Lumut, yang sering diabaikan sebagai organisme sederhana yang menempel pada batu dan pohon, kini muncul sebagai teknologi serbaguna yang berpotensi merevolusi konstruksi, penangkapan karbon, dan bahkan kolonisasi ruang angkasa. Para peneliti kini membudidayakan lumut sintetis – hasil rekayasa kemitraan antara jamur dan alga – di laboratorium, sehingga membuka kemampuan mereka untuk produksi skala besar dan berkelanjutan. Ini bukan sekedar latihan akademis; ini adalah pendekatan praktis untuk memecahkan masalah-masalah mendesak di Bumi dan membuka kemungkinan pemukiman di luar dunia.
Kekuatan Simbiosis Sintetis
Lumut tradisional adalah hubungan simbiosis antara jamur dan alga (atau cyanobacteria), di mana jamur menyediakan struktur dan pasangannya menghasilkan makanan melalui fotosintesis. Namun terobosan sebenarnya terletak pada versi sintetiknya: para ilmuwan memodifikasi ragi secara genetis untuk bertindak sebagai inang jamur, sehingga memungkinkan produksi senyawa berharga yang berkelanjutan. Pendekatan ini menjawab kebutuhan penting akan manufaktur yang terukur dan ramah lingkungan. Tidak seperti lumut alami, yang tumbuh lambat, sistem yang dikembangkan di laboratorium ini mempercepat produksi sekaligus mempertahankan manfaat simbiosis inti.
Daya tariknya jelas: lumut sintetis dapat direkayasa untuk menghasilkan obat-obatan, biofuel, dan bahkan bahan penangkap karbon. Sebuah laboratorium telah menggunakan sistem ini untuk membuat caryophyllene, senyawa berharga yang digunakan di berbagai industri, yang menunjukkan kelayakan komersial dari teknologi tersebut.
Dari Penangkapan Karbon hingga Habitat Mars
Implikasinya jauh melampaui penerapan industri. Para peneliti sedang mengeksplorasi lumut sebagai solusi untuk memperbaiki struktur beton yang menua, menawarkan alternatif penyembuhan diri dibandingkan perawatan tradisional. Lebih ambisius lagi, NASA dan perusahaan antariksa swasta berencana menyebarkan “bahan hidup” yang direkayasa – yang sebenarnya adalah lumut sintetis – di Mars. Organisme ini dapat tumbuh di regolith (tanah) Mars, mengikatnya menjadi bahan bangunan yang tahan lama, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengangkut struktur prefabrikasi yang mahal dari Bumi.
Keuntungan utamanya adalah ketahanan. Lumut alami tumbuh subur di lingkungan ekstrem, bertahan dari radiasi intens, kekeringan, dan fluktuasi suhu. Sifat tahan banting ini juga berlaku di luar angkasa, di mana paparan terhadap kondisi keras tidak dapat dihindari. Eksperimen di Stasiun Luar Angkasa Internasional telah membuktikan bahwa lumut kerak dapat bertahan hidup di orbit untuk waktu yang lama, menunjukkan potensinya untuk konstruksi di luar bumi.
Ilmu Pengetahuan di Balik Ketahanan
Keberhasilan lumut kerak bergantung pada prinsip simbiosis. Kemitraan antara jamur dan ganggang menciptakan sesuatu yang lebih besar daripada gabungan bagian-bagiannya. Lumut alami sering kali menjadi tuan rumah bagi banyak spesies – bakteri, jamur tambahan – yang membentuk komunitas mikroba kompleks yang meningkatkan kelangsungan hidup. Keanekaragaman ini memungkinkan mereka mengakses senyawa yang lebih luas untuk perlindungan dan pemanfaatan sumber daya.
Misalnya, beberapa lumut kerak menghasilkan melanin (pigmen kulit) dan karotenoid (ditemukan dalam wortel) sebagai tabir surya alami, yang melindungi komunitas simbiotik dari radiasi UV yang merusak. Laju pertumbuhannya yang lambat juga meminimalkan kebutuhan sumber daya, sehingga memungkinkan mereka tumbuh subur di lingkungan yang miskin nutrisi. Para peneliti kini mereplikasi efisiensi ini dengan memasangkan mikroba yang tumbuh cepat untuk menciptakan sistem sintetis yang lebih kuat.
Solusi Konkrit dan Material Masa Depan
Peneliti Texas A&M University memelopori lumut dalam perbaikan beton, memasangkan jamur dengan cyanobacteria untuk mengendapkan kalsium karbonat – yang secara efektif “menyembuhkan” retakan pada struktur. Pendekatan ini tidak memerlukan nutrisi eksternal karena lumut sintetis mengekstrak nitrogen dari udara, sehingga dapat bertahan secara mandiri. Prinsip yang sama berlaku untuk pembuatan mikomaterial: komponen jamur yang termineralisasi oleh cyanobacteria yang tertanam membentuk kerangka luar seperti batu, menawarkan alternatif berkelanjutan terhadap bahan konstruksi tradisional.
Teknologi ini tidak terbatas pada Bumi saja. Ketertarikan NASA berasal dari potensi produksi bahan bangunan in situ di Mars, dengan memanfaatkan sumber daya yang ada dibandingkan impor yang mahal. Prosesnya akan melibatkan pencetakan 3D dari struktur regolit Mars yang diikat oleh biopolimer yang berasal dari lumut, sehingga menciptakan ruang yang dapat dihuni dengan masukan eksternal yang minimal.
Kesimpulannya, lumut yang ditanam di laboratorium mewakili perubahan paradigma dalam ilmu material berkelanjutan. Mulai dari memperbaiki infrastruktur di Bumi hingga membangun habitat di Mars, sistem simbiosis yang direkayasa ini menawarkan solusi yang terukur, berketahanan, dan ramah lingkungan untuk membangun masa depan yang lebih berkelanjutan.
