Mars: Apakah manusia yang ‘membawa’ kehidupan ke Planet Merah?

Umat manusia telah mengirim sekitar 30 wahana dan penjelajah luar angkasa ke Planet Merah sejak era luar angkasa dimulai. Sekarang kita tahu sejumlah mikroba dapat bertahan hidup dalam perjalanan itu, kata ahli genetika Christopher Mason.

Saat Anda membaca artikel ini, sebuah mesin tengah menggelinding dengan susah payah di permukaan Mars.

Perseverance - penjelajah seukuran mobil yang mendarat dengan selamat di permukaan Mars pada 18 Februari tahun ini - mungkin hanya bisa melaju kurang dari 0,1 mil per jam (155 meter/jam), namun ia membawa berbagai alat, instrumen, dan eksperimen yang telah memberikan hasil luar biasa untuk ilmu pengetahuan.

Di dalam badan penjelajah sepanjang tiga meter ini, terdapat pula sebuah mesin yang dapat mengubah udara Mars yang tipis dan kaya karbon dioksida menjadi oksigen, juga sebuah helikopter seukuran kotak tisu yang untuk pertama kalinya melakukan penerbangan terkontrol di planet lain.

Helikopter yang bernama Ingenuity ini telah berhasil melakukan tiga penerbangan, setiap kali terbang, ia mampu mengudara lebih tinggi dan lebih lama dari sebelumnya.

Baca juga:

Tapi, adakah hal-hal lain yang 'menumpang' dalam perangkat keras penjelajah ini? Mungkinkah bakteri atau spora dari Bumi tak sengaja terangkut ke luar angkasa dan bertahan hingga Mars?

NASA dan para ilmuwannya di Jet Propulsion Laboratory (JPL) memiliki protokol ketat dan menyeluruh untuk meminimalkan jumlah organisme yang mungkin secara tak sengaja menumpang dalam misi luar angkasa.

Standar yang disepakati secara internasional memandu seberapa ketat protokol yang harus dipenuhi ini, dan NASA - dalam beberapa kasus - bahkan melampaui ekspektasi.

Meski begitu, dua penelitian terbaru menyoroti bagaimana sejumlah organisme dapat bertahan dari proses pembersihan dan juga dalam perjalanan ke Mars, dan seberapa cepat spesies mikroba dapat berevolusi di luar angkasa.

Baca juga:

Pertama-tama, mari kita mulai dengan proses yang harus dilakukan untuk membangun wahana Perseverance, dan sebagian besar pesawat luar angkasa yang dibuat di fasilitas perakitan pesawat luar angkasa (SAF) milik JPL.

Di sana, pesawat luar angkasa dibangun selapis demi selapis dengan sangat hati-hati, seperti lapisan bawang. Dan sebelum lapisan lain ditambahkan, seluruh lapisan di bawahnya harus dibersihkan.

Metode ini membatasi bakteri, virus, jamur, atau spora pada peralatan yang akan dikirim dalam suatu misi.

Pesawat luar angkasa juga dibangun dengan ruangan-ruangan dengan filter udara dan prosedur kontrol biologis yang ketat. Ini dirancang untuk memastikan bahwa hanya beberapa ratus partikel yang dapat mencemari setiap meter persegi, dan idealnya tidak lebih dari beberapa lusin spora per setiap meter persegi.

Tapi, hampir tidak mungkin membuat pesawat dengan nol biomassa. Mikroba telah berada di Bumi selama jutaan tahun, dan mereka ada dimana-mana.

Mereka ada di dalam tubuh kita, di permukaan kulit kita, dan di sekitar kita. Beberapa bahkan dapat menyelinap ke ruangan yang paling bersih sekalipun.

Baca juga:

Di masa lalu, pengujian kontaminasi biologis mengandalkan kemampuan untuk menumbuhkan (atau membiakkan) kehidupan dari sampel yang diambil dari peralatan.

Metode baru yang kini digunakan adalah mengambil sampel tertentu, mengekstrak semua DNA, dan 'menembakkan' sekuens terhadapnya.

Istilah ini, seperti yang tersirat, berarti membawa sebuah senapan dan menembak sampel sehingga hancur menjadi miliaran fragmen DNA kecil, lalu mengurutkan sekuensnya. Setiap bagian kemudian dapat dipetakan kembali ke genom spesies yang sudah ada dalam basis data.

Saat ini kami telah dapat mengurutkan semua DNA yang ada di dalam ruang steril. Dengan data yang lebih komprehensif ini, kami dapat memetakan mikroba mana yang dapat hidup di ruang steril, dan dapat bertahan hidup di ruang hampa udara.

