Para ilmuwan telah menunjukkan suhu terendah di mana kehidupan sederhana dapat hidup dan tumbuh.
Kredit foto: Anne Froehlich
Penelitian yang dipublikasikan di PLoS One ini mengungkapkan bahwa di bawah -20 ° C, organisme bersel tunggal mengalami dehidrasi, yang menjadikannya dalam keadaan vitrifikasi - seperti kaca - di mana mereka tidak dapat menyelesaikan siklus hidup mereka.
Para peneliti mengusulkan bahwa, karena organisme tidak dapat bereproduksi di bawah suhu ini, -20 ° C adalah batas suhu terendah untuk kehidupan di Bumi.
Para ilmuwan menempatkan organisme bersel tunggal di media berair, dan menurunkan suhu. Ketika suhu turun, medianya mulai berubah menjadi es dan ketika kristal es tumbuh, air di dalam organisme merembes keluar untuk membentuk lebih banyak es. Ini membuat sel-sel pertama-tama mengalami dehidrasi, dan kemudian mengalami vitrifikasi. Setelah sebuah sel mengalami vitrifikasi, para ilmuwan tidak lagi menganggapnya hidup karena tidak dapat bereproduksi, tetapi sel-sel dapat dihidupkan kembali ketika suhu naik lagi.Fase vitrifikasi ini mirip dengan kondisi masuknya biji tanaman saat mereka mengering.
‘Hal yang menarik tentang vitrifikasi adalah bahwa secara umum sel akan bertahan hidup, di mana sel tidak akan bertahan beku, jika Anda membeku secara internal Anda mati. Tetapi jika Anda dapat melakukan vitrifikasi yang terkontrol, Anda dapat bertahan hidup, 'kata Profesor Andrew Clarke dari Survei Antartika Inggris NERC, penulis utama penelitian ini. ‘Setelah sel di-vitrifikasi, ia dapat terus bertahan hingga suhu yang sangat rendah. Itu tidak bisa berbuat banyak sampai pemanasan. '
Gambar melalui Planet Earth Onlne
Organisme yang lebih kompleks dapat bertahan hidup pada suhu yang lebih rendah karena mereka mampu mengendalikan medium sel yang berada dalam batas tertentu.
"Bakteri, ganggang bersel tunggal dan jamur bersel satu - yang jumlahnya sangat banyak di dunia - hidup bebas karena mereka tidak bergantung pada organisme lain," jelas Clarke.
‘Segala sesuatu yang lain, seperti pohon dan hewan dan serangga, memiliki kemampuan untuk mengontrol cairan yang mengelilingi sel-sel internal mereka. Dalam kasus kami itu adalah darah dan getah bening. Dalam organisme yang rumit sel-sel duduk di lingkungan yang dapat dikendalikan oleh organisme. Organisme hidup bebas tidak memiliki ini; jika es terbentuk di lingkungan, mereka tunduk pada semua tekanan yang menyiratkan. "
Jika sel yang hidup bebas mendingin terlalu cepat, ia tidak akan bisa mengalami dehidrasi dan vitrifikasi; alih-alih itu akan membeku dan tidak akan bertahan.
Ini sedikit menjelaskan mengapa melestarikan makanan menggunakan cara pembekuan yang dalam. Sebagian besar freezer kulkas beroperasi pada suhu hampir -20 ° C. Studi ini menunjukkan bahwa suhu ini berfungsi karena jamur dan bakteri tidak dapat berkembang biak dan merusak makanan.
"Kami sangat senang bahwa kami memiliki hasil yang memiliki relevansi yang lebih luas, karena memberikan mekanisme mengapa freezer dalam negeri sesukses mereka," kata Clarke.
Para ilmuwan percaya bahwa batas suhu yang mereka temukan adalah universal, dan di bawah -20 ° C bentuk sederhana kehidupan uniseluler tidak dapat tumbuh di Bumi. Selama studi mereka melihat berbagai organisme bersel tunggal yang menggunakan berbagai sumber energi yang berbeda, dari cahaya hingga mineral, untuk bermetabolisme. Setiap jenis tunggal mengandung vitrifikasi di bawah suhu ini.
‘Ketika Anda memiliki organisme bersel tunggal dan mendinginkannya sampai es terbentuk di media eksternal, dalam setiap kasus kami melihat sel-sel tersebut mengalami dehidrasi dan kemudian di vitrifikasi antara -10 ° C dan -25 ° C. Tidak ada pengecualian, 'jelas Clarke.
Studi ini didukung oleh dana dari NERC, Dewan Riset Eropa, dan National de la Recherche Agronomique.
Melalui Planet Bumi Online