih dari 3.500 spesies, termasuk bakteri, organisme akuatik, dan jamur. Sebagian materi genetik tersebut memiliki kemiripan dengan spesies yang ditemukan di lingkungan lain di Bumi.

Namun, hasil tersebut belum sepenuhnya diterima sebagai bukti kehidupan asli danau. Sejumlah peneliti menilai bahwa banyak organisme mungkin masuk ke dalam es selama proses pengeboran, sehingga sampel dari Danau Vostok berpotensi mengalami kontaminasi. Upaya penelitian lain dilakukan pada Januari 2013 melalui proyek Amerika Serikat bernama WISSARD (Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling). Tim proyek ini mengebor lapisan es setebal 800 m untuk mencapai Danau Whillans di Antartika Barat.

Analisis genetik terhadap sampel dari Danau Whillans menunjukkan bahwa mikroba yang ditemukan bukan hasil kontaminasi. Penelitian lanjutan mengungkap bakteri dan virus yang menyerang bakteri tersebut memiliki karakteristik unik serta berevolusi secara terpisah dari organisme di wilayah lain Bumi. Temuan ini penting karena memperlihatkan adanya komunitas mikroorganisme yang dapat bertahan tanpa bergantung pada energi dari fotosintesis. Dengan demikian, ekosistem di bawah es menyediakan contoh kehidupan yang menggunakan sumber energi berbeda dari sebagian besar ekosistem di permukaan Bumi.

Bagaimana mikroba bertahan tanpa sinar Matahari

Di banyak ekosistem, sinar Matahari menyediakan energi bagi organisme melalui fotosintesis. Namun, mikroba yang hidup di danau subglasial dapat memanfaatkan energi dari reaksi kimia yang melibatkan bahan-bahan di lingkungan sekitarnya. Sejumlah mikroorganisme memperoleh energi dari hidrogen yang dilepaskan ketika batuan mengalami penghancuran, serta dari senyawa yang melibatkan metana, besi, dan belerang.

Mekanisme tersebut dikenal sebagai kemolitoautotrofi, yaitu proses memperoleh energi melalui reaksi kimia dengan memanfaatkan senyawa anorganik. Dr. Trista Vick-Majors, asisten profesor ilmu biologi Michigan Technological University, menjelaskan keistimewaan lingkungan tersebut melalui pernyataannya.

"Danau-danau ini adalah salah satu dari sedikit tempat, mungkin satu-satunya, di mana Anda dapat menemukan ekosistem yang benar-benar beroperasi terpisah dari energi fotosintesis," ungkap Dr. Trista Vick-Majors.

Keberadaan mikroba yang mampu hidup dengan sumber energi kimia memperlihatkan keragaman strategi bertahan hidup di Bumi. Namun, karena sebagian besar danau subglasial belum diteliti secara langsung, lingkungan di bawah lapisan es Antartika masih menyimpan banyak pertanyaan yang belum terjawab.