Di ruang steril JPL, kami menemukan sejumlah mikroba yang berpotensi problematik untuk misi ke luar angkasa.

Organisme ini telah meningkatkan jumlah gen untuk memperbaiki DNA mereka, sehingga memberi mereka ketahanan yang lebih besar terhadap radiasi. Mereka dapat membentuk biofilm pada permukaan benda dan peralatan, dapat bertahan dalam keadaan kekeringan dan berkembang di lingkungan yang dingin.

Ternyata, ruang steril berfungsi sebagai bagian dari proses seleksi evolusioner untuk makhluk hidup paling tangguh, yang kemudian memiliki peluang lebih besar untuk bertahan dalam perjalanan ke Mars.

Temuan-temuan ini kemudian mendorong dibuatnya bentuk perlindungan terhadap planet yang disebut "forward contamination" atau kontaminasi maju. Kondisi ini terjadi ketika kita mungkin membawa sesuatu (secara sengaja atau tidak sengaja) ke planet lain.

Penting untuk memastikan keselamatan dan pelestarian setiap kehidupan yang mungkin ada di tempat lain di alam semesta, karena kehadiran organisme baru dapat menciptakan malapetaka saat mereka tiba di ekosistem baru.

Manusia memiliki rekam jejak buruk terkait kontaminasi organisme. Cacar, misalnya, menyebar melalui selimut yang diberikan kepada masyarakat pribumi di Amerika Utara pada abad ke-19. Bahkan di 2020, kita tidak dapat membendung penyebaran virus penyebab Covid-19, SARS-Cov-2.

Kontaminasi maju juga hal yang tidak diinginkan dari perspektif sains. Para ilmuwan harus merasa yakin bahwa penemuan bentuk kehidupan di planet lain adalah benar-benar asli dari sana, alih-alih berasal dari kontaminasi yang mulanya tumbuh di Bumi.

Mikroba bisa saja 'menumpang' ke Mars, meski telah melalui proses pembersihan dan paparan radiasi di luar angkasa.

Genom mereka mungkin berubah drastis dalam proses ini, sehingga mereka terlihat seperti benar-benar dari planet lain.

Kita telah melihat adanya mikroba baru yang berevolusi di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Dan meskipun para ilmuwan NASA bekerja keras untuk menghindari masuknya spesies semacam itu ke tanah atau udara Mars, tanda-tanda kehidupan di Mars — sekecil apapun — harus diperiksa dengan seksama untuk memastikan mereka bukan berasal dari Bumi.

Jika tidak, maka ini akan memicu munculnya penelitian yang salah arah tentang kehidupan di Mars.

Mikroba yang terbawa ke luar angkasa juga bisa menjadi ancaman langsung bagi para astronot. Mereka menimbulkan risiko kesehatan dan bahkan bisa menyebabkan kerusakan peralatan pendukung kehidupan bila mereka tersumbat oleh koloni mikroorganisme.

Tapi perlindungan planet bersifat dua arah. Komponen lain dari perlindungan planet adalah menghindari "backward contamination" atau kontaminasi mundur, di mana sesuatu yang terbawa dari planet lain ke Bumi dapat mengancam kehidupan di planet kita sendiri, termasuk bagi manusia.

Ini adalah tema dari banyak film fiksi ilmiah, di mana mikroba fiksi mengancam semua kehidupan di Bumi. Tapi saat misi NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA) diluncurkan menuju Mars pada 2028, pertimbangan ini bisa jadi sangat nyata.

Jika semua berjalan sesuai rencana, Misi Pengembalian Sampel Mars akan membawa kembali sampel pertama Mars ke Bumi pada 2032.

Studi-studi sebelumnya menunjukkan bahwa sampel Mars sangat tidak mungkin mengandung organisme biologis yang aktif dan berbahaya — dan Perseverence saat ini sedang mencari tanda-tanda yang mungkin ditinggalkan oleh kehidupan mikroba purba di planet ini.

Namun NASA dan ESA berkata mereka melakukan tindakan pencegahan tambahan untuk memastikan semua sampel dari Mars disimpan dengan aman dalam sistem isolasi berlapis.

Meski begitu, tetap ada kemungkinan bahwa jika kita mendeteksi adanya tanda-tanda kehidupan di Mars, mereka mulanya berasal dari Bumi.

Baca juga:

Sejak dua wahana luar angkasa Soviet mendarat di permukaan Mars pada 1971, diikuti oleh Viking 1 milik AS pada 1976, mungkin saja ada sejumlah fragmen mikroba, bahkan mungkin DNA manusia, di Planet Merah.

