Sumber ilustrasi: Unsplash
18 Agustus 2026 14.40 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Plastik merupakan salah satu material buatan manusia yang baru muncul dalam sejarah modern. Akan tetapi, jauh sebelum manusia mengembangkan polimer sintetis, mikroorganisme ternyata telah menghasilkan bahan menyerupai plastik yang dapat terurai secara biologis. Bahan tersebut dikenal sebagai polyhydroxyalkanoates atau PHA dan diproduksi secara alami oleh berbagai bakteri serta archaea sebagai tempat menyimpan karbon dan energi.
PHA menjadi menarik karena mempunyai sejumlah sifat yang menyerupai plastik buatan manusia, tetapi dapat terurai melalui proses biologis. Mikroorganisme menghasilkan PHA ketika memperoleh karbon dalam jumlah lebih besar daripada yang segera dibutuhkan, kemudian menyimpan kelebihan tersebut di dalam sel sebagai cadangan yang dapat digunakan pada kemudian hari.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan menganggap kemampuan menguraikan PHA pada dasarnya dimiliki oleh mikroorganisme. Namun penelitian dari Max Planck Institute for Marine Microbiology di Bremen, Jerman, menunjukkan bahwa kemampuan tersebut ternyata jauh lebih luas. Berbagai hewan juga memiliki enzim yang dapat menguraikan bioplastik mikroba tersebut.
Penelitian yang dipublikasikan dalam Nature Ecology & Evolution menemukan enzim pengurai PHA pada beragam kelompok hewan, mulai dari cacing laut dan bintang laut hingga cacing tanah serta spesies darat lainnya. Temuan tersebut mengubah pemahaman mengenai bagaimana karbon yang tersimpan di dalam mikroorganisme dapat berpindah menuju hewan dan memasuki jaringan makanan.
Penemuan bermula dari penelitian terhadap Olavius algarvensis, cacing laut kecil dengan panjang sekitar dua sentimeter yang memiliki cara hidup tidak biasa. Cacing tersebut tidak mempunyai mulut maupun usus dan bahkan telah kehilangan sistem pencernaan serta ekskresinya.
Untuk bertahan hidup, Olavius algarvensis bergantung pada komunitas bakteri simbion yang hidup tepat di bawah kulitnya. Lapisan bakteri yang sangat padat tersebut bahkan menyebabkan tubuh cacing tampak berwarna putih. Bakteri menyediakan nutrisi sekaligus membantu mendaur ulang limbah yang dihasilkan oleh cacing.
Hubungan tersebut menjadi semakin menarik ketika para peneliti menemukan bahwa salah satu bakteri simbion menyimpan karbon dalam jumlah sangat besar dalam bentuk PHA. Nicole Dubilier, Direktur Max Planck Institute for Marine Microbiology sekaligus penulis korespondensi penelitian, menjelaskan bahwa kondisi tersebut menimbulkan pertanyaan apakah cacing telah mengembangkan mekanisme khusus untuk memperoleh energi dari cadangan PHA milik bakterinya.
Analisis kemudian memberikan jawabannya. Para peneliti menemukan sebuah enzim di dalam Olavius algarvensis yang mampu memecah PHA mikroba menjadi molekul-molekul lebih kecil yang dapat dimanfaatkan oleh tubuh hewan.
Pencitraan beresolusi tinggi memperkuat temuan tersebut dengan menunjukkan bahwa enzim pengurai PHA diproduksi di lokasi yang sama dengan tempat cacing mencerna bakteri simbionnya. Dengan demikian, PHA yang tersimpan di dalam sel bakteri bukan sekadar berada bersama cacing, tetapi dapat menjadi sumber nutrisi yang benar-benar dimanfaatkan oleh hewan tersebut.
Penemuan pada Olavius algarvensis kemudian mendorong tim peneliti untuk memeriksa apakah kemampuan serupa terdapat pada hewan lain. Pemeriksaan terhadap genom berbagai hewan menghasilkan gambaran yang jauh lebih luas daripada perkiraan awal.
Para ilmuwan menemukan enzim terkait pada lebih dari 66 spesies yang tersebar dalam sembilan filum berbeda. Penyebaran yang sangat luas dalam pohon kehidupan menunjukkan bahwa kemampuan menguraikan PHA bukan keistimewaan satu kelompok hewan tertentu.
Pengujian laboratorium memberikan bukti tambahan. Enzim yang berasal dari hewan-hewan dengan hubungan evolusioner sangat jauh satu sama lain, termasuk spons, cacing tanah, dan springtail, ternyata sama-sama mampu menguraikan PHA mikroba.
Caroline Zeidler dari Max Planck Institute for Marine Microbiology, penulis pertama penelitian, menjelaskan bahwa keluasan kemampuan tersebut merupakan bagian yang paling mengejutkan. Penelitian yang bermula dari satu spesies cacing laut akhirnya mengungkap kemampuan biologis yang dimiliki hewan dari berbagai cabang berbeda dalam pohon kehidupan.
PHA sendiri bukan hanya menarik bagi penelitian ekologi. Manusia telah memanfaatkan senyawa yang sama sebagai bahan untuk membuat plastik biodegradable. Dalam produksi industri, bakteri ditumbuhkan di dalam tangki fermentasi besar dan diberi sumber karbon seperti gula, pati, atau minyak tumbuhan.
