.webp)
Selain kunang-kunang dan kolibri, ada banyak hewan yang bisa bercahaya cemerlang. Warna-warni mereka, banyak diciptakan oleh struktur nano yang menyatukan panjang gelombang cahaya.
Namun, baru-baru ini, peneliti menemukan fakta baru bahwa bakteri bisa memanfaatkan fenomena warna-warni ini. Tim peneliti yang dipimpin oleh ahli bioinformatika dari Utrecht University, Aldert Zomer, telah menemukan adanya gen yang memungkinkan bakteri memanfaatkan fenomena makhluk bercahaya.
Bakteri yang Bisa Bercahaya Tanpa Pigmen
Terdapat suatu mikroba, yaitu bakteri laut Marinobacter alginolytica yang berperan sebagai nanostruktur. Bakteri ini bergabung satu sama lain untuk membentuk koloni dalam pola yang tepat yang memungkinkan mereka memantulkan panjang gelombang tertentu.
Para peneliti membandingkan genom dari 87 galur bakteri yang dapat membentuk koloni berwarna secara struktural dengan 30 galur yang tidak berwarna untuk menemukan sidik jari genetik dari fenomena ini. Mereka menggunakan bantuan model AI, tim peneliti menganalisis 250.000 genom bakteri dan 14.000 sampel lingkungan untuk melihat bakteri lain yang memiliki warna struktural.
Biasanya, warna struktural pada hewan muncul dari bagaimana cahaya yang saling mengganggu atau bertukar, dan dipantulkan ketika pigmen memancarkan warnanya, yaitu sisa spektrum cahaya tampak yang tidak diserap.
Oleh karena itu, pigmen diperlukan bagi bakteri untuk menyerap cahaya dan memancarkannya. Pigmen ini diproduksi melalui proses fotosintesis.
Contohnya bakteri Escherichia coli (E.coli) yang menghasilkan pigmen berwarna sebagai respons terhadap cahaya. Bakteri E coli dikombinasikan dengan 18 gen baru ke sirkuit genetiknya sehingga dapat merespons cahaya merah, biru, atau hijau, sebagaimana keterangan yang dikutip dari Sciene Alert.
Akan tetapi, bakteri yang ditemukan kali ini tidak memiliki pigmen untuk menyerap cahaya dan memancarkannya. Justru mereka tinggal di tempat gelap dan menggunakan warna struktural untuk memantulkan pigmen itu.
Maka dari itu, bakteri M. alginolytica tidak membutuhkan pigmen untuk dapat memancarkan cahayanya. Lantas, bagaimana bakteri ini dapat berkilauan memancarkan cahaya?
Ternyata, bakteri-bakteri ini menghasilkan warna tanpa pigmen, yang dapat terlihat tergantung dari bagaimana struktur berskala kecil pada permukaan material mengarahkan cahaya sehingga beberapa panjang gelombang berkombinasi atau saling melenyapkan.
"Koloni bakteri dengan warna struktural adalah nanostruktur hidup yang mampu mengatur cahaya," ucap Zomer.
Kini, ia dan peneliti lainnya telah menemukan beberapa jalur molekuler yang terlibat dalam pembentukan proses ini. Menurutnya, warna bakteri ini berubah-ubah dan bisa dilihat dari sudut pandang yang berbeda. Dengan begitu, akan terlihat perubahan dramatis dalam intensitas warna atau transisi warna yang berkilauan.
Di Mana Bakteri yang Memunculkan Warna Itu?
Sayangnya, bakteri yang dapat mengeluarkan warna berada di tempat-tempat tertentu saja.
"Kami menemukan bahwa gen yang bertanggung jawab atas warna struktural sebagian besar ditemukan di air tawar, lautan, dan habitat khusus seperti zona pasang surut dan wilayah laut dalam," kata Bas Dutih, ahli ekologi virus dari University of Jena.
Sebaliknya, mikroba di habitat yang berkaitan dengan inang seperti mikrobioma manusia menunjukkan warna struktural yang sangat terbatas. Warna struktural yang muncul di kedalaman laut menunjukkan bahwa selain menjadi pengamat yang memukau, nanostruktur juga kemungkinan besar terlibat pada proses biologi.
Misalnya nanostruktur berperan sebagai struktur pertahanan terhadap virus atau membantu sel menempel pada partikel makanan yang mengapung. Atau menjadi efek samping dari bagaimana bakteri mengorganisasikan diri mereka ke dalam koloninya.
"Jika memahami warna struktural dengan baik, kemungkinan kita dapat mengembangkan material ramah lingkungan dengan warna tahan lama dan sifat-sifat yang diinginkan lainnya seperti cat ringan untuk pesawat," tutur para peneliti.
(faz/faz)
