Fotosintesis dan Pembentukan Kehidupan
Berbicara mengenai fotosintesis, maka secara otomatis kita akan berbicara mengenai pembentukan kehidupan. Hal ini dikarenakan peran fotosintesis yang tidak dapat dipisahkan dari perkembangan bumi dari kumpulan zat sederhana hingga menjadi peradaban yang kompleks seperti saat ini. Fotosintesis merupakan suatu proses dimana tumbuhan hijau dan organisme tertentu lainnya mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Pada tumbuhan hijau, fotosintesis berfungsi untuk menangkap energi cahaya yang kemudian digunakan untuk mengubah air menjadi zat karbon.
Peran fotosintesis sangatlah penting bagi seluruh makhluk hidup di bumi. Jika fotosintesis berhenti, maka bahan organik yang dapat dimanfaatkan sebagai makanan di bumi akan berkurang. Selanjutnya, sebagian organisme akan lenyap dan atmosfer di bumi akan mengalami krisis oksigen dalam bentuk gas. Pada kondisi ini, satu-satunya organisme yang dapat hidup adalah bakteri kemosintetik, yang dapat memanfaatkan energi kimia dari senyawa anorganik sehingga tidak bergantung pada konversi energi cahaya. Mengingat begitu pentingnya peran fotosintesis dalam menyokong kehidupan di bumi, perlu juga diketahui kapan proses fotosintesis ini terjadi untuk pertama kalinya serta siapakah aktor yang memerankan peran penting ini.
Kapan Fotosintesis Dimulai?
Fotosintesis adalah proses perubahan sinar matahari menjadi energi yang diperlukan tumbuhan. Fotosintesis bisa datang dalam dua bentuk, yaitu menghasilkan oksigen dan tidak menghasilkan oksigen. Bentuk penghasil oksigen biasanya diasumsikan membutuhkan waktu lebih lama untuk berevolusi, terutama dengan munculnya cyanobacteria atau alga biru-hijau sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu.
Baru-baru ini, penelitian baru menemukan bahwa enzim yang mampu melakukan proses kunci dalam fotosintesis oksigenik (memecah air menjadi hidrogen dan oksigen) sebenarnya telah ada pada beberapa bakteri yang paling awal muncul. Bukti berawalnya suatu kehidupan di bumi yang berusia lebih dari 3,4 miliar tahun. Beberapa penelitian lainnya menunjukkan bahwa kehidupan paling awal bisa jadi memiliki umur yang lebih tua dari empat miliar tahun jika ditinjau dari keberadaan bakteri sebelum cyanobacteria.
Terdapat pula bukti sugestif bahwa organisme fotosintetik hadir sekitar 3,2 hingga 3,5 miliar tahun yang lalu, yang muncul dalam bentuk stromatolit yang merupakan struktur berlapis yang mirip dengan bentuk yang diproduksi oleh beberapa cyanobacteria modern. Bukti waktu asal fotosintesis oksigen dan kenaikan oksigen di atmosfer menunjukkan bahwa fotosintesis dimulai pada awal sejarah bumi. Fotosintesis paling tua ini memiliki bentuk metabolisme yang berbeda karena merupakan jenis anoksigenik. Sedangkan untuk bentuk oksigenik akan muncul secara signifikan kemudian.
Aktor Fotosintesis Pertama
Seperti halnya evolusi pada umumnya, versi pertama fotosintesis oksigenik memiliki bentuk atau sistem yang sangat sederhana dan tidak efisien. Diduga, pada awalnya fotosintesis hanya mampu merasakan keberadaan cahaya dengan kinerja sistem yang lambat.
Munculnya organisme fotosintetik pada 3,5 miliar tahun yang lalu dengan sistem fotosintesis sederhana mengakibatkan dibutuhkannya waktu lebih dari satu miliar tahun lagi bagi bakteri untuk dapat menyempurnakan proses fotosintesisnya sehingga mengarah pada evolusi cyanobacteria. Selanjutnya, dibutuhkan waktu sekitar dua miliar tahun lagi bagi hewan dan tumbuhan untuk dapat mendiami serta menaklukan daratan.
