Ketika misi Apollo terakhir dalam perjalanan ke Bulan empat dekade lalu, salah satu astronot mengambil foto yang termasuk yang paling terkenal dalam sejarah NASA. Ini dikenal sebagai foto "marmer biru" karena menunjukkan Bumi, dari jarak sekitar 28.000 mil, sebagai bola yang cerah, berputar-putar dan sebagian besar berwarna biru. Warna dominan tidak mengejutkan — itu adalah warna lautan, yang meliputi hampir tiga perempat planet ini.
Konten terkait
- INFOGRAPHIC: Terang By the Numbers
Tetapi Bumi hampir tidak unik dalam memiliki air. Itu ada di mana-mana di alam semesta; bahkan tetangga Mars yang berdebu itu, sekarang tampak jelas, pernah terendam air.
Apa yang membedakan Bumi bukanlah berwarna biru melainkan hijau, hijau yang paling dihargai bukan dari luar angkasa, tetapi dari dekat — di halaman pinggiran kota yang segar, di bantalan bunga bakung di kolam katak, di tegakan pohon cemara di lereng gunung . Ini hijau klorofil, dan fotosintesis.
Fotosintesis adalah cara alam mengambil tenaga surya, cara memanfaatkan semua energi cahaya yang berasal dari Matahari. Sel surya modern melakukan ini dengan semikonduktor, dan panen terdiri dari elektron, yang mengalir setelah mereka tereksitasi oleh foton cahaya. Secara alami elektron bersemangat dalam pigmen klorofil, tetapi itu hanya langkah pertama. Energi pada akhirnya disimpan dalam ikatan kimia gula yang, bersama dengan oksigen, adalah produk fotosintesis.
Produk-produk itu mengubah Bumi, oksigen yang mempermanis atmosfer dan gula yang menyediakan makanan. Bersama-sama, mereka memungkinkan mekarnya kehidupan yang panjang dan lambat yang akhirnya mencakup banyak organisme — manusia di antara mereka — yang tidak dapat berfotosintesis.
Tumbuhan telah menggunakan cahaya dengan cara primal ini untuk sebagian besar keberadaan Bumi. Tapi bagaimana mereka mendapatkan kemampuan berfotosintesis?
Jawaban singkatnya adalah mereka mencurinya, sekitar satu miliar setengah tahun yang lalu, ketika organisme bersel tunggal yang disebut protista menelan bakteri fotosintesis. Seiring waktu, melalui transfer gen yang dibantu oleh parasit, bakteri yang diserap menjadi bagian fungsional protista, memungkinkannya untuk mengubah sinar matahari menjadi makanan. ”Mereka bertiga mewujudkannya, ” kata ahli biologi evolusi Universitas Rutgers, Debashish Bhattacharya. "Pohon kehidupan melibatkan banyak penemuan dan pencurian." Versi mesin kecil yang digerakkan oleh sinar matahari dan mengandung klorofil ini sampai hari ini ada di sel-sel tumbuhan. Ini disebut kloroplas.
Para ilmuwan masih belajar tentang proses kompleks, yang disebut endosimbiosis, di mana sel, seperti protista, untuk beberapa alasan menyerap makhluk hidup lain untuk menciptakan sesuatu yang cukup baru dalam biologi.
Analisis genetika alga yang dilakukan oleh Bhattacharya menunjukkan bahwa peristiwa endosimbiotik yang sangat penting yang memberkahi tanaman dengan mesin fotosintesis terjadi hanya sekali dalam sejarah awal planet kita, pada leluhur yang sama — protista mikroskopis tunggal yang menjadikan hijau warna paling penting di Bumi.
Temuan terbaru ini memenuhi prinsip dasar sains: Penjelasan paling sederhana biasanya yang terbaik. Gagasan bahwa endosimbiosis akan terjadi sekali - sebelum protista menyimpang dan berevolusi menjadi spesies yang berbeda - jauh lebih masuk akal daripada alternatif: bahwa endosimbiosis terulang kembali dengan setiap spesies baru yang muncul.
Memperoleh mesin fotosintesis memberi organisme-organisme awal ini keuntungan evolusi yang sangat besar, yang mudah mereka eksploitasi. Selama jutaan tahun berikutnya, kemampuan memanfaatkan energi Matahari membantu memunculkan keragaman besar makhluk hidup di planet ini. Kemudian, seperti sekarang, cahaya menyamai kehidupan.
