Dalam sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan di jurnal ilmiah PNAS, para peneliti dari University of Düsseldorf dan Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology di Marburg, bersama dengan kolaborator dari Jerman dan Asia, mengungkapkan penemuan menarik tentang bagaimana sel-sel awal di Bumi mampu memanfaatkan hidrogen sebagai sumber energi. Salah satu temuan kunci adalah bahwa reaksi kimia yang sederhana, terjadi pada ventilasi hidrotermal yang memiliki pH 8.5 yang khas, memungkinkan pembelahan ikatan hidrogen (H–H) pada permukaan besi, menghasilkan proton dan elektron yang secara langsung ditransfer ke ferredoksin, pembawa elektron biologis penting. Ventilasi hidrotermal sendiri merupakan saluran alami di dasar laut yang melepaskan air panas dan menjadi tempat bagi mikroba untuk hidup, menggunakan hidrogen sebagai sumber energi sejak jutaan tahun yang lalu.
Hidrogen merupakan bahan bakar yang bersih karena saat terbakar dengan oksigen, tidak menghasilkan gas CO2 yang dapat merusak lingkungan. Hidrogen dianggap sebagai solusi penting untuk energi yang berkelanjutan di masa depan. Bahkan, mikroba telah menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar sejak awal keberadaan kehidupan di Bumi.
Sebelumnya, para ilmuwan bingung tentang bagaimana sel-sel awal dapat memanfaatkan hidrogen sebagai sumber energi dalam kondisi yang sangat primitif, tanpa adanya enzim atau sel kompleks seperti yang kita kenal sekarang. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa logam, seperti besi, mungkin telah memainkan peran penting dalam mengarahkan elektron dari hidrogen ke jalur yang diperlukan untuk mendukung kehidupan.
Para peneliti menekankan bahwa temuan ini tidak hanya memberikan wawasan baru tentang bagaimana kehidupan mungkin telah dimulai di Bumi, tetapi juga menyoroti pentingnya memahami reaksi kimia sederhana yang terjadi di lingkungan alamiah seperti ventilasi hidrotermal. Dengan demikian, penemuan ini memberikan kontribusi penting dalam pemahaman kita tentang asal-usul kehidupan dan juga memberikan informasi berharga tentang potensi sumber energi yang dapat dimanfaatkan di masa depan.
Referensi:
[1] https://www.hhu.de/en/news-article/harnessing-hydrogen-at-lifes-origin diakses pada 30 Maret 2024
[2] Max Brabender, Delfina P. Henriques Pereira, Natalia Mrnjavac, Manon Laura Schlikker, Zen-Ichiro Kimura, Jeerus Sucharitakul, Karl Kleinermanns, Harun Tüysüz, Wolfgang Buckel, Martina Preiner, William F. Martin. Ferredoxin reduction by hydrogen with iron functions as an evolutionary precursor of flavin-based electron bifurcation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2024; 121 (13) DOI: 10.1073/pnas.2318969121
