Diposting Sabtu, 9 Oktober 2010 jam 10:16 am oleh Gun HS

Drama Evolusi Tanaman sebagai Pemicu Oksigenasi di Bumi

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Sabtu, 9 Oktober 2010 -


Sebuah tim ilmuwan internasional, yang mengeksplorasi teknik perintis di Arizona State University, telah mengambil langkah signifikan dengan membuka kunci rahasia oksigenasi dari lautan bumi dan atmosfer.

Evolusi banyaknya organisme di bumi sangat erat terkait dengan peningkatan oksigen di lautan dan atmosfer. Penelitian baru menunjukkan bahwa kehadiran ikan predator besar serta tumbuhan vaskular sekitar 400 juta tahun yang lalu bertepatan dengan peningkatan oksigen, ke tingkat yang sebanding dengan yang kita alami sekarang. Jika demikian, maka hewan-hewan yang berasal dari masa sebelum itu telah muncul dan berkembang dalam kondisi oksigen yang lebih rendah daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Para peneliti, termasuk kolaborator dari Harvard, Denmark, Swedia dan Inggris, membuat penggunaan metode yang dikembangkan di ASU oleh Ariel Anbar, seorang profesor di departemen kimia dan biokimia dan Sekolah Eksplorasi Bumi dan Ruang Angkasa di College of Liberal Arts and Sciences, beserta kelompok penelitiannya. Metode ini dapat digunakan untuk memperkirakan kadar oksigen global di lautan purba dari komposisi kimia sedimen dasar laut purba.

Temuan penting mereka disajikan dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), berjudul “Devonian rise in atmospheric oxygen correlated to radiations of terrestrial plants and large predatory fish“.

“Telah ada banyak spekulasi selama bertahun-tahun tentang apakah oksigen di atmosfer sudah mantap atau variabel selama 500 juta tahun terakhir,” jelas Anbar, yang memimpin Program Astrobiology ASU. “Ini merupakan era selama hewan dan tanaman darat muncul dan berkembang. Jadi itu pertanyaan mendalam dalam memahami sejarah kehidupan. Penemuan baru ini tidak hanya menunjukkan bahwa kadar oksigen bervariasi, tetapi juga variasi memiliki konsekuensi langsung bagi evolusi hidup yang kompleks.”

Bumi telah berusia 4.500 juta tahun. Kehidupan mikroba mungkin telah berkembang di lautan untuk sebagian besar waktu itu. Namun, sampai sekitar 2.300 juta tahun yang lalu, atmosfer hanya mengandung jejak oksigen. Selama waktu itu, beberapa jenis mikroba di lautan kemungkinan menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan dari fotosintesis. Tetapi jumlah mereka yang dihasilkan tidak cukup untuk mengumpulkan banyak di atmosfer dan lautan. Keadaan berubah dengan “Masa Besar Oksidasi”, yang terjadi 2.300 juta tahun yang lalu. Tingkat oksigen bangkit kembali sekitar 550 juta tahun yang lalu. Hewan-hewan pertama yang muncul dalam catatan fosil saat ini, menandai awal sebuah era yang ahli geologi sebut “Fanerozoikum” – berasal dari bahasa Ynunani yang artinya “hewan-hewan bukti”.  Kerja baru ini mengeksplorasi bagaimana kadar oksigen berubah selama Fanerozoikum.

Seekor hiu panser (ikan predator dengan panjang lebih besar dari 30 kaki) adalah konsekuensi dari masa oksigenasi di bumi 400 juta tahun yang lalu. (Kredit: Staffan Waerndt / Museum Sejarah Alam Swedia)

Studi baru ini dipimpin oleh Tais W. Dahl selagi ia adalah seorang sarjana pasca-doktoral di Harvard. Dahl menghabiskan beberapa bulan di laboratorium Anbar di ASU selama penelitian sarjana mempelajari bagaimana membuat pengukuran yang diperlukan dari Gwyneth Gordon, Ph.D., yang juga seorang penulis makalah ini. Penulis lain termasuk ahli geokimia Don Canfield, mentor Dahl Ph.D. di Universitas Southern Denmark, beserta seorang ahli paleontologi Andrew Knoll, mentor Dahl pascdoktoral di Harvard.