Tetapi bahkan jika Perseverance — atau misi-misi lain sebelumnya — telah tak sengaja membawa organisme atau DNA dari Bumi ke Mars, kita telah memiliki cara untuk membedakannya dari kehidupan yang asli berasal dari Mars.

Tersembunyi di dalam sekuens adalah informasi tentang asal-usul DNA tersebut. Sebuah proyek bernama Metasub (metagenomics of subways and urban biomes) yang tengah berlangsung, mengurutkan DNA yang ditemukan di lebih dari 100 kota di dunia.

Para peneliti dari laboratorium kami, tim Metasub, dan sekelompok ilmuwan di Swiss baru saja mempublikasikan data metagenomik untuk membuat "indeks genetik planet" dari semua urutan DNA yang pernah diamati.

Dengan membandingkan DNA apapun yang ditemukan di Mars dengan sekuens di kamar steril JPL, indeks DNA dunia, sampel-sampel klinis, atau di permukaan Perseverence sebelum meninggalkan Bumi, kita akan dapat melihat apakah organisme tersebut benar-benar baru.

Bahkan bila penjelajahan Tata Surya kita secara tak sengaja telah membawa mikroba ke planet lain, kemungkinan besar mikroba tersebut tidak akan sama seperti saat mereka hidup di Bumi.

Perjalanan luar angkasa dan lingkungan tidak biasa akan menyebabkan mereka berevolusi. Jika mikroorganisme Bumi telah beradaptasi dengan ruang angkasa, atau Mars, peralatan genetika yang telah kita miliki dapat membantu kita mencari tahu bagaimana dan mengapa mikroba bisa berubah.

Memang, spesies aneh yang baru-baru ini ditemukan di ISS oleh para ilmuwan di JPL dan laboratorium kami menemukan beberapa adaptasi serupa seperti yang ditemukan di kamar steril (termasuk ketahanan terhadap radiasi tingkat tinggi).

Karena semakin banyaknya mikroorganisme biologi ekstrem yang dicatat dalam program yang diberi nama Proyek Mikrobioma Ekstrem, maka akan ada potensi untuk menggunakan alat-alat yang dipakai dalam proyek ini untuk proyek lain di masa depan.

Pada akhirnya, manusia akan menginjakkan kaki di Mars, membawa campuran mikroba yang hidup di dalam dan luar tubuh kita bersamanya.

Mikroba-mikroba ini pada akhirnya juga akan beradaptasi, bermutasi, dan berubah. Dan kita akan dapat belajar dari mereka. Mereka bahkan mungkin dapat membuat kehidupan Mars lebih bisa ditoleransi — karena genom unik yang dapat beradaptasi dengan lingkungan Mars dapat diteliti lebih lanjut.

Mengingat banyak misi ke Mars yang saat ini direncanakan, kita seperti berada di era baru ilmu biologi antar-planet, di mana kita bisa belajar tentang daya adaptasi suatu organisme di satu planet dan menerapkannya ke planet lain.

Pelajaran evolusi dan adaptasi genetik terukir dalam DNA setiap organisme, dan sama halnya bila itu terjadi di lingkungan Mars.

Ini bukanlah keingintahuan yang sia-sia, melainkan sebuah tugas bagi spesies kita untuk melindungi dan melestarikan seluruh spesies lain.

Hanya umat manusia yang memahami konsep kepunahan, dan oleh karena itu, hanya manusia yang dapat mencegahnya.

Ini berlaku untuk saat ini, juga untuk jutaan tahun lagi, saat lautan mulai menggelegak dan Bumi menjadi planet yang terlalu panas untuk dihuni.

Tidak dapat dipungkiri bahwa perpindahan manusia dan mikroorganisme biologi terjadi saat kita menuju ke bintang lain, namun dalam kasus itu, kita mungkin tidak punya pilihan lain.

Pada akhirnya, kontaminasi maju yang bertanggung jawab adalah satu-satunya cara untuk mempertahankan kehidupan, dan ini adalah lompatan yang harus kita mulai lakukan selama 500 tahun ke depan.

*Christophen Mason adalah profesor genomik, fisiologi, dan biofisika di Weill Cornell Medicine, Universitas Cornell. Dia meneliti efek jangka panjang molekuler dan genetik dari penerbangan luar angkasa NASA dan astronot lain, juga mendesain tipe sel baru untuk terapi kanker. Ia juga penulis buku yang baru berjudul The Next 500 Years: Engineering Life to Reach New Worlds yang diterbitkan oleh MIT Press.

Anda dapat membaca artikel ini dalam bahasa Inggris dengan judul Could humans have contaminated Mars with life? pada laman BBC Future.