BISAKAH MIKROBA DI ENCELADUS HIDUP DARI BAHAN ORGANIK PURBA?

Enceladus adalah bulan es kecil milik Saturnus. Misi Cassini dari NASA mengungkap bahwa bulan ini menyembunyikan samudra air cair global di bawah lapisan esnya, dan wahana itu terbang menembus semburan yang memancar dari kutub selatannya — analisis pertama terhadap material dari lingkungan air cair di luar Bumi. Semburan itu mengandung banyak hidrogen (H₂) dan metana (CH₄).

Penjelasan utamanya melibatkan inti batuan bulan itu. Di Bumi, air panas yang bereaksi dengan batuan tertentu — serpentinisasi — melepaskan hidrogen, dan di ventilasi hidrotermal, mikroba yang disebut metanogen menggabungkan hidrogen itu dengan karbon dioksida untuk membuat metana. Hal yang sama bisa terjadi di Enceladus.

Namun ada kendala. Untuk terus memasok hidrogen yang hilang melalui semburan selama miliaran tahun, reaksi batuan itu harus tetap kuat untuk waktu yang sangat lama — padahal mineral yang dikonsumsinya mungkin habis jauh lebih cepat. Mungkinkah ada hal lain yang memberi makan samudra itu?

Makanan dari awal Tata Surya

Benda-benda di Tata Surya bagian luar diperkirakan terbentuk dari material yang kaya bahan organik, seperti komet dan meteorit kaya karbon. Sampel yang dibawa pulang dari asteroid Bennu dan Ryugu mengandung asam amino, gula, dan senyawa organik lainnya. Inti Enceladus mungkin juga menyimpan material semacam itu, yang perlahan larut ke dalam samudra.

Di samudra tanpa cahaya dan tanpa oksigen, salah satu cara hidup dari bahan organik adalah fermentasi, yang melepaskan energi tanpa memerlukan oksigen atau zat kimia luar lain untuk “bernapas”. Sam Nasreldine dan Régis Ferrière dari Universitas Arizona, bersama rekan-rekan di ETH Zurich, Queen Mary University of London, Natural History Museum di London, Universitas Aix-Marseille, dan Museum Nasional Sejarah Alam di Paris, memilih kasus uji sederhana: glisin, asam amino paling sederhana. Fermentasinya menghasilkan hidrogen, asetat, dan amonia. Mikroba yang memfermentasi glisin dikenal dari ventilasi laut dalam di Bumi.

Ventilasi virtual dengan tiga jenis mikroba

Tim ini menyimulasikan sebuah komunitas kecil yang hidup di sekitar ventilasi hidrotermal di dasar laut Enceladus, tempat cairan panas bercampur dengan air samudra:

• pemfermentasi glisin, yang menghasilkan hidrogen dan asetat;
• metanogen pemakan hidrogen, yang mengubah hidrogen dan CO₂ menjadi metana;
• metanogen pemakan asetat, yang mengubah asetat menjadi metana.

Model ini melacak energi yang dapat diambil setiap kelompok, pertumbuhannya, dan bagaimana kelompok itu mengubah air bagi kelompok lain. Tim menjalankan 30.000 set kondisi acak untuk masing-masing dari tiga skenario — hampir tanpa hidrogen atau metana dari batuan, pasokan terbatas, atau pasokan yang lebih kuat — lalu membandingkan gas yang dikeluarkan dengan hasil ukur Cassini: sekitar 1,2 hingga 7,4 miliar mol hidrogen dan 0,3 hingga 1,6 miliar mol metana per tahun.

Hipotesisnya: mikroba memfermentasi bahan organik purba di dasar laut, memberi makan mitra penghasil metana (a); bagaimana tiga kelompok mikroba itu saling terhubung dan dirangkai dalam model (b). — Gambar 1, Nasreldine et al. (2026), arXiv:2610.13434.

Pemakan asetat menang

• Dengan hampir tanpa bantuan dari batuan, fermentasi saja sudah mereproduksi kedua hasil pengukuran gas Cassini — asalkan material mirip glisin yang mencapai ventilasi cukup banyak.
• Dengan pasokan batuan yang terbatas, 91 percobaan dengan pemakan asetat, dan 91 dengan ketiga kelompok, dari 30.000, cocok dengan kedua gas. Tidak satu pun yang hanya berisi pemakan hidrogen cocok. Perbandingan statistik lebih mendukung komunitas dengan pemakan asetat di lebih dari 90% kasus.

Alasannya sederhana: pemakan hidrogen menghabiskan justru hidrogen yang seharusnya lolos ke semburan. Pemakan asetat membuat metana tanpa menyentuhnya. Dalam skenario pasokan terbatas, pemakan hidrogen tersingkir dari komunitas akhir di setiap percobaan.

Model ini juga menunjukkan kehidupan mengubah habitatnya sendiri: fermentasi membuka tempat-tempat baru di sekitar ventilasi tempat metanogen dapat tumbuh, dalam dua pertiga percobaan skenario pertama.

Berapa banyak makanan yang ada?

Sebuah perkiraan batas atas kasar menempatkan persediaan awal glisin di Enceladus hingga sekitar 1,3 × 10¹⁷ kilogram — cukup untuk memasok hidrogen yang teramati selama 0,2 hingga 1,4 miliar tahun, jika semuanya tersedia bagi mikroba.

Masalahnya: simulasi yang paling berhasil membutuhkan lebih banyak bahan organik terlarut daripada yang dimungkinkan oleh kadar glisin dalam sampel Bennu. Bahkan jika semuanya larut, konsentrasinya tetap di bawah yang dibutuhkan model. Karena itu, skenario ini bergantung pada keberadaan senyawa lain yang dapat difermentasi, atau pada tambahan hidrogen yang masih datang dari batuan.

Prediksi yang bisa diuji

Para penulis menyajikan fermentasi bukan sebagai bukti kehidupan, melainkan sebagai alternatif yang dapat diuji. Jika fermentasi terjadi, semburan juga seharusnya membawa asetat dan amonium, dan isotop karbon pada metana seharusnya menyimpan jejaknya. Mereka menekankan batasan model mereka: hanya satu jenis pemfermentasi, tanpa simulasi perjalanan dari dasar laut ke semburan, nutrien diasumsikan mencukupi — dan kenyataan bahwa kimia tak hidup bisa menghasilkan gas yang sama.