Dahl kembali ke ASU untuk melakukan pengukuran bagi studi ini, yang melibatkan pengukuran jumlah relatif isotop yang berbeda pada unsur molibdenum dalam bebatuan disebut “serpih-serpih hitam”. Bebatuan ini terbentuk dari sedimen laut kuno.

Isotop adalah atom dari suatu elemen, dalam  kasus molibdenum ini, yang berbeda hanya dalam massa dan karenanya dapat dengan mudah dibedakan dari satu sama lain. Molibdenum memiliki tujuh isotop yang stabil. Reaksi kimia berat difraksinasi dari isotop-isotop cahaya. Sebagai contoh, karbon 12 diperkaya oleh tiga persen pada tumbuhan yang relatif terhadap karbon dalam karbon dioksida di atmosfer. Demikian pula, isotop molibdenum difraksinasi selama penghapusan mereka dari air laut ke dalam sedimen laut. Besarnya fraksinasi ini sensitif terhadap kehadiran oksigen.

Data Dahl yang diperoleh di ASU mengungkapkan bahwa setidaknya ada dua tahap oksigenasi selama Fanerozoikum, dipisahkan oleh peristiwa oksigenasi 400 juta tahun yang lalu. Ini kesimpulan dari isotop molibdenum yang dikuatkan dengan munculnya ikan predator besar (panjangnya hingga 30 kaki) dalam catatan fosil 400 juta tahun yang lalu, bertepatan dengan kenaikan oksigen. Hewan dengan ukuran yang mengkonsumsi energi cepat, membutuhkan tingkat tinggi oksigen untuk metabolisme mereka. “Data Tais menunjukkan bahwa hewan awal berevolusi di lingkungan yang lebih kurang oksigen dari masa sekarang,” ujar Anbar. Masa oksigenasi yang baru ditemukan itu menjelaskan kehadiran yang membingungkan ikan ini dalam catatan fosil. “Ini selalu memuaskan ketika kita dapat menunjukkan bagaimana perubahan lingkungan melaju evolusi biologi,” jelas Anbar.

“Tapi pemicu [oksigen] sebenarnya adalah bahwa data ini juga menunjukkan yang sebaliknya – bahwa inovasi biologis dapat mendorong perubahan lingkungan” lanjut Anbar. Dia menunjuk fakta bahwa tumbuhan vaskular juga muncul dalam catatan fosil sekitar 400 juta tahun yang lalu. Tubuh tanaman seperti terurai dengan kesulitan, sehingga memudahkan untuk karbon organik dikubur di dalam sedimen. Ketika itu terjadi, karbon organik – yang dihasilkan oleh fotosintesis – tidak tersedia untuk reaksi dengan oksigen. Konsekuensinya adalah peningkatan jumlah oksigen di lingkungan.

“Ini adalah situasi dorong-aku-tarik-Anda,” jelas Anbar. Inovasi biologis dari tumbuhan vaskular menyebabkan penguburan karbon yang lebih banyak, dan karenanya lebih banyak oksigen. Kemudian, kenaikan oksigen memungkinkan hewan yang lebih besar untuk berkembang. “Ini merupakan contoh yang bagus dari apa yang kita sebut “evolusi pendamping” dari kehidupan dan lingkungan,” puji Anbar “Para ahli Geosains banyak yang membicarakan ide ini, tapi kita jarang menemukan contoh yang bagus.”

Karya ini didukung oleh Danish National Research Foundation, Danish Council for Independent Research, the Swedish Research Council, tim institut NASA Astrobiology di ASU, dan NASA Exobiology Program.

Sumber: sciencedaily.com
Berita di atas berasal dari bahan-bahan yang disediakan oleh Arizona State University.
Referensi Jurnal:
T. W. Dahl, E. U. Hammarlund, A. D. Anbar, D. P. G. Bond, B. C. Gill, G. W. Gordon, A. H. Knoll, A. T. Nielsen, N. H. Schovsbo, D. E. Canfield. Devonian rise in atmospheric oxygen correlated to the radiations of terrestrial plants and large predatory fish. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1011287107

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.