Setelah menemukan mekanisme yang digunakan hewan, seperti tumbuhan, melakukan fotosintesis, para ilmuwan memikirkan kemungkinan mentransfer seseorang ke pasokan energi matahari sepenuhnya.
Bayangkan bagaimana jadinya jika orang, seperti tumbuhan, dapat memberi makan langsung pada energi matahari. Itu pasti akan membuat hidup kita lebih mudah: jam-jam yang dihabiskan untuk berbelanja, menyiapkan dan makan makanan dapat dihabiskan untuk hal lain. Lahan pertanian yang dieksploitasi secara berlebihan akan kembali ke ekosistem alami. Tingkat kelaparan, kekurangan gizi dan penyakit yang menyebar melalui saluran pencernaan akan menurun drastis.
Namun, manusia dan tumbuhan belum memiliki nenek moyang yang sama selama ratusan juta tahun. Biologi kita pada dasarnya berbeda di hampir setiap aspek, jadi sepertinya tidak ada cara untuk merancang manusia untuk melakukan fotosintesis. Atau masih mungkin?
Masalah ini sedang dipelajari secara menyeluruh oleh beberapa spesialis biologi sintetik, yang bahkan mencoba membuat hibrida tumbuhan-hewan sendiri. Meskipun kita masih jauh dari menciptakan manusia yang mampu melakukan fotosintesis, penelitian baru telah mengungkap mekanisme biologis yang menarik yang dapat berkontribusi pada perkembangan bidang sains yang baru lahir ini.
Baru-baru ini, perwakilan dari Laboratorium Biologi Laut, yang terletak di desa Woods Hall Amerika, melaporkan bahwa para ilmuwan telah memecahkan rahasia Elysia chlorotica - siput laut berwarna hijau cerah yang terlihat seperti daun tanaman, memakan matahari seperti daun, tetapi sebenarnya adalah hewan.
Elysia chlorotica mempertahankan warna cerah tersebut dengan mengonsumsi alga dan mengambil gennya untuk fotosintesis. Ini adalah satu-satunya contoh organisme multiseluler yang diketahui menetapkan DNA dari organisme lain.
Elysia chlorotica adalah spesies siput laut kecil yang termasuk dalam moluska gastropoda laut. Ini adalah hewan yang mampu berfotosintesis seperti tumbuhan.
Video promosi:
Dalam sebuah pernyataan, salah satu penulis studi tersebut, profesor emeritus di University of South Florida Sidney K. Pearce mengatakan: “Tidak mungkin di Bumi bagi gen alga untuk berfungsi di dalam sel hewan. Namun itu terjadi. Mereka membiarkan hewan mendapatkan makanannya dari matahari. Menurut para ilmuwan, jika orang ingin meretas sel mereka sendiri untuk membuatnya mampu melakukan fotosintesis, mekanisme serupa dapat digunakan untuk melakukan ini.
Berkenaan dengan energi matahari, kita dapat mengatakan bahwa manusia telah bergerak ke arah evolusi yang salah selama satu miliar tahun. Saat tanaman menjadi tipis dan tembus cahaya, hewan menjadi tebal dan buram. Tanaman mendapatkan bagian getah matahari yang kecil tetapi konstan saat tinggal di satu tempat, tetapi orang suka bergerak, dan untuk ini mereka membutuhkan makanan kaya energi.
Jika melihat sel dan kode genetik manusia dan tumbuhan, ternyata kita tidak jauh berbeda. Kemiripan kehidupan yang mencolok ini pada tingkat dasarnya memungkinkan terjadinya hal-hal yang tidak biasa seperti pencurian fotosintesis oleh hewan. Saat ini, berkat bidang biologi sintetik yang berkembang, kita dapat mereproduksi fenomena semacam itu dalam sekejap evolusioner, membuat gagasan biopunk untuk membuat bercak kulit fotosintesis tampak kurang fantastis.
Menurut Peirce, “Biasanya, ketika gen dari satu organisme ditransfer ke sel organisme lain, itu tidak berfungsi. Tetapi jika berhasil, itu bisa banyak berubah dalam semalam. Ini seperti evolusi yang dipercepat."
Siput laut bukan satu-satunya hewan yang mampu melakukan fotosintesis melalui hubungan simbiosis. Contoh klasik lain dari makhluk semacam itu adalah karang, yang menyimpan dinoflagelata fotosintesis dalam selnya, dan salamander berbintik, yang menggunakan ganggang untuk memasok energi matahari ke embrio-embrio.
