Taksonomi Ekstremofil: Menguji Sistem 3 Domain

Kenapa Prokariota Dipecah Dua?

Sistem 3 Domain memisahkan organisme tanpa membran inti (prokariota) menjadi Bacteria dan Archaea karena perbedaan kimia dan genetik yang mendalam. Selama puluhan tahun, semua makhluk bersel tunggal tanpa inti sel sejati digabung ke dalam satu wadah besar (Monera). Namun pada tahun 1977, ilmuwan Carl Woese menganalisis urutan RNA ribosom dan menemukan kejutan besar: dunia prokariota ternyata terbagi menjadi dua garis evolusi yang jurang pemisahnya sangat lebar.

Bayangkan dunia makhluk hidup seperti tiga tipe konstruksi bangunan. Kelompok prokariota diibaratkan bangunan terbuka tanpa sekat kamar di dalamnya—DNA mengapung bebas di sitoplasma tanpa dibungkus membran inti. Namun, bahan bangunannya sama sekali berbeda: ada Rumah Standar (Bacteria) dan ada Bunker Ekstrem (Archaea). Di sisi lain, Domain Eukarya adalah Gedung Mewah berpartisi, di mana materi genetik tersimpan rapi di dalam ruangan tertutup berpintu khusus, yaitu membran inti sel sejati.

Dari teks soal, peneliti mengamati organisme dari sumber air panas 85°C tersebut tidak memiliki inti sel yang dibungkus membran. Fakta ini langsung menjadi pemilah pertama yang krusial. Keberadaan struktur prokariota otomatis menggugurkan semua kelompok yang menuntut adanya ruangan tertutup atau inti sel sejati:

• Opsi C (Domain Eukarya) gugur karena seluruh anggotanya wajib memiliki membran inti.

• Opsi D (Kingdom Protista) dan Opsi E (Kingdom Fungi) juga gugur karena keduanya merupakan kingdom di bawah naungan Domain Eukarya.

Pilihan kini mengerucut pada dua penghuni dunia prokariota: apakah organisme ini Bacteria atau Archaea? Untuk memastikannya, kita harus memeriksa fondasi molekuler penyusun dinding dan membran selnya.

Bunker Tahan Panas: Eter vs Ester

Archaea mampu bertahan di lingkungan ekstrem karena membran lipidnya diikat oleh ikatan eter yang lebih stabil daripada ikatan ester milik Bacteria. Dua jenis prokariota ini mungkin tampak serupa di bawah mikroskop cahaya biasa, tetapi arsitektur molekuler pembungkus selnya ibarat bumi dan langit.

Pada dinding sel, Bacteria mengandalkan polimer peptidoglikan—gabungan gula dan asam amino yang berfungsi seperti bata standar pada Rumah Standar. Sementara itu, organisme dalam soal tidak memiliki peptidoglikan sama sekali di dinding selnya. Namun, perbedaan yang jauh lebih mendasar terletak pada lapisan membran cair pelindungnya.

Membran sel Bacteria dan Eukarya tersusun dari asam lemak lurus yang dihubungkan ke kerangka gliserol lewat ikatan ester. Ikatan ester ini rentan mengalami hidrolisis dan pecah ketika terpapar panas menyengat. Sebaliknya, Archaea menggunakan rantai cabang hidrokarbon (isoprenoid fitanil) yang terikat pada gliserol melalui ikatan eter. Secara kimiawi, ikatan eter jauh lebih kokoh, tahan terhadap degradasi oksidatif, dan tidak mudah terputus pada suhu mendidih. Inilah "lem super tahan cuaca" yang menjaga membran Bunker Ekstrem tetap utuh dan kedap ion pada suhu 85°C.

Karena organisme pada soal berdinding tanpa peptidoglikan dan berikatan eter pada lipid membrannya, ia jelas bukan anggota Bacteria biasa. Dengan demikian, penalaran pada Opsi B keliru karena mengaitkan ciri-ciri biokimia khas Archaea tersebut dengan Domain Bacteria.

Prokariota dengan 'Cita Rasa' Eukariota

Meski berstatus prokariota, Archaea berbagi ciri molekuler mendasar dengan Eukarya, seperti penggunaan protein histon untuk mengemas DNA. Karakteristik ini sempat membuat para taksonom terkejut: secara fisik Archaea tampak seperti bakteri, namun mesin pemroses informasi genetiknya justru mencerminkan kerabat dekat eukariota.

Bukti filogenetik dari urutan RNA ribosom—seperti yang dilaporkan peneliti pada soal—membuktikan bahwa Archaea berada pada cabang evolusi yang lebih dekat dengan Eukarya dibandingkan dengan Bacteria.

Kemiripan ini tercermin dari cara mereka menyimpan cetak biru kehidupan. Jika Bunker Ekstrem (Archaea) dan Gedung Mewah (Eukarya) sama-sama membeli rak arsip khusus berupa protein mirip histon untuk melilit dan mengemas DNA mereka agar tidak kusut, Rumah Standar (Bacteria) umumnya tidak menggunakan sistem histon ini.

Namun, ada batas taksonomi yang tegas: kepemilikan 'rak arsip' modern ini tidak serta-merta mengubah Bunker Ekstrem menjadi Gedung Mewah. Sel organisme tersebut tetap tidak memiliki membran inti sejati, sehingga ia tidak memenuhi syarat untuk masuk ke dalam Domain Eukarya.

Dengan demikian, penempatan paling tepat untuk organisme tersebut adalah Domain Archaea (Opsi A benar).