Ekstremofil
Ekstremofil (dari bahasa Latin extremus yang berarti "ekstrem" dan bahasa Yunani philiā (φιλία) yang berarti "cinta") adalah mikrob yang menyukai lingkungan habitat ekstrem untuk kelangsungan hidupnya. Mikrob-mikrob ini justru tidak dapat berkembang di lingkungan di mana sebagian besar makhluk hidup lain dapat hidup dengan nyaman di dalamnya.[1]
Sebagai contoh, hipertermofil mempunyai enzim yang sangat stabil dan hanya dapat bereaksi pada suhu tinggi. Enzim seperti ini sangat ideal untuk proses reaksi dalam industri. Enzim yang tidak rusak ketika bereaksi dan tahan lama dalam suhu tinggi menjadi sangat diperlukan oleh industri makanan atau minuman.[2]
Karakteristik
Pada 1980-an dan 1990-an, para ahli biologi menemukan bahwa kehidupan mikrob memiliki fleksibilitas besar untuk bertahan hidup di lingkungan yang ekstrem — relung yang bersifat asam atau sangat panas, misalnya — yang akan sepenuhnya tidak ramah bagi organisme kompleks. Beberapa ilmuwan bahkan menyimpulkan bahwa kehidupan mungkin telah dimulai di Bumi dalam lubang hidrotermal yang berada jauh di bawah permukaan laut.[3]
Menurut ahli astrofisika Steinn Sigurdsson, "Ada spora bakteri yang ditemukan berusia 40 juta tahun di Bumi — dan kita tahu mereka sangat tahan terhadap radiasi."[4] Beberapa bakteri ditemukan hidup dalam kondisi dingin dan gelap di sebuah danau yang terkubur setengah mil di bawah es di Antartika,[5] dan di Palung Maria, tempat terdalam di lautan Bumi.[6][7] Beberapa mikroorganisme telah ditemukan tumbuh subur di dalam batuan hingga 1.900 kaki (580 m) di bawah dasar laut yang memiliki kedalaman 2.600 m di lepas pantai barat laut Amerika Serikat.[6][8] Menurut salah satu peneliti, "Anda dapat menemukan mikrob di mana-mana—mereka sangat mudah beradaptasi dengan kondisi, dan bertahan hidup di mana pun mereka berada."[6] Kunci adaptasi ekstrofil adalah komposisi asam amino mereka, yang mempengaruhi kemampuan pelipatan protein mereka dalam kondisi tertentu.[9] Mempelajari lingkungan ekstrem di Bumi dapat membantu para peneliti memahami batasan kelayakhunian di dunia lain.[10]
Tom Gheysens dari Universitas Ghent di Belgia dan beberapa rekannya telah mempresentasikan temuan penelitian yang menunjukkan spora dari spesies bakteri Bacillus bertahan dan masih dapat hidup setelah dipanaskan hingga suhu 420 °C (788 °F).[11]
| Batas dari kehidupan yang dikenal di Bumi.[12] | |||
|---|---|---|---|
| Faktor | Lingkungan/sumber | Batas | Contohnya |
| Suhu tinggi | Ventilasi hidrotermal bawah laut | 110 °C hingga 121 °C[12] | Pyrolobus fumarii, Pyrococcus furiosus |
| Suhu rendah | Es | -20 °C hingga -25 °C[13] | Synechococcus lividus |
| Sistem basa | Danau soda | pH>11[12] | Psychrobacter, Vibrio, Arthrobacter, Natronobacterium |
| Sistem asam | Mata air vulkanik, drainase tambang asam | pH -0,06 hingga 1,0[12] | Bacillus, Clostridium paradoxum |
| Radiasi pengion | Sinar kosmik, sinar-X, peluruhan radioaktif | 1.500 hingga 6.000 Gy[12] | Deinococcus radiodurans, Rubrobacter, Thermococcus gammatolerans |
| Radiasi UV | Sinar matahari | 5.000 J/m2[12] | Deinococcus radiodurans, Rubrobacter, Thermococcus gammatolerans |
| Tekanan tinggi | Palung Mariana | 1.100 bar[12] | Pyrococcus sp. |
| Salinitas | Konsentrasi garam tinggi | aw ~ 0,6[12] | Halobacteriaceae, Dunaliella salina |
| Pengeringan | Gurun Atacama (Chili), McMurdo Dry Valleys (Antartika) | ~ 60% kelembaban relatif [12] | Chroococcidiopsis |
| Kerak dalam | diakses di beberapa tambang emas | Halicephalobus mephisto, Mylonchulus brachyurus, arthropoda yang tidak dikenal | |
Jenis-jenis ekstremofil
Ekstremofil memiliki beragam jenis dan habitat yang bervariasi, dari suhu yang sangat rendah hingga sangat tinggi ataupun di lingkungan yang sangat asam. Jenis-jenisnya antara lain:[14]
Asidofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada tingkat pH 3,0 atau di bawahnya.
Alkalifil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada tingkat pH 9.0 atau lebih.
Endolith
Organisme yang hidup di ruang mikroskopis dalam batuan, seperti pori-pori di antara butiran agregat. Organisme ini juga bisa disebut endolith, sebuah istilah yang juga mencakup organisme yang mengisi celah, akuifer, dan patahan yang diisi dengan air tanah di bawah permukaan dalam.
Halofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada konsentrasi garam terlarut 50 g/L (= 5% m/v) atau lebih.
Hipertermofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada suhu di atas 80 °C (176 °F).
Hipolith
Organisme yang hidup di bawah bebatuan di gurun yang dingin.
Metalotoleran
Mampu menoleransi kadar tinggi logam berat terlarut dalam larutan, seperti tembaga, kadmium, arsenik, dan seng. Contohnya termasuk Ferroplasma sp., Cupriavidus metallidurans dan GFAJ-1.[15][16][17]
Oligotrof
Organisme dengan pertumbuhan optimal dalam lingkungan dengan nutrisi terbatas.
Osmofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal di lingkungan dengan konsentrasi gula tinggi.
Piezofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal dalam tekanan hidrostatik di atas 10 MPa (= 99 atm = 1.450 psi). Disebut juga sebagai barofil.
Poliekstremofil
Organisme yang memenuhi syarat sebagai ekstremofil dalam lebih dari satu kategori.
Psikrofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada suhu 15 °C (59 °F) atau lebih rendah.
Radioresistan
Organisme tahan terhadap radiasi pengion tingkat tinggi, paling sering radiasi ultraviolet. Kategori ini juga termasuk organisme yang mampu bertahan dari radiasi nuklir.
Termofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada suhu di atas 45 °C (113 °F).
Xerofil
Organisme dengan pertumbuhan optimal pada aktivitas air di bawah 0,8.
Lihat pula
- Ekstremotrofi
- Daftar mikroorganisme yang diuji di luar angkasa
- Tardigrada
- Proyek RISE