Namun, siput laut berbeda dari hewan serupa karena mereka telah menemukan cara untuk mengecualikan perantara dan melakukan fotosintesis hanya untuk diri mereka sendiri, menyerap kloroplas dari alga dan menutupi dinding saluran pencernaan mereka dengan mereka. Setelah itu, hibrida antara hewan dan tumbuhan dapat hidup berbulan-bulan, hanya memakan sinar matahari. Tapi bagaimana sebenarnya siput mempertahankan pabrik tenaga surya mereka yang dicuri tetap menjadi misteri sampai sekarang.
Sekarang Peirce dan rekan penulis studi lainnya telah menemukan jawaban untuk pertanyaan ini. Tampaknya siput tidak hanya mencuri kloroplas dari alga, tetapi juga mencuri kode DNA penting. Dalam sebuah artikel yang diterbitkan di The Biological Bulletin, tampak bahwa gen yang mengkode enzim yang digunakan untuk memperbaiki kloroplas dapat membantu siput menjaga mesin surya tetap bekerja lama setelah memakan alga.
Perampasan genetik mungkin jarang terjadi di alam, tetapi para ilmuwan telah bereksperimen dengannya di laboratorium selama bertahun-tahun. Dengan mentransfer gen dari satu organisme ke organisme lain, manusia telah menciptakan banyak bentuk kehidupan baru, dari jagung yang menghasilkan pestisida sendiri, hingga tanaman yang bersinar dalam gelap. Dengan semua pemikiran ini, apakah gila berpikir bahwa kita harus mengikuti petunjuk alam dan memberi hewan - atau bahkan manusia - kemampuan untuk berfotosintesis?
Ahli biologi, perancang, dan penulis Christina Agapakis, seorang PhD dalam biologi sintetik dari Harvard, telah menghabiskan banyak waktu untuk memikirkan bagaimana menciptakan simbiosis baru di mana sel-sel hewan dapat berfotosintesis. Menurut Agapakis, miliaran tahun lalu, nenek moyang tumbuhan menyerap kloroplas, yaitu bakteri yang hidup bebas.
Agapakis mengatakan masalah dalam menciptakan organisme pemakan matahari adalah permukaan yang sangat besar dibutuhkan untuk menyerap cukup sinar matahari. Dengan bantuan daun, tanaman berhasil menyerap energi dalam jumlah besar, relatif terhadap ukurannya. Orang yang berdaging, dengan rasio permukaan-volume mereka, kemungkinan besar tidak memiliki daya dukung yang diperlukan.
“Jika Anda bertanya-tanya apakah Anda bisa mendapatkan kemampuan untuk berfotosintesis, saya akan menjawab bahwa, pertama, Anda harus benar-benar berhenti bergerak, dan kedua, menjadi sepenuhnya transparan,” kata Agapakis, menurut perhitungan siapa, untuk fotosintesis, setiap sel manusia membutuhkan ribuan alga …
Faktanya, Elysia chlorotica pemakan sinar matahari mungkin merupakan pengecualian yang membuktikan aturan tersebut. Siput mulai terlihat dan berperilaku sangat mirip dengan daun yang dalam banyak hal ia menjadi tanaman daripada binatang.
Tetapi bahkan jika seseorang tidak dapat bertahan hidup di bawah sinar matahari sendirian, siapa yang mengatakan bahwa dari waktu ke waktu dia tidak dapat melengkapi makanannya dengan makanan ringan berjemur? Faktanya, kebanyakan hewan fotosintesis, termasuk beberapa kerabat Elysia chlorotica, mengandalkan lebih dari sekedar energi dari matahari. Mereka menggunakan mekanisme fotosintesis sebagai generator cadangan jika terjadi kekurangan makanan. Jadi, kemampuan berfotosintesis adalah jaminan terhadap kelaparan.
Mungkin manusia dapat menemukan aplikasi yang sama sekali baru untuk fotosintesis. Misalnya, menurut Agapakis, “mungkin ada bintik-bintik hijau pada kulit manusia - sistem penyembuhan luka yang diaktifkan oleh sinar matahari. Sesuatu yang tidak membutuhkan energi sebanyak yang dibutuhkan seseorang."
Dalam waktu dekat, seseorang tidak akan dapat sepenuhnya beralih ke hanya menyediakan satu sinar matahari - setidaknya sampai dia memutuskan modifikasi utama tubuh - oleh karena itu, untuk saat ini, kita hanya perlu terus terinspirasi oleh contoh alam.
