Berapa Banyak Kehidupan yang Pernah Ada di Bumi, dan Berapa Banyak Kehidupan yang Akan Ada?

Semua organisme terbuat dari sel hidup. Meskipun sulit untuk menentukan dengan tepat kapan sel pertama muncul, perkiraan terbaik para ahli geologi menunjukkan setidaknya sejak awal. 3.8 miliar tahun lalu. Tapi berapa banyak kehidupan yang menghuni planet ini sejak sel pertama ada di Bumi? Dan berapa banyak kehidupan yang akan ada di bumi?

Dalam studi baru kami, diterbitkan di Sekarang Biologi, rekan-rekan saya dari Weizmann Institute of Science dan Smith College dan saya membidik pertanyaan-pertanyaan besar ini.

Karbon di Bumi

Setiap tahunnya, sekitar 200 miliar ton karbon diserap melalui proses yang disebut produksi primer. Selama produksi primer, karbon anorganik—seperti karbon dioksida di atmosfer dan bikarbonat di lautan—digunakan sebagai energi dan pembuatan molekul organik yang dibutuhkan kehidupan.

Saat ini, kontributor paling menonjol dalam upaya ini adalah fotosintesis oksigenik, dimana sinar matahari dan air merupakan bahan utamanya. Namun, menguraikan tingkat produksi primer di masa lalu merupakan tugas yang menantang. Sebagai pengganti mesin waktu, ilmuwan seperti saya mengandalkan petunjuk yang tersisa di batuan sedimen purba untuk merekonstruksi lingkungan masa lalu.

Dalam hal produksi primer, komposisi isotopnya oksigen dalam bentuk sulfat dalam endapan garam kuno memungkinkan dilakukannya perkiraan seperti itu.

In penelitian kami, kami mengumpulkan semua perkiraan produksi primer kuno sebelumnya yang diperoleh melalui metode di atas, serta banyak lainnya. Hasil dari sensus produktivitas ini adalah kami dapat memperkirakan bahwa 100 triliun (atau 100 miliar miliar) ton karbon telah melalui produksi primer sejak awal mula kehidupan.

Angka-angka besar seperti ini sulit dibayangkan; 100 triliun ton karbon setara dengan 100 kali lipat jumlah karbon yang terkandung di bumi, suatu prestasi yang cukup mengesankan bagi produsen utama bumi.

Produksi Primer

Saat ini, produksi primer terutama dicapai oleh tumbuhan di darat dan mikroorganisme laut seperti alga dan cyanobacteria. Di masa lalu, proporsi kontributor utama ini sangat berbeda; Dalam sejarah awal Bumi, produksi primer sebagian besar dilakukan oleh kelompok organisme berbeda yang tidak bergantung pada fotosintesis oksigenik untuk tetap hidup.

Kombinasi berbagai teknik telah mampu memberikan gambaran kapan produsen primer paling aktif di masa lalu. Contoh teknik tersebut termasuk mengidentifikasi hutan tertua atau menggunakan fosil molekuler yang disebut biomarker.

In penelitian kami, kami menggunakan informasi ini untuk mengeksplorasi organisme apa yang berkontribusi paling besar terhadap produksi primer historis Bumi. Kami menemukan bahwa meskipun terlambat muncul, tanaman darat kemungkinan besar memberikan kontribusi terbesar. Namun, sangat masuk akal juga bahwa cyanobacteria memberikan kontribusi paling besar.

Hidup Total

Dengan menentukan berapa banyak produksi primer yang pernah terjadi, dan dengan mengidentifikasi organisme apa yang bertanggung jawab atas hal tersebut, kami juga dapat memperkirakan berapa banyak kehidupan yang pernah ada di Bumi.

Saat ini, seseorang mungkin dapat memperkirakan berapa banyak manusia yang ada berdasarkan seberapa banyak makanan yang dikonsumsi. Demikian pula, kami dapat mengkalibrasi rasio produksi primer dengan jumlah sel yang ada di lingkungan modern.

Meskipun terdapat variabilitas besar dalam jumlah sel per organisme dan ukuran sel yang berbeda, komplikasi tersebut menjadi komplikasi sekunder karena mikroba bersel tunggal mendominasi populasi sel global. Pada akhirnya, kami dapat memperkirakan sekitar 10³⁰ (10 noninillion) sel yang ada saat ini, dan antara 10³⁹ (duodemilion) dan 10⁴⁰ sel pernah ada di bumi.

Berapa Banyak Kehidupan yang Akan Dimiliki Bumi?

Kecuali kemampuan untuk memindahkan Bumi ke orbit bintang yang lebih muda, umur biosfer Bumi terbatas. Fakta mengerikan ini merupakan konsekuensi dari siklus hidup bintang kita. Sejak kelahirannya, Matahari perlahan-lahan menjadi lebih terang selama empat setengah miliar tahun terakhir karena hidrogen telah diubah menjadi helium di intinya.

Jauh di masa depan, sekitar dua miliar tahun dari sekarang, semua upaya biogeokimia yang menjaga bumi tetap layak huni akan diabaikan. batas. Pertama, tumbuhan di darat akan mati, dan pada akhirnya lautan akan mendidih, dan Bumi akan kembali menjadi planet berbatu yang sebagian besar tidak bernyawa seperti saat masih bayi.

Namun sampai saat itu tiba, berapa banyak kehidupan yang akan ditampung Bumi selama masa hidupnya? Dengan memproyeksikan tingkat produktivitas primer kami saat ini ke depan, kami memperkirakannya sekitar 10⁴⁰ sel akan menempati bumi.

Bumi sebagai Exoplanet

Beberapa dekade yang lalu, exoplanet (planet yang mengorbit bintang lain) hanyalah sebuah hipotesis. Sekarang kita tidak hanya mampu mendeteksi mereka, tapi jelaskan banyak aspek dari ribuan dunia jauh di sekitar bintang jauh.

Tapi bagaimana Bumi dibandingkan dengan benda-benda ini? Dalam studi baru kami, kami telah mengambil pandangan sekilas tentang kehidupan di Bumi dan menjadikan Bumi sebagai patokan untuk membandingkan planet lain.

Namun, yang menurut saya sangat menarik adalah apa yang mungkin terjadi di masa lalu Bumi yang menghasilkan lintasan yang sangat berbeda dan oleh karena itu jumlah kehidupan yang dapat menghuni Bumi juga sangat berbeda. Misalnya, bagaimana jika fotosintesis oksigenik tidak pernah terjadi, atau bagaimana jika endosimbiosis tidak pernah terjadi?

Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan seperti itulah yang akan mendorong laboratorium saya Universitas Carleton selama beberapa tahun mendatang.

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Gambar Kredit: Mihály Köles / Unsplash 

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://singularityhub.com/2024/01/30/how-much-life-has-ever-existed-on-earth-and-how-much-ever-will/