Dalam kondisi yang sesuai, bakteri dapat mengumpulkan PHA dalam jumlah besar di dalam selnya. Senyawa tersebut kemudian diekstraksi dan diproses menjadi material yang mempunyai sejumlah karakteristik menyerupai plastik konvensional.
Plastik berbasis PHA dapat dibentuk, relatif tahan terhadap air, serta cukup stabil untuk berbagai keperluan sehari-hari. Penggunaannya mencakup kemasan makanan dan berbagai bahan kebersihan.
Bidang pertanian juga dapat memanfaatkan PHA untuk membuat butiran pembungkus pupuk. Ketika material tersebut perlahan terurai, kandungan pupuk di dalamnya dapat dilepaskan secara bertahap ke lingkungan.
Aplikasi PHA bahkan telah berkembang ke bidang medis. Material tersebut dapat digunakan dalam pembalut luka, sistem penghantaran obat, implan yang dapat diserap tubuh, serta benang jahit yang secara perlahan terurai setelah menjalankan fungsinya.
Salah satu karakteristik terpenting PHA adalah sirkularitas biologisnya. Material tersebut dibuat oleh organisme hidup dan kemudian dapat diuraikan kembali melalui proses biologis. Meskipun demikian, PHA saat ini masih hanya menyumbang sebagian kecil dari keseluruhan pasar bioplastik.
Permintaan terhadap bahan berbasis hayati dan biodegradable diperkirakan dapat meningkatkan produksi bioplastik dalam beberapa tahun mendatang. Penemuan terbaru menambahkan informasi penting terhadap gambaran tersebut karena menunjukkan bahwa bukan hanya mikroorganisme yang dapat berpartisipasi dalam penguraian PHA, tetapi juga berbagai hewan air dan darat.
Di alam, PHA mikroba tersebar luas di tanah, sedimen, serta lingkungan perairan. Produksi PHA merupakan salah satu strategi mikroorganisme untuk menyimpan kelebihan karbon agar dapat digunakan ketika sumber energi menjadi lebih terbatas.
PHA juga termasuk salah satu dari sedikit jenis plastik yang muncul secara alami dan sepenuhnya biodegradable. Karena material tersebut semakin dikembangkan sebagai alternatif bagi plastik konvensional, memahami mekanisme penguraiannya di lingkungan menjadi semakin penting.
Penelitian Dubilier dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa hewan kemungkinan ikut berperan dalam proses penguraian tersebut bersama mikroorganisme. Namun implikasi ekologis yang lebih besar terletak pada kemampuan hewan untuk mengakses sumber karbon mikroba yang sebelumnya dianggap tidak tersedia bagi mereka.
Maggie Sogin, penulis korespondensi bersama yang mengerjakan sebagian besar penelitian tersebut di Max Planck Institute for Marine Microbiology dan sekarang menjadi Assistant Professor di University of California, Merced, menjelaskan bahwa hasil penelitian mengubah pemahaman mengenai organisme yang dapat menggunakan cadangan karbon mikroba tersebut.
Menurut Sogin, hewan kemungkinan telah memakan bioplastik alami pertama yang diciptakan alam selama ratusan juta tahun. Aktivitas biologis yang sangat tua tersebut baru sekarang mulai diketahui oleh para ilmuwan.
Temuan tersebut juga membuka kemungkinan adanya jalur karbon yang selama ini terlewatkan dalam pemahaman mengenai ekosistem. Karbon yang disimpan bakteri dalam bentuk PHA ternyata dapat diuraikan oleh enzim hewan dan kemudian masuk ke jaringan makanan, sehingga hubungan metabolik antara mikroorganisme dan hewan mungkin lebih kompleks daripada yang sebelumnya diperkirakan.
Para ilmuwan belum mengetahui seberapa sering proses tersebut berlangsung di ekosistem alami. Besarnya kontribusi konsumsi PHA oleh hewan terhadap siklus karbon global juga masih belum diketahui dan membutuhkan penelitian lanjutan.
Penemuan tersebut sekaligus memperlihatkan pentingnya mempelajari organisme dengan sistem biologis yang tidak biasa. Olavius algarvensis, cacing kecil tanpa mulut dan usus yang sepenuhnya bergantung pada bakteri simbionnya, akhirnya membuka jalan menuju identifikasi proses biologis yang mungkin telah berlangsung selama ratusan juta tahun tanpa dikenali manusia.
Penelitian dari Max Planck Institute for Marine Microbiology menunjukkan bahwa PHA, bioplastik alami yang diproduksi mikroorganisme sebagai cadangan karbon dan energi, ternyata dapat diuraikan oleh berbagai jenis hewan melalui enzim khusus. Kemampuan yang ditemukan pada lebih dari 66 spesies dari sembilan filum tersebut menunjukkan bahwa hewan kemungkinan telah memanfaatkan bioplastik mikroba sebagai sumber karbon selama ratusan juta tahun. Temuan tersebut tidak hanya mengubah pemahaman mengenai organisme yang dapat menguraikan PHA, tetapi juga membuka kemungkinan adanya jalur yang sebelumnya tidak dikenali dalam perpindahan karbon dari mikroorganisme menuju hewan dan jaringan makanan.
Diolah dari artikel:
“Animals have been eating nature’s original bioplastic for millions of years” oleh Max Planck Institute for Marine Microbiology. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260815064759.htm