Kesimpulan
Bakteri fotosintetik pertama yang mampu menyerap inframerah serta menghasilkan senyawa sulfur muncul sekitar 3,4 miliar tahun yang lalu. Bakteri ini memiliki jenis pigmen bakterioklorofil yang merupakan pendahulu klorofil. Di masa ini, mereka belum mampu memproduksi oksigen. Hingga kemudian muncul bakteri penghasil oksigen pertama yaitu cyanobacteria. Kemunculannya pada 2,7 miliar tahun yang lalu mampu menyerap cahaya tampak dengan memanfaatkan campuran pigmen yang dimiliki oleh organisme ini.
Selanjutnya, organisme yang ikut memegang peranan penting muncul sekitar 1,2 miliar hingga 750 juta tahun yang lalu dengan sebutan ganggang atau alga. Ada berbagai jenis ganggang sesuai dengan warna pigmen yang mereka miliki, seperti ganggang merah, coklat, maupun hijau. Organisme ini memiliki struktur seluler yang lebih kompleks daripada bakteri. Pigmen yang dimanfaatkannya sebagai bentuk klorofil adalah pigmen phycobilin.
Ganggang hijau termasuk organisme yang berevolusi paling akhir di antara ganggang lainnya, namun sekaligus ganggang paling canggih. Dari organisme ini, muncullah berbagai lumut dan lumut hati yang dapat dikatakan sebagai tanaman darat pertama. Evolusi terus berlanjut hingga muncul tumbuhan vaskuler serta berbagai macam tumbuhan yang sering kita jumpai hingga saat ini. Fotosintesis membantu mempersiapkan rumah yang sesuai bukan hanya bagi evolusi organisme berklorofil menuju kompleksitas dan efisiensi yang lebih tinggi, tetapi juga bagi makhluk hidup secara umum, baik itu yang berada di laut maupun di darat, termasuk manusia.
Hingga kini, cyanobacteria masih dianggap sebagai organisme yang mampu menjalankan fotosintesis untuk pertama kalinya. Meskipun berbagai penelitian mengungkapkan adanya kemungkinan lain, peneliti masih terus mencari informasi yang dapat didapatkan mengenai fotosintesis yang nantinya akan berguna bukan hanya bagi khasanah pengetahuan manusia di dunia, tetapi juga keberlangsungan seluruh makhluk hidup di bumi.
Penulis: Nur Annisa Kusumawardani
Dikurasi oleh: Citra Isswandari Putri
Referensi Literatur:
Bassham, James Alan. “Photosynthesis | Definition, Formula, Process, Diagram, Reactants, Products, & Facts.” Encyclopedia Britannica, www.britannica.com/science/photosynthesis. Accessed 15 Apr. 2021.
Blankenship, Robert. “Early Evolution of Photosynthesis.” Plant Physiology, 1 Oct. 2010, www.plantphysiol.org/content/154/2/434.
Rumor, The. “Surprising Research Reveals Photosynthesis Could Be As Old as Life Itself.” SolidRumor.Com, 6 Apr. 2021, www.solidrumor.com/2021/04/06/surprising-research-reveals-photosynthesis-could-be-as-old-as-life-itself.
“Timeline of Photosynthesis on Earth.” Scientific American, 7 Apr. 2008, www.scientificamerican.com/article/timeline-of-photosynthesis-on-earth.
LindungiHutan.com merupakan Platform Crowdfunding Penggalangan Dana Online untuk Konservasi Hutan dan Lingkungan. Kunjungi situs berikut https://lindungihutan.com/kampanyealam untuk melakukan kegiatan dan aksi penghijauan teman-teman di berbagai daerah. Mari kita sama-sama melestarikan lingkungan dan menjaganya.
Yuk bergabung bersama kami sebagai pioneer penghijauan!
Author
